專利名稱：用于對通信設(shè)備進(jìn)行自動配置的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于在邏輯網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)對通信設(shè)備進(jìn)行自動配置的方法。
為了對面向分組的網(wǎng)絡(luò)(在專業(yè)領(lǐng)域里通常也被稱為“LAN”，局域網(wǎng))進(jìn)行邏輯分割，公開了所謂的虛擬LAN的組織形式。
虛擬LAN或VLAN由一組網(wǎng)絡(luò)節(jié)點構(gòu)成，這些網(wǎng)絡(luò)節(jié)點在獨立的域或者“廣播區(qū)域”內(nèi)聯(lián)結(jié)起來。網(wǎng)絡(luò)節(jié)點是否屬于VLAN并不依賴于該網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的地理位置。它只是通過軟件配置來確定并且當(dāng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點應(yīng)該被分配給新的工作組時，可以被更改。
如果一個虛擬LAN應(yīng)擴(kuò)展多個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點設(shè)備，則有利的是為在所交換的數(shù)據(jù)包中標(biāo)識目的地和源的MAC地址(“媒體訪問控制”)擴(kuò)充虛擬LAN的標(biāo)識號碼。該標(biāo)識號碼大多數(shù)情況下被稱為VLAN號碼或“VLAN ID”或“虛擬LAN標(biāo)識號碼”。
借助被稱為“幀標(biāo)記(Frame Tagging)”的方法，標(biāo)識VLAN的VLAN ID作為所謂的“標(biāo)記”被設(shè)置在MAC包的類型字段之后。該方法在IEEE 802.1Q中被標(biāo)準(zhǔn)化并且將一個字寬用于12比特的標(biāo)記。由此，理論上得出用于VLAN ID的值0-4095。在802.1Q網(wǎng)絡(luò)中，出于兼容性原因，沒有標(biāo)記的MAC包可以繼續(xù)被交換。這些沒有標(biāo)記的MAC包被分配具有在1至4095之間的值的VLAN ID。沒有標(biāo)記的MAC包被分配給所謂的“本地VLAN”。此外，用值為0(零)的VLAN ID標(biāo)記的數(shù)據(jù)包同樣被分配給該本地VLAN。在本說明書中，概念“標(biāo)記”和“標(biāo)識號碼”不但包括具有在0和4095之間的VLAN ID值的標(biāo)記的情況，而且還包括具有同樣權(quán)利的可能性，即MAC包未被標(biāo)記。
虛擬LAN的一種實施形式是所謂的基于端口的VLAN。在此，VLAN在一個IP子網(wǎng)內(nèi)(“因特網(wǎng)協(xié)議”)或者跨越多個IP子網(wǎng)，并且被映射到網(wǎng)絡(luò)節(jié)點設(shè)備的多個端口(“Port”)上。網(wǎng)絡(luò)節(jié)點設(shè)備通常作為所謂的“交換機(jī)”被構(gòu)建，交換機(jī)到端口的映射也被稱為“交換機(jī)端口映射”。
虛擬LAN的一種應(yīng)用在面向分組地進(jìn)行通信的電話組件連接到VoIP通信網(wǎng)絡(luò)(“Voice over IP”)上時給出。具有預(yù)給定的VVID(“Voice VLAN ID”)的通信設(shè)備、例如VoIP電話通常連接到交換機(jī)上。借助名稱“Voice VLAN ID”已經(jīng)表明，被分配給該VLAN ID的VLAN主要為連接電話組件而保留。
另外，至交換機(jī)的連接對于VLAN的設(shè)備來說并不一定是必需的。替代基于端口的虛擬LAN，也可以設(shè)想沒有被分配交換機(jī)的VLAN。
被分配給一個VLAN的通信設(shè)備在其側(cè)可以包括例如布置在內(nèi)部的交換機(jī)。該內(nèi)部交換機(jī)用于將計算機(jī)系統(tǒng)連接到該通信設(shè)備上，以保證利用一條公共的數(shù)據(jù)線的數(shù)據(jù)處理服務(wù)以及通信服務(wù)的數(shù)據(jù)交換。因此這種布置通常又被稱為概念“單線至桌面(Single Wire toDesk)”。
通信設(shè)備通常通過借助標(biāo)識號碼(VVID)來標(biāo)記的數(shù)據(jù)包、即“加標(biāo)記的幀”來進(jìn)行通信，而連接在其上的計算機(jī)系統(tǒng)通常使用“未加標(biāo)記的幀”、即不包含標(biāo)識號碼(VVID或VLAN ID)的數(shù)據(jù)包。
接下來從交換機(jī)的通常的端口配置出發(fā)，其中只有未被標(biāo)記的數(shù)據(jù)包以及被標(biāo)記的具有僅為該端口而設(shè)置的VVID的數(shù)據(jù)包被轉(zhuǎn)發(fā)。為了使通信設(shè)備開始運(yùn)作，例如可以將該通信設(shè)備連接到該交換機(jī)的端口上。被分配給VLAN的、例如為該端口設(shè)置的VVID可以在該通信設(shè)備中被配置，因為交換機(jī)將所有不包含為所連接的端口而設(shè)置的VVID的數(shù)據(jù)包丟棄。沒有包含VVID的標(biāo)記的數(shù)據(jù)包是為與計算單元的數(shù)據(jù)通信而保留的并且同樣經(jīng)過交換機(jī)。
在多個通信設(shè)備第一次開始運(yùn)作時，通信系統(tǒng)中的每個通信設(shè)備上的VVID的配置是費時間的措施。此外，在將通信設(shè)備搬移至其它連接位置時，該配置必須重新進(jìn)行，因為每個接線插座一般都被分配給具有分別不同的VVID的其它交換機(jī)端口。手工配置是一個復(fù)雜的過程，它與高的人力投入和時間花銷相關(guān)聯(lián)。因此，為了更合理地開始運(yùn)作，應(yīng)力求在基于端口的虛擬LAN中自動配置通信設(shè)備的VVID或面向分組地進(jìn)行通信的終端設(shè)備的VLAN ID。
從US美國公開文獻(xiàn)US 2002/0003801 A1中已經(jīng)公開了一種用于在虛擬LAN中自動配置VLAN ID的方法。與交換機(jī)相連接的通信端點發(fā)送用所選擇的VLAN ID來標(biāo)記的確認(rèn)消息給交換機(jī)，并且等待應(yīng)答消息。如果沒有來自交換機(jī)的應(yīng)答消息到達(dá)，則所選擇的VLAN ID被標(biāo)記為無效，并且以其它的VLAN ID重復(fù)該過程，直到來自交換機(jī)的對這種確認(rèn)消息的應(yīng)答消息到達(dá)。為該確認(rèn)消息所選擇的VLAN ID被標(biāo)記為對于該基于端口的VLAN來說是有效的，并且用該VLAN ID對該通信端點進(jìn)行配置。為了通過通信端點選擇待檢驗的VLAN ID，使用GVRP消息(“GARP VLAN注冊協(xié)議”，其中GARP表示“通用屬性注冊協(xié)議”)中的信息，該信息由交換機(jī)以周期性的時間間隔發(fā)送給所有連接在其上的端點。該GVRP消息包括所有連接在交換機(jī)上的通信端點的VLAN ID。
該方法尤其具有以下缺點，即在此情況下交換機(jī)必須被構(gòu)建成具有用于處理GVRP消息的控制邏輯。另外一個缺點在于在配置階段期間由于不同VLAN ID的“順序測試”的必要性而導(dǎo)致的增加的數(shù)據(jù)交換。
本發(fā)明的任務(wù)在于，提供用于在虛擬的面向分組的網(wǎng)絡(luò)中對通信設(shè)備進(jìn)行自動配置的方法，在其應(yīng)用中避免上述的缺點。
該任務(wù)的一種解決方案通過具有權(quán)利要求1的特征的方法來實現(xiàn)。
根據(jù)本發(fā)明，配置消息的發(fā)送由位于子網(wǎng)之外的網(wǎng)絡(luò)單元來進(jìn)行。該子網(wǎng)例如可以被理解為面向分組的網(wǎng)絡(luò)、例如“局域網(wǎng)”LAN之內(nèi)的域。該網(wǎng)絡(luò)單元例如作為獨立的服務(wù)器單元存在，或者以能夠運(yùn)行的程序的形式存在于被任意定位的通信單元上。通信設(shè)備被分配給一個虛擬網(wǎng)絡(luò)。在此情況下，該虛擬網(wǎng)絡(luò)至少部分地在該子網(wǎng)中延伸，并且因此也可以替代地在多個子網(wǎng)上延伸。配置消息首先被發(fā)送至管理該子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點設(shè)備(通常是所謂的層3交換機(jī)(Ebene-3-Switch)或路由器)。在此情況下，該子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)地址作為該配置消息的目的地地址被輸入。該網(wǎng)絡(luò)地址例如以“定向廣播”格式輸入。通過配置消息中作為目的地輸入的由網(wǎng)絡(luò)節(jié)點設(shè)備管理的子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)地址來指示該網(wǎng)絡(luò)節(jié)點設(shè)備，將該配置消息以廣播消息的形式發(fā)送至該虛擬網(wǎng)絡(luò)，其中在所謂的、下面進(jìn)一步闡述的802.1Q干線上在通過路由器或交換機(jī)將配置消息作為廣播消息轉(zhuǎn)發(fā)至虛擬網(wǎng)絡(luò)的過程中，當(dāng)VVID與在IEEE 802.1Q中定義的干線的所謂的“本地”VLAN不一致時，用為該虛擬網(wǎng)絡(luò)而設(shè)置的標(biāo)識號碼來補(bǔ)充該廣播消息。該廣播消息由通信設(shè)備接收并且進(jìn)行處理。在該處理中，一同被發(fā)送的標(biāo)識號碼被讀出，并且用該標(biāo)識號碼對該通信設(shè)備進(jìn)行配置。
在以下方面可以看出本發(fā)明方法的一個重要優(yōu)點，即對于已經(jīng)存在的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點設(shè)備來說，為了應(yīng)用本發(fā)明方法，無需附加的任務(wù)或處理步驟。將配置消息轉(zhuǎn)化為廣播消息以及使用標(biāo)識號碼的方法步驟都屬于這種例如作為路由器被構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點設(shè)備的常用的處理步驟。
本發(fā)明方法的優(yōu)點此外還在于用于管理配置消息的內(nèi)容或者用于傳送該配置消息的中央位置。在此情況下，配置消息本身不必在子網(wǎng)或虛擬網(wǎng)絡(luò)中被生成，而是可以在其它路由器的參與下通過整個面向分組的網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)接至網(wǎng)絡(luò)節(jié)點設(shè)備以及最終轉(zhuǎn)接至通信設(shè)備。
在以下方面可以看出本發(fā)明方法的另一個優(yōu)點，即為了對一個VLAN的所有通信設(shè)備進(jìn)行自動配置，僅僅需要一個單個的配置消息。由于每個通信設(shè)備的請求消息和應(yīng)答消息而使網(wǎng)絡(luò)承受負(fù)荷的通信由此成為多余。
本發(fā)明方法的另一個優(yōu)點在建立新的通信系統(tǒng)的情況下在最初安裝所有通信終端設(shè)備時產(chǎn)生。本發(fā)明方法保證每個終端設(shè)備的配置除了該設(shè)備的裝配之外無需手工介入。
本發(fā)明的有利的改進(jìn)方案在從屬權(quán)利要求中說明。
尋址有利地通過定向廣播網(wǎng)絡(luò)地址形式的網(wǎng)絡(luò)地址來進(jìn)行。該措施保證在將網(wǎng)絡(luò)地址分配給所屬的虛擬網(wǎng)絡(luò)時經(jīng)濟(jì)的數(shù)據(jù)管理。因為管理多個子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點設(shè)備作為“定向廣播”消息的接收者在將該“定向廣播”消息轉(zhuǎn)發(fā)到指定的(“定向的”)虛擬網(wǎng)絡(luò)中之前分別用保留的標(biāo)識號碼來標(biāo)記該“定向廣播”消息或者當(dāng)現(xiàn)有的VLAN ID與在802.1Q中定義的端口VLAN ID一致時使其保持未標(biāo)記，并且作為廣播消息轉(zhuǎn)發(fā)到該區(qū)域中，所以保證了待傳送的標(biāo)識號碼的唯一的尋址。
本發(fā)明的一種有利的擴(kuò)展方案設(shè)置了被布置在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點設(shè)備和虛擬網(wǎng)絡(luò)之間的層2網(wǎng)絡(luò)節(jié)點設(shè)備或“交換機(jī)”。更確切地說，該交換機(jī)同樣是這樣定義的虛擬網(wǎng)絡(luò)的組成部分。該交換機(jī)的一個優(yōu)點是保證規(guī)定的轉(zhuǎn)換接口(Uebergabeschnittstelle)，結(jié)合用戶結(jié)構(gòu)的拓?fù)浞桨?，虛擬網(wǎng)絡(luò)通過該接口共同地經(jīng)由專用的路由器上行鏈路與整個網(wǎng)絡(luò)相連接。有利地，為了實施本發(fā)明方法，無需對標(biāo)準(zhǔn)化的交換機(jī)提出任何要求，特別是不必在該交換機(jī)上定義特定的處理步驟。
在一種優(yōu)選的實施形式中，對于IP子網(wǎng)中的通信終端設(shè)備以及對于所連接的計算單元來說，分別有一個VLAN被覆蓋并且分別被映射(“mapped”)到交換機(jī)的剛好一個端口(“端口”或“交換機(jī)端口”)上。交換機(jī)之間的和通往路由器接口的上行鏈路端口被定義為所謂的Q干線，因此每個不局限于用戶的IP子網(wǎng)的數(shù)據(jù)通信都必須經(jīng)過路由器。在具有802.1Q能力的網(wǎng)絡(luò)單元、即能夠理解VLAN包格式并且能夠讀出包的標(biāo)記“Tag”的設(shè)備之間的連接被稱為“干線”連接。這種干線能夠?qū)崿F(xiàn)在多個VLAN網(wǎng)絡(luò)單元之間的多個VLAN的多路復(fù)用。
有利地只有這樣的數(shù)據(jù)包通過交換機(jī)，這些數(shù)據(jù)包在802.1Q標(biāo)識部分(“報頭”)的標(biāo)記部分“Tag”中包含所設(shè)置的標(biāo)識號碼(VLANID或VVID)。
在本發(fā)明的另一個有利的擴(kuò)展方案中，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點設(shè)備(交換機(jī))具有多個端口單元(Port)，其中根據(jù)所謂的“交換機(jī)端口映射”將具有標(biāo)識號碼或VLAN ID的虛擬網(wǎng)絡(luò)分別分配給每個端口。
具有其它優(yōu)點的實施例和本發(fā)明的擴(kuò)展方案在下面借助附圖進(jìn)行進(jìn)一步的說明。
其中

圖1A示出了用于示意性地表示計算系統(tǒng)和通信單元的布置的結(jié)構(gòu)圖；圖1B示出了用于示意性地表示計算系統(tǒng)和通信單元連接到交換機(jī)上的結(jié)構(gòu)圖；以及圖2示出了用于示意性地表示面向分組的網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)圖。
圖1A示出了通信設(shè)備TP，它例如被實施為VoIP電話(“Voice overInternet Protocol”)TP。內(nèi)部交換機(jī)IS被分配給該通信設(shè)備TP或者(通過點劃線框象征性地表示)是該通信設(shè)備TP的組成部分。來自或通往內(nèi)部交換機(jī)IS的第一連接C1在圖中用較大的線寬示出，以便說明該第一連接C1的雙向數(shù)據(jù)線不僅為通信設(shè)備TP傳輸數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，而且還為計算系統(tǒng)CMP傳輸數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)?；谠撌聦?，第二連接C1通常也被稱為絞合線線路或“干線”。通信設(shè)備TP借助第二連接C2(例如通過內(nèi)部交換機(jī)IS)與計算系統(tǒng)CMP相連接。
以下在進(jìn)一步參考前述各圖的功能單元的情況下對本發(fā)明方法作進(jìn)一步闡述。
圖1B示出了具有所分配的內(nèi)部交換機(jī)IS1的第一通信設(shè)備TP1，該內(nèi)部交換機(jī)通過連接C2與計算系統(tǒng)CMP2相連接。通信設(shè)備TP1通過其內(nèi)部交換機(jī)IS1借助連接C1與交換機(jī)LSW的端口P4相連接。
另一個具有所分配的內(nèi)部交換機(jī)IS3的通信設(shè)備TP3通過連接C4與另一個計算系統(tǒng)CMP4相連接。所述另一個通信設(shè)備TP3通過其內(nèi)部交換機(jī)IS3與交換機(jī)LSW的另一個端口P1相連接。
交換機(jī)LSW包含多個端口單元或端口，在附圖中示出了其中的第一端口P1、第二端口P2、第三端口P3和第四端口P4。另一端口Px例如用于將交換機(jī)連接到一個未被示出的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點設(shè)備、例如另一個交換機(jī)或一個路由器上。在用于根據(jù)圖1B進(jìn)行附圖描述的另外的實施形式中，只考慮第一和第四端口P1、P4的接線。交換機(jī)LSW的其它端口P2、P3、Px可選地與其它未被示出的網(wǎng)絡(luò)單元相連接。連接在端口Px上的干線連接在圖中只是勾畫了一下。
第一虛擬網(wǎng)絡(luò)VLAN1包括兩個通信終端設(shè)備TP1、TP3以及它們的分別被分配的內(nèi)部交換機(jī)IS1、IS3。第二虛擬網(wǎng)絡(luò)VLAN2包括兩個計算單元CMP2和CMP4以及被分別分配給兩個通信終端設(shè)備TP1、TP3的內(nèi)部交換機(jī)IS1、IS3。這兩個虛擬網(wǎng)絡(luò)VLAN1、VLAN2此外還包括交換機(jī)LSW以及其它未被示出的網(wǎng)絡(luò)單元，這些網(wǎng)絡(luò)單元例如與端口Px相連接。為了清楚起見，交換機(jī)LSW以及其它網(wǎng)絡(luò)單元歸屬于相應(yīng)的虛擬網(wǎng)絡(luò)VLAN1、VLAN2在圖1B中沒有以圖畫表示出。
此外為了清楚起見，假設(shè)，在該實施例中具有第一子網(wǎng)的第一虛擬網(wǎng)絡(luò)VLAN1覆蓋具有第二子網(wǎng)的第二虛擬網(wǎng)絡(luò)VLAN2。在技術(shù)實現(xiàn)上，按具體情況也可以使虛擬網(wǎng)絡(luò)VLAN1、VLAN2在多個子網(wǎng)上延伸。
子網(wǎng)定義了在更大的網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)的一個范圍。子網(wǎng)的尋址通過IP地址(“因特網(wǎng)協(xié)議”)借助于子網(wǎng)掩碼(“Subnet-Mask”)來進(jìn)行。該子網(wǎng)掩碼說明網(wǎng)絡(luò)部分延伸至IP地址的第幾位，該IP地址的其它位表征所謂的主機(jī)部分(Hostanteil)。該網(wǎng)絡(luò)部分表示待尋址的網(wǎng)絡(luò)，該主機(jī)部分對該網(wǎng)絡(luò)中的主機(jī)進(jìn)行尋址。IP地址例如借助一個32位的二進(jìn)制數(shù)來給出。為了更容易一目了然，將該二進(jìn)制數(shù)分為四個八位組，每個八位，點被用作分隔符。每四分之一現(xiàn)在還可以被轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)，其中在0和255之間的值都是可能的。網(wǎng)絡(luò)地址是在網(wǎng)絡(luò)中的第一地址，該網(wǎng)絡(luò)也可以是一個子網(wǎng)。該網(wǎng)絡(luò)地址不表示在該網(wǎng)絡(luò)中的主機(jī)，而是整個網(wǎng)絡(luò)。不可能存在擁有這個地址的網(wǎng)絡(luò)單元。
以下例如從就延伸范圍而言與第一虛擬網(wǎng)絡(luò)VLAN1相同的第一子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)地址10.1.1.0出發(fā)，其中該子網(wǎng)中的主機(jī)部分例如被限制于最后一個八位組，因此所屬的子網(wǎng)掩碼可以以255.255.255.0給出。
以下對第一虛擬網(wǎng)絡(luò)VLAN1進(jìn)行更詳細(xì)的描述。
在所配置的工作模式中，由通信設(shè)備TP1和TP3通過所謂的“幀標(biāo)記”方法定義了虛擬網(wǎng)絡(luò)VLAN1。為此，通信設(shè)備TP1在所配置的工作模式中與交換機(jī)LSW交換數(shù)據(jù)包，在這些數(shù)據(jù)包中，標(biāo)識目的地和源的MAC地址(“媒體訪問控制”)擴(kuò)展了12位長的根據(jù)IEEE 802.1Q標(biāo)準(zhǔn)化的標(biāo)記(“Tag”)。該標(biāo)記在該情況下包含在此定義的VLAN的標(biāo)識號碼，并且由于通信設(shè)備TP的實時通信特性也稱為Voice VLANID(“VVID”)。在一般的名稱中，該VLANID也以概念“標(biāo)識號碼”而已知。因為在以下的實施例中虛擬網(wǎng)絡(luò)被考慮用于通信網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)化，所以大多數(shù)情況下使用名稱VVID。
與被標(biāo)記的數(shù)據(jù)包通過通信設(shè)備的交換相反，計算系統(tǒng)CMP2與交換機(jī)LSW交換未被標(biāo)記的數(shù)據(jù)包(“未加標(biāo)記的幀”)。這些未被標(biāo)記的數(shù)據(jù)包主要是為非實時關(guān)鍵的(echtzeit-kritisch)純數(shù)據(jù)通信而保留的。
在通信設(shè)備TP1還未被配置的模式中，該通信設(shè)備還不了解在其虛擬網(wǎng)絡(luò)VLAN1中待用于面向分組的通信的VVID。此外也還沒有為其分配在整個(未被示出的)面向分組的網(wǎng)絡(luò)中有效的網(wǎng)絡(luò)地址或IP地址(“因特網(wǎng)協(xié)議”)。這種模式不僅在通信設(shè)備TP1第一次開始運(yùn)作時、而且在通信設(shè)備TP1重新啟動之后或在通信設(shè)備TP“轉(zhuǎn)插”到交換機(jī)LSW的其它端口P1、P2、P3之一上之后出現(xiàn)。
在不了解有效的VVID的情況下也不可能實現(xiàn)給未被示出的分配IP地址的計算機(jī)的請求消息，因為交換機(jī)LSW1一方面將所有具有與為該虛擬網(wǎng)絡(luò)VLAN1所設(shè)置的VVID不同的VVID的數(shù)據(jù)包丟棄，并且另一方面一般為純數(shù)據(jù)通信而保留未被標(biāo)記的沒有VVID的數(shù)據(jù)包。
以下首先不參照附圖而借助協(xié)議“DHCP”一般地描述IP地址分配。
DHCP協(xié)議(動態(tài)主機(jī)配置協(xié)議)是一種客戶機(jī)/服務(wù)器協(xié)議，它處理IP地址的分配。DHCP協(xié)議用于動態(tài)的和自動的終端設(shè)備配置、例如IP地址的分配。由所連接的DHCP客戶機(jī)在DHCP服務(wù)器處請求相應(yīng)的IP地址。地址從在DHCP服務(wù)器上定義的地址池中提取。在動態(tài)分配的情況下，有效的IP地址被暫時地在一段確定的時間內(nèi)分配給客戶機(jī)。若客戶機(jī)不再需要該IP地址，則服務(wù)器又可以擁有該IP地址并且例如將它分配給其它客戶機(jī)。
DHCP協(xié)議識別多個消息類型，客戶機(jī)和服務(wù)器之間的整個信息交換都借助這些消息類型來控制?？蛻魴C(jī)的請求消息(“DHCPDiscover”)借助向整個網(wǎng)絡(luò)發(fā)送的消息(“Broadcast”)來實現(xiàn)，以便根據(jù)不同的DHCP服務(wù)器來測試網(wǎng)絡(luò)。DHCP服務(wù)器發(fā)送廣播消息或定向消息(“Unicast”)作為應(yīng)答消息(“DHCP Offer”)，在該消息中向客戶機(jī)建議一種配置。若DHCP客戶機(jī)接受所提供的配置參數(shù)，則它借助廣播發(fā)送請求消息(“DHCP-Request”)。接著服務(wù)器借助確認(rèn)消息(“DHCP-Acknowledge”)發(fā)送IP地址和/或可選的其它配置參數(shù)。若客戶機(jī)不再需要該IP地址，則客戶機(jī)發(fā)送釋放消息(“DHCP Release”)給服務(wù)器。確定的消息必須不僅在服務(wù)器側(cè)而且在客戶機(jī)側(cè)作為廣播被發(fā)送，由此所有其它的客戶機(jī)和服務(wù)器都被告知該配置，從而不保留不必要的地址和配置。因為確定的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點設(shè)備一般不轉(zhuǎn)發(fā)非定向的廣播消息，所以還存在“定向的”(“Directed”)廣播消息。然而對于DHCP請求消息的情況，這種不轉(zhuǎn)發(fā)一般不合乎實際情況。
迄今所描述的形式的DHCP方法要求在每個虛擬網(wǎng)絡(luò)中有一個DHCP服務(wù)器，因為不定向的廣播消息一般不越過VLAN邊界傳輸。但是DHCP協(xié)議規(guī)定了通過所謂的DHCP中繼可選地轉(zhuǎn)發(fā)廣播消息。由此每個VLAN只需要一個DHCP中繼，該DHCP中繼在大多數(shù)情況下將廣播消息作為定向消息轉(zhuǎn)發(fā)給一個或多個DHCP服務(wù)器。在此情況下DHCP中繼將自己的端口的地址輸入該消息中，其中在該端口上接收了該廣播消息?，F(xiàn)在DHCP服務(wù)器此外基于該地址來決定它將哪些信息返回。通常該轉(zhuǎn)發(fā)功能由路由器承擔(dān)。
在描述圖2之前，那里的路由器ROU1實現(xiàn)了兩個DHCP中繼功能一個在通往那里的第一虛擬網(wǎng)絡(luò)VLAN1的虛擬端口上，并且一個在通往那里的第二虛擬網(wǎng)絡(luò)VLAN2的虛擬端口上。在轉(zhuǎn)發(fā)未被標(biāo)記的(“untagged”)DHCP消息時，它輸入對那里的第二虛擬網(wǎng)絡(luò)VLAN2來說有效的地址，而它在轉(zhuǎn)發(fā)針對第一虛擬網(wǎng)絡(luò)VLAN1而被標(biāo)記(“tagged”)的DHCP消息之前，將它的對于第一虛擬網(wǎng)絡(luò)VLAN1來說有效的地址輸入DHCP消息的數(shù)據(jù)部分中。
在通信設(shè)備TP1能夠取得IP地址之前，首先需要配置VVID。該配置迄今在大多數(shù)情況下由業(yè)務(wù)技術(shù)員進(jìn)行，他手動地進(jìn)行在(未被示出的)通信系統(tǒng)的每個通信設(shè)備上的VVID的設(shè)置。
用于對通信設(shè)備TP1進(jìn)行自動配置的第一策略在于，存儲最后所使用的、即在虛擬網(wǎng)絡(luò)中有效的VVID。在通信設(shè)備TP1例如由于停電而重新啟動時，則以前的VVID的存儲導(dǎo)致成功；所存儲的VVID被用于給(未被示出的)DHCP服務(wù)器的請求消息。交換機(jī)LSW允許該請求消息通過并且將其轉(zhuǎn)發(fā)給DHCP服務(wù)器，該DHCP服務(wù)器為通信設(shè)備TP1保留一個網(wǎng)絡(luò)地址或IP地址并且在應(yīng)答消息中將該網(wǎng)絡(luò)地址或IP地址通知該通信設(shè)備TP1。借助這種回復(fù)，在通信設(shè)備TP1上又可以將最后所存儲的VVID設(shè)置為當(dāng)前有效的VVID，由此VVID的自動配置結(jié)束。
在通信設(shè)備TP1例如從原來的第四端口P4轉(zhuǎn)插到第三端口P3上的情況下，上面描述的借助最后所存儲的VVID的自動配置在某些情況下不能成功。因為在該第三端口P3上例如存在(未被示出的)使用具有不同值的VVID的虛擬網(wǎng)絡(luò)，所以所有具有被分配給第一虛擬網(wǎng)絡(luò)VLAN1的VVID的、相應(yīng)的由通信設(shè)備TP1發(fā)送的消息都被交換機(jī)LSW丟棄。
由于缺少對給(未被示出的)DHCP服務(wù)器的、包含在新的虛擬網(wǎng)絡(luò)中無效的VVID的請求消息的回復(fù)，剩下作為最后一種通過通信設(shè)備TP1進(jìn)行自動配置的可能性的掃描過程。在該掃描過程中，例如生成多個具有分別增加的VVID的請求消息，直到在正確的VVID的情況下請求消息通過交換機(jī)LSW，并且在通信設(shè)備處接收到來自DHCP服務(wù)器的確認(rèn)消息。由VLAN-ID字段的12位的位寬所決定，除了未被標(biāo)記的VLAN和VLAN0之外，總共還應(yīng)掃描4095個其它不同的VVID。
第一虛擬網(wǎng)絡(luò)VLAN1可以如已經(jīng)說明的那樣在一種替代的實施形式中通過所連接的(未被示出的)路由器被多個子網(wǎng)占用。為了對第一虛擬網(wǎng)絡(luò)VLAN1中的所有通信設(shè)備進(jìn)行自動配置，僅僅將一個配置消息發(fā)送至第一虛擬網(wǎng)絡(luò)VLAN1的子網(wǎng)之一中就足夠了。由此，即使在稍后由DHCP服務(wù)器給所有的通信設(shè)備TP1、TP3分配不同子網(wǎng)的IP地址時，也用正確的VVI D對所有的通信設(shè)備TP1、TP3進(jìn)行配置。
圖2示出了面向分組的網(wǎng)絡(luò)LAN的更大的概貌。
類似于前面的實施例，第一通信設(shè)備TP1通過所分配的內(nèi)部交換機(jī)IS1與第一交換機(jī)LSW1相連接。在圖2中沒有示出第一交換機(jī)LSW1的單個端口。第一計算系統(tǒng)CMP2通過內(nèi)部交換機(jī)IS1連接到第一通信設(shè)備TP1上。虛擬網(wǎng)絡(luò)VLAN1、VLAN2和以前一樣擁有與分別所屬的子網(wǎng)相同的延伸。與根據(jù)圖1B的簡化表示不同，虛擬網(wǎng)絡(luò)VLAN1、VLAN2在其經(jīng)由第一交換機(jī)LSW1直到第一路由器ROU1的延伸方面被更正確地示出。
另外的通信設(shè)備TP3以類似的方式通過所分配的內(nèi)部交換機(jī)IS3與第二交換機(jī)LSW2相連接。另一計算系統(tǒng)CMP4通過內(nèi)部交換機(jī)IS3連接到所述另外的通信設(shè)備TP3上。類似于前面提及的虛擬網(wǎng)絡(luò)VLAN1、VLAN2被結(jié)構(gòu)化的虛擬網(wǎng)絡(luò)VLAN3、VLAN4具有與分別所屬的子網(wǎng)相同的延伸。
第一路由器ROU1以及另一路由器ROU2在圖中以包含箭頭的圓示出，其中箭頭的方向只能等同于路由器ROU1、ROU2的功能，而不能等同于所連接的網(wǎng)絡(luò)單元的方向設(shè)定。第一路由器ROU1與第二路由器ROU2相連接。
象征各個虛擬網(wǎng)絡(luò)VLAN1、VLAN2、VLAN3、VLAN4的點劃線框伸入第一路由器ROU1的圖示中，以表示該第一路由器ROU1的相應(yīng)的(未被示出的)部分定義或管理相應(yīng)的子網(wǎng)。
第三和第四交換機(jī)LSW3、LSW4與第二路由器ROU2相連接。發(fā)現(xiàn)代理單元(Discovery-Agent-Einheit)DA被連接到第三交換機(jī)LSW3上，網(wǎng)絡(luò)地址服務(wù)器AS被連接到第四交換機(jī)LSW4上。網(wǎng)絡(luò)地址服務(wù)器AS例如按照上述的DHCP協(xié)議工作。
路由器是一種耦合元件，它使交換層或?qū)用?層(Ebene-3-Schicht)上的子網(wǎng)互相連接。對于以下待描述的用于自動配置通信設(shè)備TP1、TP2的VVID的本發(fā)明方法來說，一個重要的要求在于，配置消息可以從在虛擬的面向分組的網(wǎng)絡(luò)VLAN1、VLAN2之外的中央位置可能經(jīng)過多個路由器ROU1、ROU2而發(fā)送至電信設(shè)備TP。
配置消息的這種傳送通過發(fā)現(xiàn)代理單元DA來實現(xiàn)，該發(fā)現(xiàn)代理單元DA在該實施例中例如作為獨立的硬件和/或軟件單元存在。在該發(fā)現(xiàn)代理單元DA的技術(shù)實現(xiàn)上，該發(fā)現(xiàn)代理單元DA替代地作為進(jìn)程或作為軟件邏輯在任意的與網(wǎng)絡(luò)LAN進(jìn)行通信的計算單元上被執(zhí)行。
發(fā)現(xiàn)代理單元DA以可預(yù)給定的時間間隔、例如以10秒的間隔周期性地發(fā)出配置消息。為此，在發(fā)現(xiàn)代理單元DA的數(shù)據(jù)庫中例如存在數(shù)據(jù)記錄，在哪些子網(wǎng)中存在通信設(shè)備，其中應(yīng)向這些通信設(shè)備發(fā)送配置消息。
這些配置消息作為定向的廣播消息被發(fā)送到各個子網(wǎng)中，并且可選地在數(shù)據(jù)部分中包含信息，即該消息的接受者位于VoIP子網(wǎng)中并且該子網(wǎng)具有哪個VLAN ID。此外，對該配置消息的其它結(jié)構(gòu)沒有特別的要求，在實踐中可以涉及簡單的所謂“Hello”消息。
經(jīng)由第二路由器ROU2以及經(jīng)由可能布置在中間的未被示出的其它路由器，這些消息最終到達(dá)第一路由器ROU1，該第一路由器已經(jīng)在子網(wǎng)的通向第一或第二交換機(jī)LSW1、LSW2的(未被示出的)虛擬VLAN端口上對子網(wǎng)進(jìn)行了配置。
在管理子網(wǎng)的第一路由器ROU1處，配置消息的定向廣播特性被轉(zhuǎn)換為對于子網(wǎng)來說有效的定向廣播。向具有目的地地址10.1.1.255的(在本實施例中被第一虛擬網(wǎng)絡(luò)VLAN1覆蓋的)第一子網(wǎng)的定向廣播例如通過具有值255.255.255.255的目的地地址被轉(zhuǎn)換，并且被輸送到第一路由器ROU1的在第一交換機(jī)LSW1方向上的端口上。當(dāng)?shù)谝惶摂M網(wǎng)絡(luò)VLAN1不是出發(fā)的端口的“本地VLAN”時，虛擬網(wǎng)絡(luò)VLAN1的標(biāo)識號碼被同時用作如此根據(jù)配置消息針對該第一子網(wǎng)所轉(zhuǎn)化(umwerten)的廣播消息(Broadcast)的報頭中的802.1Q標(biāo)記。
根據(jù)該配置消息的標(biāo)記項(Tag-Eintrag)，第一通信設(shè)備TP1可以讀出對應(yīng)于虛擬的面向分組的網(wǎng)絡(luò)VLAN1的VVID?？蛇x地，該VVID也附加地被包含在最初由發(fā)現(xiàn)代理單元所發(fā)送的配置消息的數(shù)據(jù)部分中，因為該VVID在那里通?？梢愿菀妆蛔x出。
通過由第一路由器ROU1來轉(zhuǎn)換具有有效的VVID的配置消息保證了，只有具有對相應(yīng)的虛擬網(wǎng)絡(luò)VLAN1、VLAN2來說有效的VVID的配置消息才被相應(yīng)的交換機(jī)LSW1、LSW2轉(zhuǎn)發(fā)給相應(yīng)的通信設(shè)備TP1、TP2。此外，第一路由器ROU1不必被特別地構(gòu)建，因為該轉(zhuǎn)換對于路由器來說是常見的操作。
為了發(fā)送配置消息，發(fā)現(xiàn)代理單元DA例如包含表格，其中存儲有對各個虛擬網(wǎng)絡(luò)VLAN1、VLAN2的相應(yīng)子網(wǎng)進(jìn)行尋址的信息。該尋址信息例如以相應(yīng)子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)地址和網(wǎng)絡(luò)掩碼的形式存在。替代網(wǎng)絡(luò)地址和網(wǎng)絡(luò)掩碼的存儲，在發(fā)現(xiàn)代理單元DA的表格中存儲定向廣播地址。在各個虛擬網(wǎng)絡(luò)VLAN1、VLAN2中有效的VVID的附加存儲可能是有意義的，然而對于成功的配置來說卻不是必需的，因為如已經(jīng)提及的那樣，VVID以標(biāo)識號碼的形式由第一路由器ROU1進(jìn)行分配。
權(quán)利要求
1.用于利用保留的標(biāo)識號碼對通信設(shè)備(TP1)進(jìn)行自動配置的方法，具有-至少一個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點設(shè)備(ROU1)，通過該網(wǎng)絡(luò)節(jié)點設(shè)備來管理所分配的網(wǎng)絡(luò)(LAN)的子網(wǎng)，-至少一個包括至少一個子網(wǎng)的虛擬網(wǎng)絡(luò)(VLAN1)，所述通信設(shè)備(TP1)被分配給該虛擬網(wǎng)絡(luò)，其中在所述虛擬網(wǎng)絡(luò)(VLAN1)內(nèi)被交換的數(shù)據(jù)包用所述保留的標(biāo)識號碼來標(biāo)記，包括以下步驟-由布置在所述網(wǎng)絡(luò)(LAN)中的網(wǎng)絡(luò)單元(DA)來確定對所述子網(wǎng)進(jìn)行尋址的信息，-由所述網(wǎng)絡(luò)單元(DA)將利用所述對所述子網(wǎng)進(jìn)行尋址的信息來調(diào)整的配置消息發(fā)送給所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點設(shè)備(ROU1)，-由所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點設(shè)備(ROU1)將所述配置消息作為用所述保留的標(biāo)識號碼來標(biāo)記的廣播消息轉(zhuǎn)發(fā)給所述虛擬網(wǎng)絡(luò)(VLAN1)，-所述廣播消息由所述通信設(shè)備(TP1)接收，并且借助所述標(biāo)識號碼對所述通信設(shè)備(TP1)進(jìn)行配置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點設(shè)備(ROU1)被構(gòu)建為路由器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2之一的方法，其特征在于，所述對所述子網(wǎng)進(jìn)行尋址的信息作為定向廣播地址存在。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2之一的方法，其特征在于，所述對所述子網(wǎng)進(jìn)行尋址的信息作為網(wǎng)絡(luò)地址和網(wǎng)絡(luò)掩碼存在。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求之一的方法，其特征在于，在所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點設(shè)備(ROU1)和由所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點設(shè)備(ROU1)所管理的子網(wǎng)之間布置層2網(wǎng)絡(luò)節(jié)點設(shè)備(LSW1)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其特征在于，只有當(dāng)由布置在所述子網(wǎng)中的網(wǎng)絡(luò)單元(TP1)所發(fā)送的數(shù)據(jù)包-用所述保留的標(biāo)識號碼來標(biāo)記，或者-不具有任何標(biāo)記時，所述數(shù)據(jù)包才通過所述層2網(wǎng)絡(luò)節(jié)點設(shè)備(LSW1)被轉(zhuǎn)發(fā)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6之一的方法，其特征在于，所述層2網(wǎng)絡(luò)節(jié)點設(shè)備(LSW1)具有多個端口單元(P1、P2、P3、P4)，用于定義多個具有分別所分配的標(biāo)識號碼的虛擬網(wǎng)絡(luò)(VLAN1)。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求之一的方法，其特征在于，在所述廣播消息的協(xié)議報頭中根據(jù)IEEE 802.1Q標(biāo)準(zhǔn)輸入所述標(biāo)識號碼。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求之一的方法，其特征在于，在由所述網(wǎng)絡(luò)單元(DA)生成的配置消息的數(shù)據(jù)部分中輸入所述標(biāo)識號碼。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求之一的方法，其特征在于，以周期性的時間間隔發(fā)送所述配置消息。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求之一的方法，其特征在于，在所述網(wǎng)絡(luò)單元(DA)出現(xiàn)故障時，由所述通信設(shè)備(TP1)將具有標(biāo)記號碼的消息發(fā)送給第二網(wǎng)絡(luò)單元(AS)，其中-在沒有從所述第二網(wǎng)絡(luò)單元(AS)接收到應(yīng)答消息的情況下，由所述通信設(shè)備(TP1)以改變后的標(biāo)記號碼重復(fù)發(fā)送過程，并且-在從所述第二網(wǎng)絡(luò)單元(AS)接收到應(yīng)答消息的情況下，將所述標(biāo)記號碼用作標(biāo)識號碼。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求之一的方法，其特征在于，在所述通信設(shè)備(TP1)中所述標(biāo)識號碼被用于配置表征所述虛擬網(wǎng)絡(luò)(VLAN1)的VLAN ID。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于利用保留的標(biāo)識號碼對通信設(shè)備(TP1)進(jìn)行自動配置的方法，具有至少一個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點設(shè)備(ROU1)，通過該網(wǎng)絡(luò)節(jié)點設(shè)備來管理所分配的網(wǎng)絡(luò)(LAN)的子網(wǎng)；至少一個虛擬網(wǎng)絡(luò)(VLAN1)，所述通信設(shè)備(TP1)被分配給該虛擬網(wǎng)絡(luò)，其中在所述虛擬網(wǎng)絡(luò)(VLAN1)內(nèi)被交換的數(shù)據(jù)包用所述保留的標(biāo)識號碼來標(biāo)記。在此首先由布置在所述網(wǎng)絡(luò)(LAN)中的網(wǎng)絡(luò)單元(DA)來確定子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)地址。接著由所述網(wǎng)絡(luò)單元(DA)將利用作為目的地地址的所述子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)地址來調(diào)整的配置消息發(fā)送給所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點設(shè)備(ROU1)，由所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點設(shè)備(ROU1)將所述配置消息作為用所述保留的標(biāo)識號碼標(biāo)記的廣播消息轉(zhuǎn)發(fā)給所述虛擬網(wǎng)絡(luò)(VLAN1)。所述廣播消息由所述通信設(shè)備(TP1)接收，之后借助所述標(biāo)識號碼對所述通信設(shè)備(TP1)進(jìn)行配置。
文檔編號H04L12/46GK1781283SQ200480011418
公開日2006年5月31日 申請日期2004年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月29日
發(fā)明者A·阿克爾曼-馬克斯, O·魏茨 申請人:西門子公司