专利名称：用于防止在更新地址表时丢失数据分组的方法
技术领域：
本发明涉及用于防止在更新地址表时丢失分组的方法，该地址表存储在局域网的计算机中并包括该局域网中的有效计算机地址与因特网中的有效计算机地址之间的对应关系以发送数据分组，其中在有效定时器计时结束之后更新存放在该地址表中的地址对应关系。
因特网一般是指大型的、全球但分散的计算机网络，其由很多子网络组成。这些子网络例如可以是有空间局限性的局域网。这些局域网也称为Local Area Networks或简写为LAN，并例如可以是各个企业或机构的计算机网络。
为了在因特网中或在该因特网的各个子网络之间传送数据，采用所谓的因特网协议或简写为IP。IP负责以分组形式(即所谓的IP数据分组)通过多个子网络进行从子网络中的计算机到子网络中的目标计算机的无连接数据传输。为了能将IP数据分组传递给子网络中的特定计算机，在IP中对该子网络的计算机进行寻址。为每个计算机在其装置中分配在因特网中的有效计算机地址，即所谓的IP地址。该寻址在OSI参考模型的第3层上进行。
利用该IP地址可在计算机所属的因特网或子网络中唯一的寻址该计算机。这意味着借助在因特网中的有效地址将数据分组从发送计算机传送到目标计算机，其中这两个计算机位于不同的子网络中。数据分组在子网络之间的传递是借助IP地址来进行的。
在子网络内部，尤其是当该子网络作为LAN来实现时，另外在OSI参考模型的第2层上对该局域网中的各个计算机进行寻址。因此在LAN中，对应于不同的OSI参考模型层来区分硬件地址、所谓的介质存取控制地址或MAC地址以及在因特网中有效的IP地址。因此局域网中的每个计算机都具有至少一个MAC地址和IP地址，通过这些地址可以响应该机算机并了解该机算机。为了将数据分组在局域网内部从发送计算机传送至目标计算机而采用MAC地址，当LAN基于所谓的以太网技术时该MAC地址是全球唯一的。
在以太网技术中数据通过共同的传输信道来传输。对这些传输信道的访问要根据冲突方法来进行。这意味着具有待发送数据的每个计算机都访问相同的传输信道，如果该传输信道由发送计算机识别为空闲的话。通过该冲突方法识别和显示两个计算机对该传输信道的同时访问。发送过程由这些计算机在预定时间之后重复。在以太网技术中，数据以所谓的数据电报或帧的形式传输，其长度是灵活的，而且在该数据中以帧格式录入局域网内的目标计算机的地址和发送计算机的地址一即该机算机的MAC地址。
如果封装了目标计算机的地址作为IP地址的数据分组在实现为LAN地子网络中被传送到目标计算机，则为了传送该数据分组必须将目标计算机的IP地址与该目标计算机在局域网中的有效计算机地址对应起来。在基于以太网技术的LAN中例如为了传送而将该数据分组封装为帧，并在该帧中录入目标计算机的MAC地址。借助在局域网中的有效地址将该数据分组发送给目标计算机。
由传递该数据分组的计算机通过诸如地址分辨协议(AddressResolution Protocal)来询问属于目标计算机的IP地址的、局域网中的有效地址。地址分辨协议或简称为ARP的任务是要确定计算机地址以何种格式存在，必要时还将该机算机地址从一种格式转换为另一种格式。
从而不对每个被发送给局域网中特定目标计算机的数据分组都确定在局域网中有效的所属计算机地址，而是将因特网中的有效计算机地址和局域网中的有效计算机地址之间的对应关系存储在地址表中。该地址表中的地址对应关系至少具有定时器，通过该定时器限制它们的有效性。这意味着该地址对应关系在特定的时间之后就从地址表中删除。该特定时间是通过有效定时器的运行来确定的。如果此后向目标计算机发送地址对应关系已经从地址表中删除了的另一个数据分组，则必须重新确定目标计算机在因特网中的有效地址和在局域网中的有效地址之间的对应关系，并且又存储在地址表中。
在此还出现这样的问题在重新获得地址对应关系期间不能向目标计算机发送数据分组。数据分组的传送在将该地址对应关系录入地址表中之后才能进行。
在现有技术公开的解决方案中，应当在确定和存储针对目标计算机的地址对应关系期间向该目标计算机发送的数据分组临时存储在缓冲器中。如果该缓冲器已被数据分组占满并因此不能接收其它数据分组，则会丢失数据分组。局域网的品质(也称为服务质量)有时可能无法再保持。分组丢失的出现取决于多种因素，如在地址对应关系变得无效的瞬时发送给所述目标计算机的数据量的强度，因此很难计算。
因此本发明要解决的技术问题是提出一种方法，其在确定和存储针对目标计算机的地址对应关系时防止这种类型的分组丢失并保持局域网的品质。
按照本发明，这通过一种用于防止在更新地址表时丢失数据分组的方法来实现，该地址表存储在局域网的计算机中并包括该局域网中的有效计算机地址与因特网中的有效计算机地址之间的对应关系以发送数据分组，其中存放在该地址表中的地址对应关系在有效定时器计时结束之后即进行更新，其中在地址对应关系的有效定时器计时结束之后在地址表中标记该地址对应关系，由计算机为该地址对应关系请求在局域网中的有效计算机地址与因特网中有效的现有计算机地址对，将确定的在局域网中的有效计算机地址录入地址表中的该地址对应关系中，清除针对该地址对应关系的标记。
本发明的方法具有以下优点即使在更新地址对应关系期间也能提供针对目标计算机的地址对应关系，由此防止数据分组的丢失并保持局域网的品质。
优选的，所标记的地址对应关系还用于向被录入到该地址对应关系中的、在局域网中的有效计算机地址发送数据分组。由此减少数据分组在缓冲器中的等待长度。从而缓冲器不会被数据分组占满。因此不会由于缓冲器被充满而丢失数据分组。
在此有利的是，向地址表中的地址对应关系标记分配含义“对应关系已到期”。由此在局域网中知道该地址对应关系正在更新。
优选的，在有效定时器计时结束之后，如果没有为发送数据分组而要求已标记的地址对应关系则删除地址表中已标记的地址对应关系。通过这种方式防止不再需要用于传送数据分组的过时的地址对应关系仍保留在地址表中。
此外有利的是，为了实现局域网而采用以太网技术。这尤其是因为以太网技术在局域网中已经广泛传播。在2000年估计基于以太网技术的局域网有80％。
此外优选的是，为了确定在局域网中的有效计算机地址与因特网中的有效计算机地址之间的地址对应关系而采用地址分辨协议。这尤其是因为地址分辨协议简单地在不同的寻址协议之间转换计算机地址。
下面借助附图详细解释本发明。该图示出采用了本发明方法的局域网的功能结构。
图1示出局域网LN中的计算机R1，该局域网还包括计算机R2、R3、R4。在每个计算机R1、R2、R3、R4上存储各计算机在因特网中的有效地址IP1、IP2、IP3、IP4以及在局域网中的有效地址MAC1、MAC2、MAC3、MAC4。
在计算机R1上还存储地址表AT，其中存放用于将数据分组DP传送到局域网LN的计算机R2、R3、R4的地址对应关系ZO1至ZO3。通过该地址对应关系ZO1例如将计算机R2在因特网中的有效地址IP2与该机算机R2在局域网LN中的有效地址MAC2关联起来。如果现在将数据分组DP从计算机R1发送到计算机R2，则借助计算机R2在因特网中的有效地址IP2在地址表AT中查找相应的地址对应关系ZO1。通过该地址对应关系ZO1确定该机算机R2在局域网LN中的有效地址MAC2，以便向计算机R2发送该数据分组DP。
对于每个地址对应关系ZO1至ZO3在地址表AT中都存在一个有效定时器GT1至GT3。如果对于地址对应关系ZO1的有效定时器GT1计时结束，则在步骤1中用标记M标识地址对应关系ZO1。该标记M表示地址对应关系ZO1实际上具有状态“对应关系已到期”。
现在如果在步骤2中根据具有状态“对应关系已到期”的地址对应关系ZO1来发送数据分组DP，则在步骤3中由发送计算机R1借助地址分辨协议请求当前目标计算机R2在局域网中的有效地址MAC2。接着由计算机R2在步骤4中向计算机R1发送其在局域网LN中的有效地址MAC2。在步骤5中将所确定的计算机R2在局域网LN中的有效地址MAC2录入地址表AT的该地址对应关系ZO1中，并与计算机R2在因特网中的有效地址IP2关联起来。然后清除地址对应关系ZO1中的标记M。
对于在特定时间间隔内在局域网LN中不应当在有效定时器GT1计时结束之后借助地址对应关系ZO1发送数据分组DP的情况，从地址表AT中删除具有标记M的地址对应关系ZO1。
权利要求
1.用于防止在更新地址表(AT)时丢失数据分组的方法，该地址表存储在局域网(LN)的计算机(R1)中并包括该局域网中的有效计算机地址(MAC1、MAC2、MAC3、MAC4)与因特网中的有效计算机地址(IP1、IP2、IP3、IP4)之间的对应关系以发送数据分组(DP)，其中在有效定时器(GT1，GT2，GT3)计时结束之后更新存放在该地址表(AT)中的地址对应关系(ZO1，ZO2，ZO3)，其特征在于，在地址对应关系(ZO1)的有效定时器(GT1)计时结束之后，在地址表(AT)中标记(1)该地址对应关系(ZO1)；由计算机(R1)为该地址对应关系(ZO1)对于因特网中现有的有效计算机地址(IP2)来请求(3；4)在局域网(LN)中的所述有效计算机地址(MAC2)；将所确定的在局域网(LN)中的有效计算机地址(MAC2)录入到地址表(AT)中的该地址对应关系(ZO1)中，并清除针对该地址对应关系(ZO1)的标记(M)。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所标记的地址对应关系(ZO1)还用于向被录入到该地址对应关系(ZO1)中的、在局域网(LN)中的有效计算机地址(MAC2)发送数据分组(DP)。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，给地址表(AT)中的地址对应关系(ZO1)的标记(M)分配含义“对应关系已到期”。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，在有效定时器(GT1)计时结束之后，如果没有为发送数据分组(DP)而要求已标记的地址对应关系(ZO1)则删除地址表(AT)中该已标记的地址对应关系(ZO1)。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，为了实现局域网(LN)而采用以太网技术。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，为了确定在局域网(LN)中的有效的计算机地址(MAC1、MAC2、MAC3、MAC4)与因特网中的有效计算机地址(IP1、IP2、IP3、IP4)之间的地址对应关系(ZO1，ZO2，ZO3)而采用地址分辨协议。
全文摘要
本发明涉及用于防止在更新地址表(AT)时丢失数据分组的方法，该地址表存储在局域网(LN)的计算机(R1)中并包括该局域网中的有效计算机地址(MAC1、MAC2、MAC3、MAC4)与因特网中的有效计算机地址(IP1、IP2、IP3、IP4)之间的对应关系以发送数据分组(DP)，其中存放在该地址表(AT)中的地址对应关系(ZO1，ZO2，ZO3)在有效定时器(GT1，GT2，GT3)计时结束之后即进行更新，其中在地址对应关系(ZO1)的有效定时器(GT1)计时结束之后在地址表(AT)中标记该地址对应关系(ZO1)(1)。然后由计算机(R1)为该地址对应关系(ZO1)请求在局域网(LN)中的有效计算机地址(MAC2)与因特网中的现有有效计算机地址(IP2)对(3；4)。接着将确定的在局域网(LN)中的有效计算机地址(MAC2)录入地址表(AT)中的该地址对应关系(ZO1)中，并清除针对该地址对应关系(ZO1)的标记(M)。本发明的方法具有以下优点即使在更新地址对应关系(ZO1，ZO2，ZO3)期间也能提供针对目标计算机(R2，R3，R4)的地址对应关系(ZO1，ZO2，ZO3)，由此防止数据分组(DP)的丢失并保持局域网的品质。
文档编号H04L29/12GK101032153SQ200580033204
公开日2007年9月5日 申请日期2005年9月28日 优先权日2004年9月30日
发明者H·梅耶, K·-P·施万克, J·塞弗特, R·威尔萨勒 申请人:西门子公司