WO1997002682A1 - Verfahren zum übermitteln von informationspaketen zwischen emulierten lans - Google Patents

Verfahren zum übermitteln von informationspaketen zwischen emulierten lans Download PDF

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WO1997002682A1
WO1997002682A1 PCT/DE1996/001165 DE9601165W WO9702682A1 WO 1997002682 A1 WO1997002682 A1 WO 1997002682A1 DE 9601165 W DE9601165 W DE 9601165W WO 9702682 A1 WO9702682 A1 WO 9702682A1
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elan
address
lec
address resolution
atm
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PCT/DE1996/001165
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Stefan Karapetkov
Ingrid Fromm
Bernhard Petri
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04Q11/0428—Integrated services digital network, i.e. systems for transmission of different types of digitised signals, e.g. speech, data, telecentral, television signals
    • H04Q11/0478—Provisions for broadband connections
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    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/46—Interconnection of networks
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    • H04L12/54—Store-and-forward switching systems 
    • H04L12/56—Packet switching systems
    • H04L12/5601—Transfer mode dependent, e.g. ATM
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    • H04L12/5601—Transfer mode dependent, e.g. ATM
    • H04L2012/5638—Services, e.g. multimedia, GOS, QOS
    • H04L2012/5645—Connectionless

Definitions

  • the invention relates to a method for transmitting information packets between an originating LAN emulation client LEC of a first ELAN and a LAN emulation client of a second ELAN.
  • ELAN stands for emulated LAN, as is described in particular in specification 94-0035R9, "LAN Emulation Over ATM: Version 1.0" of the LAN Emulation SWG Drafting Group of the ATM Forum dated January 6, 1995, editor: Bill Ellington. This is an approach of the ATM Forum for the migration from today's LANs to ATM networks.
  • ATM here means "asynchronous transfer mode", that is to say asynchronous data or information transmission method.
  • LAN is an abbreviation of "Local Area Network”.
  • LANs are datagram-oriented local networks, which include in the article by David D.
  • LANs are also described in ISO / IEC TR 8802-1, "Overview of LAN standards. LANs offer a connectionless service, the so-called MAC service. MAC stands for” Media Access Control ".
  • the LAN emulation realizes the MAC service in the local ATM network and thus defines a single emulated LAN, hereinafter referred to as ELAN.
  • ELAN the usual LAN protocols such as LLC, TCP / IP, SPX / IPX or TP / CLNP can be used.
  • the LAN emulation supports the two most frequently used LAN standards, namely Ethernet according to IEEE 802.3 and Token-Ring according to IEEE 802.5, whereby three frame lengths are supported with Token-Ring.
  • Each LAN station is addressed using a globally unique target MAC address.
  • To transfer information between LANs are passed from a higher layer.
  • Token ring LANs use so-called route descriptors in the frame header to describe the information path in addition to MAC addresses. Using such a descriptor, the frame can be transported to the destination within token ring LANs.
  • the LAN emulation In order to emulate a LAN in an ATM network, the LAN emulation must, among other things, resolve destination MAC addresses into destination ATM addresses, implement multicast and broadcast, that is, a distribution of information to several or to all participants, and transmission Ensure LAN emulation frames in the correct order.
  • the LAN emulation has a client-server configuration. The client side is called the LAN emulation client LEC and the server side is called the LAN emulation service.
  • the LAN emulation service consists of a LAN emulation server LES, a broadcast and unknown server BUS and a LAN emulation configuration server LECS.
  • the LAN emulation client receives the destination MAC address from a higher-level layer, for example the LLC layer, and must find the corresponding ATM address in order to then establish a direct ATM connection to the destination by signaling to get started.
  • the signaling can take place, for example, according to ITU-T recommendation Q.2931 / Q.2971.
  • a LAN emulation client can be implemented in the software or in the hardware of the stations that participate in the LAN emulation.
  • a LAN emulation server LES maintains a table with all MAC addresses that are registered in the emulated LAN, for example in the context of a configuration, and with the corresponding ATM addresses.
  • LE_ARP LAN emulation address resolution protocol
  • LE_ARP LAN Emulation Address Resolution Protocol
  • a LAN emulation client receives an address resolution response LE_ARP Response, it sets up an ATM UBR connection to the ATM address contained therein and sends a unicast frame.
  • UBR here means "unspecified bit rate" and indicates that the bit rate is not fixed.
  • a unicast frame is an information or data packet with a single addressee.
  • An ATM-UBR connection remains in place for 20 minutes from the last frame sent, so that further frames can be sent to the same receiver in a simple manner. For this, reference is made to the variable C12 in point 5.1.1 of the LAN emulation specification.
  • the target ATM addresses of target MAC addresses are stored for a specific time using a cash mechanism. If there is no connection to a target LAN emulation client, but the target ATM address is known in the sender LAN emulation client, a sender LAN emulation client LEC can establish a connection without an address resolution request build and send a unicast frame. Multicast frames to a group of subscribers or LAN emulation clients and broadcast frames to all subscribers or LAN emulation clients LECen are sent to the above-mentioned BUS. Within an ELAN, the BUS maintains connections to all of the LECs to the addressees.
  • proxy LEC Every LAN emulation client can be logged on during configuration as a so-called proxy LEC.
  • a proxy LAN emulation client receives all address resolution requests LE_ARP request which a LES cannot resolve.
  • a proxy LEC receives all multicast and all broadcast frames.
  • the advantages of ATM technology include to be seen in the fact that direct connections with flexible bandwidth can be established between the communication partners. Such direct connections guarantee minimal time delays and a high information transmission rate.
  • This advantage of ATM technology is used in the LAN emulation for unicast frames.
  • various concepts are known, local ATM networks, such as Connect ELANs over a wide area ATM network.
  • Connect ELANs over a wide area ATM network.
  • several ELANs are connected to a wide area ATM network, the address resolution and the data transmission being carried out via a single LAN emulation server and a single bus. This concept leads to an enormous volume of traffic for the implementation of the broadcast function. The address resolution delay times in such a network are extremely high.
  • Another concept provides for connecting ELANs to a wide area ATM network via remote bridges.
  • Either all remote bridges are connected to one another via permanent virtual lines PVC (Permanent Virtual Circuit) or the remote bridges are fertilizing an address resolution server with the help of an ATM signaling dynamically interconnected.
  • the transmission options are limited by the transmission options of the remote control bridges and the bandwidth of the permanent virtual lines between two remote control bridges.
  • the remote bridges are flooded with broadcast frames from broadcast and unknown servers, furthermore ELANs, provided that their remote bridges do not know the address of the remote bridges assigned to the destination MAC addresses.
  • Brouter instead of the Fern Hampshire, a mixture of bridge and rrouter.
  • these brouters perform the functions of a LAN emulation bridge on the ELAN side and the functions of a router on the ATM wide area network side. This reduces the broadcast problems, but there remains a restriction of the transmission options over the ATM wide area network due to the transmission options of the brouters and the permanent virtual lines.
  • Another concept provides for the LAN emulation servers of the individual ELANs and the BUS of the individual ELANs to be connected to one another by direct connections. However, this leads to a large number of direct connections and to a high traffic volume between the LAN emulation servers and the BUS of the individual ELANs. The traffic volume increases linearly with the number of connected ELANs.
  • Another concept provides for the LAN emulation servers of the individual ELANs and the BUS of the individual ELANs to be connected via direct connections to a higher-level LAN emulation server or a higher-level BUS. However, this also leads to a large number of direct connections and to a high volume of traffic.
  • the multilayered structure of BUS and higher-level BUS or LES and higher-level LES also leads to time delays.
  • the object of the invention is to provide a method for transmitting information packets between an origin LEC of a first ELAN and a destination LEC of a second ELAN.
  • the originating LEC If information is to be transmitted from one LAN emulation client to another LAN emulation client within an ELAN, the originating LEC usually initiates an ATM connection establishment to the destination LEC. The destination ATM address is required for this. The originating LEC knows a destination MAC address from higher layers. In addition, in his
  • a destination ATM address can be stored in the memory for the destination MAC address. If no destination ATM address is stored, the originating LEC sends an address resolution request LE_ARP_Request to a LAN emulation server of the ELAN. If the client assigned to the target MAC address does not belong to the ELAN of this LAN emulation server, this LAN emulation server cannot resolve the ATM address, ie it cannot answer the address resolution request.
  • the first and the second ELAN are connected to a connectionless service such as e.g. SMDS (Switched Multimedia Gbit Data Service) or CBDS (Connectionless Broadband Data Service) providing wide area network (regional and / or global) connected.
  • SMDS Switchched Multimedia Gbit Data Service
  • CBDS Connectionless Broadband Data Service
  • wide area network always means a wide area network providing a connectionless service - that is, a CLS wide area network (regional and / or global).
  • the target MAC address to be resolved is assigned to at least one LAN emulation client of a second ELAN, then According to the invention, the information transfer with the following procedural steps enables:
  • the determined ATM address is transmitted as an address resolution response over the CLS wide area network to the first ELAN and there to the originating LEC, and the originating LEC initiates a connection establishment to the destination LEC.
  • the destination ATM address is preferably resolved using the following method steps:
  • ELAN Encapsulate the encapsulated address resolution response and pass it to the source LEC.
  • the originating LEC sends an address resolution request to the LAN Emulation server of the local ELAN sent. Since the LAN emulation server only knows the local ATM addresses, it cannot resolve the target ATM address. The local LAN emulation server therefore issues the address resolution request from the originating LEC to all proxy LECs registered in the local ELAN. In a favorable embodiment of the invention, the individual ELANs are therefore each connected via a special LAN emulation client to the CLS wide area network providing a connectionless service. This access LEC is preferably registered in its ELAN as a proxy LEC.
  • the address resolution request is transmitted to the second and possibly further remote ELANs according to the invention via the CLS long-distance network.
  • the transition between an ELAN and the CLS wide area network is preferably formed by a transition function IWF (Inter Working Function) which intervenes between the two CLS wide area network (T reference point) and an access LEC of the respective ELAN is arranged.
  • a transition function can be a bridge or a router.
  • a bridge as a transition function has, for example, an address memory for assigned MAC addresses of the ELAN and E.164 addresses of the CLS wide area network and one Memory for an E.164 address assigned to the transition from the CLS wide area network to the bridge.
  • a simple embodiment of such a bridge can provide that address resolution request frames and unicast and multicast data frames are discarded if no assigned E.l64 address is stored in the address memory for their destination MAC address that address resolution request frames and unicast as well as multicast data frames are forwarded to the CLS long-distance network, in case of their destination MAC
  • An assigned E.164 address is stored in the address memory and that data frames and address resolution request frames whose target MAC address is a local broadcast MAC address are rejected. Together with the frame, the conversion function in each case transfers the E.164 address associated with the destination MAC address to the interface to the CLS wide area network. At least for address resolution request frames, the conversion function also transfers the E.164 address assigned to the original MAC address. Frames coming from the CLS long-distance network are transferred to the interface (layer LEC) to the ELAN.
  • Such an implementation function provides that only address resolution queries for such MAC addresses can be resolved, which are stored in the address memory together with the assigned E.164 address. As a result, only address resolving queries that can be resolved securely reach the CLS long-distance network.
  • the conversion function mentioned can be designed to address address resolution request frames for the destination MAC address in the address No assigned E.164 address (global E.164 group address) is stored in the memory, with an E.164 address assigned to all ELANs to be forwarded to the CLS wide area network. Egg- Such an address resolution request is then sent to all ELANs, for example controlled by the group address agent GAA of the CLS wide area network. Since the address resolution request frames are small, the CLS wide area network is only burdened relatively little by this measure.
  • a modification of the described implementation function can be provided to reject all unicast data frames. Since the address resolution request frame assigned to such a unicast data frame without an ATM address is transmitted via the CLS wide area network, the originating LEC receives the ATM address required for an ATM connection establishment and can initiate the connection establishment. If a security mechanism of a higher layer determines that there is a faulty transmission of at least the Unkwown data frame, a repeated transmission can take place via an ATM connection.
  • a conversion function described can preferably be designed to forward data frames and address resolution request frames to the CLS wide area network, whose destination MAC address is a global broadcast MAC address.
  • the E.164 address assigned to this corresponds to the E.164 address mentioned above, which addresses all connected ELANs. This measure makes it possible to transmit broadcast frames in a targeted manner over the CLS wide area network, although local broadcast frames are rejected.
  • 1 shows the transmission of LE_ARP request / response through the CLS network and ATM connection establishment from the transmitter to the receiver.
  • FIG. 2 shows the resolution of the multicast / broadcast destination MAC address by the CLS network and the establishment of point-to-point or point-to-multipoint ATM connections from the transmitter to all receivers.
  • 3A to 3C each show a protocol stack when ELANs are coupled by means of the SMDS network or CBDS network.
  • the Connectionles service or CLS service can be realized with different technologies (e.g. DQDB, ATM, FR).
  • the service is described in ITU-T recommendation F.812.
  • Known implementations are the Switched Multi-megabit Data Service (SMDS), described in specifications by Bellcore, SMDS Interest Group (SIG) and European SMDS Intere ⁇ t Group (ESIG), and the Connectionless Broadband Data Service (CBDS), defined in ETSI Standard 300 217 and ITU-T recommendation 1,364.
  • SMDS Switched Multi-megabit Data Service
  • SIG SMDS Interest Group
  • ESIG European SMDS Intere ⁇ t Group
  • CBDS Connectionless Broadband Data Service
  • Each access to the CLS network is assigned one or more CLNAP addresses according to E.164 (E.164 address) (CLNAP --- Connectionless Network Access Protocol).
  • E.164 address CLNAP --- Connectionless Network Access Protocol
  • An incoming unicast frame is assigned a destination CLNAP address (E.164 address) based on its destination MAC address using static or dynamic assignment tables (encapsulation) and the encapsulated frame (also called a CLS packet) becomes this CLNAP address.
  • the addresses in the ELAN are called unicast or multicast / broadcast MAC addresses; in contrast, the CLS network speaks of individual and group addresses.
  • Each CLS packet is transmitted independently of the others in the CLS network.
  • the network ensures the correct order of the CLS packets.
  • the ATM resolves the group address of the arrived CLS packet into individual CLNIP addresses, creates copies of the original packet and adds the corresponding individual address as CLNIP address to each copy.
  • LAN emulation describes a single emulated LAN. No solutions are currently known for the coupling of ELANs. For performance reasons, the mechanisms described in the LAN emulation for address resolution and for implementing multicast / broadcast in the WAN area cannot simply be adopted.
  • a first example provides for the transmission of address resolution inquiries or address resolution responses LE_ARP retrieval / response through a network providing a connectionless service and thereafter an ATM connection setup from the transmitter to the receiver.
  • LAN emulation is the establishment of a direct ATM connection between the sender and receiver, as it is referred to in the LAN emulation specification as "Data Direct ⁇ VCC". Therefore, the development of the invention of this example suggests resolving the destination MAC address for the unicast traffic into the ATM address using a network that provides a connectionless service, such as SMDS or CBDS, and then a direct ATM connection to the Build goal.
  • a connectionless service such as SMDS or CBDS
  • FIGS 1 and 2 show in the same way three ELANs ELAN1, ELAN2 and ELAN3, each with a LAN emulation server LES, an ATM switching device ATMS, a LAN emulation client LEC A, LEC B, LEC and one special LAN emulation client LEC Zl, LEC Z2, LEC Z3, which is referred to below as access LEC and which provides the respective ELAN ELAN1, ELAN2 or ELAN3 with access to a likewise via a customer connection unit CPE (customer premium equipment) , enables a connection-free service network CLSnet.
  • Each customer connection unit CPE is an interworking function (IWF) assigned to convert a target MAC address into an E.164 address of the customer access equipment CPE of the ELAN, in which the LAN emulation client to which the target MAC address is assigned, or to convert an E.164 -Group address of all ELANs.
  • IWF interworking function
  • the network CLSnet which provides a connectionless service, is implemented with the aid of a higher-level (spatially higher, ie regional or global) ATM network with ATM switching devices ATMS.
  • the type of implementation of the network CLSnet providing a connectionless service has no influence on the invention.
  • FIG. 1 also shows the broadcast and unknown server BUS1, BUS2, BUS3 of ELAN1, ELAN2 and ELAN3.
  • access LEC access LEC
  • implementation function IWF and customer connection device CPE each form a bridge, the bridge function of which is the implementation function IWF.
  • the network CLSnet providing a connectionless service contains a server (Connectionle ⁇ Server) CLS providing a connectionless service and a group address agent GAA (Group Address Agent).
  • a server Connectionle ⁇ Server
  • GAA Group Address Agent
  • the signal flow of the address resolution requests LE_ARP request and address resolution response word LE_ARP response transmitted in the context of the LAN emulation address resolution protocol LE_ARP is indicated by a thin line with an arrow in the signal flow direction.
  • the signal flow of data from the LAN emulation client LEC A to the LAN emulation client LEC B via an ATM connection is indicated in FIG. 1 by a bold line with an arrow in the signal flow direction.
  • the address resolution request LE_ARP request is then transmitted in each of the ELANs ELAN2 and ELAN3 via an access LEC LEC Z2, LEC Z3 and the ATM switching device ATMS of the ELAN to the LAN emulation server LES of the ELAN.
  • the LAN emulation server LES of the ELAN2 can resolve the destination MAC address into the ATM address and, via the ATM switching device ATMS, the access LEC LEC Z2, the customer connection device CPE of the ELAN2, two connectionless servers CLS of the one connectionless Transmit networks CLSnet, the customer access device CPE of ELAN1, the access LEC LEC Zl of ELANl and the ATM switching device ATMS of ELANl to the LAN emulation client LEC A.
  • the LAN emulation client LEC A If the LAN emulation client LEC A knows the target ATM address, it can make a direct connection to the target LAN emulation client via an ATM network shown in FIG. 1 by a large number of ATM switching devices ATMS Set up LEC B in ELAN2, as shown by bold lines between the LAN emulation client LEC A and the LAN emulation client LEC B ⁇ as well as intermediate ATM switching devices ATMS in FIG. 1.
  • a LAN emulation client LEC Z1, LEC Z2 or LEC Z3 of each emulated LAN ELAN1, ELAN2, ELAN3 has access (CPE) to the network CLSnet providing a connectionless service. If the LAN emulation client LEC A of the ELAN1 wants to send a unicast frame to the LAN emulation client LEC B of the ELAN2 but does not know the target ATM address, it sends an address resolution request LE_ARP request to the LAN emulation - Server LES of the ELANl.
  • the LAN emulation server LES de ⁇ ELANl If the LAN emulation server LES de ⁇ ELANl has no entry for the target MAC address in its table, it must pass on this address resolution request LE_ARP request to the access LEC LEC Zl of the ELANl. This can be achieved, for example, by registering the access LEC LEC Zl as a proxy with the LAN emulation server LES of the ELANl.
  • the access LEC LEC Z1 of the ELANl like the other access LECs LEC Z2, LEC Z3 of the other emulated ELANs ELAN2 and ELAN3, are each connected to a customer connection device CPE of a network CLSnet providing a connectionless service.
  • transition from the access LEC LEC Z1, LEC Z2, LEC Z3 to a connectionless service-providing network CLSnet is implemented with the help of a transition function IWF (Interworking Function) mentioned above and described in more detail below, each of which is an access LEC LEC Zl, LEC Z2, LEC Z3 incoming address resolution request LE_ARP request or address resolution LE_ARP response, for which it has an entry (E.l64 address) for the destination MAC address, in the format of a packet of one transforms the connectionless service network CLSnet (CLNAP packet) and transfers this request or response to the network providing a connectionless service CLSnet.
  • a transition function IWF Interworking Function
  • transition function If the transition function has no entry, it can either use the corresponding address resolution request frame or
  • a group address agent GAA group address agent resolves this group address into the individual E.164 addresses of the individual customer connection devices CPE of the individual ELANS ELAN1, ELAN2, ELAN3.
  • the E.164 group address that is added by a transition function to an address resolution request or address resolution response contains the E.164 addresses of the customer access equipment CPE of all emulated LANS ELAN2, ELAN3, With the exception of the E.164 address of the customer connection device, the network CLSnet providing a connectionless service is connected to its own ELAN ELAN1.
  • the group address agent GAA resolves the E.164 group address and sends copies of the packets with the address resolution request LE_ARP request to the aforementioned group of customer access devices CPE of the individual ELANS ELAN2, ELAN3.
  • all access LECs LEC Z2, LEC Z3 receive the address resolution request LE_ARP request via the transition function.
  • Each access LEC LEC Z2, LEC Z3 recognizes the frame type as an address resolution request and therefore sends the frame to the LAN emulation server LES of its emulated LAN ELAN2 or
  • any LAN emulation server LES can resolve the unicast target MAC address of the target LAN emulation client LEC B into the ATM address.
  • the output E.164 address of the address resolution request is stored and this output E.64 address when encapsulating the address resolution response transferred from the LAN emulation server LES de ⁇ ELAN2 via the access-LEC LEC Z2 to the customer connection device CPE of the ELAN2, is added to the header of the packet to be transmitted via the network CLSnet providing a connectionless service.
  • This enables an immediate transmission of the address resolution response LE_ARP Response in encapsulated form through the network CLSnet, which provides a connectionless service, to the customer access device CPE of the ELAN1.
  • the access LEC LEC Zl in the output ELAN ELAN1 forwards the address resolution response LE_ARP Respon ⁇ e to the output LEC LEC A after it has been decapsulated by the transition function. After the output LEC LEC A has received the address resolution response LE_ARP Response with the target ATM address, it establishes a direct ATM connection to the target LEC LEC B via a regional or global ATM network.
  • the existing networks providing a connectionless service do not have to be changed either in their standards or in their specifications. It is only necessary to define an E.164 group address with all individual CPE addresses within this network, by means of which emulated LANs can be reached. In this case, a mechanism can optionally be provided which ad- excluding the sending customer line unit CPE.
  • a second example of a connection set-up sees the address resolution of a multicast / broadcast destination MAC address through the CLS network and the establishment of point-to-point or point-to-multipoint ATM connections from the sender to the receivers.
  • the basic idea here is to learn the ATM addresses of several receiver LAN emulation clients LEC B, LEC C and point-to-point or point-to-multipoint ATM by LE_ARP request for a multicast / broadcaster MAC address - Establish connections to these LAN emulation clients LEC B, LEC C.
  • FIG. 2 shows the same network configuration as FIG. 1.
  • the signal flow of the address resolution request LE_ARP request takes place in the same way as described in connection with FIG. 1.
  • the group members of which are the LAN emulation clients LEC B and LEC C in the ELANs ELAN2 and ELAN3, not only, as in the example described with reference to FIG. 1, the LAN emu ⁇ lation server LES de ⁇ ELAN2 transmit an address resolution response LE_ARP response to the original LEC LECA in the ELANl, but also from the LES de ⁇ ELAN3.
  • the originating LEC LEC A After receipt of all address resolution responses LE_ARP Response, the originating LEC LEC A initiates a point-to-multipoint connection to the LAN emulation clients LEC B and LEC C.
  • the connection establishment within the network is represented by the bold solid lines with the arrowhead in the direction of the connection establishment.
  • the access LEC LEC Zl, LEC Z2, LEC Z3 is registered as a proxy with the LAN emulation server LES ⁇ eine ⁇ ELAN ELANl, ELAN2, ELAN3, um al- to receive unanswerable address resolution requests from the LAN emulation server LES.
  • the LE_ARP request for the broadcast MAC address 48 x "1", ie 48 times the number "1”, supplies the ATM address from the local broadcast and unknown server BUS.
  • a global broadcast MAC address must be defined, by means of which all LAN emulation clients can be addressed by all ELANs that are connected to the CLS network.
  • the IWF realizes the connection between the "access LEC" on the one hand and the CLS network on the other.
  • the IWF for coupling ELANs through the CLS network treats MAC and E.164 addresses and is to be assigned to layer 2 according to the OSI reference model. That means the IWF is an ELAN-CLS bridge.
  • IWF is also to perform routing functions, it can also handle layer 3 addresses (e.g. IP, IPX, etc.). However, this is not necessary for the implementation of methods according to the invention.
  • layer 3 addresses e.g. IP, IPX, etc.
  • the protocol stack for coupling ELANs through the SMDS network or through the CBDS network is shown.
  • the SMDS service is implemented with DQDB technology and in the example according to FIG. 3B with ATM technology.
  • the CBDS service is implemented using ATM technology.
  • the IMF has the following tasks:
  • the IWF has to maintain a table with MAC addresses and the corresponding E.164 addresses.
  • the entries in the table are set, for example, by network management, but can also be filled in using the sender MAC address and sender E.164 address of the incoming CLS packets and deleted after a certain time.
  • Sender E.164 address This is the E.164 address of the IWF.
  • Unica ⁇ t / Multicast LE_ARP requests / responses for which there is no entry are either discarded or provided with a global E.l64 broadcast group address and sent to the CLS network.
  • a first implementation example for the integration of an implementation function described above between an ELAN and a wide area network providing a connectionless service in the event that the connectionless service is a "Switched Multi-megabit Data Service" SMDS and that the wide area network is used to implement this service "Distributed Queue Dual Bus” DQDB, can provide that the protocol layers on the wide area network side
  • SIP_3 - SMDS interface protocol layer 2
  • SIP_2 - SMDS interface protocol layer 3
  • SIP_3 - SMDS interface protocol layer 3
  • the protocol layers can be on the ELAN side
  • Asynchronous transfer mode adaptation layer 5 AAL5, and - LAN emulation client layer, LEC
  • connectionless service can be a "Switched Multi-megabit Data Service” (SMDS) and the CLS wide area network for implementing this service can be an ATM network, the wide area network side comprising the protocol layers physical layer, PHY, asynchronous transfer mode. layer, ATM, segmentation and-Assembltechniks-Sub ⁇ chicht the A ⁇ ynchron-Tran8fer-Modu8-Anpa ⁇ 8ung ⁇ harsh-3/4 / AAL3 / 4SAR and SMDS interface protocol layer 3, SIP_3, are provided, and wherein the conversion function wide area network side, with the SMDS interface protocol layer 3 SIP_3, communicated.
  • SMDS Switchched Multi-megabit Data Service
  • connectionless service can be a "Connectionless Broadband Data Service” CBDS and the wide area network for implementing this service can be an ATM network, with the protocol layers - physical layer, PHY,
  • ATM Asynchronous transfer module layer, ATM,
  • Asynchronous transfer mode adaptation layer 3/4, AAL3 / 4, and - Connectionless network access protocol layer, CLNAP are provided and the implementation function communicates with the connectionless network access protocol layer, CLNAP, on the wide-area network side.

Abstract

Verfahren zum Übermitteln von Informationspaketen zwischen einem Ursprungs-LEC eines ersten ELAN und einem Ziel-LEC eines zweiten ELAN, mit den folgenden Verfahrensschritten: Ermitteln der Ziel-ATM-Adresse durch Übertragung einer Adreßauflösungsanfrage des Ursprungs-LEC über ein einen verbindungslosen Dienst bereitstellendes CLS-Weitverkehrsnetz zum zweiten ELAN und Auflösen der Ziel-MAC-Adresse im zweiten ELAN in die zugehörige ATM-Adresse; Veranlassen eines Verbindungsaufbaus zwischen Ursprungs-LEC und Ziel-LEC über ein dem ersten ELAN und dem zweiten ELAN übergeordnetes ATM-Netz unter Verwendung der ermittelten Ziel-ATM-Adresse; und Übermitteln der Informationspakete über das übergeordnete ATM-Netz. In einem Ausführungsbeispiel wird die ermittelte ATM-Adresse als Adreßauflösungsantwort über das CLS-Weitverkehrsnetz zum ersten ELAN und dort zum Ursprungs-LEC übertragen und der Ursprungs-LEC veranlaßt einen Verbindungsaufbau zum Ziel-LEC.

Description

Beschreibung
Verfahren zum Übermitteln von Informationspaketen zwischen Emulierten LANs
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Übermitteln von In¬ formationspaketen zwischen einem Ursprungs-LAN-Emulation- Client LEC eines ersten ELAN und einem LAN-Emulation-Client eines zweiten ELAN.
ELAN steht für emuliertes LAN, wie es insbesondere beschrie¬ ben ist in der Spezifikation 94-0035R9, "LAN Emulation Over ATM: Version 1.0" der LAN Emulation SWG Drafting Group des ATM Forum vom 6. Januar 1995, Editor: Bill Ellington. Hierbei handelt es sich um einen Ansatz des ATM-Forums zurMigration von heutigen LANs zu ATM-Netzen. ATM bedeutet hierbei "Asyn- chronus Transfer Mode", also asynchrones Daten- bzw. Informa¬ tionsübertragungsverfahren. LAN ist eine Abkürzung von "Local Area Network" . Bei LANs handelt es sich um datagrammorien- tierte Lokalnetze, die u.a. in dem Artikel von David D.
Clark, Kenneth D. Progran und David P. Reed, "An Introduction to Local Area Networks" in Proceedings of the IEEE, Vol. 66, No. 11, November 1978 auf den Seiten 1497 bis 1517 beschrie¬ ben εind. Außerdem sind LANs in ISO/IEC TR 8802-1, "Overview of LAN-Standards beschrieben. LANs bieten einen verbindungs¬ losen Dienst, den sogenannten MAC-Service, an. MAC steht hierbei für "Media Access Control". Im Gegensatz zu diesem verbindungslosen Dienst iεt die ATM-Technologie verbindungs- orientiert. Sollen die für LANs entwickelten Protokolle der höheren Schichten in auf der Basis eines ATM-Netzes emulier¬ ten LANs benutzt werden, müssen in diesem ATM-Netz die Eigen¬ schaften des verbindungslosen MAC-Dienstes erbracht werden. Die LAN-Emulation gemäß der obengenannten Spezifikation rea¬ lisiert den MAC-Dienst im lokalen ATM-Netz und definiert da- mit ein einzelnes emuliertes LAN, im folgenden ELAN genannt. In diesem ELAN können die üblichen LAN-Protokolle wie LLC, TCP/IP, SPX/IPX oder TP/CLNP benutzt werden. Die LAN-Emulation unterstützt die beiden am häufigsten ver¬ wendeten LAN-Standards, nämlich Ethernet gemäß IEEE 802.3 und Token-Ring gemäß IEEE 802.5, wobei bei Token-Ring drei Rah- menlängen unterstützt werden. Die Adressierung jeder LAN-Sta¬ tion erfolgt anhand einer weltweit eindeutigen Ziel-MAC-Ad¬ resse. Zur Übertragung von Informationen zwischen LANs werden von einer höheren Schicht übergebenen. Token-Ring-LANs ver¬ wenden zur Beschreibung des Informationsweges zusätzlich zu MAC-Adressen sogenannte Route Descriptors im Rahmenkopf. An¬ hand eines solchen Descriptors kann der Rahmen innerhalb von Token-Ring-LANs zum Ziel befördert werden.
Im folgenden wird nur von MAC-Adressen gesprochen.
Zur Emulation eines LAN in einem ATM-Netz muß die LAN-Emula¬ tion u.a. Ziel-MAC-Adressen in Ziel-ATM-Adressen auflösen, Multicast und Broadcast realisieren, also eine Verteilung von Information an mehrere oder an alle Teilnehmer, sowie die Übertragung von LAN-Emulation-Rahmen in der richtigen Reihen¬ folge sicherstellen. Die LAN-Emulation hat eine Client-Ser¬ ver-Konfiguration. Die Clienten-Seite wird LAN-Emulation- Client LEC genannt und die Server-Seite wird LAN-Emulation- Service genannt. Der LAN-Emulation-Service besteht aus LAN- Emulation-Server LES, Broadcast-and-Unknown-Server BUS und LAN-Emulation-Configration-Server LECS. Der LAN-Emulation- Client bekommt von einer übergeordneten Schicht, beispiels¬ weise der LLC-Schicht, die Ziel-MAC-Adresse und muß die ent¬ sprechende ATM-Adresse finden, um daraufhin den Aufbau einer direkte ATM-Verbindung zum Ziel durch Signalisierung zu ver¬ anlassen. Die Signaliεierung kann hierbei beispielsweise nach der ITU-T-Empfehlung Q.2931/Q.2971 erfolgen. Ein LAN-Emula- tion-Client kann in der Software oder in der Hardware der Stationen realisiert sein, die an der LAN-Emulation teilneh- men. Ein LAN-Emulation-Server LES unterhält eine Tabelle mit allen MAC-Adressen, die im emulierten LAN beispielsweise im Rahmen einer Konfigurierung angemeldet sind, und mit den entspre¬ chenden ATM-Adressen. Zwischen den LAN-Emulätion-Clienten und dem LAN-Emulation-Server erfolgt die Kommunikation nach ei¬ nem LAN-Emulation-Adressenauflösungsprotokoll, das entspre¬ chend der englischen Bezeichnung LAN Emulation Address Reso¬ lution Protocoll mit LE_ARP bezeichnet wird. Kennt ein LAN- Emulation-Client die Ziel-ATM-Adresse einer Ziel-MAC-Adresse nicht, so sendet er eine Anfrage mit der Ziel-MAC-Adresse an den LAN-Emulation-Server. Eine solche Anfrage zur Adreßauflö¬ sung wird mit LE_ARP Request bezeichnet. Falls der LES die Ziel-ATM-Adresse auflösen kann, antwortet er mit LE_ARP Re¬ sponse. Wenn nicht, schickt er die Anfrage an weitere LAN- Emulation-Clienten.
Erhält ein LAN-Emulation-Client eine Adreßauflösungsantwort LE_ARP Response, so baut er zu der hierin enthaltenen ATM- Adresse eine ATM-UBR-Verbindung auf und sendet einen Unicast- Rahmen. UBR bedeutet hierbei "Unspecified Bit Rate", gibt al¬ so an, daß die Bitrate nicht festgelegt ist. Ein Unicast-Rah- men ist ein Informations- bzw. Datenpaket mit einem einzigen Adressaten. Bei der Übertragung von Rahmen innerhalb eines ELAN wird zwischen Unicast-Rahmen an einen Empfänger und Mul- ticast- oder Broadcaεt-Rahmen an mehrere oder alle Empfänger unterschieden. Eine ATM-UBR-Verbindung bleibt ab dem letzten gesendeten Rahmen für 20 Minuten bestehen, damit weitere Rah¬ men auf einfache Weise zum selben Empfänger geschickt werden können. Hierzu wird auf die Variable C12 in Punkt 5.1.1 der LAN-Emulation-Spezifikation verwiesen. Im LAN-Emulation- Client werden mit Hilfe eines Cash-Mechanismus die Ziel-ATM- Adressen von Ziel-MAC-Adressen eine bestimmte Zeit lang ge¬ speichert. Falls keine Verbindung zu einem Ziel-LAN-Emula¬ tion-Client besteht, die Ziel-ATM-Adresse jedoch im Sender- LAN-Emulation-Client bekannt ist, kann ein Sender-LAN-Emula- tion-Client LEC eine Verbindung ohne Adreßauflösungsanfrage aufbauen und einen Unicast-Rahmen senden. Multicast-Rahmen an eine Gruppe von Teilnehmern bzw. LAN-Emu- lation-Clienten und Broadcast-Rahmen an alle Teilnehmer bzw. LAN-Emulation-Client LECen werden an den obengenannten BUS geschickt. Innerhalb eines ELAN unterhält der BUS Verbindun¬ gen zu allen LEC die angekommenen Rahmen an die Adressaten.
Jeder LAN-Emulation-Client kann bei der Konfigurierung als sogenannter Proxy-LEC angemeldet werden. Ein Proxy-LAN-Emula- tion-Client erhält alle Adreßauflösungsanfragen LE_ARP Re¬ quest, die ein LES nicht auflösen kann. Außerdem erhält ein Proxy-LEC alle Multicast- und alle Broadcast-Rahmen.
Der Vorteil der ATM-Technologie ist u.a. darin zu sehen, daß direkte Verbindungen mit flexibler Bandbreite zwischen den Kommunikationspartnern aufgebaut werden können. Solche di¬ rekte Verbindungen garantieren minimale Zeitverzögerungen und eine hohe Informationsübertragungsrate. Dieser Vorteil der ATM-Technologie wird in der LAN-Emulation für Unicast-Rahmen genutzt. In dem Artikel "Interconnect Emulated LANs with White Area ATM Networks" von Peter T.P. Chang und Bill Ellington, ATM Forum Technical Committee vom 29. November - 2. Dezember 1994 sind verschiedene Konzepte bekannt, lokale ATM-Netze, wie z.B. ELANs über ein Weitverkehrs-ATM-Netz zu verbinden. In einem ersten Konzept sind hierbei mehrere ELANs an ein Weitverkehrs-ATM-Netz angeschlossen, wobei die Adreß- auflösung und die Datenübertragung über einen einzigen LAN- Emulation-Server und einen einzigen BUS vorgenommen werden. Dieses Konzept führt zu einem enormen Verkehrsaufkommen zur Realisierung der Broadcast-Funktion. Die Adreßauflösungsver- zögerungsZeiten in einem solchen Netz sind extrem hoch.
Ein weiteres Konzept sieht vor, ELANs jeweils über Fern¬ brücken (Remote Bridges) an ein Weitverkehrs-ATM-Netz anzu- schließen. Hierbei sind entweder alle Ferhbrücken über perma¬ nente virtuelle Leitungen PVC (Permanent Virtual Circuit) miteinander verbunden oder die Fernbrücken sind unter Verwen- düng eines Adreßauflosungs-Servers mit Hilfe einer ATM-Signa¬ lisierung dynamisch miteinander verbunden. Hierbei sind die Übertragungsmöglichkeiten durch die Übertragungsmöglichkeiten der Fernsteuerbrücken und die Bandbreite der permanenten vir¬ tuellen Leitungen zwischen zwei Fernsteuerbrücken beschränkt. Die Fernbrücken werden mit Broadcast-Rahmen von Broadcast and Unknown Servern ferner ELANs überflutet, sofern deren Fern¬ brücke jeweils nicht die Adresse der den Ziel-MAC-Adressen zugeordneten Fernbrücken kennt.
Ein weiteres Konzept sieht vor, anstelle der Fernbrücken Brouter vorzusehen, eine Mischung aus Brücke und Rrouter. Diese Brouter erfüllen in diesem Fall auf der ELAN-Seite die Funktion einer LAN-Emulations-Brücke und auf der Seite des ATM-Weitverkehrsnetzes die Funktionen eines Routers. Dadurch werden die Broadcast-Probleme reduziert, eine Beschränkung der Übertragungsmöglichkeiten über das ATM-Weitbereichsnetz durch die Übertragungsmöglichkeiten der Brouter und der per¬ manenten virtuellen Leitungen bleibt jedoch bestehen.
Ein weiteres Konzept sieht vor, die LAN-Emulation-Server der einzelnen ELANs sowie die BUS der einzelnen ELANs miteinander durch Direktverbindungen zu verbinden. Dies führt jedoch zu einer großen Anzahl von Direktverbindungen und zu einem hohen Verkehrsaufkommen zwischen den LAN-Emulation-Servern und den BUS der einzelnen ELANs. Das Verkehrsaufkommen steigt hierbei linear mit der Anzahl der verbundenen ELANs. Ein weiteres Konzept sieht vor, die LAN-Emulation-Server der einzelnen ELANs sowie die BUS der einzelnen ELANs über Direktverbindun- gen an einen übergeordneten LAN-Emulation-Server bzw. einen übergeordneten BUS zu verbinden. Dies führt jedoch ebenfalls zu einer großen Anzahl von Direktverbindungen und zu einem hohen Verkehrsaufkommen. Die Mehrschichtigkeit von BUS und übergeordnetem BUS bzw. LES und übergeordnetem LES führt außerdem zu Zeitverzögerungen. Aufgabe der Erfindung ist das Bereitstellen eines Verfahrens zum Übermitteln von Informationspaketen zwischen einem Ur¬ sprungs-LEC eines ersten ELAN und einem Ziel-LEC eines zwei¬ ten ELAN.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkma¬ len des Anspruchs 1. Günstige Ausgestaltungen sind Gegenstand von Unteransprüchen.
Wenn innerhalb eines ELAN Information von einem LAN-Emula¬ tion-Client zu einem anderen LAN-Emulation-Client übertragen werden soll, veranlaßt der Ursprungs-LEC üblicherweise einen ATM-Verbindungsaufbau zu dem Ziel-LEC. Hierzu ist die Ziel- ATM-Adresse erforderlich. Der Ursprungs-LEC kennt von höheren Schichten eine Ziel-MAC-Adresse. Außerdem kann in seinem
Speicher zu der Ziel-MAC-Adresse eine Ziel-ATM-Adresse abge¬ legt sein. Falls keine Ziel-ATM-Adresse abgelegt ist, gibt der Ursprungs-LEC normgemäß an einen LAN-Emulation-Server des ELAN eine Adreßauflösungsanfrage LE_ARP_Request. Wenn der der Ziel-MAC-Adresse zugeordnete Client nicht zu dem ELAN dieses LAN-Emulation-Server gehört, kann dieser LAN-Emulation-Server die ATM-Adresse nicht auflösen, die Adreßauflösungsanfrage also nicht beantworten.
Erfindungsgemäß sind das erste und das zweite ELAN an ein ei¬ nen verbindungslosen Dienst wie z.B. SMDS (Switched Multime- gabit Data Service) oder CBDS (Connectionless Broadband Data Service) bereitstellendes Weitverkehrsnetz (regional und/oder global) angeschlossen. Der Einfachheit halber wird im folgen- den und in den Patentansprüchen, sofern keine anderslautenden Erläuterungen vorgenommen werden unter Weitverkehrsnetz immer ein einen verbindungslosen Dienst bereitstellendes Weitver- kehrsnetz - also ein CLS-Weitverkehrsnetz (regional und/oder global) - gemeint.
Ist die aufzulösende Ziel-MAC-Adresse mindestens einem LAN- Emulation-Client eines zweiten ELAN zugeordnet, so wird er- findungsgemäß die Informationsübertragung mit den folgenden Verfahrensschritten ermöglicht:
- Ermitteln der Ziel-ATM-Adresse durch Übertragung einer Ad¬ reßauflösungsanfrage des Ursprungs-LEC über ein einen ver- bindungslosen Dienst bereitstellendes CLS-Weitverkehrsnetz zum zweiten ELAN und Auflösen der Ziel-MAC-Adresse im zwei¬ ten ELAN in die zugehörige ATM-Adresse;
- Veranlassen eines Verbindungsaufbaus zwischen Ursprungs-LEC und Ziel-LEC über ein dem ersten ELAN und dem zweiten ELAN übergeordnetes ATM-Netz unter Verwendung der ermittelten Ziel-ATM-Adresse,- und
- Übermitteln der Informationspakete über das übergeordnete ATM-Netz.
In einem Ausfuhrungsbeispiel wird die ermittelte ATM-Adresse als Adreßauflösungsantwort über das CLS-Weitverkehrsnetz zum ersten ELAN und dort zum Ursprungs-LEC übertragen und der Ur¬ sprungs-LEC veranlaßt einen Verbindungsaufbau zum Ziel-LEC.
Vorzugsweise wird hierbei die Ziel-ATM-Adresse mit den fol¬ genden Verfahrenεschritten aufgelöst:
- Einkapseln der im ersten ELAN als ELAN-Rahmen vorliegenden Adreßauflösungsanfrage in ein Rahmenformat deε CLS-Weitver¬ kehrsnetzeε mit einer der Ziel-MAC-Adresse zugeordneten E- 164-Adresse im Rahmen-Kopfteil;
- Übergeben dieser eingekapselten Adreßauflösungεanfrage an daε CLS-Weitverkehrsnetz und Übertragung zum zweiten ELAN;
- Entkapsein der eingekapselten Adreßauflösungsanfrage und Übergeben an einen LAN-Emulation-Server des zweiten ELAN im ELAN-Rahmenformat;
- Auflösen der Ziel-MAC-Adresse in eine zugehörige ATM-Adres- εe durch dieεen Server deε zweiten ELAN und Auεgabe einer Adreßauflösungsantwort;
- Einkapseln dieser Adreßauflösungsantwort in das Rahmenfor- mat des CLS-Weitverkehrsnetzes und Übertragen zum ersten
ELAN; - Entkapseln der eingekapselten Adreßauflösungsantwort und Übergeben an den Ursprungs-LEC.
Ist der Ziel-MAC-Adresse ein einziger Ziel-LEC zugeordnet, also die Übertragung von Unicast-Rahmen beabsichtigt, so wird gemäß der oben erwähnten 'LAN-Emulation over ATM-Specifica¬ tion' vom Ursprungs-LEC eine Adreßauflösungsanfrage an den LAN-Emulation-Server des lokalen ELAN gesendet. Da der LAN- Emulation-Server nur die lokalen ATM-Adressen kennt, kann er die Ziel-ATM-Adresse nicht auflösen. Der lokale LAN-Emula¬ tion-Server gibt daher die Adreßauflösungsanfrage des Ur¬ sprungs-LEC an alle im lokalen ELAN angemeldeten Proxy-LEC ab. In einer günstigen Ausgestaltung der Erfindung sind daher die einzelnen ELANs jeweils über einen speziellen LAN-Emula- tion-Client an das einen verbindungslosen Dienst bereitstel¬ lende CLS-Weitverkehrsnetz angeschlossen. Dieser Zugangs-LEC ist jeweils vorzugsweise als Proxy-LEC in seinem ELAN ange¬ meldet.
Ist die aufzulösende Ziel-MAC-Adresse mindestens einem LAN- Emulation-Client eines zweiten ELAN zugeordnet, so wird die Adreßauflösungsanfrage erfindungsgemäß über das CLS-Weitver¬ kehrsnetz an das zweite und ggf. weitere ferne ELANs übertra¬ gen.
Sind die einzelnen ELANs jeweils über einen Zugangs-LEC an das einen verbindungslosen Dienst bereitstellende Netz ange¬ schlossen, so wird der Übergang zwischen einem ELAN und dem CLS-Weitverkehrsnetz vorzugsweise durch eine Übergangsfunk- tion IWF (Inter Working Function) gebildet, die zwiεchen dem CLS-Weitverkehrsnetz (T-Referenzpunkt) und einem Zugangs-LEC des jeweiligen ELAN angeordnet iεt. Eine εolche Übergangs¬ funktion kann eine Brücke (Bridge) oder ein Router sein.
Eine Brücke als Übergangsfunktion hat beispielεweise einen Adress-Speicher für einander zugeordnete MAC-Adressen des ELAN und E.164-Adressen des CLS-Weitverkehrsnetzes und einen Speicher für eine dem Übergang vom CLS-Weitverkehrsnetz zur Brücke zugeordnete E.164-Adresεe.
Eine einfache Auεführungsform einer solchen Brücke kann vor- sehen, daß Adfreßauflosungsanfrage-Rahmen und Unicast- sowie Multicast-Daten-Rahmen verworfen werden, falls zu ihrer Ziel- MAC-Adresse im Adress-Speicher keine zugeordnete E.l64-Adreε- εe gespeichert ist, daß Adreßauflöεungεanfrage-Rahmen und Unicaεt- εowie Multicast-Daten-Rahmen an das CLS-Weitver- kehrsnetz weitergeleitet werden, fallε zu ihrer Ziel-MAC-
Adreεεe im Adreß-Speicher eine zugeordnete E.164-Adreεεe ge- εpeichert iεt, und daß Datenrahmen und Adreßauflösungsanfra- ge-Rahmen, deren Ziel-MAC-Adreεse eine lokale Broadcast-MAC- Adresse ist, verworfen werden. Die Umsetzungsfunktion über- gibt jeweils gemeinsam mit dem Rahmen die der Ziel-MAC-Ad¬ resse zugehörige E.164-Adresse an die Schnittstelle zum CLS- Weitverkehrsnetz. Zumindest zu Adreßauflösungsanfrage-Rahmen übergibt die Umsetzungεfunktion auch die der Ursprungs-MAC- Adresse zugeordnete E.164-Adresse. Vom CLS-Weitverkehrεnetz kommende Rahmen werden an die Schnittεtelle (Schicht LEC) zum ELAN übergeben.
Eine solche Umsetzungsfunktion sieht vor, daß nur Adreßauflö- εungεanfragen für εolche MAC-Adreεsen aufgelöst werden kδn- nen, die gemeinsam mit der zugeordneten E.164-Adresse im Ad- reßpeicher abgelegt sind. Dadurch gelangen nur sicher auf¬ zulösende Adreßauflöεungεanfragen in daε CLS-Weitverkehrε¬ netz.
Sollten auch Adreßauflöεungεanfragen für solche MAC-Adresεen aufgelöεt werden können, deren zugeordnete E.164-Adreεεen nicht im Adresspeicher abgelegt εind, εo kann die genannte Umsetzungsfunktion ausgestaltet sein, um Adreßauflösungsan- frage-Rahmen, zu deren Ziel-MAC-Adreεεe im Adress-Speicher keine zugeordnete E.164-Adresse (globale E.164-Gruppenadres¬ se) gespeichert ist, mit einer allen ELANs zugeordneten E.164-Adresεe an daε CLS-Weitverkehrεnetz weiterzuleiten. Ei- ne solche Adreßauflösungsanfrage wird dann, beispielsweise vom Gruppenadressen-Agenten GAA des CLS-Weitverkehrsnetzes gesteuert, an alle ELANs geschickt. Da die Adreßauflösungsan- frage-Rahmen klein sind, wird durch diese Maßnahme das CLS- Weitverkehrεnetz nur relativ gering belastet.
Insbeεondere um das Versenden von Unicast-Datenrahmen im CLS- Weitverkehrsnetz zu verhindern, deren ATM-Adresse dem Ur¬ sprungs-LEC beim Absenden nicht bekannt war und die daher über den Broadcast-and-Unknown-Server als Unknown-Datenrahmen zum Zugangs-LEC gelangen, kann in einer Abwandlung der be¬ schriebenen Umsetzungsfunktion vorgesehen sein, alle Unicast- Datenrahmen zu verwerfen. Da der solchen Unicast-Datenrahmen ohne ATM-Adresse zugeordnete Adreßauflösungsanfrage-Rahmen über das CLS-Weitverkehrsnetz übertragen wird, erhält der Ur- εprungε-LEC die für einen ATM-Verbindungεaufbau erforderliche ATM-Adresse und kann den Verbindungsaufbau veranlassen. Wenn von einem Sicherungsmechaniεmus einer höheren Schicht festge¬ stellt wird, daß eine fehlerhafte Übertragung zumindest der Unkwown-Datenrahmen vorliegt, kann eine wiederholte Übertra¬ gung über eine ATM-Verbindung erfolgen.
Eine beschriebene Umsetzungsfunktion kann vorzugsweise ausge¬ staltet sein, um Datenrahmen und Adreßauflösungsanfrage-Rah- men an das CLS-Weitverkehrεnetz weiterzuleiten, deren Ziel- MAC-Adresse eine globale Broadcast-MAC-Adresse ist. Die hierzu zugeordnete E.164-Adresεe entspricht der oben erwähn¬ ten, alle angeschloεsenen ELANs adressierenden E.164-Adresεe. Durch diese Maßnahme ist es möglich, gezielt Broadcast-Rahmen über das CLS-Weitverkehrsnetz zu übertragen, obwohl lokale Broadcast-Rahmen verworfen werden.
Vorzugsweise ist bei beschriebenen Umsetzungsfunktionen vor¬ gesehen, jeweils die dem Sender vom CLS-Weitverkehrsnetz kom- mender Rahmen zugeordnete MAC-Adreεεe sowie die dieser zuge¬ ordnete E.164-Adresεe im Adreß-Speicher zu speichern. Dadurch wird das gezielte Übertragen von Daten - beispielsweise einer Adreßauflösungε-Antwort - vom Empfänger einer Information - beiεpielεweiεe einer Adreßauflösungsanfrage - zum Sender die¬ ser Information über das einen verbindungslosen Dienst be- reitεtellende WeitVerkehrsnetz erleichtert.
Nachfolgend wird die Erfindung an Hand besonderer Auεgestal- tungen unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert:
Fig. 1 zeigt die Übertragung von LE_ARP Request/Reεponse durch das CLS-Netz und ATM-Verbindungsaufbau vom Sender zum Empfänger.
Fig. 2 zeigt die Auflösung der Multicast/Broadcast-Ziel-MAC- Adresse durch das CLS-Netz und Aufbau von Punkt-zu-Punkt oder Punkt-zu-Mehrpunkt ATM-Verbindungen vom Sender zu allen Emp¬ fängern.
Fig. 3A bis 3C zeigen jeweils einen Protokollstack bei Kopp¬ lung von ELANs durch SMDS-Netz bzw CBDS-Netz.
Der Connectionlesε Service oder CLS-Dienεt kann mit verεchie- denen Technologien (z.B. DQDB, ATM, FR) realisiert werden. Der Dienst wird in der ITU-T Empfehlung F.812 beschrieben. Bekannte Realisierungen sind der Switched Multi-megabit Data Service (SMDS) , beschrieben in Spezifikationen von Bellcore, SMDS Interest Group (SIG) und European SMDS Intereεt Group (ESIG) , εowie der Connectionless Broadband Data Service (CBDS) , definiert in ETSI Standard 300 217 und ITU-T Empfeh¬ lung 1.364. Durch diese Realisierungen fand der CLS weltweit große Verbreitung. Anlagen, die diesen Dienst anbieten, wer¬ den von vielen Herstellern im Bereich der Telekommunikation gebaut.
Der Dienst ist für weltweite Datenkommunikation gedacht. Da- bei werden jedem Zugang zum CLS-Netz eine oder mehrere CLNAP- Adressen nach E.164 ( E.164-Adreεεe) zugeteilt (CLNAP---Connec¬ tionless Network Accesε Protocol) . Einem ankommenden Unicast-Rahmen wird anhand seiner Ziel-MAC- Adresse durch statische oder dynamische Zuordnungstabellen eine Ziel-CLNAP-Adresse ( E.164-Adresse) zugefügt (Einkap- sein) und der eingekapselte Rahmen (auch CLS-Paket genannt) wird zu dieser CLNAP-Adresse geleitet.
Zum besseren Verständnis werden im folgenden die Adressen im ELAN Unicast- bzw. Multicast/Broadcast-MAC-Adressen genannt, im CLS-Netz wird dagegen von individuellen und Gruppenadres¬ sen gesprochen.
Jedes CLS-Paket wird im CLS-Netz unabhängig von den anderen übertragen. Das Netz sorgt für die richtige Reihenfolge der CLS-Pakete.
Innerhalb des CLS-Netzes werden unter bestimmten Vorausset¬ zungen (siehe prETS 300 478, 300 479) die CLNAP-PDUs in CLNIP-PDUε (CLNIP = Connectionless Network Interface Pro- tocol) eingekapεelt.
Die Behandlung von Multicaεt-Verkehr wird im CLS-Netz in fol¬ gender Weise realisiert. Sogenannte Group Address Agents (GAAε) enthalten Tabellen mit den individuellen CLNAP-Adreε- εen, die zu einer CLNAP-Gruppenadreεεe gehören. Jedeε CLS-
Paket, daε eine Gruppenadreεse alε Zieladresse hat, wird zum entsprechenden Group Addresε Agent geleitet. Fallε eingekap¬ εelt wurde, εteht in den Feldern "CLNAP Deεtination Addreεε" und "CLNIP Deεtination Address" die gleiche Gruppenadresεe.
Der GAA löst die Gruppenadresse des angekommenen CLS-Pakets in individuelle CLNIP-Adresεen auf, erzeugt Kopien deε ur¬ sprünglichen Paketε und fügt jeder Kopie die entεprechende individuelle Adreεεe alε CLNIP-Adreεεe hinzu.
Daε "CLNAP Deεtination Addreεε" Feld bleibt unverändert, da¬ mit der Empfänger die urεprüngliche Gruppenadresse erfahren kann. Die LAN-Emulation beschreibt ein einzelnes emuliertes LAN. Für die Kopplung von ELANs sind zur Zeit keine Lösungen bekannt. Aus Leistungεgründen können die in der LAN-Emulation beεchriebenen Mechaniεmen zur Adreεεenauflöεung und zur Rea- liεierung von Multicaεt/Broadcast im WAN Bereich nicht ein¬ fach übernommen werden.
Nachstehend werden Methoden zur Kopplung von ELANs unter An¬ wendung der Erfindung beschrieben:
Ein erεtes Beispiel sieht die Übertragung von Adreßauflö¬ εungεanfragen bzw. Adreßauflösungsantworten LE_ARP Re- queεt/Response durch ein einen verbindungεlosen Dienst be- reitεtellendeε Netz und danach einen ATM-Verbindungsaufbau vom Sender zum Empfänger vor.
Ein Vorteil der LAN-Emulation ist der Aufbau einer direkten ATM-Verbindung zwischen Sender und Empfänger, wie er in der LAN-Emulation Specification mit "Data Direct ~VCC" bezeichnet wird. Deshalb schlägt die Weiterbildung der Erfindung dieses Beiεpielε vor, die Ziel-MAC-Adreεse für den Unicast-Verkehr unter Verwendung eines einen verbindungslosen Dienst bereit¬ stellenden Netzes wie z.B. SMDS oder CBDS in die ATM-Adresεe aufzulöεen und dann eine direkte ATM-Verbindung zum Ziel auf- zubauen.
Die Figuren 1 und 2 zeigen in gleicher Weise drei ELANs ELAN1, ELAN2 und ELAN3, jeweils mit einem LAN-Emulation-Ser¬ ver LES, einer ATM-Vermittlungseinrichtung ATMS, einem LAN- Emulation-Client LEC A, LEC B, LEC und einem speziellen LAN- Emulation-Client LEC Zl, LEC Z2, LEC Z3, der nachstehend als Zugangs-LEC bezeichnet wird und der dem jeweiligen ELAN ELANl, ELAN2 bzw. ELAN3 über eine Kundenanschlußeinheit CPE (Cuεtomer Premiεeε Equipment) Zugang zu einem ebenfallε dar- geεtellten, einen verbindungεlosen Dienεt bereitstellenden Netz CLSnet ermöglicht. Hierbei ist jeder Kundenanschlußein¬ heit CPE eine Übergangsfunktion (Interworking Function IWF) zugeordnet zum Umsetzen einer Ziel-MAC-Adresse in eine E.164- Adresse der Kundenanschlußeinrichtung CPE des ELAN, in dem der LAN-Emulation-Client sich befindet, dem die Ziel-MAC- Adresse zugeordnet ist, oder zum Umsetzen einer E.164-Grup- penadresse aller ELANs. In den Ausführungsbeispielen gemäß den Figuren 1 und 2 ist das einen verbindungslosen Dienst be¬ reitstellende Netz CLSnet mit Hilfe eines übergeordneten (räumlich übergeordnet, also regional oder global) ATM-Netzes mit ATM-Vermittlungseinrichtungen ATMS realisiert. Die Reali- sierungεart des einen verbindungslosen Dienst bereitstellen¬ den Netzes CLSnet hat jedoch keinen Einfluß auf die Erfin¬ dung.
In der Figur 1 sind außerdem jeweils der Broadcast-and-Un- known-Server BUS1, BUS2, BUS3 des ELAN1, ELAN2 und ELAN3 dar¬ gestellt. Wie durch einen übergreifenden Rahmen dargestellt, bilden in dem dargestellten Beispiel jeweils Zugangs-LEC, Um¬ setzungsfunktion IWF und Kundenanschlußeinrichtung CPE eine Brücke, deren Brückenfunktion die Umsetzungsfunktion IWF ist.
Das einen verbindungslosen Dienst bereitstellende Netz CLSnet enthält einen verbindungsloεen Dienεt bereitstellende Server (Connectionleεε Server) CLS und einen Gruppenadreßagenten GAA (Group-Address-Agent) .
In Fig. l εind die Signalflüεεe der im Rahmen deε LAN-Emula- tion-Adreßauflösungεprotokolls LE_ARP (LAN Emulation Addreεs Resolution Protocol) übermittelten Adreßauflösungsanfragen LE_ARP Request und Adreßauflösungsantwortwort LE_ARP Response durch eine dünne Linie mit Pfeil in Signalflußrichtung ange¬ deutet. Der Signalfluß von Daten vom LAN-Emulation-Client LEC A zum LAN-Emulation-Client LEC B über eine ATM-Verbindung ist in Fig. l durch eine fette Linie mit Pfeil in Signalflu߬ richtung angedeutet.
Demnach iεt in Fig. 1 zu erkennen, daß eine Adreßauflöεungε- anfrage LE_ARP Requeεt vom LAN-Emulation-Client LEC A deε ELAN1 über die ATM-Vermittlungseinrichtung ATMS dieseε ELAN1 an den LAN-Emulation-Server des ELAN1 und von dort über die ATM-Vermittlungseinrichtung ATMS an den Zugangs-LEC LEC Zl übertragen wird. Vom Zugangε-LEC LEC Zl geht die Adreßauflö- sungsanfrage LE_ARP Requeεt zur Kundenanschlußeinrichtung CPE, wird dort in eine andere Form umgesetzt und über einen ■ verbindungslosen Server CLS, eine ATM-Vermittlungseinrichtung ATMS und einen weiteren verbindungslosen Server CLS zum Grup- penadressenagenten GAA übertragen und von dort unmittelbar an die Kundenanschlußeinrichtung CPE des ELAN3 sowie über eine weitere ATM-Vermittlungseinrichtung ATMS und einen weiteren verbindungslosen Server CLS an die Kundenanschlußeinrichtung CPE des ELAN2 übermittelt. Dann wird die Adreßauflösungsan¬ frage LE_ARP Request in jedem der ELANs ELAN2 und ELAN3 über einen Zugangs-LEC LEC Z2, LEC Z3 und die ATM-Vermittlungsein¬ richtung ATMS des ELAN an den LAN-Emulation-Server LES des ELAN übertragen. Der LAN-Emulation-Server LES des ELAN2 kann die Ziel-MAC-Adresεe in die ATM-Adreεεe auflösen und über die ATM-Vermittlungseinrichtung ATMS, den Zugangs-LEC LEC Z2, die Kundenanschlußeinrichtung CPE des ELAN2, zwei verbindungslose Server CLS des einen verbindungsloεen Dienεt bereitεtellenden Netzeε CLSnet, die Kundenanschlußeinrichtung CPE des ELAN1, den Zugangs-LEC LEC Zl des ELANl und die ATM-Vermittlungsein¬ richtung ATMS des ELANl an den LAN-Emulation-Clienten LEC A übermitteln.
Wenn der LAN-Emulation-Client LEC A die Ziel-ATM-Adresεe kennt, kann er über ein durch eine Vielzahl von ATM-Vermitt- lungεeinrichtungen ATMS in Fig. 1 dargeεtelltes ATM-Netz eine direkte Verbindung zum Ziel-LAN-Emulation-Clienten LEC B im ELAN2 aufbauen, wie sie durch fette Linien zwischen dem LAN- Emulation-Clienten LEC A und dem LAN-Emulation-Clienten LEC B εowie dazwischengeschalteten ATM-Vermittlungseinrichtungen ATMS in Figur 1 dargestellt iεt.
Nachεtehend wird dieεer Ablauf detaillierter beεchrieben. Ein LAN-Emulation-Client LEC Zl, LEC Z2 bzw. LEC Z3 jedes emulierten LAN ELANl, ELAN2, ELAN3 hat Zugang (CPE) zum einen verbindungslosen Dienst bereitstellenden Netz CLSnet. Falls der LAN-Emulation-Client LEC A des ELANl einen Unicast-Rahmen an den LAN-Emulation-Clienten LEC B des ELAN2 senden möchte, jedoch die Ziel-ATM-Adresse nicht kennt, schickt er eine Adreßauflösungsanfrage LE_ARP Request an den LAN-Emulation- Server LES des ELANl. Wenn der LAN-Emulation-Server LES deε ELANl keinen Eintrag für die Ziel-MAC-Adresse in seiner Ta- belle hat, muß er diese Adreßauflösungsanfrage LE_ARP Request an den Zugangs-LEC LEC Zl des ELANl weitergeben. Dies kann beispielεweise durch Anmeldung des Zugangs-LEC LEC Zl als Proxy beim LAN-Emulation-Server LES des ELANl realisiert sein.
Der Zugangs-LEC LEC Zl des ELANl iεt wie die übrigen Zugangε- LECε LEC Z2, LEC Z3 der anderen emulierten ELANs ELAN2 und ELAN3 jeweils an eine Kundenanschlußeinrichtung CPE eines ei¬ nen verbindungslosen Dienst bereitstellenden Netzes CLSnet angeschlossen. Der Übergang vom Zugangs-LEC LEC Zl, LEC Z2, LEC Z3 zum einen verbindungslosen Dienst bereitstellenden Netz CLSnet wird hierbei mit Hilfe einer oben erwähnten und weiter unten detaillierter beschriebenen Übergangsfunktion IWF (Interworking Function) realisiert, die jede zu einem Zu- gangs-LEC LEC Zl, LEC Z2, LEC Z3 ankommende Adreßauflösungs¬ anfrage LE_ARP Request bzw. Adreßauflösungεantwort LE_ARP Re- εponεe, für die εie einen Eintrag (E.l64-Adresse) für die Ziel-MAC-Adreεεe hat, in das Format eines Paketes des einen verbindungslosen Dienst bereitstellenden Netzes CLSnet (CLNAP-Paket) transformiert und diese Anfrage bzw. Antwort an das einen verbindungslosen Dienst bereitstellende Netz CLSnet übergibt.
Falls die Übergangsfunktion keinen Eintrag hat, kann sie ent- weder den entsprechenden Adreßauflösungεanfragerahmen bzw.
Adreßauflöεungεantwortrahmen verwerfen oder diesen Rahmen mit einer E.164-Gruppenadresse versehen, durch die alle emulier- ten LANε erreichbar sind, die einen Zugang zum einen verbin- dungεloεen Dienεt bereitstellenden Netz CLSnet haben. Im letztgenannten Fall löst ein Gruppenadressenagent GAA (Group- Addreεs-Agent) dieεe Gruppenadresse in die individuellen E.164-Adresεen der einzelnen Kundenanεchlußeinrichtungen CPE der einzelnen ELANε ELANl, ELAN2, ELAN3 auf.
Hierbei ist es besonderε günεtig, wenn die E.164-Gruppenad- reεεe, die von einer Übergangsfunktion zu einer Adreßauflö- εungsanfrage bzw. Adreßauflösungsantwort hinzugefügt wird je¬ weils die E.164-Adressen der Kundenanschlußeinrichtungen CPE aller emulierten LANε ELAN2, ELAN3 enthält, die an daε einen verbindungεlosen Dienst bereitstellende Netz CLSnet ange- schloεsen sind mit Ausnahme der E.164-Adresse der Kundenan- εchlußeinrichtung deε eigenen ELAN ELANl.
Der Gruppenadreεεenagent GAA löst die E.164-Gruppenadresεe auf und εchickt Kopien deε Paketeε mit der Adreßauflöεungsan- frage LE_ARP Request an die genannte Gruppe der Kundenan- Schlußeinrichtungen CPE der einzelnen ELANε ELAN2, ELAN3. Da¬ durch erhalten alle Zugangε-LECε LEC Z2, LEC Z3 die Adreßauf¬ lösungsanfrage LE_ARP Request über die Übergangsfunktion. Je¬ der Zugangs-LEC LEC Z2, LEC Z3 erkennt den Rahmentyp als Adreßauflösungεanfrage und schickt den Rahmen daher an den LAN-Emulation-Server LES seines emulierten LAN ELAN2 bzw.
ELAN3. Üblicherweise kann irgendein LAN-Emulation-Server LES die Unicast-Ziel-MAC-Adresεe des Ziel-LAN-Emulation-Clienten LEC B in die ATM-Adresse auflösen.
Das Zurückεenden einer Adreßauflöεungεantwort wird dann be¬ sonders günstig geεtaltet, wenn der Adreßauflösungsanfrage LE_ARP Request beim Einkapseln durch die Übergangsfunktion die E.164-Adresse der Kundenanschlußeinrichtung CPE des Aus¬ gangs-ELAN ELANl hinzugefügt wird, wenn beim Dekapsulieren der Adreßauflösungsanfrage in der Kundenzugangseinrichtung
CPE des ELAN2 die Ausgangs-E.164-Adresεe der Adreßauflösungs¬ anfrage gespeichert wird und diese Ausgangs-E.l64-Adreεse beim Einkapεeln der vom LAN-Emulation-Server LES deε ELAN2 über den Zugangε-LEC LEC Z2 an die Kundenanschlußeinrichtung CPE des ELAN2 übergebenen Adreßauflösungsantwort dem Kopfteil des über das einen verbindungslosen Dienst bereitstellende Netz CLSnet zu übertragenden Paketes hinzugefügt wird. Da¬ durch wird eine unmittelbare Übertragung der Adreßauflösungs¬ antwort LE_ARP Response in eingekapselter Form durch das ei¬ nen verbindungsloεen Dienst bereitstellende Netz CLSnet zur Kundenanschlußeinrichtung CPE des ELANl ermöglicht.
Der Zugangε-LEC LEC Zl im Auεgangs-ELAN ELANl leitet die Adreßauflösungεantwort LE_ARP Responεe, nachdem diese durch die Übergangεfunktion entkapεelt worden ist, zum Ausgangs-LEC LEC A weiter. Nachdem der Auεgangs-LEC LEC A die Adreßauflö- sungεantwort LE_ARP Response mit der Ziel-ATM-Adresse erhal¬ ten hat, baut er eine unmittelbare ATM-Verbindung zum Ziel- LEC LEC B über ein regionales bzw. globales ATM-Netz auf.
Zur Realiεierung deε beεchriebenen Verfahrenε zum Koppeln von ELANε sind in der bestehenden LAN-Emulation Specification keine Änderungen erforderlich. Eε muß lediglich jeweilε ein Zugangs-LEC als Proxy beim LAN-Emulation-Server LES angemel¬ det werden und über eine Kundenanschlußeinrichtung CPE an ein einen verbindungsloεen Dienεt bereitεtellendeε Netz CLSnet angeεchloεsen sein. Dieser Zugangs-LEC erhält dann alle unbe¬ antworteten Adreßauflösungεanfragen LE_ARP Request von dem LAN-Emulation-Server LES deε entsprechenden emulierten LANs ELANl, ELAN2, ELAN3.
Auch die bestehenden einen verbindungslosen Dienst bereit¬ stellenden Netze wie z.B. SMDS oder CBDS müssen weder in ih¬ ren Standards noch in ihren Spezifikationen geändert werden. Es muß lediglich innerhalb dieses Netzes eine E.164-Gruppen¬ adresse mit allen individuellen CPE-Adressen definiert wer- den, durch die emulierten LANs erreicht werden können. Hier¬ bei kann ggf. ein Mechanismus vorgesehen sein, der eine Ad- resεierung der εendenden Kundenanschlußeinheit CPE aus¬ schließt.
Ein zweites, anhand von Figur 2 nachstehend näher erläutertes Beispiel eines Verbindungsaufbaus sieht die Adresεenauflöεung einer Multicaεt/Broadcast-Ziel-MAC-Adresse durch daε CLS-Netz und den Aufbau von Punkt-zu-Punkt bzw. Punkt-zu-Mehrpunkt ATM-Verbindungen vom Sender zu den Empfängern vor.
Der Grundgedanke hierbei iεt, durch LE_ARP Request für eine Multicast/Broadcaεt-MAC-Adresse die ATM-Adressen von mehreren Empfänger-LAN-Emulation-Clienten LEC B, LEC C zu erfahren und Punkt-zu-Punkt oder Punkt-zu-Mehrpunkt ATM-Verbindungen zu diesen LAN-Emulation-Clienten LEC B, LEC C aufzubauen.
Die Fig. 2 zeigt dieselbe Netzkonfiguration wie die Fig. 1. Der Signalfluß der Adreßauflösungsanfrage LE_ARP Request er¬ folgt in gleicher Weise, wie in Zusammenhang mit Fig. 1 be¬ schrieben. Da jedoch eine Multicast-MAC-Adreεεe aufzulöεen iεt, deren Gruppenmitglieder die LAN-Emulation-Clienten LEC B und LEC C in den ELANs ELAN2 und ELAN3 sind, wird nicht nur, wie im anhand von Fig. 1 beschriebenen Beispiel vom LAN-Emu¬ lation-Server LES deε ELAN2 eine Adreßauflösungsantwort LE_ARP Response zum Ursprungs-LEC LECA im ELANl übertragen, sondern auch vom LES deε ELAN3. Nach Erhalt aller Adreßauflö- εungεantworten LE_ARP Response wird vom Ursprungε-LEC LEC A ein Punkt-zu-Mehrpunkt-Verbindungεaufbau zu den LAN-Emula¬ tion-Clienten LEC B und LEC C veranlaßt. Der Verbindungεauf- bau innerhalb des Netzeε iεt hierbei durch die fetten Vollinien mit Pfeilspitze in Richtung deε Verbindungεaufbauε dargestellt.
Wie in dem vorangehenden Beispiel wird auch zur Realisierung des anhand von Fig. 2 beschriebenen Beispiels jeweils der Zu- gang-LEC LEC Zl, LEC Z2, LEC Z3 als Proxy beim LAN-Emulation- Server LES εeineε ELAN ELANl, ELAN2, ELAN3 angemeldet, um al- le unbeantwortbaren Adreßauflöεungsanfragen vom LAN-Emula¬ tion-Server LES zu bekommen.
Im Unterschied zu dem vorangegangenen Beispiel wird hier eine Multicast/Broadcast-MAC-Adresse aufgelöst. Die LAN Emulation Specification verbietet■daε Senden von LE_ARP Requeεts zur Auflösung von Multicaεt-MAC-Adressen. Diese Beschränkung muß aufgehoben werden.
Der LE_ARP Request für die Broadcast-MAC-Adresse 48 x "1", also 48 mal die Ziffer "l", liefert die ATM-Adresse vom loka¬ len Broadcast-and-Unknown-Server BUS. Es muß zusätzlich eine globale Broadcast-MAC-Adresse definiert werden, durch die al¬ le LAN-Emulation-Clienten von allen ELANs, die am CLS-Netz hängen, angesprochen werden können.
Nachstehend wird allgemein zur Umsetzungεfunktion (Interwor- king Function) IWF Stellung genommen:
Die IWF realiεiert die Verbindung zwiεchen dem "Zugang LEC" einerεeitε und dem CLS-Netz andererseits. Die IWF zur Kopp¬ lung von ELANs durch das CLS-Netz behandelt MAC- und E.164- Adressen und ist der Schicht 2 nach OSI-Referenzmodell zu¬ zuordnen. Das heißt die IWF ist eine ELAN-CLS Brücke.
Wenn die IWF auch Routing Funktionen erfüllen soll, kann sie auch Schicht 3 Adressen (z.B. IP, IPX u.s.w.) behandeln. Das ist aber für die Realisierung erfindungεgemäßer Verfahren nicht erforderlich.
Im Beiεpiel in Figur 3A, 3B und 3C wird jeweilε der Proto- kollεtack für Kopplung von ELANs durch das SMDS-Netz bzw. durch das CBDS-Netz dargestellt. Der SMDS-Dienst wird in dem Beispiel nach Figur 3A mit der DQDB-Technologie und im Bei- spiel nach Figur 3B mit der ATM-Technologie realisiert. Der CBDS-Dienst wird in dem Beispiel nach Figur 3C mit der ATM- Technologie realisiert. Die IWF hat die folgenden Aufgaben:
I. Bereitstellung der folgenden Parameter: I.l. Empfänger-E.164-Adresse
Die IWF muß hierzu eine Tabelle mit MAC-Adressen und den ent¬ sprechenden E.164-Adreεsen unterhalten. Die Einträge in der Tabelle werden beispielsweise per Netzmanagement eingestellt, können aber auch anhand der Sender-MAC-Adresse und Sender- E.164-Adresse der angekommenen CLS-Pakete ausgefüllt werden und nach einer bestimmten Zeit gelöscht werden.
1.2. Sender-E.164-Adresse Das ist die E.164-Adresse der IWF.
II. Behandlung der Rahmen entsprechend der Ziel-MAC-Adresεe:
11.1. Unicaεt/Multicast LE_ARP Requestε/Responses, für die kein Eintrag vorhanden ist, werden entweder verworfen, oder mit einer globalen E.l64-Broadcast-Gruppenadresse versehen und an das CLS-Netz geleitet.
11.2. Unicast/Multicast LE_ARP Requests/Responses, für die ein Eintrag vorhanden iεt, werden an daε CLS-Netz übergeben.
11.3. Rahmen mit lokaler Broadcaεt-MAC-Adreεse (Daten und LE_ARP Requestε) werden weggeworfen. II.4. Unicaεt/Multicast LE_ARP Requestε/Responseε mit globa¬ ler Broadcast-MAC-Adresεe werden mit der globalen E.164-Grup¬ penadresse versehen und an das CLS-Netz geleitet.
Für die Realisierung der Vorliegenden Erfindung sind nur LE_ARP Requests/Responεes relevant.
Ein erεteε Realisierungsbeispiel für die Einbindung einer vorstehend beschriebene Umεetzungεfunktion zwischen einem ELAN und einem einen verbindungsloεen Dienεt bereitstellenden Weitverkehrsnetz für den Fall, daß der verbindungslose Dienst ein "Switched Multi-megabit Data Service" SMDS ist, und daß das Weitverkehrsnetz zur Realisierung dieses Dienstes ein "Distributed Queue Dual Bus" DQDB ist, kann vorsehen, daß weitverkehrεnetzseitig die Protokollschichten
- SMDS-Schnittstellenprotokollschicht 1, SIP_1,
- SMDS-Schnittstellenprotokollschicht 2, SIP_2, und - SMDS-Schnittstellenprotokollschicht 3, SIP_3, vorgesehen sind und daß die Umsetzungsfunktion weitverkehrsnetzseitig mit der SMDS-Schnittstellenprotokollschicht 3, SIP_3, kommu¬ niziert.
Hierbei können beispielsweise ELAN-seitig die Protokoll- εchichten
- Phyεikalische Schicht, PHY,
- Asynchron-Transfer-Modus-Schicht, ATM,
- Asynchron-Transfer-Modus-Anpassungsschicht-5, AAL5, und - LAN-Emulation-Client-Schicht, LEC, vorgesehen sein, wobei die Umsetzungεfunktion ELAN-εeitig mit der LAN-Emulation-Client-Schicht, LEC, kommuniziert.
In einem anderen Beispiel kann der verbindungslose Dienst ein "Switched Multi-megabit Data Service" (SMDS) sein und das CLS-Weitverkehrsnetz zur Realisierung dieses Dienstes ein ATM-Netz, wobei weitverkehrsnetzseitig die Protolollschichten Physikalische Schicht, PHY, Asynchrone-Transfer-Modus- Schicht, ATM, Segmentations-und-Assemblierungs-Subεchicht der Aεynchron-Tran8fer-Modu8-Anpaε8ungεschicht-3/4/ AAL3/4SAR, und SMDS-Schnittstellenprotokollschicht 3, SIP_3, vorgesehen sind und wobei die Umsetzungsfunktion weitverkehrsnetzseitig mit der SMDS-Schnittstellenprotokollschicht 3, SIP_3, kommu¬ niziert.
In einem weiteren Beispiel kann der verbindungslose Dienst ein "Connectionless Broadband Data Service" CBDS sein und das Weitverkehrsnetz zur Realisierung dieses Diensteε ein ATM- Netz, wobei weitverkehrsnetzseitig die Protokollschichten - Physikalische Schicht, PHY,
- Asynchron-Transfer-Moduε-Schicht, ATM,
- Asynchron-Transfer-Modus-Anpassungsschicht-3/4, AAL3/4, und - Verbindungsloεeε-Netz-Zugriffε-Protokollschicht, CLNAP, vorgesehen sind und wobei die Umsetzungsfunktion weitver¬ kehrsnetzseitig mit der Verbindungsloses-Netz-Zugriffs-Proto- kollschicht, CLNAP, kommuniziert.
Nachstehend werden die Bedeutungen der verwendeten Abkürzun¬ gen in Form der Fachbegriffe gemäß den einschlägigen Normen angegeben:
AAL ATM Adaptation Layer
ATM Asynchronous Transfer Mode
BUS Broadcast and Unknown Server
CBDS Connectionless Broadband Data Service
CLNAP Connectionless Network Access Protocol CLNIP Connectionlesε Network Interface Protocol
CLNP Connectionleεs Network Protocol
CLS Connectionlesε Service/Server
CPE Customer Premises Equipment
CRC Cyclic Redundancy Check DQDB Distributed Queue Dual Bus
DS1 Digital Signal 1
DS3 Digital Signal 3
El European transmiεεion level 1
E3 European tranεmisεion level 3 ELAN Emulated Local Area Network
ESIG European SMDS Interest Group
ETSI European Telecommunications Standards Institute
FR Frame Relay
GAA Group-Address-Agent IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers
IP Internet Protocol
IPX Internetwork Packet Exchange
ITU-T International Telecommunicationε Union-Telecommuni- cationε IWF Interworking Function
L3_PDU Level 3 Protocol Data Unit
LAN Local Area Network LE_ARP LAN Emulation Addreεε Reεolution Protocol
LEC LAN Emulation Client
LECS LAN Emulation Configuration Server
LES LAN Emulation Server LLC Logical Link Control
MAC Media Access Control
OSI Open Systems Interconnection
PDU Protocol Data Unit
PHY Physical Layer SIG SMDS Interest Group
SIP_3 SMDS Interface Protocol Layer 3
SMDS Switched Multi-megabit Data Service
SPX Sequenced Packet Exchange
TCP Transmission Control Protocol TP Transport Protocol
UBR Unspecified Bit Rate
WAN Wide Area Network

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Übermitteln von Informationspaketen zwischen einem Ursprungs-LEC eineε ersten ELAN und einem Ziel-LEC ei- nes zweiten ELAN, mit den folgenden Verfahrensschritten:
- Ermitteln der Ziel-ATM-Adresse durch Übertragung einer Ad¬ reßauflösungsanfrage des Ursprungs-LEC über ein einen ver¬ bindungslosen Dienεt bereitstellendes Weitverkehrsnetz zum zweiten ELAN und Auflösen der Ziel-MAC-Adresse im zweiten ELAN in die zugehörige ATM-Adresse;
- Veranlassen eines Verbindungsaufbaus zwischen Ursprungs-LEC und Ziel-LEC über ein dem ersten ELAN und dem zweiten ELAN übergeordnetes ATM-Netz unter Verwendung der ermittelten Ziel-ATM-Adreεse; und - Übermitteln der Informationspakete über das übergeordnete ATM-Netz.
2. Verfahren nach Anspruch 1 zum Übermitteln von Informati¬ onspaketen zwischen einem Ursprungs-LEC eines ersten ELAN und einem einzigen Ziel-LEC eines zweiten ELAN, dadurch gekennzeichnet, daß der Ursprungε-LEC zum Ermitteln der Ziel-ATM-Adresse eine Adreßauflösungsanfrage an einen LES des ersten ELAN sendet, daß diese von keinem LES des ersten ELAN auflösbare Adreßauf- losungsanfrage über eine Netzzugangseinrichtung des ersten ELAN zur Übertragung in das CLS-Weitverkehrsnetz eingespeist wird und daß die zum zweiten ELAN übertragene Adreßauflö¬ sungsanfrage über eine Net∑zugangseinrichtung zu einem LES des zweiten ELAN übertragen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 zum Übermitteln von Informati- onspaketen zwiεchen einem Ursprungs-LEC eines ersten ELAN und mehreren Ziel-LEC mindestenε eineε zweiten ELAN, dadurch gekennzeichnet , daß der Ursprungs-LEC zum Ermitteln der Ziel-ATM-Adressen ei¬ ne Adreßauflösungsanfrage an einen Server des LAN-Emulations- Dienstes des ersten ELAN sendet, daß diese innerhalb des er- sten ELAN nicht auflösbare Adreßauflösungsanfrage über eine Netzzugangseinrichtung des ersten ELAN zur Übertragung in das CLS-Weitverkehrsnetz eingespeist wird und daß die zu den ELANs der Ziel-LECen übertragene Adreßauflösungsanfrage je- weils über eine NetzZugangseinrichtung zu einem Server des LAN-Emulations-Dienstes jedes dieser ELANs übertragen wird.
4 . Verfahren nach Anspruch 3 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die in das CLS-Weitverkehrsnetz eingespeiste Adreßauf¬ lösungsanfrage an einen Gruppenadressenagenten des CLS-Weit- verkehrsnetzes übermittelt wird, um die individuellen CLS- Weitverkehrsnetzanschluß-Adressen der ELANs aller Ziel-LECen zu ermitteln und daraufhin die Adreßauflösungsanfrage zu die- sen ELANs zu übermitteln.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die im zweiten ELAN durch Auflösen der Ziel-MAC-Adresse ermittelte ATM-Adresse als Adreßauflösungsantwort über das einen verbindungslosen Dienst bereitstellende Weitverkehrs¬ netz zum ersten ELAN und dort zum Ursprungε-LEC übertragen wird und daß der Urεprungε-LEC über das übergeordnete ATM- Netz einen Verbindungsaufbau zum Ziel-LEC veranlaßt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein spezieller LEC als Teil der Netzzugangseinrichtung innerhalb jedes ELAN vorgesehen ist, der alle von den LES des jeweiligen ELAN nicht auflösbaren Adreßauflösungsanfragen er¬ hält und diese an eine als Brücke zwischen dem einen verbin- dungεloεen Dienεt bereitstellenden Weitverkehrsnetz und dem jeweiligen ELAN vorgesehene Umsetzungsungsfunktion abgibt, daß dieεe Umsetzungsungsfunktion jeweils vom zugeordneten ELAN kommende Rahmen in das Rahmenformat deε Weitverkehrs- netzes tranεformiert und diese Pakete an das CLS-Weitver¬ kehrsnetz übergibt, und daß die Umsetzungsfunktion vom CLS- Weitverkehrsnetz an das der Umsetzungsfunktion zugeordneten ELAN adressierte Informationspakete in das ELAN-Rahmenformat tranεformiert und diese an den speziellen LEC abgibt.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsetzungsfunktion von dem zugeordneten ELAN kommende Adreßauflösungsanfrage-Rahmen und Adreßauflösungsantwort-Rah¬ men entsprechend ihrer Ziel-MAC-Adresse folgendermaßen behan- delt:
- Adreßauflösungsanfragen und Adreßauflösungsantworten, für die kein Eintrag vorhanden ist, werden verworfen; und
-■Adreßauflösungsanfragen und Adreßauflösungsantworten, für die ein Eintrag in der Umsetzungsfunktion vorhanden ist, werden an das CLS-Weitverkehrεnetz übergeben.
8 . Verfahren nach Anεpruch 6 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Umεetzungsfunktion von dem zugeordneten ELAN kommende Adreßauflösungsanfrage-Rahmen und Adreßauflösungsantwort-Rah¬ men entsprechend ihrer Ziel-MAC-Adresse folgendermaßen behan¬ delt:
- Adreßauflösungsanfragen und Adreßauflösungεantworten, für die kein Eintrag vorhanden ist, werden mit einer Gruppen- adresse des CLS-Weitverkehrsnetzes versehen an das CLS- Weitverkehrsnetz übermittelt, wobei diese Gruppenadresse alle an das CLS-Weitverkehrsnetz angeschloεsene ELANε adressiert.
- Adreßauflöεungεanfragen und Adreßauflösungsantworten, für die ein Eintrag in der Umsetzungεfunktion vorhanden ist, werden an daε CLS-Weitverkehrεnetz übergeben.
9. Verfahren nach Anεpruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Umεetzungsfunktion von dem zugeordneten ELAN kommende Daten-Rahmen entsprechend ihrer Ziel-MAC-Adresse folgenderma¬ ßen behandelt: - Datenrahmen, für die innerhalb der Umsetzungsfunktion kein Eintrag vorhanden ist, werden verworfen;
- Datenrahmen, für die ein Eintrag vorhanden ist, werden an das CLS-Weitverkehrsnetz übermittelt;
10. Verfahren nach Anspruch 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet , daß die Umsetzungsfunktion von dem zugeordneten ELAN kommende
Unicast-Datenrahmen immer verwirft.
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