NL9401142A - Overdracht van berichten via verschillende subnetwerken. - Google Patents

Description

Overdracht van berichten via verschillende subnetwerken.

A. ACHTERGROND VAM DE UITVINDING Al. Gebied van de uitvinding

De uitvinding heeft betrekking op een systeem voor de transmissie van electronische berichten, via een netwerk dat uit verschillende subnetwerken bestaat, die elk een eigen transmissieprotocol gebruiken. A2. Stand van de techniek

Berichten worden door netwerken (LANs, WANs) overgedragen onder besturing van tranmissieprotocollen (IP, ATM, DQDB, Token Ring, Ethernet) en daarmee compatibele transmissiecodes (Headers/Trailers, Protocol Control Information, Protocol Data Units, Service Primitieven, Service Data Units).

Wanneer berichten moeten worden overgedragen door een netwerk dat bestaat uit subnetwerken met verschillende protocollen, dan is een mogelijkheid om de transmissiecodes aan de grensvlakken van die subnetwerken te vertalen. Bijvoorbeeld worden ATM transmissiecodes vertaald in DQDB codes. Daar protocollen aanzienlijk van elkaar kunnen verschillen, kunnen bij het vertalen problemen ontstaan. Zo is voor te stellen dat het protocol van een subnetwerk waaraan een bericht wordt overgedragen de verplichting kent om een prioriteitscode aan te geven. Als het protocol van het subnetwerk waaraan het bericht oorspronkelijk werd aangeboden geen prioriteitscode kent, ontstaat op het grensvlak van beide subnetwerken het probleem welke waarde als prioriteitscode moet worden genomen.

In een netwerk met veel subnetwerken met onderling verschillende protocollen zijn veel vertaalslagen nodig. Wanneer een netwerk n subnetwerken omvat met (in een extreem geval) n verschillende protocollen en al die subnetwerken direct van en naar elkaar berichten moeten kunnen overdragen (volledige connectiviteit), moet elk subnetwerk vertalingen naar n-1 andere protocollen en vice versa kunnen uitvoeren, waarvoor per subnetwerk dus 2*(n-l) vertaalmodulen nodig zijn. Het netwerk moet dan in totaal 2*n*(n-l) vertaalmodulen bevatten (waarvan n*(n-l) verschillende). Bij grote (bijv. internationale) netwerken vergt het betrouwbaar vertalen van protocollen, in het bijzonder het vervaardigen en onderhouden van vertaalmodulen, substantiële inspanningen.

Teneinde het aantal vertaalmodulen zoveel mogelijk te beperken, kan gebruik worden gemaakt van 'metaprotocollen1 of referentieprotocollen. Daarbij wordt bij het vertalen van een protocol A naar een protocol B, protocol A eerst naar een referentieprotocol R vertaald en daarna van het referentieprotocol R naar het protocol B. Het voordeel is dat volstaan kan worden met twee vertaalmodulen per subnetwerk, namelijk van het lokale subnetwerkprotocol naar het referentieprotocol en vice versa. Bij n verschillende protocollen zijn dan in totaal 2*n (verschillende) vertaalmodulen in het netwerk nodig. Nadelig kan zijn dat het aantal vertaalslagen verdubbelt, hetgeen de vertaaltijd en kans op fouten vergroot. Anderzijds echter kan gebruik van een referentieprotocol de kans op fouten juist weer verkleinen als een referentieprotocol wordt gebruikt dat speciaal is gestructureerd voor het vertalen van uiteenlopende protocollen (het referentieprotocol heeft bij voorkeur het karakter van een specificatietaal en hoeft op zich niet geschikt te zijn voor daadwerkelijke transmissie-besturing.

Als de protocollen in het subnetwerk waar het bericht wordt aangeboden en in het subnetwerk waar het bericht zijn eindbestemming heeft, compatibel met elkaar zijn —men spreekt dan van symmetrische interworking—, is het, in plaats van het vertalen van de transmissiecodes aan de subnetwerk-grensvlakken, ook mogelijk om, aan het grensvlak tussen het bron-subnetwerk en het eerste intermediaire subnetwerk, het bericht mèt zijn oorspronkelijke transmissiecodes in te kapselen in transmissiecodes die compatibel zijn met de protocollen in die intermediaire subnetwerken. Deze techniek staat bekend als 'encapsulation' of 'tunneling'. Aan het grensvlak tussen het laatste intermediaire subnetwerk en het bestemmings-subnetwerk wordt het bericht, inclusief zijn oorspronkelijke transmissiecodes, weer 'uitgepakt' uit de intermediaire transmissiecodes. Binnen het bestemmings-subnetwerk kan gebruik worden gemaakt van de oorspronkelijke transmissiecodes, daar immers de protocollen van het bron- en bestemmingssubnetwerk compatibel zijn. Deze techniek biedt ten opzichte van het vertalen van transmissiecodes het voordeel dat geen vertaalfouten kunnen ontstaan en geen vertaalmodulen behoeven te worden beheerd. Voorwaarde is wel dat de protocollen van het bron- en bestemmings-subnetwerk compatibel zijn. Een nadeel kan verder de grotere overhead zijn.

Ook indien de protocollen van het bron- en bestemmings-subnetwerk niet compatibel zijn (asymmetrische interworking) zal wel gebruik kunnen worden gemaakt van tunneling in de intermediaire subnetwerken, echter zal dan altijd een vertaalslag nodig zijn. Die vertaalslag zal plaatsvinden aan bestemmingszijde, daar aan bronzijde onbekend kan zijn wat het protocol aan bestemmingszijde is. Bij volledige connectiviteit in vermaasde netwerken, zal overigens elk subnetwerk (immers elk subnetwerk kan bestemmings-subnetwerk zijn) voorzien moeten zijn van de vertaalmodulen van alle transmissieprotocollen naar zijn eigen protocol.

B. SAMENVATTING VAM DE UITVINDING

De uitvinding berust op het inzicht dat bij tunneling in een asymmetrisch interworking situatie een aantal voordelen kan worden bereikt door gebruik te maken van een referentieprotocol. Is het bij tunneling in een asymmetrische situatie onvermijdelijk om aan bestemmingszijde een vertaalslag uit te voeren waardoor, bij volledige connectiviteit, elk subnetwerk moet zijn voorzien van de vertaalmodulen van alle niet-lokale protocollen naar het lokale protocol, bij vertaling via twee deel-vertaalacties, via een referentieprotocol, kunnen deze deel-vertaalacties met voordeel worden gedistribueerd over de bron- en bestemmingszijde van de verbinding. Ongeacht het lokale protocol van het bestemmings-subnetwerk, wordt aan bronzijde vertaald van het lokale bron-protocol naar het referentieprotocol (het bronsubnetwerk hoeft daarbij niet te weten wat het protocol van het bestemmings-subnetwerk is). Aan bestemmingszijde wordt vertaald van het referentieprotocol naar het lokale protocol van het bestemmingssubnetwerk. In elk tussenliggend subnetwerk wordt het over te dragen bericht en de bijbehorende, met het referentieprotocol compatibele, transmissiecodes vervoerd, ingekapseld in de lokale transmissiecodes. Door het, volgens de uitvinding, distribueren van beide vertaalacties over het bron- en bestemmings-subnetwerk, kan, als elk subnetwerk geschikt moet zijn om te fungeren als bron- of bestemmings-subnetwerk, in elk subnetwerk worden volstaan met vertaalmodulen van het eigen protocol naar het referentieprotocol en vice versa.

Verder wordt door de uitvinding bereikt dat de verantwoordelijkheden van de subnetwerken duidelijker komen te liggen: lokaal verkeer wordt overgedragen onder besturing van het lokale protocol; transiet verkeer wordt onveranderd overgedragen door middel van tunneling; lokaal gegenereerd verkeer dat bestemd is voor een ander subnetwerk wordt overgedragen door vertaling van de besturingsinformatie naar referentieprotocol-formaat en verder overgedragen als transietverkeer; en van verkeer dat afkomstig is van een ander subnetwerk en dat bestemd is voor het lokale subnetwerk, wordt de besturingsinformatie (altijd in referentieprotocol-formaat) vertaald in het formaat van het lokale protocol en verder overgedragen onder gebruikmaking van het lokale protocol. Vertaalslagen worden dus alleen bij het bron- en bestemmings-subnetwerk uitgevoerd; de intermediaire subnetwerken (transiet-subnetwerken) dragen de berichten, inclusief hun oorspronkelijke besturingscodes, transparant over, zonder de inhoud te manipuleren.

Een verder voordeel van de uitvinding is dat het tunnelen van het transietverkeer eenvoudiger wordt, daar uitsluitend rekening behoeft te worden gehouden met transmissie-inforroatie in referentieprotocol-formaat. Ook resulteert de uitvinding in verbeterde modulariteit, immers in geen enkel subnetwerk behoeft op enigerlei wijze rekening te worden gehouden met de karakteristieken (protocollen, headers/trailers, etc.) van andere subnetwerken.

C. UITVOERINGSVOORBEELDEN

Figuur 1 toont een netwerk met een aantal subnetwerken, waarbij een bericht wordt overgedragen door op de grensvlakken van de subnetwerken de transmissiecodes te vertalen.

Figuur 2 toont een netwerk, waarbij een bericht wordt overgedragen door op de grensvlakken de transmissiecodes te vertalen via een referentieprotocol.

Figuur 3 toont een netwerk met een aantal subnetwerken, waarbij een bericht wordt overgedragen door middel van tunneling; figuur 3a toont schematisch één berichtpakket in de verschillende subnetwerken.

Figuur 4 toont een netwerk met subnetwerken, waarbij een bericht wordt overgedragen op de door de uitvinding voorgestelde wijze. Figuur 4a toont schematisch één berichtpakket met de transmissiecodes in de verschillende subnetwerken.

Figuur 1 toont een terminal 1 die via subnetwerken 2...6 een bericht overdraagt aan een terminal 7. Het bericht wordt daartoe voorzien van besturingsinformatie die in overeenstemming is met het besturingsprotocol binnen het (bron-)netwerk 2. Teneinde het bericht over te dragen aan netwerk 3, wordt de besturingsinforroatie —in het navolgende voorgesteld door een header (H) en een trailer (T) met besturingscodes— in een vertaalorgaan 8 vertaald in besturings-informatie die compatibel is met het besturingsprotocol in subnetwerk 3; de oorspronkelijk header en trailer worden daarbij vervangen door een nieuwe header en trailer.

Opgemerkt wordt dat de besturingsinformatie (transmissiecodes) van berichten in sommige systemen in de directe nabijheid van de te routeren berichten verkeren (zoals de headers en trailers in de onderhavige figuurbeschrijvingen), in andere systemen kunnen deze echter gescheiden van die berichten voorkomen; uiteraard zijn de berichten en hun besturingsinformatie, zo niet fysiek, dan wel logisch met elkaar gekoppeld.

In de onderhavige figuren zijn de headers en trailers aangegeven met H, en Tx, waarin x het subnetwerk aanduidt. Bij de overgangen naar de volgende subnetwerken vindt een zelfde vertaalslag plaats als hierboven werd beschreven. Via subnetwerk 6 wordt het bericht tenslotte aan terminal 7 aangeboden. Als het totale netwerk, bestaande uit de subnetwerken 2...6, volledig verroaasd is en elk subnetwerk 2...6 moet kunnen dienen als bron-, transiet- of bestemmings-subnetwerk, moet elk vertaalorgaan 8...11 voorzien zijn van vertaalmodulen van het 'eigen' protocol naar de overige vier protocollen en vice versa, in totaal acht vertaalmodulen per vertaalorgaan.

In figuur 2 worden de headers en trailers steeds —op elke overgang van het ene naar het andere subnetwerk— eerst vertaald naar een header HR en trailer TR met een formaat dat in overeenstemming is met een referentieprotocol R, en vervolgens naar een header en trailer die compatibel zijn met het protocol dat in het nieuwe netwerk heerst. Als het totale netwerk, bestaande uit de subnetwerken 2...6 volledig vermaasd is en elk subnetwerk 2...6 moet kunnen dienen als bron-, transiet- of bestemmings-subnetwerk, moet elk vertaalorgaan 12...19 voorzien zijn van twee vertaalmodulen, namelijk voor vertaling van zijn eigen protocol naar het referentieprotocol R en vice versa. Het aantal vertaalorganen 12...19 is wel twee maal zo groot als in het netwerk van figuur 1.

Figuur 3 toont schematisch het tunnelen van een bericht door het netwerk. Een bericht, voorzien van een lokale header H2 en trailer T2 van subnetwerk 2, wordt in een inkapselorgaan 20 ingekapseld door een header H3 en trailer T3, geschikt voor het protocol in subnetwerk 3.

Bij het verlaten van subnetwerk 3 wordt het bericht met zijn oorspronkelijke header H2 en trailer T2 in ontkapselorgaan 21 weer ontkapseld door header H3 en trailer T3 te verwijderen. Daarna wordt, in een inkapselorgaan 22, het bericht met zijn oorspronkelijke header H2 en trailer T2 weer ingekapseld door een header H4 en een trailer T4 die compatibel zijn met het protocol in subnetwerk 4. Aan de overgang tussen subnetwerk 4 en subnetwerk 5 gebeurt hetzelfde in de organen 23 en 24, terwijl in orgaan 25 het bericht met zijn oorspronkelijke header H2 en trailer T2 weer ontkapseld worden en aan subnetwerk 6 aangeboden. Er wordt uitgegaan van een symmetrische interworking situatie, wat inhoudt dat de oorspronkelijke header H2 en trailer T2 ook compatibel zijn met het protocol in subnetwerk 6. Figuur 3a toont schematisch steeds één datapakket van het bericht in de subnetwerken 2...6. Daarbij is te zien dat in de subnetwerken 3, 4 en 5 de oorspronkelijke header H2 wordt voorafgegaan door respectievelijk de headers H3, H4 en H5, en de oorspronkelijke trailer T2 wordt gevolgd door respectievelijk de trailers T3, T4 en T5, welke headers en trailers compatibel zijn met de besturingsprotocollen in respectievelijk de subnetwerken 3, 4, en 5.

In figuur 4 wordt een bericht van subnetwerk 2 naar subnetwerk 6 overgedragen op de wijze volgens de uitvinding, waarbij het bericht als transietverkeer door de netwerken 3...5 wordt getunneld en de headers en trailers van de berichten aan bronzijde en bestemmingszijde worden vertaald. Opgemerkt wordt dat deze werkwijze zowel toepasbaar is bij symmetrische als bij asymmetrische interworking situaties. Aan de overgang van de subnetwerken 2 en 3 worden, in een vertaalorgaan 26, de header H2 en trailer T2 vertaald naar een header HR en een trailer TR volgens het formaat van een referentieprotocol ('R-formaat1), waarna het bericht, met zijn nieuwe header HR en trailer TR, in een orgaan 27 wordt ingekapseld door een header H3 en een trailer T3 die compatibel zijn met het protocol van het subnetwerk 3. Het bericht, met zijn header HR en trailer TR, wordt door de subnetwerken 3, 4 en 5 getunneld en op het grensvlak tussen de subnetwerken 5 en 6 eerst ontkapseld in een ontkapselorgaan 32 en vervolgens vertaald uit het R-formaat naar het formaat van het protocol in subnetwerk 6. Figuur 4a toont schematisch steeds één datapakket in de subnetwerken 2...6. Op het grensvlak van de subnetwerken 2 en 3 worden de header en trailer vertaald in een header en trailer in R-£ormaat (Hr,Tr), waarna het bericht (DATA), met die header HR en trailer TR, door de subnetwerken 3...5 wordt overgedragen door tunneling,· waarbij voor de transmissiebesturing gebruik wordt gemaakt van respectievelijk de headers H3, H4 en Hs en de trailers T3, T4 en T5. Tenslotte wordt aan het grensvlak tussen de subnetwerken 5 en 6 het bericht en zijn header Hr en trailer TR uitgepakt, waarna die header HR en trailer TR worden geconverteerd in een header H6 en trailer T6 die compatibel zijn met het protocol in subnetwerk 6 en die zorgen voor de besturing van het bericht door subnetwerk 6 naar terminal 7.

Bij volledige connectiviteit in een vermaasd netwerk, zullen alle subnetwerken moeten kunnen werken als bron-, transiet- of bestemmings-subnetwerk; elk subnetwerk moet dan de beschikking hebben over vertaalorganen en inkapsel/ontkapselorganen. Elk vertaalorgaan heeft genoeg aan twee vertaalmodulen, één van het lokale protocol naar het referentieprotocol en één vice versa. Elk inkapsel- en ontkapselorgaan hoeft alleen geschikt te zijn voor het in- en ontkapselen van berichten die zijn voorzien van een header en trailer in R-formaat. Met een en ander is dus een grote mate van uniformiteit bereikt en daardoor eenvoud, roodulariteit en onderhoudbaarheid.

Tenslotte wordt opgeroerkt dat als referentieprotocol een protocol kan worden genomen dat niet per se als transmissieprotocol behoeft te zijn geïmplementeerd, maar dat juist een referentiefunctie ten opzichte van bestaande en nieuw te ontwikkelen transmissieprotocollen heeft. Anderzijds is het ook aantrekkelijk om, in de praktijk, als referentieprotocol het protocol te nemen dat in de route tussen bron en bestemming het meeste voorkomt, waardoor het aantal vertaal- of inkapsel-/ontkapsel-acties tot een minimum beperkt kan blijven. In de praktijk zal het IP-protocol dan vaak als referentieprotocol gebruikt worden, daar de protocollen van veel subnetwerken compatibel zijn met het IP-protocol.

D. REFERENTIES Geen

Claims (3)

1. Systeem voor de transmissie van electronische berichten via een netwerk bestaande uit verschillende subnetwerken die elk een eigen transmissieprotocol gebruiken; waarbij een dergelijk bericht aan een bron-subnetwerk (2) wordt aangeboden en op dat bericht betrekking hebbende transmissiecodes (H2,T2) worden gegenereerd die compatibel zijn met het transmissieprotocol van dat bron-subnetwerk, waarna het bericht via verschillende intermediaire subnetwerken (3...5) wordt overgedragen naar een bestemmings-subnetwerk (6); waarbij aan het grensvlak van het bron-subnetwerk (2) en het eerste intermediaire subnetwerk (3), door conversiemiddelen (26), genoemde transmissiecodes (H2,T2) worden geconverteerd in referentiecodes (HR,TK) die compatibel zijn met een referentieprotocol; waarbij in elk intermediair subnetwerk (3,4,5), tenminste in het geval dat de referentiecodes (HR,TR) niet compatibel zijn met het transmissieprotocol van dat intermediaire subnetwerk, het bericht in ingekapselde vorm door dat intermediaire subnetwerk wordt overgedragen, waarbij, door daartoe bestemde middelen (27,29,31) transmissiecodes (H3,T3;HA,T4;H5,T5) worden gegenereerd die betrekking hebben op de transmissie van dat bericht (DATA) door dat intermediaire subnetwerk, alsmede transmissiecodes (H3,T3;HA,TA;H5,T3) die betrekking hebben op de transmissie van de referentiecodes (HR,TR) van dat bericht door dat intermediaire subnetwerk, welke transmissiecodes compatibel zijn met het transmissieprotocol van dat intermediaire subnetwerk; en waarbij, nadat het bericht (DATA) en zijn referentiecodes (HR,TR) door de intermediaire subnetwerken naar het besteromings-subnetwerk (6) zijn overgedragen, die referentiecodes (HR,TR), door conversiemiddelen (33), worden geconverteerd in transmissiecodes (H6,T6) die compatibel zijn met het transmissieprotocol van het bestemmings-subnetwerk.

2. Systeem volgens conclusie 1, met het kenmerk dat het referen- tieprotocol overeenkomt met één van de in de subnetwerken van kracht zijnde transmissieprotocollen.

3. Systeem volgens conclusie 1, met het kenmerk dat het referen-tieprotocol wordt gevormd door een formele protocolspecificatie.