DE60300354T2

DE60300354T2 - Methode zur Rekonstruktion paketisierter Nachrichten, die über ein oder mehrere Netzwerke verschickt wurden

Info

Publication number: DE60300354T2
Application number: DE60300354T
Authority: DE
Inventors: Gerard Colas; Christian Pitot
Original assignee: Thales SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 2002-05-28
Filing date: 2003-05-20
Publication date: 2005-12-29
Anticipated expiration: 2023-05-21
Also published as: US7447234B2; FR2840482A1; CA2429855A1; EP1376986A1; DE60300354D1; US20040015717A1; CA2429855C; EP1376986B1; FR2840482B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Wiederherstellung von mittels eines Netzes zur paketweisen Datenübertragung in Fragmenten transportierten Nachrichten bei ihrer Ankunft in einer Einrichtung, wobei diese Nachrichten redundant über mehrere unabhängige Übertragungsnetze transportiert werden können, um die Sicherheit ihres Transports zu erhöhen.
Ein Netz zur paketweisen Übertragung von Daten besteht aus einer Vernetzung von Übertragungsleitungen und von Verbindungsknoten, welche Nachrichten austauschende, geographisch verstreut liegende Einrichtungen miteinander verbinden. Die Pakete, die aus mehr oder weniger langen Datagrammen bestehen, werden asynchron in Form einer Modulation auf den Übertragungsleitungen übertragen. Sie werden in Verbindungsknoten umgeleitet, die sie durchqueren, bis sie zu ihrem Ziel gelangen. Ihre Wegezeiten sind unterschiedlich und hängen von den Staus in den Verbindungsknoten in dem Moment, in dem sie sie durchqueren, ab. Sie enthalten Nutzdaten, die die Nutzlast des Netzes darstellen, und Dienstinformationen, die ihr Routing innerhalb des Netzes ermöglichen. Es ist nicht selten, dass eine zu übertragende Nachricht auf mehrere Pakete verteilt ist. In diesem Fall informieren die Dienstinformationen der Pakete über ihre Zugehörigkeit zu einer gleichen Nachricht und über ihre relativen Positionen innerhalb dieser Nachricht, um die Wiederherstellung der Nachricht am Zielort zu ermöglichen.
Die Druckschrift mit dem Titel: "Internet Protocol", herausgegeben von Jon Postel RFC 791, Request for Comments (1981-09) Seiten 1–45 XP002232216, die die Norm des IP-Protokolls beschreibt (Akronym des englischen "Internet Protocol"), das von der DARPA (Akronym des englischen "Defense Advanced Research Project Agency") erstellt wurde, zeigt ein Beispiel eines Netzes zur paketweisen Datenübertragung mit einem Paketformat, das Fragmentierungsinformationen enthält, die die Übertragung einer Information in mehreren aufeinander folgenden Paketen und die Wiederherstellung der übertragenen Information am Zielort durch Wiederzusammensetzen der Pakete ermöglichen.
Die gleiche in Pakete fragmentierte Nachricht kann aus Sicherheitsgründen redundant über mehrere unabhängige Übertragungsnetze transportiert werden. Dann stellt sich das Problem der Wiederherstellung der Nachricht ausgehend von den verschiedenen sie betreffenden Paketen, die von den verschiedenen Netzen transportiert werden, da das gleiche Paket mehrfach an der gleichen Einrichtung über unterschiedliche virtuelle Kanäle oder Wege und in nahe beeinander liegenden, aber unterschiedlichen Zeitpunkten ankommen kann.
Wenn die gleiche Nachricht in Pakete segmentiert über mindestens zwei unabhängige Übertragungsnetze an die gleiche Einrichtung übertragen wird, führt bis heute der schlechte Empfang eines Pakets der Nachricht auf einem der Netze zur Zurückweisung aller in diesem Netz transportierten Pakete der Nachricht. Dies verhindert die Wiederzusammensetzung einer Nachricht ausgehend von einer Kombination der von den beiden Übertragungsnetzen transportierten Pakete, wenn es schlechte Pakettransporte in beiden Netzen gibt, selbst wenn diese schlechten Transporte nicht die gleichen Pakete in den beiden Netzen betreffen.
Ein Beispiel für die in der Technik übliche Vorgehensweise ist im Artikel von Zhang TAO et al. mit dem Titel: "IP-Based Base Stations and soft Handoff in All-IP Wireless Networks", erschienen in IEEE Personal Communications Oktober 2001, Seiten 24–30, XP000864164, ISSN: 1070–9916 beschrieben. In diesem Beispiel, das in den besonderen Rahmen der Internetnutzung in den Funktelefonnetzen gehört und das die Kontinuität einer Datenübertragung im Fall einer das Relais wechselnden mobilen Station betrifft, ermöglicht eine Technik der sanften Umschaltung zwischen Relais die Synchronisation von zwei parallelen Übertragungskanälen, die zwei verschiedene Relais benutzen, damit sie in Höhe des Mobiltelefons wie ein einziger Kanal erscheinen.
Die vorliegende Erfindung hat zum Gegenstand, das Problem der Wiederherstellung einer in Pakete segmentierten Nachricht, die gleichzeitig von zwei Übertragungsnetzen transportiert werden, bei Vorhandensein eines schlechten Pakettransports in den beiden Netzen zu lösen. Sie hat auch ein Verfahren zur Wiederherstellung von in Paketen fragmentierten Nachrichten zum Gegenstand, die ggf. von einem einzigen Übertragungsnetz transportiert werden, das einfach am Eingang einer Einrichtung anzuwenden ist.
Sie hat ein Verfahren zur Wiederherstellung von in Paketen fragmentierten Nachrichten zum Gegenstand, die zu einer Einrichtung über mindestens ein Netz zur paketweisen Übertragung transportiert werden, wobei jedes Paket eine Nutzlast von Daten, die ein Nachrichtenfragment bilden, und Dienstinformationen enthält, die die Adresse eines Empfangsports der Zieleinrichtung, die Identität der Nachricht, zu der es gehört, und seine relative Position in einer solchen Nachricht betreffen. Dieses Verfahren ist insofern bemerkenswert, als es einen Prozess der Erfassung der Pakete, die vom Übertragungsnetz der Einrichtung zur Verfügung gestellt werden, und einen Prozess der Nachrichten-Wiederzusammensetzung ausgehend von den vom Erfassungsprozess erfassten Paketen enthält, die eine Tabelle von Paketzeigern implementieren, die die der Einrichtung vom Übertragungsnetz zur Verfügung gestellten Pakete bezeichnen, die gemäß Zugehörigkeitsnachrichten sortiert sind, wobei die Paketzeiger für jede Zugehörigkeitsnachricht in der Reihenfolge, in der die Pakete, die sie bezeichnen, der Einrichtung zur Verfügung gestellt werden, in einen Stapel gebracht werden, und mit zusätzlichen Informations- oder Statusfeldern versehen sind, die Dubletten, Abweichungen zwischen der Reihenfolge der Zurverfügungstellung der Pakete eines Stapels und der natürlichen Ordnung der Nachrichtenfragmente, die aus den Nutzlasten der Pakete bestehen, und das Schicksal des bezeichneten Pakets während des Wiederzusammensetzens anzeigen.
Vorteilhafterweise sind die Paketzeiger der Tabelle mit einem zusätzlichen Informationsfeld versehen, das für eine Signalisierung reserviert ist, die angibt, ob das bezeichnete Paket das letzte einer Nachricht ist.
Vorteilhafterweise schließen die Paketzeiger der Tabelle ein zusätzliches Informationsfeld ein, das für die Identifizierung des Herkunfts-Kommunikationsnetzes des bezeichneten Pakets reserviert ist.
Vorteilhafterweise ist die Paketzeigertabelle in Nachrichten-Deskriptoren organisiert, wobei jeder Nachrichten-Deskriptor einen Stapel von Paketzeigern enthält, der einer bestimmten Nachricht zugeteilt werden kann.
Wenn die Paketzeigertabelle in Nachrichten-Deskriptoren organisiert ist, weist vorteilhafterweise jeder Nachrichten-Deskriptor zusätzlich zu einem Zeigerstapel einen Vorspannblock auf, der Dienstinformationen bezüglich der Identität der Nachricht, der sein Zeigerstapel zugewiesen ist, der Zieladresse der Nachricht, der sein Zeigerstapel zugewiesen ist, der Verwaltung des Betriebs seines Zeigerstapels und des Wiederzusammensetzungszustands der Nachricht enthält.
Wenn die Paketzeigertabelle in Nachrichten-Deskriptoren organisiert ist, gehört vorteilhafterweise zu ihr eine Nachrichten-Deskriptor-Zuweisungstabelle, die diejenigen Nachrichten-Deskriptoren der Paketzeigertabelle auflistet, die gerade Nachrichten zugeteilt werden.
Vorteilhafterweise wird das Verfahren zur Wiederherstellung von Nachrichten mit Paketen angewandt, deren Dienstinformationsfeld auch über ihre Länge informiert, und weist die folgenden Schritte auf:

– Speichern von Paketen, die von den Netzen der paketweisen Übertragung stammen, in einem ersten Arbeitsspeicherbereich,
– Erzeugen einer Tabelle von N Deskriptoren, wobei N eine positive ganze Zahl ist, die Nachrichten zugewiesen werden können, die gerade wiederhergestellt werden, und einer Tabelle von Deskriptor-Zuweisungselementen in einem zweiten Arbeitsspeicherbereich, wobei jeder Deskriptor aufweist:
– einen Stapel von M Zeigern, wobei M eine positive ganze Zahl ist, die Paketen zugewiesen werden können, die im ersten Arbeitsspeicherbereich gespeichert sind, wobei jeder Paketzeiger einen für die Adresse des ihm zugewiesenen Pakets reservierten Teil im ersten Arbeitsspeicherbereich, einen für die relative Position des Pakets innerhalb der dem Deskriptor zugewiesenen Nachricht reservierten Teil und einen Teil umschließt, der für einen die augenblickliche Situation des zugewiesenen Pakets während des Ablaufs eines Nachrichtenwiederherstellungsvorgangs kennzeichnenden Status reserviert ist, und
– einen Vorspannblock mit Dienstinformationen, betreffend die Identifizierung der dem Deskriptor zugewiesenen Nachricht, die Position des ersten verfügbaren Zeigers des zuzuweisenden Stapels im Paketzeigerstapel des Deskriptors, die maximale erwartete Position des nächsten wiederzusammenzusetzenden Pakets in der Nachricht, die eine Verkettung mit dem letzten wiederzusammengesetzten Paket der Nachricht erlaubt,

– Analyse der Dienstinformationen jedes neu in der Einrichtung angekommenen Pakets, um daraus die Identität der Nachricht, von der es ein Teil ist, und den Zielempfangsport dieser Nachricht innerhalb der Einrichtung zu entnehmen,
– Suche in der Deskriptor-Tabelle mit Hilfe der Tabelle von Zuweisungselementen nach einem Nachrichten-Deskriptor, der der in den Dienstinformationen des Pakets identifizierten Nachricht zugewiesen ist,

– Zuweisung eines verfügbaren Deskriptors der Tabelle zur identifizierten Nachricht in den Dienstinformationen des Pakets, und Aktualisierung der Tabelle von Zuweisungselementen,
– Zuweisung des ersten verfügbaren Zeigers des Stapels des neu zugeteilten Deskriptors zum neu angekommenen, gerade analysiert werdenden Paket mit einem Wählbar-Zwischenstatus, und
– Aktualisierung des Vorspannblocks des Deskriptors,

– Zuweisung zum Paket des ersten verfügbaren Zeigers des Stapels des Deskriptors,
– Vergleich des Pakets mit denjenigen, die den bereits zugewiesenen Zeigern des Stapels des Deskriptors entsprechen,

– Zuordnung eines Wählbar-Zwischenstatus zum dem Paket zugewiesenen Zeiger,
– wiederholte Analyse, als Hintergrundprogramm, der Stapel von Zeigern der Deskriptoren der Tabelle, die tatsächlich Nachrichten zugewiesen sind, um aus dem ersten Bereich des Arbeitsspeichers in der richtigen Reihenfolge ohne Wiederholung oder Weglassen alle Pakete jeder Nachricht zu entnehmen, die gerade empfangen wird, und ihre Nutzlasten zu einem Stapel zur Nachrichtenwiederherstellung zu übertragen, wobei diese Analyse in Höhe eines Stapels von Deskriptor-Zeigern besteht aus
– der Berücksichtigung im Stapel, in abnehmender Dienstaltersreihenfolge, der tatsächlich Paketen zugewiesenen Zeiger, indem der erste gesucht wird, der einen Wählbar-Zwischenstatus aufweist,

– Deponieren der Nutzlast des bezeichneten Pakets in einen Nachrichtenwiederherstellungsstapel,
– Aktualisieren der maximalen Verkettungsposition im Vorspannblock des Deskriptors durch Erhöhen ihres Werts um die Länge der deponierten Nutzlast, und
– Übergang zum nächsten Zeiger des Stapels,

– Zuordnen des Vorzeitig-Wählbar-Zwischenstatus, zum Zeiger, und
– Übergang zum nächsten Zeiger des Stapels,

– Ändern des Wählbar-Zwischenstatus oder des Vorzeitig-Wählbar-Zwischenstatus des dem deponierten Paket zugewiesenen Zeigers in einen endgültigen Depotstatus,
– Prüfen der relativen Position des deponierten Pakets in der Nachricht,

– Schließen des Nachrichtenwiederherstellungsstapels, und
– Deaktivieren des der Nachricht zugewiesenen Deskriptors, indem die Tabelle von Zuweisungselementen aktualisiert wird,

– Ändern des Status des oder der Paketen zugewiesenen Zeiger gleicher relativer Position in der Nachricht und die direkt stromabwärts hinten im Stapel mit einem Redundanz-Zwischenstatus angeordnet sind, in einen endgültigen Redundanz-Status,
– Suchen stromaufwärts vorne im Stapel der Zeiger, die Paketen mit dem Vorzeitig-Wählbar-Zwischenstatus zugewiesen sind, und
– wenn diese Suche positiv ist, Prüfen der Wirklichkeit des Vorzeitig-Wählbar-Zwischenstatus, indem die relative Position des bezeichneten Pakets in der Nachricht, die aus den Dienstinformationsfeldern des bezeichneten Pakets entnommen wird, mit der maximalen Verkettungsposition verglichen wird, die sich im Vorspannblock des Deskriptors befindet,

– Ändern des Vorzeitig-Wählbar-Zwischenstatus in einen Wählbar-Zwischenstatus, und
– Wiederaufnahme der Analyse des Stapels in Höhe des zugewiesenen Zeigers, dessen Status geändert wurde,

– Ändern des Status des dem Paket zugewiesenen Zeigers, dessen Depot fehlgeschlagen ist, von einem Wählbar-Zwischenstatus in einen endgültigen Zurückgewiesen-Status,
– Suchen im Stapel nach einem anderen zugewiesenen Zeiger, der dem Paket entspricht, dessen Depot fehlgeschlagen ist, dem aber ein Redundant-Zwischenstatus zugeordnet ist,

– Ändern des Status des gefundenen Zeigers vom Redundant-Zwischenstatus zum Wählbar-Zwischenstatus, und
– Wiederaufnahme der Analyse des Zeigerstapels in Höhe des zugewiesenen Zeigers, dessen Status geändert wurde,

– momentanes Aufgeben der Wiederherstellung der Nachricht im Postspeicher, wobei diese Wiederherstellung natürlich bei Ankunft des folgenden Fragments wieder aufgenommen wird.

Vorteilhafterweise wird die Zuweisung eines Nachrichten-Deskriptors im Fall des Empfangs von Paketen, die zu einer neuen Nachricht mit der gleichen Endzieladresse wie seine Zuweisungsnachricht gehören, ebenfalls aufgehoben.
Wenn eine Nachricht von mehreren Übertragungsnetzen redundant übertragen wird, wird die Zuweisung eines Deskriptors nach dem Depot des letzten Pakets einer Nachricht vorteilhafterweise erst aufgehoben, wenn die diesem letzten Paket der Nachricht entsprechenden redundanten Pakete empfangen wurden, oder wenn eine Frist entsprechend der maximal zulässigen Differenz zwischen den Transportzeiten der Übertragungsnetze für die betroffene Nachricht überschritten wurde.
Wenn ein neuer Zeiger in einen Nachrichten-Deskriptor hinzugefügt wird, dessen Stapel von Zeigern voll und auf sich selbst zurückgeschleift ist, wird vorteilhafterweise überprüft, dass der vom so erzeugten neuen Zeiger überschriebene alte Zeiger einen endgültigen Status aufweist. Im gegenteiligen Fall kann eine Fehleranzeige erzeugt werden.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung einer Ausführungsform hervor, die als Beispiel angegeben wird. Diese Beschreibung bezieht sich auf die Zeichnung, in der:
1 ein Schaltbild ist, das zwei über zwei unterschiedliche Datenübertragungsnetze miteinander kommunizierende Einrichtungen zeigt, wobei bei einer der Einrichtungen die Struktur detaillierter dargestellt ist, um den Aufbau ihrer Zugänge zum Übertragungsnetz sichtbar zu machen,
2 das Paketformat MAC/IP/UDP im Einzelnen zeigt,
3 auf der Basis eines Vorspannblocks und eines Stapels von Paketzeigern die Zusammensetzung eines Nachrichten-Deskriptors im Einzelnen darstellt, der für die Wiederherstellung der von einer Einrichtung mittels eines oder mehrerer Paketdatenübertragungsnetze empfangenen Nachrichten verwendet wird,
4 die Zusammensetzung eines Zuweisungselements einer Tabelle von Zuweisungselementen von Nachrichten-Deskriptoren im Einzelnen darstellt,
5 ein Schaltbild ist, das die möglichen Statusänderungen darstellt, die die Zeiger eines Stapels eines Nachrichten-Deskriptors während der Wiederherstellung der entsprechenden Nachricht betreffen,
6 ein Diagramm ist, das die während der Wiederherstellung einer Nachricht unter den neu empfangenen Paketen, die ihre Zugehörigkeit zu dieser Nachricht beanspruchen, durchgeführte Manipulierung zeigt, und
7 ein Schaltbild ist, das die von den Paketen von ihrer Lieferung an eine Einrichtung durch die ihre Transporte gewährleistenden Übertragungsnetze bis zur Wiederherstellung der Nachrichten, die sie bilden, erfahrenen Verarbeitungen zeigt.
In 1 sind zwei mit 1, 2 bezeichnete Einrichtungen I, II mehr oder weniger voneinander entfernt und stehen miteinander über zwei getrennte Übertragungsnetze Na, Nb in Verbindung, die mit 3, 4 bezeichnet sind. Jede Einrichtung 1, 2 ist mit einer Hauptschaltung 10, die die Grundaufgaben ausführt, für die sie ausgelegt ist, und mit einer Netzschnittstelle 11 versehen, die die Zugänge der Hauptschaltung 10 der Einrichtung zu den beiden Übertragungsnetzen Na, Nb 3, 4 prüft.
In der Empfangsrichtung, welche die einzige nachfolgend beschriebene Richtung ist, hat die Netzschnittstelle 11 die Aufgaben, die Nachrichten oder Nachrichtenfragmente zu erfassen, die an die Netzzugänge der Einrichtung 1 gelangen, unter den an den Netzzugängen erfassten Nachrichten oder Nachrichtenfragmenten diejenigen auszuwählen, die die Einrichtung wirklich betreffen, die fragmentiert empfangenen Nachrichten wieder zusammenzusetzen, und in Abhängigkeit von ihrer Beschaffenheit die ausgewählten und ggf. wieder zusammengesetzten Nachrichten zu sortieren, um sie geordnet an die Hauptschaltung 10 der Einrichtung 1 zu bringen.
Die Erfassung der Nachrichten oder Nachrichtenfragmente in Höhe der Zugänge zu den Netzen 3, 4 auf den von den Netzen 3, 4 verwendeten physikalischen Ausbreitungsmedien und ihre Umwandlung in eine binäre Form erfolgt durch analoge Empfangsschaltungen PHY A, PHY B, die mit 110, 111 bezeichnet sind, deren Zusammensetzung stark von den Eigenschaften der Ausbreitungsmedien der Netze abhängt. Die Auswahl aus den Nachrichten oder Nachrichtenfragmenten, die an den Zugängen der Einrichtung 1 zu den Übertragungsnetzen 3, 4 erfasst und von den analogen Empfangsschaltungen 110, 111 in Binärform gebracht werden, von Nachrichten oder Nachrichtenfragmenten, die die Einrichtung 1 betreffen, sowie die Wiederzusammensetzung der fragmentierten Nachrichten und das Sortieren, in Abhängigkeit von ihrer Beschaffenheit, der ggf. wiederzusammengesetzten Nachrichten verwenden rein logische Verarbeitungen vom sequentiellen und/oder kombinatorischen Typ, die wie dargestellt mit Hilfe eines logischen Automaten 112 durchgeführt werden können, der einen RAM-Arbeitsspeicher 113 und einen RAM-Postspeicher 114 verwendet. Der RAM-Arbeitsspeicher 113 dient zur vorübergehenden Speicherung der Binärelemente der an den Netzzugängen der Einrichtung 1 erfassten Nachrichten durch die analogen Empfangsschaltungen 110, 111 während der Zeit der Auswahlvorgänge, des Sortierens und der Wiederherstellung der Nachrichten. Der Postspeicher 114 empfängt in verschiedenen Empfangs-Ports genannten Stapeln die aus den Auswahl- und Wiederherstellungsvorgängen stammenden Nachrichten, die nach Beschaffenheit sortiert sind. Er ist dazu bestimmt, als Empfangsbriefkasten für die Hauptschaltung 10 der Einrichtung 1 zu dienen, die ihn direkt oder über den logischen Automaten 112 abfragen kann.
Die beiden Datenübertragungsnetze Na und Nb 3, 4 sind Paketübertragungsnetze, die Nachrichten oder Nachrichtenfragmente in Form von Paketen oder Datagrammen (Folgen von Binärelementen) transportieren, die hintereinander asynchron auf den Verbindungen der Übertragungsnetze in Form von Modulationen von Übertragungssignalen zirkulieren, die an die Eigenschaften des für die Übertragung genutzten physikalischen Medien angepasst sind, dem Umgebungsmedium (drahtlose Übertragung) oder Strom- oder Lichtleitkabel (Drahtübertragung).
In einem Paketübertragungsnetz enthält das ein Paket bildende Datagramm Nutzdaten oder eine Nutzlast und Dienstinformationen, die das Routen des Pakets innerhalb des Übertragungsnetzes und die Signalisierung bestimmter Eigenschaften des Pakets, die für seine Nutzung in den Zieleinrichtungen nützlich sind, ermöglichen. Sein Format oder seine Organisation entspricht präzisen Regeln, die physikalische Protokollschicht oder Protokoll erster Ebene genannt werden und allen Netzteilnehmern bekannt sind. Die Nutzdaten eines Pakets sind in einem so genannten Nutzdatenfeld zusammengefasst, das selbst einer präzisen Organisation unterliegt, die den Zieleinrichtungen bekannt ist, oft von der gleichen Art wie diejenige eines Pakets, erneut mit einem Nutzdatenfeld und Dienstinformationsfeldern. Diese Organisation des Nutzdatenfelds eines Pakets entspricht Regeln, die logische Protokollschicht oder Protokoll zweiter Ebene genannt werden. Das vom Protokoll zweiter Ebene definierte Nutzdatenfeld kann selbst ein von einem Protokoll dritter Ebene definiertes Format aufweisen, und so weiter, so dass man oft ein Paketformat vorfindet, das mehrere Protokollschichten berücksichtigt.
Es ist insbesondere ziemlich häufig, in einem Paketübertragungsnetz ein Paketformat zu verwenden, das in der ersten Ebene, derjenigen der physikalischen Schicht, ein Protokoll Ethernet MAC (Akronym des englischen "Media Access Control"), das einer Norm IEEE802.3 und/oder 802.2 entspricht, die vom Institute of Electrical and Electronics Engineers erstellt wurde, und in der zweiten und dritten Ebene Internet-Protokolle vom Typ IP/UDP (Akronyme der englischen Begriffe "Internet Protocol" und "User Datagram Protocol") oder IP/TCP (Akronyme des englischen "Transport Control Protocol") oder IP/ICMP (Akronyme des englischen "Internet Control Message Protocol") einhält, die den Normen RFC entsprechen, die von der DARPA (Akronym des englischen "Defense Advanced Research Project Agency") ausgegeben wurden.
Das in der ersten Ebene verwendet Protokoll Ethernet MAC bedingt eine Begrenzung auf die Länge eines Pakets, was eine Fragmentierung der Nachrichten von größeren Langen als diese Begrenzung erfordert. Diese Fragmentierung der langen Nachrichten wird in der zweiten Ebene durch für das Protokoll IP spezifische Dienstinformationen erzeugt.
2 zeigt im Detail das Format eines Pakets, das drei Protokollschichten verwendet, eine erste Protokollebene Ethernet MAC, die an die physikalische Schicht eines eigentlichen Ethernet-Netzes angewendet wird und auf der Ebene dieses Netzes das globale Format eines Pakets spezifiziert, eine zweite Protokollebene IP, die das Format der Nutzlast Ethernet des Pakets im Rahmen des Internets spezifiziert, und eine dritte Protokollebene UDP, die das Format der Nutzlast IP spezifiziert. Das Protokoll UDP dritter Ebene wird als Beispiel gewählt, um eine vollständige Paketorganisation zu zeigen. Es wirkt nicht auf die Wiederherstellung der fragmentierten Nachrichten ein und kann durch andere Internet-Protokolle, wie das Protokoll TCP oder das Protokoll ICMP, ersetzt werden.
Das globale Format des Pakets, das vom Protokoll erster Ebene vom Typ MAC bedingt wird, ist Gegenstand der oberen Tabelle 5. Dasjenige des Nutzdatenfelds Ethernet, das die Nutzlast des Netzes bildet, das vom Protokoll zweiter Ebene vom Typ Internet IP bedingt wird, ist Gegenstand der mittleren Tabelle 6, während dasjenige des Nutzdatenfelds IP oder Nutzlastfelds IP, das vom Protokoll dritter Ebene vom Typ Internet UDP bedingt wird, von der unteren Tabelle 7 dargestellt wird.
Wie die obere Tabelle 5 der 2 zeigt, fordert das Protokoll Ethernet MAC vom Datagramm eines Pakets, dass es ein Nutzdatenfeld 5a einer Länge zwischen fünfundvierzig und fünfzehnhundert Bytes aufweist, dem ein Vorspann, genannt Vorspann MAC 5b, von vierundzwanzig Bytes vorausgeht, der Dienstinformationen der ersten Ebene, derjenigen der physikalischen Schicht, gewidmet ist, und gefolgt von einem zyklischen Redundanzcode 5c, der auch FCS genannt wird (Akronym des englischen "Frame Control Sequence"), der vier Bytes besetzt und die Gesamtheit des Pakets betrifft, mit Ausnahme der Präambel.
Der Vorspann MAC 5b setzt sich aus einer Präambel 50 von acht Bytes, die zur Synchronisation dient, wobei die Pakete asynchron übertragen werden, gefolgt von einer Zieladresse MAC 51 von sechs Bytes, einer Senderadresse MAC 52 von sechs Bytes und einer Dienstinformation 53 über zwei Bytes zusammen, die entweder der Länge des Pakets in Bytes, wenn der Wert dieser Länge unter 1536 liegt, oder dem Typ gewidmet ist, d.h. dem Protokoll zweiter Ebene, das vom Nutzdatenfeld MAC 5a eingehalten wird, wenn ihre Länge 1536 überschreitet. Wenn das Nutzdatenfeld MAC ein IP Protokoll einhält, ist der erwartete Wert der Dienstinformation 53 0800 in Hexadezimalzahlen.
Wenn, wie angenommen, das Nutzdatenfeld MAC 5a eines Pakets ein Protokoll IP einhält, wobei der Vorspann MAC 5b eine Information vom Typ 53 einschließt, die den Hexadezimalwert 0800 hat, wird das es bildende Datagramm seinerseits, wie es die mittlere Tabelle 6 der 2 zeigt, in ein Nutzdatenfeld IP 6a, das die Nutzlast auf der Ebene des Protokolls IP bildet, mit einem vorausgehenden Vorspann 6b, genannt Vorspann IP, zerlegt. Im beschriebenen Beispiel entspricht dieser Vorspann einem Protokoll IPV4 ohne optionale Felder und besetzt zwanzig Bytes, die Dienstinformationen betreffend die zweite Ebene, diejenige des Protokolls IP, gewidmet sind, die oft als logische Transportschicht bezeichnet wird.
Der Vorspann IP 6b weist ein erstes Dienstinformationsfeld 60 mit einer Länge von einem halben Byte auf, das die verwendete Version des Protokolls IP identifiziert und das für die Version 4 den erwarteten Binärwert 0100 hat. Dieses erste Dienstinformationsfeld 60 wird gefolgt von einer Einheit 61 von sieben weiteren Dienstinformationsfeldern, die achteinhalb Bytes besetzen, darunter ein Fragmentidentifikationsfeld 66 von 2 Bytes, das die Zugehörigkeitsnachricht des Pakets identifiziert, ein Feld "Offset-Fragment" 67 von 13 Bits, das die relative Position des Pakets in seiner Zugehörigkeitsnachricht angibt und es erlaubt, die Nachricht ausgehend von allen die Zugehörigkeit reklamierenden Paketen wieder zusammenzusetzen, und zwei Marker, von denen der eine DF 69 angibt, ob die Nutzlast IP 6a einer fragmentierten Nachricht entspricht oder nicht, und der andere MF 68 angibt, indem er den Wert Null annimmt, dass das Paket einem Nachrichten-Endfragment entspricht, und dann von einem Dienstinformationsfeld 62 einer Länge von einem Byte, das das Protokoll dritter Ebene identifiziert, das vom Nutzdatenfeld IP 6a eingehalten wird. Wenn, wie hier angenommen, das Nutzdatenfeld IP 6a das Internet-Protokoll UDP einhält, ist der erwartete Wert der Dienstinformation 62 17 in Dezimalzahlen. Anschließend an das Dienstinformationsfeld 62, das das Protokoll dritter Ebene identifiziert, findet man ein weiteres Dienstinformationsfeld 63 einer Länge von zwei Bytes, und dann ein Dienstinformationsfeld 64 einer Länge von vier Bytes, das einer Absender-Adresse IP gewidmet ist, und ein Dienstinformationsfeld 65 einer Länge von vier Bytes, das einer Zieladresse IP gewidmet ist.
Wenn, wie angenommen, das Nutzdatenfeld IP 6a ein Protokoll UDP einhält, wobei der Vorspann IP 6b eine Kennung des Protokolls dritter Ebene 62 mit dem Dezimalwert 17 enthält, wird das ihn bildende Datagramm seinerseits, wie es die untere Tabelle 7 der 2 zeigt, in ein Nutzdatenfeld UDP 7a, das die Nutzlast auf der Ebene des Protokolls UDP bildet, und einen davor liegenden Vorspann 7b, genannt Vorspann UDP, von acht Bytes zerlegt, der Dienstinformationen gewidmet ist, die die dritte Ebene betreffen, diejenige des Protokolls UDP, die häufig als logische Netzschicht bezeichnet wird. Die im Vorspann 7b enthaltene Information ist nur in den Paketen enthalten, die dem ersten Fragment einer fragmentierten Nutzlast IP entsprechen. Solche Pakete können durch ein Feld "Offset-Fragment" (67) Null identifiziert werden.
Der Vorspann UDP 7b weist ein erstes Dienstinformationsfeld 70 einer Länge von zwei Bytes auf, das einer Absenderadresse UDP gewidmet ist, die einen Senderport in der Absendereinrichtung identifiziert, von wo die im Datenfeld UDP 7a enthaltene Nutzlast kommt, gefolgt von einem zweiten Dienstinformationsfeld 71 einer Länge von zwei Bytes, das einer Zieladresse UDP gewidmet ist, die einen Empfangsport in der Zieleinrichtung identifiziert, und von einer Einheit 72 von zwei weiteren Dienstinformationsfeldern, die die vier verbleibenden Bytes besetzt.
Die Einrichtungen (1, 2 1), die von den die Protokollschichten MAC/IPv4/UDP, deren Format soeben detailliert in 2 dargestellt wurde, oder die Protokollschichten MAC/IPv4/TCP, oder auch die Protokollschichten MAC/IPv4/ICMP einhaltenden Paketvarianten betroffen sind, weisen in ihrem Postspeicher (114 2) mindestens einen Nachrichtenempfangsport, der jeder dieser Paketkategorien zugeordnet ist, und ggf. andere Empfangsports für die an ihn adressierten Pakete auf, deren drei Protokollebenen aber nicht vollständig ausgewertet werden können, entweder, weil ihr Protokoll zweiter Ebene nicht vom Typ IPv4 ist, oder weil ihr Protokoll dritter Ebene weder dem Protokoll UDP noch dem Protokoll TCP noch dem Protokoll ICMP entspricht.
Die an den Paketen durch die Netzschnittstelle (11 1) einer Einrichtung (1, 2 1) durchgeführten Operationen bestehen darin, unter den der Einrichtung (1, 2 1) von den Netzen (3, 4 1) zur Verfügung gestellten Paketen diejenigen auszuwählen, die für die Einrichtung bestimmt sind, aus den ausgewählten Paketen ihre Datennutzlast zu entnehmen, zu bestimmen, ob diese Nutzlast einer Nachricht oder einem Nachrichtenfragment entspricht, die fragmentierten Nachrichten wieder zusammenzusetzen, und die erhaltenen, ggf. defragmentierten Nachrichten zu dem oder den geeigneten Empfangsports des Postspeichers (114 1) der Einrichtung zu lenken. Sie werden vom Automaten (112 1) der Netzschnittstelle einer Einrichtung (1, 2 1) zu den binären Versionen oder Datagrammen der Pakete geführt, die in den Arbeitsspeicher (113 1) von den analogen Empfangsschaltungen (110, 111 1) eingebracht werden, die vor die Zugänge der Einrichtung (1, 2 1) zu den Netzen (3, 4 1) zwischengeschaltet sind.
Da die analogen Empfangsschaltungen (110, 111 1) zur Kennzeichnung von Anfang und Ende eines Pakets die Präambel (50 2) des Vorspanns und das Endfeld 5c des redundanten zyklischen Codes des Protokolls Ethernet MAC auswerten, das an die erste Ebene der physikalischen Schicht angelegt wird, gewährleisten sie implizit eine Erkennung der Datagramme, deren Format dem Protokoll Ethernet MAC entspricht. Diese Erkennung wird verwendet, um die Verarbeitung nur auf die Datagramme zu beschränken, die im Arbeitsspeicher (113 1) wirklich im Format Ethernet MAC gespeichert sind.
Da die Einhaltung eines Protokolls Ethernet MAC erster Ebene durch die Datagramme von Paketen, die von den analogen Empfangsschaltungen (110, 111 1) geliefert werden, gewährleistet ist, beginnen die vom Automaten (112 1) durchgeführten Operationen der Auswahl von Paketen, der Neuzusammensetzung von fragmentierten Nachrichten und des Sortierens von Nachrichten mit einer Überprüfung der Verwendung eines Protokolls zweiter Ebene vom Typ IP, die durchgeführt wird, indem der Wert der Kennung des Protokolls zweiter Ebene des Pakets, die im Paketvorspann im Dienstinformationsfeld (53 2) des dem Typ gewidmeten Protokolls Ethernet MAC enthalten ist, geprüft wird, wobei die Kennung 0800 in Hexadezimalzahlen wert sein muss, damit das Protokoll zweiter Ebene auch vom Typ IP ist.
Wenn die Überprüfung der Verwendung eines Protokolls zweiter Ebene des Typs IP fehlschlägt, wird das Paket einer Konkordanzrecherche zwischen dem Wert des Informationsfelds von Diensten, die der Zieladresse MAC gewidmet sind (51 2), und denjenigen der Zieladressen MAC unterzogen, die der betroffenen Einrichtung zugeordnet sind. In Abwesenheit einer Konkordanz wird das Paket zurückgewiesen. Bei Vorhandensein einer Konkordanz wird das im Nutzdatenfeld (6a 2) vorhandene Datagramm an einem bestimmten Empfangsport des Postspeichers 114, genannt Brutto-Empfangsport Ethernet, deponiert.
Wenn die Überprüfung der Verwendung eines Protokolls IP durch das Paket auf der zweiten Ebene positiv ist, wird das Paket einer Konkordanzrecherche zwischen der Kombination der Werte der Dienstinformationsfelder, die der Zieladresse MAC (51 2) und der Zieladresse IP (65 2) gewidmet sind, und den Kombinationen aus Zieladressen MAC und Zieladressen IP unterzogen, die der betroffenen Einrichtung zugeordnet sind. Bei fehlender Konkordanz wird es zurückgewiesen. Wenn dagegen eine Konkordanz gefunden wird, wird es einer Identifizierung 26 des Protokolls dritter Ebene, die vom Paket verwendet wird, und einer Nachrichtentnahme unterzogen.
Die Identifizierung eines Protokolls dritter Ebene erfolgt durch Abfrage des Werts, den die Kennung des Protokolls dritter Ebene angenommen hat, die im Paketvorspann vorhanden ist, im Dienstinformationsfeld (62 2) des Protokolls IP, das einen Dezimalwert 6 für ein Protokoll TCP, 17 für ein Protokoll UDP, 1 für ein Protokoll ICMP usw. annimmt.
Wenn die im Paketvorspann enthaltene Kennung des Protokolls dritter Ebene ein Protokoll TCP oder UDP signalisiert, überlagert eine Operation der Nachrichtenwiederherstellung basierend auf der Analyse der Felder Fragmentidentifizierer und Offset-Fragment sowie der Marker DF der Fragmentierung und MF des Endfragments (66, 67; 68, 69 2) die Suche nach einem Zielport, da das Paket einem Nachrichtenfragment entsprechen kann.
Diese Operation der Wiederherstellung einer fragmentierten Nachricht verwendet zwei verschiedene Prozesse, die gleichzeitig ablaufen: einen Prozess der Erfassung durch Zugehörigkeitsnachrichten der kürzlich von der Einrichtung empfangenen Pakete, die sich im Arbeitsspeicher (113 1) im Durchgang befinden, und deren Analyse der Dienstinformationen gezeigt hat, dass sie die Einrichtung betreffen und die Protokolle MAC/IP/TCP oder MAC/IP/UDP erfüllen, und einen Prozess der Wiederzusammensetzung in der richtigen Reihenfolge und ohne Weglassen der Pakete, die die gleiche Nachricht beanspruchen, in einem Stapel des Postspeichers (114 1), der an eine dem Empfangsport der betroffenen Nachricht entsprechenden Adresse gebracht wurde.
Die Verwaltungen des Erfassungsprozesses der kürzlich an den Protokollen MAC/IP/TCP oder MAC/IP/UDP empfangenen Pakete, die die Einrichtung betreffen, und des Prozesses der Wiederzusammensetzung dieser Pakete erfolgen mit Hilfe einer Tabelle von Nachrichten-Deskriptoren, die mit Hilfe einer Nachrichten-Deskriptoren-Zuweisungstabelle bearbeitet wird.
Die Tabelle von Nachrichten-Deskriptoren ist im Arbeitsspeicher (113 1) gespeichert. Sie listet die kürzlich empfangenen Pakete auf, noch im Arbeitsspeicher (113 1), eingeordnet nach Zugehörigkeitsnachricht und in der Reihenfolge des Empfangs, und mit einem Status versehen, der das Schicksal angibt, das ihnen während der Abläufe der Prozesse der Erfassung und der Wiederzusammensetzung zuteil wird. Sie wird in Abhängigkeit von der Ankunft der Pakete und der Wiederzusammensetzungszustände der Nachrichten durchgehend aktualisiert. Sie schließt N Nachrichten-Deskriptoren ein, die je einer gerade empfangenen und wiederhergestellten Nachricht zuweisbar sind, wobei N zum Beispiel den Wert 4096 annimmt, oder ggf. 16 pro Nachrichtenfluss in dem Fall, in dem die Empfangsvorrichtung eine Kapazität von 256 Nachrichtenflüssen hat, die je einer Zieladresse MAC zugeordnet sind, die lokal erwartet wird.
Jeder Nachrichten-Deskriptor ist mit einem Vorspannblock und mit einem Paketzeigerstapel versehen. Der Vorspannblock sammelt Informationen über die Identität der dem Deskriptor zugeteilten, gerade empfangen werdenden Nachricht, das Ziel dieser Nachricht innerhalb der Einrichtung und den Wiederzusammensetzungszustand dieser Nachricht. Der Stapel weist M Paketzeiger auf, wobei M zum Beispiel den Wert zehn annimmt, die den empfangenen, vorläufig im Arbeitsspeicher (113 1) gespeicherten Paketen zugeordnet werden können, die sich auf die dem Deskriptor zugeordnete Nachricht berufen. Jeder zugewiesene Zeiger sammelt in dem Paket, das er bezeichnet, Informationen über die Adresse dieses Pakets im Arbeitsspeicher (113 1), die relative Position dieses Pakets in der dem Deskriptor zugewiesenen Nachricht, und über den Verarbeitungszustand dieses Pakets im Lauf der Prozesse der Erfassung der Pakete und der Wiederzusammensetzung der dem Deskriptor zugeteilten Nachricht, was zur Anzeige einer vollständigen Nachricht im Postspeicher (114 1) der Einrichtung führt.
Genauer gesagt, weist ein Vorspannblock 8 eines Nachrichten-Deskriptors wie in 3 gezeigt auf:

– ein Informationsfeld WRPT 80, das die laufende Schreibposition im Zeigerstapel 9 kennzeichnet,
– einen Marker N 81, der angibt, ob der Zeigerstapel des Nachrichten-Deskriptors voll ist oder nicht. (Wenn der Zeigerstapel voll ist, betrifft die Gesamtheit seiner Elemente Fragmente der gerade vorliegenden Nachricht und muss beim Prozess der Wiederzusammensetzung berücksichtigt werden. Im gegenteiligen Fall betreffen nur die zwischen der Ursprungsposition 0 und WRPT befindlichen Zeiger die vorliegende Nachricht und müssen im Prozess der Wiederzusammensetzung berücksichtigt werden),
– Marker "Sa" 82, "Sb" 83, die angeben, dass ein einem ersten Fragment der dem Deskriptor zugeteilten Nachricht entsprechendes Paket vom entsprechenden Netz (Na oder Nb 1) empfangen wurde,
– Marker "Ea" 84, "Eb" 85, die angeben, dass ein einem letzten Fragment der dem Deskriptor zugeteilten Nachricht entsprechendes Paket vom entsprechenden Netz (Na oder Nb 1) empfangen wurde,
– ein Informationsfeld "UDP Port-Alias" 86, das den in Höhe des Protokolls UDP den Paketen und somit der dem Deskriptor zugeteilten Nachricht zugeordneten Empfangsport identifiziert,
– ein Informationsfeld "Datum des letzten empfangenen Pakets" 87, das das Datum der letzten Zuweisung eines Zeigers des Stapels des Deskriptors an ein empfangenes Paket enthält,
– einen Alarm-Marker "A" 88, der aktiviert wird, wenn die letzte Zuweisung eines Zeigers des Stapels des Deskriptors zu einem Zeitpunkt stattfand, dessen Dienstalter bald die Messkapazitäten des Taktgebers überschreiten wird (Problem des Zurückschleifens des Zeitzählers des Taktgebers),
– ein Informationsfeld "Portnummer" 89, das die lokale Adresse des auf der Ebene des Protokolls UDP identifizierten Empfangsports im Informationsfeld "UDP Port-Alias" 86 angibt,
– ein der Länge der Nutzlast UDP des gerade empfangen werdenden Datagramms gewidmetes Informationsfeld "Länge UDP" 106, das eine Information ist, die in den Dienstinformationsfeldern jedes ersten Pakets bei den Protokollen MAC/IP/UDP vorhanden ist und über die Länge der Nachricht informiert,
– ein Informationsfeld "FID" 100, das der Nachrichtenkennung gewidmet ist, die vom Inhalt des Felds "frag ID" gebildet wird, das in den Dienstinformationsfeldern (66 2) jedes Pakets bei den Protokollen MAC/IP vorhanden ist,
– ein Informationsfeld "Maximum des nächsten Offset" 101, dessen Wert der Summe des Offset-Fragments und der Länge der Nutzlast des letzten empfangenen und erfolgreich in den Postspeicher 114 übertragenen Pakets entspricht, und
– Felder von Paritätsbits "PPPP" 102, 103, 104, 105, die eine Fehlererfassung erlauben.

Ein Paketzeiger eines Stapels 9 von Nachrichten-Deskriptoren weist seinerseits auf:

– einen Marker "V" 90, der das Ursprungsnetz (Na oder Nb 1) des dem Zeiger zugeteilten Pakets angibt,
– ein Informationsfeld "Paketadresse" 91, das die Adresse des dem Zeiger zugeteilten Pakets im Arbeitsspeicher angibt,
– ein Informationsfeld "Offset-Fragment" 92, das der relativen Position der Nutzlast des dem Zeiger zugeteilten Pakets in der dem Deskriptor entsprechenden Nachricht gewidmet ist, wobei diese relative Position dem Feld "frag offset" entnommen wird, das in den Dienstinformationsfeldern (67 2) jedes Pakets bei den Protokollen MAC/IP vorhanden ist,
– einen Marker "E" 93, der angibt, dass das dem Zeiger zugeteilte Paket einem letzten Nachrichtenfragment entspricht, wobei dieser Marker "E" dem Marker "MF" (68 2) entspricht, der in den Prüfmarkern der Protokollschicht IP des dem Zeiger zugeteilten Paket vorhanden ist,
– ein Feld "COD" 94 von drei Bits, das einem evolutiven Status entspricht, der dem bezeichneten Paket in Abhängigkeit von seiner Zukunft im Laufe der Operationen der Erfassung der Pakete, die sich auf die dem Deskriptor zugeteilte Nachricht berufen, und der Wiederzusammensetzung dieser Pakete zugeteilt ist, um die Nachricht wiederherzustellen, wobei dieser aus einer Binärzahl mit drei Stellen bestehende Status es erlaubt, acht verschiedene Situationen für jedes Paket zu unterscheiden, und
– ein Feld von Paritätsbits "PPPP" 95, das eine Fehlererfassung ermöglicht.

Die Zuweisungstabelle für Nachrichten-Deskriptoren listet in der Tabelle von Nachrichten-Deskriptoren die von Nachrichten, die gerade wieder zusammengesetzt werden, verwendeten aktiven Nachrichten-Deskriptoren auf. Wie 4 zeigt, schließt sie einen Stapel 200 von Zuweisungselementen ein, die je einen bestimmten Nachrichten-Deskriptor in der Nachrichten-Deskriptor-Tabelle bezeichnen. Jedes Zuweisungselement schließt ein:

– ein Informationsfeld "Fragment ID" 201, das eine Nachricht identifiziert, die gerade dem bezeichneten Deskriptor zugewiesen wird oder ihm früher zugewiesen wurde,
– einen Marker "U" 202, der angibt, ob der bezeichnete Deskriptor gerade einer in der Wiederzusammensetzung befindlichen Nachricht zugewiesen ist oder nicht, und
– ein Informationsfeld "Port-Alias" 203, das das Informationsfeld "UDP Port-Alias" 86 des Vorspannblocks 8 des bezeichneten Deskriptors wiederholt, das die Endzieladresse der Nachricht enthält.

Der Prozess der Erfassung der Pakete durch Zugehörigkeitsnachrichten wird bei jedem Empfang durch die Einrichtung eines von einem der Kommunikationsnetze (Na oder Nb 1) kommenden Pakets begonnen, das Zieladressen MAC und IP erwähnt, die der Einrichtung entsprechen, unter Einhaltung der Formate der Protokolle MAC/IP/TCP oder MAC/IP/UDP. Er beginnt mit der Suche nach einem Deskriptor in der Nachrichten-Deskriptor-Tabelle, der bereits der Zugehörigkeitsnachricht des Pakets zugewiesen ist. Diese Suche erfolgt mittels der Zuweisungstabelle 200 von Nachrichten-Deskriptoren, die es ermöglicht, ihren Bereich nur auf die Deskriptoren der Nachrichten-Deskriptor-Tabelle zu beschränken, die bereits Nachrichten zugewiesen sind, die gerade wieder zusammengesetzt werden. Die von den Zuweisungselementen der Zuweisungstabelle 200 bezeichneten Nachrichten-Deskriptoren, die im zugewiesenen Zustand einen Zuweisungsmarker "U" 202 aufweisen, werden analysiert, um zu sehen, ob einer von ihnen nicht der Zugehörigkeitsnachricht des Pakets entspricht. Es können zwei Fälle auftreten, entweder gibt es keinen solchen Deskriptor, oder es gibt ihn.
Wenn die Nachrichten-Deskriptor-Zuweisungstabelle 200 kein Zuweisungselement mit einem Zuweisungsmarker "U" 202 im zugewiesenen Zustand aufweist, der einen Nachrichten-Deskriptor bezeichnet, der der Zugehörigkeitsnachricht des Pakets zugewiesen ist, was bedeutet, dass es keinen aktiven Nachrichten-Deskriptor gibt, der in der Nachrichten-Deskriptor-Tabelle der Zugehörigkeitsnachricht des Pakets zugewiesen ist, geht man zur Erzeugung eines solchen Deskriptors in der Nachrichten-Deskriptor-Tabelle und zur Aktualisierung des Zuweisungselements über, das ihn in der Nachrichten-Deskriptor-Zuweisungstabelle 200 bezeichnet. Genauer gesagt, besteht dies darin:

– in der Nachrichten-Deskriptor-Zuweisungstabelle 200 ein Zuweisungselement mit einem Zuweisungsmarker "U" 202 im nicht zugewiesenen Zustand zu suchen,
– den Zuweisungsmarker "U" 202 dieses Zuweisungselements vom nicht zugewiesenen in den zugewiesenen Zustand übergehen zu lassen,
– das Informationsfeld "Fragment ID" dieses Zuweisungselements zu aktualisieren, um es demjenigen des gerade erfasst werdenden Pakets entsprechen zu lassen,
– das Feld WRPT des Vorspannblocks des vom betroffenen Zuweisungselement bezeichneten Nachrichten-Deskriptors auf einen vereinbarten Ursprungswert (zum Beispiel 0) zu initialisieren,
– den Marker N des Vorspannblocks des vom betroffenen Zuweisungselement bezeichneten Nachrichten-Deskriptors auf den Wert zu initialisieren, der eine unvollständige Zeigertabelle angibt,
– die anderen Informationsfelder des Vorspannblocks des vom betroffenen Zuweisungselement bezeichneten Nachrichten-Deskriptors zu initialisieren und sie zu informieren, um sie der Zugehörigkeitsnachricht des Pakets entsprechen zu lassen,
– die Zeiger des Stapels des vom betroffenen Zuweisungselement bezeichneten Nachrichten-Deskriptors zu initialisieren, indem die Felder E, V, "Paketadresse", "Offset-Fragment" und COD informiert werden, und
– die verschiedenen Werte der Bits PPPP zu erstellen.

Wenn es in der Nachrichten-Deskriptor-Tabelle einen der Zugehörigkeitsnachricht des Pakets zugewiesenen Deskriptor gibt, weist man dem Paket den ersten freien Zeiger des Stapels des Deskriptors zu, dessen Adresse vom Feld "WRPT" des Vorspannblocks des Deskriptors abgeleitet wird. Diese Zuweisung besteht darin, seine Informationsfelder "V", "E", "Paketadresse" und "Offset-Fragment" zu informieren, dem Paket im Informationsfeld "COD" einen Status zuzuteilen, die Werte der Paritätsbits PPPP des Zeigers zu bestimmen und das Feld WRPT evoluieren zu lassen. Man wählt zum Beispiel als Evolutionsregel von WRPT eine einfache Inkrementierung mit Zurückschleifen auf den Ursprungswert, wenn WRPT seinen maximalen Wert erreicht hat, wobei dieser Vorgang der Aktualisierung des Markers E zugeordnet ist, um einen vollen Zeigerstapel anzuzeigen.
Wenn ein neuer Zeiger in einen Nachrichten-Deskriptor hinzugefügt wird, dessen Zeigerstapel voll ist, prüft man, dass der alte, vom so erzeugten neuen überschriebene Zeiger einen endgültigen Status besitzt. Im gegenteiligen Fall kann eine Fehleranzeige erzeugt werden.
Der einem in der Deskriptor-Tabelle der Nachricht angezeigten Paket zugeteilte Status ist evolutiv und ermöglicht es, das dem bezeichneten Paket zugeteilte Schicksal während der Prozesse der Erfassung und des Wiederzusammensetzens der Nachrichten zu verfolgen.
Das Diagramm der 5 stellt die möglichen Status-Evolutionen für ein kürzlich empfangenes Paket, gekennzeichnet durch einen Zeiger eines Deskriptor-Stapels, in dem Fall dar, in dem die dem Deskriptor entsprechende Nachricht redundant über zwei getrennte Paketübertragungsnetze (Na und Nb 1) zur Einrichtung kommen kann. In 5 entsprechen die dünn gezeichneten Pfeile Aktionen des Erfassungsprozesses und die dick gezeichneten Pfeile Aktionen des Wiederzusammensetzungsprozesses.
Wenn ein neu von der Einrichtung empfangenes Paket 400 die Zuweisung eines Zeigers in der Nachrichten-Deskriptor-Tabelle verdient, kann ihm in Höhe seines Zeigers ein Zwischenstatus zugeteilt werden, entweder wählbar 401 oder redundant 402.
Bei der Zuweisung zu einem neu empfangenen Paket, das provisorisch im Arbeitsspeicher (113 1) gespeichert ist, eines Zeigers eines Nachrichten-Deskriptors innerhalb der Nachrichten-Deskriptor-Tabelle, d.h. nachdem die Analyse der Dienstinformationsfelder des Pakets gezeigt hat, dass das Paket die Protokolle MAC/IP/TCP oder MAC/IP/UDP erfüllt und Zieladressen gemäß den Protokollen MAC und IP hat, die der Einrichtung zugeteilt sind, und nachdem ein der im Dienstinformationsfeld "Identifizierung des Fragments" des Pakets identifizierten Nachricht entsprechender Deskriptor gefunden oder in der Nachrichten-Deskriptor-Tabelle erzeugt wurde, erfolgt die Wahl des dem Paket zugeteilten Zwischenstatus nach einem Vergleich des Dienstinformationsfelds "Offset-Fragment" des Pakets mit denjenigen aller anderen Pakete, die von den bereits zugewiesenen Zeigern des Stapels von Zeigern des Deskriptors bezeichnet werden.
Wenn einer der bereits zugewiesenen Zeiger des Stapels des Deskriptors den gleichen Feldwert "Offset-Fragment" hat, wird dem dem neu empfangenen Paket zugewiesenen Zeiger der Redundanz-Zwischenstatus 402 verliehen, da er ein Paket bezeichnet, das bereits in der Deskriptor-Tabelle markiert ist.
Wenn keiner der bereits zugewiesenen Zeiger des Stapels des Deskriptors den gleichen Feldwert "Offset-Fragment" hat, wird dem neu empfangenen Paket der Wählbar-Zwischenstatus 401 zugewiesen.
Wenn der Deskriptor beim Empfang eines Pakets erzeugt wird, das zu einer Nachricht gehört, für die der entsprechende Nachrichten-Deskriptor nicht vorher existiert, nimmt das Feld "Maximum des nächsten Offset" des Vorspannblocks des Deskriptors den Wert 0 an, wodurch angezeigt wird, dass das erste zu deponierende Paket einem ersten Fragment entsprechen und ein Dienstinformationsfeld "Offset-Fragment" haben muss, das einen Wert Null enthält.
Die beiden Zwischenstatus redundant 402 und wählbar 401 sind provisorische Zwischenstatus, die einem Paket während des Prozesses der Erfassung zugeteilt werden, die vom Prozess des Wiederzusammensetzens einer Nachricht in Abhängigkeit von den angetroffenen Zufälligkeiten verändert werden können.
Der Prozess des Wiederzusammensetzens einer Nachricht, der parallel zum Prozess der Erfassung abläuft, verwendet tatsächlich die Zuweisungstabelle von Nachrichten-Deskriptoren und die Nachrichten-Deskriptor-Tabelle, die vom Erfassungsprozess initiiert werden, um die gerade empfangen werdenden Nachrichten zu erfassen, die von den Deskriptoren während der Zuteilung signalisiert werden. Er geht von der Sortierung nach Zugehörigkeitsnachrichten der kürzlich empfangenen Pakete und den Überprüfungen von Dubletten aus, die bereits in der Nachrichten-Deskriptor-Tabelle durchgeführt wurden, um die fragmentierten Nachrichten wiederherzustellen und gleichzeitig die Dubletten und das Weglassen von Fragmenten zu vermeiden.
Hierzu führt der Prozess der Nachrichten-Wiederzusammensetzung eine periodische Analyse der Deskriptoren der Nachrichten-Deskriptor-Tabelle durch, die von den Zuweisungselementen der Nachrichten-Deskriptor-Zuweisungstabelle als in Zuweisung befindlich bezeichnet wurden.
Während dieser periodischen Analyse ordnet er jeder Nachricht, die einen zugewiesenen Deskriptor aufweist (Zuweisungsmarker des Zuweisungselements, der ihn als im zugewiesenen Zustand bezeichnet), einen bestimmten Stapel im Postspeicher (114 1) an einer Adresse zu, die von den Werten abgeleitet wird, die von den Informationsfeldern "UDP Port-Alias" und "Port-Nr." des Vorspannblocks des Deskriptors (8 3) angenommen werden, und wertet dann den Stapel von Zeigern jedes zugewiesenen Deskriptors aus.
Die Auswertung eines Stapels von Zeigern eines zugewiesenen Deskriptors durch den Prozess des Nachrichtenwiederzusammensetzens beginnt mit der Kennzeichnung des Nutzbereichs des Stapels unter Verwendung des Markers N und des Felds WRPT des Vorspannblocks des Deskriptors, und setzt sich durch die Inspektion dieses Nutzbereichs fort, um dort das Paket, das demjenigen entspricht, das in diesem Moment erwartet wird, in dem Stapel des Postspeichers, der für die Zuweisungsnachricht des Deskriptors reserviert ist, zu suchen und seine Nutzlast vom Arbeitsspeicher zum Postspeicher zu übertragen.
Die Inspektion des Nutzbereichs eines Zeigerstapels eines Deskriptors erfolgt in Richtung der Einschreibung des Stapels und beschränkt sich auf die Zeiger mit einem Wählbar-Zwischenstatus 401, oder, wie man weiter unten sehen wird, eines Vorzeitig-Wählbar-Status 403. Die Suche unter diesen Zeigern nach demjenigen, der dem in dem Moment im Stapel des Postspeichers, der für die Zuweisungsnachricht des Deskriptors reserviert ist, erwarteten Paket zugewiesen ist, besteht darin, den Zeiger im Wählbar-Zwischenstatus 401 oder Vorzeitig-Wählbar-Zwischenstatus 403 zu finden, der einen Wert des Informationsfelds "Offset-Fragment" hat, der niedriger als oder gleich dem Wert des Informationsfelds "Maximum des nächsten Offset" ist, das im Vorspannblock des Deskriptors vorhanden ist, der die Obergrenze des Offset-Werts des im Stapel des Postspeichers erwarteten Pakets angibt.
Wenn der Wert des Informationsfelds "Offset-Wert" eines getesteten Zeigers größer ist als der Wert des Informationsfelds "Maximum des nächsten Offsets" des Vorspannblocks des Deskriptors, geht der Prozess der Wiederzusammensetzung nicht zur Übertragung seiner Nutzlast in den Stapel des der Nachricht zugeordneten Postspeichers über, da eine solche Übertragung verfrüht ist. Er hinterlässt aber eine Spur seines Durchgangs, indem er dem getesteten Zeiger einen Vorzeitig-Wählbar-Zwischenstatus 403 verleiht, falls er noch keinen solchen Status hat, um zu signalisieren, dass dieser Zeiger erst nach der tatsächlichen Übertragung der Nutzlast eines anderen Pakets wieder getestet werden muss.
Wenn der Wert des Informationsfelds "Offset-Wert" des analysiert werdenden Zeigers geringer als oder gleich dem Wert des Informationsfelds "Maximum des nächsten Offsets" des Vorspannblocks des Deskriptors ist, geht der Prozess des Wiederzusammensetzens zur tatsächlichen Übertragung der Nutzlast des bezeichneten Pakets in den Stapel des der Nachricht zugeordneten Postspeichers über.
Nach jeder erfolgreichen Übertragung der Nutzlast eines Pakets vom Arbeitsspeicher (113 1) zum Postspeicher (114 1) aktualisiert der Wiederzusammensetzungsprozess das Informationsfeld "Maximum des nächstens Offsets" des Vorspanns des Deskriptors, indem er den vorhergehenden Wert dieses Felds um die Länge der deponierten Nutzlast erhöht, und ändert den Status des dem übertragenen Paket zugewiesenen Deskriptors in den endgültigen Depotstatus 404, was es ermöglicht, den Zeiger aus der nächsten Analyse des Stapels durch den Wiederzusammensetzungsprozess auszuschließen. Er sucht anschließend stromaufwärts vor dem gleichen Stapel mögliche Zeiger, denen ein Vorzeitig-Wählbar-Zwischenstatus 403 zugeordnet ist. Wenn es welche gibt, nimmt er seine Analyse des Stapels in Höhe des ältesten gefundenen wieder auf. Wenn nicht, setzt er seine Analyse des Stapels mit dem folgenden Zeiger fort.
Wenn er nicht in der Lage ist, ein Paket zu übertragen, verändert er den Status des manipulierten Zeigers in einen endgültigen Zurückgewiesen-Status 405 und sucht stromabwärts hinten im gleichen Stapel unter den Zeigern mit dem Redundant-Zwischenstatus 402 einen einem Paket zugewiesenen Zeiger, der den gleichen Wert des Informationsfelds "Offset-Fragment" hat. Bei erfolgreicher Suche ändert er den Zwischenstatus des gefundenen Zeigers von redundant 402 in wählbar 401 und nimmt seine Analyse des Stapels ab dem Zeiger im Zwischenstatus wieder auf, der von redundant in wählbar geändert wurde. Bei erfolgloser Suche wird die Übertragung provisorisch aufgegeben. Sie wird mit Ankunft des folgenden Fragments wieder aufgenommen oder definitiv aufgegeben, wenn dieses Ereignis nicht innerhalb einer Zeit auftritt, die dem maximalen Unterschied zwischen den Transportzeiten der beiden redundanten Netze entspricht.
Bei jeder erfolgreichen Übertragung der Nutzlast eines letzten Pakets einer Nachricht, die vom Marker E (93 3) signalisiert wird, in einen Stapel 10 des Postspeichers (114 1) signalisiert der Wiederzusammensetzungsprozess, dass der verwendete Stapel des Postspeichers eine vollständige Nachricht einschließt, die der Einrichtung zur Verfügung steht.
Der Nachrichten-Deskriptor wird geschlossen (in den nicht zugewiesenen Zustand des ihn bezeichnenden Markers des Zuweisungselements gebracht), wenn der Zeiger des redundanten Pakets, der dem letzten Paket der Nachricht zugeordnet ist, in seinem Stapel vorhanden ist, oder wenn eine längere Frist als die dem maximal zulässigen Unterschied zwischen den Transportzeiten der beiden Netze entsprechende Zeit abgelaufen ist, oder auch, wenn eine neue Nachricht mit der gleichen Endzieladresse in der Einrichtung empfangen wird.
Die Erfassung solcher Situationen wird durch ein Hintergrundprogramm durchgeführt, das die Vorspanne der zugewiesenen Deskriptoren periodisch durchläuft und das Feld "Datum des letzten empfangenen Pakets" mit dem laufenden Datum vergleicht. Dieses Hintergrundprogramm aktualisiert auch den Marker A (88 3).
6 ist ein Zeitdiagramm, das die Bestimmung der Status der Paketzeiger eines Deskriptors der Nachrichten-Deskriptor-Tabelle während des Prozesses der Erfassung der neu empfangenen Pakete und die möglichen Veränderungen dieser Status während des Wiederzusammensetzungsprozesses im Fall eines Anfangs einer fragmentierten Nachricht zeigt, die an der Einrichtung sowohl vom Paketkommunikationsnetz Na als auch vom Paketkommunikationsnetz Nb ankommt.
Die den Fragmenten der Nachricht entsprechenden Pakete werden danach in der natürlichen Ordnung der Fragmente über zwei unabhängige virtuelle Wege, von denen einer über das Übertragungsnetz Na und der andere über das Übertragungsnetz Nb verläuft, ausgesendet und parallel und vollständig unabhängig und asynchron von den beiden analogen Empfangsschaltungen (110, 11 1) der Einrichtung empfangen. In 6 werden die von der Einrichtung empfangenen Pakete, die den fünf ersten Fragmenten der gleichen Nachricht entsprechen, schematisch durch Kreise dargestellt, die im Index eine Zahl aufweisen, die ihrem Rang in der Nachricht entspricht. Diese Kreise sind auf zwei zur Zeitskala parallelen Linien angeordnet: eine erste Linie entsprechend den vom Übertragungsnetz Na transportierten Paketen und eine zweite Linie entsprechend den vom Übertragungsnetz Nb transportierten Paketen. Die dargestellte Situation ist diejenige eines Übertragungsnetzes Na, das den Paketen der Nachricht kürzere Transportzeiten als das Übertragungsnetz Nb bietet, das aber das dem dritten Fragment der Nachricht entsprechende Fragment verloren hat, welches jedoch über das Übertragungsnetz Nb bezüglich des dem vom Übertragungsnetz Na transportierten vierten Nachrichtenfragment entsprechenden Pakets verzögert ankommt.
Im Prozess der Erfassung der neu empfangenen Pakete werden der Gesamtheit dieser Pakete in der Nachrichten-Deskriptor-Tabelle Zeiger zugewiesen, die vom Stapel des gleichen Deskriptors kommen. Den Zeigern der vom Übertragungsnetz Na empfangenen Pakete wird der Wählbar-Zwischenstatus E verliehen, da sie als erste an der Einrichtung angekommen sind. Den Zeigern der beiden ersten vom Netz Nb empfangenen Pakete wird der Redundant-Zwischenstatus verliehen, da sie bereits über das Übertragungsnetz Na zur Einrichtung gekommen waren. Das dritte Paket wird nicht integral vom Übertragungsnetz Na übertragen, was in 6 durch die Tatsache gezeigt ist, dass es mit einem Kreuz durchgestrichen ist, aber es kommt trotzdem über das Übertragungsnetz Nb zur Einrichtung. Im Netz Nb wird ihm ein Wählbar-Zwischenstatus verliehen, da es das erste an der Einrichtung ankommende Paket ist. Da die folgenden Pakete ohne Weglassen von den beiden Übertragungsnetzen Na und Nb übertragen werden, mit einem Vorsprung des Übertragungsnetzes Na bezüglich des Übertragungsnetzes Nb, wird ihren Zeigern für die vom Übertragungsnetz Na kommenden Pakete der Wählbar-Zwischenstatus E und für die vom Übertragungsnetz Nb kommenden Pakete der Redundant-Zwischenstatus R verliehen.
Beim Prozess des Wiederzusammensetzens werden die Nutzlasten der beiden ersten vom Übertragungsnetz Na kommenden Pakete vom Arbeitsspeicher (113 1) zum Postspeicher (114 1) übertragen, und der Status ihrer Zeiger geht vom Wählbar-Zwischenstatus auf den endgültigen Depotstatus über, während die beiden ersten vom Übertragungsnetz Nb kommenden, als redundant angesehenen Pakete beseitigt werden und der Status ihrer Zeiger vom Redundant-Zwischenstatus auf den endgültigen Zurückgewiesen-Status übergeht. Die Übertragung des vierten vom Übertragungsnetz Na kommenden Pakets wird verweigert, und sein Zeiger geht vom Wählbar-Zwischenstatus auf den Vorzeitig-Wählbar-Status (E⇒P) über, da das dritte Paket zum Zeitpunkt seiner ersten Berücksichtigung fehlt. Das dritte vom Übertragungsnetz Nb kommende Paket wird seinerseits nach den beiden ersten Paketen in den Postspeicher übertragen, wobei sein Zeiger vom Wählbar-Zwischenstatus in den endgültigen Depotstatus übergeht.
Da die Suche nach Zeigern im Vorzeitig-Wählbar-Zwischenstatus, die stromaufwärts vorne im Zeigerstapel nach der Übertragung des dritten Pakets begonnen wurde, einen Zeiger angezeigt hat, der ein viertes vom Übertragungsnetz Na kommendes Paket bezeichnet, führt dies zu einem erneuten Infragestellen des Vorzeitig-Wählbar-Zwischenstatus dieses Zeigers, der in den Wählbar-Zwischenstatus (P⇒E) versetzt wird, da das dritte Paket soeben übertragen wurde und da es das nächste zu übertragende Paket wird. Dann findet seine Übertragung statt ((E⇒D), gefolgt vom fünften vom Übertragungsnetz Na kommenden Paket, und so weiter.
Im soeben bezüglich 6 beschriebenen Beispiel begünstigen die Prozesse des Erfassens und des Wiederzusammensetzens die Wiederherstellung einer Nachricht ausgehend von Paketen, die vom Übertragungsnetz Na übertragen werden, während die vom Übertragungsnetz Nb übertragenen Pakete nur verwendet werden, um Fehler in der Übertragung der Pakete vom Netz Na zu beheben. Dies ist in der Praxis häufig der Fall, wenn eine Nachricht aus Sicherheitsgründen parallel von zwei Übertragungsnetzen übertragen wird, da eines häufig als Hauptübertragungsnetz für die betreffende Nachricht und das andere als ein Hilfsübertragungsnetz angesehen wird, wobei das Hauptübertragungsnetz dem Transport der Nachricht einen virtuellen Weg mit besseren Leistungen bezüglich der Transportzeit und des Jitterns widmet als das Hilfsübertragungsnetz. Es ist aber möglich, den Prozess des Wiederzusammensetzens andere Kriterien für die Wahl der Version des Pakets, dessen Nutzlast in einen Stapel des Postspeichers übertragen wird, wählen zu lassen, wenn empfangsseitig mehrere Versionen des gleichen Pakets auf mehreren Übertragungsnetzen verfügbar sind. Diese Kriterien können eine Bevorzugung eines bestimmten Übertragungsnetzes für eine gegebene Nachricht enthalten, da die Paketzeiger der Stapel der Deskriptoren der Nachrichten-Deskriptor-Tabelle ein Informationsfeld einschließen, das das vom bezeichneten Paket verwendete Übertragungsnetz angibt. Sie können auch minimalistisch sein und keinerlei Bevorzugung eines Übertragungsnetzes enthalten.
Die von den Paketen einer redundant über zwei unabhängige Übertragungsnetze Na und Nb zu einer Einrichtung kommenden, fragmentierten Nachricht erfahrene Verarbeitung wird im Diagramm der 7 zusammengefasst. Die Pakete, die von jedem der beiden Übertragungsnetze Na und Nb zur Einrichtung transportiert werden, werden von der Einrichtung an getrennten Eingängen empfangen, die für jedes Übertragungsnetz spezialisiert sind, und werden von analogen Empfangsschaltungen (PHY a, PHY b 1) verarbeitet, die die Prüfung ihrer Integrität und ihre binäre Formgebung gewährleisten. Sobald sie in Binärform vorliegen, werden sie provisorisch in einem Arbeitsspeicher gespeichert, in Erwartung der Auswertung ihrer Dienstinformationsfelder, um die Beschaffenheit, die Gültigkeit und das Ziel ihrer Nutzlast zu erfahren. Die von jedem der beiden Übertragungsnetze Na und Nb stammenden Pakete werden, nachdem sie in Binärform gebracht wurden, einer Filterung gemäß dem Protokoll 500 bzw. 600 unterzogen, die darin besteht, zu prüfen, dass sie ein Format haben, das entweder den Protokollen MAC/IP/UDP oder den Protokollen MAC/IP/TCP entspricht. Das erfolgreiche Durchqueren eines Filters des Protokolls 500 oder 600 durch ein Paket bedeutet, dass seine Dienstinformationsfelder das Ziel des Pakets in der Einrichtung (Port-Nummer) und die Identität der Nachricht geliefert haben, die das Paket beansprucht. Die Identität der Nachricht, zu der das Paket gehört, wird für eine Suche 501, 601 in einer Nachrichten-Deskriptor-Tabelle nach einem seiner Nachricht zugewiesenen Deskriptor verwendet. Wenn die Deskriptor-Tabelle keinen der Zugehörigkeitsnachricht des neu empfangenen und gerade analysiert werdenden Pakets zugewiesenen Deskriptor enthält, wird einer in 502, 602 erzeugt. Wenn die Deskriptor-Tabelle einen Deskriptor enthält, der der Zugehörigkeitsnachricht des neu empfangenen, analysiert werdenden Pakets entspricht, oder nach der Erzeugung eines solchen Deskriptors, wird das neu empfangene, analysiert werdende Paket im Zeigerstapel des Deskriptors seiner Zugehörigkeitsnachricht erfasst, indem ihm in 700 der erste freie Zeiger des Stapels mit einem Status zugewiesen wird, der die Dubletten signalisiert (Redundanz-Zwischenstatus). Gleichzeitig werden die Stapel von in der Nachrichten-Deskriptor-Tabelle neu empfangenen Paketen zugewiesenen Zeigern in 701 systematisch analysiert, in gleicher Richtung wie ihre Schreibregister, um die in mehrere Pakete fragmentierten Nachrichten wieder zusammenzusetzen, wobei das Wiederzusammensetzen für jede Nachricht darin besteht, die Nutzlast der im Arbeitsspeicher (113 1) gespeicherten und von den Zeigern des Stapels des Nachrichten-Deskriptors bezeichneten Pakete in der vom Stapel vorgegebenen Reihenfolge zu entnehmen, solange es in der natürlichen Ordnung der Fragmente der Nachricht keine Fehler oder Dubletten gibt, zu versuchen, die Nutzlast eines von einem mit einem Vorzeitig-Wählbar-Status versehenen Zeiger bezeichneten Pakets wieder in die richtige Reihenfolge zu bringen, indem der Zeitpunkt seiner Berücksichtigung verzögert wird, bis dieser Status unberechtigt wird, und die Dubletten zu ignorieren, außer wenn die Entnahme der Nutzlasten der Pakete, die sie doppeln, erfolglos ist.
Es können verschiedene Varianten der soeben beschriebenen Ausführungsform hinzugefügt werden. Insbesondere kann die Tabelle der Zuweisungselemente für Deskriptoren weggelassen werden, unter der Voraussetzung, dass in den Vorspannblöcken der Nachrichten-Deskriptoren der Nachrichten-Deskriptor-Tabelle ein Marker vorgesehen wird, der ihrem zugewiesenen oder nicht zugewiesenen Zustand gewidmet ist. Das Weglassen der Tabelle von Zuweisungselementen bedingt, dass die Suche nach einem der Zugehörigkeitsnachricht eines Pakets zugewiesenen Deskriptor nicht mehr in zwei Schritten, sondern in einem einzigen erfolgt, wobei sein Bereich nicht mehr nur auf die zugewiesenen Deskriptoren begrenzt ist, sondern sich auf alle zugewiesenen oder nicht zugewiesenen Deskriptoren der Tabelle erstreckt.

Claims

Verfahren zur Wiederherstellung von in Paketen fragmentierten Nachrichten, die zu einer Einrichtung (1) über mindestens ein Netz (Na, Nb) zur paketweisen Übertragung transportiert werden, wobei jedes Paket eine Nutzlast von Daten, die ein Nachrichtenfragment bilden, und Dienstinformationen enthält, die die Adresse eines Empfangsports der Zieleinrichtung, die Identität der Nachricht, zu der es gehört, und seine relative Position in einer solchen Nachricht betreffen, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass es einen Prozess der Erfassung der Pakete, die vom Übertragungsnetz (Na, Nb) der Einrichtung (1) zur Verfügung gestellt werden, und einen Prozess der Nachrichten-Wiederzusammensetzung, ausgehend von den vom Erfassungsprozess erfassten Paketen enthält, die eine Tabelle von Paketzeigern implementieren, die die der Einrichtung (1) vom Übertragungsnetz (Na, Nb) zur Verfügung gestellten Pakete bezeichnen, die gemäßZugehörigkeitsnachrichten sortiert sind, wobei die Paketzeiger für jede Zugehörigkeitsnachricht in der Reihenfolge, in der die Pakete, die sie bezeichnen, der Einrichtung (1) zur Verfügung gestellt werden, in einen Stapel (9) gebracht werden, und mit zusätzlichen Informations- oder Statusfeldern (94) versehen sind, die Dubletten, Abweichungen zwischen der Reihenfolge der Zurverfügungstellung der Pakete eines Stapels und der natürlichen Ordnung der Nachrichtenfragmente, die aus den Nutzlasten der Pakete bestehen, und das Schicksal des bezeichneten Pakets während des Wiederzusammensetzens anzeigen.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Paketzeiger ein zusätzliches Informationsfeld einschließen, das für eine Signalisierung reserviert ist, die angibt, ob das bezeichnete Paket das letzte einer Nachricht ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Paketzeiger ein zusätzliches Informationsfeld einschließen, das für die Identifizierung des Herkunfts-Kommunikationsnetzes des bezeichneten Pakets reserviert ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Paketzeigertabelle in Nachrichten-Deskriptoren (8, 9) organisiert ist, wobei jeder Nachrichten-Deskriptor einen Stapel (9) von Paketzeigern enthält, der einer bestimmten Nachricht zugeordnet werden kann.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Nachrichten-Deskriptor (8, 9) zusätzlich zu einem Zeigerstapel (9) einen Vorspannblock (8) aufweist, der Dienstinformationen bezüglich der Identität der Nachricht, der sein Zeigerstapel zugeordnet ist, der Zieladresse der Nachricht, der sein Zeigerstapel (9) zugeordnet ist, der Verwaltung des Betriebs seines Zeigerstapels und des Wiederzusammensetzungszustands der Nachricht enthält.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Paketzeigertabelle eine Nachrichten-Deskriptor-Zuteiltabelle gehört, die diejenigen Nachrichten-Deskriptoren (8, 9) der Paketzeigertabelle auflistet, die gerade Nachrichten zugeteilt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, das mit Paketen implementiert wird, deren Dienstinformationsfeld auch über ihre Länge informiert, dadurch gekennzeichnet, dass es die folgenden Schritte aufweist: – Speichern von Paketen, die von den Netzen (Na, Nb) der paketweisen Übertragung stammen, in einem ersten Arbeitsspeicherbereich (113), – Erzeugen einer Tabelle von N Deskriptoren, wobei N eine positive ganze Zahl ist, die Nachrichten zugewiesen werden können, die gerade wiederhergestellt werden, und einer Tabelle von Deskriptor-Zuweisungselementen in einem zweiten Arbeitsspeicherbereich (113), wobei jeder Deskriptor aufweist: – einen Stapel von M Zeigern (9), wobei M eine positive ganze Zahl ist, die Paketen zugewiesen werden können, die im ersten Arbeitsspeicherbereich (113) gespeichert sind, wobei jeder Paketzeiger (9) einen für die Adresse des ihm zugewiesenen Pakets reservierten Teil (91) im ersten Arbeitsspeicherbereich (113) und einen Teil (94) umschließt, der für einen die augenblickliche Situation des zugewiesenen Pakets während des Ablaufs eines Nachrichtenwiederherstellungsvorgangs kennzeichnenden Status reserviert ist, und – einen Vorspannblock (8) mit Dienstinformationen, betreffend die Identifizierung der dem Deskriptor zugewiesenen Nachricht (100), die Position des ersten verfügbaren Zeigers des zuzuordnenden Stapels (80) im Paketzeigerstapel des Deskriptors, die maximale erwartete Position des nächsten wiederzusammenzusetzenden Pakets in der Nachricht, die eine Verkettung mit dem letzten wiederzusammengesetzten Paket der Nachricht erlaubt, wobei jedes Deskriptor-Zuweisungselement einen Deskriptor bezeichnet, indem es ihm einen Marker (202) zuordnet, der den zugewiesenen oder nicht zugewiesenen Zustand des bezeichneten Deskriptors anzeigt, – Analyse der Dienstinformationen jedes neu in der Einrichtung angekommenen Pakets, um daraus die Identität (66) der Nachricht, von der es ein Teil ist, und den Zielempfangsport (52, 65, 71) dieser Nachricht innerhalb der Einrichtung (1) zu entnehmen, – Suche in der Deskriptor-Tabelle mit Hilfe der Tabelle von Zuweisungselementen nach einem Nachrichten-Deskriptor, der der in den Dienstinformationen des Pakets (66) identifizierten Nachricht zugeteilt ist, in Abwesenheit eines zugewiesenen Deskriptors: – Zuweisung eines verfügbaren Deskriptors der Tabelle zur identifizierten Nachricht in den Dienstinformationen des Pakets (66) und Aktualisierung der Tabelle von Zuweisungselementen, – Zuweisung zum Paket des ersten verfügbaren Zeigers des Stapels (9) des neu zugeteilten Deskriptors mit einem Wählbar-Zwischenstatus, und – Aktualisierung des Vorspannblocks (8) des Deskriptors, – Zuweisung zum Paket des ersten verfügbaren Zeigers des Stapels (9) des Deskriptors, – Vergleich des Pakets mit denjenigen, die den bereits zugewiesenen Zeigern des Stapels (9) des Deskriptors entsprechen, in Gegenwart eines bereits zugewiesenen Zeigers, der ein Paket bezeichnet, das die gleiche Position in der Nachricht hat, – Zuordnung eines Redundanz-Zwischenstatus zum dem Paket zugewiesenen Zeiger, in Abwesenheit eines bereits zugewiesenen Zeigers, der ein Paket bezeichnet, das die gleiche Position in der Nachricht hat, – Zuordnung eines Wählbar-Zwischenstatus zum dem Paket zugewiesenen Zeiger, – wiederholte Analyse, als Hintergrundprogramm, der Stapel von Zeigern (8) der Deskriptoren der Tabelle, die tatsächlich Nachrichten zugewiesen sind, um aus dem ersten Bereich des Arbeitsspeichers (113) in der richtigen Reihenfolge ohne Wiederholung oder Weglassen alle Pakete jeder Nachricht zu entnehmen, die gerade empfangen wird, und ihre Nutzlasten zu einem Stapel zur Nachrichtenwiederherstellung zu übertragen, wobei diese Analyse in Höhe eines Stapels von Deskriptor-Zeigern (8) besteht aus – der Berücksichtigung im Stapel (8), in abnehmender Dienstaltersreihenfolge, der tatsächlich Paketen zugewiesenen Zeiger, indem der erste gesucht wird, der den Wählbar-Zwischenstatus (401) aufweist, wenn die relative Position des bezeichneten Pakets in der Nachricht, die aus den Dienstinformationsfeldern (66) dieses Pakets entnommen wurde, geringer als die oder gleich der maximalen Verkettungsposition (101) ist, die in den Vorspannblock (8) des Deskriptors eingeschrieben ist, – Deponieren der Nutzlast des bezeichneten Pakets in einen Nachrichtenwiederherstellungsstapel, – Aktualisieren der maximalen Verkettungsposition (101) im Vorspannblock (8) des Deskriptors durch Erhöhen ihres Werts um die Länge der deponierten Nutzlast, und – Übergang zum nächsten Zeiger des Stapels, wenn die relative Position des bezeichneten Pakets in der Nachricht, die aus den Dienstinformationsfeldern (66) des bezeichneten Pakets entnommen wird, größer ist als die maximale Verkettungsposition (101), die in den Vorspannblock (8) des Deskriptors eingeschrieben ist – Zuordnen des Vorzeitig-Wählbar-Zwischenstatus (403) zum Zeiger, und – Übergang zum nächsten Zeiger des Stapels, sobald ein Depot erfolgreich durchgeführt wurde – Ändern des Wählbar-Zwischenstatus (401) oder des Vorzeitig-Wählbar-Zwischenstatus (403) des dem deponierten Paket zugewiesenen Zeigers in einen endgültigen Depotstatus (404), – Prüfen, ob die relative Position des deponierten Pakets in der Nachricht die letzte der Nachricht ist (68), wenn das deponierte Paket das letzte einer Nachricht ist – Schließen des Nachrichtenwiederherstellungsstapels, und – Deaktivieren des der Nachricht zugewiesenen Deskriptors, indem die Tabelle von Zuweisungselementen aktualisiert wird, wenn das deponierte Paket nicht das letzte einer Nachricht ist – Ändern des Status des oder der Paketen zugewiesenen Zeiger, die direkt stromabwärts hinten im Stapel mit einem Redundanz-Zwischenstatus angeordnet sind (402), in einen endgültigen Redundanz-Status, – Suchen stromaufwärts vorne im Stapel der Zeiger, die Paketen mit dem Vorzeitig-Wählbar-Zwischenstatus (403) zugewiesen sind, und – wenn diese Suche positiv ist, Prüfen der Wirklichkeit des Vorzeitig-Wählbar-Zwischenstatus (403), indem die relative Position des bezeichneten Pakets in der Nachricht, die aus den Dienstinformationsfeldern (66) des bezeichneten Pakets entnommen wird, mit der maximalen Verkettungsposition (101) verglichen wird, die sich im Vorspannblock (8) des Deskriptors befindet, wenn die relative Position des von einem Zeiger im Vorzeitig-Wählbar-Zwischenstatus (403) bezeichneten Pakets in der Nachricht unter der maximalen Verkettungsposition liegt, die ausgehend vom deponierten Paket berechnet wurde, – Ändern des Vorzeitig-Wählbar-Zwischenstatus (403) in einen Wählbar-Zwischenstatus (401), und – Wiederaufnahme der Analyse des Stapels in Höhe des zugewiesenen Zeigers, dessen Status geändert wurde, sobald ein Depot fehlschlägt – Ändern des Status eines einem Paket zugewiesenen Zeigers, dessen Depot fehlgeschlagen ist, von einem Wählbar-Zwischenstatus (401) in einen endgültigen Zurückgewiesen-Status (405), – Suchen im Stapel nach einem anderen zugewiesenen Zeiger, der dem Paket entspricht, dessen Depot fehlgeschlagen ist, dem aber ein Redundant-Zwischenstatus (402) zugeordnet ist, wenn die Suche positiv ist – Ändern des Status des gefundenen Zeigers vom Redundant-Zwischenstatus (402) zum Wählbar-Zwischenstatus (401), und – Wiederaufnahme der Analyse des Zeigerstapels in Höhe des zugewiesenen Zeigers, dessen Status geändert wurde, wenn die Suche negativ ist – momentanes Aufgeben der Wiederherstellung der Nachricht im Postspeicher (114), wobei diese Wiederherstellung natürlich bei Ankunft eines einem folgenden Fragment entsprechenden Pakets wieder aufgenommen wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuweisung eines Nachrichten-Deskriptors (8, 9), wenn die Einrichtung ein Paket empfängt, das zu einer neuen Nachricht mit der gleichen Endzieladresse wie seine Zuweisungsnachricht gehört, aufgehoben wird.
Verfahren nach Anspruch 7, das im Rahmen von Nachrichten angewendet wird, die von mehreren Übertragungsnetzen (Na, Nb) redundant übertragen werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuweisung eines Deskriptors (8, 9) nach dem Depot des letzten Pakets einer Nachricht erst aufgehoben wird, wenn die diesem letzten Paket der Nachricht entsprechenden redundanten Pakete empfangen wurden oder wenn eine Frist entsprechend der maximal zulässigen Differenz zwischen den Transportzeiten der Übertragungsnetze für die betroffene Nachricht überschritten wurde.
Verfahren nach Anspruch 7, das im Rahmen von Deskriptoren angewendet wird, die auf sich selbst zurückgeschleifte Stapel von Zeigern aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass es außerdem einen Schritt der Prüfung des endgültigen Status (404, 405) der Deskriptor-Stapelzeiger (8) aufweist, wenn sie durch die Zuweisung eines neuen Zeigers überschrieben werden, wobei eine Fehleranzeige erzeugt wird, wenn ein überschriebener Zeiger einen Zwischenstatus besitzt.