[发明专利]针对无连接通信流量的面向连接的通信方案

说明书

技术领域

本发明涉及用于在通信网络上交换无连接流量的面向连接的通信方案。本发明具体地但不排他地涉及被构造用于对所述通信网络中的所述无连接流量实施面向连接的通信方案的交换装置，和诸如提供适当的信令信息和OAM控制信息以支持该通信方案的方法的相关方面。

背景技术

在过去几十年中，通信网络从过去的使用点到点连接的面向连接的电路交换系统到几乎所有商业和消费者都可使用的无连接数字通信网络得到了令人瞩目的发展。因此，目前存在着多种通信系统的混合，每一种通信系统都拥有其满足不同类型用途的自身专有特性。

最早形式的通信网络可以称为面向连接的电路交换(CO-CS)网络，这种网络的示例包括公共交换电话网(PSTN)和光网络。光网络和同轴电缆网络例如比包括铜双绞线的网络的带宽更高，并将承载时分复用(TDM)信道，以使得可以在单根电缆或单根光纤上传输多个通信。根据所使用的网络的结构和组织，通常也将TDM网络称为准同步数字系列(PDH)和同步数字系列(SDH)网络。

面向连接的分组交换网络(CO-PS)用于在终端之间实现高带宽或高速率数据的传输，其示例包括帧中继网络、异步传输模式(ATM)网络和X.25网络。

无连接网络(CNLS)通常不在于其上进行通信的最终用户终端之间预先建立路由，而是依靠具有专用地址的各个终端和寻找通过任意可用路由来转发信息的路由器。CNLS的最知名的示例是支持万维网(WWW或W3)的所谓互联网，但是诸如以太网的其他网络使用了相同的原理，即逐个分组地经由“任意可用路由”向其终点传输数据。

交换装置(例如，集线器、路由器、桥接器和/或交换机)需要由相关协议数据单元(PDU)承载的适当地址信息来确定所接收的PDU在朝向其目的地地址行进时应转发到哪个接口。要在位于同一局域网中的节点之间传输的数据可以设置有目的地地址信息，该目的地地址信息只基于开放系统互连OSI第2层寻址方案。但是，要在位于不同局域网上的节点之间传输，以及要在包含路由器的网络间传输的数据必须设置有目的地地址信息，该目的地地址信息在网络级上是唯一的，即，该目的地地址信息基于OSI第3层(网络层)寻址方案。OSI第2层寻址方案的示例包括媒介访问控制(MAC)寻址方案，OSI第3层寻址方案的示例包括互联网协议(IP)寻址方案(例如，IETF IPv4或IPv6)。

为提取适当的寻址信息而对所接收的PDU进行的处理产生了延迟。用于确定所接收的分组要到达其目的地应当经由交换机结构前往哪个端口的查找处理需要尽快地执行，这对可以处理的寻址信息的复杂性施加了限制。另外，如果采用了交换装置从而需要广播行为(如果分组以未知目的地地址被接收)(此处也称为“基于未知广播”型功能)，则任意广播域的大小都可能影响网络的性能。

本领域技术人员将意识到，广播具有淹没网络资源的潜力，并且在逻辑上限制广播域可以在一定程度上对此进行缓解。施加这样的逻辑限制的一种手段是实现虚拟局域网(VLAN)。通过在PDU的头中提供额外的信息，可以由接收到PDU的交换装置识别出PDU被分配到的VLAN，并将流量内部地交换到VLAN，即只在VLAN上的其他节点之间交换流量。

为了实现VLAN，接收到被指示为属于特定VLAN的PDU的交换装置必须将接口与该特定VLAN相关联(即，将该VLAN分配给“本地”端口)。这样，当交换装置接收到与特定VLAN-ID相关联的流量时，该流量将被排他地转发至与接收的PDU所隶属的VLAN相关联的适当本地端口。如果PDU包含已经不与交换装置的特定输出端口相关联的OSI第2层目的地地址，则交换装置只需在与PDU的VLAN-ID相关联的接口上进行广播，而无需在交换装置的全部端口上进行广播。如本领域技术人员所理解的，以太帧(OSI第2层PDU)可以在其头字段中并入额外的信息，该额外信息包括作为VLAN标签的一部分的VLAN-ID。

不幸的是，由简单VLAN识别方案提供的解决办法不容易升级，并在网络中被限制为4096个单独VLAN实例(instance)，因为VLANID在局域网的环境中是唯一的。为了进一步提高可升级性，可以利用分级或堆叠的VLAN。