УСТРОЙСТВА, ПРЕДНАЗНАЧЕННЫЕ ДЛЯ ТРАНСПОРТИРОВКИ, ОРИЕНТИРОВАННОЙ НА УСТАНОВЛЕНИЕ СОЕДИНЕНИЯ, В СЕТИ СВЯЗИ С КОММУТАЦИЕЙ ПАКЕТОВ Российский патент 2009 года по МПК H04L12/46 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение, в целом, относится к устройствам и способам, предназначенным для телекоммуникации и передачи данных и, в частности, к устройствам, предназначенным для обеспечения связи, ориентированной на установление соединения, в традиционной инфраструктуре сети, не ориентированной на установление соединения.

Уровень техники

Ethernet (Эзернет) является современной намного доминирующей технологией локальной сети (LAN, ЛС) в мире. Термин Эзернет относится к семейству сетевых продуктов, охваченных стандартом IEEE 802.3, который определяет, что широко известно, как протокол CSMA/CD, КДКН/ПК (коллективный доступ с контролем несущей предотвращением конфликтов). Эзернет имеет множество привлекательных признаков, которые сделали его популярным на рынке:

его легко понять, реализовать, поддерживать и им легко управлять,

он дает возможность недорогих реализаций сетей,

он предоставляет широкую топологическую гибкость для установки сети, и

он гарантирует успешную взаимосвязь и работу совместимых по стандартам продуктов, независимо от производителя.

Из перечисленных признаков относительно низкая стоимость реализаций сети Эзернет, вероятно, является главной причиной популярности Эзернет и, поскольку Эзернет является такой доминирующей, компоненты являются производимыми в массовом количестве, что дополнительно способствует сохранению снижения затрат.

Технология Эзернет все более и более воспринимается как кандидат для будущих общегородских сетей (MAN, ОС) и глобальных сетей (WAN, ГС) класса телекоммуникационной компании. Однако, поскольку технология Эзернет является не ориентированной на установление соединения, она не предлагает проектирование трафика, маршрутизацию, защиту и управление качеством обслуживания (QoS, КО), которые поддерживаются технологией, ориентированной на установление соединения, такой как многопротокольная коммутация меток (MPLS, МКМ).

Режим транспортировки, не ориентированный на установление соединения, фокусируется на адресе назначения или другом идентифицирующем обозначении пакетов данных, переносимых в сети, а не на конкретном маршруте между элементами сети источника и назначения. Протокол КДКН/ПК Эзернет, протокол Internet (Интернет) (IP), IРx (межсетевой пакетный протокол) и SNA (стандартный протокол доступа), являются примерами протоколов, которые используют транспортировку, ориентированную на установление соединения. В режиме, ориентированном на установление соединения, сигналы передают через определенные маршруты из элемента сети источника в элемент сети назначения. Примерами технологий транспортировки, которые используют транспортировку, ориентированную на установление соединения, являются МКМ, асинхронный режим передачи (АТМ, АРП), передача кадров и передача пакетов через SONET.

Сеть, ориентированная на установление соединения, обеспечивает эффективное управление полосой частот, что дает возможность проектирования трафика и управления КО, и, следовательно, позволяет оператору предлагать услуги сознательного КО. Преимуществами сетей, не ориентированных на установление соединения, над сетями, ориентированными на установление соединения, являются их простота, надежность и возможность масштабирования. Следовательно, режим транспортировки, ориентированный на установление соединения, и режим транспортировки, не ориентированный на установление соединения, имеют разные преимущества и, следовательно, являются по-разному подходящими в различных ситуациях и для различных типов услуг. Однако, поскольку многие операторы сетей желают предлагать их потребителям широкое множество услуг или могут желать быть гибкими с точки зрения своих типов предлагаемых услуг, имеется потребность в возможности использовать оба режима транспортировки в одной и той же сети.

Известно несколько решений, которые объединяют транспортировку, ориентированную на установление соединения, и не ориентированную на установление соединения.

Патенты США 6151324 и 6449279 описывают способ и устройство, предназначенные для коммутации, ориентированной на установление соединения, в сети связи, для того чтобы получить объединение соединения, чтобы уменьшить общее число соединений, необходимых между коммутаторами. Это включает в себя модификацию пакетов, не ориентированных на установления соединения таким образом, чтобы их можно было передавать через заданный маршрут между входным коммутатором и выходным коммутатором.

Международная заявка на патент WO 01/87000 описывает систему и способ, предназначенные для передачи сигналов без установления соединения и сигналов, ориентированных на соединение, с использованием обычных элементов сети. Определяют тип передачи сигналов каждого сигнала и добавляют метку транспортировки, которая указывает тип передачи сигналов сигнала, к каждому сигналу. Затем сигналы транспортируют в соответствии с процедурами передачи сигналов, связанными с каждым типом передачи сигналов сигнала.

Проект IEFT “Generalized Multi-Protocol Label Switching (GMPLS) Architecture”, август 2002 г. представляет комбинацию транспортировки, не ориентированной на установление соединения и, ориентированной на установление соединения в обычной сети с помощью определения структуры стандарта для Эзернет через МКМ. Этот стандарт основан на пакетировании кадров Эзернет в кадрах МКМ.

Общим недостатком решений предшествующего уровня техники, обсужденных выше, является то, что стоимость их реализации ожидается относительно высокой, поскольку они либо требуют существенных модификаций стандартных узлов сетей, либо использования традиционных коммутационных узлов, которые специально приспособлены для транспортировки, ориентированной на установление соединения. Коммутационные узлы, предназначенные для транспортировки, ориентированной на установление соединения, являются относительно дорогими, например, по сравнению с выпускаемыми в массовом количестве узлами сети Эзернет. В соответствии с решениями, представленными в патентах США 6151324 и 6499279, и WO 01/87000, транспортируемые пакеты данных модифицируют, что подразумевает, что необходимы новые модифицированные элементы сети, для того чтобы реализовать эти решения. Пакетирование кадров Эзернет в кадрах МКМ, как упомянуто в вышеупомянутом проекте IEFT “Generalized Multi-Protocol Label Switching (GMPLS) Architecture”, требует использования относительно дорогих традиционных коммутационных узлов МКМ.

Сущность изобретения

Современные технологии, ориентированные на соединение, предлагают адекватную плоскость управления для функций проектирования трафика, маршрутизации, защиты и управления КО. К сожалению, узлы сетей, предназначенные для реализации этих современных сетевых технологий, ориентированных на соединение, имеют тенденцию быть дорогими из-за относительно малых объемов производства. С другой стороны, узлы, предназначенные для реализации сетевых технологий, не ориентированных на установление соединения, такие как узлы сети Эзернет, являются относительно недорогими из-за больших объемов производства.

Следовательно, задачей настоящего изобретения является создание устройств, которые делают возможным транспортировку трафика в режиме, ориентированном на соединение, с использованием инфраструктуры сети и аппаратного обеспечения традиционной сети, не ориентированной на установление соединения.

Устройства в соответствии с настоящим изобретением дополняют традиционную сеть, не ориентированную на установление соединения, плоскостью управления, ориентированной на установление соединения. В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления подмножество адресного пространства, которое в сети, не ориентированной на установление соединения, используется, чтобы определять, зарезервированы ли адреса назначения для транспортировки, ориентированной на установление соединения, и используется, чтобы определять метки маршрута.

В соответствии с первым аспектом настоящего изобретения предложена система управления для управления сетью связи с коммутацией пакетов, предназначенной для передачи пакетов данных заданного пакетного формата. Множество адресов, имеющих заданный адресный формат, назначают в сети, и сеть содержит множество узлов сети. Система управления содержит плоскость управления, не ориентированную на установление соединения, для обеспечения возможности транспортировки, не ориентированной на установление соединения, и управления транспортировкой, не ориентированной на установление соединения, пакетов данных через сеть, и плоскость управления, ориентированную на установление соединения, для обеспечения возможности транспортировки, ориентированной на установление соединения, и управления транспортировкой, ориентированной на установление соединения, пакетов данных через сеть. Первое подмножество адресов связано с плоскостью управления, не ориентированной на установление соединения, а второе подмножество адресов связано с плоскостью управления, ориентированной на установление соединения. Плоскость управления, не ориентированная на установление соединения, выполнена с возможностью управления работой узлов сети таким образом, что пакет, имеющий адрес, принадлежащий первому подмножеству, передают через сеть с помощью режима транспортировки, не ориентированного на установление соединения, а плоскость управления, ориентированная на установление соединения, выполнена с возможностью управления работой узлов сети таким образом, что пакет, имеющий адрес, принадлежащий второму подмножеству, передают через сеть с помощью режима транспортировки, ориентированного на установление соединения.

В соответствии со вторым аспектом настоящего изобретения предложена система связи с коммутацией пакетов, причем система связи содержит физическую инфраструктуру сети, предназначенную для передачи пакетов данных заданного пакетного формата. Множество адресов, имеющих заданный адресный формат, назначены инфраструктуре сети, и инфраструктура сети содержит множество узлов сети. Система связи дополнительно содержит систему управления, включающую в себя плоскость управления, не ориентированную на установление соединения, для обеспечения возможности транспортировки, не ориентированной на установление соединения, и управления транспортировкой, не ориентированной на установление соединения, пакетов данных через инфраструктуру сети, и плоскость управления, ориентированную на установление соединения, для обеспечения возможности транспортировки, ориентированной на установление соединения, и управления транспортировкой, ориентированной на установление соединения, пакетов данных через инфраструктуру сети. Дополнительно система связи содержит администратор адресов, выполненный с возможностью назначения первого подмножества адресов в плоскость управления, не ориентированную на установление соединения, и второго подмножества адресов в плоскость управления, ориентированную на установление соединения. Плоскость управления, не ориентированная на установление соединения, выполнена с возможностью управления работой узлов сети таким образом, что пакет, имеющий адрес, принадлежащий первому подмножеству, передают через инфраструктуру сети с помощью режима транспортировки, не ориентированного на установление соединения, и плоскость управления, ориентированная на установление соединение, выполнена с возможностью управления работой узлов сети таким образом, что пакет, имеющий адрес, принадлежащий второму подмножеству, передают через инфраструктуру сети с помощью режима транспортировки, ориентированного на установление соединения.

В соответствии с третьим аспектом настоящего изобретения предложена система связи с коммутацией пакетов, причем система содержит инфраструктуру сети Эзернет, предназначенную для передачи кадров Эзернет на основании содержимого заданного поля адреса кадров Эзернет. Инфраструктура сети содержит множество узлов сети, и система связи дополнительно содержит систему управления, включающую в себя плоскость управления, ориентированную на установление соединения, для обеспечения возможности транспортировки, ориентированной на установление соединения, и управления транспортировкой, ориентированной на установление соединения, пакетов данных через инфраструктуру сети Эзернет. Подмножество адресов адресного пространства заданного поля адреса связано с плоскостью управления, ориентированной на установление соединения, для того чтобы дать возможность использовать адреса подмножества в качестве меток маршрута соединений, установленных посредством плоскости управления, ориентированной на установление соединения. Плоскость управления, ориентированная на установление соединения, выполнена с возможностью управления работой узлов сети таким образом, что пакет, имеющий адрес, который принадлежит упомянутому подмножеству в заданном поле адреса, передают через инфраструктуру сети Эзернет с помощью режима транспортировки, ориентированного на установление соединения.

Преимуществом настоящего изобретения является то, что оно делает возможным использование недорогого коммутационного аппаратного обеспечения, такого как коммутаторы Эзернет, для создания сетей класса операторов связи. Существующее аппаратное обеспечение Эзернет и IP может быть повторно использовано посредством настоящего изобретения, чтобы обеспечить создание сетей класса операторов связи с малой стоимостью и высокой пропускной способностью транспортировки. В соответствии с настоящим изобретением традиционная технология Эзернет, не ориентированная на установление соединения, может быть усовершенствована с помощью дополнения ее современной плоскостью управления, не ориентированной на установление соединения, плоскостью управления, ориентированной на установление соединения, что делает возможным поддержку таких признаков, как проектирование трафика, управление КО, администрирование ресурсов и защита маршрута. Следовательно, изобретение улучшает позицию технологии Эзернет относительно других технологий коммутации и перекрестной связи ОС или ГС, таких как АТМ, АРП (асинхронный режим передачи); SDH, СПД (синхронный поток данных) и МКМ.

Другим преимуществом настоящего изобретения является то, что оно дает возможность операторам использовать режим транспортировки, не ориентированный на установление соединения, и ориентированный на установление соединения, параллельно в одной и той же инфраструктуре сети. Это обеспечивает большую степень гибкости для операторов с точки зрения администрирования сети и с точки зрения услуг, которые могут быть предложены клиентам.

Еще одним преимуществом настоящего изобретения является то, что оно требует незначительных модификаций существующего аппаратного обеспечения сети, и то, что оно является простым по сравнению с другими известными решениями, предназначенными для объединения транспортировки сигналов, не ориентированной на установление соединения, и ориентированной на установление соединения, в одной и той же сети.

Преимуществом предпочтительного варианта осуществления настоящего изобретения является то, что он дает возможность простого администрирования с помощью объединения поддержки для распределенной автоматической конфигурации традиционной Эзернет с инструментами автоматического администрирования, которые конфигурируют плоскость управления, ориентированную на установление соединения, в соответствии с изобретением через стандартные интерфейсы.

Дополнительные преимущества и задачи вариантов осуществления настоящего изобретения станут понятными при чтении следующего подробного описания совместно с чертежами.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 представляет блок-схему традиционной коммутируемой сети Эзернет.

Фиг.2 представляет блок-схему, иллюстрирующую формат типичного кадра Эзернет.

Фиг.3 представляет блок-схему, иллюстрирующую принцип настоящего изобретения с двумя логическими сетями, одной, не ориентированной на установление соединений и одной, ориентированной на установление соединения, реализованных в обычной инфраструктуре Эзернет.

Фиг.4 представляет блок-схему, иллюстрирующую отношение между плоскостью управления, не ориентированной на установление соединения, и плоскостью управления, ориентированной на установление соединения, а также процедуру коммутации в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг.5 представляет блок-схему, иллюстрирующую последовательность этапов процедуры коммутации, используемой для транспортировки как не ориентированной на установление соединения, так и ориентированной на установление соединения.

Фиг.6 представляет блок-схему, иллюстрирующую вариант осуществления настоящего изобретение, в котором плоскость управления, ориентированная на соединение, реализована в отдельном узле управления (CN, УУ).

Фиг.7 представляет блок-схему, иллюстрирующую способ, предназначенный для конфигурирования сети, которая работает в соответствии с принципами настоящего изобретения.

Фиг.8 представляет блок-схему, которая иллюстрирует первый основной случай использования настоящего изобретения.

Фиг.9 представляет блок-схему, которая иллюстрирует второй случай использования настоящего изобретения, который предназначен для установки виртуальных частных сетей (VPN, ВЧС).

Фиг.10 представляет блок-схему, которая иллюстрирует третий случай использования настоящего изобретения, который предназначен для широкополосного доступа.

Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления

Теперь настоящее изобретение будет описано далее более подробно со ссылкой на сопровождающие чертежи, на которых изображены предпочтительные варианты осуществления. Однако это изобретение может быть осуществлено во многих различных формах, и не должно быть истолковано как ограниченное вариантами осуществления, приведенными в настоящем описании, вместо этого, эти варианты осуществления предоставлены таким образом, что это раскрытие будет полным и завершенным, и будет полностью передавать объем изобретения специалистам в данной области техники. Как будет понятно специалистам в данной области техники, настоящее изобретение может принимать форму вариантов осуществления аппаратного обеспечения, вариантов осуществления программного обеспечения или вариантов осуществления, которые объединяют аспекты программного обеспечения и аппаратного обеспечения.

Настоящее изобретение раскрыто с использованием иллюстраций блок-схем последовательности операций и блок-схем. Будет понятно, что каждая блок-схема (иллюстраций блок-схем последовательности операций и блок-схем) и комбинации блоков, могут быть реализованы с помощью инструкций компьютерных программ. Эти инструкции программ могут быть предоставлены в схему (схемы) процессора в компонентах инфраструктуры сети таким образом, что инструкции, которые выполняются в схеме (схемах) процессора, создают средство, предназначенное для реализации функций, заданных в блоке или блоках. Инструкции компьютерных программ могут быть выполнены с помощью схемы (схем) процессора, чтобы создавать реализованный с помощью компьютера процесс такой, что инструкции, которые выполняются в схеме (схемах) процессора, обеспечивают этапы, предназначенные для реализации функций, заданных в блоке или блоках.

Таким образом, блоки поддерживают комбинации средств, предназначенных для выполнения заданных функций, комбинации этапов, предназначенных для выполнения заданных функций, и программные инструкции, предназначенные для выполнения заданных функций. Также будет понятно, что каждый блок и комбинация блоков может быть реализована с помощью систем, основанных на специализированном аппаратом обеспечении, которые выполняют заданные функции или этапы, или с помощью комбинаций специализированного программного обеспечения и компьютерных инструкций.

В первых реализациях Эзернет множество станций часто было соединено в конфигурации шины с общим сегментом, сформированным с помощью коаксиального кабеля. Современная сеть Эзернет использует проводную линию в виде скрученной пары или волоконную оптику для соединения станций в радиальной конфигурации. Вместо использования совместной среды для множества станций в настоящее время ее часто заменяют коммутируемой Эзернет со специализированным сегментом для каждой станции. Специализированные сегменты соединяются с коммутатором, который также может быть соединен с другими коммутаторами. Пример коммутируемой сети 10 Эзернет проиллюстрирован на фиг.1, на которой несколько станций 11 соединены посредством специализированных сегментов 12 с коммутаторами 13 Эзернет. Коммутаторы Эзернет выполнены с возможностью считывания кадров Эзернет из станций или других коммутаторов, и на основании информации в кадре передачи каждого кадра через соответствующий сегмент.

В сетях Эзернет подуровень управления доступом к среде (МАС, УДС) отвечает за пакетирование данных, передаваемых в кадрах, которые собирают в соответствии с заданным форматом пакета Эзернет. Фиг.2 иллюстрирует формат типичного кадра 21 Эзернет. Кадр 21 содержит следующие поля:

преамбула 22а, состоящая из 7 октетов (байт), которая является чередующимся шаблоном единиц и нулей, который сообщает принимающей станции, что кадр поступает,

ограничитель 22b начала кадра, состоящий из 1 октета, который является последовательностью 10101011 и указывает начало кадра,

адрес 23 назначения, состоящий из 6 октетов, который идентифицирует посылающую станцию,

адрес 24 источника, состоящий из 6 октетов, который идентифицирует посылающую станцию,

тип 25, состоящий из 2 октетов, указывает тип посылаемого кадра из нескольких выбираемых типов кадров,

данные 26, состоящие из 42-1500 октетов, содержат передаваемые или принимаемые информационные бит данных,

последовательность 27 проверки кадра, состоящая из 4 октетов, является последовательностью бит, которые используются для исправления испорченных кадров.

Кадр 21 Эзернет также содержит дополнительное необязательное поле тега 28 VLAN, ВЛС (виртуальная локальная сеть) из 4 октетов, которое используется при создании виртуальных ЛС на основе Эзернет.

Коммутатор Эзернет содержит таблицу коммутации, которая указывает, на каких выходных портах коммутаторов должен быть выведен кадр, в зависимости от информации в одном или нескольких полях адреса кадра. Обычно кадры коммутируют на основании содержимого поля адреса назначения, но многие коммутаторы Эзернет также поддерживают коммутацию на основании содержимого других полей или комбинаций полей, таких как поле адреса источника или тег ВЛС. В традиционной сети Эзернет таблицами коммутации управляют с помощью плоскости управления, которая делает возможным транспортировать кадры в режиме, не ориентированном на установление соединения.

Настоящее изобретение предоставляет новую плоскость, ориентированную на установление соединения, которая может работать в инфраструктуре Эзернет параллельно с традиционной плоскостью управления, не ориентированной на установление соединения, которая может обеспечить сеть Эзернет режимом транспортировки, ориентированным на установление соединения. Плоскость управления, ориентированная на установление соединения в соответствии с изобретением может быть, например, плоскостью управления, подобной МКМ. Посредством плоскости управления, ориентированной на установление соединения, большинство признаков МКМ в областях конструирования трафика, КО и защиты маршрута также могут поддерживаться в сетях Эзернет.

Настоящее изобретение дает возможность использования коммутационного аппаратного обеспечения Эзернет предшествующего уровня техники для транспортировки трафика в режиме, ориентированном на установление соединения, параллельно или вместо традиционного режима транспортировки, не ориентированного на установление соединения. Коммутационное аппаратное обеспечение Эзернет может быть использовано без изменений транспортировки, ориентированной на установление соединения, поскольку, в соответствии с настоящим изобретением, не требуется, чтобы кадр Эзернет был изменен, и коммутация, по-прежнему, основана на информации в заданном поле кадра Эзернет, обычно поле адреса назначения. Однако настоящее изобретение расширяет семантику этого поля с помощью резервирования подмножества доступного адресного пространства для меток маршрута. Новая метка маршрута Эзернет используется для той же самой цели, что и, например, метка маршрута МКМ, т.е., чтобы идентифицировать коммутируемый маршрут метки, ориентированный на установление соединения. Метка маршрута работает в качестве идентификатора, который дает возможность плоскости управления, ориентированной на установление соединения, совершенствовать технологию Эзернет с помощью введения множества признаков, ориентированных на установление соединения, обычно предлагаемых МКМ и АРП.

Фиг.3 схематически иллюстрирует предпочтительный вариант осуществления и принцип настоящего изобретения. Фигура иллюстрирует обычную инфраструктуру 30 Эзернет, включающую в себя коммутаторы 31 Эзернет, построенные с помощью традиционного программного обеспечения Эзернет, и граничные устройства маршрутизации, которые соединяют инфраструктуру Эзернет с другими инфраструктурами посредством интерфейсов 32 инфраструктуры. В соответствии с настоящим изобретением, как сеть 34, не ориентированная на установление соединения, так и сеть 35, ориентированная на установление соединения, может быть реализована в обычной инфраструктуре 30 Эзернет. Сеть 34, не ориентированная на установление соединения, работает как традиционная сеть Эзернет, и ею управляют с помощью плоскости 36 управления, не ориентированной на установление соединения, и она имеет канальный интерфейс 33а, не ориентированный на установление соединения (CLBI, КИНОУС). Сеть 35, ориентированная на установление соединения, работает как традиционная сеть Эзернет, и ею управляют с помощью плоскости 37 управления, ориентированной на установление соединения, и она имеет канальный интерфейс 33b, ориентированный на установление соединения (CОBI, КИОУС). Фиг.3 также схематически иллюстрирует кадр 21 Эзернет, который используется для транспортировки данных в инфраструктуре Эзернет. Один и тот же формат пакета используется, независимо от того, транспортируется ли кадр с помощью средства режима, не ориентированного на установление соединения, в сети 34, не ориентированной на установление соединения, или с помощью средства режима, ориентированного на установление соединения, в сети 35, ориентированной на установление соединения. Каждый кадр 21 включает в себя поле 23 адреса назначения, содержимое которого определяет, как коммутаторы Эзернет коммутируют кадр.

Доступное адресное пространство 38 Эзернет, т.е. множество комбинаций бит, которые могут содержаться в поле адреса назначения, схематически проиллюстрированы на фиг.3 и обозначены с помощью ссылочного номера 38. Доступное адресное пространство 38 в соответствии с настоящим изобретением разделено между сетью 34, не ориентированной на установление соединения, и сетью 35, ориентированной на установление соединения. Иначе говоря, первое подмножество 38а комбинаций бит образует адреса назначения, которые связаны с транспортировкой, не ориентированной на установление соединения, а второе подмножество 38b комбинаций образует метки маршрута, ориентированного на установление соединения, которые связаны с транспортировкой, ориентированной на установление соединения. Плоскость 36 управления, не ориентированная на установление соединения, управляет первым подмножеством 38а адресного пространства 38 посредством интерфейса 39а управления, не ориентированного на установление соединения (CLCI, ИУНОУС), в то время как плоскость 37 управления, ориентированная на установление соединения, управляет вторым подмножеством 38b посредством интерфейса 39b управления, как будет объяснено более подробно ниже.

Фиг.4 представляет схему, которая иллюстрирует процедуру коммутации и связи между плоскостью 36 управления, не ориентированной на установление соединения и плоскостью 37 управления, ориентированной на установление соединения, фиг.3 более подробно. Содержимое поля 23 адреса назначения кадра 21 Эзернет используют в качестве индекса поиска для элемента в таблице 40 коммутации коммутатора 31 Эзернет, который принимает кадр. Этот элемент хранит выходной порт коммутатора, в который должен быть передан кадр Эзернет. Следовательно, плоскости управления управляют передачей кадров Эзернет с помощью назначения выходного порта для каждого индекса поиска. В случае кадра, не ориентированного на установление соединения, индекс поиска является традиционным адресом УДС, а, в случае кадра, ориентированного на установление соединения, индекс поиска является меткой маршрута, например меткой МКМ.

Администратор 41 индекса поиска назначает не перекрывающиеся подмножества 38а, 38b адресного пространства 38 из 48 бит для плоскостей 36, 37 управления. Таким образом, каждая таблица 40 коммутации разделена на область 40а, не ориентированную на установление соединения, и область 40b, ориентированную на установление соединения. Каждый кадр 21 Эзернет, который вносят в сеть, связан с конкретной плоскостью управления, которая управляет службой переноса для кадра. Кадру также назначают индекс поиска из подмножества адресного пространства, которое назначено для плоскости управления. Следовательно, имеется отношение “один к одному” между конкретным индексом поиска в поле 23 адреса назначения кадра 21 Эзернет и конкретной плоскостью 36 или 37 управления, которая управляет соответствующим элементом в таблице 40 коммутации. Этот элемент описывает действие коммутации, выполняемое относительно кадра, т.е. передачу в конкретный выходной порт.

Используя администратора 41 индекса поиска в соответствии с настоящим изобретением, не требуется никакая явная информация в кадре Эзернет, относительно того, с какой плоскостью 36, 37 управления связан конкретный кадр. Эта информация подразумевается индексом поиска в кадре Эзернет и назначением не перекрывающихся подмножеств адресного пространства из 48 бит.

Пунктирные линии на фиг.4 указывают функциональные блоки, которые необходимы дополнительно к традиционным функциям коммутации Эзернет, для того чтобы реализовать настоящее изобретение. Этими блоками являются плоскость 37 управления, ориентированная на установление соединения, и администратор 41 индекса поиска. Эти блоки обычно были бы реализованы в программном обеспечении, таким образом, давая возможность повторного использования традиционного аппаратного обеспечения Эзернет.

Как упомянуто выше, не требуется никаких изменений в традиционном формате кадра Эзернет. Единственной модификацией является интерпретация шаблона бит в поле 23 адреса назначения: его либо интерпретируют как традиционный адрес УДС, либо как метку маршрута, в зависимости от того, к какому подмножеству адресного пространства 38а, 38b он принадлежит.

Действие коммутации, выполняемое относительно кадра 21 Эзернет, следует процедуре, используемой в традиционном аппаратном обеспечении Эзернет, независимо от того, транспортируют ли кадр способом, не ориентированным на установление соединения, или ориентированным на установление соединения.

Процедура изображена в общих чертах на фиг.4 и фиг.5 следующим образом:

Этап 51: Считать индекс поиска в поле 23 адреса назначения.

Этап 52: Найти соответствующий элемент в таблице 40 коммутации.

Этап 53: Передать кадр в выходной порт в элементе таблицы коммутации.

Процедура записи элементов в таблице 40 коммутации является той же самой для плоскости 37 управления, ориентированной на установление соединения, что и для традиционной плоскости 36 управления, ориентированной на установление соединения. В обоих случаях это является вопросом ввода индекса поиска из 48 бит в соответствующего выходного порта. Следовательно, не требуется никаких изменений в аппаратном обеспечении таблицы коммутации.

В общем случае администратор 41 индекса поиска может назначать не перекрывающиеся подмножества 38а, 38b адресного пространства для произвольного числа плоскостей управления. Например, могло бы быть несколько плоскостей управления, ориентированных на установление соединения, и не ориентированных на установление соединения, работающих параллельно, причем каждая использует отдельные протоколы маршрутизации. Кроме того, нет необходимости в том, чтобы выделенное подмножество состояло из последовательных индексов поиска.

В варианте осуществления, изображенном на фиг.3 и фиг.4, коммутация основана на содержимом поля адреса назначения. Если аппаратное обеспечение поддерживает коммутацию, основанную на содержимом других полей, таких как поле 24 адреса источника или тег 28 ВЛС, тогда адресное пространство этих полей может быть разделено в соответствии с настоящим изобретением таким образом, чтобы дать возможность транспортировки различных пакетов с помощью различных режимов транспортировки. Следовательно, если аппаратное обеспечение поддерживает коммутацию, основанную на поле адреса источника, тогда альтернативный вариант осуществления настоящего изобретения может использовать содержимое поля адреса источника, чтобы определить, должен ли кадр быть переданным способом, не ориентированным на установление соединения, или ориентированным на установление соединения. Альтернативный вариант осуществления работает способом, аналогичным варианту осуществления, описанному на фиг.3 и фиг.4, но коммутаторы основаны на поле адреса источника вместо поля адреса назначения, и разделяет пространство адреса источника вместо пространства адреса назначения.

Кроме того, в общем случае действие коммутации могло бы зависеть от дополнительной информации в кадре Эзернет, такой как идентификационный код ВЛС и бит приоритета. Тогда действие коммутации также включало бы в себя передачу в конкретный выходной буфер, соответствующий конкретному уровню приоритета, и передача также зависела бы от конфигурации ВЛС. Чтобы исключить помеху между трафиком, принадлежащим разным плоскостям управления, идентификационные коды ВЛС и уровни приоритета предпочтительно должны быть назначены не перекрывающимся способом для разных плоскостей управления, способом, подобным назначению адресного пространства.

IEEE назначил адресное пространство таким образом, что кадры, связанные с традиционными глобальными уникальными адресами УДС, будут иметь “x0” в качестве первых двух из 48 бит, в то время как локальные адреса, которыми управляют локально, будут иметь “x1” в качестве первых двух бит, где х=0 в случае связи с конкретным устройством и х=1 в случае связи с множеством устройств. В адресном пространстве, которым управляют локально, оператор является свободным назначать адреса УДС и метки маршрута в соответствии с приведенной выше схемой.

Однако, если глобальные уникальные адреса УДС используются плоскостью управления, не ориентированной на установление соединения, адреса аппаратно реализуют в аппаратном обеспечении Эзернет, и, следовательно, они находятся вне управления администратора индекса поиска. Чтобы исключить перекрытие при назначении индексов для плоскости 37 управления, ориентированной на установление соединения, администратор 41 индекса поиска вместо этого должен использовать подмножество адресного пространства, которым управляют локально. Это адресное пространство по определению является не перекрывающимся с адресами, которыми управляют глобально.

Заявитель допускает, что адресное пространство разделено таким образом, что первое подмножество адресов, связанное с плоскостью управления, не ориентированной на установление соединения, содержит адреса, где второй бит последовательности из 48 бит равен 0, а второе подмножество адресов, связанное с плоскостью управления, ориентированной на установление соединения, содержит адреса, где второй бит последовательности из 48 бит равен 1. Кроме того, заявитель допускает, что коммутатор принимает первый пакет, в котором поле адреса назначения считывает “00…” и соответствует адресу назначения узла в сети, а второй пакет, в котором поле адреса назначения считывает “01…” и соответствует метке маршрута, установленного с помощью плоскости управления, ориентированной на установление соединения. Тогда первый пакет будет транспортирован способом, не ориентированным на установление соединения, а второй будет транспортирован способом, ориентированным на установление соединения. Коммутатор будет передавать как первый, так и второй пакет в соответствии с одной и той же процедурой коммутации, как проиллюстрировано с помощью блок-схемы последовательности операций фиг.5, но так как коммутатор передает пакеты на основании разных элементов в таблице коммутации, которыми управляют с помощью разных плоскостей управления, пакеты будут транспортированы с помощью разных режимов транспортировки.

Когда плоскость управления, ориентированная на установление соединения, установила маршрут, она выберет метку маршрута из подмножества адресного пространства, зарезервированного для меток маршрута, назначит метку маршрута маршруту и определит содержимое элементов таблицы коммутации, связанных с меткой маршрута с коммутаторами вдоль маршрута. Пакеты, транспортируемые вдоль установленного маршрута, затем собирают с меткой маршрута, содержащейся в поле адреса назначения.

Заявитель допускает, что новое пространство 38b меток маршрута Эзернет является достаточно большим, чтобы поддерживать метки, которые являются уникальными в домене Эзернет. Таким образом, можно исключить обмен меток, что является требованием для повторного использования существующих аппаратных средств коммутации Эзернет.

Настоящее изобретение предпочтительно реализовано с помощью модификации существующего программного обеспечения коммутатора Эзернет, чтобы ввести плоскость 37 управления, ориентированную на установление соединения, которая может быть плоскостью управления, подобной МКМ. Как объяснено выше, плоскость 37 управления, ориентированная на установление соединения, может управлять таблицами 40 коммутации Эзернет параллельно с плоскость 36 управления, не ориентированной на установление соединения, так как плоскость управления, не ориентированная на установление соединения, управляет элементами, которые связаны с первым подмножеством 38а адресного пространства, в то время как плоскость управления, ориентированная на установление соединения, управляет элементами во втором подмножестве 38b адресного пространства, которое зарезервировано для меток маршрута. Следовательно, коммутатор 31 Эзернет может использовать обе плоскости управления параллельно, причем каждая плоскость управления работает на своей отдельной части адресного пространства Эзернет. Следовательно одна физическая Эзернет может поддерживать две логические сети 34, 35. Одна является не ориентированной на установление соединения и использует традиционные адреса Эзернет, а другая является ориентированной на установление соединения и использует адресное пространство, которое, в соответствии с настоящим изобретением, зарезервировано для меток маршрута.

Из перспективы плоскости управления Эзернет дополненная метками маршрута была бы подобна любой другой сети МКМ. Следовательно, если плоскость управления, ориентированная на установление соединения, в соответствии с настоящим изобретением основана на традиционной плоскости управления Эзернет, потребовались бы только незначительные модификации. Однако должен быть введен протокол новой плоскости управления для распространения информации о метках маршрута между узлами Эзернет. Этот протокол должен быть основан на имеющихся протоколах МКМ, таких как протокол распространения меток или GSMP, УПУК (универсальный протокол управления коммутатором). В качестве альтернативного варианта, плоскость управления, ориентированная на установление соединения, могла бы быть основана на плоскости управления, подобной АРП.

Плоскость управления, ориентированная на установление соединения, могла бы быть реализована распределенным способом таким образом, что каждый узел коммутатора Эзернет обрабатывает сигнальные сообщения управления маршрутизацией из других узлов и управляет обновлением таблиц коммутации.

Плоскость управления, ориентированная на установление соединения, также могла бы быть реализована в отдельном узле управления (УУ) 60, как проиллюстрировано на фиг.6. Тогда плоскость управления взаимодействует со всеми узлами коммутации как с внутренними коммутаторами 61, так и с пограничными коммутаторами 62, через инфраструктуру сети с использованием интерфейса управления, ориентированного на установление соединения (ИУОУС), чтобы обновлять таблицы коммутации. ИУОУС является логическим интерфейсом, а не сетевым интерфейсом. Логические линии 63 связи проиллюстрированы с помощью пунктирных линий на фиг.6, в то время как, физические линии 64 связи проиллюстрированы с помощью непрерывных линий. Вариант осуществления, изображенный на фиг.6, дает возможность отделения через ИУОУС основных функций передачи, реализованных в узлах 61, 62 коммутации, от функций управления сетью, расположенных в узле 60 управления.

Связь между узлом управления и коммутаторами Эзернет необходима, чтобы конфигурировать сеть, ориентированную на установление соединения. Это значит, что необходима связь, перед тем как будут установлены маршруты связи сети, ориентированной на установление соединения. Эта проблема инициализации установления связи для начальной конфигурации сети, ориентированной на установление соединения, может быть решена с помощью использования традиционной автоматически конфигурируемой Эзернет, не ориентированной на установление соединения, реализованной в той же самой физической инфраструктуре. Традиционная Эзернет, не ориентированная на установление соединения, часто содержит функцию, предназначенную для распределенной автоматической конфигурации сети. Следовательно, выгодно, если информация относительно топологии сети, которая собрана с помощью функции автоматической конфигурации сети, не ориентированной на установление соединения, также могла бы быть использована сетью, ориентированной на установление соединения. Если сеть, не ориентированная на установление соединения, поддерживает связь между узлом управления и коммутаторами Эзернет, узел управления может извлекать информацию из коммутаторов о топологии сети и ресурсах линий связи, для того чтобы конфигурировать маршруты, ориентированные на установление соединения. Следовательно, упрощенное управление может быть получено с помощью объединения поддержки для распределенной автоматической конфигурации традиционной Эзернет с инструментами автоматического управления, которые конфигурируют плоскость, ориентированную на установление соединения, через установленные интерфейсы управления.

Фиг.7 представляет блок-схему последовательности операций, которая иллюстрирует этапы, включенные в предпочтительный способ конфигурирования сети, который дает возможность транспортировки, как не ориентированной на установление соединения, так и ориентированной на установление соединения, в соответствии с настоящим изобретением. На первом этапе 71 устанавливают и взаимно соединяют коммутаторы сети. На этапе 72 устанавливают возможность соединения, не ориентированную на установление соединения, на основе поддержки автоматической конфигурации предшествующего уровня техники, такой как самообучающиеся коммутаторы Эзернет и древовидный протокол. После этого устанавливают возможность соединения, не ориентированную на установление соединения, между узлом управления и всеми коммутаторами сети на этапе 73, и узел управления извлекает информацию из коммутаторов о топологии и ресурсах линий связи сети, не ориентированной на установление соединения. На дополнительном этапе 74 узел управления строит карту сети на основании информации из коммутаторов. Наконец, на этапе 75 узел управления устанавливает маршруты, ориентированные на установление соединения, которые, например, соответствуют спецификациям уровня обслуживания (SLS, СУО), продаваемым оператором. Установку маршрутов, ориентированных на установление соединения, выполняют с помощью связи узла управления с коммутаторами с использованием, например, УПУК, чтобы управлять содержимым таблиц коммутации коммутаторов таким образом, что коммутаторы будут передавать соответствующие кадры правильно вдоль маршрутов, ориентированных на установление соединения. После начального конфигурирования узел управления может управлять запросами, переданными операторами, для новых маршрутов, связанных с новыми СУО. Узел управления отслеживает сетевые ресурсы, которые уже зарезервированы для маршрутов, связанных с активными СУО, и выполняет управление доступом с помощью проверки, осталось ли достаточно ресурсов для новых СУО.

Следует заметить, что поскольку в традиционной сети Эзернет отсутствует протокол маршрутизации с механизмом предотвращения цикла, древовидный протокол во время конфигурирования может блокировать некоторые физические линии связи для использования с помощью сети, не ориентированной на установление соединения, для того чтобы предотвратить циклы. Однако, если сеть, ориентированная на установление соединения, обеспечена соответствующим механизмом предотвращения цикла для маршрутов, ориентированных на установление соединения, или, если узел управления имеет полный обзор сети, маршруты, ориентированные на установление соединения, могут использовать линии связи, которые были блокированы для использования с помощью сети, не ориентированной на установление соединения.

Если плоскость управления, ориентированная на установление соединения, распределена в каждый узел коммутации, существующее аппаратное обеспечение коммутатора Эзернет может требовать обновления производительности процессора управления. Преимуществом использования кода управления, который управляет большей частью обработки управления, является то, что это обновление, вероятно, не требуется. Существующие коммутаторы Эзернет тогда требовали бы только незначительной модификации, включающей в себя поддержку для ИУОУС, который предпочтительно реализован посредством модификации программного обеспечения коммутатора.

Резервирование адресного пространства Эзернет для меток маршрута может стать, а может и не стать проблемой стандартизации. Альтернативным решением было бы введение механизма, который обнаруживает адреса Эзернет, используемые для традиционной коммутации, не ориентированной на установление соединения, в рассматриваемой сети Эзернет. Не используемые адреса тогда могли быть заимствованы и использованы для меток маршрута.

Варианты осуществления настоящего изобретения, основанные на инфраструктуре Эзернет, описаны выше. Однако настоящее изобретение не ограничено технологией Эзернет. Изобретение также может быть применено к другим протоколам, не ориентированным на установление соединения, таким как IP. Тогда плоскость управления, ориентированная на установление соединения, управляла бы метками маршрута в заданном поле пакета IP, таком как поле адреса назначения пакета IP, и в таблицах передачи устройств маршрутизации IP способом, аналогичным вариантам осуществления Эзернет, описанным выше. Это давало бы возможность транспортировки пакета IP, ориентированной на установление соединения, параллельно с маршрутизацией IP, не ориентированной на установление соединения, с использованием традиционного формата пакета IP и с использованием традиционных устройств маршрутизации IP с модифицированной плоскостью управления. Подмножество адресного пространства IP тогда должно было бы быть зарезервировано для меток маршрута. Настоящее изобретение также может быть реализовано на основе других протоколов, для которых возможно резервировать подмножество назначенного адресного пространства для меток маршрута.

Предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения включает в себя плоскость управления, ориентированную на установление соединения, которая использует подмножество плоскости управления для МКМ, которая включает в себя механизмы конфигурирования ВЧС.

Основные механизмы в МКМ используют метки. Если плоскость управления, ориентированная на установление соединения, в соответствии с настоящим изобретением должна быть основана на плоскости управления МКМ, тогда концепция для меток маршрута, используемая в соответствии с настоящим изобретением, должна быть подобной концепции меток для МКМ.

Традиционная метка МКМ равна по длине 32 бит заголовка “прокладки”, пакетирующего полезную нагрузку. Метка является уникальной в определенном контексте, например, линии связи или ВЧС. Сложные сетевые структуры могут быть построены с помощью занесения в стек заголовков в нескольких уровнях меток. Самая внешняя метка используется для выбора маршрутов в сети МКМ. Обычно имеется сеть туннелей, называемых маршруты с коммутацией меток (LSP, МсКМ), между всеми крайними узлами в сети провайдера. Каждый МсКМ определен с помощью самой внешней метки виртуального канала МКМ, которую коммутируют в устройстве маршрутизации с коммутацией меток (LSR, УМКМ). Она может быть определена с помощью протоколов маршрутизации, например OSPF (“первыми открываются кратчайшие маршруты”), или протоколов конструирования трафика, например RSVP-TE (протокол резервирования ресурсов). Целью сетки МсКМ является создание оверлейной сети такой, что каждый транзитный участок РЕ-РЕ кажется соединением из одного транзитного участка.

Метки, занесенные в стек, могут быть использованы для организации магистральной сети, когда имеется много МсКМ между узлами. Метки присоединяют в стек с помощью механизма “поместить в стек и извлечь из стека”, используемого, когда заканчивают МсКМ. Может быть много уровней организация магистральной сети.

В соответствии с настоящим изобретением поле адреса назначения в кадре Эзернет, например, может быть использовано в качестве метки маршрута, несмотря на то, что эту метку не обменивают и не коммутируют в сети. Для того чтобы иметь возможность использовать более одной метки, поле адреса назначения может быть разделено на несколько меток. Однако поле адреса назначения равно по длине только 48 бит. Если используются все адреса, которые администрируют локально, для сети, ориентированной на соединение, в соответствии с изобретением, тогда имеются 46 бит, еще содержащие максимум одну метку МКМ.

Это может быть решено с помощью не использования традиционной метки МКМ. Архитектура МКМ дает возможность других определений меток. Метки, используемые в соответствии с настоящим изобретением, могут быть определены с переменной длиной в зависимости от контекста, например, метка, используемая только для организации магистральной сети, может быть очень короткой, в то время как метка, используемая для идентификации ВЧС, может быть длиннее. Поскольку метки не обмениваются при передаче кадров, нет необходимости в стандартизации никаких фиксированных длин меток. Длины меток могут быть вычислены и переданы в виде сигналов между крайними узлами для каждой установки маршрута, ориентированного на установление соединения. Таким образом, несколько меток можно занести в стек в поле адреса назначения, хотя не неограниченное число.

Имеется вопрос возможности масштабирования, включенный при использовании меток, занесенных в стек, в варианте осуществления настоящего изобретения на основании инфраструктуры Эзернет. Обычно передача Эзернет является не агрегированной, таким образом, метки не могут быть использованы для организации магистральной сети трафика. Это значит, что может быть много элементов в таблице коммутации коммутаторов Эзернет. Это можно исключить с помощью использования механизма маскировки в коммутаторе, который обращает внимание только на часть поля адреса назначения. Другой альтернативой является использование поля ВЛС кадра Эзернет в качестве метки маршрута, если аппаратное обеспечение коммутации поддерживает коммутацию на основании поля ВЛС.

Возможность обеспечения транспортировки, ориентированной на установление соединения, в традиционной инфраструктуре, не ориентированной на установление соединения, получаемой с помощью настоящего изобретения, является желательной во многих различных сетевых приложениях. Некоторые примерные случаи использования настоящего изобретения будут описаны более подробно далее.

Основной случай использования настоящего изобретения изображен на фиг.8, которая изображает сеть 81 Эзернет, в которой реализовано настоящее изобретение. Сетью Эзернет, в соответствии с настоящим изобретением, управляют как с помощью плоскости, не ориентированной на установление соединения, так и с помощью плоскости, ориентированной на установление соединения, что дает возможность транспортировки как ориентированной на установление соединения, так и не ориентированной на установление соединения, кадров через сеть, как объяснено выше. Сеть 81 Эзернет содержит несколько внутренних коммутаторов 82 и соединяется с окружающей сетью 83 IP посредством граничных устройств 84 маршрутизации. Настоящее изобретение делает возможным устанавливать маршруты 85, ориентированные на установление соединения, край к краю через сеть 81 Эзернет, чтобы взаимно соединять граничные устройства 84 маршрутизации. Возможность соединения, не ориентированная на установление соединения, сети 81 Эзернет может быть использована для управления сигнализацией во время начального конфигурирования маршрутов 85, ориентированных на установление соединения. Как упомянуто выше, возможность соединения предпочтительно устанавливают с помощью традиционных механизмов автоматической конфигурации Эзернет. Это облегчает конфигурирование по сравнению с сетями, ориентированными на установление соединения, предшествующего уровня техники, в которых каналы управления сигнализацией либо должны быть сконфигурированы вручную, либо должны использовать специальный механизм метасигнализации.

Вторым случаем использования настоящего изобретения является использование его для установки ВЧС (виртуальная частная сеть). Оператор может создавать туннели между удаленными сайтами потребителя, для того чтобы создать ВЧС. Туннели могут быть установлены с помощью маршрутов, которые установлены в сети, которая работает в соответствии с принципами настоящего изобретения, которое, следовательно, делает возможным основать сеть, например, на инфраструктуре Эзернет или IP. Сеть, которая работает в соответствии с принципами настоящего изобретения, может быть выполнена с возможностью предоставления тех же признаков, что и сеть МКМ, относительно возможности переносить различные типы полезной нагрузки и туннелировать различные типы кадров. Следовательно, такая сеть, в которой реализовано настоящее изобретение, может быть использована, чтобы реализовать ВЧС таким же способом, что и обычную сеть МКМ. Поскольку плоскость управления, ориентированная на установление соединения, в соответствии с настоящим изобретением, может быть плоскостью управления, подобной МКМ, может быть возможным устанавливать ВЧС через множество доменов с использованием сигнализации МКМ, как проиллюстрировано на фиг.9. Фиг.9 изображает сеть 91, которая является сетью Эзернет, которая, в соответствии с настоящим изобретением, дополнена плоскостью управления, ориентированной на установление соединения, чтобы дать возможность транспортировки, ориентированной на установление соединения, через сеть. Этот тип сети далее называется сетью Эзернет с коммутацией меток (LSE, ЭКМ). Сеть 91 ЭКМ или домен ЭКМ взаимно соединены с доменом 92 МКМ в соответствии с предшествующим уровнем техники. Может быть создана плоскость 93 управления суперординаты, которая делает возможным создавать ВЧС через домены 91 и 92 МКМ и ЭКМ. Плоскость управления суперординаты предпочтительно не будет знать, являются ли узлы узлами МКМ или ЭКМ. Внутренние коммутаторы между граничными устройствами 94 маршрутизации будут либо коммутатором 95а типа МКМК, коммутатором 95b типа ЭКМ, либо шлюзом 95с с интерфейсом МКМ на одной стороне и интерфейсом ЭКМ на другой стороне. Шлюз 95с построен с помощью плоскости 93 управления суперординаты, рассматриваемой как обычный внутренний коммутатор в сети. Плоскость 93 управления суперординаты может также охватывать множество доменов одинакового типа, например множество доменов ЭКМ.

Третьим примером приложения, в котором может быть выгодным использовать настоящее изобретение, является широкополосная сеть 101 доступа, предназначенная для соединения местных ЛС 102 с содержимым провайдера 103 услуг, как изображено на фиг.10. В настоящем описании заявитель допускает, что широкополосная сеть доступа является сетью ЭКМ. Местные ЛС соединены с пунктом 104 доступа, который является граничным устройством маршрутизации ЭКМ, который действует как собственный узел агрегирования. В пункте доступа имеется шлюз между местными ЛС и маршрутами, установленными через широкополосную сеть доступа в граничный узел 105 доступа. Каждый маршрут является ВЧС, в который отображена каждая местная ЛС. Следовательно, каждая местная ЛС 102 соединена с отдельной ВЧС до граничного узла 105 доступа. Граничный узел 105 доступа соединяет широкополосную сеть 101 доступа с магистралью сети 106 провайдера, которая в настоящем описании, как предполагает заявитель, является доменом МКМ. Кроме того, в настоящем описании заявитель предполагает, что несколько провайдеров 103 информации/услуг соединены с граничными устройствами 107 маршрутизации в магистральной сети 106 провайдера. Каждый провайдер информации/услуг имеет маршрут, установленный из ее граничного устройства 107 маршрутизации в граничный узел 105 доступа. В каждом таком маршруте между граничным устройством 107 маршрутизации и граничным узлом 105 доступа имеются ВЧС от провайдеров 103 информации/услуг в граничный узел 105 доступа. Следовательно, провайдер доступа может устанавливать ВЧС, охватывающие весь маршрут из местной ЛС к провайдеру информации/услуг. Преимуществом использования настоящего изобретения в широкополосной сети доступа является то, что широкополосная сеть 101 доступа может быть основана на совершенно недорогом аппаратном обеспечении, таком как аппаратное обеспечение Эзернет, и может еще обеспечить признаки, ориентированные на установление соединения, такие как признаки ВЧС, которые обычно предлагаются с помощью более дорогого аппаратного обеспечения, специально приспособленного для приложений, ориентированных на установление соединения.

Из вышеприведенного описания стало понятно, что настоящее изобретение делает возможным объединить самые лучшие части технологий, предназначенных для транспортировки, не ориентированной на установление соединения и транспортировки, ориентированной на установление соединения, с помощью предоставления возможности использовать недорогую инфраструктуру традиционной сети, не ориентированной на установление соединения, для реализации сети, ориентированной на установление соединения, которая включает в себя такие признаки, как конструирование трафика, управление КО и защита маршрута. Варианты осуществления настоящего изобретения усовершенствуют технологию Эзернет с помощью дополнения ее существующей плоскости управления плоскостью управления, подобной МКМ. Таким образом, может быть поддержан режим передачи кадра Эзернет, ориентированный на установление соединения, параллельно с традиционным режимом, не ориентированным на установление соединения, в одной и той же традиционной структуре Эзернет.

На чертежах и в описании раскрыты типичные предпочтительные варианты осуществления изобретения и, несмотря на то, что использованы специфические термины, они использованы только в обобщенном и описательном смысле, а не с целью ограничения, причем рамки объема изобретения приведены в следующей формуле изобретения.

Настоящее изобретение относится к системе управления и системам связи, которые делают возможным транспортировать трафик в режиме, ориентированном на установление соединения, с использованием инфраструктуры (30) сети и аппаратного обеспечения традиционной сети (34), не ориентированной на установление соединения. Технический результат состоит в избежании использования относительно дорогих традиционных коммутационных узлов многопротокольной коммутации меток. В соответствии с изобретением традиционную сеть, не ориентированную на установление соединения, дополняют плоскостью (37) управления, ориентированной на установление соединения. Подмножество (38b) адресного пространства (38), которое в сети, не ориентированной на установление соединения, используют для определения адресов назначения, резервируют для транспортировки, ориентированной на установление соединения, и используют для определения меток маршрута. Преимуществом изобретения является то, что недорогая инфраструктура (30) Эзернет может быть использована для реализации сети (35), ориентированной на установление соединения. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 10 ил.

1. Узел сети, содержащийся в системе связи с коммутацией пакетов, содержащей сетевую инфраструктуру для передачи пакетов данных заданного пакетного формата, причем множество адресов, имеющих заданный адресный формат, назначаются сетевой инфраструктуре и, при этом сетевая инфраструктура содержит множество узлов сети, причем первое подмножество упомянутого множества адресов связано с плоскостью управления без установления соединения для обеспечения возможности транспортировки без установления соединения, и управления транспортировкой без установления соединения, пакетов данных через упомянутую сеть, и
второе подмножество упомянутого множества адресов связано с плоскостью управления на основе соединения для обеспечения возможности транспортировки на основе соединения и управления транспортировкой на основе соединения пакетов данных через упомянутую сеть,
причем узел сети выполнен с обеспечением возможности:
передавать пакет, имеющий адрес, принадлежащий упомянутому первому подмножеству, с помощью режима транспортировки без установления соединения, и
передавать пакет, имеющий адрес, принадлежащий упомянутому второму подмножеству, с помощью режима транспортировки на основе соединения.

2. Узел сети по п.1, в котором плоскость управления без установления соединения выполнена с обеспечением возможности управления содержимым первой части таблицы коммутации узла сети, причем первая часть относится к упомянутому первому подмножеству адресов, и
в котором плоскость управления на основе соединения выполнена с обеспечением возможности управления содержимым второй части таблицы коммутации узла сети, причем вторая часть относится к упомянутому второму подмножеству адресов,
тем самым осуществляют управление рядом элементов, связывающих ряд упомянутых адресов с соответствующим выходным местоположением узла сети, обеспечивая возможность для узла сети передавать пакет к выходному местоположению, связанному с адресом пакета.

3. Узел сети по п.2, в которой плоскость управления без установления соединения и плоскость управления на основе соединения выполнены с обеспечением возможности управления содержимым таблицы коммутации узла сети посредством принятия решения, какой выходной порт узла сети с каким адресом должен быть связан в таблице коммутации узла сети, тем самым обеспечивают возможность узлу сети выводить пакеты в выходной порт, который связан в таблице коммутации узла сети с адресом пакета.

4. Узел сети по любому из пп.1-3, в котором адрес упомянутого второго подмножества адресов представляет метку маршрута соединения между узлом сети и узлом назначения или метку маршрута соединения между узлом источника и узлом сети, установленного с помощью плоскости управления на основе соединения.

5. Узел сети по любому из пп.1-4, в котором упомянутая сеть с коммутацией пакетов является сетью Ethernet, причем упомянутый заданный пакетный формат является форматом кадра (21) Ethernet, а упомянутый заданный адресный формат является форматом одного из: поля адреса назначения, поля адреса источника или тега виртуальной локальной сети (ВЛС) кадра Ethernet.

6. Узел сети по п.5, в котором упомянутая сеть Ethernet включает в себя функцию автоматической конфигурации для автоматического конфигурирования сети без установления соединения, и в которой упомянутая плоскость управления на основе соединения, выполнена с обеспечением возможности конфигурирования сети на основе соединения в упомянутой сети Ethernet на основании информации о сети, полученной с помощью упомянутой функции автоматической конфигурации.

7. Узел сети по любому из пп.1-4, в котором упомянутая сеть с коммутацией пакетов является сетью IP, упомянутый заданный пакетный формат является форматом пакета IP, а упомянутый заданный адресный формат является форматом адреса IP.

8. Узел связи по любому из пп.1-7, в котором плоскость управления на основе соединения основана на плоскости управления типа многопротокольной коммутации меток (МКМ).

9. Узел сети по любому из пп.1-8, в котором упомянутые плоскость управления без установления соединения и плоскость управления на основе соединения реализованы посредством программных инструкций, доступных для чтения с помощью компьютера.

10. Способ в системе связи с коммутацией пакетов, содержащей множество узлов сети, для передачи пакетов данных заданного пакетного формата, в котором
набор адресов, имеющих заданный адресный формат, назначается сети, и в котором
плоскость управления без установления соединения является обеспечивающей возможность и управляющей транспортировкой без установления соединения пакетов данных через упомянутую сеть, и
плоскость управления на основе соединения является обеспечивающей возможность и управляющей транспортировкой на основе соединения пакетов данных через упомянутую сеть,
при этом первое подмножество упомянутого множества адресов связано с плоскостью управления без установления соединения, а второе подмножество упомянутого множества адресов связано с плоскостью управления на основе соединения,
при этом способ содержит этапы, на которых
передают через сеть пакет, имеющий адрес, принадлежащий упомянутому первому подмножеству, с помощью режима транспортировки без установления соединения, и
передают через сеть пакет, имеющий адрес, принадлежащий упомянутому второму подмножеству, с помощью режима транспортировки на основе соединения.

11. Способ по п.10, в котором плоскость управления без установления соединения выполнена с обеспечением возможности управления содержимым первой части таблицы коммутации узла сети, причем первая часть относится к упомянутому первому подмножеству адресов, и
в которой плоскость управления на основе соединения выполнена с обеспечением возможности управления содержимым второй части таблицы коммутации, причем вторая часть относится к упомянутому второму подмножеству адресов,
способ дополнительно содержит этап, на котором осуществляют управление рядом элементов, связывающих ряд упомянутых адресов с соответствующим выходным местоположением узла сети, обеспечивая возможность для узла сети передавать пакет к выходному местоположению, связанному с адресом пакета.

12. Способ по п.11, дополнительно содержащий этапы, на которых плоскость управления без установления соединения и плоскость управления на основе установления соединения выполнены с возможностью управления содержимым таблицы коммутации узла сети посредством принятия решения, какой выходной порт узла сети с каким адресом должен быть связан в таблице коммутации узла сети, и
узел сети выполнен с возможностью вывода пакетов в выходной порт, который связан в таблице коммутации узла сети с адресом пакета.

13. Способ по любому из пп.11 и 12, в котором адрес упомянутого второго подмножества адресов представляет метку маршрута соединения между узлом сети и узлом назначения или метку маршрута соединения между узлом источника и узлом сети, установленного с помощью плоскости управления на основе соединения.

14. Способ по любому из пп.10-13, в котором упомянутая сеть с коммутацией пакетов является сетью Ethernet, причем упомянутый заданный пакетный формат является форматом кадра Ethernet, а упомянутый заданный адресный формат является форматом одного из:
поля адреса назначения, поля адреса источника или тега виртуальной локальной сети (ВЛС) кадра Ethernet.

15. Способ по п.14, в котором упомянутая сеть Ethernet включает в себя функцию автоматической конфигурации для автоматического конфигурирования сети без установления соединения, и в которой упомянутая плоскость управления на основе соединения выполнена с обеспечением возможности конфигурирования сети на основе соединения в упомянутой сети Ethernet, на основании информации о сети, полученной с помощью функции автоматической конфигурации.

16. Способ по любому из пп.10-13, в котором упомянутая сеть с коммутацией пакетов является сетью IP, упомянутый заданный пакетный формат является форматом пакета IP, а упомянутый заданный адресный формат является форматом адреса IP.

17. Способ по любому из пп.10-16, в котором плоскость управления на основе соединения основана на плоскости управления типа многопротокольной коммутации меток (МКМ).

18. Способ по любому из пп.10-17, в котором, по меньшей мере, одна из упомянутых плоскостей управления без установления соединения и на основе соединения реализована в узле управления, причем узел управления выполнен с обеспечением возможности соединения с узлом сети посредством, по меньшей мере, одного сигнального интерфейса.

19. Способ по любому из пп.10-17, в котором, по меньшей мере, одна из упомянутых плоскостей управления без установления соединения и на основе соединения распределена между узлами сети.

20. Способ по любому из пп.10-19, в котором упомянутые плоскости управления без установления соединения и на основе соединения реализованы посредством программных инструкций, доступных для чтения с помощью компьютера.