BR102018004533A2 - método a ser implementado em um elemento de rede para gerenciar instâncias de funções de rede e elemento de rede correspondente - Google Patents

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Abstract

elemento de rede (120) adaptado para fazer parte de um equipamento de rede (100) configurado para operar uma pluralidade de funções de rede (fx, fy, fz) e para estar em comunicação com um ou mais dispositivos (10), em que o elemento de rede (120) compreende uma ou mais interfaces de comunicação (402) configuradas para: receber um primeiro pacote após processamento por uma primeira instância de uma função de rede (fx), o referido primeiro pacote compreendendo um indicador da transação pendente mais antiga gerenciada pela primeira instância da referida função de rede (fx); receber um segundo pacote após processamento por uma segunda instância da referida função de rede (fx), o referido segundo pacote compreendendo um indicador da transação pendente mais antiga gerenciada pela segunda instância da referida função de rede (fx), o primeiro pacote e o segundo pacote compreendendo as mesmas informações antes do processamento respectivamente pela primeira e segunda instâncias da referida função de rede (fx); um comparador (122) para determinar se o indicador do primeiro pacote é igual ao indicador do segundo pacote, e em que as referidas uma ou mais interfaces de comunicação (402) são ainda configuradas para notificar um controlador (101) de que o primeiro e o segundo indicadores são iguais a fim de descartar a instância previamente operada da referida função de rede (fx) dentre a primeira e a segunda instâncias.

Description

“MÉTODO A SER IMPLEMENTADO EM UM ELEMENTO DE REDE PARA GERENCIAR INSTÂNCIAS DE FUNÇÕES DE REDE E ELEMENTO DE REDE CORRESPONDENTE”
CAMPO TÉCNICO [001]A presente invenção refere-se, de forma geral, ao gerenciamento de funções de rede e, mais particularmente, à transferência de transações de uma primeira instância de uma função de rede para uma segunda instância da referida função de rede.
FUNDAMENTO [002]Esta seção destina-se a introduzir o leitor a vários aspectos da técnica, que podem ser relacionados a vários aspectos da presente invenção que são descritos e/ou reivindicados abaixo. Acredita-se que a presente discussão seja útil em fornecer ao leitor informações de fundamento para facilitar uma melhor compreensão dos vários aspectos da presente invenção. Por conseguinte, deve ser compreendido que estas declarações devem ser lidas sob esta luz e não, como admissões de técnica anterior.
[003]O desenvolvimento das tecnologias de nuvem (tais como a virtualização de funções de rede) permite o aparecimento de uma nova arquitetura para acesso à Internet, em que serviços rodando em uma porta de conversão (gateway) residencial (tal como roteadores, firewalls (filtragem de tráfego malicioso ou indesejado) , varredura de vírus, serviço de inspeção profunda de pacotes (DPI), Tradutores de Endereços de Rede NAT (modificação de endereços de destino e origem de pacotes), serviço de prevenção e detecção de intrusão (IDP) etc.) são movidos para o centro de dados do NSP (Provedor de Serviço de Rede). Ao reduzir a complexidade da porta de conversão residencial, os NSPs esperam reduzir o tempo de mercado para implantar novos serviços e para facilitar as operações de solução de problemas.
[004]A Virtualização de Funções de Rede (NFV) permite a provisão de fun
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2/25 ções de rede para portas de conversão domésticas ou corporativas diretamente das instalações do NSP em forma de provisionamento em nuvem. O Equipamento de Premissa de Cliente Virtual (vCPE) é parte do chamado paradigma de Virtualização Função de Rede que é sobre a execução de funções de rede (por exemplo, Roteador, Inspeção Profunda de Pacotes, Servidor DNS, Firewall) em hardware comoditizado hospedando uma infraestrutura de máquina virtual (por exemplo, infraestrutura de nuvem pública ou privada), em vez de exigir hardware dedicado específico. Para isso, a porta de conversão doméstica atua como uma ponte (BRG) e precisa se conectar a uma porta de conversão virtual (vG) na nuvem para alcançar os hospedeiros onde as funções de rede são providas e executadas, mesmo para funções básicas, tais como DHCP, Firewall, DNS e UI (Interface de Usuário).
[005]No contexto de NFV, a entrega de um serviço geralmente requer o processamento de pacotes junto com um conjunto de funções de rede (chamado de percurso de serviços). Para isso, em uma infraestrutura de provedor de serviços de rede, várias máquinas virtuais podem executar uma mesma função de rede, de modo que várias instâncias dessa função de rede são operadas. O tráfego é distribuído através dessas máquinas virtuais de acordo com regras de balanceamento de carga predefinidas. Quando uma máquina virtual que opera uma instância de uma função de rede fica sobrecarregada, uma parte de seu tráfego alocado deve ser redistribuída para outra máquina virtual implementando outra instância da mesma função de rede.
[006]No entanto, o re-roteamento do tráfego de uma instância para outra instância de uma função de rede pode resultar na degradação da experiência de usuário ou da segurança quando uma ou mais as transações pendentes não são gerenciadas adequadamente.
[007]Existe, então, a necessidade de um mecanismo para lidar adequadamente com a transição de transações de uma primeira instância de uma função de
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3/25 rede para uma segunda instância de uma determinada função de rede.
SUMÁRIO [008]A invenção refere-se a um método a ser implementado em um primeiro elemento de rede adaptado para fazer parte de um equipamento de rede configurado para operar uma pluralidade de funções de rede e para estar em comunicação com um ou mais dispositivos, em que o referido método compreende:
- receber um primeiro pacote após processamento por uma primeira instância de uma função de rede, o referido primeiro pacote compreendendo um indicador da transação pendente mais antiga gerenciada pela primeira instância da referida função de rede;
- receber um segundo pacote após processamento por uma segunda instância da referida função de rede, o referido segundo pacote compreendendo um indicador da transação pendente mais antiga gerenciada pela segunda instância da referida função de rede, o primeiro pacote e o segundo pacote compreendendo as mesmas informações antes do processamento, respectivamente, pela primeira e segunda instâncias da referida função de rede;
- determinar se o indicador do primeiro pacote é igual ao indicador do segundo pacote.
[009]Em uma modalidade, o referido método pode ainda compreender, quando os indicadores do primeiro e do segundo pacotes forem os mesmos, notificar um controlador de que o primeiro e o segundo indicadores são iguais a fim de descartar a instância previamente operada da referida função de rede dentre a primeira e a segunda instâncias.
[010]Em uma modalidade, o referido método pode ainda compreender, quando os indicadores do primeiro e do segundo pacotes forem os mesmos, descartar os pacotes seguintes processados pela instância previamente operada da referida função de rede dentre a primeira e a segunda instâncias.
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4/25 [011]Em uma modalidade, o referido método pode ainda compreender, quando os indicadores do primeiro e do segundo pacotes forem diferentes, descartar o pacote recebido, dentre o primeiro e o segundo pacotes, que foi processado pela última instância operada da referida função de rede dentre a primeira e a segunda instâncias.
[012]Em uma modalidade, os indicadores podem ser introduzidos no primeiro e segundo pacotes, respectivamente, pela primeira e segunda instâncias da referida função de rede.
[013]Em uma modalidade, o primeiro e o segundo pacotes, antes do processamento, respectivamente, pela primeira e segunda instâncias da referida função de rede, podem ser preliminarmente processados pelo segundo elemento de rede configurado para adicionar um número de pacote a um pacote recebido e para duplicar o referido pacote recebido para o referido primeiro pacote e o referido segundo pacote.
[014]Em uma modalidade, o indicador pode ser adicionado a um cabeçalho do primeiro e do segundo pacotes.
[015]Em uma modalidade, o primeiro elemento de rede pode ser um balanceador de carga.
[016]A presente invenção também se refere a um elemento de rede adaptado para fazer parte de um equipamento de rede configurado para operar uma pluralidade de funções de rede e para estar em comunicação com um ou mais dispositivos, em que o elemento de rede compreende pelo menos uma memória e um ou mais processadores configurados para:
- receber um primeiro pacote após processamento por uma primeira instância de uma função de rede, o referido primeiro pacote compreendendo um indicador da transação pendente mais antiga gerenciada pela primeira instância da referida função de rede;
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- receber um segundo pacote após processamento por uma segunda instância da referida função de rede, o referido segundo pacote compreendendo um indicador da transação pendente mais antiga gerenciada pela segunda instância da referida função de rede, o primeiro pacote e o segundo pacote compreendendo as mesmas informações antes do processamento, respectivamente, pela primeira e segunda instâncias da referida função de rede;
- determinar se o indicador do primeiro pacote é igual ao indicador do segundo pacote.
[017]Além disso, a presente invenção ainda se refere a um elemento de rede adaptado para fazer parte de um equipamento de rede configurado para operar uma pluralidade de funções de rede e para estar em comunicação com um ou mais dispositivos, em que o elemento de rede compreende:
- uma ou mais interfaces de comunicação configuradas para:
•receber um primeiro pacote após processamento por uma primeira instância de uma função de rede, o referido primeiro pacote compreendendo um indicador da transação pendente mais antiga gerenciada pela primeira instância da referida função de rede;
•receber um segundo pacote após processamento por uma segunda instância da referida função de rede, o referido segundo pacote compreendendo um indicador da transação pendente mais antiga gerenciada pela segunda instância da referida função de rede, o primeiro pacote e o segundo pacote compreendendo as mesmas informações antes do processamento respectivamente pela primeira e segunda instâncias da referida função de rede;
- um comparador para determinar se o indicador do primeiro pacote é igual ao indicador do segundo pacote.
[018]Em uma modalidade, as referidas uma ou mais interfaces de comunicação podem ainda ser configuradas para notificar um controlador de que o primeiro e
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6/25 o segundo indicadores são iguais a fim de descartar a instância previamente operada da referida função de rede dentre a primeira e a segunda instâncias.
[019]Em uma modalidade, as referidas uma ou mais interfaces de comunicação podem ainda ser configuradas para descartar os pacotes seguintes processados pela instância previamente operada da referida função de rede dentre a primeira e a segunda instâncias, quando os indicadores do primeiro e do segundo pacotes forem os mesmos.
[020]Em uma modalidade, as referidas uma ou mais interfaces de comunicação podem ainda ser configuradas, quando os indicadores do primeiro e do segundo pacotes forem diferentes, para descartar o pacote recebido, dentre o primeiro e o segundo pacotes, que foi processado pela última instância operada da referida função de rede dentre a primeira e a segunda instâncias.
[021]Em uma modalidade, os indicadores podem ser introduzidos no primeiro e segundo pacotes, respectivamente, pela primeira e segunda instâncias da referida função de rede.
[022]Em uma modalidade, o primeiro e o segundo pacotes, antes do processamento, respectivamente, pela primeira e segunda instâncias da referida função de rede, podem ser preliminarmente processados pelo segundo elemento de rede configurado para adicionar um número de pacote a um pacote recebido e para duplicar o referido pacote recebido para o referido primeiro pacote e o referido segundo pacote.
[023]Em uma modalidade, o indicador pode ser adicionado a um cabeçalho do primeiro e do segundo pacotes.
[024]Em uma modalidade, o primeiro elemento pode ser um balanceador de carga.
[025]Além disso, a presente invenção ainda se refere a um dispositivo de armazenamento de programa não transitório, legível por um computador, tangivelPetição 870180018461, de 07/03/2018, pág. 15/42
7/25 mente incorporando um programa de instruções executáveis pelo computador para executar um método a ser implementado em um primeiro elemento de rede adaptado para fazer parte de um equipamento de rede configurado para operar uma pluralidade de funções de rede e para estar em comunicação com um ou mais dispositivos, em que o referido método compreende:
- receber um primeiro pacote após processamento por uma primeira instância de uma função de rede, o referido primeiro pacote compreendendo um indicador da transação pendente mais antiga gerenciada pela primeira instância da referida função de rede;
- receber um segundo pacote após processamento por uma segunda instância da referida função de rede, o referido segundo pacote compreendendo um indicador da transação pendente mais antiga gerenciada pela segunda instância da referida função de rede, o primeiro pacote e o segundo pacote compreendendo as mesmas informações antes do processamento, respectivamente, pela primeira e segunda instâncias da referida função de rede;
- determinar se o indicador do primeiro pacote é igual ao indicador do segundo pacote.
[026]A presente invenção também se refere a um produto de programa de computador armazenado em um meio legível por computador não transitório e compreendendo instruções de código de programa executáveis por um processador para implementar um método a ser implementado em um primeiro elemento de rede adaptado para fazer parte de um equipamento de rede configurado para operar uma pluralidade de funções de rede e para estar em comunicação com um ou mais dispositivos, em que o referido método compreende:
- receber um primeiro pacote após processamento por uma primeira instância de uma função de rede, o referido primeiro pacote compreendendo um indicador da transação pendente mais antiga gerenciada pela primeira instância da referida
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8/25 função de rede;
- receber um segundo pacote após processamento por uma segunda instância da referida função de rede, o referido segundo pacote compreendendo um indicador da transação pendente mais antiga gerenciada pela segunda instância da referida função de rede, o primeiro pacote e o segundo pacote compreendendo as mesmas informações antes do processamento, respectivamente, pela primeira e segunda instâncias da referida função de rede;
- determinar se o indicador do primeiro pacote é igual ao indicador do segundo pacote.
[027]O método, de acordo com a invenção, pode ser implementado em software em um dispositivo programável. Pode ser implementado somente em hardware ou em software, ou em uma combinação desses.
[028]Alguns processos implementados por elementos da presente invenção podem ser implementados por computador. Por conseguinte, tais elementos podem ter a forma de uma modalidade totalmente de hardware, uma modalidade totalmente de software (incluindo firmware, software residente, microcódigo etc.) ou uma modalidade combinando aspectos de software e hardware que podem ser todos genericamente aqui referidos como “circuito”, “módulo” ou “sistema”. Além disso, esses elementos podem ter a forma de um produto de programa de computador incorporado em qualquer meio tangível de expressão tendo código de programa utilizável por computador incorporado no meio.
[029]Uma vez que os elementos da presente invenção podem ser implementados em software, a presente invenção pode ser incorporada como código legível por computador para provisão a um aparelho programável em qualquer meio de suporte adequado. Um meio de suporte tangível pode compreender um meio de armazenamento, tal como um disquete, um CD-ROM, uma unidade de disco rígido, um dispositivo de fita magnética ou um dispositivo de memória de estado sólido e seme
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9/25 lhantes.
[030]A invenção fornece, assim, um programa legível por computador compreendendo instruções executáveis por computador para habilitar um computador para executar o método acima mencionado.
[031]Determinados aspectos compatíveis em escopo com as modalidades divulgadas são apresentados a seguir. Deve ser compreendido que esses aspectos são apresentados apenas para fornecer ao leitor um breve resumo de certas formas que a invenção pode ter e que esses aspectos não se destinam a limitar o escopo da invenção. De fato, a invenção pode abranger uma variedade de aspectos que podem não ser apresentados a seguir.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [032]A invenção será melhor compreendida e ilustrada através dos seguintes exemplos de execução e modalidade, de forma alguma limitantes, com referência às figuras anexas, em que:
[033]A Figura 1 é um diagrama esquemático de um exemplo de um ambiente de rede adaptado para implementar algumas modalidades dos presentes princípios;
[034]A Figura 2 é um fluxograma de um método exemplificativo para gerenciamento de instâncias de funções de rede em um equipamento de rede, de acordo com os presentes princípios;
[035]A Figura 3 é uma sequência exemplificativa de transações no ambiente de rede da Figura 1, de acordo com os presentes princípios;
[036]A Figura 4 mostra um exemplo de uma configuração de hardware de cada elemento de rede da Figura 1, de acordo com os presentes princípios.
[037]Sempre que possível, os mesmos números de referência serão usados em todas as Figuras para se referir às mesmas partes ou a partes iguais.
DESCRIÇÃO DETALHADA
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10/25 [038]A descrição a seguir ilustra os princípios da presente invenção. Será, assim, apreciado que os versados na técnica serão capazes de desenvolver vários arranjos que, embora não explicitamente descritos ou mostrados aqui, incorporam os princípios da invenção e são incluídos em seu escopo.
[039]Todos os exemplos e linguagem condicional citados aqui são destinados a fins educacionais para auxiliar o leitor na compreensão dos princípios da invenção e devem ser interpretados como não limitantes a tais exemplos e condições especificamente citados.
[040]Além disso, todas as declarações aqui citando princípios, aspectos e modalidades da invenção, bem como seus exemplos específicos, são destinadas a englobar ambos seus equivalentes estruturais e funcionais. Além disso, pretende-se que tais equivalentes incluam tanto equivalentes atualmente conhecidos, como equivalentes desenvolvidos no futuro, ou seja, quaisquer elementos desenvolvidos que executem a mesma função, independentemente da estrutura.
[041]Dessa forma, por exemplo, será apreciado pelos versados na técnica que os diagramas de blocos aqui apresentados representam vistas conceituais de circuitos ilustrativos que incorporam os princípios da invenção. Da mesma forma, será apreciado que quaisquer fluxogramas, diagramas de fluxo, diagramas de transição de estado, pseudocódigo, e semelhantes, representam vários processos que podem ser substancialmente representados em mídias legíveis por computador e, assim, executados por um computador ou processador, sendo tal computador ou processador explicitamente mostrado ou não.
[042]As funções dos vários elementos mostrados nas Figuras podem ser fornecidas com hardware dedicado, bem como hardware capaz de executar software em associação com software apropriado. Quando providas por um processador, as funções podem ser providas por um único processador dedicado, por um único processador compartilhado ou por uma pluralidade de processadores individuais, al
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11/25 guns dos quais podem ser compartilhados. Além disso, o uso explícito do termo “processador” ou “controlador” não deve ser interpretado para se referir exclusivamente a hardware capaz de executar software e pode implicitamente incluir, sem limitação, hardware de processador de sinal digital (DSP), memória somente de leitura (ROM) para armazenamento de software, memória de acesso aleatório (RAM) e armazenamento não volátil.
[043]Nas reivindicações deste documento, qualquer elemento expresso como um meio e/ou módulo para executar uma função especificada destina-se a abranger qualquer maneira de executar essa função, incluindo, por exemplo, a) uma combinação de elementos de circuito que executam tal função ou b) software de qualquer forma, incluindo, portanto, firmware, microcódigo ou semelhantes, combinado com circuitos apropriados para executar esse software para executar a função. É, assim, considerado que qualquer meio que possa fornecer essas funcionalidades é equivalente àqueles aqui mostrados.
[044]Além disso, deve-se compreender que as figuras e descrições da presente invenção foram simplificadas para ilustrar elementos que são relevantes para uma compreensão clara da presente invenção, eliminando ao mesmo tempo, para fins de clareza, muitos outros elementos encontrados em métodos, dispositivos e sistemas típicos de entrega de conteúdo multimídia digital. No entanto, uma vez que tais elementos são bem conhecidos na técnica, uma discussão detalhada de tais elementos não é provida neste documento. A presente invenção refere-se a todas essas variações e modificações conhecidas pelos versados na técnica.
[045]A Figura 1 é um diagrama esquemático de uma infraestrutura de rede exemplificativa, compreendendo um equipamento de rede 100 (tal como um equipamento de premissa de cliente - CPE) e vários dispositivos 10 (tais como um comutador, um dispositivo de mídia portátil, um telefone celular, uma Set Top Box, um laptop etc.) em comunicação com o equipamento de rede 100 (por exemplo, via ca
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12/25 bo, fibra óptica, xDSL, satélite, LTE, tecnologias 3G etc.). Deve ser compreendido que outros aparelhos (não mostrados) podem ser dispostos entre um dispositivo 10 e o equipamento de rede 100.
[046]O equipamento de rede 100 pode compreender um ou vários hospedeiros físicos (não mostrados nas Figuras) pertencentes, por exemplo, a um centro de dados. Cada hospedeiro pode rodar uma ou várias máquinas virtuais 110 (ou quaisquer outras formas de elementos de software) configuradas para operar funções de rede (tais como DHCP, DNS, Firewall, Controle Parental, Sistema de Prevenção de Intrusão, Varredura de Vírus, Inspeção Profunda de Pacote, Tradutores de Endereço de Rede etc.). Em outras palavras, funções de rede providas por um equipamento de rede 100 podem ser distribuídas entre vários hospedeiros.
[047]O equipamento de rede 100 pode ainda prover conectividade a uma Rede de Área Ampla (WAN) 20 (tal como a Internet) aos dispositivos de rede 10.
[048]A seguir, assume-se que a configuração de rede entre os dispositivos 10 e o equipamento de rede 100 já é obtida, por exemplo, a partir de um controlador 101. Em um exemplo, o controlador 101 pode ser um elemento de gerenciamento de alto nível (por exemplo, compatível com os padrões ETSI NFV MANO) responsável pela instanciação, aumento e redução de escala, medições de desempenho, correlação de eventos, terminação de implementação de máquinas virtuais etc. O controlador 101 também pode ser responsável pela atualização ou modernização de software e configuração de funções de rede e pela comunicar com outros elementos da infraestrutura de um operador de rede. Em outra modalidade, o controlador pode ser disposto fora do equipamento de rede 100.
[049]Além disso, como ainda mostrado no exemplo da Figura 1, o equipamento de rede 100 pode compreender um balanceador de carga de entrada (ILB) 120 e um balanceador de carga de saída (ELB) 130 configurados notavelmente para receber pacotes:
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- de dispositivos 10 (eventualmente após o processamento de rede, como operações de encapsulamento e desencapsulamento) para endereçá-los (após o processamento quando necessário) a servidores remotos 30 através da WAN 20; e/ou
- de servidores remotos 30 (eventualmente após o processamento de rede, tais como como operações de encapsulamento e desencapsulamento) para endereçá-los (após o processamento quando necessário) aos dispositivos correspondentes
10.
[050]O balanceador de carga de entrada 120 e o balanceador de carga de saída 130 podem prover escalabilidade e confiabilidade, enquanto melhoram o uso de recursos. Para este fim, diferentes políticas podem ser aplicadas para distribuir o tráfego entre as máquinas virtuais 110 do equipamento de rede 100, tais como:
- baseado em rota, de acordo com o endereço IP ou endereço MAC de origem ou destino,
- tipo de tráfego baseado (tal como protocolo de 4 camadas, melhor esforço, vídeo, áudio etc.),
- princípios de round-robin.
[051]Além disso, os balanceadores de carga de entrada e saída 120 e 130 podem ainda realizar a classificação (ou seja, a ação para categorizar os pacotes para diferenciar o processamento associado e transmiti-los às funções de rede correspondentes) dependendo, por exemplo, de um ou uma combinação dos seguintes critérios:
- endereço MAC de origem/destino,
- endereço IP de origem/destino,
- portas de origem/destino e tipo de protocolo,
- parâmetros de carga útil.
[052]Assume-se, doravante, que o equipamento de rede 100 compreende
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14/25 várias instâncias de funções de rede, dispostas entre o balanceador de carga de entrada 120 e o balanceador de carga de saída 130. Dessa forma, no exemplo ilustrativo, mas não limitante, da Figura 1, três instâncias da função de rede Fx são implementadas pelas máquinas virtuais 110 VM1, VM2 e VM3. Uma instância da função de rede Fy é implementada pela máquina virtual 110 VM4 e uma instância da função de rede Fz é implementada pela máquina virtual 110 VM5.
[053]Neste exemplo, os balanceadores de carga de entrada e saída 120 e 130 são configurados para distribuir o tráfego dentre as diferentes instâncias VM1 a VM5 das funções de rede Fx, Fy e Fz.
[054]A seguir, assume-se que uma transação é uma sequência de duas ou mais mensagens trocadas entre dois aparelhos, por exemplo, para estabelecer uma conexão ou para trocar dados. A transação mais curta é uma sequência de requisição-resposta. Dependendo do ponto de observação, uma transação pode ser composta por várias transações de diferentes protocolos.
[055]Como mostrado na Figura 2, o método 200 implementado no balanceador de carga de entrada 120 do equipamento de rede 100 e compatível com os presentes princípios pode compreender:
- receber (etapa 201), pelo balanceador de carga de entrada 120 (graças, por exemplo, às interfaces de comunicação 402), um primeiro pacote após processamento por uma primeira instância de uma função de rede Fx operada por uma máquina virtual VM1. O primeiro pacote compreende um indicador da transação pendente mais antiga gerenciada pela referida primeira instância da função de rede Fx;
- receber (etapa 202), pelo balanceador de carga de entrada 120, um segundo pacote após processamento por uma segunda instância da mesma função de rede Fx operada por outra máquina virtual VM2. O segundo pacote ainda compreende um indicador da transação pendente mais antiga gerenciada pela referida segunda instância da função de rede Fx. O primeiro pacote e o segundo pacote são os
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15/25 mesmos e compreendem as mesmas informações antes do processamento, respectivamente, pela primeira e segunda instâncias da referida função de rede;
- determinar (etapa 203), pelo balanceador de carga 120 (graças, por exemplo, ao comparador 122), se o indicador incorporado do primeiro pacote é igual ao indicador incorporado do segundo pacote;
- quando os indicadores do primeiro e do segundo pacotes forem os mesmos, notificar (etapa 204) o controlador 101 de que o primeiro e o segundo indicadores são iguais a fim de, por exemplo, descartar a instância previamente operada da referida função de rede Fx dentre a primeira e a segunda instâncias. Em uma variante ou complemento, quando os indicadores do primeiro e do segundo pacotes são os mesmos, o método 200 pode compreender descartar, pelo balanceador de carga de entrada 120, os pacotes seguintes processados pela instância previamente operada da referida função de rede dentre a primeira e a segunda instâncias.
[056]De acordo com os presentes princípios, o método 200 pode ser similarmente implementado no balanceador de carga de saída 130.
[057]A Figura 3 apresenta um exemplo ilustrativo, mas não limitante, de implementação dos presentes princípios em referência ao diagrama esquemático mostrado na Figura 1. Em particular, o exemplo da Figura 3 descreve o comportamento de diferentes elementos da Figura 1 através de três transações - referidas como 04, 10 e 20 - entre, respectivamente, o dispositivo 10 i e o servidor 30 x, o dispositivo 10 j e o servidor 30 y, e o dispositivo 10 k e o servidor 30 z. Os dispositivos 10 i, j e k e o servidores 30 x, y e z podem ser qualquer tipo de elementos se comunicando através da infraestrutura de VNF mostrada na Figura 1 (tal como dispositivos móveis acessando um servidor de Internet através de uma infraestrutura de Provedor de Serviço de Rede).
[058]No exemplo, as máquinas virtuais 110 VM1 e VM2 do equipamento de rede 100 são configuradas para operar uma instância da mesma função de rede Fx.
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Assume-se que, no início da observação t0, apenas uma primeira instância da função de rede Fx está rodando na máquina virtual VM1. A referida primeira instância está prestes a ser descartada (por exemplo, por razões de manutenção) ou sobrecarregada, e substituída ou assistida por uma segunda instância da função de rede Fx rodando na máquina virtual VM2. A primeira instância da máquina virtual VM1 está atualmente processando duas transações pendentes (04 e 10 na Figura 3).
[059]No exemplo da Figura 3, os balanceadores de carga de entrada e saída 120 e 130 são configurados para marcar com um indicador (indicador de entrada ou indicador de saída) todos os pacotes que eles tiverem que rotear para uma função de rede, chegando no equipamento de rede 100 seja a partir dos dispositivos 10 (para o balanceador de carga de entrada 120) ou da WAN 20 (para o balanceador de carga de saída 130). O indicador pode, por exemplo, ser adicionado no cabeçalho do pacote (por exemplo, na forma de um cabeçalho de contexto de comprimento variável). Em particular, o indicador adicionado a cada pacote pode ser um valor incremental (tal como um valor inteiro) incrementado toda vez que um pacote é recebido pelo balanceador de carga 120, 130 considerado. Naturalmente, qualquer outro tipo de indicador pode ser implementado sem se afastar do escopo da invenção.
[060]Para essa finalidade, os balanceadores de carga de entrada e saída 120 e 130 podem compreender um contador 121, 131 como mostrado na Figura 1, configurado para incrementar o valor do indicador toda vez que um pacote é recebido.
[061]Deve-se compreender que a sequência de numeração do indicador de entrada implementada no balanceador de carga de entrada 120 é independente da sequência de numeração implementada no balanceador de carga de saída 130. Além disso, a sequência de numeração implementada em um balanceador de carga não considera a transação, apenas os pacotes recebidos.
[062]Assume-se ainda que uma transação pode ser igualmente iniciada por um pacote chegando no lado de entrada ou no lado de saída.
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17/25 [063]O pacote inicial (não mostrado nas Figuras) da transação 04 recebeu, como indicador de entrada, o valor i990 pelo balanceador de carga de entrada 120. O pacote inicial da transação 10 recebeu, como indicador de entrada, o valor i998 pelo balanceador de carga de entrada 120, significando que a transação 04 é mais antiga do que a transação 10. Em seguida, os pacotes iniciais das transações 04 e 10 chegaram na máquina virtual VM1 com os indicadores incorporados i990 e i998, respectivamente.
[064]Na sequência exemplificativa de pacotes ilustrada na Figura 3, o primeiro pacote P1 da sequência corresponde a um pacote da transação pendente 10 endereçado pelo dispositivo j ao servidor y. Como mostrado na parte 1 da sequência exemplificativa, o balanceador de carga de entrada 120 - recebendo aquele pacote P1 da transação 10 - adiciona o indicador de entrada i1000 ao referido pacote recebido, antes de encaminhá-lo para a primeira instância da função de rede Fx operada pela máquina virtual VM1.
[065]Após o processamento do pacote recebido P1 pela função de rede Fx, a máquina virtual VM1 substitui o indicador de entrada incorporado i1000 por um novo indicador i990 (também chamado de OPTI para Indicador de Transação Pendente Mais Antiga). O indicador OPTI corresponde ao indicador incorporado no primeiro pacote da transação pendente mais antiga gerenciada pela primeira instância da função de rede Fx sendo executada pela máquina virtual VM1. No exemplo, na recepção do primeiro pacote P1 da sequência pela máquina virtual VM1, o indicador OPTI tem o valor i990, correspondente ao indicador incorporado no primeiro pacote da transação 04 (a transação pendente mais antiga gerenciada pela primeira instância da função de rede em VM1) e previamente introduzido pelo balanceador de carga de entrada 120. Deve-se notar que a origem do indicador adicionado (isto é, entrada ou saída) é incorporada com o indicador.
[066]Em uma variante compatível com os presentes princípios, em vez de
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18/25 substituir o indicador incorporado, o indicador OPTI pode ser adicionado junto com o indicador já incorporado introduzido pelo balanceador de carga.
[067]Deve-se ainda notar que, em uma variante ou complemento adicional, um pacote pode incorporar um indicador de entrada e um indicador de saída, a fim de indicar o status atual de contadores de entrada e saída para avaliar o tempo de existência da transação pendente mais antiga.
[068]Após a adição do indicador OPTI no pacote processado P1, a máquina virtual VM1 pode encaminhá-lo para o balanceador de carga de saída 130 para transmissão para o servidor correspondente 30 y através da WAN 20. Por exemplo, por motivo de concisão, o percurso de serviços a ser aplicado compreende apenas uma função de rede. Naturalmente, deve-se entender que os presentes princípios não são limitados ao percurso de serviços com uma função de rede, mas também se aplicam ao percurso de serviço com uma ou mais funções de rede.
[069]Como mostrado na parte 2 da sequência exemplificativa, uma segunda instância da função de rede Fx pode ser lançada, pelo controlador 101, na máquina virtual VM2 antes, por exemplo, de uma manutenção ou uma sobrecarga da máquina virtual VM1. O controlador 101 pode instanciar a função de rede na máquina virtual VM2 e pode, por conseguinte, configurar os elementos de rede. Os balanceadores de carga de entrada e saída 120 e 130 são ainda configurados para rotear o tráfego para ambas as instâncias da função de rede Fx em VM1 e VM2 e para manter o indicador OPTI para aquelas instâncias da função de rede Fx.
[070]Na parte 3 da sequência exemplificativa da Figura 3, um pacote recebido P2 da transação pendente 04, proveniente da WAN 20 e recebido pelo balanceador de carga de saída 130, recebe um indicador de saída e2001 do referido balanceador de carga 130. O balanceador de carga de saída 130 transmite o referido pacote recebido P2 incorporando o indicador de saída e2001 a ambas a primeira e a segunda instâncias da função de rede Fx. Uma vez que a transação 04 foi iniciada
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19/25 antes de operar a segunda instância da função de rede Fx em VM2, esse pacote recebido P2 é descartado por VM2, VM2 não sendo configurado para gerenciar transações pendentes estabelecidas antes do lançamento da segunda instância da função de rede Fx.
[071]Como mostrado na Figura 3, a primeira instância de Fx operada por VM1 pode processar o referido pacote recebido P2, substituir o indicador de saída e2001 pelo indicador OPTI i990 - correspondente ao indicador do primeiro pacote de dados da transação pendente mais antiga gerenciada por VM1 (isto é, a transação 04) - e encaminhar o pacote processado ao balanceador de carga de entrada 120.
[072]Na parte 4 da sequência exemplificativa da Figura 3, o pacote recebido seguinte P3 (pertencente a uma nova transação 20 lançada por um dispositivo 10) recebe um indicador de entrada i1001 pelo balanceador de carga de entrada 120. Este pacote recebido P3 é ainda entregue pelo balanceador de carga de entrada 120 a VM1 e VM2, respectivamente, operando a primeira e a segunda instâncias das funções de rede Fx. VM1 e VM2 consideram este pacote recebido P3 como o início de uma nova transação (isto é, a transação 20), que acaba por ser a primeira transação pendente gerenciada por VM2. Para VM2, o indicador OPTI é então i1001. Para VM1, o OPTI permanece i990, a transação 04 estando em andamento.
[073]Sem informações adicionais, os balanceadores de carga de entrada e saída 120 e 130 descartam todos os pacotes provenientes de VM2, apenas os pacotes provenientes de VM1 são processados. Em uma variante compatível com os presentes princípios, os balanceadores de carga de entrada e saída podem processar o primeiro pacote recebido da primeira e da segunda instâncias da função de rede.
[074]Na parte 5 da sequência exemplificativa mostrada na Figura 3, um pacote P4 retorna em resposta ao primeiro pacote P3 da transação 20. O indicador de saída fornecido pelo balanceador de carga de saída 130 tem agora o valor e2002. O pacote P4 é, então, processado por ambas as instâncias da função de rede Fx em
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VM1 e VM2. O pacote P4 processado por VM1 incorpora o indicador OPTI i990 (indicador de entrada do pacote de transação 04). O pacote P4 processado por VM2 incorpora o indicador OPTI i1001 (indicador de entrada do primeiro pacote de transação 20). Ambos os pacotes processados P4 são encaminhados, por VM1 e VM2, ao balanceador de carga de entrada 120, que ainda descarta qualquer pacote recebido de VM2.
[075]Na parte 6 da sequência exemplificativa, o pacote seguinte P5 - pertencentes à transação 04 e recebendo o indicador de saída e2003 - é descartado por VM2. Ao processar o pacote P5, a primeira instância da função de rede Fx de VM1 detecta que a transação 04 está concluída. Como consequência, o indicador OPTI em VM1 é atualizado de i990 para i1001, que corresponde ao indicador de entrada do primeiro pacote da transação pendente 20. O indicador OPTI atualizado de VM1 é ainda adicionado ao pacote processado P5, como metadados, quando do encaminhamento do pacote ao balanceador de carga de entrada 120.
[076]O indicador OPTI é agora o mesmo para VM1 e VM2 (isto é, i1001) (este pode ser determinado, por exemplo, pelo comparador 122). O balanceador de carga de entrada 120 fica, então, ciente de que VM2 tem o mesmo estado de fluxo de VM1. Neste momento, VM1 pode ser descartada e o tráfego pode ser encaminhado apenas para VM2. Para este fim, o balanceador de carga de entrada 120 pode notificar o controlador 101 que pode, então, descartar VM1 e configurar, por conseguinte, os balanceadores de carga de entrada e saída. Em uma variante, o balanceador de carga de entrada 120 pode ser reconfigurado por si só. Em outra variante ou complemento, o balanceador de carga de entrada 120 e o balanceador de carga de saída 130 podem ser reconfigurados por si só (o balanceador de carga de saída sendo reconfigurado ao processar o pacote de saída seguinte fornecendo o indicador OPTI para VM1 e VM2). Nesse caso, VM1 pode ser descartada posteriormente quando os dois balanceadores de cargas 120 e 130 tiverem notificado o controlador 101.
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21/25 [077]Em uma variante ou em um complemento compatível com os presentes princípios, a decisão de descartar uma das instâncias da função de rede pode ser feita após o recebimento dos pacotes seguintes oriundos da primeira e segunda instâncias da função de rede Fx e incorporando o mesmo indicador OPTI. Isso pode evitar que os balanceadores de carga armazenem indicadores OPTI das diferentes instâncias da função de rede.
________[078]A sequência exemplificativa da Figura 3 é resumida na tabela abaixo:
Parte VM1 VM2
Marca de Paco- Indicador de Tran- Marca de Paco- Indicador de Trante Recebido sação Transmitida te Recebido sação Transmitida
Parte 1 Í1000 Í990 N/A N/A
Correspondente VM2 não existe VM2 não existe ao 1Q pacote da
Primeira transação monitorada
Parte 5 e2002 Í990 e2002 i1001
Parte 6 e2003 11001 e2003 Í1001
A transação pendente mais antiga é agora 20

Claims (12)

1. Método a ser implementado em um primeiro elemento de rede (120) adaptado para fazer parte de um equipamento de rede (100) configurado para operar uma pluralidade de funções de rede (Fx, Fy, Fz) e para estar em comunicação com um ou mais dispositivos (10), CARACTERIZADO pelo fato de que o referido método (200) compreende:
receber (201) um primeiro pacote após processamento por uma primeira instância de uma função de rede (Fx), o referido primeiro pacote compreendendo um indicador da transação pendente mais antiga gerenciada pela primeira instância da referida função de rede (Fx);
receber (202) um segundo pacote após processamento por uma segunda instância da referida função de rede (Fx), o referido segundo pacote compreendendo um indicador da transação pendente mais antiga gerenciada pela segunda instância da referida função de rede (Fx), o primeiro pacote e o segundo pacote compreendendo as mesmas informações antes do processamento, respectivamente, pela primeira e segunda instâncias da referida função de rede (Fx);
determinar (203) se o indicador do primeiro pacote é igual ao indicador do segundo pacote;
quando os indicadores do primeiro e do segundo pacotes forem os mesmos, notificar (204) um controlador (101) de que o primeiro e o segundo indicadores são iguais a fim de descartar a instância previamente operada da referida função de rede (Fx) dentre a primeira e a segunda instâncias.
2. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que ainda compreende, quando os indicadores do primeiro e do segundo pacotes são os mesmos, descartar os pacotes seguintes processados pela instância previamente operada da referida função de rede (Fx) dentre a primeira e a segunda instâncias.
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3. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, CARACTERIZADO pelo fato de que ainda compreende, quando os indicadores do primeiro e do segundo pacotes forem diferentes, descartar o pacote recebido, dentre o primeiro e o segundo pacotes, que foi processado pela última instância operada da referida função de rede (Fx) dentre a primeira e a segunda instâncias.
4. Método, de acordo com as reivindicações 1 a 3, CARACTERIZADO pelo fato de que os indicadores são introduzidos no primeiro e segundo pacotes, respectivamente, pela primeira e segunda instâncias da referida função de rede (Fx).
5. Método, de acordo com as reivindicações 1 a 4, CARACTERIZADO pelo fato de que o primeiro e o segundo pacotes, antes do processamento, respectivamente, pela primeira e segunda instâncias da referida função de rede (Fx), são preliminarmente processados pelo segundo elemento de rede (130) configurado para adicionar um número de pacote a um pacote recebido e para duplicar o referido pacote recebido para o referido primeiro pacote e o referido segundo pacote.
6. Método, de acordo com as reivindicações 1 a 5, CARACTERIZADO pelo fato de que o indicador é adicionado a um cabeçalho do primeiro e do segundo pacotes.
7. Método, de acordo com as reivindicações 1 a 6, CARACTERIZADO pelo fato de que o primeiro elemento de rede (120) é um balanceador de carga.
8. Elemento de rede adaptado para fazer parte de um equipamento de rede (100) configurado para operar uma pluralidade de funções de rede (Fx, Fy, Fz) e para estar em comunicação com um ou mais dispositivos (10), CARACTERIZADO pelo fato de que o elemento de rede compreende:
uma ou mais interfaces de comunicação (402) configuradas para;
receber um primeiro pacote após processamento por uma primeira instância de uma função de rede (Fx), o referido primeiro pacote compreendendo um indicador da transação pendente mais antiga gerenciada pela primeira instância da referida
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3/4 função de rede (Fx);
receber um segundo pacote após processamento por uma segunda instância da referida função de rede (Fx), o referido segundo pacote compreendendo um indicador da transação pendente mais antiga gerenciada pela segunda instância da referida função de rede (Fx), o primeiro pacote e o segundo pacote compreendendo as mesmas informações antes do processamento respectivamente pela primeira e segunda instâncias da referida função de rede (Fx);
um comparador (122) para determinar se o indicador do primeiro pacote é igual ao indicador do segundo pacote, e em que as referidas uma ou mais interfaces de comunicação (402) são ainda configuradas para notificar um controlador (101) de que o primeiro e o segundo indicadores são iguais a fim de descartar a instância previamente operada da referida função de rede (Fx) dentre a primeira e a segunda instâncias.
9. Elemento de rede, de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADO pelo fato de que as referidas uma ou mais interfaces de comunicação (402) são ainda configuradas para descartar os pacotes seguintes processados pela instância previamente operada da referida função de rede (Fx) dentre a primeira e a segunda instâncias, quando os indicadores do primeiro e do segundo pacotes forem os mesmos.
10. Elemento de rede, de acordo com a reivindicação 8 ou 9, CARACTERIZADO pelo fato de que as referidas uma ou mais interfaces de comunicação (402) são também configuradas, quando os indicadores do primeiro e do segundo pacotes forem diferentes, para descartar o pacote recebido, dentre o primeiro e o segundo pacotes, que foi processado pela última instância operada da referida função de rede (Fx) dentre a primeira e a segunda instâncias.
11. Elemento de rede, de acordo com as reivindicações 8 a 10, CARACTERIZADO pelo fato de que os indicadores são introduzidos no primeiro e
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4/4 segundo pacotes, respectivamente, pela primeira e segunda instâncias da referida função de rede (Fx).
12. Produto de programa de computador armazenado em um meio legível por computador não transitório e compreendendo instruções de código de programa executáveis por um processador para implementar um método a ser implementado em um primeiro elemento de rede (120) adaptado para fazer parte de um equipamento de rede (100) configurado para operar uma pluralidade de funções de rede (Fx, Fy, Fz) e para estar em comunicação com um ou mais dispositivos, CARACTERIZADO pelo fato de que o referido método compreende:
receber (201) um primeiro pacote após processamento por uma primeira instância de uma função de rede (Fx), o referido primeiro pacote compreendendo um indicador da transação pendente mais antiga gerenciada pela primeira instância da referida função de rede (Fx);
receber (202) um segundo pacote após processamento por uma segunda instância da referida função de rede (Fx), o referido segundo pacote compreendendo um indicador da transação pendente mais antiga gerenciada pela segunda instância da referida função de rede (Fx), o primeiro pacote e o segundo pacote compreendendo as mesmas informações antes do processamento, respectivamente, pela primeira e segunda instâncias da referida função de rede (Fx);
determinar (203) se o indicador do primeiro pacote é igual ao indicador do segundo pacote;
quando os indicadores do primeiro e do segundo pacotes forem os mesmos, notificar (204) um controlador (101) de que o primeiro e o segundo indicadores são iguais a fim de descartar a instância previamente operada da referida função de rede (Fx) dentre a primeira e a segunda instâncias.
BR102018004533-4A 2017-03-07 2018-03-07 método a ser implementado em um elemento de rede para gerenciar instâncias de funções de rede e elemento de rede correspondente BR102018004533A2 (pt)

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