CN1717899A - 用于自动配置布置在面向分组的通信网中的通信单元之间的通信关系的方法 - Google Patents
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Abstract
在根据本发明的通信关系(kb)的配置中，通过至少一个分散的通信设备(DBG1...k)或者通过至少一个分配给该通信设备的通信单元(KE)构成至少一个分别具有通信单元(KE)的地址信息(mac1_1...k_n)的数据包(fr_z)，并且通过通信网(EN)传送给中央通信设备(ZBG)。通过该通信设备，选择分配给其的通信单元(KE)并构成一个分别具有所选择的通信单元(KE)的地址信息(macz1...1)的数据包(fr_d)，该数据包被传送给该分散的通信设备(DBG1...k)。借助所传送或所交换的地址信息，在所寻址的通信单元(KE)之间的通信关系(kb)通过通信网(EN)来配置。根据本发明的方法在初始化通信网(例如启动系统)时可以有利地被采用，因为在该时刻(分散或中央地)与管理系统的通信仍然不可能。
Description
在优化当前的通信网、特别是宽带用户接入网(也称作接入网(Access Network))的范围中，应为大量的用户廉价地确保既接入窄带业务又接入宽带业务(例如视频点播)。在优化的进程中，用于实现可布置在当前通信网中的网络设备的技术上和经济上的花费可通过采用不是专门针对宽带用户接入网而是针对大众市场研制的技术(例如个人计算机)来减小。作为针对这种流行的和相应继续发展的技术的例子可能提及根据IEEE标准802.3标准化的“以太网”，该“以太网”提供面向帧或面向分组的和无连接的传输方法。在当前通信网中可布置的诸如多路传输设备的网络设备中公知，例如根据异步传输模式(ATM)安排的数据单元(也称为ATM单元)以及面向时隙的信息(例如TDM结构或PCM结构、脉码调制)通过本地布置在网络设备中的以太网在布置在网络设备中的、具有分散的用户连接组件和至少一个中央功能的、中央单元或组件之间进行交换。以太网既可作为“接线”或“底板”在组件框架中用于桥接较短的距离又可作为遍及各地的通信网用于桥接较长的距离。
在从传统的、线路交换的或者面向时隙的通信网过渡到面向分组的通信网、特别是过渡到根据IEEE标准802.3的通信网时，引起传输方法的变化以及所参与的系统部件的寻址和配置方面的变化。在当前的通信网中，以下系统结构经常被应用：
-具有多个所分配的例如提供以太网接口的通信单元(以下也称作转换器模块(Wandlerbaustein))的中央组件(以下也称为中央通信设备)，该通信单元通过中央交换设备(例如，以太网开关)连接在面向分组的通信网(例如，以太网)上，
-多个分散组件(以下也称作分散的通信设备)，该分散组件同样包括至少一个分别提供以太网接口的通信单元转换器模块，其中该至少一个通信单元通过交换设备(这里是以太网开关))连接到通信网上并通过该通信网连接在该中央通信设备上。
在上述说明的系统结构中，任务在于，以这种方式和方法使得功能运行(引导、启动)该装置或系统成为可能，即在分别分配给一个分散组件和该中央组件的通信单元或转换器模块之间设立逻辑上的点对点连接。
传统的解决可能性在于，借助可连接在通信设备上的、本地管理控制台各自的点对点连接的单独的配置通过通信网来调节。可是在具有很多停止的通信设备的空间上扩展的系统中，这由网络运营商因为提高的花费是不可执行的。固定配置的可替换的可能性同样是不可能的，因为该分配应动态实现。
本发明的任务在于，以这种方式和方法改进布置在通信网中的中央通信设备和分散的通信设备之间的通信关系的配置，即不必要与中央管理系统交互作用。该任务通过根据权利要求1的前序部分的特征的方法并通过根据权利要求9的前序部分的特征的通信装置通过分别表征的特征来解决。
在根据本发明的方法中，面向分组的通信网中布置的、分配给至少一个分散的通信设备和一个中央通信设备并分别具有通信网专用的地址信息的通信单元之间的通信关系被配置。根据本发明的方法的重要方面在于，通过该至少一个分散的通信设备或通过至少一个分配给该通信设备的通信单元构成至少一个分别具有通信单元的地址信息的数据包并通过该通信网传送给中央通信设备。通过该中央通信设备确定在所接收到的数据包中包含的地址信息，选择至少一个分配给该中央通信设备的通信单元并将所确定的地址信息分配给所选择的通信单元。此外，通过中央通信设备或者通过该至少一个所选择的通信单元构成至少一个分别具有所选择的通信单元的地址信息的数据包并通过该通信网传送给分散的通信设备。借助传送给该中央通信设备和分散的通信设备的地址信息，所寻址的通信单元之间的通信关系通过通信网来配置。
根据本发明的方法的重要优点在于，针对布置在通信网中的通信单元(例如接口单元或转换器模块)之间的通信关系的设立或配置，(中央或分散的)管理系统是不必要的。因此，根据本发明的方法在初始化通信网(例如加快(Hochlaufen)系统)时被采用，因为在该时刻仍然不可能与中央管理系统通信。
在按照根据本发明的方法设立通信关系之后，例如关于所设立的通信关系的管理系统才可以通过通信网通信。通过根据本发明的方法可能实现，在系统初始化的尽可能早的时刻使得参与待设立的通信关系的通信单元或模块熟知分别相互的通信网络专用的在运行时间的地址信息(也称作MAC地址)，以便因此使得针对点对点连接的只有选择的分配成为可能。
根据IEEE标准802.3有利地安排面向分组的通信网(权利要求6)。这样基于以太网技术的通信网在局域网(LAN)的范围内是针对大众市场的并因此成本优化地被构想。借助以太网技术，因此例如本地在网络设备中内部布置的通信网被用作例如中央组件和分散的组件(“底板”)的廉价的接线。
根据本发明的方法的其它有利的改进方案以及用于执行根据本发明的方法的通信装置从其它权利要求中获知。
以下，根据本发明的方法按照两幅附图进一步说明。在此
图1示出用于实现根据本发明的方法的布置在通信网中的通信装置；
图2示出在图1中示出的通信装置的可替换的布局变型。
图1在方框电路图中示出布置在用户接入网或接入网ACCESS中的、被安排为多路传输设备的网络设备NE，在该网络设备NE上通过多个布置在网络设备NE中的、分散的组件DBG1...k并通过多个用户接线TA或用户线路连接在上级通信网OKN(例如ISDN通信网)上的各自的用户(未示出)。在网络设备NE中布置根据IEEE标准802.3安排的、“内部的”、面向分组的通信网EN(以下也称为“以太网”)，通过该通信网各自的分散的组件DBG1...k(以下也称为分散的通信设备)连接在中央组件ZBG(以下也称为中央通信设备)上。分散的通信设备DBG1...k和中央通信设备ZBG分别具有一个匹配通信网EN的传输技术的交换设备SW(以下称为以太网开关)，其中通信设备DBG1...k、ZBG通过以太网开关SW的接线端和各自的通信设备DBG1...k、ZBG的为此装设的接线AD、AZ而连接在面向分组的通信网EN上。
在该实施例中，每个分散的通信设备DBG1...k具有分别由转换器模块KE所代表的通信单元KE。每个实现用户连接的转换器模块KE包含用于在例如用户线路上实现的、面向时隙的传输技术和在通信网中实现的面向分组的传输技术(这里是TDM/以太网)之间的过渡的转换功能。每个转换器模块KE与分别布置在分散的通信设备DBG1...k中的以太网开关SW连接。应注意，每个分散的通信设备DBG1...k可具有多个这样的转换器模块或通信单元KE。
此外应注意，针对给该分散的通信设备DBG1...k仅仅分配一个通信单元KE的情况，分散的通信设备DBG1...k和所分配的通信单元可在逻辑上结合，也即可被看作相同的或在逻辑上属于一个整体的单元。
此外，在中央通信设备ZBG中同样布置多个转换器模块或通信单元KE，其分别与布置在中央组件ZBG中的以太网开关SW相连。所有通信单元KE分别具有清楚标识面向分组的通信网EN中的各自的通信单元KE的地址信息mac1_1...k_n、macz1...1(也称作MAC地址，MediumAccess Control(介质访问控制))。每个连接在面向分组的通信网EN上的通信设备DBG1...k、ZBG具有一个控制设备STE，该控制设备STE与各自的通信设备的部件(也即与各自的转换器模块KE和以太网开关SW)相连。在中央通信设备ZBG中布置的转换器模块KE分别具有一个接线AL，通过该接线AL各自的转换器模块KE通过中央通信设备ZBG的相应输出UL与在根据ISDN传输方法的实施例中安排的上级通信网OKN连接。
根据一个可替换的、在图2中示出的布局变型，在中央通信设备ZBG中布置的转换器模块KE的输出AL反馈到在中央组件ZBG中布置的以太网开关SW的相应的接线AP｀上，该以太网开关SW通过其他的接线AP＂与上级通信网OKN连接。通过相应的配置，转换器模块(KE)和上级通信网(OKN)之间的信息分别通过以太网开关SW及其接线AP｀、AP＂传送。
在运行方框电路图中示出的装置的范围中，分散的通信设备和中央通信设备中布置的通信单元KE之间的通信关系或逻辑上的点对点连接现在应该被设立，通过该通信联系或逻辑上的点对点连接在成功运行之后传送有用信息。
以下，根据本发明的方法的过程进一步被说明：
1.在根据本发明方法的布局变型中，可自由选择的MAC地址iadr(以下也称作初始化地址)作为所有布置在各自的分散的通信设备和中央通信设备DBG1...k、ZBG中的控制单元STE已知地被定义。以下观察在方框电路图中示出的通信装置的初始化(也称为“启动”或引导系统)的时刻。在初始化系统或通信装置之后，所有连接在面向分组的通信网EN上的通信设备DBG1...k、ZBG处于被动状态。针对实施例可能继续假设，在初始化系统的范围中，通信关系或者逻辑上的点对点连接kb(在方框电路图中很多通过虚线的双箭头代表性地说明)在第一个通信设备DBG1中布置的转换器模块KE和在中央通信设备ZBG中布置的转换器模块KE之间应该被设立。
2.在第一个分散的通信设备DBG1中布置的控制设备STE在所分配的通信单元KE中将初始化地址iadr配置为(暂时的)目标MAC地址。此外，这些初始化地址iadr以这种方式和方法在所分配的以太网开关中配置，即通过初始化地址iadr在网络方选出实现到通信网EN的接线的接线端AP。此外，所有在通信网EN中布置的诸如开关的单元通过预调节被这样配置，以致具有初始化地址iadr的数据包或以太网帧沿中央通信设备的方向交换。
3.在中央通信设备ZBG中布置的控制单元STE在所属的以太网开关SW中将初始化地址iadr配置为正好属于一个分别正好被分配给转换器模块KE的输出端AP，以致可立即而不用“扩散”和“了解”做出一个明确的切换决定。按照上述实施例，两种布局变型是可能的：一方面，出现的具有作为目标地址的初始化地址iadr的数据包或以太网帧通过转换器模块KE并通过为此装设的接口向控制单元STE传送(在方框电路图中通过路径L1、L2表示)。另一方面，一个具有初始化地址iadr的以太网帧通过一个专门为此装设的接口从以太网开关SW直接向控制单元STE传送(在方框电路图中通过路径L3表示)。
4.在根据步骤2的初始化之后，第一个分散的通信设备DBG1的转换器模块KE开始周期性地向初始化地址iadr发送特定的数据包或以太网帧(在方框电路图中示意性地通过数据包fr_z示出)。该以太网帧fr_z可以例如如下来安排，即该以太网帧以普通的网络负载的任一形式相区分并因此可清楚地辨认为“握手”。这可例如以此达到，即在以太网标准中定义的“以太网类型字段”的一定值被设定。这个值从在标准中已经规定的或者保留的值出发可自由选择。此外，在所构成的以太网帧fr_z中分别嵌入转换器模块KE的MAC地址(这里是mac1_1)作为“发送方地址”。
5.在第一个分散的通信设备DBG1中布置的以太网开关SW通过接线端AP向以太网EN转交这样构成的数据包fr_z，因为这些切换决定通过步骤2是明确的。
6.通过通信网EN被交换到中央组件ZBG上的数据包fr_z通过布置在中央通信设备ZBG中的以太网开关SW来接收，其中确定或者“了解到”在接收到的数据包fr_z中包含的发送方地址mac1_1并通过以太网开关SW基于在步骤3中所说明的配置同样做出明确的切换决定。所接收到的数据包通过所配置的接线端之一AP按所选择的清楚显示或者通过所示出的路径L1、L2或者通过可替换的路径L3被继续交换到中央通信设备ZBG的控制设备STE上。
7.在中央通信设备ZBG中布置的控制设备从所接收到的数据包或以太网帧fr_z中提取出其中包含的发送方MAC地址(这里是mac1_1)并选择一个在中央通信设备ZBG中当前供使用的并没有被分配的转换器模块KE。针对该实施例假设，具有所属的MAC地址macz1的转换器模块KE被选出。通过控制设备STE，在所选择的转换器模块KE(macz1)中所提取的发送方MAC地址(mac1_1)作为待设立的点对点连接的发送方向的目标被实施。此外，通过控制设备STE，所选择的转换器模块的MAC地址(这里是macz1)被确定，该MAC地址再度作为(最终)目标必须通知给第一个分散的通信设备DBG1。
8.在中央通信设备ZBG中布置的控制设备STE(例如通过方框电路图中示出的路径L3)构成同样的“特定的”以太网帧作为对在分散的通信设备DBG1方发送的以太网帧的应答。该特定的以太网帧或数据包的目标(在方框电路图中通过数据包fr_d示意性地示出)是第一个分散的通信设备DBG1或者分配给该分散的通信设备DBG1的通信单元或者转换器模块KE(mac1_1)-也就是，正好了解到的MAC地址mac1_1作为目标信息被嵌入所构成的以太网帧fr_d中。此外，在步骤7中所选择的转换器模块的发送方MAC地址(这里macz1)作为发送方地址被嵌入特定的以太网帧fr_d。所有参与的以太网开关SW已了解分配给第一个分散的通信设备DBG1的转换器模块KE的MAC地址(mac1_1)并可针对返回路径作出一个明确的切换决定。
9.在第一个分散的通信设备DBG1中布置的以太网开关SW从所接收到的数据包或应答以太网帧fr_d中类似于步骤3提取。因此，控制设备STE可以提取在以太网帧中包含的发送方MAC地址并作为待调节的或配置的点对点连接kb的最终目标在分配给其的转换器模块KE中配置。
10.在第一个分散的通信设备DGB1中布置的转换器模块KE停止对应步骤4的周期性发送以太网帧fr_z，以致真正的有用信息(有效负载)的传输现在通过借助于根据本发明方法设立的通信关系kb可以开始。
根据在方框电路图中示出的通信装置的可替换的布局变型，各自的分散的通信设备DBG1...k分别通过实现通信网EN的连接线路连接在中央通信设备ZBG上(在方框电路图中分别通过一条虚线的连接线路VL表示)。通过该连接线路VL，所有通过分散的通信设备DBG1...k发送的数据包被自动交换或路由到中央通信设备ZBG上。应注意，在这样的装置中，目前针对根据本发明的方法规定的自由选择的MAC地址或初始化地址iadr不是必要的，因为所有没有切换决定的数据包通过连接线路从分散的通信设备DBG1...k向中央通信设备ZBG交换或传送并因此该初始化地址作为针对以太网帧的目标信息或路由信息不是必要的。在该布局变型中，因此必须以所说明的方式和方法仅嵌入和传送各自的描述待设立的点对点连接的终点的转换器模块KE的MAC地址(也就是mac1_1...k_n、macz1...1)。可是不应用路由信息在以太网帧中将不符合标准(例如按照802.3)，以致根据本发明的方法将不可利用符合标准的器件实现。一个具有高花费的、私有的匹配将是必要的，其中这些布局变型尽管如此仍可节省每种类型的(中央或分散的)管理。
根据本发明的方法使得动态配置和启动没有中央管理系统的共同作用的系统配置成为可能。在实施例中进一步说明的方法唯一应用按照以太网标准的装置并不够广播，该装置特别是在通过不同网络运营商驱动的通信网范围内由于明显的数据分离的原因被看作不合适。根据本发明的方法除了以上说明的布局变型必需一个单独固定的、可是可自由选择的MAC地址或初始化地址，以便可配置原则上没有限制的大量点对点连接。
Claims (11)
1.用于配置在面向分组的通信网(EN)中布置的、分配给至少一个分散的通信设备和一个中央通信设备(DBG1...k，ZBG)的和分别具有通信网专用的地址信息(mac1_1...k_n，macz1...1)的通信单元(KE)之间的通信关系(kb)的方法，
其特征在于，
-由该至少一个分散的通信设备(DBG1...k)或者由该至少一个分配给该通信设备的通信单元(KE)构成至少一个分别具有该通信单元(KE)的地址信息(mac1_1...k_n)的数据包(fr-z)并通过该通信网(ZBG)传送给该中央通信设备(ZBG)，
-由该中央通信设备(ZBG)确定在所接收到的数据包(fr-z)中包含的地址信息(mac1_1...k_n)，选择至少一个分配给该中央通信设备(ZBG)的通信单元(KE)并将所确定的地址信息(mac1_1...k-n)分配给所选择的通信单元(KE)，
-由该中央通信设备(ZBG)或者由至少一个所选择的通信单元(KE)构成至少一个分别具有所选择的通信单元(KE)的地址信息(macz1...1)的数据包(fr_d)并通过该通信网(EN)传送给该分散的通信设备(DBG1...k)，
-借助向该中央通信设备和该分散的通信设备(DBG1...k，ZBG)传送的地址信息(mac1_1...k_n，macz1...1)，所寻址的通信单元(KE)之间的通信关系(kb)通过通信网(EN)来配置。
2.根据权利要求1所述的方法，
其特征在于，
-规定明确寻址的通信网(EN)中的中央通信设备(ZBG)的初始化地址(iadr)，该初始化地址作为目标信息被嵌入至少一个要向该中央通信设备(ZBG)传送的数据包(fr_z)中，
-至少一个数据包(fr_z)借助所嵌入的初始化地址(iadr)通过通信网(EN)被交换到该中央通信设备(ZBG)上。
3.根据权利要求1或者2所述的方法，
其特征在于，
-在至少一个要向至少一个分散的通信单元(DBG1...k)传送的数据包(fr_d)中，所确定的和分配给所选择的通信单元(KE)的地址信息(mac1_1...k_n)作为目标信息被嵌入，
-所述至少一个数据包(fr_d)借助所嵌入的地址信息(mac1_1...k_n)通过通信网(KE)被交换到该至少一个分散的通信单元(DBG1...k)上。
4.根据上述权利要求之一所述的方法，
其特征在于，
在至少一个要向至少一个分散的通信单元(DBG1...k)传送的数据包(fr_d)中嵌入所选择的通信单元(KE)的地址信息(macz1...1)作为发送方地址。
5.根据上述权利要求之一所述的方法，
其特征在于，
所述至少一个分散的通信设备(DBG1...k)通过至少一个实现所述通信网的连接线路连接在该中央通信设备(ZBG)上。
6.根据上述权利要求之一所述的方法，
其特征在于，
所述通信网(EN)被安排为按照IEEE标准IEEE 802.3的面向帧的或者面向分组的通信网。
7.根据上述权利要求之一所述的方法，
其特征在于，
中央通信设备和至少一个分散的通信设备(ZBG，DBG1...k)分别包含按照IEEE标准802.3安排的交换单元(SW)，通过该交换单元分别被分配给该通信设备(ZBG，DBG1...k)的通信单元(KE)连接在通信网(EN)上。
8.根据上述权利要求之一所述的方法，
其特征在于，
所述至少一个所配置的通信关系(kb)包含一个或多个逻辑上的点对点连接。
9.用于配置在面向分组的通信网(EN)中布置的、分配给至少一个分散的通信设备和一个中央通信设备(DBG1...k，ZBG)的和分别具有通信网专用的地址信息(mac1_1...k_n，macz1...1)的通信单元(KE)之间的通信关系的通信装置，
其特征在于，
-该至少一个分散的通信设备(DBG1...k)或者该至少一个分配给该通信设备的通信单元(KE)包含控制装置(STE，SW)，
-用于构成至少一个分别具有通信单元(KE)的地址信息(mac1_1...k_n)的数据包，以及
-用于向该通信网(EN)转交至少一个所构成的数据包，
-该中央通信设备(ZBG)和/或至少一个分配给该中央通信设备的通信单元包含控制装置(STE，SW)，
-用于确定在至少一个所接收到的数据包中包含的地址信息(mac1_1...k_n)，
-用于选择至少一个分配给该中央通信设备(ZBG)的通信单元(KE)，
-用于将所确定的地址信息(mac1_1...k_n)分配给所选择的通信单元(KE)，
-用于构成至少一个分别具有所选择的通信单元(KE)的地址信息(macz1_1)的数据包，以及
-用于通过通信网(EN)向至少一个分散的通信设备(DBG1...k)传送所构成的数据包，
-该控制单元(STE，SW)被这样安排，使得借助向该中央通信设备和分散的通信设备(DBG1...k，ZBG)传送的地址信息(mac1_1...k_n，macz1_1)通过通信网(EN)来配置所寻址的通信单元(KE)之间的通信关系。
10.根据权利要求9所述的通信装置，
其特征在于，
所述至少一个分散的通信设备和中央通信设备(DBG1...k，ZBG)和通信网(EN)是可布置在上级通信网(OKN)中的网络设备(NE)的组成部分。
11.根据权利要求10所述的通信装置，
其特征在于，
所述至少一个分散的通信设备和中央通信设备(DBG1...k，ZBG)分别被安排为布置在网络设备(NE)中的组件。
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