CN1122979A

CN1122979A - 过程间通信和网络间数据传送的方法和系统

Info

Publication number: CN1122979A
Application number: CN95116981.5A
Authority: CN
Inventors: 斯里尼瓦森·凯斯哈夫; 罗森·沙玛
Original assignee: AT&T Corp
Current assignee: AT&T Corp
Priority date: 1994-08-29
Filing date: 1995-08-28
Publication date: 1996-05-22
Also published as: JPH08111693A; EP0700231B1; JP3294075B2; DE69535982D1; CA2155768C; EP0700231A3; EP0700231A2; US5623605A

Abstract

本发明的方法和系统通过在处理系统上运行的面向无连接的服务器和用户程序以及在不同的处理系统上运行的面向连接的例行程序之间建立连接或通信虚拟线路使前一种程序能够与后一种程序进行通信。在启动与面向连接的例行程序的通信之前，可以修改面向无连接的服务器和用户程序来与连接管理器进行通信，以便建立虚拟线路。本发明还利用封装器和解封装器来使通信程序能够在按照第二格式传送数据的网络内按照第一格式传送数据包。

Description

过程间通信和网络间数据传送的方法和系统

一般来说，本发明涉及处理系统网络，更具体地说，本发明涉及在网络间处理系统的应用程序之间建立通信和网络间数据传送的方法和系统。

由于异步传送模式(“ATM”)网络的高数据速率和灵活性，利用这种网络来传送包括视频、声音和数据的多媒体信息已变得越来越普遍。ATM网络使用CCITT规定的分组交换技术标准，M.dePrycker在“异步传送模式：来自宽带SIDN的解决办法”(EllisHorwood，1993)中描述了这一标准。ATM网络已被计算机和无线电通信工业用来连网已有和未来的多媒体应用，例如电视会议、付费电视(video—on—demand)和电话应用。ATM网络是面向连接的网络，在这种网络中，网络设备之间每次数据传送之前是调用网络连接管理器来建立设备之间的虚拟线路或连接。虚拟线路相当于被网络连接管理器识别的、用于在设备之间传送数据的特定发送通路。但是，几乎没有市场上买得到的计算机是ATM兼容的。此外，由于目前在ATM网络的构成方面所用的数据路由交换机的高成本，当前可用的与少数已有ATM网络的连接是有限的。

相反地，通过无连接网络、例如Internet网相互进行通信的计算机或其它处理系统正被广泛使用，并用于办公室、学校和许多家庭。这些网络被称为无连接网，是由于数据通过网络从源设备传送到目标设备，不必象在ATM网络中所需要的那样首先建立“连接”或虚拟线路。

计算机利用若干协议中的任一协议、例如“Internet网协议”(“IP”)通过无连接网络进行通信。协议规定了文件传送、远端登记、电子邮件和其它服务，包括分布处理。IP的功能之一是使数据分组能够通过一个或多个网络从源设备到达最终的目标设备。在无连接网络中，源设备利用目标设备的地址传送数据，无连接网络将利用任意多条网络路径把该数据送到所需的目标设备。

这些数据传送技术的差别一直是链接大量的计算机和在无连接网络、例如“交互(internet)网”上可用的应用软件与预期在ATM网络上获得的设备和宽范围的服务的主要障碍。在各种网络上传送信息所用的数据分组格式的不同进一步阻碍了网络系统的这种连接。

因此，已认识到需要在无连接网和ATM网络之间建立通信和数据传送。

根据本发明的原理，克服了现有技术的过程间通信和网络间数据传送的许多问题。

已有的无连接服务器和客户程序可通过在这些程序间建立连接或虚拟电路修改成和在与无连接或面向连接的网络连接的不同的设备上运行的面向连接的例程进行通信。服务器程序为其它程序和规程提供服务，而客户程序利用服务器程序提供的服务。

这种无连接服务器和客户程序在传送数据之前与连接管理器进行通信。连接管理器是在程序之间建立和维持连接的例行程序或线路。通过传送可用服务信息给连接管理器就可以修改服务器程序来建立与远端客户机例行程序的通信。连接管理器然后根据可用服务消息，登记可用服务并将登记消息的确认传回给服务器程序。用户程序然后可以向连接管理器传送连接请求消息来请求由服务器程序执行的到一个特定可用服务的连接。一旦接收到这种消息，连接管理器就传送相应的连接请求给服务器程序。服务器程序然后可以发送接受连接消息给连接管理器，后者作出响应、发回相应于服务器程序和远端客户例行程序之间的已建立连接的虚拟线路标识符(“VCI”)的值。该VCI值然后被正在运行服务器程序的设备的网络接口用来传送从具有该VCI值的网络接收的数据分组。

在相应的方式中，通过向连接管理器传送请求与一特定服务器例行程序连接的信息就可以修改用户程序来建立与远端服务器例行程序的通信。连接管理器然后通过传送返回确认消息对该请求作出确认。连接管理器确定被请求的服务是否被可用的服务器例行程序执行，如果是，就建立与该服务器例行程序的连接。一旦建立了与该服务器例行程序的连接，连接管理器就传送连接建立通知给用户程序。该连接建立通知包含相应于被建立连接的VCI值。该VCI值然后被正在运行用户程序的设备的网络接口用来传送从具有该VCI值的网络接收的数据分组。

本发明的一个方面涉及在连接已被建立之后数据分组的传输。本发明允许信息在源设备中运行的源例行程序和在目标设备中运行的目标例行程序之间的传送，源和目标例行程序按照ATM格式帧的方式产生和接收数据，而网络以Internet协议(“IP”)数据分组的方式传送数据。利用封装器和解封装器来实现这种数据传送在IP分组的数据部分中封装ATM格式帧以便在网络上传送。

根据本发明的一种封装方法，产生中间数据格式首部，该首部包含要被传送的ATM格式帧的源和目标信息。被产生的中间格式首部然后被附加到ATM格式帧以便形成中间格式数据分组。该中间格式数据分组然后被封装到IP数据分组的数据部分中并通过网络被传送。目标设备接收的封装IP数据分组然后可被解封装为原来的ATM格式数据分组。

本发明的一种解封装方法首先从接收的IP数据分组中检索中间格式数据分组。然后从中间格式数据分组检索ATM格式帧和中间数据格式首部。目标设备然后可把检索的ATM格式帧送到相应的目标行例程序，或者，如果该目标设备是中间网间连接器(gateway)目标设备，就可在第二网络上将第一格式的数据分组传送给最终的目标设备。

本发明使在一个或多个链接网络上的通信例行程序之间的数据传送更为方便，在本发明中，被例行程序传送和读出的信息的数据格式不同于一个或多个网络能够传送的数据格式。

通过参看以下的详细描述和附图将更加容易理解本发明的上述特征以及其它特征和优点。

图1表示可以按照本发明运行的个人计算机的等角图；

图2表示微处理系统的方框图，该系统可以与图1的个人计算机一起被使用；

图3表示图1的个人计算机与之连接的无连接网络和异步传送模式(“ATM”)网络的方框图；

图4表示在与图3的网络连接的处理系统中执行的通信例行程序和示范性应用程序的方框图，这些程序可用来在网络之间通信和传送数据；

图5表示可以在图4的处理系统中使用的服务器连接例行程序的流程图；

图6表示可以在图4的处理系统中使用的用户连接例行程序的流程图；

图7表示可被图4所示的封装程序—解封装程序使用的封装例行程序的流程图；

图8表示可被图4所示的封装程序—解封装程序使用的解封装例行程序的流程图。

图1表示可在图3和4所示的处理系统网络内起异步传送模式(“ATM”)启动主机作用的个人计算机(“PC”)100的等角图。该PC100由硬件机箱101(表示为具有剖开的视图)、监视器104、键盘105和任选的鼠标器108组成。应当指出，监视器104以及键盘105和鼠标108都可以分别被任何恰当地设置的输出和输入设备来代替。硬件机箱101包括软盘驱动器102和硬盘驱动器103。软盘驱动器102能够接收、读出和写入外部磁盘，而硬盘驱动器103能够提供快速存取的数据存储和检索。还可以给PC100安装用于接收和传送数据的任何恰当地设置的结构，例如包括磁带和光盘驱动器，以及串行和并行数据端口。

在硬件机箱101的剖开部分内的是例如与存储器存储设备连接的中央处理单元(“CPU”)106这样的处理单元，在所示的实施例中，存储器存储设备是随机存取存储器(“RAM”)107。CPU106还与ATM网络接口109以及例如“Internet”接口110这样的无连接网络接口连接。合适的ATM网络接口109是可以位于宾夕法尼亚州的匹兹堡的Fore系统公司(Fore System，Inc.)大量获得的ATM主机适配器卡。合适的无连接网络接口110包括在商业上可用于与Internet网连接的网络接口。

虽然PC100被表示为具有单个CPU106，但PC100也可设有多个CPU106共同实现本发明的原理。同样地，虽然PC100被表示为具有单个本地存储器存储设备107，但PC100也可装多个本地存储器存储设备。另外，虽然PC100被用来说明在处理系统网络内的ATM启动主机的一种实现方式，但本发明也可以在任何具有至少一个处理单元的处理系统内被实现，这些系统例如包括复杂计算器以及手持、微型计算机，大型机和超级计算机，还包括RISC和并行处理体系结构，本发明还可以在前述处理系统网络的组合中被实现。

图2表示可以与图1的个人计算机100一起被使用的微处理系统的方框图。该微处理系统包括通过数据总线203与例如RAM107这样的存储器存储设备连接的例如CPU 106这样的单个处理单元。存储器存储设备107能够存储可被处理单元106检索、解释和执行的一条或多条指令。

处理单元106包括控制单元200、算术逻辑单元(“ALU”)201和本地存储器存储设备202，该本地存储器存储设备202例如可以是可堆栈的高速缓冲存储器或多个寄存器。控制单元200能够从存储器存储设备107检索指令。ALU201能够执行多种操作，包括执行指令所需的加法运算和布尔“与”运算。本地存储器存储设备202能够提供用于存储暂时结果和控制信息的高速存储功能。

本发明的过程间通信和网间数据传送方法和系统的预期使用就是在位于internet和ATM网络上的设备之间提供通信和数据传送。因此，以下参照这些无连接和面向连接的网络分别描述本发明，但这并不意味着对可以恰当地利用本发明的网络种类的限制。

图3表示能够使ATM为主机，诸如图100的处理系统，链接到ATM网300和无连接网，诸如网间接口310的框图。处理系统100可作为在网络300和310之间进行数据传送的网间连接器。ATM网络300将处理系统100与处理系统320和321、付费电视(video on demand)服务设备322、电话系统323以及可视电话系统324进行连接。ATM网络是通过将语音、数据或视频信息组织成为小的单元或数据分组就能够在与ATM网络300连接的设备之间传送这种信息的信元交换网络。如在“ATM讨论会用户网络接口3.0(ATM Forum User—Network Interface 3.0)”(Prentice—Hall，1993)(“ATM Forum UNI reference”)中所描述的那样，CCITT和ATM讨论会已经标准化ATM网络的许多特性和特征，该文件的全文援引在此作为参考文献。ATM信元通过ATM网络300被高速地传送，目前以每秒50兆位到每秒2.4千兆位。

internet网310将处理系统100与处理系统330、331和332以及局域网(“LAN”)333进行链接。LAN 333是利用连续电缆或室内语音数据电话系统在建筑物或综合结构内将各种硬件设备连接在一起的通信网络。internet通常被定义为作为一个整体进行操作的独立或特殊的无连接网络的任何组合，可以包括利用若干种协议中的任一协议、例如“internet网协议”(“IP”)相互进行连接的各种网络的世界范围的网络。协议规定了文件传送、远端登记、电子邮件和包括分布处理的其它服务以及其它资源。IP的功能之一是使源节点、例如处理系统100的IP数据分组能够在其传送过程中通过多个网络到达最终的目标节点，不必首先建立虚拟线路或“连接”。

由于ATM网络需要建立虚拟线路以及数据分组格式的失配，在无连接网络、例如internet310上已有的应用程序不经修改就不能利用在ATM网络、例如网络300上可获得的服务。

图4表示根据本发明的使示范性应用程序A400和B400能够与在ATM网络300上的设备进行通信的一实施例的通信过程和例行程序的方框图布置。在以下描述中，当另一例行程序请求时进行服务的例行程序被称为服务器例行程序。另外，请求该服务的例行程序被称为用户例行程序。

在图4中，被图3的处理系统100和330执行的例行程序被分别包括在标为100和330的虚线框内。在处理系统100内，示范性应用程序A400，它可以是无连接的服务器或用户程序，与连接服务例行程序库405通信。可以利用在图2所示的处理单元106内的过程间通信或利用在处理系统100内的两个合适编程的电路或设备之间的连接来进行通信。

连接服务例行程序库405与连接管理器410通信。连接管理器410还与internet协议(“IP”)堆栈接口415和ATM协议堆栈接口420通信。堆栈接口415和420还与封装器—解封装器425和应用程序A400通信。连接管理器410可以是在图1所示的处理单元106上操作的程序或例行程序，或是包含在处理系统100内的合适编程的设备。在作为参考文献的“ATM Forum UNIreference”的第149—292页的§5中描述了合适的连接管理器410的例行程序。

IP堆栈接口415与网络接口110通信并使其产生处理系统100和internet 310之间的数据传送所必须的信号。IP堆栈接口415是IP语义的实现。换句话说，IP堆栈接口415执行internet网协议(包含信令)规定的每一层所需的抽象功能。IP堆栈接口415可以是在处理单元106中运行的例行程序或是包含在处理系统100内的合适编程的电路或插件板。在S.J.Leffler、M.K.Mckusick、M.J.Karels和J.S.Quarterman的“4.3 BSD UNIX操作系统的设计和实施”(Addison—Wesley，1989)(“BSDreference”)中描述了合适的IP堆栈接口415，该著作的全文在此作为参考文献。IP堆栈接口415与应用程序A 400通信以便以普通方式实现与在internet网310上的其它设备的数据传送。

同样地，ATM协议堆栈接口420与ATM网络接口109通信并使其产生启动处理系统100和在ATM网络300上的设备、例如处理系统320之间的数据传送的正确信号。ATM协议堆栈接口420实现这些语义或本地模式ATM堆栈的抽象的功能。在“BSDreference”中描述了合适的ATM协议堆栈接口420。

封装器—解封装器执行IP数据分组中ATM格式帧的封装和解封装，以便通过internet网310传送和接收ATM格式帧。可以在封装器—解封装器425中用来对ATM格式帧进行封装和解封装的方法在以下参看图7和8分别进行详细的描述。

因此，ATM协议堆栈接口420可以通过ATM网络接口109在应用程序A400和ATM网络300上的设备之间、或通过封装器—解封装器425和IP协议堆栈接口415在应用程序A400和internet网310上的设备之间进行ATM格式帧的数据传送。此外，堆栈接口415和420以及封装器—解封装器425还可以用作中间连接器处理系统或能在internet网310上执行ATM的主机，以便在位于网络300和310上的设备之间传送数据。

以类似的方式，在处理系统330内，应用程序B430，也可以是无连接服务器或用户例行程序，与相应的连接服务例行程序库435、IP堆栈接口440和ATM协议堆栈接口455通信。连接服务例行程序库435还与IP堆栈接口440通信。IP堆栈接口440还从与internet网310连接的internet网网络接口445传送和接收IP数据分组。

IP堆栈接口440和internet网网络接口445可分别按照基本上与处理系统100中的IP堆栈接口415和网络接口110相同的方式运行。同样地，ATM协议堆栈接口455和封装器—解封装器460按照与在处理系统100中基本相同的方式运行。但是，ATM协议堆栈接口455只发送和接收应用程序B 430和封装器—解封装器460之间ATM格式帧，不需任何ATM网络。

图4所示的应用程序A 400和B 430可以是已有的应用例行程序，它们已被修改，用来传送ATM格式帧并且包括用于建立与远端用户或服务器程序的通信连接的连接服务例行程序库。远端程序可以在与ATM网络300连接的设备、例如图3和4的处理系统320上运行。连接管理器410建立并维护实现例行程序之间的通信的连接或虚拟线路。因此，处理系统100内的连接服务例行程序库405可以直接与连接管理器410通信。类似地，连接服务例行程序库435可以按照通常的方法经由IP堆栈接口415和440通过internet网310与连接管理器410通信。

连接服务例行程序库435包含与连接管理器410通信的合适例行程序。以便建立和维护虚拟线路或连接。以下参看图5和6更详细地描述可包括在连接例行程序库中的若干例行程序的操作。另外，应用程序A400和B430可以是面向连接的程序，例如在ATM网络300上运行的程序。在这种情况下，程序A400和B430不必修改就能够使用相应的连接服务例行程序库405和435来建立连接。

在已建立了两例行程序、例如应用程序B430和在处理系统330上的远端程序之间的连接之后，就可以按照以下方式在这两例行程序之间传送数据。参看图4，假定连接的例行程序能够利用ATM协议传送和接收数据，程序430将数据传送给在处理系统330中的ATM协议堆栈接口455。ATM协议堆栈接口455将数据整理成ATM格式帧并将其传送给封装IP数据分组中数据分组的封装器—解封装器。以下参看图7描述一种合适的封装例行程序。

被封装IP数据分组然后被传送给IP堆栈接口440，IP堆栈接口440经由IP网络接口通过Internet网再将其传送给处理系统1 00。在处理系统100中，IP堆栈接口415从IP网络接口110接收IP数据分组。IP堆栈接口415将IP数据分组识别为被封装IP数据包并将其传送给封装程序—解封装程序425进行解封装。以下参看图8描述一种合适的解封装例行程序。

解封装ATM格式帧然后被封装器—解封装器425传送给ATM协议堆栈接口420，ATM协议堆栈接口420根据控制管理器410的信息识别ATM格式帧的目的地。ATM协议堆栈接口420然后控制ATM网络接口109，以便通过ATM网络300将ATM格式帧传送给处理系统320。

图5表示可被用来建立连接以便与远端面向连接的例行程序交换数据的服务器连接例行程序500的流程图。远端面向连接的例行程序可以在与ATM网络300或Internet网310连接的设备上运行。相对于在图4的处理系统330上实现的应用程序B430将服务器连接例行程序500描述为服务器程序。但是，该方法可被在与Internet网310连接的设备上运行的任何无连接服务器例行程序、例如在处理系统100上运行的应用程序A400使用。

参看图5，在步骤510中，当服务器应用程序B430希望宣传其服务时，它命令在连接服务例行程序库435中的服务例行程序向连接管理器410输出可用的服务器程序信息。该服务器程序信息包含可用服务的服务名。该信息可以按照通常的方式通过internet网310经由IP堆栈接口440和415以及它们相应的网络接口445和110被传送给连接管理器410。该输出信息还可以包含网络端口号，服务器应用程序B430将一直在该网络端口上监听来自连接管理器410的信息。一旦从服务器应用程序接收到可用服务信息，连接管理器410就在可用服务表中登记该可用服务名及其端口号。连接管理器410然后传回确认这种登记的信息。

在步骤510中输出了可用服务信息后，服务器应用程序B430就在步骤520中等待连接管理器410将确认登记信息传送给指定的网络端口。在步骤520中接收了确认登记信息后，服务器应用程序B430再在步骤530中等待连接管理器410传送的即将连接信息。这种信息表示远端用户程序已经向连接管理程序410请求与服务器应用程序B430进行连接。在例如与ATM网络300连接的处理系统320上运行的远程客户程序可以产生这样的服务连接请求。一旦接收到远程客户程序对于服务器应用程序B430提供的可用服务的请求，连接管理程序410就会将即将连接信息传送给服务器应用程序B430。

为了提供安全措施，传送给服务器应用程序B430的即将连接信息可以包含连接关键字。该连接关键字可以是16位信息字，该16位信息字向保持IP堆栈接口、例如在这一例子中的IP堆栈接口440给出了按照下述方式建立连接所需的信息。

在步骤530中接收了即将连接信息后，服务器应用程序B430就在步骤540中决定它是否将接受连接。如果程序430在步骤540中决定不接受连接，则在步骤550中将拒绝连接信息传送给连接管理器410并终止服务器连接例行程序。拒绝连接信息被连接管理器410的接收可以使连接管理器410从可用服务表中消除相应的可用服务名。在另一种方案中，一旦在步骤550中发送了拒绝连接信息，服务器连接例行程序500可以返回到步骤530，在此等待连接管理器410的另一连接请求。在这样一种可供选择的方案中，连接管理器410在接收到拒绝连接信息之后将不从可用服务表中消除相应的服务名。

但是，如果服务器连接例行程序500在步骤540中决定接受连接，则例行程序500就到达步骤560。在步骤560，服务器应用程序B430使连接服务例行程序库435向连接管理器410传送接受连接信息。该接受连接信息可以包含连接管理器410先前传送的连接关键字，以便保证将在合适的用户和服务器程序之间建立连接。

然后服务器应用程序B430在步骤570中等待接收被连接管理器410传送的、相应于被建立的连接的虚拟线路标识符(“VCI”)值。VCI值是在ATM网络中使用的唯一标识符，它与数据将在相应的处理系统330和320中的服务器和远端用户程序之间通过的虚拟线路或数据通路相对应。VCI值识别被连接管理器410维护的服务器和远端用户程序之间的连接，并确保连接管理器410将把利用该VCI值传送的数据送到合适的处理系统。在以上引用的“ATM forum UNI reference”中提供了对VCI更详细的说明。

在步骤570中接收了VCI值后，服务器应用程序B430就在步骤580中将该VCI值传送给ATM协议堆栈接口455。该ATM协议堆栈接口455利用该VCI值来将从Internet网310接收的、具有该特征VCI值的任何被接收的ATM格式帧传送给服务器应用程序B430。换句话说，步骤580的功能可被看作是将VCI值配联给相应的ATM协议堆栈接口455和服务器应用程序430。处理系统100的连接管理器410保存了VCI映射表，该VCI映射表包含被建立连接的VCI值和执行被连接程序的相应处理系统的internet网网络端口号。然后在连接管理器410的信息的控制下，利用处理系统100，通过网络300和310，将被连接服务器和远端用户程序产生的数据传送到它们各自的目的地。

连接管理器410可以通过不断地检查和更新5个表来执行其操作。这5个表包括上述的可用服务表和VCI映射表、等待可用服务器程序的用户程序的用户请求表、存储连接等待接受的标识的连接请求表、以及配联连接表。配联连接表包含那些已被连接管理器410建立但尚未被配联给相应的ATM协议堆栈接口的连接。

通过把相对于图5的服务器连接例行程序500描述的连接服务例行程序库调用包括进来就可以容易地修改任何已有的无连接服务器应用程序来建立连接。例如，可将服务器应用程序修改为包括以下的连接服务例行程序库调用：

(1)export_service(service Name，TCP_PORT)；

(2)conkey＝await_service_request()；

(3)VCI＝accept_connection(conkey)；

(4)bind(VCI)；

库调用export—service相当于例行程序500的步骤510，并发送服务名service Name和本地网络端口号TCP—PORT。该本地网络端口号相应于服务器程序将在其上一直监听来自连接管理器410的响应的网络端口。库调用await—service—request相当于步骤530，传回任选连接关键字conkey。库调用accept—connection相当于步骤560和570，发送任选关键字以便提供连接管理器410正在与合适的服务器程序连接的安全措施。库调用accept—connection传回接收的VCI值。库调用bind相当于配联相应的协议堆栈接口，以便利用在internet网310上传送的合适的VCI值将任何数据传送给服务器应用程序。

图6表示可被处理系统用来获得与所需远端面向连接的服务器程序连接的虚拟线路的用户连接例行程序600。例如，该用户连接例行程序600将相对于在图4的处理系统100上运行的应用程序A400被描述为用户程序。相应的远端服务器程序可位于与ATM网络300或Internet网310连接的设备上。

参看图6，在步骤610中，用户应用程序A400使连接服务例行程序库405向连接管理器410发送请求信息。该请求信息可以包含例如某一所需服务器名和本地网络端口地址这样的信息，用户程序将在该本地网络端口地址处监听响应。用户应用程序400然后在步骤620中等待对被连接管理器410传送到指定的本地网络端口地址的请求的确认。连接管理器410传送的后续确认可以包含相应的连接关键字，可以按照与以上相对于图5的服务器连接例行程序500所描述的关键字相同的方式来使用该关键字。

在步骤620从连接管理器410接收了确认后，例行程序600然后在步骤630中等待来自连接管理器的、已建立了与被请求远端服务器程序的连接的后续信息。连接管理器410可以按照以上相对于图5的例行程序500所描述的方式建立与远端服务器程序的连接。表示连接已被建立的接收信息可以包含该连接的相应VCI值。用户应用程序A400按照与以上也是相对于图5的例行程序500所描述的方式基本相同的方式使用该VCI值。

在步骤630中接收了表示连接已被建立的信息后，例行程序到达步骤640。在步骤640，用户机连接例行程序将VCI值传送给ATM协议堆栈接口420，以便将该VCI值配联给用户应用程序A400。配联步骤640使ATM协议堆栈接口420将具有合适的VCI值的任何数据分组传送给用户应用程序A400。应当指出，ATM协议堆栈接口420能够经由ATM网络接口109通过ATM网络300以及经由封装器—解封装器425和IP堆栈接口415通过internet网310接收和传送ATM格式帧。因此，利用ATM格式帧进行通信的用户和服务器程序可以在与internet网310连接的并具有ATM协议堆栈接口和封装器—解封装器的两台设备上进行。这种例行程序将正常地运行，不理会ATM网络的不存在。

通过把可被包括在连接服务例行程序库中的以下两条示范性库调用包括进来就可以修改已有的无连接用户应用程序来与面向连接的服务器程序通信：

(1)VCI＝open_connect(ServerName，TCP_PORT)；

(2)connect(VCI).

库调用open—connect发送所需的服务器名Server Name和本地网络端口地址TCP—PORT，用户程序将在该地址处监听来自连接管理器410的响应。一旦发现可用服务器程序，连接管理器410就传回相应连接的VCI值。库调用open—connect将接收的VCI值传给用户应用程序A400。相应地，库调用open—connect执行图6中的用户连接例行程序600的步骤610、620和630。库调用connect(VCI)将VCI值传送给相应的ATM协议堆栈接口，以便命令其在网络上传送具有合适的VCI值的任何保留数据分组。服务例行程序connect(VCI)相应于图6的步骤640。

图5和6的服务器和用户连接例行程序500和600分别使采用无连接网络技术的已有用户和服务器程序向面向连接的网络、例如ATM网络300提供服务或向其请求服务。本发明对无连接用户或服务器程序进行极小的修改就获得了附加的灵活性。因此，根据本发明的一个方面，可以容易地修改大量在Internet网上可获得的程序来利用在ATM网络上提供的或者为供面向连接的网络使用而设置的各种服务。

将IP格式帧内的ATM格式帧进行封装的图4的封装器—解封装器425和460克服了在internet网310上传送ATM格式帧时数据格式失配的问题。图7表示封装例行程序700的流程图，该封装例行程序可以在封装器—解封装器中被执行以便在IP数据分组中对ATM格式帧进行封装，internet网310进行传送。此外，图8表示解封装例行程序800的流程图，该解封装例行程序也可以在封装器—解封装器425和460中被执行、将接收的IP封装数据分组解封装成为ATM格式帧。

以下将相对于上述关于在应用程序B430和在处理系统320上实现的远端例行程序之间的数据传送的例子来讨论例行程序700和800。应用程序B430这样传送ATM格式帧：首先将其送到ATM协议堆栈接口455，ATM协议堆栈接口455产生相应的ATM格式数据分组、例如AAL帧。在IP数据分组内进行封装的一种合适的AAL帧格式是AAL 5格式。AAL帧和IP数据分组的详细说明可以分别在上述的“ATM frum UNI reference”和“BSD reference”中找到。ATM格式帧然后被传送给对每一帧执行图7的封装例行程序700的封装器—解封装器460。

参看图7，在步骤710中，封装器—解封装器460获得要被封装和传送的ATM格式帧的VCI值和中间目标地址。中间目标地址相应于具有与internet网310和ATM网络300连接的链路的最近的具有ATM的主机或中间连接器、例如图4中的处理系统100的Internet网网络地址。

例行程序700然后在步骤720中编制中间数据分组首部。该中间数据分组首部可以包含例如发送数据的源设备的ATM地址、连接的相应VCI值和数据分组顺序位置号这样的信息。数据分组顺序位置号是相应于当被传送信息包括若干帧时，帧的顺序位置的值。由于Internet网310是可以根据在每一数据分组首部中的目标地址通过不同的路径将每一IP数据分组送到目标设备的无连接网络，所以数据可以不按顺序接收。中间数据分组首部中的数据分组顺序位置号使中间连接器处理系统能够检测被传送的封装IP数据分组是否不按顺序被接收，如果是，就检测接收数据分组的固有顺序。

然后在步骤730中通过将在步骤720中编制的中间数据分组首部附加到要被传送的ATM格式帧来产生中间格式数据分组。例行程序700接着在步骤740中产生IP数据分组首部。该IP数据分组首部是20字节的首部，包含在intennet网310上传送相应IP数据分组所需的信息和格式。这种首部包含最接近的Internet网处理系统的Internet网络地址和规定数据分组的IP格式类型的数据字段。包含在IP格式类型字段中的值应当指出数据分组是被封装的ATM格式帧。

然后在步骤750中将产生的IP数据分组首部附加到产生的中间数据分组以便形成IP数据分组。IP数据分组由20字节的IP数据分组首部和变长数据部分或有效负载组成。例行程序700产生的IP数据分组的有效负载包含中间数据分组首部和ATM格式帧。产生的IP数据分组具有通过Internet网310进行传送的合适数据分组格式。

产生的IP数据分组然后在Internet网310上被传送并被处理系统100接收。相应的IP堆栈接口415读IP数据分组首部来获得IP数据分组格式类型信息。如果该IP数据分组格式类型如在这一例子中那样指出该数据分组包含被封装的ATM格式帧，则该IP数据分组被传送给封装器一解封装器进行解封装。可在封装器—解封装器中被用来对ATM格式帧进行解封装的解封装例行程序800如图8所示。

参看图8，在步骤810中，从接收的IP数据分组中去除IP数据分组首部来获得中间数据分组。该中间数据分组然后在步骤820中被分离为中间数据分组首部和ATM格式帧。然后在步骤830中从分离的中间数据分组首部中获得源地址、数据分组顺序位置号和VCI值。

然后在步骤840中，根据数据分组顺序位置号，将该ATM格式帧连同以前接收的其它ATM格式帧排列到其固有顺序位置。按照固有顺序排列ATM格式帧的一种合适的技术是将接收帧存储到与封装器—解封装器425连接的存储器缓冲器中。然后根据如在步骤850中指出的数据分组顺序位置号将存储帧按照它们的固有顺序输出给ATM协议堆栈接口420。此外，相应的中间数据分组首部信息可以借助每一帧传送给ATM协议堆栈接口420。

在这一例子中，ATM协议堆栈接口420将使ATM网络接口109产生所需的尾部，例如AAL5，如果ATM格式帧是AAL5帧的话，并通过ATM网络300将具有附加尾部的帧传送给目标处理系统320。ATM协议堆栈接口420将根据来自连接管理器410的信息将该帧传送给特定的目标。连接管理器410根据其VCI值确定单元的正确目标。在第一可供选择的实施例中，可以在相应的帧被封装器—解封装器460封装之前由以上例子中的ATM协议堆栈接口455来产生尾部。

当数据沿相反方向传送时，封装器—解封装器425和460将按照基本相同的方式运行。例如，当将ATM格式帧从图4中的处理系统320传送到应用程序B430时，处理系统320将根据来自连接管理器410的信息通过ATM网络300将ATM格式帧传送给处理系统100的ATM网络接口109和ATM协议堆栈接口420。ATM协议堆栈接口420也将根据来自连接管理器410的信息将ATM格式帧传送给封装器—解封装器425进行封装。相应的被产生IP数据分组然后将通过Internet310被传送给处理系统330。

在处理系统330内，被接收IP数据分组将被IP堆栈接口440传送给封装器—解封装器460。封装器—解封装器460然后解封装该数据分组并将该被解封装ATM格式帧传送给ATM协议堆栈接口455，ATM协议堆栈接口455把该帧提供给应用程序B430。

在另一可供选择实施例中，可以在ATM协议堆栈接口中实现封装例行程序700，在相应的IP堆栈接口中实现解封装例行程序800，这些堆栈接口在处理系统中相互直接进行通信。这一实施例消除了在每一处理系统中对于单独的封装器—解封装器例行程序或电路的需要。

因此，本发明通过采用例如图3和4的系统100这样的中间连接器处理系统以及按照上述方式在远端例行程序之间建立连接和网络间数据传送的方法和系统扩展了与internet网和ATM网络连接的设备可得到的服务。

虽然已在上面描述了提供过程间通信和网络间数据传送的几个实施例，但本领域普通技术人员很容易理解不违背本发明的教导可以对所述实施例进行许多修改。要求保护的本发明将覆盖全部这样的修改。例如，可以在无连接网络和面向连接的网络之间使用多个网关处理系统，每一个这种系统可以具有控制在无连接网络上最接近的设备的连接的连接管理器，例如连接管理器410。

还有，上述每一个例行程序、包括连接管理器，连接服务例行程序库和封装器—解封装器都可以作为在相应的处理系统上运行的软件例行程序或作为软件例行程序和专用电路的组合来实现，以便提供它们指定的功能。

Claims

1.在第一网络上的源设备中运行的源例行程序和在目标设备中运行的目标例行程序之间传送数据的方法，该源和目标例行程序产生和接收异步传送模式(“ATM”)格式帧，该第一网络传送“Internet网协议”(“IP”)数据包，该方法包括以下步骤：

a)产生包含源和目标信息的中间数据格式首部；

b)将产生的中间数据格式首部附加到一ATM格式帧来形成中间格式数据包，ATM格式帧由源例行程序产生；

c)在IP数据包的数据部分中封装该中间格式数据包；

d)在第一网络上传送该IP数据包；

e)解封装该IP数据包来检索中间格式数据包；

f)从被解封装中间格式数据数据包检索ATM格式帧和中间数据格式首部；以及

g)根据在被检索中间数据格式首部中的信息确定被检索ATM格式帧的路由。

2.权利要求1的方法，其中在步骤a)产生的中间数据格式首部包含表示一ATM格式帧相对于按照相应的顺序传送的其它ATM格式帧的位置的数据包顺序位置号。

3.权利要求1的方法，其中的目标设备是将第二网络与第一网络连接的中间连接器(gateway)处理系统，第二网络传送ATM格式帧，其中的步骤e)、f)和g)由该中间连接器处理系统来执行。

4.权利要求1的方法，其中在步骤a)产生的中间数据格式首部中的信息包含源设备网络地址，源和目标设备之间已建立的虚拟线路的虚拟线路标识符值，以及表示该ATM格式帧相对于按顺序传送的其它数据包顺序的位置的数据包顺序位置号。

5.权利要求1的方法，还包括在封装步骤c)之前产生包含目标Internet网设备的网络地址的Internet网协议数据包首部和表示数据包是被封装ATM帧的Internet网协议类型字段的步骤；其中的步骤c)还包括将产生的Internet网协议数据包首部附加到中间格式数据包。

6.权利要求1的方法，其中的ATM格式帧是AAL帧。

7.权利要求6的方法，其中的AAL帧是AAL5帧。

8.在IP数据包中封装ATM格式帧以便通过能够传送II数据包的第一网络进行传送的方法，该方法包括以下步骤：

a)产生包含源和目标信息的中间数据格式首部；

b)将产生的中间数据格式首部附加到ATM格式帧来形成中间格式数据包；

c)产生IP数据包首部；以及

d)将IP数据包首部附加到中间格式数据包来形成IP数据包。

9.权利要示8的方法，其中在步骤a)产生的中间数据格式首部中的信息包含源设备网络地址，源和目标设备之间已建立的虚拟线路的虚拟线路标识符值，以及表示该ATM格式帧相对于按照顺序传送的其它数据包的位置的数据包顺序位置号。

10.权利要求8的方法，还包括在封装步骤c)之前产生包含目标Internet网设备的网络地址的Internet网协议数据包首部和表示该数据包是被封装ATM帧的Internet网协议类型字段的步骤；其中的步骤c)还包括将产生的Internet网协议数据包首部附加到中间格式数据包。

11.权利要求8的方法，其中的ATM格式帧是AAL帧。

12.权利要求11的方法，其中的AAL帧是AAL5帧。

13.通过能够传送IP数据包的第一网络传送ATM格式帧的处理系统，该处理系统包括：

与第一网络连接的源设备，该源设备具有至少一个能够存储多条处理系统指令的存储器存储设备、以及至少一个控制数据传送和执行所述存储器存储设备的所述处理系统指令中的至少一条的处理单元，所述处理单元能够产生包含源和目标信息的中间数据格式首部、将产生的中间数据格式首部附加到ATM格式帧来形成中间格式数据包、以及封装该中间格式数据包来形成IP数据的数据部分以便在第一网络上进行传送；以及

与第一网络连接的第一网络目标设备，该目标设备具有至少一个能够存储多条处理系统指令的存储器存储设备、以及至少一个控制数据接收和执行所述存储器存储设备的所述处理系统指令中的至少一条的处理单元，所述处理单元能够解封装IP数据包来检索中间格式数据包、从被解封装中间格式数据包获得ATM格式帧和中间数据格式首部、以及根据在被检索中间数据格式首部中的信息确定被检索ATM格式帧的路由。

14.权利要求13的处理系统，还包括：

与第一网络目标设备连接的第二网络，该第二网络能够传送ATM格式帧；以及

第二网络目标设备，其中的第一网络目标设备是能够根据在被检索中间数据格式首部中的信息把在IP数据包中被封装的ATM格式帧送到第二网络目标设备的中间连接器设备。

15.权利要求13的处理系统，其中的中间数据格式首部中的信息包含源设备网络地址，源和目标设备之间已建立的虚拟线路的虚拟线路标识符值，以及表示该ATM格式帧相对于按照顺序传送的其它ATM格式帧的位置的数据包顺序位置号。

16.权利要求13的处理系统，其中的源设备还能够：

产生包含第一网络目标设备的Internet网地址的Internet网协议数据包首部和表示该数据包是被封装ATM格式帧的Internet网协议类型字段；以及

将产生的Internet网协议数据包首部附加到中间格式数据包来产生IP数据包。

17.权利要求13的处理系统，其中的ATM格式帧是AAL帧。

18.权利要求17的处理系统，其中的AAL帧是AAL5帧。

19.通过能够传送IP数据包的第一网络传送ATM格式帧的处理系统，该处理系统包括：

与第一网络连接的源设备，该源设备具有与封装器通信的IP堆栈接口和ATM协议堆栈接口，该IP堆栈接口和与第一网络连接的IP网络接口连接；以及

与第一网络连接的第一网络目标设备，该第一网络目标设备具有与解封装器通信的IP堆栈接口和ATM协议堆线接口，该IP堆栈接口和与第一网络连接的IP网络接口连接。

20.权利要求19的处理系统，其中的第一网络目标设备还包括：

与ATM协议堆栈接口连接的ATM网络接口；

与该ATM网络接口连接的第二网络，该第二网络能够传送ATM格式帧；以及

与该第二网络连接的第二网络目标设备，如果源设备传送的ATM格式帧的目的地是第二网络目标设备，则第一网络目标设备的ATM协议堆栈接口能够通过第二网络把被解封装ATM格式帧送到第二网络目标设备。

21.权利要求19的处理系统，其中的封装器是源设备的IP堆栈接口的一部分。

22.权利要求19的处理系统，其中的解封装器是第一网络目标设备的ATM协议堆栈接口的一部分。

23.服务器应用程序在该服务器应用程序和用户例行程序之间建立被连接管理器维护的通信虚拟线路的方法，该服务器应用程序和该用户例行程序在与无连接网络连接的各自处理系统上运行，该方法包括以下步骤：

将可用服务信息传送给连接管理器；

等待来自连接管理器的可用服务登记的确认；

等待来自连接管理器的连接请求，连接管理器一旦从用户例行程序接收到与服务器应用程序进行连接的请求就传送该连接请求；

将接受连接信息传送给连接管理器；

等待被连接管理器传送的虚拟线路标识符值的接收；以及

命令在服务器应用程序处理系统中的协议堆栈接口例行程序传送从具有该虚拟线路标识符值的网络接收的全部数据包。

24.权利要求23的方法，还包括如果在接收了连接请求后，如该连接不是可接受的，就传送拒绝连接信息的步骤。

25.权利要求23的方法，其中的连接管理器利用连接请求将连接关键字值传送服务器应用程序，当传送接受连接信息来保证将与合适的服务器应用程序建立连接时，该值被传回给连接管理器。

26.权利要求23的方法，其中的向连接管理器发送信息和从连接管理器接收信息由与服务器应用程序通信的连接服务例行程序库来完成。

27.权利要求23的方法，其中的用户例行程序驻留在利用到达面向连接的网络的链路与无连接网络连接的处理系统中，该面向连接的网络和与该无连接网络连接的中间连接器处理系统连接。

28.权利要求27的方法，其中的连接管理器是在中间连接器处理系统上运行的例行程序。

29.权利要求27的方法，其中的面向连接的网络是ATM网络。

30.用户应用程序在该用户应用程序和服务器例行程序之间建立被连接管理器维护的通信虚拟线路的方法，该用户应用程序和该服务器例行程序在与无连接网络连接的各自处理系统上运行，该方法包括以下步骤：

向连接管理器发送请求与特定服务器例行程序连接的信息；

等待来自连接管理器的该请求的确认；

等待来自连接管理器的连接建立通知，当该特定服务器例行程序接受连接管理器请求的连接时，连接管理器就传送该连接建立通知，连接管理器还传送相应于具有该连接建立通知的连接的虚拟线路标识符值；以及

命令在用户应用程序处理系统中的协议堆栈接口例行程序发送从具有该虚拟线路标识符值的网络接收的全部数据包。

31.权利要求30的方法，其中的连接管理器利用连接请求将连接关键字值传送给用户应用程序，该连接关键字值相应于虚拟线路标识符值并被传送给具有虚拟线路标识符值的协议堆栈接口。

32.权利要求30的方法，其中的给连接管理器传送信息和从连接管理器接收信息由与用户机应用程序通信的连接服务例行程序库来完成。

33.权利要求30的方法，其中的服务器例行程序驻留在利用到达面向连接的网络的链路与无连接网络连接的处理系统中，该面向连接的网络和与该无连接网络连接的中间连接器处理系统连接。

34.权利要求33的方法，其中的连接管理程序是在中间连接器处理系统上运行的例行程序。

35.权利要求33的方法，其中的面向连接的网络是ATM网络。

36.与无连接网络连接的处理系统，该处理系统在在该处理系统上运行的服务器应用程序和用户例行程序之间建立被连接管理器维护的通信虚拟线路，该用户例行程序在与该无连接网络连接的各个处理系统上运行，该处理系统包括：

至少一个能够存储多条处理系统指令的存储器存储设备；以及

至少一个控制在服务器应用程序和无连接网络之间的数据传送和接收并执行所述存储器存储设备的所述处理系统指令中的至少一条的处理单元，所述处理单元能够：

向驻留在与无连接网络连接的设备上的连接管理器发送可用服务信息；

等待来自连接管理器的可用服务登记的确认；

将接受的连接信息发送给连接管理器，等待被连接管理器发送的虚拟线路标识符值的接收；以及

命令在该处理系统中的协议堆线接口例行程序传送从具有该虚拟线路标识符值的网络接收的全部数据包。

37.权利要求36的处理系统，在该处理系统中，如果在接收了连接请求后该连接是不可接受的，则处理单元还能够传送拒绝连接信息。

38.权利要求36的处理系统，其中的连接管理器利用连接请求将连接关键字值但送给该处理系统，当传送接受连接信息来保证将与合适的服务器应用程序建立连接时，该处理系统能够将连接关键字值传回给连接管理器。

39.权利要求36的处理系统，其中的用户机例行程序驻留在利用到达面向连接的网络的链路与无连接网络连接的设备中，该面向连接的网络和与该无连接网络连接的中间连接器处理系统连接。

40.权利要求39的处理系统，其中的连接管理器是在中间连接器设备上运行的例行程序。

41.权利要求39的处理系统，其中的面向连接的网络是ATM网络。

42.与无连接网络连接的处理系统，该处理系统在在该系统上运行的用户应用程序和服务器例行程序之间建立被连接管理器维护的通信虚拟线路，该服务器例行程序在与该无连接网络连接的各个处理系统上运行，该处理系统包括：

至少一个能够存储多条处理系统指令的存储器存储设备；

至少一个控制在用户机应用程序和无连接网络之间的数据传送和接收并执行所述存储器存储设备的所述处理系统指令中的至少一条的处理单元，所述处理单元能够：

向连接管理器发送请求与某一服务器例行程序连接的信息；

等待来自连接管理器的对于服务器例行程序的请求的确认；

等待来自连接管理器的连接建立通知，当该服务器例行程序接受连接管理器请求的连接时，连接管理器就发送连接建立通知，连接管理器还发送相应于具有该连接建立通知的连接的虚拟线路标识符值；以及

命令在该处理系统中的协议堆栈接口例行程序发送从具有该虚拟线路标识符值的网络接收的全部数据包。

43.权利要求42的处理系统，其中的连接管理器利用连接请求将连接关键字值发送给该处理系统，该连接关键字值相应于虚拟线路标识符值并被传送给具有该虚拟线路标识符值的协议堆栈接口。

44.权利要求42的处理系统，其中的服务器例行程序驻留在利用到达面向连接的网络的链路与无连接网络连接的处理设备中，该面向连接的网络和与该无连接网络连接的中间连接器处理设备连接。

45.权利要求44的处理系统，其中的连接管理器是在中间连接器处理设备上运行的例行程序。

46.权利要求44的处理系统，其中的面向连接的网络是ATM网络。