DE69825596T2

DE69825596T2 - System und verfahren für ein vielschicht-netzelement

Info

Publication number: DE69825596T2
Application number: DE69825596T
Authority: DE
Inventors: Ariel Hendel; A. Leo HEJZA; Shree Murthy; Louise Yeung
Original assignee: Sun Microsystems Inc
Current assignee: Sun Microsystems Inc
Priority date: 1997-06-30
Filing date: 1998-06-23
Publication date: 2005-09-29
Anticipated expiration: 2018-06-24
Also published as: JP2002507362A; WO1999000948A1; US6088356A; EP1005743B1; EP1005743A1; JP3842303B2; EP1005743A4; DE69825596D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen die Paket-Weiterleitung innerhalb eines Netzes und insbesondere ein System und ein Verfahren zum Weiterleiten von Paketen unter Verwendung von Mehrschicht-Information.
Eine Kommunikation zwischen Computern ist ein wichtiger Aspekt des tagtäglichen Lebens sowohl im privaten Bereich als auch im Geschäftsbereich geworden. Netze stellen ein Medium für diese Kommunikation und ferner für eine Kommunikation zwischen verschiedenen Typen von Elementen, die mit dem Netz verbunden sind, wie Servern, Personalcomputern, Arbeitsstationen, Speicher-Speicherungssystemen, oder irgendeiner anderen Komponente, die Daten von dem Netz empfangen oder an dieses senden kann, bereit. Die Elemente kommunizieren miteinander unter Verwendung von definierten Protokollen, die die geordnete Übertragung und den geordneten Empfang von Information definieren. Im Allgemeinen betrachten die Elemente das Netz als eine Wolke, an der sie angebracht sind, und zum größten Teil müssen sie die Einzelheiten der Netzarchitektur, wie beispielsweise, wie das Netz arbeitet oder wie es implementiert ist, nicht kennen. Idealerweise sollte irgendeine Netzarchitektur einen breiten Bereich von Anwendungen unterstützen und einen breiten Bereich von zugrundeliegenden Technologien erlauben. Die Netzarchitektur sollte für sehr große Netze gut arbeiten, für kleine Netze effizient sein, und sich auf ändernde Netzbedingungen anpassen.
Netze können im Allgemeinen auf Grundlage ihrer Größe unterschieden werden. Am unteren Ende beschreibt ein lokales Netz (Local Area Network; LAN) ein Netz, welches Charakteristiken aufweist, einschließlich der an dem gemeinsamen Medium angebrachten mehreren Systeme, einer hohen Gesamtbandbreite, einer niedrigen Verzögerung, niedrigen Fehlerraten, einer Aussende-(Broadcast)-Fähigkeit, einer begrenzten Geographie, und einer begrenzten Anzahl von Stationen, und unterstehen im Allgemeinen nicht Post-, Telegraphie- und Telefon-Vorschriften. Am oberen Ende beschreibt ein Unternehmens-Netz (Enterprise-Netz) Verbindungen von Großgebiets-Netzen (Wide Area Networks) und LANs, die unterschiedliche Geschäftseinheiten innerhalb einer geographisch diversifizierten Geschäftsorganisation verbinden.
Um eine Kommunikation innerhalb von größeren Netzen zu ermöglichen sind die Netze typischerweise in Unternetze aufgeteilt, die jeweils eine gewisse gemeinsame Charakteristik, wie zum Beispiel den geographischen Ort oder einen funktionalen Zweck, teilen. Die Aufteilung dient zwei Hauptzwecken: das gesamte Netz in handhabbare Teile und für Benutzer einer logischen (oder physikalischen) Gruppe des Netzes aufzubrechen. Netzadressierungsschemata können eine derartige Aufteilung berücksichtigen und somit kann eine Adresse Information darüber enthalten, wie das Netz aufgeteilt ist und wo die Adresse in die Netzhierarchie hinein passt.
Für Beschreibungs- und Implementierungs-Zwecke kann ein Netz so beschrieben werden, dass es mehrere Schichten mit daran angebrachten Endeinrichtungen aufweist, die miteinander unter Verwendung von Peer-zu-Peer-Protokollen kommunizieren. Das altbekannte Offensystem-Zwischenverbindungs-(Open Systems Interconnection; OSI)-Referenzmodell stellt eine verallgemeinerte Vorgehensweise zur Betrachtung eines Netzes unter Verwendung von sieben Schichten bereit und ist eine zweckdienliche Referenz zum Abbilden der Funktionalität von anderen Modellen und tatsächlichen Implementierungen. Die Unterschiede zwischen den Schichten in jedem gegebenen Modell ist klar, aber die Implementierung von irgendeinem gegebenen Modell oder eine Abbildung von Schichten zwischen unterschiedlichen Modellen ist dies nicht. Zum Beispiel definiert der Standard, der von dem Institute of Electrical and Electronic Engineers (IEEE) in deren 802 Protokollen verkündet wird, Standards für LANs und deren Definitionen überlappend mit den unteren zwei Schichten des OSI Modells.
In jedem derartigen Modell kommuniziert eine gegebene Schicht entweder mit der gleichen Schicht einer Peer-Endstation über das Netz oder mit der gleichen Schicht eines Netzelements innerhalb des Netzes selbst. Eine Schicht implementiert einen Satz von Funktionen, die sich gewöhnlicherweise logisch auf den Betrieb der Schicht darüber beziehen und den Betrieb dieser Schicht erlauben.
Die relevanten Schichten zum Beschreiben dieser Erfindung umfassen OSI Schichten 1 bis 4. Die Schicht 1 (Layer 1), die physikalische Schicht, stellt Funktionen bereit, um über eine physikalische Strecke nicht strukturierte Bitmuster zu senden und zu empfangen: Die physikalische Schicht betrifft selbst derartige Aspekte wie die Größe und die Form von Verbindern, die Umwandlung von Bits in elektrische Signale, und eine Bit-Pegel-Synchronisation. Mehr als ein Typ von physikalischer Schicht kann innerhalb eines Netzes existieren. Zwei gemeinsame Typen der Schicht 1 lassen sich innerhalb des IEEE Standard 802.3 und FDDI (Faserverteilte Datenschnittstelle; Fiber Distributed Data Interface) finden.
Die Schicht 2 (Layer 2), die Datenverbindungsschicht, stellt eine Unterstützung für eine Rahmenbildung, Fehlererfassung, einen Zugriff auf die Transportmedien, und eine Adressierung zwischen Endstationen, die auf oder unter der Schicht 2 untereinander verbunden sind, bereit. Die Datenverbindungsschicht wird typischerweise so konstruiert, dass sie Pakete von Information über einen einzelnen Sprung (hop), d. h. von einer Endstation zu einer anderen innerhalb des gleichen Unternetzes, oder LAN, befördert.
Die Schicht 3 (Layer 3), die Netzschicht, stellt eine Unterstützung für derartige Funktionen wie eine Ende-zu-Ende-Adressierung, Netztopologieinformation, Weglenkung und Paket-Fragmentierung bereit. Diese Schicht kann konfiguriert werden, um Pakete entlang der besten „Route" von deren Quelle zu deren abschließender Zielstelle zu senden. Ein zusätzliches Merkmal dieser Schicht ist die Möglichkeit Information über einen Netzstau an die Quelle oder Zielstelle weiter zu leiten, wenn Bedingungen dies rechtfertigen.
Die Schicht 4 (Layer 4), die Transportschicht, stellt Anwendungsprogramme wie ein elektronisches Postprogramm (Electronic Mail Programm) mit einer „Portadresse", die die Anwendung verwenden kann, um mit der Datenverbindungsschicht gekoppelt zu werden, bereit. Ein grundlegender Unterschied zwischen der Transportschicht und den unteren Schichten ist, dass eine Anwendung auf einer Quellen-Endstation eine Konversation mit einer ähnlichen Anwendung auf einer Ziel-Endstation irgendwo in dem Netz ausführen kann; wohingegen die unteren Schichten Konversationen mit Endstationen fortführen, die ihre unmittelbaren Nachbarn in dem Netz sind. Schicht 4 Protokolle unterstützen auch zuverlässige verbindungs-orientierte Dienste, wobei ein beispielhaftes Schicht 4 Protokoll, welches derartige Dienste bereitstellt, das Transport-Steuerprotokoll (Transport Control Protocol; TCP) ist.
Unterschiedliche Baublöcke existieren zum Implementieren von Netzen, die auf diesen Schichten arbeiten. Endstationen sind die Endpunkte eines Netzes und können als Quellen, Zielstellen und Netzelemente oder als irgendein anderer Zwischenpunkt zum Weiterleiten von Daten, die von einer Quelle empfangen werden, an eine Zielstelle arbeiten.
Auf der einfachsten Ebene sind Repeater, die Weiterleitungsstellen der physikalischen Schicht sind, die einfach Bits an die Schicht 1 weiterleiten.
Brücken (Bridges) stellen die nächste Ebene über Repeatern dar und sind Datenverbindungsschicht-Einheiten, die Pakete innerhalb eines einzelnen LAN unter Verwendung von Nachschlagtabellen weiterleiten. Sie modifizieren die Pakete nicht, sondern leiten Pakete lediglich auf Grundlage einer Zielstelle weiter. Die meisten Brücken sind lernende Brücken. Wenn in diesen Brücken die Brücke vorher eine Quelle gelernt hat, weiß sie auch, an welchen Port das Paket weiterzuleiten ist. Wenn die Brücke ein Paket von der Zielstelle noch nicht weitergeleitet hat, dann kennt die Brücke (Bridge) den Portort der Zielstelle nicht und leitet die Pakete an alle nicht abgeblockten Ausgangsports, ausschließlich des Ankunftsports, weiter. Außer der Sammlung einer Kenntnis darüber, an welche Ports Quellen Pakete senden, hat die Brücke keinerlei Kenntnis über die Netztopologie. Viele LANs können nur unter Verwendung von Brücken implementiert werden.
Router (Weglenker) sind Netzschicht-Einheiten, die Pakete zwischen LANs weiterleiten können. Sie weisen das Potential auf, den besten Pfad zu verwenden, der zwischen Quellen und Zielstellen existiert und zwar auf Grundlage von Information, die mit anderen Routern ausgetauscht wird, die den Routern erlaubt eine Kenntnis über die Topologie des Netzes zu haben. Faktoren, die zu dem „besten" Pfad beitragen, könnten die Kosten, die Geschwindigkeit, den Verkehr und die Bandbreite sowie andere umfassen.
Brouter sind Router, die auch als Brücken ausgeführt werden können. Für diejenigen Schicht 3 Protokolle, die der Brouter kennt, verwendet er dessen Software, um zu bestimmen, wie das Paket weiterzuleiten ist. Für sämtliche anderen Pakete wirkt der Brouter als eine Brücke.
Vermittlungsstellen bzw. Schalter sind verallgemeinerte Netzelemente zum Weiterleiten von Paketen, wobei der Aufbau der Vermittlungsstelle und, ob er Schicht 2 oder Schicht 3 implementiert, nicht relevant ist.
Typischerweise leiten Brücken Pakete in einem flachen Netz ohne irgendeine Zusammenarbeit durch die Endstationen weiter, weil das LAN keine topologische Hierarchie enthält. Wenn ein LAN zum Beispiel dafür konstruiert ist, um eine Schicht 3 Funktionalität zu unterstützen, dann werden Router verwendet, um Pakete innerhalb des LAN untereinander zu verbinden und weiterzuleiten.
Brücken können hierarchische Routing-Adressen (Weglenkungs-Adressen) nicht verwenden, weil sie ihre Weiterleitungsentscheidungen auf Medienzugriffs-Steuer-(Media Access Control; MAC) Adressen stützen, die keine topologische Signifikanz enthalten. Typische MAC Adressen werden einer Einrichtung zu ihrer Zeit der Herstellung zugewiesen. Die Anzahl von Stationen, die durch Brücken untereinander verbunden werden können, ist begrenzt, weil Verkehrsisolations-, Bandbreiten-, Fehlererfassungs- und Verwaltungs-Aspekte zu schwierig oder aufwendig werden, wenn die Anzahl von Endstationen zunimmt.
Lernende Brücken führen eine Selbstkonfiguration aus, wobei ihnen erlaubt wird „Plug and Play" Einheiten zu sein, die für einen Aufbau im Grunde genommen keine Interaktion mit dem Menschen erfordern. Router erfordern jedoch eine intensive Konfiguration und können sogar Konfigurationsaktivitäten an den Endknoten erfordern. Wenn zum Beispiel ein Netz das Übertragungssteuerprotokoll/Internetprotokoll (Transmission Control Protocol/Internet Protocol; TCP/IP) verwendet, muss jeder Endknoten manuell seine Adresse und Unternetzmaske von einem Betreiber empfangen, und eine derartige Information muss dem Router eingegeben werden.
Wenn die Größe und Komplexität eines Netzes zunimmt erfordert das Netz im Allgemeinen mehr Funktionalität an den höheren Schichten. Zum Beispiel kann ein relatives kleines LAN durch Verwendung von Schicht 1 Elementen, wie Repeatern oder Brücken implementiert werden, während ein sehr großes Netz bis zu und einschließlich von Schicht 3 Elemente, wie Router, verwendet.
Ein einzelnes LAN ist typischerweise unzureichend, um die Anforderungen einer Organisation zu erfüllen, und zwar wegen der inhärenten Beschränkungen: (1) über die Anzahl von Endstationen, die an einem physikalischen Schichtsegment angebracht werden können; (2) der Segmentgröße der physikalischen Schicht; und (3) der Verkehrsmenge, die begrenzt ist, weil die Bandbreite des Segments unter sämtlichen verbundenen Endstationen gemeinsam verwendet werden muss. Um diese Randbedingungen zu beseitigen werden andere Netzbaublöcke benötigt.
Wie kurz voranstehend beschrieben, wenn die Anzahl von Endstationen in einem Netz zunimmt, kann das Netz in Unternetze aufgeteilt werden. Eine typische Adresse in einem aufgeteilten Netz umfasst zwei Teile: einen ersten Teil, der das Unternetz anzeigt; und einen zweiten Teil, der eine Adresse innerhalb des Unternetzes anzeigt. Diese Typen von Adressen führen topologische Information, weil der erste Teil der Adresse graphische oder logische Abschnitte des Netzes definiert und der zweite Teil eine Endstation innerhalb des Unternetz-Abschnitts definiert. Eine Weglenkung (ein Routing) mit einer hierarchischen Adressierung beinhaltet zwei Schritte: erste Pakete werden an das Unternetz der Zielstelle geleitet; und zweite Pakete werden an die Zielstelle innerhalb des Unternetzes weitergeleitet.
Eine Endstation empfängt eine einzigartige Datenverbindungsadresse – die MAC Adresse – zur Zeit der Herstellung, wobei der Endstation erlaubt wird, sich an irgendeinem LAN innerhalb eines überbrückten Netzes anzubringen, ohne sich um duplizierte Adressen zu kümmern. Datenverbindungsadressen können deshalb irgendeine topologische Information nicht führen. Brücken, im Gegensatz zu Routern, leiten Pakete auf Grundlage von Datenverbindungsadressen weiter und können somit hierarchische Adresse nicht interpretieren.
Das gegenwärtige Internet wird gerade gezwungen zunehmende Anzahlen von Benutzer und zunehmende Anforderungen von Multimedia-Anwendungen zu behandeln. Zukünftige Netze werden benötigt werden, um eine noch höhere Bandbreite, größere Anzahlen von Benutzern und Verkehrsklassifikations-Anforderungen durch das Netz zu unterstützen. Statistische Studien zeigen, dass die Netzdomäne, sowie die Anzahl von Arbeitsstationen, die mit dem Netz verbunden sind, bei einer schnelleren Rate in der Zukunft anwachsen werden. Es besteht auch der Trend mehrere Verkehrstypen mit veränderten Charakteristiken auf der gleichen physikalischen Strecke zu unterstützen. Dies erfordert mehr Netzbandbreite und eine effiziente Verwendung von Ressourcen. Um die Bandbreitenanforderung zu erfüllen ist die Geschwindigkeit auf den Netzen auf dem Aufwärtstrend, wobei Gigabit-Geschwindigkeiten erreicht werden.
Netzentwickler verwenden häufig eine bestimmte Kombination der ISO Schicht 2 und Schicht 3 wegen des Erfolgs des Internets und der zunehmenden Anzahl von Produkten und Netzen, die das Internet verwenden. Insbesondere kombinieren in einem typischen Internet-bezogenen Netz Entwickler eine Implementierung in Übereinstimmung mit dem IEEE 802 Standard (der mit der ISO Schicht 1 und Schicht 2 überlappt) mit der Internetprotokoll (IP) Netzschicht. Diese Kombination wird auch innerhalb von Unternehmensnetzen, wie Intranetzen, populär.
Eine Unterstützung dieser Kombination durch Ausbauen von Netzen aus Schicht 2 Netzelementen stellt eine schnelle Paketweiterleitung bereit, hat aber eine geringe Flexibilität im Hinblick auf eine Verkehrsisolation, redundante Topologien, und Ende-zu-Ende-Strategien für eine Warteschlangensteuerung und Verwaltung (Zugriffssteuerung). Ein Aufbau von derartigen Netzen aus Schicht 3 Elementen alleine beeinträchtigt das Betriebsverhalten und ist von dem hierarchischen Standpunkt her wegen dem Zusatz, der dazu gehört den Schicht 3 Header (Anfangsblock) durchzusehen und das Paket zu modifizieren, wenn erforderlich, unpraktisch. Ferner erzwingt die Verwendung nur von Schicht 3 Elementen ein Adressierungsmodell mit einer Endstation pro Unternetz und keine Schicht 2 Verbindbarkeit (Connectivity) zwischen den Endstationen.
Netze, die aus einer Kombination von Schicht 2 und Schicht 3 Elementen aufgebaut sind, werden heute verwendet, weisen aber Unzulänglichkeiten des Betriebsverhaltens und der Flexibilität auf. Mit einer Erhöhung einer Variation in der Verkehrsverteilung (die Rolle des „Servers" hat sich mit Browser-gestützten Anwendungen multipliziert) ist insbesondere die Notwendigkeit zum Durchqueren von Routern mit hoher Geschwindigkeit essentiell.
Die Wahl zwischen Brücken und Routern führt typischerweise zu signifikanten Kompromissen (in der Funktionalität, wenn Brücken verwendet werden und in der Geschwindigkeit, wenn Router verwendet werden). Ferner sind die Dienstcharakteristiken, wie die Priorität, innerhalb eines Netzes im Allgemeinen nicht mehr homogen, und zwar unabhängig davon, ob Verkehrsmuster Router beinhalten. In diesen Netzen existieren unterschiedliche Verkehrstypen und erfordern unterschiedliche Dienstcharakteristiken, wie die Bandbreite, Verzögerung und etc..
Um die Verkehrsanforderungen von Anwendungen zu erfüllen sollten die überbrückenden Einrichtungen bei Leitungsgeschwindigkeiten arbeiten, d. h. sie arbeiten bei oder schneller als die Geschwindigkeit, mit der Pakete an der Einrichtung ankommen, aber sie müssen auch in der Lage sein Pakete über Domänen, Unternetze weiterzuleiten. Obwohl gegenwärtige Entwickler von hybriden Brücken/Routern in der Lage sind richtige Netzzustellungsfunktionen zu erzielen, sind sie nicht in der Lage die heutigen Anforderungen an eine zunehmende Geschwindigkeit zu erfüllen.
Was benötigt wird ist eine Vermittlungsstelle oder ein Netzelement, die sowohl Schicht 2 als auch Schicht 3 Pakete schnell und effizient sowohl innerhalb eines Unternetzes als auch über Unternetze und an andere Netze weiterleitet. Ferner wird ein Netzelement benötigt, welches Schicht 3 Pakete bei einer Drahtgeschwindigkeit, d. h. so schnell wie Pakete in das Netzelement eintreten, weiterleiten kann. Zusätzlich wird ein Netzelement benötigt, welches erlaubt, dass eine Schicht 2 Weiterleitung innerhalb eines Unternetzes die zusätzlichen Merkmale aufweist, die in der Schicht 3 Weglenkung (Routing) verfügbar sind, und eine bestimmte Dienstqualität für Anwendungen innerhalb des Unternetzes, wie eine Priorität und eine Bandbreiten-Reservierung bereitstellt.
Die US-A-5459717 offenbart die Weglenkung (Routing) einer Nachricht, die von einem Nachrichtenweiterleitungssystem empfangen wird, indem ein Suchschlüssel unter Verwendung von Adressencodes, die von einer in der Nachricht spezifizierten Benutzeradresse analysiert werden, formatiert wird. Jeder der Adressencodes entspricht einem anderen Grad einer Spezifizierung für die Benutzeradresse. Wenn keine Routing-Information aus einer Datenbank unter Verwendung des Suchschlüssels erhalten werden kann, dann wird der Suchschlüssel sukzessive von Adressencodes in der Reihenfolge der Spezifizierung abgestreift, bis die Information zurückgewonnen werden kann oder ein Grundgrad einer Spezifizierung erreicht wird.
Die US-A-5477537 offenbart ein Verfahren zum Zugreifen auf Adressenmerkmale, wenn Datenpakete gelesen werden, indem Merkmale des Betriebsverhaltens der Kommunikationsverbindung in Tabellen in der Form von Adressen abgelegt werden, die sukzessive gelesen werden müssen. Ein großes Adressengebiet, von dem ein Untersatz von Adressen verwendet wird, wird auf ein komprimiertes Adressengebiet der gleichen Größe wie der Untersatz der verwendeten Adressen komprimiert, um so die Adressen zu miniaturisieren.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung ermöglicht, dass die obigen Probleme im Wesentlichen beseitigt werden, indem ein System und ein Verfahren für ein Mehrschicht-Netzelement zum Weiterleiten von empfangenen Paketen an einen oder mehrere geeignete Ausgangsports bereitgestellt wird.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zum Weiterleiten eines Pakets, welches von einem Eingangsport eintritt, an einen oder mehrere geeignete Ausgangsports auf Grundlage von einzelnen Durchsuchungsvorgängen eines Assoziativspeichers für jede Schicht. Der Assoziativspeicher enthält eine bestimmte Dienstqualitäts-Information, die auf irgendeine Schicht angewendet werden kann.
Ein Paket wird auf einem Eingangsport empfangen und von dem Paket wird ein erster Suchschlüssel auf Grundlage des Headers (Anfangsblock) des Pakets erzeugt. Ein Assoziativspeicher-Nachschlag wird für den ersten Suchschlüssel ausgeführt, was zu zwei potentiellen Weiterleitungsentscheidungen für das Paket führt. Wenn der erste Suchschlüssel mit einem Eintrag zu einer Zieladresse übereinstimmt, die in dem ersten Suchschlüssel gefunden wird, d. h. ein übereinstimmender Eintrag wird in dem Assoziativspeicher gefunden, dann ist der potentielle Ausgangsport oder sind die potentiellen Ausgangsports diejenigen, die zu der Zieladresse gehören, wie in dem Assoziativspeicher gefunden. Wenn die Zieladresse nicht mit irgendeinem Eintrag in dem Assoziativspeicher übereinstimmt, dann sind sämtliche Ports mit Ausnahme des ankommenden Ports Kandidaten für den potentiellen Ausgangsport oder die potentiellen Ausgangsports.
Das Paket wird auch nach der Klasse kategorisiert, um zu der Erzeugung eines zweiten Suchschlüssels beizutragen. Pakete einer bestimmten Klasse teilen gemeinsame Charakteristiken, wie beispielsweise welche Abschnitte des Headers verwendet werden, um den zweiten Suchschlüssel zu erzeugen. Eine Klasse definiert auch bestimmte voreingestellte (Default) Weiterleitungsinformation für Pakete innerhalb der Klasse. Die Default-Information kann eine bestimmte Dienstqualitäts-Information enthalten.
Ein Assoziativspeicher-Nachschlag wird unter Verwendung des zweiten Suchschlüssels ausgeführt. Die Ergebnisse von dieser zweiten Suche, der ersten Suche, und der Defaultinformation werden kombiniert, um zu bestimmen, welcher potentielle Ausgangsport oder welche potentiellen Ausgangsports, wie durch die drei Suchvorgänge hervorgebracht, der am besten geeignete für dieses Paket ist. Das Paket wird dann an den geeigneten Ausgangsport oder die geeigneten Ausgangsports weitergeleitet.
In einigen Fällen ergibt der zweite Suchschlüssel keine Übereinstimmung in dem Assoziativspeicher. In diesen Fällen wird die voreingestellte Information (Default-Information) mit den Ergebnissen der ersten Suche kombiniert. Ferner können die Ergebnisse der ersten Suche irgendeine andere Weiterleitungsinformation außer Kraft setzen; und die Ergebnisse der zweiten Suche können erzwingen, dass die Ergebnisse der ersten Suche verwendet werden, um das Paket weiterzuleiten.
In einer Ausführungsform implementiert die Erfindung die Weiterleitung von Schicht 2 und Schicht 3 Paketen. In dieser Ausführungsform umfasst der erste Suchschlüssel Information über die Schicht 2 Zielstellen-Adressen und der zweite Suchschlüssel und die voreingestellte Information umfassen Information über die Schicht 3 und möglicherweise die Schicht 4.
Eine derartige Implementierung erlaubt in einer Ausführungsform, dass eine bestimmte Dienstqualität (Quality of Service) auf die Schicht 2 Weiterleitung in der folgenden Weise angewendet wird. Wenn ein Paket das Netzelement als ein Schicht 2 Paket betritt, wird der erste Suchschlüssel dazu führen, dass die Schicht 2 Weiterleitungsinformation von dem Assoziativspeicher ausgegeben wird. Die Klasse des Pakets wird bestimmt und das Paket wird mit einer voreingestellten Klasseninformation versehen, die eine bestimmte Dienstqualitäts-Information umfassen kann. Der zweite Suchschlüssel kann jedoch nicht irgendwelche Ergebnisse von dem Assoziativspeicher hervorbringen, weil ein Eintrag in dem Speicher durch die Zentralverarbeitungseinheit noch nicht erzeugt worden ist. In diesem Fall wird eine Zusammenfassungslogik das Schicht 2 Weiterleitungsergebnis verwenden, aber auch die Dienstqualitäts-Information von der voreingestellten Weiterleitungsinformation verwenden. Ein derartiges Merkmal erlaubt, dass das Netzelement konfiguriert wird, um innerhalb eines Unternetzes eine Dienstqualität für den Schicht 2 Verkehr bereitzustellen.
Noch andere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ergeben sich Durchschnittsfachleuten in dem technischen Gebiet näher aus der folgenden ausführlichen Beschreibung, in der nur die Ausführungsformen der Erfindung durch eine Illustration der bevorzugten Vorgehensweisen, die für die Ausführung der Erfindung in Erwägung gezogen werden, gezeigt und beschrieben sind. Es wird erkannt werden, dass die Erfindung in anderen und unterschiedlichen Ausführungsformen umgesetzt werden kann und mehrere von ihren Einzelheiten in verschiedenen offensichtlichen Aspekten modifiziert werden können, und zwar alle ohne Abweichen von dem Grundgedanken und dem Umfang der vorliegenden Erfindung. Demzufolge sollen die Zeichnungen und die ausführliche Beschreibung als der Art nach illustrativ und nicht als beschränkend angesehen werden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
In den Zeichnungen zeigen:
1 ein System, welches ein Mehrschicht-Netzelement in Übereinstimmung mit der Erfindung beinhaltet;
2 das Mehrschicht-Netzelement der 1;
3 das Schaltelement des Mehrschicht-Netzelements mit näheren Einzelheiten;
4 die Weiterleitungslogik des Schaltelements mit näheren Einzelheiten;
5 die Klassenlogik der 4 mit näheren Einzellheiten;
6 den Prozess, der bei der Bestimmung verwendet wird, welche Information den Pfad eines Pakets durch das Mehrschicht-Netzelement vorgibt; und
7 die Informationsabhängigkeit bei der Bestimmung, wie ein Paket aus dem Netzelement heraus weiterzuleiten ist.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
1 zeigt ein System, welches ein Mehrschicht-Netzelement in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung beinhaltet. Das System umfasst das Mehrschicht-Netzelement, verschiedene Netze, Endstationen, Router und Brücken. Mit Hilfe eines Beispiels und wie in einem breiten Sinne verkörpert und hier beschrieben umfasst ein System 10, welches ein Mehrschicht-Netzelement 12 in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung beinhaltet, Netze 14 und 16, Endstationen 18, einen Router 24, eine Brücke 26 und lokale Netze (Local Area Networks; LAN) 28.
Die Brücke 26 verbindet einige der LANs 28 und Endstationen 18 mit dem Netz 14 und untereinander. Die Brücke 26 kann eine herkömmliche lernende Brücke sein. Die Brücke 26 verfolgt die Adressen der Endstationen 18, die ein Paket senden, welches auf einem der Ports 30 an der Brücke 26 aufscheint. Die Endstationen 18 können irgendeine Einrichtung sein, die in der Lage ist Pakete mit Information zu senden oder zu empfangen. Typischerweise sind die Endstationen 18 Personalcomputer, Arbeitsstationen, Drucker, Server und/oder irgendeine Einrichtung, die mit einem Netz verbunden werden kann.
Die Brücke 26 weiß zu Anfang nicht, auf welchem ihrer Ports Paketzielstellen angeordnet sind, und muss ein ankommendes Paket an alle Ports fluten lassen, um in einer geeigneten Weise das Paket weiterzuleiten. Sobald die Brücke 26 ein Paket empfängt, welches für eine Adresse bestimmt ist, die sie bereits erkennt, weiß die Brücke 26, auf welchem Port die Zielstelle ist, so dass sie das Paket nicht an alle abgehenden Ports fluten lassen muss. Schließlich hat die Brücke 26 genug Adressen gelernt, um den Betrag der Flutung, die auf den Ports benötigt wird, vollständig zu beseitigen. Jedes mal, wenn eine Endstation 18 Ports auf der Brücke 26 ändert, muss die Brücke 26 natürlich den Port der Endstation 18 neu lernen.
Die Brücke 26 modifiziert das Paket typischerweise nicht, enthält keine Information über die Topologie des Netzes 14, und untersucht wenige Teile des Paket-Headers. Die Brücke 26 arbeitet schnell, weil sie an dem Paket keine Modifikationen vornimmt und sich nur um das Lernen von Quellen und das Weiterleiten an Zielstellen kümmert. Typischerweise verwenden Brücken 26 Nachschlag-Tabellen, um nach Quellen und Zielstellen zu suchen.
Der Router 24 verbindet das Netz 14 mit den Netzen 16. Nur ein Router 24 ist beispielhaft dargestellt, aber es können viele Router vorhanden sein, die andere Netze oder Endstationen 18 verbinden. Der Router 24 stellt die Kommunikation bereit, die zwischen dem Netz 14 und Netz 16 erforderlich ist und kann ein herkömmlicher Router sein. Derartige Router umfassen eine Schicht 3 Funktionalität zum Weiterleiten von Paketen an eine geeignete Zielstelle, einschließlich einer Routenberechnung, einer Paketfragmentierung und einer Stausteuerung. Router von diesem Typ sind zum Beispiel in Interconnections: Bridges and Routers von Radia Perlmann herausgegeben von Addison-Wesley, beschrieben. Der Router 24 muss eine Kenntnis über die Topologie des Netzes haben, um die beste Route für Pakete zu bestimmen. Die Kenntnis des Routers 24 des Netzes wird durch eine topologische Information erworben, die zwischen mehreren derartigen Routern 24, die mit dem Netz 14 verbunden sind, übergeben wird.
Software, die auf dem Router 24 läuft, analysiert (durchleuchtet) ein ankommendes Paket, um verschiedene Charakteristiken über das Paket zu bestimmen, einschließlich des Typs des Protokolls, welches verwendet wird, und der Quelle und der Zielstelle (Zielstellen). Andere Bestimmungen auf Grundlage einer Untersuchung des Pakets können erforderlich sein, wie beispielsweise die Priorität und die Dienstqualitäts-(QoS)-Faktoren, wie eine Priorität und eine Bandbreiten-Reservierung. Der Router 24 verwendet dann die extrahierte Information und berechnet die nächste Zielstelle für das Paket auf Grundlage der Topologie und Routeninformation, die in dem Speicher des Routers 24 gespeichert ist. Der Router 24 wendet auch QoS (Dienstqualität) Regeln und Aktionen an.
Der Prozess des Routers 24 zum Berechnen der nächsten Zielstelle kann viele Zugriffe auf den Speicher und eine Berechnung der Route aus dieser Information erfordern. Ferner wird das Paket typischerweise empfangen und gespeichert, während irgendeine Verarbeitung stattfindet. Nachdem der Router 24 bestimmt hat, welche Aktionen für das Paket erforderlich sind, werden irgendwelche Modifikationen an dem Paket, sowie es in dem Speicher gespeichert ist, oder auf dem Weg heraus von dem Router 24 durchgeführt. Die Router 24 werden typischerweise benötigt, um die Schicht 2 Quelle und die Zielstelle des Pakets zu ersetzen, irgendwelche Prüfsummen des Pakets zu aktualisieren, und irgendwelche Aspekte, die sich auf die Paket-Lebensdauer beziehen, zu behandeln.
Um die Funktionen auszuführen, die der herkömmliche Router 24 ausführt, untersucht die Software Speicherstellen, führt Modifikationen an dem Paket durch, und berechnet neue Werte für neue Felder. Derartige Aktionen stellen eine erhöhte Funktionalität über eine einfache Paketweiterleitung wie diejenige, die man in den Brücken 26 findet, wie eine Bestimmung der besten Route für das Paket, die Bereitstellung von QoS Merkmalen, bereit; jedoch brauchen derartige Vorgänge in herkömmlichen Routern 24 wertvolle Zeit.
Das Netz 14 stellt Kommunikationspfade für sämtliche Elemente, die damit verbunden sind, bereit. In dem Beispiel der 1 umfassen die Elemente des Mehrschicht-Netzelements 12, den Router 24 und die Brücke 26. Irgendeine Anzahl von Elementen könnte mit einem Netz 14 in einer Vielzahl von Vorgehensweisen verbunden werden. 1 zeigt nur eine mögliche Kombination. Die Elemente, die mit dem Netz 14 verbunden sind, erfordern nicht, dass das Netz 14 von irgendeiner bestimmten Größe oder Konfiguration ist. Für die Endstationen 18 und die Brücke 26 wird eine ausführliche topologische Kenntnis des Netzes 14 nicht benötigt.
Das Mehrschicht-Netzelement 12 in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung verbindet verschiedene Elemente mit dem Netz 14 und untereinander. Wie mit Hilfe eines Beispiel illustriert verbindet das Mehrschicht-Netzelement 12 ein LAN 28, die Endstation 18 und das Netz 14. Das Mehrschicht-Netzelement 12 kombiniert die Funktionen sowohl einer Brücke als auch eines Routers. Wenn es als ein Router funktioniert enthält das Mehrschicht-Netzelement 12 topologische Information über das Netz 14, um ein Paket an dessen Zielstelle intelligent zu lenken, während eine zugehörige Schicht 3 Funktionalität, die typischerweise in einem Router 24 angetroffen wird, bereitgestellt wird. Wenn es als eine Brücke funktioniert lernt das Mehrschicht-Netzelement 12 Quellen/Port-Kombinationen zur Weiterleitung von Schicht 2 Paketen. Das Mehrschicht-Netzelement 12 unterscheidet sich von herkömmlichen Brücken/Router-Kombinationen dadurch, dass eine bestimmte Schicht 3 Verarbeitung so schnell wie eine Schicht 2 Vermittlung, die in der Brücke 26 angetroffen wird, arbeitet.
2 zeigt das Mehrschicht-Netzelement 12 der 1 mit näheren Einzelheiten. Das Mehrschicht-Netzelement 12 in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der Erfindung umfasst einen Prozessor 32, einen Prozessorspeicher 34, ein Schalt- bzw. Vermittlungselement 36, eine Vielzahl von Netzelement-Ports 38, einen Weiterleitungsspeicher 40, einen zugehörigen Speicher 42 und einen Paketpufferspeicher 44. Die Endstationen 18, das LAN 28 und das Netz 14 sind mit dem Mehrschicht-Netzelement 12 unter Verwendung einer Vielzahl von Netzelement-Ports 38 verbunden. Andere Mehrschicht-Netzelemente 12 können ebenfalls mit dem Mehrschicht-Netzelement 12 verbunden werden.
Das Vermittlungselement 36 ist auch mit dem Prozessor 32, dem Weiterleitungsspeicher 40, dem zugehörigen Speicher 42 und dem Paketpufferspeicher 44 verbunden. Der Prozessor 32 ist auch mit dem Speicher 34 verbunden. Der Weiterleitungsspeicher 40 und der zugehörige Speicher 42 sind miteinander und außerdem mit dem Vermittlungselement 36 verbunden.
Das Vermittlungselement 36 führt die meisten Paket-Weiterleitungsfunktionen unter Verwendung sowohl der Schicht 2 als auch der Schicht 3 Information, und möglicherweise auch mit einer bestimmten Schicht 4 Information, die in dem Weiterleitungsspeicher 40 und dem zugehörigen Speicher 42 gespeichert ist, aus, ohne sich auf den Prozessor 32 stützen zu müssen, um Routen zu berechnen und geeignete Aktionen bei jedem Paket zu bestimmen.
Der Prozessor 32 führt Aufgaben aus, für deren Behandlung das Vermittlungselement 36 nicht ausgerüstet ist. Wenn zum Beispiel neue Schicht 3 Routen berechnet werden müssen, verwendet der Prozessor 32 den Prozessorspeicher 34, der eine detaillierte Information über die Topologie von irgendwelchen Netzen enthält, die von dem Mehrschicht-Netzelement 12 erreichbar sind. Der Prozessor 32 führt seine Berechnungen vorwiegend unter Verwendung von Software-Programmiereinheiten in Verbindung mit Zugriffen auf den Speicher 34 aus. Das Vermittlungselement 36 trifft seine Entscheidungen vorwiegend in Hardware, wobei der Weiterleitungsspeicher 40 und der zugehörige Speicher 42 verwendet wird. Der Weiterleitungsspeicher 40 und der zugehörige Speicher 42 enthalten nur einen Abschnitt der Information, die in dem Speicher 34 enthalten ist, und sind konfiguriert für einen schnellen Zugriff und eine schnelle Auslesung.
3 zeigt eine ausführliche Ansicht des Vermittlungselements 36 und dessen Verbindungen mit dem Prozessor 12, der Vielzahl von Netzelement-Ports 38a-n, dem Weiterleitungsspeicher 40, dem Assoziativspeicher 42 und dem Paketpuffer-Speicher 44. Das Vermittlungselement 36 umfasst Eingangsports 50a-n, eine Weiterleitungslogik 52, einen Paketspeicher-Manager 54 und Ausgangsports 56a-n. Jeder Eingangsport 50i und Ausgangsport i entspricht einem Netzelement-Port 38i. Jeder der Eingangsports 50 ist auch sowohl mit der Weiterleitungslogik 52 als auch mit dem Paketspeicher-Manager 54 verbunden.
Für irgendein gegebenes i empfängt ein Eingangsport 50i Pakete von seinem jeweiligen Mehrschicht-Netzelement-Port 38i und testet die Pakete auf Richtigkeit. Wenn das Paket schlecht geformt ist, wird es gelöscht. Pakete, die dieses anfängliche Durchleuchten durchlaufen, werden vorübergehend durch den Eingangsport 50i gepuffert. Sobald der Eingangsport 50i wenigstens die ersten 64 Bytes des empfangenen Pakets gepuffert hat, übergibt der Eingangsport 50i den Header an die Weiterleitungslogik 52.
Die Weiterleitungslogik 52 ist mit dem Prozessor 32, dem Weiterleitungsspeicher 40 und dem Assoziativspeicher 42 verbunden. Die Weiterleitungslogik 52 fuhrt mehrere Funktionen aus. Anfänglich analysiert sie das Paket, um zu bestimmen, ob das Paket verkapselt ist, beispielsweise durch das Unternetz-Zugriffsprotokoll (Subnetwork Access Protocol; SNAP), oder ob das Paket mit einer Kennung versehen ist, zum Beispiel mit einem Identifizierer für ein virtuelles LAN (VLAN). Wenn das Paket von einem diesen zwei Typen ist, verwendet die Weiterleitungslogik 52 eine Versatzinformation (Offset-Information), um eine Headerinformation einer geeigneten Schicht, die für eine weitere Verarbeitung benötigt wird, zu lokalisieren.
Die Weiterleitungslogik 52 durchsucht auch den Weiterleitungsspeicher 40 nach Übereinstimmungen auf der Schicht 2 und/oder der Schicht 3. Die Suche kann auch irgendeine Information auf der Schicht 4 umfassen. In der bevorzugten Ausführungsform ist der Weiterleitungsspeicher 40 ein über den Inhalt-adressierbarer Speicher (Content Adressable Memory; CAM), der Information sowohl über die Schicht 2 als auch die Schicht 3 Vermittlung speichert, und kann irgendeine Schicht 4 Information enthalten. Wenn eine Übereinstimmung festgestellt wird dienen Daten, die in dem Assoziativspeicher 42 gespeichert sind und auf die von dem übereinstimmenden Eintrag in dem Weiterleitungsspeicher 40 verwiesen wird, zum Definieren der Aktionen, die das Vermittlungselement 36 durchführen muss, um das Paket an die geeignete Zielstelle (Zielstellen) weiterzuleiten.
In einer anderen Ausführungsform könnte der Weiterleitungsspeicher 40 unter Verwendung eines Speichers mit wahlfreiem Zugriff und sequentieller Adressierung implementiert werden. In dieser Ausführungsform würde für den bestimmten Schlüssel eine Hashing-Funktion vorher ausgeführt werden. Der sich ergebende gehashte (verwürfelte) Wert würde eine Adresse in den Speicher 42 hinein, in Assoziation mit dem vorher verwürfeltem Schlüssel, sein.
In noch einer anderen Ausführungsform könnte der Weiterleitungsspeicher 40 und der zugehörige Speicher 42 in einem einzelnen Speicher mit wahlfreiem Zugriff enthalten sein. Bei einer Implementierung von diesem einzelnen Speicher mit wahlfreiem Zugriff könnte auf die Einträge sequentiell zugegriffen werden, wobei ein Hash-Frontend benötigt wird. Eine andere Implementierung von diesem einzelnen Speicher mit wahlfreiem Zugriff könnte ein CAM sein.
Der Paketspeicher-Manager 54 ist mit einem Paketpuffer-Speicher 44, dem Eingangsport 50i und dem Ausgangsport 56i verbunden. Wie voranstehend angegeben entspricht jeder Ausgangsport 56i einem der Vielzahl von Mehrschicht-Netzelement-Ports 38i. Während sie als getrennte Einheiten dargestellt sind, sind der Eingangsport 50i und der Ausgangsport 56i, die einem bestimmten Mehrschicht-Netzelementport 38i entsprechen, eng gekoppelt, da Information durch die Netzelement-Ports 38 in beiden Weisen fließen.
Nachdem die Weiterleitungslogik 52 bestimmt hat, was mit dem Paket zu tun ist, übergibt sie diese Information an den Eingangsport 50i. Wenn der Eingangsport 50i das Paket nicht filtert, dann fordert er einen Zeiger auf freie Speicherstellen in dem Paketpuffer-Speicher 44 von dem Paketspeicher-Manager 54 an. Der Paketspeicher-Manager 54 antwortet durch Bereitstellen von Ortsadressen von freiem Speicherplatz in dem Paketpuffer-Speicher 44. Der Eingangsport 50i fordert dann einen Schreibzugriff von dem Paketspeicher-Manager 54 an und sendet den Zeiger und die Daten an den Paketspeicher-Manager 54.
In einigen Fällen muss der Eingangsport 50i an den Paketen, wie von der Weiterleitungslogik 52 befohlen, Modifikationen durchführen. Der Eingangsport 50i führt diese Modifikationen aus, bevor das Paket in dem Paketpufferspeicher 44 gespeichert wird. Wenn von dem Eingangsport 50i angefordert platziert der Paketspeicher-Manager 54 das Paket in die geeignete Adressenstelle, die von dem Eingangsport 50i spezifiziert wird. Der Eingangsport 50i übergibt dann Information darüber, wo das Paket gespeichert ist, an die geeigneten Ausgangsports 56, wie aus der Information bestimmt, die an dem Eingangsport 50i von der Weiterleitungslogik 52 empfangen wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform können die geeigneten Ausgangsports keine Ausgangsports oder einen oder mehrere Ausgangsports einschließen. Der Ausgangsport 56i fordert Pakete von dem Paketmanager 54 an und empfängt diese und überträgt das Paket an dessen zugehörigen Netzelementport 38i, wenn die Bedingungen für eine Übertragung erfüllt sind. In den meisten Fällen muss der Ausgangsport 56i seine MAC Adresse als die Quellenadresse auf abgehenden Paketen platzieren. Wenn diese Situation durch die Ergebnisse der Weiterleitungslogik 52, wie an den Eingangsport 50i übergeben, vorgegeben wird, platziert der Eingangsport 50i eine derartige Anzeige in dem Paketpufferspeicher 44. Der Ausgangsport 56i erfasst diese Anzeige und ersetzt die Adresse, wenn das Paket den Ausgangsport 56i verlässt. Somit sind nur geringfügige Modifikationen an den Paketen auf der Ausgangsseite des Vermittlungselements 36 erforderlich.
Wenn der Weiterleitungsspeicher 40, gemäß der obigen Ausführungsform, übereinstimmende Einträge für eine Schicht 2 Vermittlung oder eine Schicht 3 Lenkung enthält, wird das Mehrschicht-Netzelement 12 bei einer Drahtgeschwindigkeit arbeiten. Eine Drahtgeschwindigkeit wird durch die Geschwindigkeit bei der maximalen Paketrate bestimmt, bei der eine gegebene Schicht 1 und Schicht 2 Kombination Pakete transportieren können. Wenn ein Element, welches mit einem Netz verbunden ist, Pakete so schnell, wie sie in das Element eintreten, oder schneller verarbeiten kann, dann arbeitet das Element bei der Drahtgeschwindigkeit.
In einer bevorzugten Ausführungsform verarbeitet das Netzelement 12 Pakete für ein Szenarium des schlechtesten Falls eines stetigen Stroms von 64-Byte Paketen, die alle gleichzeitig an den Eingangsports 50 eintreten. Wenn die Schicht 3 Information in dem Weiterleitungsspeicher 40 nicht enthalten ist, dann wird das Paket unter Verwendung der Schicht 2 Information weitergeleitet und dann in Übereinstimmung mit einer herkömmlichen Schicht 3 Verarbeitung durch Software in dem Prozessor 32 verarbeitet.
Im Gegensatz zu einer herkömmlichen Schicht 3 Verarbeitung kann der Prozessor 32 den Weiterleitungsspeicher 40 durch Anordnen von neuen Schicht 3 Einträgen, sowie sie gelernt und erzeugt werden, aktualisieren. Irgendwelche Pakete, die mit den neuen Einträgen übereinstimmen, werden bei der Drahtgeschwindigkeit weitergeleitet, d. h. Weiterleitungsentscheidungen werden für ein Paket getroffen, bevor das nächste Paket ankommt.
Während die Diskussion dieser Erfindung unter Verwendung der Schicht 2 und einer Kombination von Schichten 3 und 4 beschrieben wird, würde ein Durchschnittsfachmann in dem technischen Gebiet erkennen, dass ein Suchen auf und ein Erzeugen von Einträgen in dem Weiterleitungsspeicher 40 für irgendeinen Abschnitt eines Pakets oder des Header oder irgendeine Kombination davon leicht aus der Beschreibung folgt. Somit ist die Erfindung nicht auf irgendeine spezifische Implementierung von Schichten in Übereinstimmung mit dem ISO Standard beschränkt.
4 zeigt die Weiterleitungslogik 52 mit näheren Einzelheiten. Die Weiterleitungslogik 52 umfasst die Klassenlogik 60, und die Schicht 2 (L2) Logik 62, die Schicht 3 (L3) Logik 64 und die Zusammenfassungslogik 66. Der Eingangsport 50i verbindet die Klassenlogik 60, die L2 Logik 62, die L3 Logik 64 und die Zusammenfassungslogik 66. Zur Vereinfachung ist nur ein Eingangsport 50i gezeigt, obwohl alle Eingangsports 50 in einer ähnlichen Weise verbunden sind. Vorzugsweise wird die Weiterleitungslogik 52 nicht für jeden Eingangsport 50i dupliziert. Anstelle davon stehen sämtliche Eingangsports 50 zum Zugriff auf die Weiterleitungslogik 52 im Wettbewerb.
Die L2 Logik 62 ist mit dem Weiterleitungsspeicher 40 verbunden und ist zur Erzeugung eines Schlüssels zum Vergleich mit den Einträgen, die in den Weiterleitungsspeicher 40 für Schicht 2 Weiterleitungs-Entscheidungen gespeichert sind, verantwortlich. In Abhängigkeit von der Konfiguration des Weiterleitungsspeichers 40 kann der Schlüssel auf alle oder einige der Einträge des Weiterleitungsspeichers 40 angewendet werden.
Während eines Betriebs empfängt der Eingangsport 50i ein Paket von dem Mehrschicht-Netzelementport 38i und sendet den Header plus den Identifizierer des Eingangsports 50i an die Weiterleitungslogik 52. Die Weiterleitungslogik 52 durchsucht zunächst den Weiterleitungsspeicher 40, um zu bestimmen, ob der Weiterleitungsspeicher 40 einen Eintrag für die Schicht 2 Quelle, die das Paket sendet, enthält. Ein übereinstimmender Eintrag wird existieren, wenn das Mehrschicht-Netzelement 12 ein Paket von der gleichen Schicht 2 Quelle vorher empfangen hat und gelernt hat, mit welchem Port es verbunden ist. Wenn kein übereinstimmender Eintrag existiert führt die Weiterleitungslogik 52 eine Lernfunktion aus, indem ein Eintrag in dem Weiterleitungsspeicher 40 mit der Quellenadresse platziert wird. Die Weiterleitungslogik 52 signalisiert dem Prozessor 32, dass sie eine neue Quellenadresse gelernt hat. In einigen Fällen wird die Schicht 2 Quelle in dem Weiterleitungsspeicher 40 existieren, wird aber mit einem anderen Eingangsport 50i als dem Eingangsport 50i des ankommenden Pakets in Verbindung gebracht werden. In diesem Fall wird kein übereinstimmender Eintrag in dem Weiterleitungsspeicher 40 existieren, weil eine Übereinstimmung sowohl von der Schicht 2 Quelle als auch dem Eingangsport 50i abhängt.
Die Weiterleitungslogik 52 durchsucht den Weiterleitungsspeicher 40 auch nach einem Eintrag, der den Port der Zieladresse anzeigt. Wenn keine Übereinstimmung gefunden wird, dann weist die Weiterleitungslogik 52 den Eingangsport 50i an, die Pakete an sämtliche aktiven Ausgangsports 56 zu fluten.
Für die Schicht 2 Information, die voranstehend in der bevorzugten Ausführungsform beschrieben wurde, enthält der Weiterleitungsspeicher 40 die Werte der MAC Adressen der Quellen und einen Zeiger auf einen entsprechenden Eintrag im zugehörigen Speicher 42. Der Weiterleitungsspeicher 40 kann auch eine zusätzliche Schicht 2 Information, wie einen VLAN Identifizierer, enthalten, wenn Pakete mit Kennungen verwendet werden. Der zugehörige Speicher 42 enthält mehr Information über seinen entsprechenden Eintrag in dem Weiterleitungsspeicher 40. Die Schicht 2 Information in dem Weiterleitungsspeicher 40 ist vorzugsweise auf die geringste Menge von Information beschränkt, die erforderlich ist, um eine Schicht 2 Suche durchzuführen. In einer Schicht 2 Suche ist diese Information vorzugsweise lediglich die MAC Adresse und der Eingangsport 50i, aber der CAM kann auch irgendeine Information enthalten, die sich auf eine Adressierung mit Kennungen (tagged addressing) bezieht.
In einer bevorzugten Ausführungsform erlaubt der Weiterleitungsspeicher 40 Mehrfach-Übereinstimmungen für eine Schicht 2 Suche. Der Prozessor 32 stellt sicher, dass die Reihenfolge der Einträge derart ist, dass dann, wenn eine Adressen/Port-Kombination in dem Weiterleitungsspeicher existiert, dieser Eintrag gewählt wird. Wenn die bestimmte Quellen/Port-Kombination nicht gefunden wird, dann kann eine Übereinstimmung einschließlich der VLAN Information auftreten, so dass irgendeine Schicht 2 Zielstellensuche mit wenigstens einem bekannten VLAN oder einem unbekannten VLAN Eintrag übereinstimmen wird, wobei jeder davon die Ausgangsports 56 zum Fluten in seinem jeweiligen Eintrag definiert.
Die L3 Logik 64 ist mit dem Weiterleitungsspeicher 40 verbunden und ist zum Erzeugen eines Schlüssels zum Vergleich mit den Einträgen, die in dem Weiterleitungsspeicher 40 für Schicht 3 Weiterleitungsentscheidungen gespeichert sind, verantwortlich. Wie mit dem L2 Suchschlüssel kann der L3 Schlüssel auf alle oder einige der Einträge des Weiterleitungsspeichers 40 angewendet werden.
Um den Schlüssel zu erzeugen verwendet die L3 Logik 64 Information von dem Eingangsport 50i einschließlich des Paket-Headers und eines Identifizierers des Eingangsports 50i, und Information von der Klassenlogik 60. Die Zusammenfassungslogik 66 ist mit der Klassenlogik 60, dem zugehörigen Speicher 42, dem Paketspeicher-Manager 54 und dem Prozessor 32 verbunden. Die Zusammenfassungslogik 66 verwendet Information von der Klassenlogik 60 und Information, die von dem zugehörigen Speicher 42 ausgegeben wird, um den Eingangsport 50i anzuweisen, was zu tun ist, um das Paket in geeigneter Weise an dessen geeignete Zielstelle (an dessen geeignete Zielstellen) weiterzuleiten. In einigen Fällen gibt es keine geeignete Zielstelle und das Paket wird gelöscht. In anderen Fällen wird die Zusammenfassungslogik 66 dem Prozessor 32 signalisieren, dass er irgendeine Aufgabe im Ansprechen auf das empfange Pakete ausführen muss.
Die Schicht 3 Umschaltung (Vermittlung) ist, während sie komplexer ist, ähnlich zu der Schicht 2 Umschaltung. Die Weiterleitungslogik 52 durchsucht den Weiterleitungsspeicher 40 nach einem übereinstimmenden Eintrag mit einem Schicht 3 Suchschlüssel, der von der L3 Logik 64 erzeugt wird. Wenn eine Übereinstimmung existiert, wird die Information in dem zugehörigen Speicher 42 von der Zusammenfassungslogik 66 verwendet, um den Eingangsport 50i anzuweisen, was mit dem Paket zu tun ist. Wenn die Suche keine Übereinstimmung bereitstellt leitet das Vermittlungselement 36 das Paket als eine Brücke weiter und kann das gesamte Paket oder Abschnitte davon an den Prozessor 32 für eine weitere Verarbeitung übergeben. Die L3 Logik 64 erzeugt den Suchschlüssel unter Verwendung von Information von dem Paket-Header, dem Eingangsport 50i und der Klassenlogik 60.
Die Klassenlogik 60 untersucht Information in dem Paket-Header, um irgendeine Verkapselungsinformation zu bestimmen und um eine Klasse für die Schicht 3 Information zu bestimmen und ist mit näheren Einzellheiten in 5 dargestellt. Die Klassenlogik 60 umfasst die Verkapselungslogik 68 und die Klassenaktionslogik 70. Jeder Eingangsport 50i ist sowohl mit der Verkapselungslogik 68 als auch mit der Klassenaktionslogik 70 verbunden. Die Klassenaktionslogik 70 ist mit der Verkapselungslogik 68, der L3 Logik 64 und der Zusammenfassungslogik 66 verbunden.
Die Verkapselungslogik 68 ist zum Untersuchen des Paket-Headers und zum Bestimmen von irgendwelchen Versätzen (Offsets) in dem Header für die Schicht 3 und Schicht 4 Information, wenn erforderlich, verantwortlich. Die Verkapselungslogik 68 umfasst Klassenfilter 72, um irgendwelche Versätze in das Paket hinein, um Stellen von relevanter Information zu identifizieren, zu bestimmen. In einer bevorzugten Ausführungsform erkennt ein Filter 72 eine Implementierung in Übereinstimmung mit dem IEEE 802.3 Standard Ethernet Header, und ein anderes Filter 72 erkennt eine Implementierung in Übereinstimmung mit dem IEEE Standard 802.1q Tagged Ethernet Header, und noch ein anderes erkennt eine LCC SNAP Verkapselung. Andere Verkapselungen würden Durchschnittsfachleuten in dem technischen Gebiet leicht ersichtlich werden und könnten mit zusätzlichen Verkapselungsfiltern 72 implementiert werden. Die Verkapselungslogik 68 übergibt Verkapselungs-Versätze an die Klassenaktionslogik 70, sodass die Klassenaktionslogik 70 weiß, von wo in dem Paket die geeignete Feldinformation zu ziehen ist.
Die Klassenaktionslogik 70 bestimmt, zu welcher Klasse ein Paket gehört. Eine Klasse wird sowohl von der L2 als auch der L3 Logik verwendet, um bei der Suche unterstützend zu wirken und zu der Funktionalität des Mehrschicht-Netzelements 12 beizutragen. Die L2 Logik 62 wendet eine einzelne Klasse auf sämtliche Schicht 2 Suchvorgänge an. Die Schicht 3 andererseits weist eine Vielzahl von programmierbaren Klassen auf.
Die Klassen helfen zur Definition eines Klassen-Typs und für jede Klasse, welche Bytes von dem Paket-Header, die beim Erzeugen des Schicht 3 Suchschlüssels von der L3 Logik 64 verwendet werden sollten, dessen Priorität, und eines voreingestellten Klassenergebnisses, welches definiert, was passieren sollte, wenn keine Schicht 3 Übereinstimmung in dem Weiterleitungsspeicher 40 auftritt.
In einer bevorzugten Ausführungsform gibt es vier mögliche Ergebnisse, wenn keine Übereinstimmung auftritt. Zunächst kann der Header an den Prozessor 32 gesendet werden. Dies wird in Erwägung gezogen, wenn die Möglichkeit zum Identifizieren eines Schicht 3 Flusses existiert. Zweitens könnte das gesamte Paket an dem Prozessor 32 kopiert werden. Dies wird in Erwägung gezogen, wenn anfänglich eine unicast Route gesetzt wird oder, um einen Firewall Schutz durch anfängliches Untersuchen von bestimmten Routen oder Flüssen bereitzustellen oder wenn es nicht bekannt ist, wo in dem Paket die benötigte Information existieren kann, um Suchschlüssel zu erzeugen. Als drittes werden Schicht 2 Ergebnisse zur Weiterleitung verwendet. Als viertes wird das Paket gelöscht. Eine andere Aktion kann in Abhängigkeit von der Konfiguration des Netzes oder bei dem bestimmten Protokoll, welches gerade verwendet wird, möglich sein, so wie dies Durchschnittsfachleuten in dem technischen Gebiet leicht ersichtlich sein würde.
Einige der Kriterien, die die Klassen berücksichtigen können, können sein, ob die Klasse Adressen-abhängig, oder Adressen-unabhängig angesehen wird. Eine Hinzufügung eines Klassenidentifizierers erlaubt dem Vermittlungselement 36 auf sich verändernde Netzsituationen zu reagieren und vereinfacht stark die Organisation und Speicherung von Information in dem Weiterleitungsspeicher 40.
Repräsentative Beispiele von Adressen-unabhängigen Klassen, die von der Klassenlogik 60 identifiziert werden könnten, umfassen: Address Resolution Protocol (Adressen Auflösungs-Protokoll; ARP); Internet Group Management Protocol (Internet Gruppen-Management Protokoll; IGMP; Reverse ARP (RARP); Group Address Registration Protocol (Gruppen Adressen-Registrierungsprotokoll; GARP); Protocol Independent Protocol (Protokoll-unabhängiges Protokoll; PIM); und Reservation Protocol (Reservierungs-Protokoll; RSVP). Repräsentative Beispiele von Adressen-abhängigen Klassen umfassen: TCP Fluss; nicht-fragmentierter UDP Fluss; fragmentierter UDP Fluss; Hardware-routbares IP; und IP Version 6. Natürlich könnten andere Protokolle in ähnlicher Weise erkannt werden.
Die Klassenlogik 60 erzeugt ein eindeutiges Klassenergebnis für jedes ankommende Paket. Für ein nicht erkanntes Protokoll wird die Klassenlogik 60 noch ein Klassenergebnis erzeugen, aber dieses Klassenergebnis zeigt ein nicht erkanntes Protokoll an und welche Aktionen für ein Paket dieses Klassentyps stattfinden sollten.
Im Allgemeinen sind Schicht 3 Flüsse Adressen-abhängig und werden Information über lediglich eine einfache Klasse des Verkehrs hinaus enthalten. In denjenigen Fällen, wo zusätzlich Information durch den Prozessor 32 in dem Weiterleitungsspeicher 40 abgelegt worden ist, kann mehr als ein Eintrag für eine bestimmte Klasse in dem Weiterleitungsspeicher 40 vorhanden sein. Der Prozessor 32 stellt sicher, dass von den Einträgen, die übereinstimmen, derjenige verwendet wird, der der geeignetste ist. Unterschiedliche Klassen können unterschiedliche Kriterien dafür, was die geeignetste Übereinstimmung ist, in Abhängigkeit von dem Typ von Paketen, die innerhalb einer bestimmten Klasse verkörpert sind, aufweisen. Die Flexibilität, die ermöglicht wird, indem mehrere übereinstimmende Einträge in dem Weiterleitungsspeicher 40 vorhanden sind, wird weiter dadurch verbessert, dass sichergestellt wird, dass die beste Übereinstimmung für einen bestimmten Fluss bereitgestellt wird und wegen dieses Merkmals werden unterschiedliche Aktionen für Pakete innerhalb des gleichen Typs von Klasse möglich sein.
In der bevorzugten Ausführungsform ordnet der Prozessor 32 die Schicht 3 Einträge um, wenn er irgendeine neue Schicht 3 so platziert, dass die beste Übereinstimmung für ein bestimmtes Suchkriterium am frühesten in dem Speicher auftritt. Durchschnittsfachleute in dem technischen Gebiet werden viele unterschiedliche Implementierungen erkennen, um das gleiche Ergebnis zu erzielen. In einer bevorzugten Ausführungsform stellt der Prozessor 32 sicher, dass der Eintrag mit dem längsten potentiell übereinstimmenden Schlüssel innerhalb einer bestimmten Klasse die oberste oder früheste Stelle in dem Speicher ist. Jedoch kann der Prozessor 32 einen Eintrag auch über dem längsten übereinstimmenden Eintrag anordnen, sodass für ein bestimmtes Verkehrsmuster die wichtigste Übereinstimmung eine sein kann, die mit vielen Schlüsseln übereinstimmt. Zum Beispiel wird ein Eintrag, der für eine bestimmte Klasse, auf Grundlage eines Anwendungsports wie „http" und keiner anderen Information einen Übereinstimmung aufweist, Vorrang gegenüber Einträgen haben, die mit mehr als lediglich der Schicht 4 Anwendung übereinstimmen könnten. Ein anderes Beispiel könnte darin bestehen eine Übereinstimmung mit einer bestimmten Quelle innerhalb eines Klassen-Typs zu erzwingen. Dies könnte auftreten, wenn der Betreiber unter Umständen wünscht Pakete, die von einem bestimmten Server kommen, mit einer hohen Priorität, unabhängig von der Zielstelle oder Schicht 4 Anwendung, zu versehen.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Zusammenfassungslogik 66 den Eingangsport 50i an, eine der folgenden Aktionen für ein Paket durchzuführen: das Paket zu filtern; das Paket auf der Schicht 2 weiterzuleiten; das Paket als ein Schicht 3 Fluss weiterzuleiten; das Paket als eine Schicht 3 Route zu verarbeiten; und das Paket als eine Multicast-Route weiterzuleiten. Pakete, für die die Zusammenfassungslogik 66 den Eingangsport 50i zur Filterung anweist, sind diejenigen, die bestimmte Header-Information einschließen, von der bestimmt wird, dass sie nicht unterstützt wird. Beispiele von Klassen, deren Pakete auf der Schicht 2 weitergeleitet werden könnten, würden einen fragmentierten UDP Fluss und eine Klasse, die anzeigt, dass die Header-Information unbekannt ist, einschließen. Ein fragmentiertes UDP arbeitet unter Verwendung von Schicht 2 Information, weil nach dem ersten Paket die fragmentierten Pakete nicht alle eine relevante Information von der Schicht 4 Header-Information einschließen, UDP Ports zum Beispiel. Eine Schicht 2 Weiterleitung würde für Adressen-unabhängige Klassen in Abhängigkeit von der bestimmten Klasse optional sein.
Die Zusammenfassungslogik 66 weist den Eingangsport 50i an eine Schicht 3 Fluss-Information für TCP oder nicht-fragmentierte UDP Flüsse zu verwenden. Flüsse sind diejenigen Pakete, die innerhalb des Unternetzes weitergeleitet werden, an dem das Mehrschicht-Netzelement 12 angebracht ist, und sie benötigen keine Header-Modifikation bei der Weiterleitung. Routen sind andererseits Pakete, die von Quellen außerhalb des Unternetzes kommen und für Adressen über das Unternetz hinaus bestimmt sind, sodass die Header-Information vor der Weiterleitung durch das Mehrschicht-Netzelement 12 modifiziert werden muss. In einer bevorzugten Ausführungsform kommen Befehle zum Weiterleiten des Pakets als eine Schicht 3 Route von der Zusammenfassungslogik 66, wenn die Klasse anzeigt, dass das Paket von einem Klassen-Hardware-Routbaren IP ist. Mit anderen Worten, die Zielstelle des ankommenden Pakets wird von der Klassenlogik 60 des Mehrschicht-Netzelements 12 erkannt und das Mehrschicht-Netzelement 12 muss dann das Paket an die nächste Sprung-Zielstelle, die durch Routing-Protokolle bestimmt wird, weiterleiten. Durchschnittsfachleute in dem technischen Gebiet können leicht aus der Erfindung andere Situationen erkennen, bei denen ein derartiger Typ von Ergebnis gewünscht sein würde.
Ein Merkmal der Erfindung ist die Fähigkeit Flüsse zu überbrücken, das heißt den Weiterleitungsspeicher zu verwenden, um Schicht 2 Pakete unter Verwendung einer Schicht 3 Funktionalität durch das Netzelement 12 schnell weiterzuleiten. Bestimmte Flüsse sind besonders geeignet für diesen Typ von Aktivität und umfassen statische Flüsse, selbst-erfassende Flüsse und Flüsse, die durch Reservierungsprotokolle wie RSVP aufgebaut werden. Statische Flüsse sind diejenigen, die von dem Betreiber des Netzelements 12 vorher aufgebaut werden, und definieren eine Schicht 3 Funktionalität für einen gewählten Schicht 2 Netzverkehr und sind nicht einer Alterung ausgesetzt. Selbst-erfassende Flüsse sind eine Funktion des Typs der Anwendung.
Zu Anfang werden diese Flüsse mit keiner Schicht 3 Funktionalität überbrückt, weil kein Schicht 3 Eintrag übereinstimmt. Der Paket-Header wird an den Prozessor 32 für eine Untersuchung gesendet. Der Prozessor 32 analysiert das Paket und bestimmt auf Grundlage von programmierten Heuristiken, ob und wie ein Schicht 3 Eintrag in dem Weiterleitungsspeicher 42 für den Pakettyp zu erzeugen ist. Zum Beispiel könnte ein „ping" Paket einen Schicht 3 Fluss-Eintrag nicht gewähren, weil es bestenfalls ein transientes Paket ist.
Protokolle wie RSVP arbeiten, um bestimmte Dienstmerkmale des Netzes zu reservieren und zu signalisieren, dass eine Anzahl von Paketen diesen gleichen Pfad nehmen werden. In diesem Fall dient es der Anwendung unter Verwendung des Reservierungsprotokolls, um eine Weiterleitung auf der Schicht 2 vorzunehmen, aber eine Schicht 3 oder eine höhere Funktionalität wie eine Priorität hinzuzufügen, um die erforderliche Dienstklasse durch das Mehrschicht-Netzelement 12 sicherzustellen.
6 zeigt bevorzugte Ergebnisse, die durch die Zusammenfassungslogik 66 unter Verwendung von Information von der Klassenlogik 60 und dem zugehörigen Speicher 42 erzeugt werden. Drei Ergebnisse werden gegenwärtig bevorzugt: (1) Verbindung der Schicht 2 Weiterleitungsergebnisse; (2) Verwendung der Schicht 3 Weiterleitungsergebnisse; und (3) Verwendung der Schicht 3 Ergebnisse, während die Schicht 2 Topologie verwendet wird. In einigen Fällen kann eine identifizierte Klasse vorhanden sein, aber kein übereinstimmender Eintrag in dem Weiterleitungsspeicher 40, und in diesem Fall werden die voreingestellten (Default) Aktionen für die Klasse verwendet. Es sein darauf hingewiesen, dass die Verwendung der voreingestellten Ergebnisse der Schicht 3 als ein Untersatz einer Verwendung von Schicht 3 Weiterleitungsergebnissen angesehen werden kann.
Voreingestellte Ergebnisse können für Pakete eines Klassen-Typs eingestellt werden, um einen Schutz bereitzustellen, wie derjenige, der von einer Firewall-Technologie bereitgestellt wird. In einer Firewall-Anwendung würde das Mehrschicht-Netzelement 12 programmiert werden, um irgendein Paket einer definierten Klasse an den Prozessor 32 für eine nachfolgende Verarbeitung zu richten.
Wenn die Klassenlogik 60, unter Bezugnahme auf 6, bestimmt, dass es sich bei dem Paket um eine nicht erkannte Klasse handelt (Schritt 112), dann wird an dem Paket unter Verwendung der Schicht 2 Ergebnisse (Schritt 114) gearbeitet. Wenn die Klasse des Pakets erkannt wird (Schritt 112) und der zugehörige Speicher 42 oder die Klassenlogik 60 anzeigt, dass ein Schicht 2 Ergebnis erzwungen werden sollte (Schritt 116), dann werden die Schicht 2 Ergebnisse verwendet (Schritt 118), und zwar unabhängig von irgendeiner anderen Information.
Wenn keine Schicht 2 Ergebnisse als Folge der Schicht 2 Suche erzwungen werden (Schritt 116) und eine Übereinstimmung des Schicht 3 Schlüssels vorhanden ist (Schritt 120), dann wird die Schicht 3 Information überprüft, um zu bestimmen, ob die Schicht 3 Information eine Schicht 2 Port-Entscheidung erzwingt (Schritt 122). Wenn die Schicht 3 Information ein Schicht 2 Weiterleitungsergebnis erzwingt, dann wird der Ausgangsport durch die Ergebnisse der Schicht 2 Suche bestimmt, jedoch werden irgendwelche andere Informationen, die in Ergebnissen der Schicht 3 Suche gefunden werden, angewendet (Schritt 124), wie QoS Faktoren. Wenn die Schicht 3 Ergebnisse nicht eine Erzwingung eines Schicht 2 Weiterleitungsergebnisses erfordern, dann werden die Schicht 3 Ergebnisse an den Eingangsport 50i übergeben (Schritt 126). Wenn keine Schicht 3 Übereinstimmung im Schritt 120 vorhanden ist, dann werden die voreingestellten Aktionen für die Klasse, die durch die Klassenlogik 66 erzeugt wird, an den Eingangsport 50i übergeben (Schritt 128). Es wird auch in Erwägung gezogen, dass ein Paket an den Prozessor 32 gesendet wird, ohne durch den Eingangsport 50i an irgendeinen Ausgangsport 56 weitergeleitet zu werden, wenn eine voreingestellte Aktion der L3 Klasse verwendet wird.
Wenn die Klasse erkannt wird und die Schicht 3 Suche mit einem Eintrag übereinstimmt, dann leiten somit die Aktionen, die durch die Schicht 3 Suche definiert werden, die Befehle an den Eingangsport 50i, obwohl dies bedeuten könnte, dass die Schicht 2 Ausgangsport-Ergebnisse verwendet werden. Wenn nicht, wird das Paket unter Verwendung von Schicht 2 Ergebnissen behandelt und das Paket oder der Header des Pakets könnte an den Prozessor 32 für eine nachfolgende Verarbeitung der Schicht 3 Information, wenn gewünscht, gesendet werden.
Wenn die Information, die von dem zugehörigen Speicher 42 für eine Schicht 3 Übereinstimmung herauskommt, ein Erzwingen eines Schicht 2 Ergebnisses anzeigt, dann wird eine Paketweiterleitung unter Verwendung der Schicht 2 Ergebnisse durchgeführt, aber irgendeine Information, die sich auf die Dienstqualität bezieht, kann noch auf einer Schicht 2 Weiterleitungsentscheidung implementiert werden. In dieser Weise kann das Mehrschicht-Netzelement 12 eine zusätzliche Funktionalität oberhalb und über normalen Schicht 2 Brücken hinzufügen, indem erlaubt wird, dass Dienstqualitäts-Faktoren auf eine Schicht 2 Überbrückung oder ein Routing (eine Weglenkung) innerhalb des gleichen Unternetzes oder VLANs angewendet wird.
Demzufolge bietet der Eingangsport 50i an der Weiterleitungslogik 52 den Header des empfangenen Pakets und dessen Port-Bezeichnung an. Der Ausgang der Weiterleitungslogik 52 ist eine Funktion der Header-Information und des Ankunftsports und zeigt an, ob der Eingangsport 50i dass Paket in dem Paketpufferspeicher 44 in Zusammenwirkung mit dem Paketspeicher-Manager 54 speichern sollte; ob irgendwelche Prioritäten mit dem Paket auf einem bestimmten Ausgangsport 56i assoziiert werden sollten; und ob der Eingangsport 50i an dem Paket irgendwelche Modifikationen durchführen sollte, wie eine Header-Ersetzung, bevor das Paket an den Paketpufferspeicher 44 übergeben wird. Somit muss ein Ausgangsport 56i nicht irgendwelche Modifikationen an dem Header ausführen, außer dass dessen MAC Adresse eingesetzt wird und eine neue Paket-Prüfsumme berechnet wird, wenn zum Beispiel Unicast- oder Multicast-Pakete geroutet werden.
Die Schicht 2 und Schicht 3 Information in dem Weiterleitungsspeicher 40 ist unabhängig voneinander, wie auf Suchvorgänge angewendet, obwohl eine gewisse Information, die in einem Schicht 2 Eintrag enthalten ist, in einem Schicht 3 Eintrag dupliziert werden könnte. Zusätzlich kann auch ein Schicht 3 Eintrag eine gewisse Schicht 4 Information enthalten, wie die UDP oder TCP Ports. Durchschnittsfachleute in dem technischen Gebiet werden leicht andere Merkmale erkennen, die durch Einbau von anderer Information von anderen Header-Schichten oder dem Paketkörper hinzugefügt werden könnten und derartige werden so betrachtet, dass sie innerhalb des Umfangs der Erfindung sind. Nachdem sowohl die Schicht 2 als auch die Schicht 3 Suche beendet ist bestimmt die Zusammenfassungslogik 66, welche Aktionen der Eingangsport 50i an dem Paket durchführen sollte.
Irgendein Schicht 2 Lernvorgang der Quellenadressen oder Änderungen, die als Folge einer Topologie-Änderung auftreten könnten, werden an den Prozessor 32 als Teil der Schicht 2 Quellen-Suche kommuniziert. Wie voranstehend angegeben kann die Schicht 2 Information Kennungs-Information (Tagged Information) wie diejenige, die zum Unterstützen von Information eines virtuellen LANs (VLANs) verwendet wird, einschließen. Wenn und falls verwendet hilft die VLAN Information eine Schicht 2 Überflutung an nur denjenigen Ports, die zu einem bestimmten VLAN oder einer spezifischen Kennung gehören, zu beschränken.
Jeder Eintrag in dem zugehörigen Speicher 42 kann eine Information enthalten, die sich auf die folgenden Ergebnisse bezieht. Der Eintrag umfasst eine Anzeige der Ausgangsports 56 für das Paket, einschließlich davon, ob das gesamte Paket oder Abschnitte davon an den Prozessor 32 gesendet werden sollten. Der Eintrag erlaubt, dass mehr als ein Port 56i spezifiziert wird, wenn dies erforderlich ist, um zum Beispiel eine Multicast-Adressierung zum Beispiel zu unterstützen. Der Eintrag umfasst auch eine Priorität für das Paket, die in die Anzahl von Ausgangs-Warteschlangen abgebildet wird, die auf einem Ausgangsport 56 vorhanden sein können. Der Eintrag umfasst auch einen Anzeiger dafür, welche Ausgangsports 56 eine Beste Anstrengung (Best Effort) beim Übertragen des Pakets verwenden sollten. Eine Beste Anstrengung (Best Effort) impliziert, dass für die Übertragung des Pakets oder die QoS keine Garantie bereitgestellt wird. Durchschnittsfachleute in dem technischen Gebiet werden leicht erkennen, dass die Erfindung genauso gut auch auf andere QoS gültig ist.
Der Eintrag kann auch anzeigen, ob eine neue Kennung an einem abgehenden Paket angebracht werden soll, zum Beispiel ob ein Routing (eine Weglenkung) zwischen VLANs eine abgehende Kennung erfordert, die sich von der ankommenden Kennung unterscheidet, und was diese Kennung sein sollte, wenn erforderlich.
Der Eintrag enthält auch Information bezüglich der Quellen- und Zielstellen-Alterung. Eine Quellenalterungs-Information zeigt an, ob die Quelle aktiv ist oder nicht. In einer bevorzugten Implementierung wird diese Information durch die Weiterleitungslogik 52 jedes mal aktualisiert, wenn die Schicht 2 Quellenadresse als übereinstimmend gefunden wird. Die Information wird in Übereinstimmung mit einer Adressen-Alterung des IEEE Standards 802.1d Typs implementiert. Eine Zielstellung-Alterung in dem Netzelement 12 zeigt an, welche Schicht 2 und Schicht 3 Einträge aktiv sind. Die Information für einen Eintrag wird jedes mal aktualisiert, wenn ein Eintrag als übereinstimmend gefunden wird, entweder durch eine Schicht 2 Zielstellen-Suche oder einen Schicht 3 Übereinstimmungs-Zyklus für den Eintrag.
Der Eintrag sieht auch Vorkehrungen vor, ob Schicht 2 Ergebnisse für eine Weiterleitung durch den Eingangsport 50i verwendet werden sollten. Wie voranstehend erwähnt kann die Schicht 2 Information für einen Schicht 3 Eintrag erzwungen werden, aber zusätzlich zu der Schicht 2 Weiterleitungsinformation kann eine Schicht 3 Funktionalität zu der Schicht 2 Weiterleitung hinzugefügt werden.
Der Eintrag kann auch einen statischen Eintrag definieren. Ein statischer Eintrag ist einem Schicht 2 Lernvorgang nicht ausgesetzt und wird niemals gealtert.
Einträge für die Schicht 3 können zusätzliche Information umfassen. Der Eintrag kann anzeigen, dass nur die ersten 64 Bytes des Pakets an den Prozessor 32 für eine nachfolgende Verarbeitung gesendet werden sollten. Der Eintrag kann anzeigen, ob das Paket ein Teil einer Multicast-Routing ist. Wenn dem so ist, dann sollte der Ausgangsport 50i die Header-Prüfsumme dekrementieren, so dass das Paket an die angezeigten Ausgangsports 56 weiterleiten, und anzeigen, dass der Ausgangsport 56i die Schicht 2 Quellenadresse des Pakets mit der MAC Adresse des Ausgangsports 56i ersetzen muss. Andere Typen von Header-Modifikationen werden Durchschnittsfachleuten in dem technischen Gebiet leicht ersichtlich sein, um ein geeignetes Routing zu implementieren.
Der Eintrag in dem zugehörigen Speicher 42 kann auch die Zielstellen-Adresse des nächsten Sprungs enthalten, die verwendet werden soll, um die ankommende Zielstelle bei einem Unicast-Routing zu ersetzen. In einer Unicast-Route hätte das ankommende Paket seine Zielstellen-Adresse als das Mehrschicht-Netzelement 12 gehabt.
Die Zusammenfassungslogik 66 muss auf die Ergebnisse der Suchvorgänge des Weiterleitungsspeichers 40, die durch die L2 Logik 62 und die L3 Logik 64 durchgeführt werden, warten. In der bevorzugten Ausführungsform werden die Schicht 2 und Schicht 3 Information in dem gleichen Weiterleitungsspeicher 40 gespeichert, jedoch könnten sie in getrennten Speichern gespeichert werden. Wie voranstehend angegeben hat die bevorzugte Ausführungsform den Weiterleitungsspeicher 40 auf die Speicherung der Information begrenzt, die durch die L2 und L3 Logiken verwendet wird, die mit den Feldern des Schlüssels übereinstimmen, um die Größe des Weiterleitungsspeichers zu reduzieren. An sich speichert der zugehörige Speicher 42 zusätzliche Information über die Einträge. Jeder Eintrag in dem Weiterleitungsspeicher 40 verweist auf einen entsprechenden Eintrag in dem zugehörigen Speicher 42, dessen Inhalte der zugehörige Speicher 42 an der Zusammenfassungslogik 66 bereitstellt, um ihre Weiterleitungsentscheidungen zu treffen.
7 zeigt die Schritte, die in der Weiterleitungslogik 52 auftreten. Während die 7 die bevorzugte Ausführungsform des Betriebs der Weiterleitungslogik 52 darstellt, werden Durchschnittsfachleute in dem technischen Gebiet sofort andere äquivalente Vorgehensweisen erkennen, um die gleiche Aufgabe zu erreichen. Eine Information wird an der Weiterleitungslogik 52 von dem Eingangsport 50 empfangen (Schritt 200). Auf einem Pfad bestimmt die L2 Logik 62 die erforderliche Information für eine Schicht 2 Suche und führt die Suche an dem Weiterleitungsspeicher 40 aus (Schritt 202). Die L2 Logik 62 und der Weiterleitungsspeicher 40 bestimmen im Schritt 204, ob ein übereinstimmender Eintrag für die Quelle des Pakets vorhanden war (Schritt 204). Wenn die Quellenadresse nicht in dem Weiterleitungsspeicher 40 ist, dann wird die Quellenadresse gelernt (Schritt 206). Um die Quellenadresse zu lernen stellen die L2 Logik 62 und der Weiterleitungsspeicher 40 sicher, dass ein Eintrag in dem Weiterleitungsspeicher platziert wird. Ein Signal wird an den Prozessor 32 gesendet, um die neue Information zu untersuchen.
Wenn die Quellenadresse bereits in dem Weiterleitungsspeicher 40 war und mit dem Eingangsport 50 der Ankunft übereinstimmte, dann versucht die L2 Logik 62 eine Übereinstimmung mit der Zielstellen-Adresse an dem Weiterleitungsspeicher 40 zu finden (Schritt 208). Wenn die Quellenadresse nicht in dem Weiterleitungsspeicher 40 war oder die Quellenadresse in dem Speicher war, aber an einem anderen Port, dann wird die Kombination der Quellenadresse und des Ports im Schritt 206 gelernt, bevor eine Zielstellen-Suche im Schritt 208 versucht wird.
In dem anderen Pfad von dem Schritt 200 bestimmt die Klassenlogik 60 die Klasse in dem Schritt 210. Nachdem die Klassenlogik 60 die Klasse bestimmt hat und diese an die L3 Logik 62 weitergegeben hat versucht die L3 Logik eine Übereinstimmung mit dem Weiterleitungsspeicher für den Schicht 3 Eintrag zu finden (Schritt 212).
Im Schritt 214 verwendet die Weiterleitungslogik 66 Information von der L2 Suche im Schritt 208, wenn dort eine war, kommt die Klassenlogik von dem Schritt 210, und die Schicht 3 Suche kommt vom Schritt 212, um geeignete Weiterleitungsentscheidungen auf Grundlage der Kriterien der 6 durchzuführen. Sobald die Zusammenfassungslogik 66 die geeignete Weiterleitungsentscheidung im Schritt 214 bestimmt hat, werden die Ergebnisse an den Ausgangsport 50i übergeben (Schritt 216).
7 zeigt den Fluss, der zwei Pfade herunter fortschreitet. Weil die Schicht 2 und Schicht 3 Suchvorgänge unabhängig sind, kann alles außer die tatsächliche Speichersuche als Pipeline ausgeführt oder parallel erreicht werden. In einer bevorzugten Implementierung kann die Verarbeitung durch die Klassenlogik 60, die L2 Logik 62 und die L3 Logik 64 in einer parallelen oder als Pipeline ausgeführten Weise fortschreiten, außer wenn Abhängigkeiten eine derartige Aktion verhindern. Zum Beispiel fordert die L3 Logik 64, dass der Ausgang der Klassenlogik 60 den Suchschlüssel für die Schicht 3 Suche erzeugt und die Zusammenfassungslogik 66 fordert, dass die Schicht 2 und Schicht 3 Suchvorgänge beendet sind, um die Ergebnisse in Übereinstimmung mit 6 zusammenzufassen.
In einer anderen Ausführungsform kann die L2 Information und die L3 Information jedoch in getrennten Speichern sein. In diesem Fall können die L2 und L3 Suchen gleichzeitig auftreten.
Nachdem die Zusammenfassungslogik 66 die Aktionen für das Paket bestimmt, führt der Eingangsport 50i Schreibanfragen an dem Paketmanager 54 aus, wenn das Paket nicht gefiltert werden oder fallen gelassen werden soll. Das Paket muss nicht in seiner Gesamtheit empfangen werden, bevor der Eingangsport 50i Schreibanforderungen an den Paketmanager 54 durchführt. Der Eingangsport 50i übergibt an den Paketmanager 54 die Adresse, wo der ankommende Abschnitt des Pakets gespeichert werden soll, die Anzahl von Ausgangsports 56, an die das Paket ausgegeben werden wird, die Priorität des Pakets, und liefert dann die Zeiger (Pointer) an den geeigneten Ausgangsport (an die geeigneten Ausgangsports) 56. Der Ausgangsport 50i empfängt Zeiger auf freie Speicherstellen in dem Paketpufferspeicher 44, wo das Paket abgelegt werden kann. Vorzugsweise hat der Eingangsport 50i einen Zeiger von dem Paketpuffermanager 54 erhalten, bevor Schreibanfragen durchgeführt werden.
Der Ausgangsport 56i speichert die Zeiger in Ausgangs-Warteschlangen für Paketübertragungen. Wenn eine Warteschlange einen Zeiger für eine Übertragung anbietet, dann fordert der Ausgangsport 56i Inhalte, die an der Zeigeradresse gespeichert sind, von dem Paketmanager 54 an und überträgt die Inhalte von dem Mehrschicht-Netzelement 12 heraus auf dem entsprechenden Netzelement-Port 38. Der Paketmanager 54 verfolgt, ob alle Ausgangsports 56, die einen bestimmten Zeiger verwenden, die Inhalte, die zu diesem Zeiger gehören, übertragen haben und wenn dem so ist, wird der Speicherplatz für eine zukünftige Verwendung freigesetzt.
In den bevorzugten Ausführungsformen sind das Vermittlungselement 36 und alle Bestandteile davon in Hardware implementiert. Ferner sind in der bevorzugten Ausführungsform der Weiterleitungsspeicher 40 und der dazugehörige Speicher 42 in Hardware implementiert.
In einer alternativen bevorzugten Ausführungsform werden das Schaltelement 36 und alle Bestandteile davon in Hardware auf einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung (Application Spezific Integrated Circuit) implementiert. Genauso wird erwogen, dass eine integrierte Schaltung eine Hardware Implementierung des Schaltelements 36 und irgendeine Kombination oder einen Abschnitt davon des Prozessors 32, des Prozessorspeichers 34, des Weiterleitungsspeicher 40, des zugehörigen Speichers 42 und des Paketpuffer-Speichers 44 enthalten könnte.
Ein Mehrschicht-Netzelement ist beschrieben worden, welches die Merkmale einer schnellen Schicht 2 Brücken-Typ-Weiterleitung kombiniert und dies mit der hinzugefügten Funktionalität der Schicht 3 Weglenkung (Routing) und der QoS Unterstützung kombiniert, um eine Vorrichtung und ein Verfahren von deren Verwendung zu erzeugen, um vor dem Empfang des nächsten Pakets sowohl eine Schicht 2 und die meisten Schicht 3 Weiterleitungsentscheidungen auszuführen.
Die vorangehende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen des Mehrschicht-Netzelements ist nur für Illustrations- und Beschreibungszwecke dargeboten worden. Es ist nicht beabsichtigt, dass sie erschöpfend ist oder dass die Erfindung auf die genaue offenbarte Ausbildung beschränkt wird, und Modifikationen und Variationen sind im Hinblick auf die obigen Lehren möglich oder können aus der Umsetzung der Erfindung, so wie sie offenbart ist, gewonnen werden. Die Ausführungsformen wurden gewählt und beschrieben, um die Prinzipien der Erfindung und ihre praktische Anwendung zu erläutern, um einem Durchschnittsfachmann in dem technischen Gebiet zu ermöglichen die Erfindung in verschiedenen Ausführungsformen und mit verschiedenen Modifikationen zu verwenden, so wie sie für die bestimmte in Erwägung gezogene Verwendung geeignet sind. Es ist beabsichtigt, dass der Umfang der Erfindung durch die hier angehängten Ansprüche und deren Äquivalente definiert ist.

Claims

Verfahren zum Treffen einer Weiterleitungsentscheidung für ein Paket, welches in ein Netzelement (12) eintritt, welches wenigstens einen Eingangsport (38; 50) und wenigstens einen Ausgangsport (38; 56) aufweist, wobei das Paket in das Netzelement (12) auf dem Eingangsport (38; 50) eintritt und das Netzelement auf geeigneten Ausgangsports (38; 56), wenn irgendwelche, verlässt, mit den folgenden Schritten: (1) Empfangen eines ersten Header-Abschnitts des Pakets; (2) Bestimmen eines ersten Suchschlüssels von dem ersten Header-Abschnitt; (3) Veranlassen eines Speichers (40, 42) eine erste Weiterleitungsinformation im Zusammenhang mit dem ersten Suchschlüssel auszugeben; (4) Empfangen eines zweiten Header-Abschnitts des Pakets; gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: (5) Bestimmen eines Klasseninformation für das Paket auf Grundlage des zweiten Header-Abschnitts, wobei jede Klasseninformation eine Klasse, eine Schlüsselinformation des zweiten Headers, die anzeigt, welche Felder des zweiten Header-Abschnitts verwendet werden sollte, um einen zweiten Schlüssel zu erzeugen, und voreingestellte Weiterleitungsinformation für Pakete, die in die Klasse fallen, einschließt; (6) Erzeugen des zweiten Suchschlüssels aus dem zweiten Header-Abschnitt auf Grundlage der Schlüsselinformation des zweiten Headers; (7) Veranlassen des Speichers (40, 42) die zweite Weiterleitungsinformation, wenn irgendeine, im Zusammenhang mit dem zweiten Suchschlüssel auszugeben; (8) Bestimmen der geeigneten Ausgangsports (38; 56), wenn irgendwelche, auf Grundlage der ersten Weiterleitungsinformation, der zweiten Weiterleitungsinformation, und der voreingestellten Weiterleitungsinformation.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei: der Schritt (3) ein Bestimmen, als eine Funktion des ersten Ziels, einer ersten Adresse, deren entsprechende Inhalte in dem Speicher (40, 42) die erste Weiterleitungsinformation speichern, einschließt; und der Schritt (7) ein Bestimmen, als eine Funktion des Suchschlüssels, einer zweiten Adresse, deren entsprechende Inhalte in dem Speicher (40, 42) die zweite Weiterleitungsinformation speichern, einschließt.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei ein Bestimmen der ersten Adresse ein Durchsuchen eines Inhalts-adressierbaren Speichers (40, 42) mit der ersten Zieladresse, um die erste Adresse zu erzeugen, einschließt; und ein Bestimmen der Zweiten ein Durchsuchen eines Inhalts-adressierbaren Speichers (40, 42) mit dem Suchschlüssel, um die zweite Adresse zu erzeugen, einschließt.
Verfahren nach Anspruch 2, ferner einschließend den Schritt zum Bereitstellen des Speichers (40, 42) als einen ersten Speicher zum Speichern von erster Weiterleitungsinformation und einen zweiten Speicher zum Speichern von zweiter Weiterleitungsinformation.
Verfahren nach Anspruch 3, ferner einschließend den Schritt zum Bereitstellen des Inhalts-adressierbaren Speichers (40, 42) als einen ersten Inhalts-adressierbaren Speicher, der die erste Adresse speichert, und einen zweiten Inhalts-adressierbaren, der die zweite Adresse speichert.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei ein Bestimmen der ersten Adresse ein Verwenden einer Hashing-Funktion für das erste Ziel, um die erste Adresse zu erzeugen, einschließt; und ein Bestimmen der zweiten Adresse ein Verwenden einer Hashing-Funktion für den Suchschlüssel, um die zweite Adresse zu erzeugen, einschließt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt (8) unter Verwendung nur der ersten Weiterleitungsinformation ausgeführt wird, wenn die erste Weiterleitungsinformation dies so anzeigt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt (8) unter Verwendung nur der ersten Weiterleitungsinformation ausgeführt wird, wenn die zweite Weiterleitungsinformation dies so anzeigt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt (8) ausgeführt wird, wenn der zweite Suchschlüssel fehlschlägt zweite Weiterleitungsinformation, nur die erste Weiterleitungsinformation und voreingestellte Weiterleitungsinformation auszugeben.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei der Schritt (8) unter Verwendung nur der ersten Weiterleitungsinformation ausgeführt wird, wenn die voreingestellte Weiterleitungsinformation dies so anzeigt und der zweite Suchschlüssel fehlschlägt zweite Weiterleitungsinformation auszugeben.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt (8) unter Verwendung nur der zweiten Weiterleitungsinformation ausgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt (8) unter Verwendung einer Kombination der ersten Weiterleitungsinformation und der zweiten Weiterleitungsinformation ausgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei die zweite Weiterleitungsinformation eine Dienstqualitäts-Information einschließt.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei die Dienstqualitäts-Information eine Priorität für die Pakete einschließt.
Vorrichtung zum Treffen einer Weiterleitungsentscheidung für ein Paket mit einem Header, wobei das Paket als Eingang zu einem Netzelement (12) bereitgestellt wird, welches wenigstens einen Eingangsport (38, 50) und wenigstens einen Ausgangsport (38; 56) aufweist, wobei das Paket in das Netzelement (12) auf einem Eingangsport (38; 50) eintritt und das Netzelement (12) auf einem oder mehreren geeigneten Ausgangsports (38; 56), wenn irgendwelche, verlässt, und gekennzeichnet durch: eine Klassenlogik (60), die konfiguriert ist, um eine Klasseninformation für das Paket auf Grundlage des Headers, einschließlich einer Klasse, einer Schlüsselinformation, die Abschnitte des Headers identifiziert, und voreingestellter Weiterleitungsinformation für Pakete, die in die Klasse fallen, auszugeben; eine Suchlogik, die konfiguriert ist, um auf Grundlage des Headers einen ersten Suchschlüssel, und auf Grundlage des Headers, der Klasse, und der Schlüsselinformation einen zweiten Suchschlüssel auszugeben; einen Speicher (40, 42), der konfguriert ist, um ein erstes Weiterleitungsergebnis im Ansprechen auf den ersten Suchschlüssel auszugeben und ein zweites Weiterleitungsergebnis, wenn irgendeines, im Ansprechen auf den zweiten Suchschlüssel auszugeben; eine Zusammenfassungslogik (66), die konfguriert ist, um Information über die geeigneten Ausgangsports (38; 56) im Ansprechen auf die voreingestellte Weiterleitungsinformation, das erste Weiterleitungsergebnis, und das zweite Weiterleitungsergebnis auszugeben; eine Weiterleitungslogik (52), die konfguriert ist, um das Paket von dem Eingangsport (38; 50) an die geeigneten Ausgangsports (38; 56), wenn irgendwelche, auf Grundlage der Information über die geeigneten Ausgangsports zu richten.
Vorrichtung nach Anspruch 15, wobei der Speicher (40, 42) einschließt: eine Schnittstellenlogik, die konfguriert ist, um als eine Funktion des ersten Suchschlüssels, eine erste Adresse auszugeben, und die als eine Funktion des zweiten Suchschlüssels eine zweite Adresse ausgibt; und wobei der Speicher (40, 42) konfiguriert ist, um die ersten Weiterleitungsergebnisse im Ansprechen auf die erste Adresse auszugeben, und die zweiten Weiterleitungsergebnisse im Ansprechen auf die zweite Adresse auszugeben.
Vorrichtung nach Anspruch 15, wobei der Speicher (40, 42) einschließt: einen Inhalts-adressierbaren Speicher, der konfiguriert ist, um eine erste Weiterleitungsinformationsadresse auszugeben, wenn auf ihn unter Verwendung des ersten Suchschlüssels zugegriffen wird, und eine zweite Weiterleitungsinformationsadresse, wenn auf ihn unter Verwendung des zweiten Suchschlüssels zugegriffen wird; und einen Weiterleitungsspeicher (40), der konfiguriert ist, um das erste Weiterleitungsergebnis auszugeben, wenn auf ihn unter Verwendung der ersten Weiterleitungsinformationsadresse zugegriffen wird, und die zweite Weiterleitungsadresse ausgibt, wenn auf ihn unter Verwendung der zweiten Weiterleitungsadresse zugegriffen wird.
Vorrichtung nach Anspruch 17, wobei die Schnittstellenlogik ein Inhalts-adressierbarer Speicher (40, 42) ist.
Vorrichtung nach Anspruch 18, wobei der Inhalts-adressierbare Speicher (40, 42) einschließt: einen ersten Inhalts-adressierbaren Speicher, der konfiguriert ist, um eine erste Weiterleitungsinformationsadresse auszugeben, wenn auf ihn unter Verwendung des ersten Suchschlüssels zugegriffen wird; und einen zweiten Inhalts-adressierbaren Speicher, der konfiguriert ist, um die zweite Weiterleitungsinformationsadresse auszugeben, wenn auf ihn unter Verwendung des zweiten Suchschlüssels zugegriffen wird.
Vorrichtung nach Anspruch 17, wobei die voreingestellte Weiterleitungsinformation und das zweite Weiterleitungsergebnis eine Dienstqualitätsinformation enthält.
Vorrichtung nach Anspruch 17, wobei die Zusammenfassungslogik (66) konfiguriert ist, um Information über geeignete Ausgangsports (38; 56) auszugeben, wenn der Speicher (40, 42) fehlschlägt das zweite Weiterleitungsergebnis auszugeben, unter Verwendung nur der voreingestellten Weiterleitungsinformation und des ersten Weiterleitungsergebnisses.
Vorrichtung nach Anspruch 21, wobei die voreingestellte Weiterleitungsinformation eine Dienstqualitätsinformation enthält.
Vorrichtung nach Anspruch 15, wobei die Klassenlogik (60) wenigstens ein Verkapselungsfilter (72) einschließt, welches Zeiger auf Stellen in dem Header auf Grundlage von Verkapselungsinformation für das Paket ausgibt.