專利名稱：一種異步傳輸—局域網網絡的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種異步傳輸(ATM)-局域網(LAN)網絡，其中LAN仿真用戶存取到仿真服務器，尤其是，涉及一種用于在LAN區段間或任一LAN區段與ATM網間建立通信的橋接器。
在如日本專利申請平8-56227中所揭示的公知ATM-LAN網中，每個互連ATM節點同時充當ATM終端和LAN終端，并包括一個單元切換部分、一個LAN仿真部分和一個包傳送部分。LAN仿真部分在媒體存取控制(MAC)的層次上具有橋接器的功能，而包傳送部分在網絡層的層次上具有路由選擇功能。這些部分通過單元切換部分與傳輸線路相連。在不同LAN區段上的LAN終端間的通信包含使用一個LAN接口，其將來自源終端的MAC幀分段為53字節單元和通過單元切換部分將它們向前移動到LAN仿真部分，在該處其將單元重組為用于在MAC-子層層次上進行路由選擇(橋連)的MAC幀，并對幀附上一個VCI(虛信道識別器)，并再次將其分段為單元然后通過單元切換部分將它們向前傳送到目的地。因此，占用了一基本的時間量來處理用于橋連ATM-LAN網的不同的LAN區段的LAN仿真協議。
因此本發明的目的是提供一種ATM-LAN網，其中可在較短的時間段內來建立LAN區段間的橋連通信。
從更廣的意義上來說，本發明提供的通信網絡包含一個ATM網、多個LAN區段，其中每個區段為多個LAN仿真用戶服務、及具有用于存儲LAN仿真用戶的地址的存儲器的橋接器。橋接器接收幀，按存儲器的內容來檢查其地址，如果幀被確定被指定用于與橋接器相連的LAN區段，則不使用LAN仿真協議來在LAN區段間建立通信，或者當如果幀被確定被指定用于沒與橋接器相連的LAN區段時，使用LAN仿真協議借助ATM網來在LAN區段間建立通信。
根據本發明的第二方面，其提供的通信網包含一個ATM網、一個與ATM網相連的LAN仿真服務器、多個每個都具有至少一個LAN仿真用戶的LAN區段及包含多個專門由端口數碼識別的并與LAN區段相連的端口的橋接器及ATM網、具有多個條目的存儲器、多個用于從端口接收幀的緩沖裝置，其中幀包含源及目的地數據鏈路層地址、及用于將幀的源數據鏈路層地址及多個接收幀的端口的第一端口的端口數碼存入存儲器的裝置，該裝置還用于通過用于包含幀的目的地地址的條目的存儲器來進行檢索，如果在存儲器中發現了條目，則將幀向前傳送到被包含在條目中的端口數碼所確認的多個端口的第二端口上，第二端口與第一端口不同，如果在存儲器中未發現條目，則借助ATM網將地址分辨請求傳送到LAN仿真服務器以獲得與目的地數據鏈路層地址相對應的目的地ATM地址，根據目的地ATM地址將連接建立請求傳送到ATM網從而在ATM網中建立一個虛擬連接，并將幀向前傳送到與ATM網相連的端口。
下面將參考相應的附圖對本發明進行詳細描述，其中
圖1為本發明的使用多端口LEC(LAN仿真用戶)橋接器的ATM-LAN網的方框圖；圖2為圖1的控制處理器的操作流程圖。
參考圖1，其示出了根據本發明的ATM(異步傳輸模式)-LAN(局域網)。網絡包含多個LAN區段1a、1b、1c、一個ATM網2及與LAN區段1和ATM網2相連的多端口LEC(LAN仿真用戶)橋接器3。每個LAN區段1具有多個與共用總線7相連的LEC(ALN仿真用戶)終端6。LAN仿真服務器(LES)4和多個LAN區段與ATM網2相連。為簡化起見，只示出了一個與ATM網2相連的LAN區段5。與每個LAN區段1相類似，LAN區段5包括多個LAN仿真用戶。
橋接器3包括多個用于緩沖MAC(媒體存取控制子層)幀的FIFO(先進先出)存儲器8a、8b、8c，MAC幀被從每個LAN區段的LEC6向前傳送到它們的各自總線并借助各端口9a、9b、9c被接收。橋接器3還包括借助端口9d與ATM網2相連的FIFO8d。每個FIF08的輸出端與總線切換部分10的對應的輸入端相連，而每個FIFO的控制端與控制處理器11的相應端相連。處理器11檢查每個FIFO的內容并控制所存儲的幀從FIFO傳送到總線切換部分的時間。總線切換部分10具有多個輸出端，它們供助端口9a、9b、9c與LAN區段1a、1b、1c的總線7相連，以及借助端口9d與ATM網2相連。
控制處理器11與地址表12相關，其中LEC端6的數據鏈路層地址被繪到LAN區段的端口數碼上，并且如果IP地址在ATM網上則進一步繪到ATM地址，從而防止內區段通信量被傳送到目的LAN區段的外面并允許與有限的外部(ATM)終端的通信。控制處理器11還與總切換部分10相關并建立被切換的路徑，從而將多端口橋接器的不同端口互連。
根據圖2的流程圖來對控制處理器11的操作進行描述。
當控制處理器11從LEC終端接收到MAC幀時其在步驟20開始操作。在步驟21，控制處理器11讀取幀的源和目的地地址，并通過地址表12對地址作一個與幀的源MAC(數據鏈路層)地址的一致性的檢索。如果不存在(步驟22)，流程進行到步驟23以存儲幀的源MAC地址及一個端口的端口數碼，幀是通過該端口被接收進地址表12的其中一個條目中。在步驟22，如果在地址表中發現了幀的源MAC地址或其僅在步驟23中存入表中，程序進行到步驟24來通過地址表12對包含幀的目的地MAC地址的條目進行檢索，以確定同一個MAC地址是否已經注冊進表12中。如果發現了這樣的一個條目(步驟25)，控制處理器認為幀的目的地MAC地址已經注冊而目的地終端位于其中的一個LAN區段1a、1b、1c上，并進行到步驟26來讀取包含在與目的地MAC地址對應的條目中的端口數碼。程序進行到步驟27來確定目的地終端是否處于與源LAN區段相一致的一個LAN區段上。如果是這樣，控制處理器在步驟32放棄幀，并終止程序。否則的話，程序進行到步驟28來確定ATM地址是否包含在條目中，該條目是在步驟25中被發現包含幀的目的地MAC地址。
如果在步驟28的決定是相反的，則確定目的地終端位于與源LAN區段不同的的其中一LAN區段上，而程序從步驟28進行到步驟31來在總線切換部分10中建立源和目的地端口間的路徑，并借助切換部分10來將幀向前傳送到目的地端口，然后終止程序。
另一方面，如果在地址表12中沒有發現包含幀的目的地MAC地址的條目(步驟25)，則確定目的地位于其中的一個LAN區段上，但其地址仍沒注冊進地址表12中，或目的地位于LAN區段外而與ATM網2相連。在此情況下，程序進行到步驟40來在切換部分中建立控制處理器和所有LAN區段端口間的路徑，并向所有的LAN區段表達和通知地址分辨協議(ARP)請求幀，假設目的地終端的地址還未注冊進地址表12中，目的地終端對此請求幀作出回答并返回一個包含其MAC地址的回答幀。如果回答幀從目的地終端返回(步驟41)，控制處理器存儲包含在回答幀中的已分辨的MAC地址及一個端口的端口數碼，回答幀是由該端口被接收進地址表12的其中一個條目中(步驟42)。然后執行步驟31從而在切換部分中建立源和目的地LAN區段端口間的路徑，并使幀向前傳送到目的地端口。
如果在一特定的時間間隔內沒有返回回答幀(步驟41)，則確定目的地終端能夠與ATM網2相接而程序進行到步驟43，在該處控制處理器在切換部分10中建立其與端口9d之間的路徑，并根據LANE(LAN仿真)協議向ATM網2表達和傳送一個ARP幀以獲得目的地的ATM地址。ARP幀被以53字節ATM單元通過ATM網傳送到LES4，在該處單元被LES4重組及分析并通過查長它的映象來找出與目的地的數據鏈路層地址相對應的ATM地址。如果發現了ATM地址，LES4用此ATM地址向控制處理器11返回一個回答幀。
緊接著ARP幀的傳送(步驟43)，控制處理器進行到步驟44來確定在一特定的時間段內是否從LES4接收到一個ARP回答幀。如果沒有，控制器11認為LES4已尋找ATM地址失敗并從步驟44進行到步驟32來放棄幀并終止程序。如果接收到了一個ARP回答幀(步驟44)，控制處理器將目的地ATM終端的ATM地址、相應的幀的目的地MAC地址和端口9d的端口數碼存入地址表12的其中一個條目中(步驟45)。
然后控制處理器進行到步驟30使用已分辨的ATM地址表達一個連接建立幀，并借助切換部分10將其傳送到ATM網然后在切換部分10中去掉端口9d與控制處理器11間的路徑，對連接建立幀響應，ATM網在LAN區段5上的橋接器3與目的地客戶間建立一個虛擬連接。
控制處理器11進行到步驟31來在切換部分10中建立源LAN區段和端口9d間的路徑，并通過在ATM網2中建立的虛擬連接將幀向前傳送到目的地ATM終端。當存在源終端的FIFO中的所有幀被向前傳送時，程序進行到程序的結束。
同時，如果通過上述的ATM地址辨別子程序(步驟43-45及30)對于一個給定的MAC地址獲得一個ATM地址，在步驟28的決定是正確的且控制處理器進行到步驟29，從在步驟25發現存在的表12的條目讀取ATM地址和端口9d的端口數碼。在步驟30，控制處理器使用存儲的ATM地址對ATM終端建立一個虛擬連接然后使幀向前傳送到端口9d(步驟31)。
如果LAN區段1a的其中一個LEC終端希望與LAN區段1b上的終端通信，并在其總線7上發送一個幀，那么該幀被存入相關的FIFO8a中。控制處理器11用地址表12的內容檢查幀的源和目的地地址域。如果控制處理器確定源和目的地地址已被存入地址表12中，其確認目的地LAN區段1b的端口數碼，并為了互連端口9a和9b在總線切換部分10中建立路徑14并將幀從FIFO8a向前傳送到目的地LAN區段1b。
如果控制處理器確定在地址表中沒有發現目的地地址，其將包含源及目的地地址的ARP幀通知到與多端口橋接器3相接的所有LAN區段。在此情況下，目的地終端仍沒注冊進地址表中。因此，LAN區段1b上的目的地終端通過向控制處理器11返回一個回答幀，來回答ARP幀以便將其地址通知。被通信的地址和相應的端口數碼被存入地址表中以在后面用于在不通知ARP幀的情況下建立一個通信。
如果源LAN區段1a的終端希望與ATM地址仍然未知的LAN區段5上的用戶通信，并發送一個包含目的地的MAC地址的幀，那么針對通知ARP請求幀將不會返回回答幀，且在步驟41中的決定是否定的，因此控制處理器進行到步驟43并在切換部分10內建立其與端口9d間的路徑15并通過路徑16向ATM網2發送一個包含LAN區段5的MAC地址的ARP幀(步驟43)。此ARP請求幀通過ATM網傳播到LES4，并且回答幀借助路徑17返回到橋接器3，并通過FIFO8d被控制處理器11接收，則在步驟44中的決定變為正確的。使用目的地終端的被辨別的ATM地址，控制處理器借助路徑16將連接建立幀發送到ATM網2，從而在ATM網2中建立到達目的地LAN區段5的路徑19(虛擬連接)(步驟46)。然后控制處理器11在總線切換部分10中建立路徑用于互連端口9a和9d，并將幀從FIFO8a向前傳送到LAN區段5(步驟31)。當在步驟44接收到回答幀時，LAN區段5上的目的地客戶的網和ATM地址以及端口9d的端口數碼被存入地址表12中(步驟45)，以便后面用于在不使用地址辨別子程序的情況下在ATM網中建立連接。需注意的是老化的技術可被用于修正地址表12的內容。
權利要求
1.一種通信網絡，其特征在于包含一個ATM網(2)；多個LAN區段(1)，每個區段為多個LAN仿真客戶服務；及一橋接器(3)，其具有一用于存儲所述LAN仿真客戶的地址的存儲器(12)，及裝置(10，11)，其用于接收幀，用存儲器的內容檢查幀中所含的地址，并當如果幀被決定被確定用與橋接器相連的LAN區段時，在不使用LAN仿真協議的情況下來在所述LAN區段間建立通信，或當如果幀被確定被指定用于沒與橋接器相連的LAN區段時，通過使用LAN仿真協議借助所述ATM網來在所述LAN區段間建立通信。
2.一種通信網絡，其特征在于包含一個ATM網(2)；一個與ATM網相連的LAN仿真服務器(4)；多個LAN區段(1)，每個具有至少一個LAN仿真用戶；及一個橋接器(3)，其包含多個由端口數碼專門確認的端口(9)并與LAN區段和ATM相連；一存儲器(12)，其具有多個條目；多個緩沖裝置(8)，用于從所述端口接收幀，所述幀包含源和目的地數據鏈路層地址；及用于將幀的源數據鏈路層地址及經過其接收該幀的所述多個端口中的第一端口的端口數碼存入所述存儲器的其中一個條目中的裝置(10，11)，通過存儲器對包含該幀的目的地數據鏈路層地址的條目進行檢索，如果在所述存儲器中發現了該條目，將該幀傳送到由含在條目中的端口數碼所確認的所述多個端口的第二端口上，所述第二端口與所述第一端口不同，如果在所述存儲器中沒發現所述條目，借助所述ATM網將地址分辨請求傳送到LAN仿真服務器以獲得與所述目的地數據鏈路層地址對應的目的地ATM地址，根據目的地ATM地址將連接建立請求發送到ATM網以在ATM網中建立虛擬連接，并將幀傳送到與ATM網相連的端口上。
3.根據權利要求2所述的通信網絡，其特征在于所述裝置(10，11)被設置為如果在所述存儲器(12)中沒發現所述條目，則向所有的所述端口發布一個地址分辨請求從而從所述多個端口的第三端口獲得一個數據鏈路層地址；及將所獲得的數據鏈路層地址和所述第三端口的端口數碼存入所述存儲器(12)的其中一個條目中。
4.根據權利要求2所述的通信網絡，其特征在于所述裝置(10，11)被設計為將所述目的地ATM地址相應的目的地數據鏈路層地址及與ATM網相連的端口的端口數碼存入所述存儲器(12)的其中一個條目中。
5.根據權利要求4所述的通信網絡，其特征在于所述裝置(10，11)還被設計成如果在所述存儲器中發現所述條目，將連接建立請求發送到ATM網，使用所述目的地ATM地址在所述ATM網中建立一個虛擬連接；及將幀向前傳送到與ATM網相連的端口。
6.一種用于ATM-LAN網絡的通信方法，該網絡包括一個ATM網(2)、一個與ATM網相連的LAN仿真服務器(4)、多個LAN區段(1)，每個具有至少一個LAN的仿真用戶、多個與LAN區段和ATM網相連接的端口(9)、及一個具有多個條目的存儲器(12)，所述端口由端口數碼專門確定，其特征在于該方法包含如下步驟a)從所述多個端口(8)的第一端口接收一個幀，所述幀包含源及目的地數據鏈路層地址；b)將幀的源數據鏈路層地址和所述第一端口的端口數碼存入所述存儲器(12)中的一個條目中；c)通過存儲器對包含幀的目的地數據鏈路層地址的條目進行檢索；d)如果發現了所述條目，將幀傳送到所述多個端口的第二端口，所述端口由含在所述條目中的端口數碼來確定，所述第二端口與所述第一端口不同；e)如果沒發現所述條目，借助所述ATM網將地址分辨請求傳送到LAN仿真服務器從而獲得與所述目的地MAC地址對應的目的地ATM地址；f)根據目的地ATM地址將連接建立請求傳送到ATM網從而在ATM網中建立一個虛擬連接；g)將幀傳送到與ATM網相連的端口；及h)重復步驟(a)到(g)。
7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于還包含如下步驟如果在步驟(c)在所述存儲器(12)中沒發現所述條目，將地址分辨請求發布到所有端口，從而從所述多個端口的第三端口獲得地址；及將所獲得的數據鏈路層地址和所述第三端口的端口數碼存入所述存儲器(12)中的一個條目中，并將幀傳送到所述第三端口。
8.根據權利要求6所述的方法，其特征在于步驟(e)還包含將所述目的地ATM地址、相應的目的數據鏈路層地址和與ATM網相連的端口的端口數碼存入所述存儲器中的一個條目中的步驟(e1)。
9.根據權利要求8所述的方法，其特征在于還包含如下步驟當在步驟(e1)后再次執行步驟(c)時，如果到步驟(c)所述存儲器中發現了所述條目，使用存儲在所述條目中的目的地ATM地址向ATM網發送一個連接建立請求，從而在所述ATM網中建立一個虛擬連接；及將幀發送到與ATM網相連接的端口。
全文摘要
在一個ATM－LAN網中,橋接器的多個端口是用端口數碼來專門確定,其并與LAN區段和ATM網相連,在第一端口接收來自源終端的MAC幀,并在FIFO中緩沖,通過存儲器對包含幀的目的地地址的條目進行檢索。如果發現了條目,幀被傳送到第二端口。如果沒發現該條目,將地址分辨請求發送到LAN仿真服務器從而獲得與幀的目的地地址相對應的ATM地址。
文檔編號H04L29/08GK1194524SQ9810065
公開日1998年9月30日 申請日期1998年2月27日 優先權日1997年2月28日
發明者古橋新吾, 石利夫 申請人:日本電氣株式會社