DE69730447T2

DE69730447T2 - Portgestütztes standardvirtuelles lokales netzwerk

Info

Publication number: DE69730447T2
Application number: DE69730447T
Authority: DE
Inventors: E. Carol ITURRALDE
Original assignee: Cabletron Systems Inc
Current assignee: Cabletron Systems Inc
Priority date: 1996-12-30
Filing date: 1997-12-30
Publication date: 2005-09-01
Anticipated expiration: 2017-12-31
Also published as: EP0948853B1; EP0948853A1; WO1998029985A1; CA2276206C; AU715953B2; AU5727698A; CA2276206A1; DE69730447D1; US6128665A

Description

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Datenübertragungsnetzwerke und insbesondere auf virtuelle lokale Netzwerke.
Ein Datennetzwerk enthält üblicher Weise mehrere miteinander durch ein Datenübermittlungsmedium verbundene Knotenpunkte. Ein allgemein bekanntes Verfahren zur Übermittlung von Daten zwischen den Knotenpunkten besteht darin, die Daten in einzelne „Pakete" von Daten zu unterteilen. Pakete können über das Medium mittels irgendeiner von unterschiedlichen Übermittlungstechniken übermittelt werden. In Anwendungen, die Paketdaten verwenden, werden die zu übermittelnden Daten zuerst aufgetrennt in diskrete Pakete von Daten, werden dann übermittelt über das Netzwerkmedium und schließlich wieder zusammengesetzt an einem Bestimmungsknoten. Entsprechend einem laufenden Paketprotokoll enthält jedes Paket grundsätzlich einen Kopf und ein Informationsfeld. Der Kopf beinhaltet die Information, die zur Übermittlung der Zelle von einem Knoten zum nächsten verwendet wird, während die Paketdaten in dem Informationsfeld vorhanden sind. Neben anderen Daten ist in dem Kopf die Bestimmungsadresse des Datenpaketes vorhanden.
Ein lokales Netzwerk (beispielsweise „LAN") ist ein Typ eines lokalen Netzwerkes, welches im Allgemeinen in einem einzelnen Amt oder Gebäude verwendet wird. LANs sind wirksame Einrichtungen zum optimalen Einsatz von Netzwerkbetriebsmitteln durch Bestandteile eines LAN. Einfache LANs enthalten üblicher Weise zwei oder mehr Knotenpunkte (beispielsweise einen Server, Rechner, Drucker oder andere Betriebsmittel), die untereinander durch eine gemeinsame physikalische Verbindung wie beispielsweise einen Netzknoten (Hub) verbunden sind. Mit dem Netzknoten können ebenso Datenverteiler verbunden sein, um die Datenübermittlungsrichtung zu bestimmen und zur Verbindung des LAN mit anderen Datennetzwerken.
LANs können umständlich und teuer aufrechtzuerhalten sein. Beispielsweise kann der Umzug eines Benutzers an einen ande ren Ort innerhalb eines relativ großen Amtsgebäudes häufig erfordern, dass das LAN neu verkabelt und neu aufgebaut werden muss. Dies kann sich schwierig und teuer gestalten. Die Technik hat sich jedoch an dieses Problem angepasst und es sind virtuelle lokale Netzwerke entwickelt worden (beispielsweise „VLANs").
Beispielsweise werden in „Virtual LANs Get Real", Data Communications Vol. 24 No 3, Pages 87–99, die grundlegenden Charakteristika und Betrachtungen beschrieben, die bei einem Aufbau eines VLAN berücksichtigt werden sollten. Wie in dem Artikel „Virtual LANs Get Real" wird ein VLAN allgemein als eine Gruppe von Netzknoten definiert, welche durch Software untereinander verbunden sind, um eine einzelne logische Sende/Empfangsdomäne (Bereich) darzustellen. VLANs können mit Netzknoten verbunden sein, die Bestandteile irgendeiner Anzahl von physikalischen LAN Segmenten sind. Unter vielen Vorteilen ermöglichen VLANs insbesondere den Netzwerkbetreibern, logische Gruppierungen von Benutzern und von Netzwerkbetriebsmitteln zusammenzustellen, womit voneinander entfernten Benutzern und Betriebsmitteln ermöglicht wird, als gemeinsame Mitglieder eines einzigen LAN eingestuft zu werden. Dies ermöglicht Firmen und anderen Organisationsformen, dynamische, flexible und verteilte LANs aufzubauen, womit der physikalische Umzug eines Benutzers in einem Netzwerk vereinfacht wird. Als Hintergrund dafür, dass beispielsweise eine Beschreibung wie der Einsatzes eines VLANs abläuft um die Kommunikation innerhalb einer Firma zu vereinfachen, kann der Artikel „Virtual LANs Take Network to Next Level", Computer Technology Review, Vol. 16, No 9, Sept. 1996, Page 12–14, herangezogen werden. Hintergrundinformationen, die ein VLAN betreffen, können zusätzlich aus „VLANs" Can Layer 3 Save the Day?'", Business Communications Review Vol. 26, no. 12, December 1996, Pages 47–50, entnommen werden und aus „Virtual LANs Come of Age" Telecommunications Vol. 30, no. 6, June 1996, Pages 48–52.
Beispiele für ein virtuelles LAN-Netzwerk werden beschrieben in „Building Virtuell LANs on a real-World Budget Lanart's Segway Works with Ethernet Switches to Deliver Virtual LANs Powers at a Low Cost", Data Communications Vol 24, no. 13, Pages 39–40. Das Segway System, beschrieben in Data Communications Vol. 24, no. 13, liefert ein 24er Anschlussmodul, welches zur Verbindung von Workstations an einem LAN Schalter bereitgestellt wird. Bis zu fünf dieser Module können miteinander verbunden werden, um ein virtuelles LAN von 120 Netzwerkverbindungen bereitzustellen.
Wie oben in den Referenzen beschrieben, können VLANs durch Definition von logischen Gruppen von Benutzern innerhalb des VLAN gebildet werden. Ein derartiges VLAN, bekannt als ,portgestütztes' VLAN definiert das VLAN als eine Ansammlung von Verteileranschlüssen an einem oder mehreren Schaltern über einen Netzknoten/Hub. An derartig definierte Verteileranschlüsse angeschlossene Benutzer sind deshalb Mitglieder des definierten VLAN. Sende/Empfangsnachrichten, die an das VLAN gerichtet sind, können lediglich über die definierten Verteileranschlüsse übertragen werden. Bekannte portbasierte VLANs sind in der Regel an einem Verteiler verwirklicht, um ein Standard VLAN einzuschließen, zusätzlich zu anderen VLANs, die an dem Verteiler dargestellt sein können. Während der Herstellung wird das Standard VLAN als mit jedem Anschluss auf einem einzigen Verteiler definiert. Die Anzahl der Verteileranschlüsse, die das Standard VLAN bestimmen, vermindern sich jedoch, da die Anschlüsse auf dem Verteiler zur Definition anderer VLANs benutzt werden. Entsprechend wird auf einem vorbildlichen 8er Anschlussverteiler mit einem ersten VLAN, welches bestimmt ist durch die Anschlüsse eins und zwei, das Standard VLAN bestimmt durch die verbleibenden Anschlüsse drei bis acht.
Jedoch können portgestützte Standard VLANs Schwierigkeiten hinsichtlich von Datenlücken aufweisen, die die Sicherheit beim Datentransfer über das Netzwerk bloßstellen. Insbesonde re übermitteln portgestützte Standard VLANS ein Datenpaket an jeden Schaltanschluss, wenn das Datenpaket durch das Standard VLAN empfangen wird und für einen Anschluss bestimmt ist, der nicht in dem Standard VLAN enthalten ist. Bei weiterer Betrachtung des obigen Beispieles wird ein Datenpaket, welches an einem Anschluss empfangen wird, der das Standard VLAN definiert (beispielsweise an einem Anschluss drei bis acht) und für einen anderen Anschluss ebenfalls in dem Standard VLAN bestimmt ist, lediglich zu dem Bestimmungsanschluss übermittelt. Für den Fall, dass das Datenpaket für einen Anschluss in dem ersten VLAN bestimmt war (beispielsweise Anschluss eins oder zwei) würde das Paket jedoch an alle der Anschlüsse auf dem Verteiler übermittelt werden, womit das oben erwähnte Sicherheitsproblem zum Tragen kommt.
Entsprechend ist es wünschenswert, ein portgestütztes Standard VLAN bereitzustellen, welches derartige Probleme in Form von Lücken zwischen den VLANs verhindert. Das allgemeine Ziel dieser Erfindung ist die Bereitstellung einer Vorrichtung und eines Verfahrens dafür.
Entsprechend der Grundsätze dieser Erfindung wird ein portbasiertes Standard VLAN bereitgestellt, welches die Probleme eines Datenverlustes durch VLANs verhindert. Damit enthält das Standard VLAN Mittel zur Übermittlung von Daten, die durch das Standard VLAN an Anschlüssen empfangen werden, die lediglich das Standard VLAN definieren. Keine anderen Anschlüsse auf dem Verteiler werden ein Datenpaket empfangen, das auf einem Anschluss empfangen wurde, der das Standard VLAN definiert.
Entsprechend einem anderen Aspekt der Erfindung ist jeder der Anschlüsse an einer Vielzahl von Verteilern, verbunden mit einem Netzknoten/Hub, derart ausgelegt, um während der Bearbeitung ein Standard VLAN zu definieren, womit eine Vielzahl von Verteilern überspannt wird. Damit beinhaltet das Standard VLAN einen Bus in dem Hub, einen Freigabeschalter zur elek trischen Verbindung eines jeden der Verteiler mit dem Bus und Mittel zur Bestimmung eines jeden der Schaltanschlüsse als Standard VLAN.
Zu den Zielen der Erfindung gehört es, ein portbasiertes Standard VLAN und ein Verfahren bereitzustellen, welches einen Datenverlust über die Anschlüsse eines Verteilers verhindert.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung eines portbasierten Standard VLANs, welches eingerichtet ist, um bei der Bearbeitung eine Vielzahl von Verteilern zu überspannen, die mit einem Hub verbunden sind.
Oben erwähnte und weitere Vorteile der Erfindung können unter Bezug auf die folgende Beschreibung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen verständlicher dargestellt werden:
1 zeigt ein schematisches Blockdiagramm eines Teiles einer Datennetzwerkanordnung zur Realisierung der Erfindung;
2 zeigt ein schematisches Blockdiagramm eines Verteilers, der ein portbasiertes Standard VLAN darstellt;
3 zeigt ein schematisches Diagramm eines Datenpaketes; und
4 zeigt ein Flussdiagramm zur Darstellung des Verfahrens, welches zur Verhinderung des Datenverlustes am Standard VLAN verwendet wird.
1 zeigt einen Teil einer Datennetzwerkanordnung 10 zur Verwirklichung der Erfindung, aufweisend einen Netzknoten/Hub 12 mit Hub Anschlüssen 14 und Verteilern 16, die mit den Hub Anschlüssen 14 verbunden sind. Der Hub 12 kann ein DEC Hub Multiswitch 900 sein, erhältlich bei der Firma Digital Equipment Corp. Of Maynard, Massachusetts. Jeder der Verteiler 16 weist eine Vielzahl von Schaltanschlüssen 18 auf (beispielsweise acht), verschiedene Netzwerkbestandteile mit dem Netz werk verbinden wie Server, Rechner, Drucker. Ein Bus 20 bedient jeden der Hub Anschlüsse 14, von denen jeder durch einen Freigabeschalter 24 zur Verbindung mit einem jeden der Verteiler 16 freigegeben werden kann. Dies verbindet folglich jeden der Schaltanschlüsse 18 über jeden der zusammengeschlossenen Verteiler 16. In der bevorzugten Ausgestaltung ist somit der Bus 20 während der Bearbeitung in der Lage, das Standard VLAN zu definieren als sämtliche Anschlüsse der zusammengeschalteten Verteiler 16. Der Freigabeschalter 24 kann verwirklicht werden als Firmware innerhalb des Hubs 12 oder als ein manuell betätigter Schalter auf dem Hub 12.
Neue portbasierte VLANs können über einen oder mehrere Verteiler 16 dargestellt werden durch Selektion von Kombinationen von untereinander verbundenen Verteileranschlüssen 18. Ausgewählte Verteileranschlüsse 18 für neue VLANs werden folglich von der Standard VLAN-Bestimmung entfernt, womit sich die Größe des Standard VLAN reduziert. Es werden keine Datenpakete, die auf irgendwelchen der Standard VLAN Anschlüsse empfangen werden, an die Anschlüsse übermittelt, die andere VLANs bestimmen.
2 zeigt eine beste Ausführung eines 8er-Anschlussverteilers 16, der ein Standard VLAN, VLAN2 und VLAN3 darstellt. Die Anschlüsse eins und zwei definieren das Standard VLAN, Anschlüsse drei bis fünf definieren VLAN2 und Anschlüsse sechs bis acht definieren VLAN3. Auf den Verteileranschlüssen eins oder zwei empfangene Datenpakete können übermittelt werden an lediglich einen oder beide von solchen Verteileranschlüssen 18, womit ein Verlust zu VLAN2 und VLAN3 verhindert wird. Beispielsweise wird ein Datenpaket, welches auf dem Anschluss zwei mit der Bestimmungsadresse des Anschlusses vier empfangen wird, übermittelt werden an beide Anschlüsse eins und zwei ausschließlich. In ähnlicher Weise wird ein Datenpaket, welches auf dem Anschluss zwei, mit dem Anschluss zwei als Bestimmungsadresse empfangen wird, ledig lich an den Anschluss eins übermittelt werden. VLAN2 und VLAN3 begrenzen einen Verlust in gleicher Weise.
3 zeigt ein Datenpaket 26, welches einen Kopf 28 und ein Informationsfeld 30 beinhaltet. Die Bestimmungsadresse des Datenpaketes 26 wird in dem Kopf 28 des Datenpaketes 26 gespeichert. Der Verteileranschluss 18, der mit der Bestimmungsadresse in Zusammenhang steht, wird mit üblichen Mitteln in dem Verteiler 16 ermittelt, welcher das Datenpaket 26 empfängt. Diese Information wird durch das Verfahren entsprechend 4 verwendet.
4 zeigt ein Flussdiagramm, welches ein Verfahren beschreibt, das zur Verhinderung von Datenverlust an einem Standard VLAN eingesetzt wird. Insbesondere wird die Bestimmungsadresse von dem Kopf 28 des Datenpaketes ermittelt, welches an einem der Standard VLAN Anschlüsse empfangen wird (Schritt 400). Am Schritt 402 wird bestimmt, ob der Bestimmungsanschluss einer der Standard VLAN Anschlüsse ist. Wenn der Bestimmungsanschluss einer der Standard VLAN Anschlüsse ist, so wird dieses Datenpaket lediglich an den Bestimmungsanschluss übermittelt (Schritt 404). Wenn der Bestimmungsanschluss nicht einer der Standard VLAN Anschlüsse ist, so wird das Datenpaket lediglich übermittelt an sämtliche der Standard VLAN Anschlüsse (Schritt 406). Das Datenpaket wird an keine anderen Verteileranschlüsse 18 übermittelt.
Dem Standard VLAN kann eine Standard VLAN Marke zugewiesen werden, welche in Zusammenhang mit einem Datenpaket steht, wenn dies über einen der Standard VLAN Anschlüsse eintrifft. Der Verteiler 16 kann dann derart ausgelegt werden, um die Übermittlung irgendeines Datenpaketes mit einer verbundenen Standard VLAN Marke über irgendeinen der Nicht-Standard VLAN Anschlüsse zu verhindern.
Die Erfindung kann mittels programmierbarer Logic-Chips innerhalb eines oder mehrerer Verteiler 16 verwirklicht werden, wobei Merkmale der Erfindung verwendet werden. Die Erfindung kann ebenso als Firmware realisiert werden, welche innerhalb der Verteiler 16 gespeichert ist. Beide Verwirklungsmöglichkeiten können durch herkömmliche Programmiermethoden umgesetzt werden.
In einer alternativen Ausgestaltung kann die Erfindung als ein Computerprogrammprodukt realisiert werden zum Einsatz mit einem Computersystem. Eine derartige Realisierung kann eine Serie von Rechneranweisungen beinhalten, welche entweder auf einem festen Medium wie einem computerlesbaren Medium (beispielsweise Diskette, CD-ROM oder Festplatte) aufgebracht ist oder übertragbar ist an ein Computersystem über ein Modem oder eine Schnittstellenvorrichtung wie ein Kommunikationsadapter, der mit dem Netzwerk über ein Medium verbunden ist. Das Medium kann entweder ein festes Medium (beispielsweise optische oder analoge Kommunikationslinien) sein oder ein Medium, welches mit drahtloser Technik realisiert ist (beispielsweise Mikrowelle, Infrarot oder andere Übertragungstechniken). Die Serien von Computeranweisungen stellen sämtliche oder Teile der Funktionalität dar, die oben unter Bezug auf die Erfindung beschrieben worden sind. Der Fachmann darf davon ausgehen, dass solche Computeranweisungen in einer Anzahl von Programmsprachen geschrieben sein können, um sie mit vielen Computerarchitekturen oder Betriebssystemen einsetzen zu können. Weiterhin können derartige Anweisungen in jeder Speicheranordnung gespeichert werden wie einem Halbleiter, einem Magnet, optischen oder anderen Speicheranordnungen und können unter Verwendung irgendeiner Kommunikationstechnologie übermittelt werden, wie beispielsweise optischer, infraroter, Mikrowellen- oder anderen Übermittlungstechnologien. Es ist zu erwarten, dass ein derartiges Computerprogrammprodukt als ein entfernbares Medium verteilt werden kann mit begleitenden gedruckten oder elektronischen Dokumentationen (beispielsweise komprimiert gepackte Software), vorgeladen auf einem Computersystem (beispielsweise auf ROM System oder Festplatte) oder verteilt von einem Server oder elektronischer Anzeigeta fel für ein Netzwerk (beispielsweise dem Internet oder dem World Wide Net).
Das erfindungsgemäße Standard VLAN verhindert somit einen Datenverlust an andere VLANs durch Übermittlung von empfangenen Datenpaketen lediglich an Standard VLAN Anschlüsse. Somit ist die Sicherheit zur Übermittlung von Datenpaketen an das Standard VLAN gewährleistet. Weiterhin wird die anfängliche Größe und der Rahmen des Standard VLAN anwachsen, indem der Freigabeschalter 24 in die Lage versetzt wird, während der Bearbeitung jeden der Verteiler 16, der mit dem Hub 12 verbunden ist, zu verbinden.
Während die Erfindung dargestellt und beschrieben wird mit entsprechend unterschiedlichen bevorzugten Ausgestaltungen, wird deutlich, dass dies und andere Veränderungen der Form und der Einzelheiten innerhalb des fachmännischen Wissens liegen, ohne den Rahmen der Erfindung zu überschreiten. Diese und andere offensichtliche Modifizierungen sind somit von den folgenden Patentansprüchen abgedeckt.

Claims

Portgestütztes Standard-VLAN, welches auf einem oder mehreren zusammen geschalteten Vernetzungs-Schaltern (16) ausgebildet ist, wobei jeder Schalter (16) einen oder mehrere Schalterer-Anschlüsse (18) aufweist, wobei sämtliche der Schalter-Anschlüsse gemeinsam eine Vielzahl von Schalter-Anschlüssen darstellen, wobei das Standard-VLAN definiert ist durch eine erste Teilmenge, welche einen oder mehrere der Vielzahl von Schalter-Anschlüssen umfasst, die bestimmte Teilmenge der einen oder mehreren der Vielzahl von Schalter-Anschlüssen Standard-VLAN-Anschlüsse sind, zumindest eine der Vielzahl von Schalter-Anschlüssen, die nicht in der ersten Teilmenge von Schalter-Anschlüssen ist, definiert ein zweites VLAN, wobei das System Folgendes aufweist: – Mittel zum Empfang eines Datenpaketes (26) über einen der Standard-VLAN-Anschlüsse (1, 2); – Mittel zur Ermittlung eines Zielanschlusses von dem empfangenen Datenpaket, wobei der Zielanschluss einer aus der Vielzahl von Schalter-Anschlüssen ist; – Mittel zur Bestimmung ob der Zielanschluss einer der Standard-VLAN-Anschlüsse ist; – Erstes Mittel, welches auf das Mittel zur Bestimmung anspricht zur Übermittlung des Datenpaketes an den Zielanschluss, wenn das Mittel zur Bestimmung festlegt, dass der Zielanschluss einer der Standard-VLAN-Anschlüsse ist; und – Zweites Mittel, welches auf das Mittel zur Bestimmung anspricht, zur Übertragung des Datenpaketes lediglich zu jedem der anderen Standard-VLAN-Anschlüsse, wenn das Mittel zur Bestimmung festlegt, dass der Zielanschluss nicht einer der Standard-VLAN-Anschlüsse ist; – worin der zumindest eine Schalter-Anschluss, der das zweite VLAN bestimmt, frei von einem Empfang des Datenpaketes ist.
Netzwerk nach Anspruch 1, worin das Datenpaket (26) ein Kopfteil (28) beinhaltet und das Mittel zur Bestimmung den Zielanschluss von dem Paketkopf ermittelt.
Netzwerk nach Anspruch 1, welches weiterhin ein Mittel zur Markierung des Datenpaketes als in dem Standard-VLAN vorhanden beinhaltet.
Verfahren zur Beschränkung allgemeiner Meldungen von einem portgestützten standard virtuellen lokalen Neztwerk (VLAN), wobei des Standard-VLAN auf einem oder mehreren zusammengeschalteten Vernetzungs-Schaltern (16) ausgebildet ist, jeder Schalter einen oder mehrere Schalter-Anschlüsse (18) aufweist, sämtliche der Schalter-Anschlüsse gemeinsam eine Vielzahl von Schalter-Anschlüssen sind, der Standard-VLAN definiert wird durch eine erste Teilmenge, die einen oder mehrere aus der Vielzahl von Schaater-Anschlüssen umfasst, die bestimmte erste Teilmenge des einen oder mehreren der Vielzahl von Schalter-Anschlüssen Standard-VLAN-Anschlüssse sind, zumindest einer aus der Vielzahl von Schalter-Anschlüssen, der nicht in der ersten Teilmenge von Schalteranschlüssen enthalten ist, ein zweites VLAN bestimmt und das Verfahren Folgendes aufweist: – Empfangen eines Datenpaketes über einen der Standard-VLAN-Anschlüsse; – Ermittlung (400) eines Zielanschlusses von dem Datenpaket, wobei der Zielanschluss einer aus der Vielzahl von Schalteranschlüssen ist; – Bestimmung (402) ob der ermittelte Zielanschluss einer der Standard-VLAN-Anschlüsse ist; – Übertragung (404) des Datenpaketes an den Zielanschluss, wenn der Zielanschluss einer der Standard-VLAN-Anschlüsse ist; und – Übertragung (406) des Datenpaketes zu jedem der anderen Standard-VLAN-Anschlüsse, wenn der Zielanschluss nicht einer der Standard-VLAN-Anschlüsse ist.
Verfahren nach Anspruch 4, welches weiterhin aufweist: Markieren des Datenpaketes als in dem Standard-VLAN befindlich.
Netzwerkaufbau (10), welcher Folgendes aufweist: – einen Hub (12) mit zumindest zwei damit verbundenen Vernetzungs-Schaltern (16), wobei jeder Schalter einen oder mehrere Anschlüsse (18) aufweist; – einen Bus (20) in dem Hub; – einen Freigabeschalter (24) zur elektrischen Verbindung eines jeden der Schalteranschlüsse mit dem Bus; – Mittel zur Bestimmung einer Teilmenge von Schalteranschlüssen als ein Standard-VLAN; und – Mittel zur Übertragung von Paketen, die auf einem der Schalter-Anschlüsse der bestimmten Teilmenge empfangen werden, lediglich zu den anderen Schalter-Anschlüssen der bestimmten Teilmenge um eine Übertragung an Schalter-Anschlüsse zu verhindern, die sich nicht in dem Standard-VLAN befinden.