[发明专利]用于在基于ATM的宽带接入网上有效地映射以太网的带有自适应网桥的网络接口

说明书

                     发明领域

本发明涉及数据通信网领域，更具体地，涉及在基于ATM的宽带接入网上用于提供有效地映射一个或多个本地以太网的网络接口设备中用于实现自适应网桥功能的方法和设备。

                     发明背景

对于为居民和办公用户来说，越来越希望减小用于提供多种通信业务的所需要的(总的)传输和分配设施。例如，除了传统的电信和CATV业务以外，在单个的经济的分布网上，例如，光纤、同轴、或组合的光纤-同轴分布网上，希望进一步组合多种“宽带”数字业务的双向传送。而且，随着最近与“互联网”有关的业务中的兴趣的迅速增长，对于低成本、高速度双向数字数据传送的要求总是很高的。

异步传送模式(“ATM”)网络已经有了重大的发展，它特别适合于支持在单个分布网上传递的多种数据业务。通过ATM传输，数据分组或包含信息的“信元”在发送节点被周期地组合和发送，以及在接收节点被接收和分解，在其中使带宽利用作为统计的业务活动量的函数而进行最优化。在1997年4月3日提交的、题为“DataTransmission Over a Point-to-Multipoint Optical Network(点到多点光纤网上的数据传输)”的美国专利申请序列号No.(尚未分配，Lyon & Lyon文档号No.220/095)中，通过有关基于ATM的点到多点宽带接入网的具体例子，揭示和描述了优选的系统结构和数据传输协议。同样地，在1996年12月19日提交的、题为“NetworkArchitecture for Broadband Data Communication Over a SharedMedium(在共用媒体上用于宽带数据通信的网络结构)”的美国专利申请序列号No.08/772,088中，揭示和描述了对于基于ATM的利用共用的同轴媒体的点到多点宽带接入网的优选的系统结构和数据传输协议。这两个专利申请在此引用，以供参考。

为了支持这些各种各样的通信信号协议和在单个用户接入线路上发送的业务类型，有必要在每个各自的用户住房位置，例如居住地或办公地，也提供多功能网络接口。具体地，网络接口必须能够完成所需要的发送、接收、供应(即，业务分析与定路由)和维护，以便得到在基于ATM的宽带接入网和各自的用户通信设备之间的与业务无关的透明的网关。而且，连接在各个办公地点或居住地点中的两个或多个设备的以太网将常常载送大量的只打算用于本地的业务。这样，从本网络的数据分组的透明的上行传输，根据带宽利用和消息安全性来说可能是很高成本的，还不要说在上行网络中分组数据的不必要的传送的所增加的成本。这样，就希望把MAC级别的网桥功能附加到上述的用户网络接口上去。

具体地，“网桥”被用来互联两个或多个分开的局域网络段(例如，以太网)。这些网桥典型地运作是映射位于被连接到网桥的每个网络段的各自的终端站的MAC地址以及只允许必要的业务传递通过其它网络段。例如，当通过网桥从网络段接收一个分组时，该网桥评估分组的相关的目的地地址段和源地址段，以及如果这两个段是相同的，则该分组被丢弃，或“被滤除”。如果源的和目的地的地址段是不同的，则该分组被转发到适当的段。另外，网桥可被做成通过不转发它们而防止坏的或误对准的分组散布在段之间。在Radia Perlman的“Interconnections：Bridges and Routers(互联：网桥与路由器)”(1992，Addison-Wesley)中，给出了LAN(局域网)网桥和路由器的更详细的描述，该书在此全面引用，以供参考。进一步可参考由IEEE 802.1委员会所规定的各种LAN网桥标准，特别是，第一次在1991年3月公布的802.1d标准，它也在此全面引用，以供参考。

“学习网桥”是通过根据由网桥接收的各个消息的源地址建立对于各个连接段的内部的MAC地址表，从而作出更为有选择性的路由决定。最近，开发了多端口路由器和集线器(LAN交换机)，用来完成更复杂的网络业务管理功能，例如，在不同的或多个LAN类型之间或根据多个“虚拟”LAN目的地来为数据分组定路由。学习网桥的基本性质是，必须利用某种类型的“跨越算法”，以防止在不同的网桥之间的数据的永不终结的环路返回；(因此，术语“树”，表示不成环路)。在Perlman的书中给出了跨越树算法的详细描述。