DE69819870T2 - Verteiltes datenverarbeitungs-system - Google Patents

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DE69819870T2
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atm
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Damodar Dhananjay GODSE
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    • H04Q11/04Selecting arrangements for multiplex systems for time-division multiplexing
    • H04Q11/0428Integrated services digital network, i.e. systems for transmission of different types of digitised signals, e.g. speech, data, telecentral, television signals
    • H04Q11/0478Provisions for broadband connections
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00Data switching networks
    • H04L12/54Store-and-forward switching systems 
    • H04L12/56Packet switching systems
    • H04L12/5601Transfer mode dependent, e.g. ATM
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    • H04L2012/5616Terminal equipment, e.g. codecs, synch.
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    • H04L2012/5629Admission control
    • H04L2012/563Signalling, e.g. protocols, reference model

Description

  • Diese Erfindung bezieht sich auf verteilte Datenverarbeitungssysteme, bei denen eine Anzahl von Datenverarbeitungselementen über ein Netzwerk miteinander verbunden ist. Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf ein Verfahren zum Betrieb derartiger Systeme.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Verteilte Datenverarbeitungssysteme werden in weitem Umfang beispielsweise in vernetzten Computeranwendungen verwendet. Bei derartigen Systemen kann eine Anzahl von Arbeitsstationen einen Zugriff auf einen oder mehrere Server ausführen, um darauf gespeicherte Daten oder Anwendungen zu nutzen. Das die verschiedenen Systemelemente verbindende Netzwerk kann ein dediziertes Netzwerk oder in vorteilhafterer Weise ein nicht dediziertes Telekommunikationsnetz umfassen, das eine geeignete Bandbreite zur Übertragung des Datenverkehrs aufweist. Eine neuere Entwicklung in der Telekommunikationstechnologie war die Einführung des Übertragungsprotokolls der asynchronen Übertragungsbetriebsart (ATM). In einem ATM-System wird digitalisierter Verkehr in Zellen gepackt, die jeweils einen Anfangsblock-Abschnitt enthalten, der virtuelle Kanalinformationen zur Leitweglenkung des Paketes zu dem gewünschten Ziel enthält. Diese Zellen werden dann über das ATM-Netz leitweggelenkt und nachfolgend entpackt, um die Daten zurückzugewinnen. Weil die Zellen in einer im Wesentlichen asynchronen Weise zusammengefügt werden, ist der Prozess für den Transport von Daten besonders vorteilhaft.
  • Versuche, die ATM-Technologie in verteilte Datenverarbeitungssysteme einzuführen, waren aus einer Anzahl von Gründen nicht vollständig erfolgreich. Zunächst gibt es das Problem der anfänglichen Anbindung an das Netzwerk. In einem üblichen ATM-Netzwerk erfordert jedes Endsystem eine eindeutige Adresse zum Empfang von Zellen und muss weiterhin einen Zugriff auf das Netzverwaltungssystem ausführen, damit die Absendung fertiger Zellen in das Netz von diesem Endsystem gesteuert werden kann. Diese Pfadermittlung und das Starten eines Endsystems erfordert derzeit eine manuelle Intervention, was für einen Netzbetreiber langsam und kostspielig und für den Kunden unbequem ist. Zweitens besteht eine Notwendigkeit einer Schnittstelle zwischen dem Endsystem und dem ATM-Netz. Der Aufbau einer vollständigen ATM-Schnittstelle an jedem Endsystem ist aufwändig, weil ein großer Umfang an Software an dem Endsystem erforderlich ist.
  • In dem Bemühen, sich mit diesen Problemen zu befassen, wurde vorgeschlagen, dass eine Proxy-Signalisierungsmaßnahme in der ATM UNI-Version 4.0-Norm es einer dritten Partei ermöglichen würde, eine Q.2931-Signalisierung für ein Endsystem ausführen. Dieser Vorschlag erfordert jedoch immer noch einen manuellen Eingriff zum Aufbau dieses Merkmals als einen speziellen Dienst und es erfordert eine manuelle Bereitstellung eines virtuellen Kanals (VC) von dem Proxy zu dem Endsystem, um das Endsystem anzuweisen, auf welcher virtuellen Kanalanzeige (VCI) es antworten sollte. Ein weiterer Vorschlag erfordert die Verwendung von festgelegten Adressen und ILMI-Protokollen zur Feststellung eines neu angeschlossenen Endsystems. Dies erfordert jedoch, dass das Endsystem selbst-hochlaufend ist und einen Q.2391-Protokollstapel hat, was zu einer relativ komplizierten und kostspieligen Anordnung führt.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Ein Ziel der Erfindung besteht in der weitgehendsten Verringerung oder Beseitigung dieser Nachteile.
  • Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, ein verteiltes Datenverarbeitungssystem zu schaffen, bei dem neu angeschlossene Endsysteme automatisch erkannt oder ermittelt und hochgefahren werden.
  • Gemäß einem Gesichtspunkt der Erfindung wird eine Anordnung zum Verbinden eines Gerätes oder Endsystems mit einem ATM-Netzwerk geschaffen, wobei die Anordnung eine Gerätesteuerung umfasst, die mit dem Endsystem über erste und zweite virtuelle Kanäle über das Netzwerk gekoppelt ist, wobei die Gerätesteuerung Einrichtungen für die Erkennung und das Booten oder Hochfahren des Endsystems über den ersten virtuellen Kanal und Proxy-Signalisierungseinrichtungen aufweist, die mit dem Endsystem über den zweiten virtuellen Kanal verbunden sind.
  • Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung wird ein Verfahren zum Verbinden eines Gerätes oder eines Endsystems über eine Gerätesteuerung mit einem ATM-Netzwerk geschaffen, wobei das Verfahren die Bereitstellung erster und zweiter virtueller Kanäle zwischen der Gerätesteuerung und dem Endsystem, die Ermittlung und das Hochfahren des Endsystems über den ersten virtuellen Kanal und die Bereitstellung einer Proxy-Signalisierung für das Endsystem über den zweiten virtuellen Kanal umfasst.
  • Die Anordnung vermeidet die Notwendigkeit einer komplizierten Verwaltungssoftware, wie z. B. Q.2931, an dem Gerät. Die Gerätesteuerungen ergeben eine Proxy-Signalisierungsfunktion, die fehlertolerant ist, weil sowohl Haupt- als auch Reserve-Gerätesteuerungen mit dem Gerät verbunden sind und die virtuellen Steuer- und Proxy-Signalisierungskanäle dynamisch zugeteilt werden.
  • In unserer Anordnung wird ein einfaches oder Simple-Geräteprotokoll verwendet, um ein Gerät mit seiner Gerätesteuerung zu verbinden und um Software und Konfigurationsdaten herunterzuladen, so dass das Gerät als ein intelligentes ATM-Endsystem erscheint. Dieses Protokoll ist für folgendes ausgelegt:
    eine einfache Mitteilungs-Semantik, die kein Gerät zur Aufrechterhaltung
    einer Zustandsinformation erfordert;
    Einzel-Zellen-Mitteilungen; und
    eine Verallgemeinerung, bei der Mitteilungen für beliebige Ressourcen-Geräte generisch sind.
  • Das einfache Geräteprotokoll ermöglicht es den Geräten, als autonome ATM-Endsysteme dadurch zu wirken, dass:
    • a) die SDP-Adressenregistrierung zur Erfassung einer ATM-Adresse verwendet wird.
    • b) die SDP-Metasignalisierung verwendet wird, um eine ATM-Norm-Signalisierungs-VCI zu erfassen. Die Norm-VCI kann nicht verwendet werden, weil die VCI gemeinsam von Geräten verwendet wird und die ATM-Norm-Signalisierungsmeldungen Multi-Zellen-Meldungen sind, die hoffnungslos von dem Zellenmultiplexer verschachtelt werden könnten. Jedes Gerät benötigt daher eine getrennte VCI für die Signalisierung.
    • c) die SDP-Triggerung und der Verbindungsaufbau zum Verbinden einer entfernten Gerätesteuerung verwendet wird, die das Gerät für das Netzwerk dadurch als intelligent erscheinen lassen kann, dass der Proxy-Signalisierungsmechanismus verwendet wird.
    • d) der virtuelle SDP-Registerzugriff verwendet wird, um einem Gerät mitzuteilen, auf welcher VCI es für Trägerverkehr horchen sollte. Diese VCI sollte nicht gemeinsam mit anderen Geräten genutzt werden. Der Zellenmultiplexer führt eine Rundsendung der Zellen an andere Geräte aus, doch werden diese lediglich Zellen von den VCI's akzeptieren, von denen ihnen gesagt wurde, dass sie diese akzeptieren sollen.
  • Der Signalisierungsproxy, d. h. die Gerätesteuerung, sendet Signalisierungsmeldungen an Geräte über die Proxy-Signalisierungs-VCI (PSVCI). In vorhergehenden Schritten in dem Prozess wurde das die Proxy-Signalisierungsmeldung empfangende Gerät bereits angewiesen, welches die PSVCI ist und dass diese die Metasignalisierung verwendete, um die richtige zu verwendende Norm-Signalisierungs-VCI zu bestimmen. Das Gerät weiss dann, dass es Zellen von der PSVCI annehmen soll, die VCI in dem Anfangsblock auf die Norm-Signalisierungs-(Q.2931-) VCI umsetzen soll, und diese Zellen an das ATM-Netz senden soll. Soweit das ATM-Netzwerk betroffen ist, erscheinen diese Zellen so, als ob sie von dem entsprechenden Gerät kommen, weil sie über die Norm-Signalisierungs-VCI empfangen wurden.
  • Die Anordnung ermöglicht es einem Benutzer, ein Gerät oder Endsystem in ein ATM-Netz einzustecken, worauf das Gerät von dem Netzwerk hochgefahren wird, in Dienst gestellt wird, mit dem Netzverwaltungssystem verbunden wird, individuell addressierbar ist und von der Perspektive des ATM-Netzwerkes in der Lage zu sein scheint, an Norm-ATM-Signalisierungsprotokollen teilzunehmen. Weiterhin kann eine Vielzahl von Endsystemen einen Port an einem ATM-Netzwerk gemeinsam nutzen und somit einen VPI/VCI-Adressenraum gemeinsam zu nutzen. Die Anordnung vermeidet die Notwendigkeit, das Endsystem mit Protokollstapeln und mit einer wesentlichen Intelligenz auszurüsten.
  • Es wird hier auf unsere anhängige Anmeldung Nr.............. (J. Godse et al., 1-1-1-8) mit dem gleichen Datum Bezug genommen, die sich auf eine Anordnung und ein Verfahren zur automatischen Ermittlung und zum Hochfahren eines mit einem ATM-Netz gekoppelten Endsystems bezieht.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Eine Ausführungsform der Erfindung wird nunmehr unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:
  • 1 eine schematische Ansicht einer ATM-Netzwerk-Struktur ist, die eine Endbenutzer-Verbindungsanordnung gemäß der Erfindung beinhaltet.
  • 2 erläutert die Verwendung des Netzwerkes nach 1 zur Bereitstellung einer Zwischenverbindung zwischen Datenendgeräten zur Schaffung eines verteilten Datenverarbeitungsnetzwerkes.
  • 3 erläutert die physikalische Architektur der Anordnung nach 2.
  • 4 erläutert die logische Architektur der Anordnung nach 2.
  • 5 zeigt die Software-Architektur der verschiedenen Arten von Endsystem-Einheiten, die bei der Netzwerkanordnung nach 2 verwendet werden.
  • 6 zeigt die Betriebsweise eines Rundsende-Root-Moduls in der Anordnung nach 2.
  • 7 zeigt die allgemeine Konstruktion eines Rundsendeknotens zur Verwendung in dem Root-Modul nach 6.
  • Die 8a und 8b erläutern jeweils die Abwärtsrichtungs- und Aufwärtsrichtungs-Funktionalität des Rundsendeknotens nach 7.
  • 9 zeigt eine typische Konfiguration von Rundsende-Knoten in dem Root-Modul nach 6.
  • Die 1014 erläutern eine Mitteilungsfolge, die beim Einstecken eines Moduls in die Netzwerkanordnung nach 2 verwendet wird.
  • 15 erläutert in schematischer Form eine Prozedur für die Endsystem-Registrierung in der Netzwerkanordnung nach 2.
  • 16 erläutert ein ATM-Registrierungsprotokoll, das bei der Verbindung eines Endsystems mit der Netzwerkanordnung nach 2 verwendet wird.
  • 17 zeigt ein Mitteilungsfolgendiagramm, das dem Protokoll nach 16 entspricht.
  • 18 erläutert ein Einzelzellen-Verbindungsprotokoll, das bei der Verbindung eines Endsystems verwendet wird, und
  • 19 und 20 sind Mitteilungsfolgendiagramme, die jeweils das Aufbauprotokoll und das Trennprotokoll erläutern, das dem Einzelzellen-Verbindungsprotokoll nach 18 zugeordnet ist.
  • Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform
  • Es wird zunächst auf 1 Bezug genommen, in der äußerst schematischer Form eine Kommunikationsnetzanordnung gezeigt ist, in der ein ATM-Netzwerk oder eine ATM-Gruppe 11 Kommunikationspfade zwischen einer Vielzahl von mit der Gruppe gekoppelten Einheiten bereitstellt. So kann eine Netzkommunikation zwischen Sprache-Endgeräten 12 über Sprache-Schnittstellen 13, zwischen Video-Endgeräten 14 über Video-Schnittstellen 15 und zwischen Datenendgeräten 16 und Datenressourcen-Endgeräten 17, die gemeinsam als Endsysteme bezeichnet sind, über Datenschnittstellen oder Root-Module 18 bereitgestellt werden. Die Schnittstellen 13, 15 und 18 fügen Verkehr zu Zellen zur Absendung zu der Gruppe 11 zusammen und entpacken von der Gruppe empfangene Zellen zur Zustellung and das passende Ziel. Die ATM-Gruppe 11 erfordert wenig Intelligenz und wirkt hauptsächlich als eine Übertragungs-Pipeline, die Kommunikationspfade mit geeigneter Kapazität auf Anforderung bereitstellt. Die Gruppe 11 hat keine Kenntnis über die Art des in den transportierten Zellen enthaltenen Verkehrs sondern stellt diese Zellen lediglich an die jeweilige Schnittstelle zu, die durch die Zellen-Adressen-Anfangsblöcke bestimmt ist. In der folgenden Beschreibung wird auf die Bereitstellung einer Datenkommunikation über die Gruppe Bezug genommen, es ist jedoch verständlich, dass die Gruppe im Allgemeinen diese Art von Verkehr nicht unter Ausschluss anderer Arten überträgt.
  • Gemäß 2 weist die ATM-Gruppe 11 eine Anzahl von Zugangsports 21 auf, von denen zumindest einige mit einer jeweiligen Datenzugangsschnittstelle oder einem Root-Modul 18 versehen sind. Jedes Root-Modul ergibt eine Schnittstelle zwischen der ATM-Gruppe und ein oder mehreren Ressourcen-Geräten oder Endsystemen 17, um einen Zugriff an diese Geräte von Kunden-Endgeräten aus bereitzustellen. Typischerweise führt jedes Ressourcen-Gerät eine einfache Funktion aus und erfordert keine komplizierte Software.
  • Die Netzanordnung beinhaltet weiterhin einen intelligenten Knoten 22 mit Speichereinrichtungen 221 und komplexen Software-Einrichtungen 222, mit dem eine Gerätesteuerung 23 gekoppelt ist. Diese Gerätesteuerung wirkt stellvertretend für die Ressourcen-Geräte 17, wenn diese mit anderen System-Einheiten in Wechselwirkung treten und funktioniert als eine virtuelle Einheit, die mit der Systemverwaltung 24 kommuniziert. Ein Paar von virtuellen Kanälen (VC's) ist zwischen der Gerätesteuerung 23 und jedem Ressourcen-Gerät 16 vorgesehen. Einer dieser virtuellen Kanäle, VCa, wird zu Steuerzwecken verwendet, während der andere, VCb, für eine Proxy-Signalisierung verfügbar ist. Eine schematische Beschreibung der Proxy-Signalisierungsprozedur ist in 3 gezeigt. Die Gerätesteuerung führt eine Signalisierung stellvertretend für das Ressourcen-Gerät derart aus, dass das Netz denkt, dass das Ressourcen-Gerät selbst die Signalisierung ausführt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann eine (nicht gezeigte) Reserve-Gerätesteuerung vorgesehen sein, um einen Dienst für Kunden im Fall eines Ausfalls der Haupt-Gerätesteuerung aufrechtzuhalten.
  • Die physikalische und logische Struktur der ATM-Netzwerk-Anordnung nach 2 sind jeweils in 4 bzw. 5 gezeigt. Wie dies in 4 gezeigt ist, ergibt jedes Root-Modul 13 eine Kopplung zwischen der ATM-Gruppe 11 und einer Anzahl von Endsystemen 17, die jeweils beispielsweise ein dediziertes Dienstemodul 171 oder ein Zugangsmodul 172 umfassen. Jedes Root-Modul 13 wirkt im Wesentlichen als ein ATM-Vermittlungsknoten, um ATM-UNI-Dienste für die Module oder Endsysteme bereitzustellen, mit denen es verbunden ist, und es ist mit einer oder mehreren ATM-Vermittlungen 31 gekoppelt, die einen Teil der ATM-Gruppe 11 bilden. Weiterhin kann jedes Root-Modul 13 entweder ein Vermittlungs-Root-Modul oder ein Rundsende-Rootmodul umfassen. Ein Vermittlungs-Root-Modul ist im Wesentlichen eine ATM-Vermittlung. Die Funktionalität eines Rundsende-Root-Moduls wird nachfolgend beschrieben.
  • In der physikalischen Architektur nach 3 führen die dedizierten Dienstemodule 171 jeweils eine spezifische dedizierte Funktion aus, beispielsweise eine digitale Signalverarbeitung. Die Zugangsmodule 172 ergeben einen externen Zugang an das Netzwerk und wandeln externe Format auf das ATM-Format um.
  • Das Netzwerk kann weiterhin einen Zugang an eine Anzahl von Allzweck-Computereinheiten oder Server 32 bereitstellen, von denen einer oder mehrere ausschließlich für die Bereitstellung eines einzigen Dienstes bestimmt sein können. Diese Allzweck-Computereinheiten können direkt mit der ATM-Gruppe 11 über jeweilige ATM-Vermittlungen 31 gekoppelt sein.
  • Das System wird durch eine Systemverwaltung (SM) verwaltet, die sich auf einer der Computereinheiten oder den Servern 32 befindet und die folgenden Funktionen ausführt:
  • Erkennungs- oder Ermittlungs-Verwaltung
  • Die Ermittlungs-Verwaltung akzeptiert Identifikationen in der Form von IAm-Meldungen und aktiviert die passende virtuelle Einheit.
  • Herunterladen
  • Die Herunterladeeinrichtung beinhaltet das Herunterladen von Software oder Daten. Sie lädt auf verschiedene Endsysteme herunter. Eine Herunterladeeinrichtung ist auf der Haupt-Systemverwaltung erforderlich, doch können andere auch an anderen Stellen in dem Netz vorhanden sein.
  • Verwaltungseinheit
  • Diese Einheit besteht aus einem von einem in der Systemverwaltung befindlichen Proxy-verwalteten Objekt (PMO), einer Gerätesteuerung oder einem in Echtzeit verwaltetem Objekt (RMO) und einer Hardware-Einrichtung. Das PMO ist für das Herunterladen auf das Gerät, die Aktivierung der Gerätesteuerung und die Verbindung der Gerätesteuerung mit dem Gerät verantwortlich.
  • Die entsprechende logische Architektur ist in 4 gezeigt und umfasst vier Hauptdienste:
    • 1. Ein ATM-Dienst, der den ATM-Transport und die ATM-Verbindungsverwaltung umfasst, wird von den Root-Modulen 18 bereitgestellt.
    • 2. Zugangsdienste an die ATM-Gruppe werden von den Zugangsmodulen 172 bereitgestellt.
    • 3. Dedizierte Ressourcen, die spezialisierte Dienste für das Netzwerk umfassen, werden von den dedizierten Dienstemodulen 171 bereitgestellt. Die Verbindung zu diesen Diensten wird lediglich über das ATM-Netzwerk bewirkt.
    • 4. Allzweck-Computerdienste werden auf Anforderung über die Server 32 bereitgestellt.
  • Eine Software-Architektur für die verschiedenen Arten von Endsystem oder Modulen, die in der Netzwerkanordnung verwendet werden, ist schematisch in 5 gezeigt. Jedes Endsystem beinhaltet einen Satz von Software-Modulen, die zusammen mit den System-Hardware-Komponenten ein dynamisch rekonfigurierbares verteiltes Computersystem auf ATM-Basis bilden. Diese Software-Module sind weiter unten ausführlich angegeben.
  • ATM-Netzwerkdienste schließen die Endsystem-Registrierung, den Verbindungsaufbau und den ATM-Zellentransport ein.
  • Das Betriebssystem (OS) ergibt die Betriebssystem-Funktionalität.
  • Der ATM-Treiber stellt eine Schnittstellenverbindung zu dem ATM-Netzwerk her und ordnet Verbindungen höheren Schichten zu.
  • Die Systemkommunikation (SC) stellt Transport- und Lokalisierungsdienste über ATM unter Einschluss der Fähigkeit zur Adressierung von Software-Einheiten ausschließlich über ein Mehrknoten-Netzwerk bereit. Dieses Kommunikations-Modul ist lediglich in den Computereinheiten des Systems vorgesehen.
  • Das Simple-Geräte-Protokoll (SDP) ist ein Einzelzellen-Protokoll, das zur Steuerung von Zugangs- und Ressourcen-Geräten verwendet wird. Anwendungen, die versuchen, mit diesen Geräten in Kommunikation zu treten, verwenden SDP, um die Systemkommunikation zu umgehen.
  • Anwendungen umfassen die Mehrwert-Software des Netzwerkes und verwenden die Systemkommunikationen für die meisten Zwecke. Diejenigen Anwendungen, die direkt mit Zugangs- oder Ressourcen-Modulen kommunizieren müssen, verwenden das Simple-Geräte-Protokoll.
  • Die Funktionalität eines Rundsende-Root-Moduls, das vorstehend erwähnt wurde, ist in 6 gezeigt. Gemäß dieser Figur stellt ein Rundsende-Root-Modul 13b eine Schnittstelle mit einer Anzahl von Endsystemen 17 bereit, um ATM-Zellen von jedem Endsystem zu einem jeweiligen Port 21 der ATM-Gruppe zu lenken und um Zellen von diesem Port an das angeschlossene Endsystem im Rundsendebetrieb zu senden. Jedes Endsystem sieht sowohl seine eigenen ankommenden Zellen als auch Zellen, die für andere Endsysteme bestimmt sind, die mit dem Rundsende-Root-Modul verbunden sind.
  • Das Rundsende-Root-Modul kann als ein Vermittlungselement (SE) der ATM-Gruppe 11 betrachtet werden. Vom Standpunkt des Root-Moduls ist das Modul effektiv ein Port an der Gruppe. Vom Gesichtspunkt der ATM-Gruppe hat das Root-Modul die folgenden Attribute und steht mit der Gruppe in der folgenden Weise in Wechselwirkung:
    • 1. Das Modul ist effektiv ein Vermittlungselement, das einen VPI/VCI-Adressenraum gemeinsam mit seinen Ports nutzt. D. h., dass das Rundsende-Modul als ein Endsystem-Multiplexer wirkt.
    • 2. Aufgrund des gemeinsam genutzten Adressenraumes ergibt das Netzwerk ein Metasignalisierungs-Protokoll, das eine Einzelzellen-Anforderung für einen Signalisierungs-VC akzeptiert und die virtuelle Kanalanzeige (VCI) zurückliefert, die für die Signalisierung zu verwenden ist.
    • 3. Das Netzwerk verwaltet die alternative Leitweglenkung von VC's an die redundanten Netzwerk-Verbindungsstrecken des Root-Moduls.
    • 4. Die Bereitstellung und Konfiguration des Root-Moduls wird als Teil des ATM-Gruppen-Netzwerkelementen-Bereitstellungsprotokolls bewirkt.
  • Das vorstehend genannte Metasignalisierungs-Protokoll ist eine einfache Schnittstelle, die eine einzelne Zelle von der Einzelzellen-Verbindungsprotokoll-(S-Setup-) Anforderung auf dem Einzelzellen-Signalisierungs-VC (SCVCI) annimmt, um eine Verbindung zu einem ESA MSESA herzustellen. Es liefert eine VCI zurück, das für die Norm-ATM-Signalisierung zu verwenden ist. Weil viele Systeme an einem Rundsende-Root-Modul angeordnet sein können und daher einen VPI/VCI-Adressenraum gemeinsam nutzen, ist die MAC-Adresse jedes Endsystems immer enthalten. Die Vermittlungssteuerung bildet einen VC zu dem Endsystem aus, überträgt die VCI des Endsystems zurück an das Endsystem und zeichnet auf, welches Endsystem auf welchen Signalisierungskanal auf der Vermittlungssteuerung abgebildet ist.
  • In den 7, 8a, 8b und 9 ist die allgemeine Funktionalität eines Rundsendeknotens und seiner Verwendung in einem Rundsende-Root-Modul gezeigt. Die allgemeinen Einzelheiten des Rundsende-Knotens sind in 7 gezeigt. Der Knoten ergibt eine sequenzielle Multiplexierung von Zellen in der Aufwärtsrichtung und die Rundsendung von Zellen in der Abwärtsrichtung. Die Verarbeitung von Aufwärts- und Abwärts-Zellen zwischen Aufwärts- und Abwärts-Abschlusseinrichtungen 71, 72 wird über eine gemeinsame Bus-Zellenfluss-Steuerung 73 gesteuert. Typischerweise unterstützt der Knoten die Vollduplex-Bandbreite der Aufwärts-Verbindungsstrecke und erfordert keine Leitweglenkungstabellen oder andere Zustandsinformationen. In vorteilhafter Weise arbeitet der Rundsende-Knoten als unabhängiges Gerät, beispielsweise in einer Rückwandebene, um eine einzelne Verbindungsstrecke zu mehrfachen Verbindungsstrecken nachzubilden.
  • Die 8a und 8b erläutern den Transport von Zellen in Aufwärts- und Abwärtsrichtung zwischen einer Anzahl von an einem Rundsende-Root-Modul angeordneten Endsystemen 81 und einem in Aufwärtsrichtung gelegenen Endsystem (UES) 82 über eine Baumstruktur, die eine Anzahl von Rundsendeknoten 83 umfasst. Jedes Endsystem 81 wirkt als Verbraucher/Generator von Zellen an dem abwärtsgelegenen Ende (Blatt) des Netzes, und das netzaufwärts gelegene Endsystem 82 wirkt als Verbraucher/Generator von Zellen am netzaufwärts gelegenen Ende (Root) des Netzwerkes. In dieser Anordnung ist die Zellen-Leitweglenkung an jedem Rundsendeknoten 83 gerichtet und erfordert keine Vermittlungstabellen oder irgendeine andere Initialisierung. In der Netzabwärtsrichtung empfangen alle Endsysteme alle Zellen, die über alle Verbindungsstrecken an jedem Rundsendeknoten abwärts im Rundsendebetrieb ausgesandt werden. In der Netzaufwärtsrichtung empfängt das Endsystem 83 in Netzaufwärtsrichtung gesandte Zellen, die sequenziell auf eine einzige Verbindungsstrecke an jedem Rundsendeknoten multiplexiert werden.
  • 9 zeigt eine typische modulare Anordnung von Rundsendeknoten. Bei dieser Anordnung können die Endsysteme, die als Zellennutzer betrachtet werden, jeweils eine Computerressource, wie z. B. einen Zugangsport umfassen. Am netzaufwärts gelegenen Ende kann die Verbindungsstrecke zum Netzwerk von einem anderen Rundsendeknoten kommen, d. h. nicht direkt von einer Vermittlung.
  • Eine Mitteilungsfolge zur Verwendung beim Einstecken eines Moduls in das Netzwerk ist in den 10 bis 14 gezeigt. In einfachen Ausdrücken leitet das Einstecken eines Moduls die folgenden Verfahrensschritte ein:
    • 1. Es wird eine Verbindung zum Lade-Mapper (Lade-Abbildungseinrichtung) LM hergestellt, der dem Endsystem mitteilt, wo eine Verbindung zum Software-Laden herzustellen ist.
    • 2. Das Endsystem wird mit dem Boot-Lader (BL) zum Herunterladen verbunden.
    • 3. Der Lade-Mapper teilt dem Endsystem mit, wo die Verbindung zu seiner Ressourcenverwaltung herzustellen ist.
    • 4. das Endsystem wird mit der Ressourcenverwaltung verbunden, die die Position der passenden Geräte-Steuerung bestimmt und diese Information an das Endsystem weiterleitet.
    • 5. Das Endsystem stellt eine Verbindung zur Geräte-Steuerung her.
    • 6. Die Geräte-Steuerung weist das Endsystem an, VC's für eine Proxy-Signalisierung für eine Vorgabe-Verbindung zu der Reserve-Gerätesteuerung zu erfassen.
  • In der vorstehenden Mitteilungsfolge werden von einem Gerät eingeleitete Verbindungsaufbauvorgänge über ein Einzelzellen-Verbindungsprotokoll bewirkt.
  • Wie dies weiter oben erläutert wurde, unterstützt der ATM-Dienst unserer Netzwerkanordnung ein Einzelzellen-Simple-Verbindungsprotokoll, das zur Verwendung durch dedizierte Ressourcen-Geräte für einen Zugriff auf die erforderlichen Dienste bestimmt ist. Die grundlegende Funktionalität ist ähnlich dem Q.2931-Signalisierungsprotokoll und unterstützt die folgenden Meldungen:
  • SSetup(Sbaddress, Geräte-MAC, VirtualRegNum, B-HLI, ESA) Diese Mitteilung wird zur Verbindung mit einem Endpunkt verwendet. Die Geräte-MAC- und die VirtualRegNum-Felder werden in dem Verbindungskontext von der Vermittlungssteuerung gespeichert und sie werden an das Gerät als Echo zurückgeliefert. Die ATM-Gruppe sendet eine Q-2931-Ssetup()-Mitteilung an das Ziel.
  • SConnect(Sbaddress, Geräte-MAC, VirtualRegNum, VPI/VCI) Diese Mitteilung weist das Gerät an, auf eine bestimmte VPI/VCI für einen bestimmten Dienst auf dem Gerät zu hören (VirtualRegNum). Die Geräte-MAC stellt sicher, dass lediglich das Zielgerät auf die VPI/VCI hört. Die VirtualRegNum ist die gleiche wie sie in der Setup()-Meldung weitergeleitet wurde.
  • SDisconnect(Sbaddress, Geräte-MAC, VirtualRegNum, VPI/VCI Diese Mitteilung weist das Gerät an, sich von der in einer VirtualRegNum identifizierten VPI/VCI zu trennen. Das Gerät kann diese Mitteilung weiter zur Trennung eines VC verwenden. Die ATM-Gruppe sendet eine normale Q.2931-Disconnect()-Mitteilung an das Ziel.
  • Wenn ein Endsystem mit dem Netzwerk verbunden wird oder in dieses eingesteckt wird, stellt ein Registrierverfahren dessen Ermittlung oder Erkennung durch das Netzwerk sicher und liefert dem Endsystem dessen Endsystem-Adresse. Dies ist schematisch in 15 gezeigt. Bei Verbindung mit dem Netzwerk sendet ein Endsystem eine Mitteilung an den ATM-Port, wobei beispielsweise das ILMI-Protokoll an der VCI 16 verwendet wird, und empfängt eine Antwort, die die Adresse enthält, die dem Endsystem zugeteilt wurde. Dies ist die Adresse, die andere Systeme verwenden werden, um mit dem Endsystem zu kommunizieren. Dieser Mechanismus ist in der ATM-Forum-UNI-Spezifikation festgelegt, doch verwendet der Mechanismus ein Einzelzellen-Protokoll anstelle des genormten ILMI-Protokolls.
  • Das Registrierungsprotokoll ist mit weiteren Einzelheiten in 16 und in dem beigefügten Mitteilungsfolgendiagramm nach 17 gezeigt. Gemäß diesen zwei Figuren wird die ATMRegister()-Mitteilung mit der MAC-Adresse des Ressourcen-Geätes gefüllt und die Mitteilung wird abgesandt. Eine ATMRegisterAck()-Mitteilung wird zusammen mit der Endsystem-Adresse des Endsystems zurückgeliefert. Die Registrierung wird auf der SCVC1 ausgeführt, die eine Verbindung zu der Steuerung des Root-Moduls herstellt.
  • Das Einzelzellen-Verbindungsprotokoll, mit dem ein Ressourcen-Gerät Simple-Verbindungen herstellt, ist in 18 gezeigt. Entsprechende Mitteilungsfolgendiagramme zum Verbindungsaufbau und zum Trennen der Verbindung sind in den 19 bzw. 20 gezeigt. Die Mitteilung wird auf SCVC1 ausgeführt und umfasst den folgenden Mitteilungssatz: SSetup() wird ausgesandt, um einen Dienst über eine virtuelle Registernummer mit einem Dienstezugangspunkt zu verbinden (B-HLI, ESA).
  • SConnect() wird empfangen, um die VPI/VCI für den Dienst zu bestimmen (Registernummer).
  • Sdisconnect wird ausgesandt oder empfangen, um einen Dienst zu trennen (auf der VPI/VCI).
  • Die Anordnung ergibt ein effektives Verfahren zur Bereitstellung eines mehrfachen Endsystem-Zuganges an einen gemeinsamen Port eines ATM-Netzwerkes ohne die Notwendigkeit einer umfangreichen Modifikation eines vorhandenen Netzwerkes. Obwohl die Technik besondere Anwendung bei der Bereitstellung eines verteilten Computer- oder Datenverarbeitungssystems findet, ist es selbstverständlich in keiner Weise auf diese spezielle Anwendung beschränkt.

Claims (13)

  1. Anordnung zum Verbinden eines Gerätes oder Endsystems (17) mit einem ATM-Netzwerk (14), wobei die Anordnung eine Gerätesteuerung (23) umfasst, die mit dem Endsystem über erste und zweite virtuelle Kanäle über das Netzwerk hinweg gekoppelt ist, und wobei die Gerätesteuerung Einrichtungen zur Erkennung und zum Booten oder Hochfahren eines Endsystems über den ersten virtuellen Kanal und Proxy-Signalisierungseinrichtungen aufweist, die mit dem Endsystem über den zweiten virtuellen Kanal gekoppelt sind, um eine Signalisierungsfunktion stellvertretend für das Endsystem durchzuführen.
  2. Anordnung nach Anspruch 1, bei der das Endsystem mit dem Netzwerk über einen Port gekoppelt ist, der gemeinsam mit einer Vielzahl von anderen Endsystemen benutzt wird.
  3. Anordnung nach Anspruch 2, bei der der Port Rundsendeeinrichtungen (136) zum Rundsenden von ATM-Zellen in einer Netzabwärts-Richtung an alle mit diesem Port gekoppelten Endsysteme beinhaltet, und wobei der Port Multiplexereinrichtungen zum sequenziellen Multiplexieren von Zellen in einer Netzaufwärts-Richtung von den Endsystemen zum Netz beinhaltet.
  4. Anordnung nach Anspruch 3, bei der jedes Endsystem Folgendes beinhaltet: ATM-Netzwerkdienste-Steuereinrichtungen, die zur Bereitstellung einer Endsystem-Registrierung, eines Verbindungsaufbaus und eines ATM-Zellentransportes ausgebildet sind; ein Betriebssystem, das eine Betriebssystem-Funktionalität bereitstellt; und einen ATM-Treiber, der eine Schnittstelle zu dem ATM-Netzwerk bereitstellt.
  5. Anordnung nach Anspruch 4, bei der zumindest einige Endsysteme Kommunikationseinrichtungen beinhalten, die Transport- und Lokalisierungsdienste über das ATM-Netzwerk bereitstellen.
  6. Verfahren zum Verbinden eines Gerätes oder Endsystems (17) über eine Gerätesteuerung (23) mit einem ATM-Netzwerk (11), wobei das Verfahren die Bereitstellung erster und zweiter virtueller Kanäle zwischen der Gerätesteuerung und dem Endsystem, die Erkennung und das Booten oder Hochfahren des Endsystems über den ersten virtuellen Kanal und die Bereitstellung einer Proxy-Signalisierung für das Endsystem über den zweiten virtuellen Kanal umfasst.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem die Erkennung und das Booten das Herunterladen von Software und Konfigurationsdaten von der Gerätesteuerung zu dem Endsystem beinhaltet, so dass das Endsystem dem Netzwerk als ein intelligentes ATM-Endsystem erscheint.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem die Proxy-Signalisierung ein Metasignalisierungsprotokoll verwendet.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem das Metasignalisierungsprotokoll das Akzeptieren einer einzelnen Zelle von einer Einzelzellen-Verbindungsaufbau-Anforderung auf dem zweiten virtuellen Kanal und die Lieferung, als Antwort hierauf, einer virtuellen Kanalanzeige für die genormte ATM-Signalisierung umfasst.
  10. Asynchrones Übertragungsbetriebsart- (ATM-) Kommunikationsnetzwerk (11) mit einer Anzahl von Ports zum Koppeln von Endsystemen (17) mit dem Netzwerk, wobei zumindest einige der Ports gemeinsam genutzte Ports sind, die jeweils so angeordnet sind, dass sie einen gemeinsamen Zugriff an das Netzwerk von zwei oder mehr der mit diesem gekoppelten Endgeräten ergeben, wobei das Netzwerk eine Gerätesteuerung (23) beinhaltet, die mit dem Endsystem über erste und zweite virtuelle Kanäle über das Netzwerk gekoppelt ist, und wobei die Gerätesteuerung Einrichtungen zur Erkennung und zum Booten des Endsystems über den ersten virtuellen Kanal und Proxy-Signalisierungseinrichtungen aufweist, die mit dem Endsystem über den zweiten virtuellen Kanal gekoppelt sind, um eine Signalisierungsfunktion stellverteretend für dieses Endsystem auszuführen.
  11. Netzwerk nach Anspruch 10, bei dem jeder der Ports eine Rundsendeeinrichtung (130) zum Rundsenden von ATM-Zellen in einer Netzabwärts-Richtung an alle mit diesem Port gekoppelten Endsysteme beinhaltet, und wobei der Port Multiplexereinrichtungen zur sequenziellen Multiplexierung von Zellen in einer Netzaufwärts-Richtung von den Endsystemen zu dem Netzwerk beinhaltet.
  12. Netzwerk nach Anspruch 11, bei dem jedes Endsystem Folgendes beinhaltet: ATM-Netzwerk-Dienstesteuerungseinrichtungen, die so ausgebildet sind, dass sie eine Endsystem-Registrierung, einen Verbindungsaufbau und einen ATM-Zellentransport bereitstellen; ein Betriebssystem, das eine Betriebssystemfunktionalität bereitstellt; und einen ATM-Treiber, der eine Schnittstelle an das ATM-Netzwerk bereitstellt.
  13. Netzwerk nach Anspruch 12, bei dem zumindest einige Endsysteme eine Systemkommunikationseinrichtung beinhalten, die Transport- und Lokalisierungsdienste über das ATM-Netzwerk bereitstellt.
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