用户mac帧转送方法,边缘网桥,和程序的制作方法

专利名称：用户mac帧转送方法,边缘网桥,和程序的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种连接到多个网络以提供广域网服务的网络系统的技术，更具体地讲，涉及一种在适合于编组多个Ethernet(以太网)(注册商标)网络并且在组中提供虚拟闭路连接的VPN服务的Ethernet通信中的用户MAC帧转送技术。
背景技术：
近年来，利用以太网技术的广域LAN服务的市场得到了迅速地发展。ATM服务继承了公司网络的专用线服务，以整合话音和数据以及专用于数据的帧主干服务，并且将其发展成为适应于网络外包的IP-VPN(IP-Virtual Private Network(IP-虚拟专用网络))和虚拟地连接已经建立的LAN的广域LAN服务。在广域LAN通信中，当把VLAN(虚拟LAN)的用户ID给予了一个用户时，可以提供一个逻辑专用网络，即，VPN(虚拟专用网络)。
在VPN服务中，广域LAN服务可以如同它是一个专用线一样地使用提供的公用网络。VPN服务被称为虚拟闭路网络或虚拟专用网络。更具体地讲，在这种服务中，可以如同公司中的分机一样来使用用户电话网络。诸如公司之类的用户准备一个二至七位数字的任意电话号码系统。VPN用户可以利用电话号码自由地相互呼叫。甚至在数据通信中，如同电话一样利用VLAN栈帧发送/接收数据。在VPN服务中，利用用户MAC帧(用户的媒体接入控制帧(Customer’s Media Access Control Frame)也称为以太网帧(Ethernet frame))转送数据。
以下说明常用的用户MAC帧转送中的地址空间。
图9是显示常的用VLAN栈帧格式的示意图。
在常用的VLAN栈帧格式的首部12E中，目的地MAC地址，源MAC地址，VLAN标记，类型ID，用户数据，和FCS(帧校验序列(Frame CheckSequence))以这样的顺序发送。在每个VLAN标记中，类型ID，优选等级，CFI(正规格式指示器(Canonical Format Indicator))，和VLAN ID以这样的顺序发送。当接收到从用户网络转送的用户MAC帧时，分析包含在用户AMC帧的首部信息中的目的地MAC地址和VLAN ID，接收到用户MAC帧的端口号码，和预先为该端口号码设置的服务VLAN ID。服务VLAN ID是作为VLAN标记添加到用户MAC帧的。通过利用服务VLANID和目的地MAC地址作为密钥，从一个事先知道的转送表中搜索发送的端口。将接收到的用户MAC帧发送到该端口。
主干网络中的一个网桥分析包含在用户MAC帧的首部信息中的目的地MAC地址和服务VLAN ID。利用服务VLAN ID和目的地MAC地址作为密钥，从一个预先知道的转送表搜索发送的端口。将接收的用户MAC帧发送到该端口。
在上述现有技术中，主干网络和用户网络是根据相同的地址系统管理的。主干网络中的网桥在连接到主干网络的用户网络上搜索所有目的地的地址。此外，由于服务VLAN ID是使用12位实现的，因此，可能的范围被限制到4,096。此外，主干网络中的网桥不参考VLAN ID，并且因此不能识别同一VPN中不同VLAN上具有相同的目的地MAC地址的终端。
类似于这种常用的方法的建议的例子有，日本专利特许公开5-235942中的“简单网桥装置”(以下称为第一现有技术)，日本专利特许公开2003-273911中的“帧转送方法和帧网桥”(以下称为第二现有技术)，和日本专利特许公开2002-344476中的“分组通信中使用的方法和边缘交换”(以下称为第三现有技术)。
在第一现有技术中，在一个网桥HUB中提供了用于次级LAN的站地址管理单元。网桥HUB中的一个帧转换单元将要在连接到初级LAN的站之间通信的帧封装到次级LAN的数据中，从而这个帧不会被转送到次级LAN的一个帧的目的地地址。
目的地地址仅用于转送要在一个连接到初级LAN的站与一个连接的次级LAN的站之间通信的帧。在这种安排中，与透明地转换所有帧的安排相比，帧转换单元执行的处理过程很简单。对网桥处理速度的要求十分宽松，并且可以用低的成本实现这种装置。
但是，第一现有技术没有作为VPN虚拟地连接多个初级LAN的功能。
在第二现有技术的帧转送方法中，转送帧的转送路径设置在网络中的节点之间。发送帧的终端或转送路径之外的节点发送一个要通过转送路径转送的帧，将来自该帧的帧转送目的地信息的有关转送路径的转送路径选择信息和有关转送路径的终端的节点的输出路线的输出路线信息写在该帧中。然后，发送该帧。在这种情况下，转送路径的开始的节点，根据帧中的转送路径选择信息，确定要用于转送的转送路径，并且将帧发送到转送路径。转送路径的终点的节点，根据帧中的输出路线信息，确定帧应当从该节点输出到的输出路线，并且将帧发送到输出路线。通过这种安排，可以提供能够容纳大量VPN的网络。
但是，在第二现有技术中，转送帧的转送路径必须预先设置在网络中的所有节点之间。
在第三现有技术中，公司、用户、或网络服务提供商的第一网络中产生的每个原始以太网分组(EP)被封装到另一个EP中。将第一以太网(EN)和诸如都市EN之类的第二EN之间的接口地址给予这个EP。根据这个地址发送封装的分组。当封装的分组超过允许的EP长度时，第一和第二网络之间的接口分割原始EP。将得到的分割的部分封装为两个封装分组。
在这个现有技术中，由于VPN ID是用12位表示的，所以可能的范围被限制到4,096。此外，由于VPN空间没有等级结构，所以管理很麻烦。将面向用户的端口的地址用作用于在主干网络中转送的地址。因此之故，如果增加了用户面对的端口的数量，那么主干网络中的地址的数量也增加。实体(VPN)是根据分组的输入端口确定的(该现有技术的 段)。因此，输入端口和VPN仅允许一对一的关系。为了属于多个VPN，需要多个输入端口和多个连接到输入端口的逻辑线路。
以下说明栈式VLAN网络和主干网络之间常用的相互连接。
图23是显示常用的用户MAC帧转送方法的说明图。
参考图23，栈式VLAN边缘网桥2S的栈式VLAN端口6E接收到从栈式VLAN网络4E转送的栈式VLAN/MAC帧。当从栈式VLAN网络4F转送一个栈式VLAN/MAC帧时，它被栈式VLAN端口6F接收。利用包含在接收的栈式VLAN/MAC帧的首部信息中的目的地MAC地址、提供商VLAN ID、和VLAN ID作为密钥，栈式VLAN边缘网桥2S从预先知道的转送表中搜索发送端口。
通过从栈式VLAN/MAC帧中删除提供商VLAN ID等，将接收的栈式VLAN/MAC帧转换成用户MAC帧。将用户MAC帧发送到发现的端口8A至8K。
边缘网桥2Q通过面向用户的端口9A至9K接收用户MAC帧，并且分析包含在用户MAC帧的首部信息中的目的地MAC地址和VLAN ID，接收到用户MAC帧的端口号，和为端口号预先设置的服务VLAN ID。通过利用服务VLAN ID、VLAN ID、和目的地MAC地址作为密钥，从预先知道的转送表搜索发送的主干MAC地址，并且根据主干MAC地址搜索发送的端口。将用户MAC帧封装到主干MAC帧中。将主干MAC帧发送到面向主干网的端口7A和7B。
在这个现有技术中，为了使栈式VLAN网络4E和4F与主干网络1相互连接，需要两个装置，即，栈式VLAN边缘网桥2S和边缘网桥2Q。
此外，没有用于识别在栈式VLAN边缘网桥2S与边缘网桥2Q两个装置之间转送的用户MAC帧的提供商VLAN和服务VLAN的方法。
作为一种识别用户MAC帧的提供商VLAN和服务VLAN的可选方法，为各个提供商VLAN和服务VLAN准备端口。各个提供商VLAN和服务VLAN的端口通过电缆连接。在这种情况下，为了容纳大量提供商VLAN和服务VLAN，需要大量的端口和电缆，并且它们的管理十分复杂。
此外，为了连接属于任意一个提供商VLAN的任意一个VLAN和属于任意一个服务VLAN的任意一个VLAN，对需要为它设置栈式VLAN边缘网桥2S和边缘网桥2Q。为了标识连接关系，两个装置都需要有独自的端口和电缆。
此外，在第二和第三现有技术中，栈式VLAN网络和主干网络不能连接。
以下说明主干网络中帧转送回路的产生。
图37是显示根据现有技术的用户MAC帧转送方法的示意图。
在这个现有技术中，一旦接收到来自面向用户的端口6A或6B的用户MAC帧，边缘网桥2根据面向用户的端口和用户MAC帧的VLAN ID，识别对应于用户MAC帧的服务VLAN ID。为了从面向主干网络的端口7A或7B发送用户MAC帧，将用户MAC帧封装到一个主干MAC帧中，并且发送到主干网络1A或1B。
一旦接收到来自面向主干网络的端口7A或7B的主干MAC帧，边缘网桥2将对应于包含在主干MAC帧中的用户MAC帧的服务VLAN ID设置为包含在主干AMC帧中的服务VLAN ID。为了从面向用户的端口6A或6B发送主干MAC帧，从主干MAC帧中提取用户MAC帧并发送。
主干网络1A或1B中的网桥(未示出)分析包含在主干MAC帧的首部信息中的目的地主干MAC地址和服务VLAN ID。通过使用服务VLANID和目的地主干MAC地址作为密钥，从一个预先知道的转送表中搜索发送的端口。将主干MAC帧发送到该端口。
在这个现有技术中，当边缘网桥2从面向主干网络的端口接收到装置本身从一个面向主干网络的端口发送的主干MAC帧的时候，由于没有方法检测它的存在，所以不能确定它，并且可能产生回路。此外，即使当在连接到面向主干网络的端口的主干网络中产生了回路，也不能检测到回路。
在上述现有技术中，当边缘网桥2从面向主干网络的端口接收到的主干AMC帧的源地址是一个诸如广播地址或多播传送地址之类的无效地址时，由于没有办法检测它的存在，所以不能确定它，并且可能转送帧。
在上述现有技术中，当边缘网桥2在面向主干网络的端口之间执行回送转送，并且从面向主干网络的端口接收的主干MAC帧的目的地地址不是边缘网桥的地址时，由于没有办法检测它的存在，所以不能确定它，并且可能转送帧。
在上述现有技术中，即使当主干MAC帧转送中产生了回路，也不能确定回路的位置。
图31是显示现有技术的VLAN栈帧格式15c的示意图。
在这个现有技术中，边缘网桥2接收从用户网络转送的用户MAC帧，并且分析包含在用户MAC帧的首部信息中的目的地MAC地址和VLANID，接收到用户MAC帧的端口号，和为端口号预先设置的服务VLAN ID。
将服务VLAN ID添加到用户MAC帧作为VLAN标记。通过利用服务VLAN ID和目的地MAC地址作为密钥，从一个预先知道的转送表中搜索发送的端口。将用户MAC帧发送到该端口。
主干网络1A或1B中的网桥(未示出)分析包含在用户MAC帧的首部信息中的目的地MAC地址和服务VLAN ID。通过利用服务VLAN ID和目的地地址作为密钥，从一个预先知道的转送表中搜索发送的端口。将用户MAC帧发送到该端口。
在这个现有技术中，当边缘网桥从面向主干网络的端口接收到装置本身从一个面向主干网络的端口发送的栈式VLAN/MAC帧的时候，由于没有办法检测它的存在，所以不能确定它，并且可能产生回路。此外，即使当连接到面向主干网络的端口的主干网络中产生了一个回路时，也不能检测到回路。
在上述现有技术中，即使当栈式VLAN/MAC帧转送中产生了回路，也不能确定回路的位置。
现在以太网通信中的用户MAC帧转送技术已经在IEEE(电气和电子工程师协会)中以“802.1ad提供商网桥(Provider Bridges)”的名称标准化。在专利申请时，没有发现说明这种类型的技术的内容的专利参考文献。

发明内容
本发明要解决的问题如上所述，现有技术具有如下有关用户MAC帧转送中的地址空间的问题。
(1)地址空间分离当网络变宽，并且连接了大量终端的时候，主干网络中的网桥中要处理的MAC地址的数量增加，并且转送表变得庞大。因此，地址分辨所需的时间增加，用户MAC帧转送速度降低，和涉及的制造成本与表的大小成正比地增加。当连接到网络的终端的数量超过表的大小的上限时，没有MAC地址能够寄存在表中，并且不能适当地搜索目的地。此外，主干网络上的网桥不能识别具有同一VPN中不同VLAN上的相同的目的地MAC地址的终端。
(2)多个服务VLAN ID由于服务VLAN ID的可能范围被限制到4,096，所以不能充分地设置长途载波通信所需的VPN。此外，由于VPN空间没有等级结构，所以管理很麻烦。
(3)地址分配位置将面向用户的端口用作主干网络中转送使用的地址。在这种情况下，如果面向用户的端口的数量增加，那么主干网络中的地址的数量增加。
(4)面向用户的端口为了使一个服务VLAN ID对应于一个接收的面向用户的端口，一个用户仅可以连接到每个面向用户的端口的一个专用VPN。为了连接到多个VPN，需要多个面向用户的端口。
此外，现有技术具有以下有关栈式VLAN网络与主干网络之间相互连接的问题。
(5)为了使一个栈式VLAN网络与一个主干网络相互连接，需要两个装置，即，一个栈式VLAN边缘网桥和边缘网桥。
(6)没有办法识别在栈式VLAN边缘网桥与网桥之间转送的用户MAC帧的提供商VLAN和服务VLAN。
(7)作为一种识别用户MAC帧的提供商VLAN和服务VLAN的可选办法，要为对应的提供商VLAN和服务VLAN准备端口。对应提供商VLAN和服务VLAN的端口通过电缆连接。在这种情况下，为了容纳大量的提供商VLAN和服务VLAN，需要大量的端口和电缆，并且它们的管理十分复杂。
(8)为了连接属于任意的提供商VLAN的任意VLAN和属于任意的服务VLAN的任意的VLAN，需要为其设置栈式VLAN边缘网桥和边缘网桥。为了识别连接关系，两个装置都需要独立的端口和电缆。
(9)当把栈式VLAN网络与主干网络相互连接时，边缘网桥必须以高速执行提供商和服务VLAN的转换。
(10)为了提供商VLAN与服务VLAN的转换，需要一个具有巨大存储空间的表。
此外，现有技术具有以下有关主干网络中回路的产生的问题。
(11)回路检测和帧丢失当一个边缘网桥接收到来自一个面向主干网络的端口的主干MAC帧时，可能产生一个回路。此外，即使当连接到面向主干网络的端口的主干网络中产生了一个回路，也不能检测到该回路。
(12)具有无效源地址的帧的丢失当一个边缘网桥从一个面向主干网络的端口接收到的主干MAC帧的源地址是诸如广播地址或多播传送地址之类的无效地址时，由于没有办法检测它的存在，所以不能确定它，并且可能转送帧。
(13)定址到另一装置的帧的丢失当一个边缘网桥没有执行面向主干网络的端口之间的回送转送，并且从面向主干网络的端口接收的主干MAC帧的目的地地址不是边缘网桥的地址的时候，由于没有办法检测它的存在，所以不能确定它，并且可能转送该帧。
(14)确定回路位置即使当在主干MAC帧转送中产生了一个回路，也不能确定回路的位置。
本发明是为了解决上述问题而做出的，并且它的目的是要提供一种能够通过在主干网络部分中的切换，增加/减少要处理的MAC地址的数量的用户MAC帧转送方法，边缘网桥，和程序。
本发明的另一个目的是提供一种用户MAC帧转送方法，边缘网桥，和能够造成边缘网桥实现主干网络与栈式VLAN网络相互连接并且允许主干网络中的一个专用服务VLAN与栈式VLAN网络中的一个专用提供商VLAN网络之间的帧转换的程序。
本发明的又一个目的是提供一种能够检测主干网络中回路的存在/不存在和回路的位置以转送主干MAC帧的用户MAC帧转送方法，边缘网桥，和程序。
问题的解决方法为了达到上述目的，根据本发明，提供了一种利用边缘网桥的用户MAC帧转送方法，边缘网桥包括发送/接收用户MAC帧的面向用户的端口和发送/接收主干MAC帧的面向主干网络的端口，并且其中预定了包含至少一个目的地主干MAC地址、一个源主干MAC地址、一个服务VLANID、和一个用户MAC帧的主干AMC帧格式，预定了一个或多个对应于每个面向用户的端口的服务VLAN ID，并且仅在对应于相同服务VLANID的面向用户的端口之间转送用户MAC帧，方法包括步骤当始发方边缘网桥接收到来自面向用户的端口的用户MAC帧时，从对应于面向用户的端口的服务VLAN ID选择一个对应于用户MAC帧的服务VLAN ID，根据服务VLAN ID、用户MAC帧的VLAN ID、和目的地MAC地址中的至少一个，确定至少一个发送用户MAC帧的面向用户的端口和面向主干网络的端口，当确定要从面向主干网络的端口发送用户MAC帧时，将用户MAC帧封装到主干MAC帧中，当终端方边缘网桥接收到来自面向主干网络的端口的主干MAC帧时，将对应于包含在主干MAC帧中的用户MAC帧的服务VLAN ID设定到包含在主干MAC帧的服务VLAN ID，根据服务VLAN ID、包含在主干MAC帧中的用户MAC帧的目的地MAC地址、VLAN ID、和主干MAC帧的目的主干MAC地址中的至少一个，确定发送主干MAC帧的面向用户的端口和面向主干网络的端口，并且，当要从面向用户的端口发送主干MAC帧时，从主干MAC帧中提取用户MAC帧。
根据本发明，还提供了一种系统的边缘网桥，其中确定了包含至少一个目的地主干MAC地址、一个源主干MAC地址、一个服务VLAN ID、和一个用户MAC帧的主干MAC帧格式，确定了一个或多个对应于每个面向用户的端口的服务VLAN ID，边缘网桥包括具有发送/接收用户MAC帧的面向用户的端口和发送/接收主干MAC帧的面向主干网络的端口、用于仅在对应于相同服务VLAN ID的面向用户的端口之间转送用户MAC帧的装置，和存储装置，用于存储转送表以利用服务VLAN ID、VLAN ID、和目的地MAC地址中的至少一个的组合作为搜索密钥，搜索目的地主干MAC地址和面向主干网络的端口以及面向用户的端口的集合，一个溢流转送表以利用服务VLAN ID和VLAN ID中的至少一个的组合作为搜索密钥，搜索至少一个面向主干网络的端口和面向用户的端口，和一个面向主干网络的端口表以利用目的地主干MAC地址作为搜索密钥，搜索面向主干网络的端口。
发明效果根据本发明，在一个连接多个终端的广域网中，边缘网桥执行以太网封装。为此，可以大大地减少要在主干网络中用交换机处理的MAC地址的数量。因此，能够以高速和低价执行主干网络中交换机进行的转送处理。
当在边缘网桥中将一个服务VLAN ID添加到一个用户MAC帧时，可以为每个用户建立一个完全闭合的网络。
用户可以通过一个单一的面向用户的端口属于多个服务VLAN，并且通过一个VLAN ID选择一个他/她应当属于的服务VLAN。此外，可以分等级地管理服务VLAN ID。


图1是显示对其使用了根据本发明的第一实施例的用户MAC帧转送方法的网络的布置示例的方框图；图2是显示根据本发明的第一实施例的边缘网桥的布置示例的功能方框图；图3A是显示在根据本发明的第一实施例的边缘网桥中使用的服务VLAN确定表的布置示例的示意图；图3B是显示在根据本发明的第一实施例的边缘网桥中使用的VLAN操作存在/不存在表的布置示例的示意图；图3C是显示在根据本发明的第一实施例的边缘网桥中使用的服务VLAN/VLAN转换表的布置示例的示意图；图3D是显示在根据本发明的第一实施例的边缘网桥中使用的VLAN过滤器表的布置示例的示意图；图3E是显示在根据本发明的第一实施例的边缘网桥中使用的转送表的布置示例的示意图；图3F是显示在根据本发明的第一实施例的边缘网桥中使用的溢流转送表的布置示例的示意图；图3G是显示在根据本发明的第一实施例的边缘网桥中使用的面向主干网络的端口表的布置示例的示意图；图4A是显示在根据本发明的第一实施例的边缘网桥中使用的VLAN操作存在/不存在表的布置示例的示意图；图4B是显示在根据本发明的第一实施例的边缘网桥中使用的VLAN过滤器表的布置示例的示意图；图4C是显示在根据本发明的第一实施例的边缘网桥中使用的服务VLAN确定表的布置示例的示意图；图4D是显示在根据本发明的第一实施例的边缘网桥中使用的服务VLAN/VLAN转换表的布置示例的示意图；
图5是显示通过根据本发明的第一实施例的边缘网桥的面向用户的端口发送/接收的用户MAC帧的格式的示意图；图6是显示通过根据本发明的第一实施例的边缘网桥的面向主干网络的端口发送/接收的主干MAC帧的格式的示意图；图7是显示通过根据本发明的第一实施例的边缘网桥的面向主干网络的端口发送/接收的主干MAC帧的另一种格式的示意图；图8是显示通过根据本发明的第一实施例的边缘网桥的面向主干网络的端口发送/接收的主干MAC帧的又一种格式的示意图；图9是显示常用的VLAN堆栈中使用的帧的格式的示意图；图10是显示根据本发明的第一实施例的边缘网桥(发送方)的帧转送处理的流程图；图11是显示根据本发明的第一实施例的边缘网桥(发送方)的帧转送处理(继续)的流程图；图12是显示根据本发明的第一实施例的边缘网桥(发送方)的帧转送处理(继续)的流程图；图13是显示根据本发明的第一实施例的边缘网桥(接收方)的帧转送处理的流程图；图14是显示根据本发明的第一实施例的边缘网桥(接收方)的帧转送处理(继续)的流程图；图15A是显示对其使用了根据本发明的第三实施例的用户MAC帧转送方法的网络的布置示例的方框图；图15B是显示在根据本发明的第三实施例的边缘网桥中使用的转送表的布置示例的示意图；图16A是显示对其使用了根据本发明的第四实施例的用户MAC帧转送方法的网络的布置示例的方框图；图16B是显示在根据本发明的第四实施例的边缘网桥中使用的服务VLAN表的布置示例的示意图；图16C是显示在根据本发明的第四实施例的边缘网桥中使用的VLAN表的布置示例的示意图；图17A是显示对其使用了根据本发明的第五实施例的用户MAC帧转送方法的网络的布置示例的方框图；图17B是显示在根据本发明的第五实施例的边缘网桥中使用的服务VLAN表的布置示例的示意图；图17C是显示在根据本发明的第五实施例的边缘网桥中使用的提供商VLAN表的布置示例的示意图；图18是显示在图1中所示的栈式VLAN网络中使用的栈式VLAN帧的格式的示意图；图19是显示基于IEEE802标准序列的用户MAC帧的格式的示意图；图20是显示通过根据本发明的第三实施例的边缘网桥的面向主干网络的端口发送/接收的主干MAC帧的格式的示意图；图21是显示通过根据本发明的第四实施例的边缘网桥的面向主干网络的端口发送/接收的主干MAC帧的格式的示意图；图22是显示通过根据本发明的第五实施例的边缘网桥的面向主干网络的端口发送/接收的主干MAC帧的格式的示意图；图23是显示对其使用了常用的用户MAC帧转送方法的网络配置的示意图；图24A是显示根据本发明的第三至第五实施例的边缘网桥的用户MAC帧转送处理的流程图(发送方)；图24B是显示根据本发明的第三至第五实施例的边缘网桥的用户MAC帧转送处理的流程图(接收方)；图25A是显示根据本发明的第三至第五实施例的边缘网桥的另一个用户MAC帧转送处理的流程图(发送方)；图25B是显示根据本发明的第三至第五实施例的边缘网桥的另一个用户MAC帧转送处理的流程图(接收方)；图26是显示根据本发明的第三至第五实施例的边缘网桥的布置示例的功能方框图；图27是显示对其使用了根据本发明的第六实施例的用户MAC帧转送方法的网络的布置示例的方框图；图28是显示根据本发明的第六实施例的边缘网桥的用户MAC帧转送处理的流程图
图29是显示通过根据本发明的第六实施例的边缘网桥的面向用户的端口发送/接收的用户MAC帧的格式的示意图；图30是显示通过根据本发明的第六实施例的边缘网桥的面向用户的端口发送/接收的用户MAC帧的另一种格式的示意图；图31是显示常用的VLAN栈帧的格式的示意图；图32是显示在根据本发明的第六实施例的边缘网桥中使用的回路检测主干MAC帧的格式的示意图；图33是显示在根据本发明的第六实施例的边缘网桥中使用的回路检测主干MAC帧的另一种格式的示意图；图34是显示在根据本发明的第六实施例的边缘网桥中使用的回路检测主干MAC帧的又一种格式的示意图；图35是显示在根据本发明的第六实施例的边缘网桥中使用的回路检测主干MAC帧的再一种格式的示意图；图36是显示在根据本发明的第六实施例的边缘网桥中使用的回路检测主干MAC帧的再一种格式的示意图；和图37是显示对其使用了常用的用户MAC帧转送方法的网络的布置示例的方框图。
具体实施例方式
以下参考

本发明的实施例。
以下参考图1说明根据本发明的第一实施例的用户MAC帧转送方法和边缘网桥。图1是显示对其使用了根据本发明的第一实施例的用户MAC帧转送方法的网络的布置示例的方框图。
参考图1，主干网络1包括多个边缘网桥2A至2E，和多个主干网桥3A至3E。主干网络1通过边缘网桥连2A接到用户网络4A，通过边缘网桥2B连接到用户网络4B，通过边缘网桥2C连接到用户网络4C，和通过边缘网桥2D连接到用户网络4D。包括在用户网络4A至4D中的参考号41A至41D，42A至42D，43A和43D代表VLAN；45代表终端。参考号5A，5B，51和52代表服务VLAN。
图2是显示根据本发明的第一实施例的边缘网桥的布置示例的功能方框图；边缘网桥2A具有，作为帧转送所需的功能装置的，服务VLAN ID选择装置21A，用户MAC帧发送端口确定装置21B，主干MAC帧产生装置21C，服务VLAN ID设置装置22A，主干MAC帧发送端口确定装置22B，和用户MAC帧提取装置22C。这些功能装置可以通过具有CPU及其周围电路的信息处理单元(未示出)实现。也就是说，这些装置是通过读取和执行预定的程序使得硬件和程序协同操作而实现的。这些装置可以通过一个专用处理电路形成。
边缘网桥2A也具有面向用户的端口6A和6B，以及面向主干网络的端口7A和7B。面向用户的端口的数量和面向主干网络的端口的数量是按照需要确定的。并不总是需要提供多个面向用户的端口和面向主干网络的端口。
在图2中，作为一个示例说明边缘网桥2A。其余的边缘网桥2B至2E也具有与图2中所示的相同的布置。
服务VLAN ID选择装置21A具有当边缘网桥接收到来自面向用户的端口6A或6B的用户MAC帧时，从对应于接收面向用户的端口6A或6B的服务VLAN ID中选择一个对应于用户MAC帧的服务VLAN ID的功能。
用户MAC帧发送端口确定装置21B具有，根据服务VLAN ID以及接收的用户MAC帧的VLAN ID和目的地MAC地址中的至少一个，确定至少一个要用于发送用户MAC帧的面向用户的端口6A或6B以及面向主干网络的端口7A或7B的功能。
主干MAC帧产生装置21C具有将接收的用户MAC帧封装到一个主干MAC帧中并且从面向主干网络的端口7A或7B发送它的功能。
服务VLAN ID设置装置22A具有，当边缘网桥接收到来自一个面向主干网络的端口的主干MAC帧时，将对应于包含在主干MAC帧中的一个用户MAC帧的服务VLAN ID设置为包含在主干MAC帧中的服务VLAN ID的功能。
主干MAC帧发送端口确定装置22B具有，根据包含在接收的主干MAC帧中的用户MAC帧的服务VLAN ID、目的地MAC地址、VLAN ID、和目的地主干MAC地址中的至少一个，确定发送主干MAC帧或在主干MAC帧中的用户MAC帧的面向用户的端口6A或6B或面向主干网络的端口7A或7B的功能。
用户MAC帧提取装置22C具有，当要从面向用户的端口6A或6B发送接收的主干MAC帧时，从主干MAC帧提取用户MAC帧的功能。
图5是显示通过根据本发明的第一实施例的边缘网桥的面向用户的端口发送/接收的用户MAC帧的格式的示意图。在用户网络4A至4D的每个中，信息是以图5中所示的用户MAC帧格式12A的形式发送的。用户MAC帧具有目的地MAC地址、源MAC地址、VLAN标记、和FCS(帧检查序列)的信息。VLAN标记包含类型ID、优先等级、CFI、和VLANID的信息。在一些网络中，转送没有VLAN标记的用户MAC帧。用户MAC帧格式12A基于IEEE802标准系列。
如图1中所示，用户网络4A结合VLAN 41A和VLAN 42A逻辑网络。终端45A连接在VLAN 42A中。同样，用户网络4B结合VLAN 41B和VLAN 42B的逻辑网络。终端45B连接在VLAN 42B中。用户网络4C和4D也结合逻辑网络。终端45A，45B，45C和45D具有独自的MAC地址。
如图1中虚线指示的，用户网络4A和4B形成服务VLAN 5A。用户网络4C和4D形成服务VLAN 5B。
图6是显示通过根据本发明的第一实施例的边缘网桥的面向主干网络的端口发送/接收的主干MAC帧的格式的示意图(对应于权利要求1)。
在主干网络1中，信息是以图6中所示主干MAC帧格式12B的形式发送的。除了用户MAC帧的信息之外，主干MAC格式12B还具有目的地主干MAC地址、源主干MAC地址、和包含服务VLAN ID的VLAN标记的信息。VLAN标记包含优先等级和服务VLAN ID的信息。
图7是显示通过根据本发明第一实施例的边缘网桥的面向主干网络的端口发送/接收的主干MAC帧的另一种格式的示意图。如同图7中所示的主干MAC帧格式12C一样，主干MAC帧可以具有独立于主干MAC帧的FCS的用户MAC帧的FCS。
图8是显示通过根据本发明第一实施例的边缘网桥的面向主干网络的端口发送/接收的主干MAC帧的又一种格式的示意图(对应于权利要求2和3)。
如图8中所示的主干MAC帧格式12D一样，主干MAC帧可以具有多个VLAN标记。当连接了所有VLAN标记中的服务VLAN ID，并且作为主干MAC帧的服务VLAN ID处理时，可以增大服务VLAN ID的空间，和可以处理大量的服务VLAN。
以下参考图10至14说明根据本发明的第一实施例的边缘网桥的操作。图10至12是显示根据本发明的第一实施例的边缘网桥(发送方)的帧转送处理的流程图。图13和14是显示根据本发明的第一实施例的边缘网桥(接收方)的帧转送处理的流程图。
参考图10至12说明一个例子，其中将用户MAC帧从用户网络4A中的终端45A转送到用户网络4D中的终端45D。
如图1中所示，用户网络4A属于服务VLAN 5A，并且用户网络4D属于服务VLAN 5B。终端45A属于的服务VLAN 5A的VLAN 42A和终端45D属于的服务VLAN 5B的VLAN 42D分别虚拟地属于服务VLAN 51的VLAN 43A和服务VLAN 52的VLAN 43D，它们是逻辑相同的，从而形成了一个外部网并且建立在主干网络的装置上。
用户MAC帧从用户网络4A中的终端45A发送到边缘网桥2A。边缘网桥2A接收用户MAC帧(步骤100)。接收的用户MAC帧具有图5中所示的用户MAC帧格式12A。用户MAC帧的目的地MAC地址指示用户网络4D中的目的地终端。源MAC地址指示用户网络4A中的源终端。VLAN ID指示目的地终端和源终端属于的VLAN的号码。在这个用户MAC帧中，VLAN ID指示VLAN 42。
根据VLAN ID和已经接收到用户MAC帧的面向用户的端口，边缘网桥2A确定用户MAC帧属于的服务VLAN ID和VLAN ID(对应于权利要求1)。
图3A至3G是主要显示，根据本发明的第一实施例的边缘网桥中使用的转送表中的，从面向用户的端口接收时使用的转送表的布置示例(输入模式)的示意图。图3A是显示服务VLAN确定表的布置示例的示意图。图3B是显示VLAN操作存在/不存在表的布置示例的示意图。图3C是显示服务VLAN/VLAN转换表的布置示例的示意图。图3D是显示VLAN过滤器表的布置示例的示意图。图3E是显示转送表的布置示例的示意图。图3F是显示根据本发明的第一实施例的边缘网桥中使用的溢流转送表的布置示例的示意图。图3G是显示面向主干网络的端口表的布置示例的示意图。
例如，利用面向用户的端口作为密钥，通过搜索图3A中所示的服务VLAN确定表10A，确定一个服务VLAN ID(步骤101)(对应于权利要求6)。利用面向用户的端口作为密钥，通过搜索图3B中所示的VLAN操作存在/不存在表10B，确定是否执行服务VLAN/VLAN转换(步骤102)。当确定要执行服务VLAN/VLAN转换时(步骤103是)，利用面向用户的端口作为密钥，搜索图3C中所示的服务VLAN/VLAN转换表10C，从而确定新的服务VLAN ID和VLAN ID。通过这个步骤，确定服务用户MAC帧属于的VLAN ID和VLAN ID(步骤104)(对应于权利要求8和9)。在这里确定用户MAC帧属于服务VLAN 51的VLAN 43A。
当确定用户MAC帧在接收时没有VLAN标记并且新属于一个VLAN时(图11中的步骤105是)，将VLAN标记添加到用户MAC帧中(步骤106)。在这个实施例中，由于用户MAC帧具有VLAN标记，所以不添加新的VLAN标记(对应于权利要求9)。
根据接收到用户MAC帧的面向用户的端口，边缘网桥2A搜索，例如，VLAN操作存在/存在表10B，从而确定是否执行VLAN过滤(步骤107)。当确定要执行VLAN过滤时(步骤108是)，例如，利用面向用户的端口作为密钥，搜索图3D中所示的VLAN过滤器表10D，从而确定没有被过滤的VLAN组(步骤109)。当用户MAC帧的VLAN ID不包括在VLAN ID组中时，边缘网桥2A放弃用户MAC帧而不转送(步骤110)(对应于权利要求11)。
边缘网桥2A存储接收的用户MAC帧的服务VLAN ID、VLAN ID、和源MAC地址以及面向用户的端口的组合，并自动地知道应当对其发送具有作为地址的源MAC地址的用户MAC帧的面向用户的端口。例如，利用用户MAC帧的服务VLAN ID、VLAN ID、和源MAC地址作为密钥，搜索图3E中所示的转送表10E(步骤111)，从而确定表中是否存在对应的集合。如果没有寄存对应的字段(步骤112是)，那么将服务VLAN ID，VLAN ID，源MAC地址，和面向用户的端口的集合寄存在转送表中(步骤113)(对应于权利要求4)。
根据用户MAC帧的服务VLAN ID、VLAN ID、和目的地MAC地址，边缘网桥2A搜索，例如，转送表10E，从而确定目的地主干MAC地址和发送的面向主干网络的端口(步骤114)。
当用户MAC帧的目的地在边缘网桥的面向用户的端口的前面，并且预先寄存在边缘网桥中时(步骤115是)，搜索结果不是目的地主干MAC地址和面向主干网络的端口，而是面向用户的端口。边缘网桥将用户MAC帧发送到面向用户的端口(步骤116)(对应于权利要求5)，并且结束帧转送处理操作的序列。
另一方面，当目的地是除了预先分配给面向用户的端口或面向主干网络的端口的MAC地址或分配给边缘网桥2A的MAC地址之外的地址时(步骤117是)，利用目的地主干MAC地址作为搜索密钥，搜索图3G中所示的面向主干网络的端口表10G，从而确定对其发送主干MAC帧的面向主干网络的端口(对应于权利要求5)。
边缘网桥2A将为面向主干网络的端口、面向用户的端口、或边缘网桥预置的MAC地址设置为用户MAC帧的源主干MAC地址(步骤118)(对应于权利要求13，14和15)。
根据目的地主干MAC地址、源主干MAC地址、和服务VLAN ID，边缘网桥2A将用户MAC帧封装在图6中所示的主干MAC帧格式12B中(步骤119)。边缘网桥2A从面向主干网络的端口发送封装的主干MAC帧(步骤120)(对应于权利要求1)，并且结束帧转送处理操作的序列。
根据目的地主干MAC地址，发送的主干MAC帧被通过主干网桥3A→主干网桥3C→主干网桥3D顺序地转送，最终转送到边缘网桥2D(对应于权利要求1)。
如果没有对应的字段寄存在转送表10E中(步骤117否)，那么边缘网桥2A如同处理广播用户MAC帧一样地处理用户MAC帧(步骤121)，并且结束帧转送处理操作。广播用户MAC帧转送方法将在以后说明。
接下来，参考图13和14说明接收方边缘网桥2D的帧转送处理。
边缘网桥2D确认主干MAC帧的目的地主干AMC地址属于边缘网桥2D(步骤130)(对应于权利要求5)，并且提取包含在主干MAC帧中的用户MAC帧(步骤131)。在解封中，将包含在主干MAC帧的首部信息中的服务VLAN ID作为用户MAC帧的服务VLAN ID存储(步骤132)。服务VLAN ID指示服务VLAN 51和52(对应于权利要求1)。
根据用户MAC帧的服务VLAN ID、VLAN ID、和目的地MAC地址，边缘网桥2D搜索，例如，图3E中所示的转送表10E，从而确定发送的面向用户的端口号(步骤133)。如果表中不存在对应的字段(步骤134否)，那么边缘网桥2D如同处理广播用户MAC帧一样地处理用户MAC帧(步骤135)，并且结束帧转送处理操作的序列。广播用户MAC帧转送方法将在后面说明(对应于权利要求5)。
图4A至4D是主要显示本发明的边缘网桥中的转送表中的，在对面向用户的端口发送时使用的转送表的布置示例(输出模式)的示意图。图4A是显示VLAN操作存在/不存在表的布置示例的示意图。图4B是显示VLAN过滤器表的布置示例的示意图。图4C是显示服务VLAN确定表的布置示例的示意图。图4D是显示服务VLAN/VLAN转换表的布置示例的示意图。
边缘网桥2D利用发送用户MAC帧的面向用户的端口作为密钥，搜索，例如，图4A中所示的VLAN操作存在/不存在表11A，从而确定是否执行VLAN过滤(步骤136)。当确定要执行VLAN过滤时(步骤137是)，利用面向用户的端口作为密钥，搜索，例如，图4B中所示的VLAN过滤器表11B，从而确定不要过滤的VLAN组(步骤138)。当用户MAC帧的VLAN ID不包括在VLAN ID组中时(步骤139是)，边缘网桥2D放弃用户MAC帧而不转送(步骤140)(对应于权利要求12)，并且结束帧转送处理操作的序列。
根据发送用户MAC帧的面向用户的端口、服务VLAN ID、和VLANID中的至少一个，边缘网桥2D确定用户MAC帧属于的服务VLAN ID和VLAN ID。例如，利用面向用户的端口作为密钥，搜索一个类似于VLAN操作存在/不存在表11A的表，从而确定是否执行服务VLAN/VLAN转换(步骤141)。当确定要执行服务VLAN/VLAN转换时(步骤142是)，利用面向用户的端口、服务VLAN ID、和VLAN ID中的至少一个，搜索图4中所示的服务VLAN/VLAN转换表11D，从而确定一个新的服务VLAN ID和VLAN ID。通过这个步骤，确定了用户MAC帧属于的服务VLAN ID和VLAN ID(步骤143)。
用户MAC帧的服务VLAN ID指示服务VLAN 5B。VLAN ID指示VLAN 42D。当在接收时确定用户MAC帧具有一个VLAN标记，并且不是新属于一个VLAN时(步骤144是)，从用户MAC帧删除这个VLAN标记(步骤145)。在本实施例中，由于用户MAC帧属于VLAN 42D，所以不删除VLAN标记(对应于权利要求10)。
边缘网桥2D将用户MAC帧的服务VLAN ID与每个面向用户的端口的服务VLAN ID比较(步骤146)。如果有任何面向用户的端口的服务VLAN ID与用户AMC帧的服务VLAN ID不符(步骤147否)，那么放弃用户MAC帧(步骤148)(对应于权利要求7)，并且结束帧转送处理操作的序列。
如果任何的用户MAC帧的服务VLAN ID相符(步骤147是)，那么边缘网桥2D将用户MAC帧发送到面向用户的端口(步骤149)，并且结束帧转送处理操作的序列。用户MAC帧到达用户网络4D，并最终到达终端45D(对应于权利要求1)。
如上所述，根据本实施例，在大量终端连接的广域网中，边缘网桥执行以太网封装。为此，可以大大减少要通过主干网络中交换机处理的MAC地址的数量。因此，可以用更高的速度和更低的成本执行主干网络中交换机所进行的转送处理。
当在边缘网桥中把一个服务VLAN ID添加到用户MAC帧中时，可以为每个用户建立一个完全闭合的网络。
用户可以通过一个单一的面向用户的端口属于多个服务VLAN，并且通过一个VLAN ID选择他/她应当属于的服务VLAN。此外，可以分等级地管理服务VLAN ID。
以下说明根据本发明第二实施例的用户MAC转送方法和边缘网桥。
在上述第一实施例中，说明了通过边缘网桥转送要在两个终端之间发送/接收的用户MAC帧的正常命中转送。在第二实施例中，要说明将一个单一用户MAC帧并行地转送到大量终端的广播转送。第二实施例的网络的布置示例以及边缘网桥的布置示例与图1和2中所示的实施例中的相同，并且省略了它们的详细说明。
以下说明转送从用户网络4A中的终端45A广播的用户MAC帧的操作的例子。如同上述实施例中一样，用户网络4A属于服务VLAN 5A，并且用户网络4D属于服务VLAN 5B。服务VLAN 5A的VLAN 42A和42B，以及服务VLAN 5B的VLAN 42C和42D，分别虚拟地属于服务VLAN 51的VLAN 43A和服务VLAN 53的VLAN 43D，它们是逻辑相同的，从而形成一个外部网络并且建立在主干网络的装置上。
边缘网桥2A接收来自用户网络4A中的终端45A的用户MAC帧。接收的用户MAC帧具有用户MAC帧格式12A。用户MAC帧的目的地MAC地址指示一个广播地址。源MAC地址指示用户网络4A中的源终端。用户MAC帧的VLAN ID指示源终端属于的VLAN的号码。包含VLAN ID的VLAN标记是一个任选项。
根据VLAN ID和接收到用户MAC帧的面向用户的端口，边缘网桥2A确定用户MAC帧属于的服务VLAN ID和VLAN ID(对应于权利要求1)。
例如，利用面向用户的端口作为密钥，通过搜索上述图3A中所示的服务VLAN确定表10A，确定服务VLAN ID(对应于权利要求6)。通过利用面向用户的端口作为密钥，搜索上述图3B中所示的VLAN操作存在/不存在表10B，确定是否执行服务VLAN/VLAN转换。当确定要执行服务VLAN/VLAN转换时，利用面向用户的端口和服务VLAN ID作为密钥，搜索上述图3C中所示的服务VLAN/VLAN转换表10C，从而确定一个新的服务VLAN ID和VLAN ID。通过这个步骤，确定了用户MAC帧属于的服务VLAN ID和VLAN ID。在这里，确定用户MAC帧属于服务VLAN51的VLAN 43A(对应于权利要求8和9)。
当确定在接收时用户MAC帧没有VLAN标记并且新属于一个VLAN时，将一个VLAN标记添加到用户MAC帧。在本实施例中，由于用户MAC帧有VLAN标记，所以不添加新VLAN标记(对应于权利要求9)。
通过利用接收到用户MAC帧的面向用户的端口作为密钥，边缘网桥2A搜索，例如，VLAN操作存在/不存在表10B，从而确定是否执行VLAN过滤。当确定要执行VLAN过滤时，利用面向用户的端口作为密钥，搜索，例如，上述图3D中所示的VLAN过滤器表10D，从而确定不过滤VLAN组。
当用户MAC帧的VLAN ID没有包括在VLAN ID组中的时候，边缘网桥2A放弃用户MAC帧而不转送(对应于权利要求11)。
边缘网桥2A存储服务VLAN ID、VLAN ID、和接收的用户MAC帧的源MAC地址，以及接收到用户MAC帧的面向用户的端口的组合，并且自动地知道应当对其发送一个具有作为地址的源MAC地址的用户MAC帧的面向用户的端口。
例如，利用服务VLAN ID、VLAN ID、和源MAC地址作为密钥，搜索上述图3E中所示的转送表10E，从而确定表中是否存在对应的集合。如果存在对应于的集合，那么将服务VLAN ID、VLAN ID、源MAC地址、和面向用户的端口的集合附加地存储在转送表中(对应于权利要求4)。
例如，利用用户MAC帧的服务VLAN ID、VLAN ID、和目的地MAC地址作为密钥，边缘网桥2A搜索，例如，转送表10E。在这里确定目的地MAC地址是一个广播地址(对应于权利要求5)。
例如，利用用户MAC帧的服务VLAN ID作为密钥，边缘网桥2A搜索上述图3F中所示的溢流转送表10F，从而确定一个或多个发送的面向用户的端口和面向主干网络的端口(对应于权利要求5)。
当要从一个面向主干网络的端口发送用户MAC帧时，边缘网桥2A将预先为接收到用户MAC帧的面向用户的端口、面向主干网络的端口、或边缘网桥设置的MAC地址设置为用户MAC帧的源主干MAC地址(对应于权利要求13，14和15)。根据目的地主干MAC地址、源主干MAC地址、和服务VLAN ID，将用户MAC帧封装到主干MAC帧格式中(对应于权利要求1)。
目的地主干MAC地址是广播地址(对应于权利要求5)。
当要从一个面向用户的端口发送用户MAC帧时，边缘网桥2A不执行封装。由于发送的主干MAC地址是一个广播地址，所以主干MAC帧被顺序地转送通过边缘网桥2A→主干网桥3A→主干网桥3B和3C，主干网桥3B→边缘网桥2B，主干网桥3C→主干网桥3D和3E，主干网桥3D→边缘网桥2C和2E，以及主干网桥3E→边缘网桥2D。在转送时，当主干网桥3D不仅根据目的地主干MAC地址而且根据服务VLAN ID，确定边缘网桥2E没有连接服务VLAN 51和52，并且没有将用户MAC帧转送到边缘网桥2E时，可以提高主干网络中的转送效率(对应于权利要求5)。
接收到主干MAC帧的边缘网桥2B、2C、2D、和2E确认主干MAC帧的目的地主干MAC地址是一个广播地址(对应于权利要求5)，并且提取包含在主干MAC帧中的用户MAC帧。在解封中，将包含在主干MAC帧的首部信息中的服务VLAN ID作为用户MAC帧的服务VLAN ID存储(对应于权利要求1)。
边缘网桥2B、2C、2D、和2E根据用户MAC帧的目的服务VLAN ID、VLAN ID、和目的地MAC地址，搜索，例如转送表10E，从而搜索发送的面向用户的端口号。在这里，确定目的地MAC地址是一个广播地址。
根据用户MAC帧的服务VLAN ID，边缘网桥2A、2B、2C、2D、和2E搜索，例如溢流转送表10F，从而确定一个或多个面向用户的端口和面向主干网络的端口。如果，发送的端口是与接收到用户MAC帧的端口相同的端口，那么不对该端口发送(对应于权利要求5)。
根据用户MAC帧的面向用户的端口，边缘网桥2A、2B、2C、2D、和2E搜索，例如，上述图4A中所示的VLAN操作存在/不存在表11A，从而确定是否执行VLAN过滤。当确定要执行VLAN过滤时，例如，搜索上述图4C中所示的VLAN过滤器表11B，以搜索要过滤的VLAN ID组。当用户MAC帧的VLAN ID没有包括在发现的VLAN ID组中时，放弃用户MAC帧(对应于权利要求12)。
根据用户MAC帧的面向用户的端口，边缘网桥2A、2B、2C、2D、和2E搜索，例如，VLAN操作存在/不存在表11A，从而确定是否执行服务VLAN/VLAN转换。当确定要执行服务VLAN/VLAN转换时，例如，利用面向用户的端口、服务VLAN ID、和VLAN ID中的至少一个，搜索上述图4中所示的服务VLAN/VLAN转换表11D，从而确定一个新的服务VLAN ID和VLAN ID。通过这个步骤，确定了用户MAC帧属于的服务VLAN ID和VLAN ID(对应于权利要求10)。
如果面向用户的端口的任何服务VLAN ID与用户MAC帧的服务VLAN ID不符，那么边缘网桥2A、2B、2C、2D、和2E放弃用户MAC帧。否则，发送用户MAC帧(对应于权利要求7)。
边缘网桥2A、2B、2C、2D、和2E将用户MAC帧发送到面向用户的端口。用户MAC帧到达目的地网络(对应于权利要求1)。
当把图10至14中所示的流程图制备为一个程序并且记录在诸如CD-ROM之类的记录介质上时，本发明的用户MAC帧转送程序可以方便地销售或租借。此外，当把记录介质装载到本发明的用户MAC帧转送系统的边缘网桥的计算机中，并且安装并执行程序时，可以容易地实现本发明。
以下参考图15A和15B说明根据本发明的第三实施例的用户MAC帧转送方法和边缘网桥。图15A是显示使用了根据本发明的第三实施例的用户MAC帧转送方法的网络的布置示例的方框图。在图15A中，与上述图1和2中相同的参考号代表相同或类似的部件(对应于权利要求16至20)。图15B是显示根据本发明的第三实施例的边缘网桥中使用的转送表的布置示例的示意图。
参考图15A，边缘网桥2A具有多个栈式VLAN端口6E和6F，以及多个面向主干网络的端口7A和7B。栈式VLAN端口6E和6F的数量以及面向主干网络的端口7A和7B的数量是根据需要确定的。并不总是需要提供多个栈式VLAN端口或面向主干网络的端口。边缘网桥2A也可以具有一个或多个面向用户的端口以发送/接收用户MAC帧。
在边缘网桥2A中预置一个固定值13B。边缘网桥2A具有一个转送表13A。
图18是显示图15A中所示栈式VLAN网络4E和4F中使用的帧的格式的示意图。
参考图15A，边缘网桥2A通过面向主干网络的端口7A连接到主干网络1，通过栈式VLAN端口6E连接到栈式VLAN网络4E，和通过栈式VLAN端口6F连接到栈式VLAN网络4F。
在栈式VLAN网络4E和4F中，以图18中所示的栈式VLAN/MAC帧格式14A发送用户信息。栈式VLAN/MAC帧格式具有一个目的地MAC地址、一个源MAC地址、两个VLAN标记、和一个用户数据的信息。第一VLAN标记包含优先等级和提供商VLAN ID的信息。第二VLAN标记包含优先等级和VLAN ID的信息。有时按照需要转送没有第二VLAN标记的用户MAC帧。
图20是显示从图15A中所示的边缘网桥的面向主干网络的端口发送/接收的主干MAC帧的格式的示意图(第三实施例)。
在主干网络1A中，以图20中所示的主干MAC帧格式14C发送用户信息。除了基于IEEE802标准序列的用户MAC帧的信息之外，主干MAC帧具有一个目的地主干MAC地址、一个源主干MAC地址、和一个VLAN标记的信息。VLAN标记包含优先等级和服务VLAN ID的信息。图19是显示基于IEEE802标准序列的用户MAC帧14B的格式的示意图。
图21是显示从图15A中所示的边缘网桥的面向主干网络的端口发送/接收的主干MAC帧的格式的示意图(第四实施例)。
如图21中所示，主干MAC帧可以具有独立于主干MAC帧的FCS的用户MAC帧的FCS。
图22是显示从图15A的边缘网桥的面向主干网络的端口发送/接收的主干MAC帧的格式的示意图(第五实施例)(对应于权利要求17和18)。
如图8中的15所指示的，主干MAC帧可以具有多个VLAN标记。当连接了所有VLAN标记中的服务VLAN ID并且作为主干MAC帧的服务VLAN ID处理的时候，可以增大服务VLAN ID的空间，和可以处理大量服务VLAN。
以下说明根据本发明的第三实施例的边缘网桥的操作的一个例子，其中用户MAC帧从图15A中的栈式VLAN网络4E转送到主干网络1(对应于权利要求16)。
当一个用户MAC帧被输入到栈式VLAN网络4E中时，将一个VLAN标记添加到用户MAC帧中，并且将用户MAC帧转换成栈式VLAN/MAC帧格式。
边缘网桥2A接收来自连接到栈式VLAN网络4E的栈式VLAN端口6E的栈式VLAN/AMC帧。边缘网桥2A参考栈式VLAN/MAC帧中的提供商VLAN ID，边缘网桥2A中预置的固定值13B。边缘网桥2A连接提供商VLAN ID和固定值13B，以形成带有提供商VLAN ID的用户MAC帧的服务VLAN ID。可以使用任意的连接方法。可以将提供商VLAN ID设置到高位，将固定值可以设置到低位。相反，也可以将提供商VLAN ID设置到低位，并把固定值设置到高位。作为选择，可以将提供商VLAN ID分配到服务VLAN ID的任意位，和把固定值分配到其余任意位。
根据用户MAC帧的服务VLAN ID、VLAN ID、和目的地MAC地址中的至少一个，边缘网桥2A搜索，例如，转送表13A，从而确定发送的目的地主干MAC地址和面向主干网络的端口。当用户MAC帧的目的地在边缘网桥2A的栈式VLAN端口之前，并且边缘网桥2A预先知道时，搜索结果不是目的地主干MAC地址和面向主干网络的端口，而是一个栈式VLAN端口。边缘网桥2A把包含提供商VLAN ID的VLAN标记添加到用户MAC帧，并且将它发送到栈式VLAN端口。
如果表中不存在对应的字段，那么边缘网桥2A象处理广播用户MAC帧一样地处理用户MAC帧。
边缘网桥2A把为面向主干网络的端口、面向用户的端口、或另一个边缘网桥预置的MAC地址设置为用户MAC帧的源主干MAC地址。
边缘网桥2A根据目的地主干MAC地址、源主干MAC地址、和服务VLAN ID，将用户MAC帧封装到主干MAC帧格式14C(图20)中。边缘网桥2A将封装的主干MAC帧发送到面向主干网络的端口7A或7B。
以下说明将用户MAC帧从主干网络1转送到栈式VLAN网络4E的操作。
当用户MAC帧被输入到主干网络1时，将用户MAC帧封装到主干MAC帧格式中。
边缘网桥2A接收来自连接到主干网络1的面向主干网络的端口7A的主干MAC帧。边缘网桥2A参考主干MAC帧中的服务VLAN ID，并且将它设置到包含在主干MAC帧中的用户MAC帧的服务VLAN ID。
根据用户MAC帧的服务VLAN ID、VLAN ID、和目的地MAC地址中的至少一个，边缘网桥2A搜索，例如，转送表13A，从而确定发送的目的地主干MAC地址和面向主干网络的端口。当用户MAC帧的目的地在边缘网桥2A的栈式VLAN端口之前并且边缘网桥2A是预先知道的时候，搜索结果不是目的地主干MAC地址和面向主干网络的端口，而是栈式VLAN端口。边缘网桥2A将服务VLAN ID的部分设置到要添加到用户MAC帧的提供商VLAN ID。
可以从任意的位置提取提供商VLAN ID。提供商VLAN ID可以从服务VLAN ID的高位或低位提取。作为选择，可以通过连接服务VLAN ID的任意位形成提供商VLAN ID。边缘网桥2A将包含提供商VLAN ID的VLAN标记添加到用户MAC帧，并将它发送到栈式VLAN端口。
如果表中没有对应于的字段，那么边缘网桥2A象处理广播用户MAC帧一样地处理用户MAC帧。
如上所述，根据本实施例，栈式VLAN和主干网络是通过一个单一装置连接的。因此，不需要两个装置，即，栈式VLAN边缘网桥和边缘网桥。此外，解决了不存在用于识别在栈式VLAN边缘网桥与边缘网桥二者之间转送的用户MAC帧的提供商VLAN和服务VLAN的装置的问题。不需要为各个提供商VLAN和服务VLAN准备端口来作为一种用于识别用户MAC帧的提供商VLAN和服务VLAN的可选装置。因此，不需要提供许多端口和电缆(对应于权利要求16至18)。
此外，转送处理(固定值分配)是以高速执行的。当把栈式VLAN网络和主干网络相互连接时，通过边缘网桥以高速执行提供商和服务VLAN的转换。此外，不需要用于提供商VLAN ID和服务VLAN ID转换的具有巨大存储空间的表(对应于权利要求19和20)。
接下来，参考图16A至16C说明根据本发明的第四实施例的用户MAC帧转送方法和边缘网桥。图16A是显示使用了根据本发明的第四实施例的用户MAC帧转送方法的网络的布置示例的方框图。在图16A中使用了与上述图1、2和15A中相同的参考号来代表相同的部件(对应于权利要求16至18，21和22)。图16B是显示在根据本发明的第四实施例的边缘网桥中使用的服务VLAN表的布置示例的示意图。图16C是显示在根据本发明的第四实施例的边缘网桥中使用的VLAN表的布置示例的示意图。
参考图16A，边缘网桥2A具有多个栈式VLAN端口6E和6F，以及多个面向主干网络的端口7A和7B。栈式VLAN端口6E和6F的数量以及面向主干网络的端口7A和7B的数量是按照需要确定的。并不总是需要提供多个栈式VLAN端口或面向主干网络的端口。边缘网桥2A也可以具有一个或多个发送/接收用户MAC帧的面向用户的端口。
除了转送表13A之外，边缘网桥2A还具有服务VLAN表13C，和VLAN表13D。
在图16A中所示的例子中，边缘网桥2A通过面向主干网络的端口7A连接到主干网络1，通过栈式VLAN端口6E连接到栈式VLAN网络4E，和通过栈式VLAN端口6F连接到栈式VLAN网络4F。
以下说明作为根据本发明的第四实施例的边缘网桥的操作的一个例子，其中在图16A中用户MAC帧从栈式VLAN网络4E转送到主干网络1(对应于权利要求16)。
当把用户MAC帧输入到栈式VLAN网络4E时，一个VLAN标记被添加到用户MAC帧中，并且将用户MAC帧转换成栈式VLAN/MAC帧格式。
边缘网桥2A接收来自连接到栈式VLAN网络4E的栈式VLAN端口6E的栈式VLAN/MAC帧。
根据栈式VLAN/MAC帧中的提供商VLAN ID、带有提供商VLAN ID的用户MAC帧的VLAN ID、和栈式VLAN端口中的至少一个，边缘网桥2A确定用户MAC帧的服务VLAN ID。
例如，将通过根据提供商VLAN ID、VLAN ID、和栈式VLAN端口搜索服务VLAN表13C之类的表获得的搜索结果连接到提供商VLAN ID，形成用户MAC帧的服务VLAN ID。可以使用任意一种连接方法。提供商VLAN ID可以被设置到高位，并且可以将搜索结果设置到低位。相反，也可以将提供商VLAN ID设置到低位，并且可以将搜索结果设置到高位。作为选择，可以把提供商VLAN ID分配到服务VLAN ID的任意位，并且可以将搜索结果分配到其余的任意位。
根据用户MAC帧的服务VLAN ID、VLAN ID、和目的地MAC地址中的至少一个，边缘网桥2A搜索，例如转送表13A，从而确定发送到目的地主干MAC地址和面向主干网络的端口。当用户MAC帧的目的地在边缘网桥2A的栈式VLAN端口之前并且边缘网桥2A预先知道的时候，搜索结果不是目的地主干MAC地址和面向主干网络的端口，而是一个栈式VLAN端口。边缘网桥2A将包含提供商VLAN ID的VLAN标记添加到用户MAC帧，并将它发送到栈式VLAN端口。
如果表中没有对应于的字段，那么边缘网桥2A象处理广播用户MAC帧一样地处理用户MAC帧。
边缘网桥2A将为面向主干网络的端口、面向用户的端口、或另一个边缘网桥预置的MAC地址设置为用户MAC帧的源主干MAC地址。
根据目的地主干MAC地址、源主干MAC地址、和VLAN ID，边缘网桥2A将用户MAC帧封装成主干MAC帧格式14C(图20)。边缘网桥2A把封装的主干MAC帧发送到面向主干网络的端口。
接下来，说明将用户MAC帧从主干网络1转送到栈式VLAN网络4E的操作。
当用户MAC帧被输入到主干网络1时，将用户MAC帧封装为主干MAC帧格式。
边缘网桥2A接收来自连接到主干网络1的面向主干网络的端口7A的主干MAC帧。边缘网桥2A参考主干MAC帧中的服务VLAN ID，并且把它设置到包含在主干MAC帧中的用户MAC帧的服务VLAN ID。
根据用户MAC帧的服务VLAN ID、VLAN ID、和目的地MAC地址中的至少一个，边缘网桥2A搜索，例如转送表13A，从而确定发送的目的地主干MAC地址和面向主干网络的端口。当用户MAC帧的目的地在边缘网桥2A的栈式VLAN端口前面并且边缘网桥2A预先知道的时候，搜索结果不是目的地主干MAC地址和面向主干网络的端口，而是一个栈式VLAN端口。边缘网桥2A将服务VLAN ID部分设置到要添加到用户MAC帧的提供商VLAN ID。提供商VLAN ID可以被从任意位置提取。提供商VLAN ID可以被从服务VLAN ID的高位或低位提取。作为选择，提供商VLAN ID可以是由连接服务VLAN ID的任意位形成的。
根据用户MAC帧的服务VLAN ID部分、VLAN ID、和栈式VLAN端口中的至少一个，边缘网桥2A搜索，例如VLAN表13D，从而确定VLAN ID。
边缘网桥2A把包含提供商VLAN ID的VLAN标记添加到用户MAC帧，并将它发送到栈式VLAN端口。
如果表中没有对应的字段，那么边缘网桥2A如同处理广播用户MAC帧一样地处理用户MAC帧。
如上所述，根据本实施例，转换提供商/服务VLAN和VLAN。因此，当要把属于一个任意提供商VLAN的一个任意VLAN连接到属于一个任意服务VLAN的一个任意VLAN时，对于栈式VLAN边缘网桥和边缘网桥都不需要它的设置(对应于权利要求21和22)。
接下来，参考图17A至17C说明根据本发明的第五实施例的用户MAC帧转送方法和边缘网桥。图17A是显示使用根据本发明的第五实施例的用户MAC帧转送方法的网络的布置示例的方框图。在图17A中，与上述图1，2和15A中相同的参考号代表相同或类似的部件(对应于权利要求16至18，23和24)。图17B是显示在根据本发明的第五实施例的边缘网桥中使用的服务VLAN表的布置示例的示意图。图17C是显示在本发明的第五实施例的边缘网桥中使用的VLAN表的布置示例的示意图。
参考图17A，边缘网桥2A具有多个栈式VLAN端口6E和6F，和多个面向主干网络的端口7A和7B。栈式VLAN端口的数量和面向主干网络的端口的数量是按照需要确定的。并不总是需要提供多个栈式VLAN端口或面向主干网络的端口。
边缘网桥2A也可以具有一个或多个发送/接收用户MAC帧的面向用户的端口。
除了转送表13A之外，边缘网桥2A还具有服务VLAN表13E，和提供商VLAN表13F。
在图3中所示的例子中，边缘网桥2A通过面向主干网络的端口7A连接到主干网络1，通过栈式VLAN端口6E连接到栈式VLAN网络4E，和通过栈式VLAN端口6F连接到栈式VLAN网络4F。
以下说明作为根据本发明的第五实施例的边缘网桥的操作的一个例子，其中在图17A中，用户MAC帧从栈式VLAN网络4E转送到主干网络1(对应于权利要求16)。
当用户MAC帧被输入到栈式VLAN网络4E时，将一个VLAN标记添加到用户MAC帧，并且将用户MAC帧转换成栈式VLAN/MAC帧格式。
边缘网桥2A接收来自连接到栈式VLAN网络4E的栈式VLAN端口6E的栈式VLAN/MAC帧。
根据栈式VLAN/MAC帧中的提供商VLAN ID、带有提供商VLAN ID的用户MAC帧的VLAN ID、和栈式VLAN端口中的至少一个，边缘网桥2A确定用户MAC帧的服务VLAN ID和VLAN ID。
例如，根据提供商VLAN ID、VLAN ID、和栈式VLAN端口，搜索诸如服务VLAN表13E之类的表，以确定用户MAC帧的服务VLAN ID和VLAN ID。
根据用户MAC帧的服务VLAN ID、VLAN ID、和目的地MAC地址中的至少一个，边缘网桥2A搜索，例如转送表13A，从而确定发送的目的地主干MAC地址和面向主干网络的端口。当用户MAC帧的目的地在边缘网桥2A的栈式VLAN端口前面并且边缘网桥2A预先已经知道的时候，搜索结果不是目的地主干MAC地址和面向主干网络的端口，而是一个栈式VLAN端口。边缘网桥2A将一个包含提供商VLAN ID的VLAN标记添加到用户MAC帧，并且将它发送到栈式VLAN端口。
如果表中没有对应的字段，那么边缘网桥2A如同处理广播用户MAC帧一样地处理用户MAC帧。
边缘网桥2A将为面向主干网络的端口、面向用户的端口、或另一个边缘网桥预置的MAC地址设置为用户MAC帧的源主干MAC地址。
根据目的地主干MAC地址、源主干MAC地址、和服务VLAN ID，边缘网桥2A把用户MAC帧封装成主干MAC帧格式(图20)。边缘网桥2A将封装的主干MAC帧发送到面向主干网络的端口。
以下说明将用户MAC帧从主干网络1转送到栈式VLAN网络4E的操作。
当用户MAC帧被输入主干网络1时，用户MAC帧被封装到主干MAC帧格式。
边缘网桥2A接收来自连接到主干网络1的面向主干网络的端口7A的主干MAC帧。边缘网桥2A参考主干MAC帧中的服务VLAN ID，并把它设置到包含在主干MAC帧中的用户MAC帧的服务VLAN ID。
根据用户MAC帧的服务VLAN ID、VLAN ID、和目的地MAC地址中的至少一个，边缘网桥2A搜索，例如转送表13A，从而确定发送的目的地主干MAC地址和面向主干网络的端口。当用户MAC帧的目的地在边缘网桥2A的栈式VLAN端口的前面并且边缘网桥2A已经预先知道的时候，搜索的结果不是目的地主干MAC地址和面向主干网络的端口，而是栈式VLAN端口。
根据用户MAC帧的服务VLAN ID部分、VLAN ID、和栈式VLAN端口中的至少一个，边缘网桥2A搜索，例如提供商VLAN表13F，从而确定提供商VLAN ID和VLAN ID。
边缘网桥2A把包含提供商VLAN ID的VLAN标记添加到用户MAC帧，并且把它发送到栈式VLAN端口。
如果表中没有对应的字段，那么边缘网桥2A如同处理广播用户MAC帧一样地处理用户MAC帧。
如上所述，根据本实施例，转换了提供商/服务VLAN和VLAN。因此，当要把属于一个任意提供商VLAN的一个任意VLAN连接到属于一个任意服务VLAN的一个任意VLAN时，对于栈式VLAN边缘网桥和边缘网桥都不需它的设置(对应于权利要求23和24)。
接下来，参考图24A和24B说明根据上述第三至第五实施例的用户MAC帧转送方法的操作流程的一个例子(对应于权利要求16)。图24A是显示根据本发明的第三至第五实施例的边缘网桥的用户MAC帧转送处理的流程图(发送方)。图24B是显示根据本发明的第三至第五实施例的边缘网桥的用户MAC帧转送处理的流程图(接收方)。
图24A示出了预先确定帧格式的处理，以及在从栈式VLAN端口接收到栈式VLAN帧时执行的处理。图24B示出了当接收到来自一个面向主干网络的端口的主干MAC帧时执行的处理。
参考图24A，当接收到来自一个栈式VLAN端口的栈式VLAN/MAC帧时(步骤200是)，根据包含在栈式VLAN/MAC帧中的提供商VLANID、带有提供商VLAN ID的用户MAC帧的VLAN ID、和栈式VLAN端口中的至少一个，确定对应于用户MAC帧的服务VLAN ID(步骤201)。
接下来，根据用户MAC帧的服务VLAN ID、提供商VLAN ID、VLANID、和目的地MAC地址中的至少一个，确定至少一个发送用户MAC帧的栈式VLAN端口和面向主干网络的端口(步骤202)。
当从所有发送端口发送了栈式VLAN/MAC帧时(步骤203是)，流程返回到步骤200。否则(步骤203否)，确定发送端口是面向主干网络的端口还是栈式VLAN端口(步骤204)。
如果发送端口不是面向主干网络的端口而是一个栈式VLAN端口(步骤204否)，那么确定了要添加到用户MAC帧的提供商VLAN ID(步骤205)。
将一个包含提供商VLAN ID的VLAN标记添加到用户MAC帧，以将用户MAC帧转换成栈式VLAN帧(步骤206)。在从端口发送了栈式VLAN帧之后(步骤207)，流程返回到步骤203，以再次重复步骤203至208中的处理。
另一方面，如果发送端口是一个面向主干网络的端口(步骤204是)，那么把用户MAC封装到主干MAC帧中(步骤208)。从面向主干网络的端口发送通过封装用户MAC帧形成的主干MAC帧(步骤206)。流程返回到步骤203，以再次重复步骤203至208中的处理。
参考图24B，当接收到来自一个面向主干网络的端口的主干MAC帧时(步骤210)，将包含在主干MAC帧中的服务VLAN ID设置到对应于包含在主干MAC帧中的用户MAC帧的服务VLAN ID(步骤211)。
根据服务VLAN ID、用户MAC帧的目的地MAC地址、VLAN ID，和主干MAC帧的目的地主干MAC地址中的至少一个，确定发送用户MAC帧的栈式VLAN端口和面向主干网络的端口(步骤212)。
当从所有发送端口发送了用户MAC帧时(步骤213是)，流程返回到步骤210，以再次执行直到步骤212的处理。否则(步骤213否)，确定发送端口是一个面向主干网络的端口还是栈式VLAN端口(步骤214)。
如果发送端口不是面向主干网络的端口而是栈式VLAN端口(步骤214否)，那么确定了要添加到用户MAC帧的提供商VLAN ID(步骤217)。
将包含提供商VLAN ID的VLAN标记添加到用户MAC帧，以将用户MAC帧转换成栈式VLAN/MAC帧(步骤216)。在从端口发送了栈式VLAN帧之后(步骤217)，流程返回到步骤213，以再次重复步骤213至218中的处理。
另一方面，如果发送端口是面向主干网络的端口(步骤214是)，那么将用户MAC帧封装到一个主干MAC帧(步骤215)。从面向主干网络的端口发送通过封装用户MAC帧形成的主干MAC帧(步骤216)。流程返回到步骤213，以再次重复步骤203至208中的处理。
接下来，参考图25A和25B，说明根据上述第三至第五实施例的用户MAC帧转送方法的操作流程的另一个例子(对应于权利要求16和17)。图25A是显示根据本发明的第三至第五实施例的边缘网桥的另一个用户MAC帧转送处理的流程图(发送方)。图25B是显示根据本发明的第三至第五实施例的边缘网桥的另一个用户MAC帧转送处理的流程图(接收方)。
参考图25A，除了图24A中所示的处理之外，边缘网桥2A确认预定的主干MAC帧格式包含第一和第二VLAN标记(步骤220是)。当接收到来自面向主干网络的端口的主干MAC帧时(步骤221是)，将包含在主干MAC帧中的用户MAC帧的服务VLAN ID的值设置到从包含在主干MAC帧的第一VLAN标记中的第一VLAN ID的值和包含在第二VLAN标记中的第二VLAN ID的值产生的值(步骤222)。
确定是否从一个面向主干网络的端口发送主干MAC帧(步骤223)。如果不要从一个面向主干网络的端口发送主干MAC帧(步骤223否)，那么流程返回到步骤221。如果要从一个面向主干网络的端口发送主干MAC帧(步骤223是)，那么将包含在主干MAC帧的第一VLAN标记中的第一VLAN ID的值，和包含在第二VLAN标记中的第二VLAN ID的值，设置到从用户MAC帧的服务VLAN ID的值产生的值(步骤224)。流程返回到步骤221，以重复地执行直到步骤224的处理(权利要求17)。
参考图25B，除了图24B中所示的处理之外，边缘网桥2A确认预定的主干MAC帧格式包含多个VLAN标记(步骤230是)。确定是否从一个面向主干网络的端口接收到一个主干MAC帧(步骤213)。如果接收到一个主干MAC帧(步骤231是)，那么将包含在主干MAC帧中的用户MAC帧的服务VLAN ID的值设置到从包含在主干MAC帧的多个VLAN标记中的VLAN ID的值产生的值(步骤232)。
确定是否从面向主干网络的端口发送主干MAC帧(步骤233)。如果不是要从面向主干网络的端口发送主干MAC帧(步骤233否)，那么流程返回到步骤231。如果是要从面向主干网络的端口发送主干MAC帧(步骤233是)，那么将包含在主干MAC帧的多个VLAN标记中的VLAN ID的值设置到从用户MAC帧的服务VLAN ID的值产生的值(步骤234)。流程返回到步骤231，以重复地执行直到步骤234的处理(权利要求18)。
以下参考图26说明根据本发明的第三至第五实施例的边缘网桥的功能布置。图26是根据本发明的第三至第五实施例的边缘网桥的功能方框图。
除了上述第一或第二实施例的功能布置(图1和2)或类似的替换功能布置之外，根据本发明的第三至第五实施例的边缘网桥2A还包括，作为帧转送所需的功能装置的，服务VLAN ID确定装置23A，发送端口确定装置23B，主干MAC帧产生装置23C，服务VLAN ID确定装置24A，发送端口确定装置24B，提供商VLAN ID确定装置24C，和栈式VLAN/MAC帧产生装置24D(对应于权利要求16)。
根据本发明的第三至第五实施例的另一个边缘网桥2A进一步包括帧格式辨别装置25A，和服务VLAN ID确定装置25B(对应于权利要求17)。
根据本发明的第三至第五实施例的又一个边缘网桥2A进一步包括帧格式辨别装置25C，和服务VLAN ID确定装置25D(对应于权利要求18)。
这些功能装置可以通过具有CPU及其周边电路的信息处理单元(未示出)实现。即，这些装置是通过读取和执行预定的程序以使硬件和程序协同操作而实现的。这些装置可以通过专用处理电路形成。
边缘网桥2A至少包括发送/接收栈式VLAN/MAC帧的栈式VLAN端口6E和6F，和发送/接收主干MAC帧的面向主干网络的端口7A和7B。在上述图15所示的例子(第三实施例)中，提供了转送表13A和固定值13B。在图16A和17A所示的例子(第四和第五实施例)中，除了转送表13A之外，还提供了服务VLAN表13C或13G，和VLAN表13D，或提供商VLAN表13F。
服务VLAN ID确定装置23A具有在接收到来自栈式VALN端口的栈式VLAN/MAC帧时，根据包含栈式VLAN/MAC帧中的提供商VLAN ID、带有提供商VLAN ID的用户MAC帧的VLAN ID、栈式VLAN端口中的至少一个，确定对应于用户MAC帧的服务VLAN ID的功能。
发送端口确定装置23B具有根据用户MAC帧的服务VLAN ID、提供商VLAN ID、VLAN ID、和目的地MAC地址中的至少一个，确定发送用户MAC帧的至少一个栈式VLAN端口和面向主干网络的端口的功能。
主干MAC帧产生装置23C具有当确定要从面向主干网络的端口发送用户MAC帧时，将用户MAC帧封装到主干MAC帧中的功能。
服务VLAN ID确定装置24A具有在接收到来自面向主干网络的端口的主干MAC帧时，将包含在主干MAC帧中的服务VLAN ID设置到对应于包含在主干MAC帧中的用户MAC帧的服务VALN ID的功能。
发送端口确定装置24B具有根据主干MAC帧的服务VLAN ID、用户MAC帧的目的地MAC地址、VLAN ID、和目的地主干MAC地址中的至少一个，确定发送用户MAC帧的至少一个栈式VLAN端口和面向主干网络的端口的功能。
提供商VLAN ID确定装置24C具有当要从一个栈式VLAN端口发送用户MAC帧时，根据服务VLAN ID、VLAN ID、和栈式VLAN端口中的至少一个，确定要添加到用户MAC帧的提供商VLAN ID的功能。
栈式VLAN/MAC帧产生装置24D具有通过将提供商VLAN ID添加到用户MAC帧而把用户MAC帧转换成栈式VLAN/MAC帧的功能。
帧格式分辨装置25A具有分辨预定的主干MAC帧格式包含第一和第二VLAN标记的功能。
服务VLAN ID确定装置25B具有当要从面向主干网络的端口发送/接收主干MAC帧时，将主干MAC帧的服务VLAN ID的值设置到一个从包含在第一VLAN标记中的第一VLAN ID的值和包含在第二VLAN标记中的第二VLAN ID的值产生的值的功能。
帧格式分辨装置25C具有分辨预定的主干MAC帧格式包含多个VLAN标记的功能。
服务VLAN ID确定装置25D具有当要从一个面向主干网络的端口发送/接收主干MAC帧时，将主干MAC帧的服务VLAN ID的值设置到一个从包含在多个VLAN标记中的VLAN ID的值产生的值的功能。
将图24A和25A中所示的流程被编制成一个程序。把产生的用户MAC帧转送程序存在诸如CD-ROM之类的记录介质中，并且装载到边缘网桥2A中的计算机中。当启动边缘网桥2A时，用户MAC帧转送程序被装载到主存储器中，并且由计算机执行。在这种情况下，可以容易地实现本发明。
接下来，参考图27说明根据本发明的第六实施例的用户MAC帧转送方法和边缘网桥。图27是显示使用了根据本发明的第六实施例的用户MAC帧转送方法的网络的布置示例的方框图。在图27中，与上述图1和2中相同的参考号代表相同或类似的部件(对应于权利要求25至40)。
参考图27，边缘网桥2A具有多个面向用户的端口6E和6F，以及多个面向主干网络的端口7A和7B。面向用户的端口6E和6F的数量和面向主干网络的端口7A和7B的数量是根据需要确定的。并不总是需要提供多个面向用户的端口和面向主干网络的端口。在边缘网桥2A中，预先为每个网桥或每个面向主干网络的端口分配一个主干MAC地址。
边缘网桥2A通过面向用户的端口6E连接到用户网络4E，通过面向用户的端口6F连接到用户网络4F，通过面向主干网络的端口7A连接到主干网络1A，通过面向主干网络的端口7B连接到主干网络1B。
除了上述第一至第五实施例的功能布置或类似替换功能之外，边缘网桥2A还包括作为帧转送所需的功能装置的，源地址确定装置26A，目的地地址确定装置26B，主干MAC帧产生装置26C，和回路位置确定装置26D。
这些功能装置可以通过具有CPU及其周边电路的信息处理单元(未示出)实现。即，这些装置是通过读取和执行预定的程序以使硬件和程序协同操作而实现的。这些装置可以由专用处理电路形成。
图29显示由根据本发明的第六实施例的边缘网桥的面向用户的端口发送/接收的用户MAC帧的格式的示意图。
图29中所示的用户MAC帧15A是一个把用户数据封装在由IEEE802.3-202标准定义的MAC帧中的例子。目的地MAC地址400指示目的地地址。源MAC地址401指示源地址。类型ID 402指示长度/类型。
通过类型ID 402识别作为封装在MAC帧中的数据的MAC客户数据的类型。当类型ID 402的值是0x0800时，封装的用户数据403是一个IPv4分组。FCS 404指示帧检验序列。
图30是显示由根据本发明的第六实施例的边缘网桥的面向用户的端口发送/接收的用户MAC帧的另一种格式的示意图。
图30中所示的用户MAC帧15B是一个将IEEE802.1Q-2003标准定义的标记首部添加到用户MAC帧15A的例子。类型ID 420指示标识标记首部的属性的标记协议ID(Tag Protocol ID)。当类型ID 420的值是0x8100时，标记首部是一个VLAN标记412。
将一个VLAN ID 423封装在VLAN标记412中，从而用VLAN ID标记了MAC帧。VLAN ID识别由提供商和用户地点的虚拟LAN形成的网络的布局的子集。优先等级421指示用户优先等级。CFI 609指示规范格式ID。类型ID 413如同图29中所示的类型ID 402一样，标识封装的数据的类型。
图35是显示根据本发明的第六实施例的边缘网桥中使用的回路检测主干MAC帧的格式的示意图。
图35中所示的主干MAC帧15G是一个通过用服务VLAN ID 500标记的MAC帧封装MAC帧504形成的主干帧的例子。除了最大帧长度长于IEEE标准定义的MAC帧的最大长度和使用了服务VLAN标记代替用户VLAN标记之外，这个主干帧基于图30中所示的IEEE标准。
封装的MAC帧504可以是一个通过封装图29或30中所示的用户数据而形成的MAC帧。这些都由类型ID 503标识。如图36中所示的主干MAC帧15H所指示的，通过多个服务VLAN标记522和523可以将多个服务VLAN ID 533和537附到主干帧，并且可以通过多个服务VLAN ID533和537标识提供商提供给用户的虚拟LAN。
以下参考图28说明根据本发明的第六实施例的边缘网桥的操作。图28是显示根据本发明的第六实施例的边缘网桥的用户MAC帧转送处理的流程图。
边缘网桥2A接收来自面向主干网络的端口7A或7B，或者面向用户的端口6A或6B的主干MAC帧(步骤300)。源地址确定装置26A检查分配给边缘网桥2A的一个单一的或多个地址中的任何一个是否与接收的主干MAC帧的源地址一致(步骤301)。
如果两个地址一致(步骤301是)，那么确定在主干网络1A或1B中产生了回路。放弃接收的主干MAC帧(步骤304)。将一个显示警告和检验结果的指令发送到管理装置，并且结束帧转送处理操作的序列。
如果通过检验检测到不一致，那么源地址确定装置26A检查接收的主干MAC帧的源地址是一个广播地址还是多播传送地址。
如果地址一致，那么放弃接收的主干MAC帧(步骤304)。将一个显示警告和检验结果的指令发送到管理装置，并且结束帧转送处理操作的序列。
如果通过检验检测到不一致(步骤301否)，并且边缘网桥没有执行面向主干网络的端口之间的返回转送，那么目的地地址确定装置26B检验分配给边缘网桥2A的单一或多个地址中的任何一个是否与接收的主干MAC帧的目的地地址一致(步骤302)。如果检测到不一致，那么放弃接收的主干MAC帧(步骤304)，并且结束帧转送处理操作的序列。当地址一致时，执行接收处理(步骤303)，并且结束帧转送处理操作的序列。
主干MAC帧产生装置26C产生一个回路检测主干MAC帧，以在它产生时立即检测回路，并且从面向主干网络的端口7A和7B发送回路检测主干MAC帧。图32是显示在根据本发明的第六实施例的边缘网桥中使用的回路检测主干MAC帧的格式的示意图。
在图32中所示的主干MAC帧15D中，把为了回路检测而定义的一个广播地址或一个多播传送地址用作目的地MAC地址450。把发送的边缘网桥的主干MAC地址或发送的面向主干网络的端口的主干MAC地址用作源MAC地址451。将一个为了回路检测而定义的类型用作类型ID452。用户数据453是任选项。
图33是显示在根据本发明的第六实施例的边缘网桥中使用的回路检测主干MAC帧的另一种格式的示意图。
在图33中所示的主干MAC帧15E中，把为了回路检测定义的一个广播地址或一个多播传送地址用作目的地MAC地址460。把发送的边缘网桥的主干MAC地址用作源MAC地址461。将一个为了回路检测而定义的类型用作类型ID 462。将发送的面向主干网络的端口的端口ID用作端口ID 463。
图34是显示在根据本发明的第六实施例的边缘网桥中使用的回路检测主干MAC帧的又一种格式的示意图。
在图34中所示的主干MAC帧15F中，将一个为了回路检测而定义的广播地址或多播传送地址用作目的地MAC地址470。将发送的边缘网桥的主干MAC地址或发送的面向主干网络的端口的主干MAC地址用作源MAC地址471。
将边缘网桥中设置的转送的服务LAN之一用作服务VLAN标记472和473中的服务VLAN ID 483和488。主干MAC帧产生装置26C为边缘网桥2A中设置的所有服务VLAN中的每一个产生回路检测主干MAC帧。服务VLAN标记的数量不限于图34中所示的例子中的两个。将一个为了回路检测而定义的类型用作类型ID 474。用户数据475是任选的或是发送的面向主干网络的端口的端口ID。
将主干MAC帧产生装置26C产生的回路检测主干MAC帧从面向主干网络的端口7A和7B发送。如果在主干网络中产生了一个回路，那么回路检测主干MAC帧被产生该帧的边缘网桥2A接收到。源地址确定装置26A执行上述检验并且检测回路。
当确定在一个预定周期内从多个端口接收到确定为回路的主干MAC帧时，当把一个主干MAC地址分配给每个面向主干网络的端口，并且确定了被确定为回路的主干MAC帧的源地址与接收到主干MAC帧的面向主干网络的端口的主干MAC地址不同时，或当主干MAC帧产生装置产生包含面向主干网络的端口ID的主干MAC帧，并且确定了包含在被确定为回路的主干MAC帧中的面向主干网络的端口ID不同于接收到主干MAC帧的面向主干网络的端口的面向主干网络的端口ID时，回路位置确定装置26D确定回路可能已经通过边缘网桥。
如上所述，根据本实施例，边缘网桥检验主干MAC帧的源地址或目的地地址，从而识别主干MAC帧是否正常。如果接收的主干MAC帧异常，那么放弃主干MAC帧。特别是当源地址属于接收到该帧的边缘网桥时，可以检测到主干MAC帧通过回路返回。
根据上述实施例，根据接收到异常主干MAC帧的面向主干网络的端口的号码、异常主干MAC帧的源主干地址、或面向主干网络的端口ID，可以确定回路的位置。
上述实施例仅是本发明的例子。本发明不限于这些实施例，并且可以进行各种改变和修改，而不脱离本发明的精神和范围。
如上所述，根据本发明的用户MAC帧转送方法优选由计算机通过程序控制执行。也可以将本发明作为一种它的计算机控制程序和记录该程序的计算机可读记录介质出售。
权利要求
1.一种通过边缘网桥执行的用户媒体接入控制(MAC)帧转送方法，所述边缘网桥包括发送/接收用户MAC帧的面向用户的端口和发送/接收主干MAC帧的面向主干网络的端口，并且其中预定了一种包含至少一个目的地主干MAC地址、一个源主干MAC地址、一个服务VLAN ID、和一个用户MAC帧的主干MAC帧格式的，预定了对应于每个面向用户的端口的一个或多个服务VLAN ID的，并且仅在对应于相同服务VLAN ID的面向用户的端口之间转送用户MAC帧的边缘网桥执行的用户MAC帧转送方法，其特征在于所述步骤包括步骤当始发方边缘网桥接收到来自面向用户的端口的用户MAC帧时，从对应于面向用户的端口的服务VLAN ID中选择对应于用户MAC帧的服务VLAN ID；根据服务VLAN ID、用户MAC帧的VLAN ID、和目的地MAC地址中的至少一个，确定至少一个发送用户MAC帧的面向用户的端口和面向主干网络的端口；当确定要从面向主干网络的端口发送用户MAC帧时，将用户MAC帧封装到一个主干MAC帧中；当终点方边缘网桥接收到来自面向主干网络的端口的主干MAC帧时，将对应于包含在主干MAC帧的用户MAC帧的服务VLAN ID设置到包含在主干MAC帧中的服务VLAN ID；根据服务VLAN ID、包含在主干MAC帧中的用户MAC帧的目的地MAC地址、VLAN ID、和主干MAC帧的目的地主干MAC地址中中的至少一个，确定发送主干MAC帧的面向用户的端口和面向主干网络的端口；和当要从面向用户的端口发送主干MAC帧时，从主干MAC帧中提取用户MAC帧。
2.根据权利要求1所述的用户MAC帧转送方法，其特征在于预定的主干MAC帧格式包含第一VLAN标记和第二VLAN标记，和该方法进一步包括步骤当要从面向主干网络的端口发送/接收主干MAC帧时，将主干MAC帧的服务VLAN ID的值设置到从包含在第一VLAN标记的第一服务VLAN ID的值和包含在第二VLAN标记中的第二服务VLAN ID的值产生的值。
3.根据权利要求1所述的用户MAC帧转送方法，其特征所在于预定的主干MAC帧格式包含多个VLAN标记，和该方法进一步包括步骤当要从面向主干网络的端口发送/接收主干MAC帧时，将主干MAC帧的服务VLAN ID的值设置到从包含在多个VLAN标记中的服务VLAN ID的值产生的值。
4.根据权利要求1所述的用户MAC帧转送方法，其特征在于边缘网桥具有利用服务VLAN ID、VLAN ID、和目的地MAC地址中的至少一个的组合作为搜索密钥，搜索目的地主干MAC地址与面向主干网络的端口和面向用户的端口的集合之一的转送表，利用服务VLAN ID和VLAN ID中的至少一个的组合作为搜索密钥，搜索至少一个面向主干网络的端口和面向用户的端口的溢流转送表，和利用目的地主干MAC地址作为搜索密钥，搜索面向主干网络的端口的面向主干网络的端口表，和该方法进一步包括步骤当始发方边缘网桥接收到来自面向主干网络的端口的主干MAC帧时，作为转送表中的主干MAC帧的源主干MAC地址，寄存具有作为服务VLAN ID的主干MAC帧的目的服务VLAN ID、作为VLAN ID的包含在主干MAC帧中的用户MAC帧的VLAN ID、和作为目的地MAC地址的用户MAC帧的源MAC地址的用户MAC帧的目的地主干MAC地址，作为面向主干网络的端口表中的面向主干网络的端口，寄存对应于具有作为目的地主干MAC地址的主干MAC帧的源主干MAC地址的主干帧的面向主干网络的端口，和当接收到来自面向用户的端口的用户MAC帧时，作为转送表中的面向用户的端口，寄存对应于具有作为服务VLAN ID的、对应于用户MAC帧的服务VLAN ID、作为VLAN ID的用户MAC帧的VLAN、和作为目的地MAC地址的源MAC地址的用户MAC帧的面向用户的端口。
5.根据权利要求4所述的用户MAC帧转送方法，其特征在于进一步包括步骤当始发方边缘网桥接收到来自面向主干网络的端口的主干MAC帧，并且主干MAC帧的目的地主干MAC地址既不是预先分配给边缘网桥的面向用户的端口或面向主干网络的端口的MAC地址，也不是预先分配给边缘网桥的MAC地址时，利用目的地主干MAC地址作为搜索密钥，搜索面向主干网络的端口表，并确定发送主干MAC帧的面向主干网络的端口，当主干MAC帧的目的地主干MAC地址与预先分配给边缘网桥的面向用户的端口或面向主干网络的端口的MAC地址，和预先分配给边缘网桥的MAC地址中的一个一致时，利用服务VLAN ID、VLAN ID、和目的地MAC地址中的至少一个的组合作为搜索密钥，搜索转送表，并且如果搜索的结果存在，确定发送主干MAC帧的目的地主干MAC地址与面向主干网络的端口和面向用户的端口的集合之一，当在该步骤中搜索转送表，并且搜索结果不存在时，利用服务VLANID和VLAN ID中的至少一个作为搜索密钥，搜索溢流转送表，如果搜索的结果存在，确定除了接收到主干MAC帧的面向主干网络的端口之外的，至少一个发送主干MAC帧的面向用户的端口和面向主干网络的端口，并且，如果要从面向主干网络的端口发送主干MAC帧，则将目的地主干MAC地址设置到一个广播地址，当在该步骤中搜索溢流转送表，并且搜索结果不存在时，放弃主干MAC帧，当终点方边缘网桥接收到来自面向用户的端口的用户MAC帧时，利用服务VLAN ID、VLAN ID、和目的地MAC地址中的至少一个的组合作为搜索密钥来搜索转送表，并且如果搜索结果存在，那么确定发送用户MAC帧的目的地主干MAC地址与面向主干网络的端口和面向用户的端口的集合之一，当在该步骤中搜索转送表，并且搜索结果不存在时，利用服务VLANID和VLAN ID中的至少一个作为搜索密钥来搜索溢流转送表，如果搜索结果存在，则确定除了接收到用户MAC帧的面向用户的端口之外的，至少一个面向用户的端口，和一个面向主干网络的端口，发送用户MAC帧，并且，如果要从面向主干网络的端口发送用户MAC帧，则将目的地主干MAC地址设置到一个广播地址，和当在该步骤中搜索溢流转送表，并且搜索结果不存在时，放弃用户MAC帧。
6.根据权利要求1所述的用户MAC帧转送方法，其特征在于进一步包括步骤当接收到来自面向用户的端口的用户MAC帧，并且一个单一的服务VLAN ID对应着面向用户的端口时，将服务VLAN ID设置到用户MAC帧的服务VLAN ID。
7.根据权利要求1所述的用户MAC帧转送方法，其特征在于进一步包括步骤当要从面向用户的端口发送用户MAC帧时，仅在对应于面向用户的端口的服务VLAN ID中的一个与对应于用户MAC帧的服务VLANID一致时发送用户MAC帧。
8.根据权利要求1所述的用户MAC帧转送方法，其特征在于进一步包括步骤当预定了VLAN ID以一对多的对应性，对应着对应于面向用户的端口的单一服务VLAN ID或多个服务VLAN ID的关系时，当接收到来自面向用户的端口的用户MAC帧，并且多个服务VLANID对应于该面向用户的端口时，确定用户MAC帧的服务VLAN ID是对应于用户MAC帧的服务VLAN ID的面向用户的端口的服务VLAN ID。
9.根据权利要求6所述的用户MAC帧转送方法，其特征在于进一步包括步骤当为每个面向用户的端口预定了服务VLAN ID和VLAN ID中的至少一个的集合，和服务VLAN ID和VLAN ID中的至少一个的集合的转换关系时，当接收到来自面向用户的端口的用户MAC帧，并且通过权利要求6至8中的任何一种方法确定了用户MAC帧的服务VLAN ID时，将对应于面向用户的端口和用户MAC帧的服务VLAN ID与用户MAC帧的VLAN ID中的至少一个的组合转换成预定的服务VLAN ID和VLAN ID二者或其中一个，和将代表VLAN ID的VLAN标记添加到用户MAC帧。
10.根据权利要求1所述的用户MAC帧转送方法，其特征在于进一步包括步骤当为每个面向用户的端口预定了服务VLAN ID和VLAN ID中的至少一个的集合以及服务VLAN ID和VLAN ID中的至少一个的集合的转换关系时，当要从面向用户的端口发送用户MAC帧时，将对应于面向用户的端口和用户MAC帧的服务VLAN ID、用户MAC帧的VLAN ID、和目的地MAC地址中的至少一个的组合转换成预定服务VLAN ID和VLAN ID二者或其中一个，和当用户MAC帧包含VLAN标记，并且确定用户MAC帧的VLAN ID是一个不需要预定的VLAN标记的值时，取消用户MAC帧的VLAN标记。
11.根据权利要求1所述的用户MAC帧转送方法，其特征在于进一步包括步骤当为每个面向用户的端口预定了服务VLAN ID、VLAN ID、源MAC地址、和目的地MAC地址中的至少一个的集合，以及发送或放弃的对应性关系时，当接收到来自面向用户的端口的用户MAC帧时，根据对应于用户MAC帧的服务VLAN ID、用户MAC帧的VLAN ID、源MAC地址、和目的地MAC地址中的至少一个的组合，确定发送还是放弃用户MAC帧。
12.根据权利要求1所述的用户MAC帧转送方法，其特征在于进一步包括步骤当为每个面向用户的帧预定了服务VLAN ID、VLAN ID、源MAC地址、和目的地MAC地址中的至少一个的集合，以及发送或放弃的对应关系时，当要从面向用户的端口发送用户MAC帧时，根据对应于用户MAC帧的服务VLAN ID、用户MAC帧的VLAN ID、源MAC地址、和目的地MAC地址中的至少一个的集合，确定是发送还是放弃用户MAC帧。
13.根据权利要求1所述的用户MAC帧转送方法，其特征在于进一步包括步骤利用为面向主干网络的端口预定的MAC地址作为要从面向主干网络的端口发送到主干网络的主干MAC帧的源主干MAC地址。
14.根据权利要求1所述的用户MAC帧转送方法，其特征在于进一步包括步骤在把从面向用户的端口接收的用户MAC帧封装到主干MAC帧中时，利用为面向用户的端口预定的MAC地址作为源主干MAC地址。
15.根据权利要求1所述的用户MAC帧转送方法，其特征在于进一步包括步骤利用为每个边缘网桥唯一预定的MAC地址作为要从边缘网桥发送到主干网络的主干MAC帧的源主干MAC地址。
16.根据权利要求1所述的用户MAC帧转送方法，其特征在于预定了至少包含目的地主干MAC地址、源主干MAC地址、服务VLAN ID、和用户MAC帧的主干MAC帧格式，并且预定了通过将提供商VLAN ID添加到用户MAC帧获得的栈式VLAN/MAC帧格式，和该方法进一步包括步骤当从边缘网桥的栈式VLAN端口接收到栈式VLAN/MAC帧时，根据包含在栈式VLAN/MAC帧中的提供商VLAN ID、带有提供商VLAN ID的用户MAC帧的VLAN ID、和栈式VLAN端口中的至少一个，确定对应于用户MAC帧的服务VLAN ID，根据服务VLAN ID、提供商VLAN ID、VLAN ID、和用户MAC帧的目的地MAC地址中的至少一个，确定发送用户MAC帧的至少一个栈式VLAN端口和面向主干网络的端口，当确定要从面向主干网络的端口发送用户MAC帧时，将用户MAC帧封装在主干MAC帧中，当从面向主干网络的端口接收到主干MAC帧时，将包含在主干MAC帧中的服务VLAN ID设置到对应于包含在主干MAC帧中的用户MAC帧的服务VLAN ID，根据服务VLAN ID、用户MAC帧的目的地MAC地址、VLAN ID、和主干MAC帧的目的地MAC地址中的至少一个，确定发送用户MAC帧的栈式VLAN端口和面向主干网络的端口，当要从栈式VLAN端口发送用户MAC帧时，根据服务VLAN ID、VLAN ID、和栈式VLAN端口中的至少一个，确定要添加到用户MAC帧中的提供商VLAN ID，和把提供商VLAN ID添加到用户MAC帧中，以把用户MAC帧转换成栈式VLAN/MAC帧。
17.根据权利要求16所述的用户MAC帧转送方法，其特征在于预定的主干MAC帧格式包含第一VLAN标记和第二VLAN标记，和该方法进一步包括步骤当要从面向主干网络的端口发送/接收主干MAC帧时，将主干MAC帧的服务VLAN ID的值设置到从包含在第一VLAN标记中的第一服务VLAN ID的值和包含在第二VLAN标记中的第二服务VLAN ID的值产生的值。
18.根据权利要求16所述的用户MAC帧转送方法，其特征在于预定的主干MAC帧格式包含多个VLAN标记，和该方法进一步包括步骤当要从面向主干网络的端口发送/接收主干MAC帧时，将主干MAC帧的服务VLAN ID的值设置到从包含在多个VLAN标记中的服务VLAN ID的值产生的值。
19.根据权利要求16所述的用户MAC帧转送方法，其特征在于进一步包括步骤当从栈式VLAN端口接收的栈式VALN/MAC帧时，将包含在栈式VLAN/MAC帧中的提供商VLAN ID添加到对应于带有提供商VLAN ID的用户MAC帧的服务VLAN ID的一个预定部分，和把一个预定值设置到对应于用户MAC帧的服务VLAN ID的预定部分。
20.根据权利要求16所述的用户MAC帧转送方法，其特征在于进一步包括步骤当要从栈式VLAN端口发送用户MAC帧时，将对应于用户MAC帧的服务VLAN ID的预定部分设置到添加到用户MAC帧的提供商VLAN ID。
21.根据权利要求16所述的用户MAC帧转送方法，其特征在于边缘网桥具有利用提供商VLAN ID、VLAN ID、和栈式VLAN端口中的至少一个的组合作为搜索密钥来搜索服务VLAN ID的服务VLAN ID搜索表，和该方法进一步包括步骤当从栈式VLAN端口接收到栈式VLAN/MAC帧时，将包含在栈式VLAN/MAC帧中的提供商VLAN ID设置到对应于带有提供商VLAN ID的用户MAC帧的服务VLAN ID的预定部分，和利用提供商VLAN ID、用户MAC帧的VLAN ID、和栈式VLAN端口中的至少一个的组合作为搜索密钥来搜索服务VLAN ID搜索表，以确定对应于用户MAC帧的服务VLAN ID的预定部分。
22.根据权利要求16所述的用户MAC帧转送方法，其特征在于边缘网桥具有利用服务VLAN ID的一部分、VLAN ID、和栈式VLAN端口中的至少一个的组合作为搜索密钥来搜索VLAN ID的VLAN ID搜索表，和该方法进一步包括步骤当要从栈式VLAN端口发送用户MAC帧时，将对应于用户MAC帧的服务VLAN ID的预定部分添加到用户MAC帧，和利用服务VLAN ID的预定部分、用户MAC帧的VLAN ID、和栈式VLAN端口中的至少一个的组合作为搜索密钥来搜索VLAN ID搜索表，以确定包含在用户MAC帧中的VLAN ID。
23.根据权利要求16所述的用户MAC帧转送方法，其特征在于边缘网桥具有利用提供商VLAN ID、VLAN ID、和栈式VLAN端口中的至少一个的组合作为搜索密钥来搜索服务VLAN ID和VLAN ID的服务VLANID搜索表，和该方法进一步包括步骤当从栈式VLAN端口接收到栈式VLAN/MAC帧时，利用包含在栈式VLAN/MAC帧中的提供商VLAN ID、带有提供商VLAN ID的用户MAC帧的VLAN ID、和栈式VLAN端口中的至少一个的组合作为搜索密钥来搜索服务VLAN ID搜索表，以确定对应于用户MAC帧的服务VLAN ID和VLAN ID。
24.根据权利要求16所述的用户MAC帧转送方法，其特征在于边缘网桥具有利用服务VLAN ID、VLAN ID、和栈式VLAN端口中的至少一个的组合作为搜索密钥来搜索提供商VLAN ID和VLAN ID的提供商VLAN ID搜索表，和该方法进一步包括步骤当要从栈式VLAN端口发送用户MAC帧时，利用用户MAC帧的服务VLAN ID、VALN ID、和栈式VLAN端口中的至少一个的组合作为搜索密钥来搜索提供商VLAN ID搜索表，以确定包含在栈式VLAN/MAC帧中的提供商VLAN ID和用户MAC帧的VLAN ID。
25.根据权利要求1所述的用户MAC帧转送方法，其特征在于预先向边缘网桥分配一个或多个主干MAC地址，和该方法进一步包括以下步骤中的一个或二者当接收到主干MAC帧时，检验主干MAC帧的源主干MAC地址是否与一个单一预定地址或多个预定地址中的任何一个一致，或与单一预定地址或多个预定地址中的任何一个都不一致，和当检验结果指示一致的时候，确定主干MAC帧是一个异常MAC帧，并且放弃主干MAC帧，和检验主干MAC帧的目的地主干MAC地址是否与一个单一预定地址或多个预定地址中的任何一个一致，或与单一预定地址或多个预定地址中的任何一个都不一致，和当检验结果指示一致时，确定主干MAC帧是一个异常MAC帧，并且放弃主干MAC帧。
26.根据权利要求25所述的用户MAC帧转送方法，其特征在于进一步包括步骤当从面向主干网络的端口接收到主干MAC帧时，检验主干MAC帧的源主干MAC地址是否与预先分配给边缘网桥的主干MAC地址中的任何一个一致，和当检验结果指示一致时，确定主干MAC帧是一个异常MAC帧，并且放弃主干MAC帧。
27.根据权利要求26所述的用户MAC帧转送方法，其特征在于进一步包括步骤当检验结果指示一个面向主干网络的端口已经在预定周期中接收到异常MAC帧，则确定边缘网桥在回路之外，和多个面向主干网络的端口在预定周期内接收到异常MAC帧时，则确定回路可能通过边缘网桥。
28.根据权利要求26所述的用户MAC帧转送方法，其特征在于在边缘网桥中，为每个面向主干网络的端口预定一个单一的主干MAC地址，和该方法进一步包括步骤当经过检验表明异常MAC帧的源地址与为接收到异常MAC帧的面向主干网络的端口预定的主干MAC地址一致时，确定边缘网桥在回路之外，和当地址不一致时，确定回路可能通过边缘网桥。
29.根据权利要求25所述的用户MAC帧转送方法，其特征在于进一步包括步骤当从面向主干网络的端口接收到主干MAC帧时，检验主干MAC帧的源主干MAC地址是否是多播地址和广播地址之一，和当检验结果指示一致时，确定主干MAC帧是一个异常MAC帧，并且放弃主干MAC帧。
30.根据权利要求25所述的用户MAC帧转送方法，其特征在于进一步包括步骤当从面向主干网络的端口接收到主干MAC帧时，检验是否执行面向主干网络的端口之间的环回转送，当检验结果指示不一致时，检验主干MAC帧的目的地主干MAC地址是否是一个没有分配给边缘网桥的单播传送地址，和当检验结果指示一致时，确定主干MAC帧是一个异常MAC帧，并且放弃主干MAC帧。
31.根据权利要求25所述的用户MAC帧转送方法，其特征在于在边缘网桥中，预定一个单一主干MAC地址，和该方法进一步包括步骤从预先设定发送的所有面向主干网络的端口，根据预定的事件，以预定的时间间隔，或以对应于边缘网桥的管理者的指令的任何定时，周期性地发送具有设置到广播地址和预定多播地址中的一个的目的地主干MAC地址和设置到边缘网桥中预定的主干MAC地址的源主干MAC地址的主干MAC帧。
32.根据权利要求25所述的用户MAC帧转送方法，其特征在于在边缘网桥中，为每个面向主干网络的端口预定一个单一的主干MAC地址，和该方法进一步包括步骤从预先设置发送的所有面向主干网络的端口，根据预定的事件，以预定的时间间隔，或以对应于边缘网桥的管理者的指令的任何定时，周期性地发送具有设置到广播地址和预定多播地址中的一个的目的地主干MAC地址和设置到为面向主干网络的端口预定的主干MAC地址的源主干MAC地址的主干MAC帧。
33.根据权利要求25所述的用户MAC帧转送方法，其特征在于在边缘网桥中，预定一个单一的主干MAC地址，为每个面向主干网络的端口预先预定一个面向主干网络的端口ID，和该方法进一步包括步骤从预先设置发送的所有面向主干网络的端口，根据预定的事件，以预定的时间间隔，或以对应于边缘网桥的管理者的指令的任意定时，周期性地发送具有设置到广播地址和预定的多播地址中的一个的目的地主干MAC地址和设置到边缘网桥中预定的主干MAC地址的源主干MAC地址，并且包含为发送的面向主干网络的端口预定的面向主干网络的端口ID的主干MAC帧。
34.根据权利要求31所述的用户MAC帧转送方法，其特征在于在边缘网桥中，预定要通过边缘网桥本身转送的一个或多个服务VLAN ID，和该方法进一步包括步骤发送具有服务VLAN ID的主干MAC帧，该服务VLAN ID作为每个服务VLAN ID的服务VLAN ID。
35.根据权利要求25所述的用户MAC帧转送方法，其特征在于进一步包括步骤在检验中，确定可能存在一个从包含在异常MAC帧中的服务VLAN ID到该服务VLAN ID指示的一个服务VLAN的回路。
36.根据权利要求25所述的用户MAC帧转送方法，其特征在于进一步包括步骤当检验表明包含在异常MAC帧中的面向主干网络的端口ID与为接收到异常MAC帧的面向主干网络的端口预定的面向主干网络的端口ID一致时，确定边缘网桥在回路之外，和当面向主干网络的端口ID不一致时，确定回路可能通过边缘网桥。
37.根据权利要求25所述的用户MAC帧转送方法，其特征在于进一步包括步骤当把主干MAC帧确定为异常MAC帧时，关闭一些或全部接收到主干MAC帧的面向主干网络的端口。
38.根据权利要求25所述的用户MAC帧转送方法，其特征在于进一步包括步骤当确定主干MAD帧为异常MAC帧时，降低要从接收到主干MAC帧的一些或全部面向主干网络的端口发送的主干MAC帧的优先等级和频带之一。
39.根据权利要求25所述的用户MAC帧转送方法，其特征在于进一步包括步骤当确定主干MAC帧为异常MAC帧时，将接收到异常主干MAC帧的警告显示在边缘网桥的管理装置上。
40.根据权利要求25所述的用户MAC帧转送方法，其特征在于进一步包括步骤当确定主干MAC帧为异常MAC帧时，将回路产生的警告显示在边缘网桥的管理装置上，将接收到异常MAC帧的面向主干网络的端口的数量显示在管理装置上，当一个面向主干网络的端口接收到异常MAC帧时，在管理装置上显示边缘网桥在回路之外，和当多个面向主干网络的端口接收到异常MAC帧时，在管理装置上显示回路可能通过边缘网桥。
41.一种系统的边缘网桥，其中预定了包含至少一个目的地主干MAC地址、一个源主干MAC地址、一个服务VLAN ID、和一个用户MAC帧的主干MAC帧格式，和预定了一个或多个对应于每个面向用户的端口的服务VLAN ID，其特征在于包括具有发送/接收用户MAC帧的面向用户的端口和发送/接收主干MAC帧的面向主干网络的端口的装置，用于仅在对应于相同服务VLAN ID的面向用户的端口之间转送用户MAC帧；和存储装置，用于存储利用服务VLAN ID、VLAN ID、和目的地MAC地址中的至少一个的组合作为搜索密钥来搜索目的地主干MAC地址以及面向主干网络的端口和面向用户的端口的集合之一的转送表，利用服务VLAN ID和VLAN ID中的至少一个的组合作为搜索密钥来搜索至少一个面向主干网络的端口和面向用户的端口的溢流转送表，和利用目的地主干MAC地址作为搜索密来钥搜索面向主干网络的端口的面向主干网络的端口表。
42.根据权利要求41所述的边缘网桥，其特征在于预定了至少包含目的地主干MAC地址、源主干MAC地址、服务VLAN ID、和用户MAC帧的主干MAC帧格式，和预定了通过将提供商VLAN ID添加到用户MAC帧获得的栈式VLAN/MAC帧格式，和该边缘网桥进一步包括用于在从栈式VLAN端口接收到栈式VLAN/MAC帧时，根据包含在栈式VLAN/MAC帧中的提供商VLAN ID、带有提供商VLAN ID的用户MAC帧的VLAN ID、和栈式VLAN端口中的至少一个，确定对应于用户MAC帧的服务VLAN ID的第一装置，用于根据服务VLAN ID、提供商VLAN ID、VLAN ID、和用户MAC帧的目的地MAC地址中的至少一个，确定发送用户MAC帧的至少一个栈式VLAN端口和面向主干网络的端口的第二装置，用于在确定了要从面向主干网络的端口发送用户MAC帧时，将用户MAC帧封装到主干MAC帧中的第三装置，用于在从面向主干网络的端口接收到主干MAC帧时，将包含在主干MAC帧中的服务VLAN ID设置到对应于包含在主干MAC帧中的用户MAC帧的服务VLAN ID的第四装置，用于根据服务VLAN ID、用户MAC帧的目的地MAC地址、VLAN ID、和主干MAC帧的目的地主干MAC地址中的至少一个，确定发送用户MAC帧的栈式VLAN端口和面向主干网络的端口的第五装置，用于在要从栈式VLAN端口发送用户MAC帧时，根据服务VLAN ID、VLAN ID、和栈式VLAN端口中的至少一个，确定要添加到用户MAC帧的提供商VLAN ID的第六装置，和用于将提供商VLAN ID添加到用户MAC帧，以将用户MAC帧转换到栈式VLAN/MAC帧的第七装置。
43.根据权利要求42所述的边缘网桥，其特征在于进一步包括用于分辨预定的主干MAC帧格式包含第一VLAN标记和第二VLAN标记的装置，和用于在要从面向主干网络的端口发送/接收主干MAC帧时，将主干MAC帧的服务VLAN ID的值设置到从包含在第一VLAN标记中的第一服务VLAN ID的值和包含在第二VLAN标记中的第二服务VLAN ID的值产生的值的装置。
44.根据权利要求42所述的边缘网桥，其特征在于进一步包括用于分辨预定的主干MAC帧格式包含多个VLAN标记的装置，和用于在要从面向主干网络的端口发送/接收主干MAC帧时，将主干MAC帧的服务VLAN ID的值设置到从包含在多个VLAN标记中的服务VLAN ID的值产生的值的装置。
45.根据权利要求41所述的边缘网桥，其特征在于预定了至少包含目的地主干MAC地址、源主干MAC地址、服务VLAN ID、和用户MAC帧的主干MAC帧格式，预先向边缘网桥分配了一个或多个主干MAC地址，和边缘网桥进一步包括用于检验主干MAC帧的源主干MAC地址是否与一个单一或多个预定的地址中的任何一个一致，或与单一预定地址或多个预定地址中的任何一个都不一致，并且在检验结果指示一致的时候，确定主干MAC是异常MAC帧，并且放弃主干MAC帧的装置。
46.一种使边缘网桥的计算机执行权利要求1至40中的任何一项的用户MAC帧转送方法的过程的用户MAC帧转送程序，边缘网桥包括发送/接收用户MAC帧的面向用户的端口和发送/接收主干MAC帧的面向主干网络的端口，其中预定了至少包含一个目的地主干MAC地址、一个源主干MAC地址、一个服务VLAN ID、和一个用户MAC帧的主干MAC帧格式，预定了一个或多个对应于每个面向用户的端口的服务VLAN ID，和仅在对应于相同服务VLAN ID的面向用户的端口之间转送用户MAC帧。
全文摘要
一个边缘网桥(2A)执行以太网封装。即使当在用户的网络中使用了冗余MAC地址时，在主干网络(1)中也不参考用户的MAC地址。由于转送是根据由边缘网桥(2A)添加的MAC地址进行的，所以可以进行正确的转送。此外，在边缘网桥(2A)中，将一个基于接收到用户MAC帧的面向用户的端口的服务VLAN ID和用户MAC帧中的VLANID添加到用户MAC帧，从而为了每个用户建立了一个完整的封闭网络。用户通过一个单一的面向用户的端口而属于多个VLAN，并且通过一个VLAN ID选择一个他/她应当属于的服务VLAN。
文档编号H04L12/56GK1765085SQ20058000003
公开日2006年4月26日 申请日期2005年1月17日 优先权日2004年1月16日
发明者波户邦夫, 铃木宗良, 片山文雄 申请人:日本电信电话株式会社