BR112020003137A2

BR112020003137A2 - métodos e aparelhos para evitar tempestade de paginação durante difusão de arp para pdu tipo ethernet

Info

Publication number: BR112020003137A2
Application number: BR112020003137-2A
Authority: BR
Inventors: Sridhar BHASKARAN; Marco Spini; Fenqin Zhu
Original assignee: Huawei Technologies Co., Ltd.
Priority date: 2017-08-14
Filing date: 2018-08-07
Publication date: 2020-08-04
Also published as: KR20200037378A; US11128596B2; JP6999026B2; EP3662645A4; EP4054278A1; WO2019033958A1; KR102275940B1; US20200186490A1; JP2020530730A; US11616753B2; CN111226427A; WO2019033958A8; EP3662645A1; US20210359971A1; CN111226427B

Abstract

Métodos e aparelhos para aquisição de cache de protocolo de resolução de endereço (ARP) / IPv6 vizinho na entidade de função de plano de usuário (UPF) sem realizar inspeção profunda de pacotes para todos os pacotes que atravessam são divulgados. O principal por trás da presente invenção é que para que a difusão de ARP / multidifusão de Solicitação de ICMPv6 vizinho a partir de qualquer cliente Ethernet (UE ou clientes por trás do UE ou clientes em DN) seja respondida pela própria entidade de UPF, por consultar o cache de ARP / IPv6 vizinho incorporado na entidade de UPF, independentemente de se a entidade de UPF atua como o comutador Ethernet principal ou o comutador Ethernet principal está na DN. A solução é simplificada para sempre interceptar ARP na UPF e responder a ele com base no cache de ARP / IPv6 Vizinho local.

Description

MÉTODOS E APARELHOS PARA EVITAR TEMPESTADE DE PAGINAÇÃO DURANTE DIFUSÃO DE ARP PARA PDU TIPO ETHERNET

[001] Este pedido reivindica prioridade ao Pedido de Patente Indiano No. IN201741028886 e intitulado “METHODS AND

APPARATUSES FOR AVOIDING PAGING STORM DURING ARP BROADCAST FOR ETHERNET TYPE PDU” (“MÉTODOS E APARELHOS PARA EVITAR

TEMPESTADE DE PAGAMENTO DURANTE DIFUSÃO DE ARP PARA PDU TIPO ETHERNET”), depositado em 14 de agosto de 2017, que é incorporado neste documento por referência como se fosse reproduzido na sua totalidade.

CAMPO TÉCNICO

[002] O presente assunto aqui descrito, em geral, refere-se a redes de comunicação sem fio e, particularmente, a evitar tempestade de paginação durante difusão de protocolo de resolução de endereço em uma rede de comunicação. Mais particularmente, aos métodos e aparelhos para aquisição do cache de ARP / IPv6 Vizinho na UPF sem realizar inspeção de pacote profunda para cada pacote atravessado.

ANTECEDENTES

[003] Um protocolo de resolução de endereço (ARP) é um protocolo usado pelo Protocolo de Internet (IP) para mapear endereços de rede IP para os endereços de hardware usados por um protocolo de enlace de dados. O termo resolução de endereço refere-se ao processo de encontrar um endereço de um computador em uma rede. O endereço é "resolvido" usando um protocolo no qual uma peça de informação é enviada por um processo de cliente em execução no computador local para um processo de servidor em execução em um computador remoto. As informações recebidas pelo servidor permitem que o servidor identifique exclusivamente o sistema de rede para o qual o endereço foi necessário e, portanto, forneça o endereço necessário. O procedimento de resolução de endereço é concluído quando o cliente recebe uma resposta do servidor que contém o endereço necessário.

[004] Em particular, o ARP mapeia um endereço IP para um endereço de máquina físico (também conhecido como endereço de Controle de Acesso ao Meio ou MAC) que é reconhecido na rede local. O protocolo opera abaixo da camada de rede como uma parte da interface entre a rede OSI e a camada de enlace OSI. Uma tabela, geralmente chamada de cache de ARP / IPv6 vizinho, é usada para manter a correlação entre cada endereço MAC e o endereço IP correspondente. O ARP fornece as regras de protocolo para fazer essa correlação e fornecer a conversão de endereço em ambas direções.

[005] Portanto, o ARP é usado pela Camada de Enlace de Dados para fornecer duas funções básicas: 1) Resolver endereços IPv4 para endereços MAC e 2) Manter uma tabela de cache de endereços MAC para IP. Para resolver o endereço de Nome para IP, o serviço DNS é usado, para resolver o endereço IP para o Endereço Ethernet MAC, o serviço ARP é usado.

[006] Para o IPv6, o protocolo de Descoberta de Vizinho é empregado, que funciona de maneira semelhante ao ARP, exceto que, em vez de enviar a solicitação como uma difusão para toda a LAN, é enviada para um endereço de multidifusão local de enlace.

[007] Os sistemas mantêm essa tabela de consulta de ARP, onde armazenam informações sobre quais endereços IP estão associados a quais endereços MAC. Ao tentar enviar um pacote para um endereço IP, o sistema primeiro consultará esta tabela para verificar se já sabe o endereço MAC. Se houver um valor em cache, o ARP não será usado. Se o endereço IP não for encontrado na tabela ARP, o sistema enviará um pacote de difusão para a rede usando o protocolo ARP perguntando "quem possui 192.168.1.1". Isso é enviado para um endereço MAC especial, pois é um pacote de difusão, fazendo com que todas as máquinas da rede o recebam. Qualquer máquina com o endereço IP solicitado responderá com um pacote ARP que diz "Eu sou 192.168.1.1" e isso inclui o endereço MAC que pode receber pacotes para esse IP.

[008] Uma unidade de dados de protocolo (PDU) é uma informação entregue como uma unidade entre entidades pares de redes contendo informações de controle, informações de endereço ou dados. Em sistemas em camadas, a PDU representa uma unidade de dados especificada no protocolo de uma determinada camada que consiste de informações de controle de protocolo e dados de usuário. PDU é um termo significativo relacionado às quatro camadas iniciais do modelo OSI. Na Camada 1, a PDU é um bit, na Camada 2 é um quadro, na Camada 3 é um pacote e na Camada 4 é um segmento. Na camada 5 e acima, a PDU é referida como dados. No contexto de redes 5G, uma sessão PDU refere-se a uma sessão estabelecida entre o nó móvel 5G e a rede para transportar dados do tipo IPv4 ou IPv6 ou quadro Ethernet ou qualquer tipo não estruturado. Portanto, nas redes 5G, atualmente o 3GPP definiu três tipos de sessões de PDU, a saber, tipo de sessão IP PDU, tipo de sessão PDU Ethernet e tipo de sessão PDU Não Estruturada.

[009] O 3GPP está discutindo a introdução do tipo de PDU Ethernet na arquitetura 5G, onde um equipamento de usuário (UE) pode solicitar um tipo de PDU Ethernet para a rede principal 5G e a rede principal 5G aloca uma função de plano de usuário que atua como a âncora de PDU. Essa UPF âncora atuará como o comutador Ethernet principal para todos os UEs conectados à mesma LAN através da PDU Ethernet. Se os clientes conectados à PDU Ethernet na mesma LAN envolverem clientes fora da rede 3GPP (ou seja, a Rede de Dados, chamada DN), nesse caso, um comutador Ethernet na DN pode atuar como o comutador Ethernet principal para a LAN. A UPF atua como um dos comutadores de folha que conectam os clientes na rede 3GPP nesse caso. A UPF encapsulará os quadros Ethernet recebidos a partir dos clientes de PDU Ethernet na rede 3GPP para esse comutador Ethernet principal na DN.

[0010] O UE também pode atuar como uma ponte Ethernet, permitindo que os clientes por trás do UE se conectem através da rede 3GPP, com o UE atuando como um comutador local. Significativamente, como o UE e / ou os clientes por trás do UE (para operação em modo de ponte) obtêm seu endereço de Camada 3 (IP) estão fora do escopo do 3GPP.

[0011] Nas redes WLAN convencionais, evitar a difusão de ARP para todos os clientes WLAN é tratado pelo controlador WLAN, construindo um cache de ARP / IPv6 Vizinho. Aqui, o controlador WLAN hospeda a função de gerenciamento de endereço L3 ou o servidor de Protocolo de Configuração de Hospedeiro Dinâmico (DHCP) e também participa do plano de dados.

[0012] É feita referência a https://www.cisco.com/c/en/us/td/docs/wireless/controller/7 4/configuration/guides/consolidated/b_cg74_CONSOLIDATED/b_c g74_CONSOLIDATED_chapter_01100011.html em que foi divulgado que os controladores de LAN sem fio atualmente atuam como um proxy para solicitações de ARP. Ao receber uma solicitação de ARP, o controlador responde com uma resposta de ARP em vez de difundir a solicitação a todos os clientes WLAN. Este cenário tem duas vantagens, em outras palavras, o dispositivo a montante que envia a solicitação de ARP ao cliente não saberá onde o cliente está localizado, e a potência de dispositivos operados por bateria, como telefones celulares e impressoras, será preservada porque eles não precisam responder a todas as solicitações de ARP.

[0013] Também é feita referência a espionagem de DHCP (através da inspeção de pacote profunda) e cache de ARP / IPv6 vizinho, disponível em http://packetlife.net/blog/2010/aug/18/dhcp-snooping-and- dynamic-arpinspection/, em que foi divulgado que a espionagem de DHCP permite que um comutador Catalisador inspecione o tráfego DHCP atravessando um segmento de camada dois e rastreie quais endereços IP foram atribuídos aos hosts em quais portas de comutador. Essas informações podem ser úteis para a solução de problemas gerais, mas projetadas especificamente para auxiliar dois outros recursos, a saber, proteção de fonte IP e inspeção dinâmica de ARP. Esses recursos ajudam a reduzir a falsificação de endereços IP na borda de acesso da camada dois.

[0014] Notavelmente, a atribuição de endereço L3 de espionagem (como a espionagem de DHCP) e a resposta à solicitação de ARP diretamente do comutador já são arte existente na LAN com fio e LAN sem fio.

[0015] A rede de comunicação pode ser uma rede 4G LTE ou 5G. No entanto, o que é exclusivo das sessões de celular de PDU Ethernet baseadas em 5G e da rede LAN Ethernet é que uma rede celular pode ter milhões de assinantes e muitos deles podem estar no estado CM-OCIOSO de cada vez. Fazer a espionagem de DHCP em um comutador âncora (por exemplo, entidade de UPF) para tantas sessões de assinante por inspeção por pacote é muito computacional e dificulta os recursos de computação do comutador de gastar ciclos no encaminhamento de pacotes normal. Também no caso do comutador Ethernet principal estar na DN e no servidor de Gerenciamento de Endereço L3 (DHCP) localizado na DN, o tráfego de DHCP para os clientes na DN não atravessará a UPF. Portanto, a UPF não pode espionar os pacotes DHCP nesses casos.

[0016] Além disso, as tecnologias de ponta ainda estão para discutir ou resolver o seguinte problema no 3GPP, em que depois que o UE e / ou os clientes por trás do UE obtêm seu endereço da Camada 3 (endereço IP) de alguma forma, os UEs realizam uma solicitação de ARP ou solicitação de Protocolo de Descoberta de Vizinho para descobrir o endereço MAC Ethernet de outros UEs / clientes na mesma LAN e essa solicitação de ARP / solicitação de Protocolo de Descoberta de Vizinho (NDP) é encapsulada pela rede de acesso de rádio (RAN) para a entidade de função de plano de usuário (UPF) de rede principal. Depois disso, existem duas possibilidades, a saber: Cenário 1: Se a entidade de UPF atuar como o comutador Ethernet, ela realizará difusão do ARP ou multidifusão do NDP para cada UE / cliente na LAN, conforme ilustrado na Figura 1. Como os UEs estão conectados à rede de comunicação através de um túnel, tal difusão / multidifusão resultará no envio de mensagem ARP / NDP separadas em cada túnel.

[0017] Cenário 2: Se uma rede de dados (DN) por trás da entidade de UPF atuar como o comutador Ethernet, a entidade de UPF encaminhará a solicitação de ARP ou NDP a partir do UE ou os clientes por trás do UE para a DN e o comutador Ethernet principal então enviará de volta a solicitação de ARP em um endereço de difusão de L2 ou a Pedido de Solicitação de Vizinho NDP em um endereço de multidifusão local de enlace que resultará na entidade de UPF enviando a ARP ou o Pedido de Solicitação de Vizinho para cada UE na LAN, conforme ilustrado na Figura 2.

[0018] Isso resulta em uma enorme tempestade de paginação na rede se muitos UEs estiverem no estado CM- OCIOSO. Problemas semelhantes também ocorrem quando os clientes por trás do nome de rede de dados (DNN) também se tornam parte da LAN e emitem solicitação de vizinho de ARP / NDP (Protocolo de Descoberta de Vizinho). Significativamente, encontrar paginação ou localização é o processo pelo qual a rede inicia uma consulta para a localização de um terminal. É implementado enviando sinalizadores (uma mensagem de difusão) a todas as células para que uma das células possa localizar o usuário (endereço IP). Um UE no estado CM-OCIOSO é registrado com a rede, mas não possui uma conexão de sinalização estabelecida. Além disso, como o UE obtém seu endereço MAC e endereço de camada superior (IP) também está fora do escopo do 3GPP.

[0019] Portanto, é necessário construir cache de ARP / cache de IPv6 vizinho na entidade de UPF sem executar inspeção de pacote profunda para cada pacote atravessado para espionar solicitações DHCP, para que o cache de ARP / cache de IPv6 vizinho possa ser usado para evitar tempestade de paginação durante quando uma solicitação de ARP ou um pedido de Solicitação de Vizinho é emitido em redes 5G para as PDUs Ethernet, para eliminar a ocupação e o desperdício desnecessários de recursos de rede.

[0020] Significativamente, responder ao ARP a partir de um cache de ARP local / IPv6 vizinho em um comutador em vez de difundir para todos os nós da LAN é um mecanismo conhecido. Consequentemente, o problema técnico objetivo resolvido pela presente invenção é evitar a tempestade de paginação durante a difusão de ARP / multidifusão de NDP em redes 5G através da construção de um cache de ARP / cache de IPv6 vizinho na própria entidade de UPF.

[0021] A necessidade acima descrita para evitar tempestades de paginação durante difusão de ARP / multidifusão de NDP em redes 5G é meramente destinada a fornecer uma síntese de alguns dos problemas dos sistemas / / mecanismo / técnicas convencionais, e não têm a intenção de ser exaustiva. Outros problemas com sistemas / mecanismos / técnicas convencionais e benefícios correspondentes das várias modalidades não limitativas aqui descritas podem se tornar mais evidentes após a revisão da descrição a seguir.

SUMÁRIO

[0022] Este sumário é fornecido para introduzir conceitos relacionados aos métodos para evitar tempestade de paginação durante difusão de ARP / multidifusão de NDP para PDU tipo Ethernet em redes 5G e o mesmo é descrito mais adiante na descrição detalhada. Este sumário não se destina a identificar recursos essenciais do objeto reivindicado nem a seu uso para determinar ou limitar o escopo do assunto reivindicado.

[0023] Um objetivo da presente invenção é construir cache de ARP / cache de IPv6 vizinho em uma entidade de UPF sem fazer inspeção de pacote profunda para cada pacote atravessado, de modo que o cache de ARP / cache de IPv6 vizinho possa ser usado para evitar difusão de ARP / multidifusão de NDP.

[0024] Outro objetivo da presente invenção é fornecer um mecanismo para que uma entidade de função de gerenciamento de sessão (SMF) aprenda qual túnel em uma entidade de UPF é destinado a qual(ais) endereço(s) MAC.

[0025] Outro objetivo da presente invenção é atualizar o cache de ARP / IPv6 vizinho presente na entidade de UPF.

[0026] Outro objetivo da presente invenção é atualizar o cache de ARP / IPv6 vizinho na entidade de UPF por uma DN.

[0027] Ainda um outro objetivo da presente invenção é resolver os problemas técnicos recitados acima, fornecendo uma entidade de UPF âncora que atua como um comutador Ethernet principal quando a função de gerenciamento de endereço L3 é na entidade de SMF ou na DN.

[0028] Ainda outro objetivo da presente invenção é resolver os problemas técnicos mencionados acima, fornecendo uma DN que atua como um comutador Ethernet principal quando a função de gerenciamento de endereço L3 estiver na entidade de SMF ou na DN.

[0029] Ainda outro objetivo da presente invenção é fornecer Inspeção de Pacote Profunda (DPI) na entidade de UPF atuando como comutador Ethernet principal.

[0030] Ainda outro objetivo da presente invenção é fornecer Inspeção de Pacote Profunda (DPI) na DN atuando como comutador Ethernet principal.

[0031] Ainda outro objetivo da presente invenção é fornecer Anúncio de Protocolo de Registro de Atributo Gratuito (GARP) ou Protocolo de Mensagem de Controle de Internet versão 6 (ICMPv6) Vizinho do UE para atualizar o cache de ARP do comutador Ethernet / cache IPv6 vizinho.

[0032] Ainda outro objetivo da presente invenção é evitar tempestade de paginação durante difusão de ARP / multidifusão de NDP para PDU tipo Ethernet.

[0033] De acordo com o primeiro aspecto da presente invenção, é fornecido um método de aquisição de endereços de camada 2 (L2) visto em um túnel para um dispositivo de usuário final em uma entidade de função de plano de usuário (UPF), o referido método compreendendo os passos de receber, pela entidade de UPF, uma solicitação a partir da entidade de função de gerenciamento de sessão (SMF) para notificar qualquer endereço L2 de origem detectado no referido túnel pela entidade de UPF; detectar, pela entidade de UPF, um pacote L2 com o novo endereço L2 de origem no referido túnel; e enviar, pela entidade de UPF, o novo endereço L2 de origem detectado no referido túnel para a entidade de SMF; em que o túnel entre a entidade de UPF e a rede terminando o dispositivo de usuário final é configurado por uma mensagem de configuração de plano de usuário iniciada por uma entidade de função de gerenciamento de sessão (SMF) em direção à entidade de UPF e associada às sessões de unidade de dados de protocolo (PDU) tipo Ethernet; e em que a configuração de túnel na entidade de UPF é em direção à Rede de Acesso (AN) ou Rede de Dados (DN).

[0034] Em uma implementação do primeiro aspecto, a presente invenção fornece um método para a entidade de SMF aprender qual túnel na entidade de UPF é destinado a qual(quais) endereço(s) MAC.

[0035] De acordo com o segundo aspecto da presente invenção, é fornecido um método para atualizar o cache de protocolo de resolução de endereço (ARP) / cache de IPv6 vizinho em uma entidade de função de plano de usuário (UPF) por uma entidade de função de gerenciamento de sessão (SMF), o referido método compreendendo os passos de enviar, pela entidade de SMF, uma primeira mensagem de solicitação à entidade de UPF para atualizar o cache de ARP / cache IPv6 vizinho; em que a primeira mensagem de solicitação compreende uma mensagem de atualização de cache de ARP / IPv6 vizinho, um endereço L3 e um mapa de endereços L2; atualizar, pela entidade de UPF, o cache de ARP / cache de IPv6 vizinho com o mapa de endereços L2; e enviar, pela entidade de UPF, uma primeira mensagem de atualização de resposta após atualizar o cache de ARP / cache de IPv6 vizinho para a entidade de SMF.

[0036] Em uma implementação do segundo aspecto, a presente invenção fornece um método para atualizar o cache de ARP / cache de IPv6 vizinho construído em uma entidade de UPF. A entidade de SMF emite uma Solicitação de Atualização de Configuração de N4 UPF para a entidade de UPF e transporta o comando de atualização de cache de ARP / IPv6 vizinho junto com o endereço L3 no mapa de endereços L2. A entidade de UPF atualiza o cache de ARP / IPv6 vizinho com o mapa fornecido e envia uma resposta de atualização de configuração de UPF de plano de usuário.

[0037] De acordo com o terceiro aspecto da presente invenção, é fornecido um método para atualizar o cache de protocolo de resolução de endereço (ARP) / IPv6 vizinho em uma entidade de função de plano de usuário (UPF) pela função de gerenciamento de endereço L3 de uma rede de dados (DN), o referido método compreendendo os passos de enviar, pela DN, uma primeira mensagem de atualização para uma entidade de função de elemento de rede (NEF); em que a referida primeira mensagem de atualização compreende um endereço L2 e um mapa de endereços L3; determinar, pela entidade de NEF, uma configuração local que indica qual função de gerenciamento de sessão está controlando a entidade de UPF; e enviar, pela entidade de NEF, a primeira mensagem de atualização para pelo menos uma função de gerenciamento de sessão.

[0038] Em uma implementação do terceiro aspecto, a presente invenção fornece um método para atualizar o cache de ARP / IPv6 vizinho construído na entidade de UPF pela DN. Quando a função de gerenciamento de endereço L3 está na DN, esse método é empregado pela DN para informar a entidade de SMF sobre o endereço L2 no mapa de endereços L3, para que a entidade de SMF possa atualizar o cache de ARP / IPv6 vizinho na entidade de UPF.

[0039] De acordo com o quarto aspecto da presente invenção, é fornecido um método para realizar função de gerenciamento de endereço L3 na entidade de função de gerenciamento de sessão (SMF) para atualizar o cache de protocolo de resolução de endereço (ARP) / IPv6 vizinho em uma entidade de função de plano de usuário (UPF), em que a referida entidade de UPF é um comutador Ethernet principal, o método compreendendo os passos de receber, pela entidade de UPF, uma primeira mensagem de solicitação compreendendo uma primeira mensagem de solicitação sobre a camada 2 (L2), a referida mensagem compreendendo o controle de acesso ao meio de origem do dispositivo de usuário final, a partir de um dispositivo de usuário final; encaminhar, pela entidade de UPF, a primeira mensagem de solicitação à entidade de SMF; enviar, pela entidade de SMF, uma primeira mensagem de resposta para a entidade de UPF; encaminhar, pela entidade de UPF, a primeira mensagem de resposta para o dispositivo de usuário final; enviar, pela entidade de SMF, uma primeira mensagem de atualização de solicitação à entidade de UPF para atualizar o cache de ARP / IPv6 vizinho; em que a primeira mensagem de atualização de solicitação compreende uma mensagem de atualização de cache de ARP / IPv6 vizinho, um endereço L3 e um mapa de endereços L2; atualizar, pela entidade de UPF, o cache de ARP / IPv6 vizinho com o mapa de endereços L2; e enviar, pela entidade de UPF, uma primeira mensagem de atualização de resposta após atualizar o cache de ARP / IPv6 vizinho para a entidade de SMF.

[0040] Em uma implementação do quarto aspecto, a presente invenção fornece a função de gerenciamento de endereço L3 para sessões de PDU Ethernet e para os clientes por trás do UE / DN na LAN está localizada na entidade de SMF. A função de gerenciamento de endereço L3 pode ser um servidor DHCP ou uma função de atribuição de endereço IPv6.

[0041] De acordo com o quinto aspecto da presente invenção, é fornecido um método para realizar função de gerenciamento de endereço de camada 3 (L3) na entidade de função de gerenciamento de sessão (SMF) para atualizar o cache de protocolo de resolução de endereço (ARP) / IPv6 vizinho em uma entidade de função de plano de usuário (UPF), em que uma rede de dados (DN) é um comutador Ethernet principal, o método compreendendo os passos de receber, pelo comutador Ethernet principal, a partir do dispositivo de usuário final, uma primeira mensagem de solicitação compreendendo uma primeira mensagem de solicitação sobre camada 2 (L2), a referida mensagem compreendendo o controle de acesso ao meio de origem do dispositivo de usuário final; encaminhar, pelo comutador Ethernet principal, a primeira mensagem de solicitação para a entidade de SMF; enviar, pela entidade de SMF, uma primeira mensagem de resposta ao comutador Ethernet principal para fornecer alocação de endereço L3; em que a primeira mensagem de resposta compreende a alocação de endereço L3 encaminhada pela SMF; encaminhar, pelo comutador Ethernet principal, a primeira mensagem de resposta para o dispositivo de usuário final; adquirir, pela SMF, os endereços L2 para o dispositivo de usuário final na entidade de UPF, conforme indicado no primeiro aspecto da presente invenção; enviar, pela entidade de SMF, uma primeira mensagem de atualização de solicitação à UPF para atualizar o cache de ARP / IPv6 vizinho; em que a primeira mensagem de atualização de solicitação compreende uma mensagem de atualização de cache de ARP / IPv6 vizinho, um endereço L3 e um mapa de endereços L2; atualizar, pela entidade de UPF, o cache de ARP / IPv6 vizinho com o mapa de endereços L2; e enviar, pela entidade de UPF, uma primeira mensagem de atualização de resposta após atualizar o cache de ARP / IPv6 vizinho para a entidade de SMF.

[0042] Em uma implementação do quinto aspecto, a presente invenção fornece um método para atualizar o cache de ARP / IPv6 vizinho na entidade de UPF quando o endereço L3 é atribuído pela DN.

[0043] De acordo com o sexto aspecto da presente invenção, é fornecido um método para atualizar o cache de protocolo de resolução de endereço (ARP) / IPv6 vizinho em uma entidade de função de plano de usuário (UPF) quando o endereço de camada 3 (L3) é atribuído por uma Rede de dados (DN), em que a referida entidade de UPF é um comutador Ethernet principal, o método compreendendo os passos de: solicitar, por uma entidade de função de gerenciamento de sessão (SMF), para notificar qualquer endereço de camada de origem 2 (L2) detectado pela entidade de UPF; em que o endereço L2 é detectado pela entidade de UPF em um túnel para um UE na entidade de UPF ou em um túnel para clientes na DN; detectar, pela entidade de UPF, um pacote L2 com o novo endereço L2 de origem no referido túnel; enviar, pela entidade de UPF, o novo endereço L2 de origem detectado no referido túnel para a entidade de SMF; enviar, pela DN, uma primeira mensagem de atualização compreendendo um endereço L2 e um mapa de endereços L3 para a entidade de SMF; encaminhar, pela entidade de SMF, a primeira mensagem de atualização que compreende um endereço L2 e um mapa de endereços L3 para a entidade de UPF para atualizar o cache de ARP / IPv6 vizinho; e enviar, pela entidade de UPF, uma primeira mensagem de atualização de resposta após atualizar o cache de ARP / IPv6 vizinho para a entidade de SMF.

[0044] Em uma implementação do sexto aspecto, a presente invenção fornece um método para atualizar o cache de ARP / IPv6 vizinho na entidade de UPF quando o endereço L3 é atribuído pela DN.

[0045] De acordo com o sétimo aspecto da presente invenção, é fornecido um método para realizar Anúncio de Protocolo de Resolução de Endereço Gratuito (GARP) / ICMPv6 Vizinho para atualizar o cache de ARP / IPv6 Vizinho do comutador Ethernet, o referido método compreendendo os passos de inicializar, por um camada de aplicação, uma solicitação de mensagem de gatilho de dispositivo para iniciar o anúncio de GARP / ICMPv6 vizinho para um equipamento de usuário (UE) 3GPP por meio da entidade de função de elemento de rede (NEF); em que a mensagem de solicitação de gatilho de dispositivo compreende um ID externo para denotar um equipamento de usuário (UE); encaminhar, pela entidade de NEF, a mensagem de solicitação de gatilho de dispositivo para uma entidade de função de gerenciamento de acesso (AMF) se o ID externo pertencer a um UE válido; encaminhar, pela entidade de AMF, a mensagem de solicitação de gatilho de dispositivo para um dispositivo de usuário final; enviar, pelo dispositivo de usuário final, uma mensagem de resposta de gatilho de dispositivo para a entidade de AMF; encaminhar, pela entidade de AMF, uma mensagem de resposta de gatilho de dispositivo para a entidade de NEF; e encaminhar, pela entidade de NEF, a mensagem de resposta de gatilho de dispositivo para a camada de aplicação; e iniciar pelo equipamento de usuário ao receber a mensagem de gatilho de dispositivo, uma mensagem de anúncio de GARP / ICMPv6 vizinho.

[0046] Em uma implementação do sétimo aspecto, a presente invenção fornece um método para realizar Anúncio de Protocolo de Resolução de Endereço Gratuito (GARP) / ICMPv6 Vizinho para atualizar o cache de ARP / IPv6 Vizinho de comutador Ethernet. O UE / cliente por trás do UE / clientes na DN, depois de aprender o endereço de camada 3, faz um Anúncio de ARP / ICMPv6 vizinho gratuito para atualizar o cache de ARP / IPv6 vizinho de comutador Ethernet (pode ser a entidade de UPF ou a DN por trás da entidade de UPF). Com isso, o comutador aprende o cache de ARP / IPv6 vizinho, onde o UE pode ser acionado pela mensagem de gatilho de dispositivo mencionada acima para iniciar o anúncio de GARP / IPv6 vizinho para si ou para os clientes por trás dele, enquanto os clientes na DN são acionados por algum meios de aplicação fora do escopo do 3GPP.

[0047] De acordo com o oitavo aspecto da presente invenção, é fornecido um elemento de rede para aquisição de endereços de camada 2 (L2) vistos em um túnel para um dispositivo de usuário final, o referido elemento de rede compreendendo: uma unidade de processador configurada para detectar um pacote L2 com o novo endereço L2 de origem no referido túnel; um módulo de transceptor configurado para receber uma solicitação para notificar qualquer endereço L2 de origem detectado no referido túnel; o referido módulo de transceptor é ainda configurado para enviar o novo endereço L2 de origem detectado no referido túnel; e uma unidade de memória operativamente acoplada à unidade de processador e ao módulo de transceptor; em que o túnel entre o elemento de rede e uma rede terminando o dispositivo de usuário final é configurado por uma mensagem de configuração de plano de usuário iniciada por uma entidade de função de gerenciamento de sessão (SMF) em direção ao elemento de rede e associada às sessões de unidade de dados de protocolo (PDU) tipo Ethernet; e em que a configuração de túnel no elemento de rede é em direção à Rede de Acesso (AN) ou Rede de Dados (DN).

[0048] De acordo com o nono aspecto da presente invenção, é fornecida uma entidade de função de rede para atualizar o cache de protocolo de resolução de endereço (ARP) / IPv6 vizinho em um aparelho de rede pela função de gerenciamento de endereço L3, a referida entidade de função de rede compreendendo uma unidade de processamento configurada para determinar uma configuração local que indica qual função de gerenciamento de sessão (SMF) está controlando o aparelho de rede; um módulo de transceptor configurado para receber uma primeira mensagem de atualização; em que a referida primeira mensagem de atualização compreende um endereço L2 e um mapa de endereços L3; o referido módulo de transceptor é configurado ainda para enviar a primeira mensagem de atualização para pelo menos uma SMF.

[0049] Em contraste com a tecnologia disponível, a invenção em questão evita a tempestade de paginação durante a difusão de ARP / multidifusão de NDP em redes 5G que ocuparam e consumiram desnecessariamente os recursos de rede. A invenção em questão sugere a construção de cache de ARP / IPv6 vizinho na entidade de UPF sem realizar inspeção de pacote profunda para cada pacote atravessado.

[0050] As várias opções e modalidades preferidas mencionadas acima em relação à primeira implementação também são aplicáveis em relação às outras implementações.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS ANEXOS

[0051] A descrição detalhada é descrita com referência às figuras anexas. Nas figuras, o (s) dígito (s)

mais à esquerda de um número de referência identifica a figura na qual o número de referência aparece pela primeira vez. Os mesmos números são usados nos desenhos para se referir a recursos e componentes semelhantes.

[0052] A Figura 1 ilustra um cenário de implantação de rede em que uma entidade de UPF atua como o comutador Ethernet e difunde o ARP / multidifunde a Solicitação de ICMPv6 Vizinho para cada UE na LAN, de acordo com uma modalidade de um problema do presente assunto.

[0053] A Figura 2 ilustra um cenário de implantação de rede em que um DNN atua como o comutador Ethernet e difunde o ARP / multidifunde a solicitação de ICMPv6 Vizinho para cada UE da LAN, de acordo com outra modalidade de um problema do presente assunto.

[0054] A Figura 3 ilustra um procedimento para a entidade de SMF construir o endereço MAC para o mapa de sessões N4, de acordo com uma modalidade do presente assunto.

[0055] A Figura 4 ilustra o procedimento de atualização de cache de ARP / IPv6 vizinho, de acordo com outra modalidade do presente assunto.

[0056] A Figura 5 ilustra a atualização do mapa de endereços MAC, L3 a partir da entidade DN para UPF via NEF, entidade de SMF, de acordo com outra modalidade do presente assunto.

[0057] A Figura 6 ilustra a função de gerenciamento de endereço L3 na entidade de SMF e a atualização do cache de ARP / IPv6 vizinho na entidade de UPF quando a entidade de UPF é o comutador Ethernet principal, de acordo com outra modalidade do presente assunto.

[0058] A Figura 7 ilustra a função de gerenciamento de endereço L3 na DN e atualização do cache de ARP / IPv6 vizinho na entidade de UPF quando o comutador Ethernet principal está na DN, de acordo com outra modalidade do presente assunto.

[0059] A Figura 8 ilustra a inspeção de pacote profunda na entidade de UPF e construção do cache de ARP / IPv6 vizinho quando a entidade de UPF é o comutador Ethernet principal, de acordo com outra modalidade do presente assunto.

[0060] A Figura 9 ilustra um comutador principal na DN e entidade de UPF atuando como nó de encapsulamento para DN, de acordo com outra modalidade do presente assunto.

[0061] A Figura 10 ilustra um UE que realiza um anúncio de ARP ou ICMPv6 vizinho gratuitos para atualizar o cache de ARP / IPv6 vizinho, de acordo com outra modalidade do presente assunto.

[0062] A Figura 11 ilustra um aparelho de rede, de acordo com outra modalidade do presente assunto.

[0063] A Figura 12 ilustra uma entidade de função de rede, de acordo com outra modalidade do presente assunto.

[0064] Deve ser entendido que os desenhos anexos são para fins de ilustração dos conceitos da invenção e podem não estar em escala.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA PRESENTE INVENÇÃO

[0065] A invenção pode ser implementada de várias maneiras, como um processo, um aparelho, um sistema, uma composição de matéria, um meio legível por computador, como um meio de armazenamento legível por computador ou uma rede de computadores em que as instruções de programa são enviadas através de enlaces de comunicação óticos ou eletrônicos.

Neste relatório descritivo, essas implementações, ou qualquer outra forma que a invenção possa assumir, podem ser referidas como técnicas. Em geral, a ordem dos passos dos processos divulgados pode ser alterada dentro do escopo da invenção.

[0066] Uma descrição detalhada de uma ou mais modalidades da invenção é fornecida abaixo, juntamente com as figuras anexas que ilustram os princípios da invenção. A invenção é descrita em conexão com tais modalidades, mas a invenção não está limitada a nenhuma modalidade. O escopo da invenção é limitado apenas pelas reivindicações e a invenção abrange inúmeras alternativas, modificações e equivalentes. Inúmeros detalhes específicos são apresentados na descrição a seguir, a fim de fornecer uma compreensão completa da invenção. Estes detalhes são fornecidos com a finalidade de exemplo e a invenção pode ser praticada de acordo com as reivindicações sem alguns ou todos esses detalhes específicos. Para fins de clareza, o material técnico conhecido nos campos técnicos relacionados à invenção não foi descrito em detalhes para que a invenção não seja desnecessariamente obscurecida.

[0067] Na descrição detalhada a seguir, vários detalhes específicos são estabelecidos para fornecer um entendimento completo da invenção. No entanto, será entendido pelos versados na técnica que a presente invenção pode ser praticada sem esses detalhes específicos. Em outros casos, métodos, procedimentos e componentes, módulos, unidades e / ou circuitos bem conhecidos não foram descritos em detalhes para não obscurecer a invenção.

[0068] Embora as modalidades da invenção não sejam limitadas a esse respeito, discussões utilizando termos como, por exemplo, "processamento", "computação", "cálculo", "determinação", "estabelecimento", "análise", "verificação" ou semelhantes, podem se referir à operação(ões) e / ou processo(s) de um computador, uma plataforma de computação, um sistema de computação, ou outro dispositivo de computação eletrônica, que manipula e / ou transforma dados representados como físicos (por exemplo, eletrônicos) quantidades nos registros e / ou memórias do computador em outros dados representados de forma semelhante como quantidades físicas nos registros e / ou memórias do computador ou outro meio de armazenamento não transitório de informações que pode armazenar instruções para executar operações e / ou processos.

[0069] Embora as modalidades da invenção não sejam limitadas a esse respeito, os termos "pluralidade" e "uma pluralidade", conforme aqui utilizados, podem incluir, por exemplo, "múltiplos" ou "dois ou mais". Os termos "pluralidade" ou "uma pluralidade" podem ser usados em todo o relatório descritivo para descrever dois ou mais componentes, dispositivos, elementos, unidades, parâmetros ou similares. A menos que explicitamente declarado, as modalidades de método descritas neste documento não são restritas a uma ordem ou sequência específica. Além disso, algumas das modalidades de método descritas ou elementos das mesmas podem ocorrer ou serem realizadas simultaneamente, no mesmo ponto no tempo ou concorrentemente.

[0070] A invenção em questão consiste em construir um cache de ARP / IPv6 Vizinho na entidade de UPF sem realizar inspeção de pacote profunda para cada pacote atravessado, de modo que o cache de ARP / IPv6 Vizinho possa ser usado para evitar tempestade de paginação durante difusão de ARP / multidifusão de Solicitação de ICMPv6 Vizinho para PDU tipo Ethernet em redes 5G.

[0071] Na presente invenção, são divulgados métodos para a construção de cache de ARP / IPv6 Vizinho na entidade de UPF.

[0072] Embora sejam descritos aspectos para métodos para a construção de cache de protocolo de resolução de endereço (ARP) / IPv6 vizinho na entidade de Função de Plano de Usuário (UPF) sem realizar inspeção de pacote profunda para cada pacote que atravessa a rede, a presente invenção pode ser implementada em qualquer número de diferentes sistemas, ambientes e / ou configurações de computação, as modalidades são descritas no contexto dos seguintes sistemas, dispositivos / nós / aparelhos e métodos exemplares.

[0073] Daqui em diante, modalidades da presente divulgação são explicadas com a ajuda de diagramas exemplares e um ou mais exemplos. No entanto, tais diagramas exemplares e exemplos são fornecidos com a finalidade de ilustração para melhor compreensão da presente divulgação e não devem ser interpretados como uma limitação no escopo da presente divulgação.

[0074] Em Ethernets, endereços Ethernet ou endereços MAC são necessários para a comunicação entre os dispositivos de rede. Esses dispositivos enviam ou recebem pacotes para endereços Ethernet que consistem em 48 bits ou 6 octetos, enquanto os endereços IPv4 consistem em 32 bits ou endereços IPv6 de 4 octetos consistem em 128 bits ou 16 octetos. O ARP lida com os dois tipos de pacotes: solicitação de ARP e resposta de ARP. Quando um remetente deseja saber o endereço MAC do nó IP de destino, ele difunde a solicitação de ARP para todos os hosts na rede. O nó de destino envia uma resposta ao remetente com endereço MAC por meio da resposta de ARP no modo de unidifusão. Da mesma forma, no caso do IPv6, a descoberta de vizinho lida com dois tipos de pacotes. Uma Solicitação de ICMPv6 Vizinho que é enviada como multidifusão para todos os dispositivos conectados à rede de multidifusão de camada de enlace e um Anúncio de ICMPv6 Vizinho que é enviado como uma resposta de unidifusão para o dispositivo que iniciou a Solicitação de ICMPv6 Vizinho.

[0075] Associação entre o UE e uma rede de dados que fornece um serviço de conectividade de PDU. O tipo de associação pode ser IP, Ethernet ou não estruturado. O 3GPP está discutindo a introdução do tipo de PDU Ethernet na arquitetura 5G, para que o UE possa solicitar um tipo de PDU Ethernet para a rede principal 5G.

[0076] Para uma sessão PDU configurada com o tipo de sessão PDU Ethernet, a entidade de função de gerenciamento de sessão (SMF) e a entidade de UPF que atuam como âncora de sessão PDU podem suportar comportamentos específicos relacionados ao fato de a sessão PDU transportar quadros Ethernet. Nem um MAC nem um endereço IP são alocados pela rede principal 5G (5GC) ao UE para esta sessão PDU.

[0077] A entidade de SMF é um elemento de rede, ou um módulo lógico em um elemento de rede que realiza estabelecimento, modificação e liberação de sessão, incluindo manutenção de túnel entre a entidade de UPF e o nó de AN, alocação de endereço UE IP e seleção e controle de gerenciamento da função de UP, suportar para interação com DN externa para transporte de sinalização para autorização / autenticação de sessão PDU por DN externa e similares. A entidade de SMF realiza procedimento de gerenciamento de endereço IP com base no tipo de PDU selecionado. Se o tipo de PDU IPv4 for selecionado, um endereço IPv4 será alocado para o UE. Da mesma forma, se o tipo de PDU IPv6 for selecionado, um prefixo IPv6 será alocado.

[0078] A entidade de UPF é um elemento de rede, ou um módulo lógico em um elemento de rede que manipula o caminho de plano de usuário das sessões PDU. Uma entidade de UPF que fornece a interface para uma rede de dados suporta a funcionalidade de uma âncora de sessão PDU. As informações de detecção e roteamento de tráfego enviadas pela entidade de SMF para a entidade de UPF para uma sessão PDU estão associadas à instância de Rede para detecção e roteamento de tráfego. Uma entidade de UPF pode ser controlada por um única SMF ou por várias SMFs, para diferentes sessões PDU. Os recursos de detecção de tráfego de entidades de UPF são usados por uma entidade de SMF para controlar relatórios de tráfego, imposição de QoS e roteamento de tráfego.

[0079] A introdução do tipo de PDU Ethernet na arquitetura 5G permite que um UE solicite um tipo de PDU Ethernet à rede principal 5G e a rede principal 5G aloca uma função de plano de usuário que atua como a âncora de PDU. Essa entidade de UPF âncora atuará como o comutador Ethernet principal para todos os UEs conectados à mesma LAN através da PDU Ethernet. O UE também pode atuar como uma ponte Ethernet, permitindo que os clientes por trás do UE se conectem através da rede 3GPP, com o UE atuando como um comutador local.

[0080] Conforme o contrato atual capturado no rascunho mais recente da 3GPP TS 23.501, cláusula 5.6.10.2, para a PDU Ethernet, a entidade de SMF não está envolvida em nenhuma alocação de endereço. Como o UE obtém seu endereço MAC e o endereço de camada superior (IP) está fora do escopo do 3GPP, como também o UE e / ou os clientes por trás do UE (para operação em modo de ponte) obtêm que seu endereço de camada 3 (IP) está fora do escopo do 3GPP.

[0081] O principal por trás da presente invenção é que a difusão de ARP / multidifusão de Solicitação de ICMPv6 Vizinho de qualquer cliente Ethernet (UE ou clientes por trás de UE ou clientes em DN) seja respondida pela própria entidade de UPF, consultando o cache de ARP / IPv6 vizinho construído na entidade de UPF, independentemente de se a entidade de UPF atua como o comutador Ethernet principal ou se o comutador Ethernet principal está na DN. A solução é simplificada para interceptar sempre a Solicitação de ARP / ICMPv6 vizinho na entidade de UPF e responder a ela com base no cache local de ARP / IPv6 vizinho.

[0082] Notavelmente, responder à Solicitação de ARP / ICMPv6 vizinho a partir de um cache local de ARP / IPv6 vizinho em um comutador em vez de difundir / multidifundir para todos os nós da LAN é um mecanismo bem conhecido, conforme indicado acima. Portanto, a presente invenção se concentra em como construir um cache de ARP / IPv6 vizinho na própria entidade de UPF.

[0083] Os clientes Ethernet que são usuários finais, como UEs / clientes por trás do UE / clientes na DN, realizam um pedido de Solicitação de ARP / ICMPv6 vizinho para descobrir o endereço MAC Ethernet de outro UE / clientes por trás do UE / clientes na DN na mesma LAN onde esse pedido de solicitação de ARP / ICMPv6 vizinho é encapsulado pela RAN para a entidade de UPF de rede principal; posteriormente, existem duas possibilidades. O primeiro cenário, conforme ilustrado na Figura 1, é que, se a entidade de UPF atuar como o comutador Ethernet, vai difundir a solicitação de ARP / vizinho para cada UE na LAN. O segundo cenário, como ilustrado na Figura 2, é que, se uma DN por trás da entidade de UPF atua como o comutador Ethernet, a entidade de UPF encaminhará a Solicitação de ARP / ICMPv6 vizinho para a DN e a DN enviará de volta a difusão de ARP em um Endereço de difusão L2 / vai multidifundir Solicitação de ICMPv6 Vizinho em um endereço de multidifusão L2 que resultará na entidade de UPF enviando a solicitação de ARP / ICMPv6 vizinho para cada UE na LAN. Significativamente, cada um desses cenários resulta em uma enorme tempestade de paginação na rede se muitos UEs estiverem no estado CM-OCIOSO. Um problema semelhante também existe quando os clientes por trás da DNN também se tornam parte da LAN e emitem a Solicitação de ARP / ICMPv6 Vizinho. Notavelmente, as ilustrações nas Figuras 1 e 2 foram fornecidas com relação ao ARP, enquanto esses problemas também são aplicáveis à Descoberta de IPv6 vizinho quando a Solicitação de ICMPv6 vizinho está em multidifusão. Ilustrações separadas não são fornecidas para a descoberta de IPv6 vizinho e um especialista na técnica entenderia as ilustrações no contexto da descoberta de ambos ARP e IPv6 vizinho.

[0084] Para resolver o problema da tempestade de paginação que ocorre durante a difusão de ARP / multidifusão de Solicitação de ICMPv6 Vizinho para PDU tipo Ethernet em redes 5G, até agora não discutido ou resolvido em 3GPP, na primeira implementação, a presente invenção fornece um método de aquisição de endereços de camada 2 (L2) vistos em um túnel para um dispositivo de usuário final em uma entidade de função de plano de usuário (UPF), o referido método compreendendo os passos de receber, pela entidade de UPF, uma solicitação a partir da entidade de função de gerenciamento de sessão (SMF) para notificar qualquer endereço L2 de origem detectado no referido túnel pela entidade de UPF; detectar, pela entidade de UPF, um pacote L2 com o novo endereço L2 de origem no referido túnel; e enviar, pela entidade de UPF, o novo endereço L2 de origem detectado no referido túnel para a entidade de SMF; em que o túnel entre a entidade de UPF e a rede terminando o dispositivo de usuário final é configurado por uma mensagem de configuração de plano de usuário iniciada por uma entidade de função de gerenciamento de sessão (SMF) em direção à entidade de UPF e associada às sessões de unidade de dados de protocolo (PDU) tipo Ethernet; e em que a configuração de túnel na entidade de UPF é em direção à Rede de Acesso (AN) ou Rede de Dados (DN).

[0085] Nesta implementação, a presente invenção fornece um método para a entidade de SMF aprender qual túnel na entidade de UPF é destinado a qual(quais) endereço(s) MAC.

[0086] As entidades na LAN conectada ao sistema de comunicações, por exemplo, o Sistema 5G (5GS) pelo UE podem receber um endereço IP pela DN, mas isso não está definido. Por conseguinte, é claro que a entidade de SMF não está ciente de qual túnel (pode ser um túnel N3 ou um túnel em direção à DN) na entidade de UPF é usado para rotear o tráfego para qual(quais) o(s) endereço(s) MAC. A SMF precisa ter esse conhecimento, especialmente no caso onde a função de gerenciamento de endereço L3 para sessões PDU Ethernet não esteja com a entidade de SMF (ou seja, o roteador de DHCP / IPv6 não está co-localizado com a entidade de SMF).

[0087] A Figura 3 ilustra um procedimento para que a entidade de SMF construa o endereço MAC no mapa de sessões N4, de acordo com a primeira modalidade do presente assunto para a solução de ponta a ponta para a construção do cache de ARP / IPv6 Vizinho na entidade de UPF. Depois que a entidade de SMF configura a sessão N4 e tenha informado a entidade de UPF sobre o túnel a ser construído (túnel N3 ou um túnel em direção à DN), a entidade de SMF envia uma mensagem N4 para subscrever a entidade de UPF para notificar a entidade de SMF sempre que um novo endereço MAC de origem é visto no túnel construído na entidade de UPF. Essas assinaturas devem ser feitas para as sessões N4 associadas às sessões PDU tipo Ethernet.

[0088] Notavelmente, a sessão N4 é semelhante a uma configuração de túnel para uma sessão PDU entre uma rede de acesso e entidade de UPF ou entre a entidade de UPF e DN, pela entidade de SMF usando a mensagem de solicitação de configuração N4. Assim, o “túnel” está entre entidade de UPF e AN ou entidade de UPF e a DN. O que é feito pela entidade de SMF é uma mensagem de sinalização (solicitação de configuração N4) para configurar este túnel.

[0089] Em particular, uma sessão é configurada entre a SMF e a UPF para cada sessão PDU ou para cada túnel em direção à DN. O uso desses parâmetros de sessão relacionados a essa sessão PDU é trocado entre a SMF e a UPF. Por exemplo, para que a entidade de SMF aprenda qual endereço MAC é visto em um túnel de sessão PDU / túnel em direção à DN, as informações sobre o endereço MAC visto devem ser transportadas nesta sessão a partir da UPF para a SMF.

[0090] Portanto, a entidade de SMF pode subscrever para esta notificação apenas se a função de gerenciamento de endereço L3 para sessões PDU Ethernet estiver fora da entidade de SMF (ou seja, na DN). Quando a entidade de UPF vê um pacote L2 no túnel com um novo endereço MAC, a entidade de UPF notifica a entidade de SMF imediatamente sobre o novo endereço MAC visto para a sessão N4.

[0091] Uma vantagem desse método é que, como parte da atualização do cache de ARP / IPv6 vizinho na entidade de UPF pela DN, se a entidade de NEF não tiver a configuração de qual entidade de UPF é controlada por qual(quais) entidade(s) de SMF, terminará encaminhando o < endereço L3, endereço MAC>, o mapa de endereços UPF para todas as entidades de SMF. Assim, a entidade de SMF que foi notificada do MAC de origem a partir de uma entidade de UPF seria a única entidade de SMF que pode atualizar a entidade de UPF.

[0092] Outra vantagem desse método é que, como parte da atualização do cache de ARP / IPv6 vizinho na entidade de UPF pela DN, se o comutador Ethernet principal estiver na DN e a entidade de UPF não estiver atuando como o comutador Ethernet principal, então a função de gerenciamento de endereço L3 não pode obter o endereço de entidade de UPF através da solicitação de DHCP / IPv6 SLAAC é recebida. Além disso, se o cliente que está enviando a solicitação de descoberta de endereço L3 estiver na DN (e não em um UE ou em um cliente por trás do UE), a solicitação não passará pela entidade de UPF. Portanto, nesse caso, a função de gerenciamento de endereço L3 não pode fornecer nenhum endereço de entidade de UPF para a entidade de SMF. Portanto, apenas a entidade de SMF pode descobrir qual entidade de UPF para atualizar o cache de ARP / IPv6 vizinho empregando a primeira implementação da presente invenção.

[0093] Em uma segunda implementação, a presente invenção fornece um método para atualizar o cache de protocolo de resolução de endereço (ARP) / IPv6 vizinho em uma entidade de Função de Plano de Usuário (UPF) por uma entidade de função de gerenciamento de sessão (SMF), o referido método compreendendo os passos de enviar, pela entidade de SMF, uma primeira mensagem de solicitação à entidade de UPF para atualizar o cache de ARP / IPv6 vizinho; em que a primeira mensagem de solicitação compreende uma mensagem de atualização de cache de ARP / IPv6 vizinho, um endereço L3 e um mapa de endereços L2; atualizar, pela entidade de UPF, o cache de ARP / IPv6 vizinho com o mapa de endereços L2; e enviar, pela entidade de UPF, uma primeira mensagem de atualização de resposta após atualizar o cache de ARP / IPv6 vizinho para a entidade de SMF.

[0094] Nesta implementação, a presente invenção fornece um método para atualizar o cache de ARP / IPv6 vizinho construído em uma entidade de UPF. A entidade de SMF emite uma Solicitação de Atualização de Configuração de N4 UPF para a entidade de UPF e transporta o comando de cache de atualização de ARP / IPv6 vizinho junto com o endereço L3 para o mapa de endereços L2. A UPF atualiza o cache de ARP

/ IPv6 vizinho com o mapa fornecido e envia uma resposta de atualização de configuração de N4 UPF.

[0095] A Figura 4 ilustra como o cache de ARP / IPv6 vizinho é atualizado na entidade de UPF pela entidade de SMF, de acordo com a segunda modalidade do presente assunto. A entidade de SMF emite uma Solicitação de Atualização de Configuração de N4 UPF para a entidade de UPF e transporta o comando atualizar cache de ARP / IPv6 vizinho junto com o endereço L3 no mapa de endereços L2. A entidade de UPF atualiza o cache de ARP / IPv6 vizinho com o mapa fornecido e envia uma resposta de atualização de configuração de N4 UPF.

[0096] Em uma terceira implementação, a presente invenção fornece um método para atualizar o cache de protocolo de resolução de endereço (ARP) / IPv6 vizinho em uma entidade de Função de Plano de Usuário (UPF) pela função de gerenciamento de endereço L3 de uma rede de dados (DN), o referido método compreendendo os passos de enviar, pela DN, uma primeira mensagem de atualização para uma entidade de função de elemento de rede (NEF); em que a referida primeira mensagem de atualização compreende um endereço L2 e um mapa de endereços L3; determinar, pela entidade de NEF, uma configuração local que indica qual função de gerenciamento de sessão está controlando a entidade de UPF; e enviar, pela entidade de NEF, a primeira mensagem de atualização para pelo menos uma entidade de função de gerenciamento de sessão.

[0097] Nesse método, antes de enviar a primeira mensagem de atualização para uma entidade de NEF, o método realiza os passos de enviar, pela entidade de UPF, uma primeira mensagem de solicitação que compreende a Solicitação de Protocolo de Configuração de Hospedeiro Dinâmico (DHCP) ou Solicitação de Roteador de Protocolo de Internet versão 6 (IPv6) para a função de gerenciamento de endereço L3 na DN; alocar, pela função de gerenciamento de endereço L3, um endereço L3; e enviar, pela DN, uma primeira mensagem de resposta compreendendo o comando de alocação de endereço L3 para a entidade de UPF. A primeira mensagem de atualização opcionalmente compreende um segundo identificador da entidade de UPF a partir da qual a solicitação de descoberta de endereço L3 foi recebida. A entidade de NEF encaminha a primeira mensagem de atualização para todas as entidades de SMF em uma rede, se nenhuma configuração local estiver disponível ou se o identificador da entidade de UPF não foi recebido na primeira mensagem de atualização. O comando de alocação de endereço L3 compreende solicitação de DHCP ou solicitação de roteador de IPv6.

[0098] Nesta implementação, a presente invenção fornece um método para atualizar o cache de ARP / IPv6 vizinho construído na entidade de UPF pela DN. Quando a função de gerenciamento de endereço L3 está na DN, esse método é empregado pela DN para informar a entidade de SMF sobre o endereço L2 no mapa de endereços L3, para que a entidade de SMF possa atualizar o cache de ARP / IPv6 vizinho na entidade de UPF.

[0099] A Figura 5 ilustra a atualização do mapa de endereços MAC, L3 a partir da entidade de DN para UPF via entidade de NEF, entidade de SMF, de acordo com a terceira modalidade do presente assunto. Ao atualizar o cache de ARP / IPv6 vizinho na entidade de UPF por DN, se a função de gerenciamento de endereço L3 estiver na DN, então será necessário um procedimento para que a DN informe a entidade de SMF sobre o endereço L2 para o mapa de endereços L3 para que a entidade de SMF possa atualizar o cache de ARP / IPv6 vizinho na entidade de UPF.

[00100] Depois que a função de gerenciamento de endereço L3 na DN recebe uma solicitação de atribuição de endereço L3 a partir de um cliente, encapsulada por uma entidade de UPF, a função de gerenciamento de endereço L3 na DN atua como uma aplicação e atualiza a entidade de NEF com os seguintes detalhes:

1. Uma solicitação para atualizar <mapeamento de endereço MAC, endereço L3> junto com o identificador da entidade de UPF a partir da qual a solicitação de descoberta de endereço L3 foi recebida, se disponível. Isso implica que o identificador de entidade de UPF é opcional. Pode não estar disponível para a função de gerenciamento de endereço L3 na DN, em certos casos quando o comutador Ethernet principal está na DN.

2. Se a entidade de NEF tiver uma configuração local de qual(quais) entidade(s) de SMF que está controlando a entidade de UPF, a entidade de NEF encaminha essa solicitação de atualização apenas para esta(s) entidade(s) de SMF. Caso contrário, envia a todas as entidades de SMF.

3. Se o identificador de entidade de UPF é recebido a partir de entidade de NEF para entidade de SMF, então a entidade de SMF pode atualizar diretamente o cache de ARP / IPv6 Vizinho em que entidade de UPF emprega a segunda implementação da presente invenção.

4. Se nenhum identificador de entidade de UPF é recebido a partir de entidade de NEF para entidade de SMF, apenas a(s) entidade(s) de SMF que já aprendeu(ram) qual entidade de UPF viu esse endereço MAC antes (através da notificação definida quando entidade de SMF é aprendendo qual túnel na entidade de UPF é destinado a qual endereço MAC) encaminhará a solicitação de atualização de cache de ARP / IPv6 vizinho para a(s) respectiva(s) UPF(s), conforme definido durante a atualização do cache de ARP / IPv6 vizinho na entidade de UPF.

[00101] Significativamente, quando a função de gerenciamento de endereço L3 está na entidade de SMF, a função de gerenciamento de endereço L3 para sessões de PDU Ethernet e para os clientes por trás do UE / DN na LAN está localizada na própria entidade de SMF. A função de gerenciamento de endereço L3 pode ser um servidor de DHCP ou uma função de gerenciamento de IPv6 SLAAC. Nesse cenário, há 2 casos a serem considerados.

[00102] Caso 1: A entidade de UPF é o comutador Ethernet principal Caso 2: O comutador Ethernet principal está na DN.

[00103] Na quarta implementação, a presente invenção fornece um método para realizar função de gerenciamento de endereço L3 na entidade de função de gerenciamento de sessão (SMF) para atualizar o cache de protocolo de resolução de endereço (ARP) / IPv6 vizinho em uma entidade de função de plano de usuário (UPF), em que a referida entidade de UPF é um comutador Ethernet principal, o método compreendendo os passos de receber, pela entidade de UPF, uma primeira mensagem de solicitação compreendendo uma primeira mensagem de solicitação sobre a camada 2 (L2), a referida mensagem compreendendo o controle de acesso ao meio de origem do dispositivo de usuário final, a partir de um dispositivo de usuário final; encaminhar, pela entidade de UPF, a primeira mensagem de solicitação à entidade de SMF; enviar, pela entidade de SMF, uma primeira mensagem de resposta para a entidade de UPF; encaminhar, pela entidade de UPF, a primeira mensagem de resposta para o dispositivo de usuário final; enviar, pela entidade de SMF, uma primeira mensagem de atualização de solicitação à entidade de UPF para atualizar o cache de ARP / IPv6 vizinho; em que a primeira mensagem de atualização de solicitação compreende uma mensagem de atualização de cache de ARP / IPv6 vizinho, um endereço L3 e um mapa de endereços L2; atualizar, pela entidade de UPF, o cache de ARP / IPv6 vizinho com o mapa de endereços L2; e enviar, pela entidade de UPF, uma primeira mensagem de atualização de resposta após atualizar o cache de ARP / IPv6 vizinho para a entidade de SMF.

[00104] Nesse método, a primeira mensagem de solicitação é uma solicitação de Protocolo de Configuração de Hospedeiro Dinâmico (DHCP) e o dispositivo de usuário final é um equipamento de usuário ou um cliente por trás de um equipamento de usuário.

[00105] Nesta implementação, a presente invenção fornece a função de gerenciamento de endereço L3 para sessões PDU Ethernet e para os clientes por trás do UE / DN na LAN está localizada na entidade de SMF. A função de gerenciamento de endereço L3 pode ser um servidor de DHCP ou uma função de gerenciamento de IPv6 SLAAC.

[00106] Solução 1 para o caso 1: a Figura 6 ilustra a sequência de fluxo de chamadas para atualizar o cache de ARP / IPv6 vizinho na entidade de UPF quando o endereço L3 é atribuído pela entidade de SMF para o caso 1. Quando a entidade de SMF recebe uma solicitação de DHCP ou uma solicitação de roteador de IPv6, a entidade é recebida por um quadro Ethernet L2 como a entidade de UPF encapsula a PDU Ethernet que recebe como é para a entidade de SMF. No quadro L2, a entidade de SMF identifica o MAC de origem do cliente. Depois que a entidade de SMF atribui o endereço L3 ao cliente por enviar um anúncio de resposta de DHCP / roteador de IPv6, a entidade de SMF atualiza o cache de ARP / IPv6 vizinho na entidade de UPF por empregar a segunda implementação da presente invenção.

[00107] Na quinta implementação, a presente invenção fornece um método para realizar função de gerenciamento de endereço de camada 3 (L3) na entidade de função de gerenciamento de sessão (SMF) para atualizar o cache de protocolo de resolução de endereço (ARP) / IPv6 vizinho em uma entidade de função de plano de usuário (UPF), em que uma rede de dados (DN) é um comutador Ethernet principal, o método compreendendo os passos de receber, pelo comutador Ethernet principal, o dispositivo de usuário final, uma primeira mensagem de solicitação compreendendo uma primeira mensagem de solicitação sobre a camada 2 (L2), a referida mensagem compreendendo o controle de acesso ao meio de origem do dispositivo de usuário final; encaminhar, pelo comutador Ethernet principal, a primeira mensagem de solicitação para a entidade de SMF; enviar, pela entidade de SMF, uma primeira mensagem de resposta ao comutador Ethernet principal para fornecer alocação de endereço L3; em que a primeira mensagem de resposta compreende a alocação de endereço L3 encaminhada pela SMF; encaminhar, pelo comutador Ethernet principal, a primeira mensagem de resposta para o dispositivo de usuário final; adquirir, pela SMF, os endereços L2 para o dispositivo de usuário final na entidade de UPF, conforme indicado na primeira implementação da presente invenção; enviar, pela entidade de SMF, uma primeira mensagem de atualização de solicitação à UPF para atualizar o cache de ARP / IPv6 vizinho; em que a primeira mensagem de atualização de solicitação compreende uma mensagem de atualização de cache de ARP / IPv6 vizinho, um endereço L3 e um mapa de endereços L2; atualizar, pela entidade de UPF, o cache de ARP / IPv6 vizinho com o mapa de endereços L2; e enviar, pela entidade de UPF, uma primeira mensagem de atualização de resposta após atualizar o cache de ARP / IPv6 vizinho para a entidade de SMF.

[00108] Nesse método, a primeira mensagem de solicitação é uma solicitação de Protocolo de Configuração de Hospedeiro Dinâmico (DHCP) e o dispositivo de usuário final é um equipamento de usuário ou um cliente por trás de um equipamento de usuário.

[00109] Nesta implementação, a presente invenção fornece um método para atualizar o cache de ARP / IPv6 vizinho na entidade de UPF quando o endereço L3 é atribuído pela DN.

[00110] Solução 1 para o caso 2: Quando o comutador Ethernet principal estiver na DN, a solicitação de alocação de endereço L3 ainda alcançará a entidade de SMF transportando o endereço MAC de origem do cliente que o enviou. Portanto, a solução conforme descrita acima para o caso 1 também funcionará para esse caso.

[00111] As vantagens das duas soluções divulgadas acima são aquelas que estão completamente sob controle de 3GPP, permitindo que as operadoras salvem sua rede da tempestade de paginação por empregar soluções que se enquadram na pré-visualização do controle de rede 3GPP. Além disso, essas soluções não são intensivas em computação e, portanto, não sobrecarregam desnecessariamente os recursos de rede.

[00112] Quando a função de gerenciamento de endereço L3 está na DN, há 2 casos a serem considerados.

[00113] Caso 1: A entidade de UPF é o comutador Ethernet principal Caso 2: O comutador Ethernet principal está na DN.

[00114] Na sexta implementação, a presente invenção fornece um método para atualizar o cache de protocolo de resolução de endereço (ARP) / IPv6 vizinho em uma entidade de função de plano de usuário (UPF) quando o endereço de camada 3 (L3) é atribuído por uma rede de dados (DN), em que a referida entidade de UPF é um comutador Ethernet principal, o método compreendendo os passos de: solicitar, por uma entidade de função de gerenciamento de sessão (SMF), para notificar qualquer endereço de camada 2 (L2) de origem detectado pela entidade de UPF; em que o endereço L2 é detectado pela entidade de UPF em um túnel para um UE na entidade de UPF ou em um túnel para clientes na DN; detectar, pela entidade de UPF, um pacote L2 com o novo endereço L2 de origem no referido túnel; enviar, pela entidade de UPF, o novo endereço L2 de origem detectado no referido túnel para a entidade de SMF; enviar, pela DN, uma primeira mensagem de atualização compreendendo um endereço L2 e um mapa de endereços L3 para a entidade de SMF; encaminhar, pela entidade de SMF, a primeira mensagem de atualização que compreende um endereço L2 e um mapa de endereços L3 para a entidade de UPF para atualizar o cache de ARP / IPv6 vizinho; e enviar, pela entidade de UPF, uma primeira mensagem de atualização de resposta após atualizar o cache de ARP / IPv6 vizinho para a entidade de SMF.

[00115] Nesse método, após subscrever a notificação em qualquer endereço L2 de origem detectado no túnel pela entidade de UPF, o método realiza os passos de enviar, por um dispositivo de usuário final, uma primeira mensagem de solicitação compreendendo o Anúncio de Solicitação de DHCP ou de roteador de IPv6 à entidade de UPF; e encaminhar, pela entidade de UPF, a primeira mensagem de solicitação que compreende solicitação de DHCP ou solicitação de roteador de IPv6 para a DN.

[00116] Nesse método, após notificar os novos endereços L2 de origem detectados no túnel para o comutador, o método realiza os passos de enviar, pela DN, uma primeira mensagem de resposta compreendendo o Anúncio de Resposta de DHCP ou de roteador de IPv6 à entidade de UPF; e encaminhar, pela entidade de UPF, a primeira mensagem de resposta que compreende o Anúncio de Resposta de DHCP ou de roteador de IPv6 para o dispositivo de usuário final.

[00117] Significativamente, o dispositivo de usuário final é um equipamento de usuário ou um cliente por trás de um equipamento de usuário. O túnel é uma configuração N4 e uma configuração de túnel na entidade de UPF e associada às sessões de unidade de dados de protocolo (PDU) tipo Ethernet.

[00118] Nesta implementação, a presente invenção fornece um método para atualizar o cache de ARP / IPv6 vizinho na entidade de UPF quando o endereço L3 é atribuído pela DN.

[00119] Solução 2 para o Caso 1: A Figura 7 ilustra a sequência de fluxo de chamadas para atualizar o cache de ARP / IPv6 vizinho na entidade de UPF quando o endereço L3 é atribuído pela DN para o caso 1. Aqui, para cada sessão N4, a entidade de SMF subscreve para a entidade de UPF para notificá-la sempre que a entidade de UPF vê um novo MAC no túnel de entidade de UPF associado à sessão N4. Quando a entidade de UPF vê o primeiro pacote L2 com um endereço MAC de origem particular em um determinado túnel (que pode estar transportando a Solicitação de DHCP / IPv6 RS), a entidade de UPF notifica a entidade de SMF empregando a primeira implementação da presente invenção.

[00120] Quando a função de gerenciamento de endereço L3 na DN recebe uma solicitação de DHCP ou uma solicitação de roteador de IPv6, a função é recebida em um quadro Ethernet L2, como a entidade de UPF encapsula a PDU Ethernet que recebe como é para a DN. A partir do quadro L2, a DN identifica o MAC de origem do cliente. Depois que a DN atribui o endereço L3 ao cliente por enviar um anúncio de resposta de DHCP / Roteador IPv6, a DN primeiro atualiza a entidade de SMF sobre o mapa <endereço L2, endereço L3> por empregar a terceira implementação da presente invenção. A entidade de SMF ao recebê-lo atualiza o cache de ARP / IPv6 vizinho na entidade de UPF usando a segunda implementação da presente invenção.

[00121] Solução 2 para o Caso 2: No caso 2, onde o comutador Ethernet principal está na

DN, a solicitação de alocação de endereço L3 ainda alcançaria a função de gerenciamento de endereço L3 na DN transportando o endereço MAC de origem do cliente que a enviou. Portanto, a solução conforme descrita acima para o caso 1 também funcionará para esse caso.

[00122] As vantagens das duas soluções divulgadas acima são que elas estão completamente sob controle 3GPP, permitindo que as operadoras salvem sua rede da tempestade de paginação, empregando soluções que se enquadram na pré- visualização do controle de rede 3GPP. Além disso, essas soluções não são intensivas em computação e, portanto, não sobrecarregam desnecessariamente os recursos de rede.

[00123] Notavelmente, as duas soluções divulgadas na presente invenção não afetam um UE, ou impactam quaisquer outras funções de rede 3GPP. Mais importante, a entidade de UPF / comutador principal na DN não precisa conhecer o estado de gerenciamento de conexão (CM) do UE. Além disso, independentemente de qual cliente envia o ARP, a resposta ao ARP pode ser enviada pelo próprio cache de ARP / IPv6 Vizinho.

[00124] Significativamente, também é possível realizar a inspeção de pacote profunda (DPI) na entidade de UPF. Aqui, independentemente de onde o serviço de gerenciamento de endereços L3 é executado (entidade de SMF ou DN), o mapeamento do endereço MAC para o endereço L3 é aprendido pelas entidades de plano de usuário (UPF ou Comutador Ethernet na DN) através de uma inspeção de pacote profunda. A DPI em um comutador e o cache de aprendizado de ARP / IPv6 vizinho já existem para Ethernet LAN com e sem fio.

[00125] A Figura 8 ilustra a inspeção de pacote profunda na entidade de UPF e a construção do cache de ARP / IPv6 vizinho quando a entidade de UPF é o comutador Ethernet principal. Quando a entidade de UPF âncora atua como o comutador Ethernet principal, a entidade de UPF âncora intercepta os pacotes de descoberta de endereço L3 trocados entre UE / clientes por trás de UE / clientes na DN e o servidor de alocação de endereço L3 (por exemplo, servidor de DHCP) por trás da entidade de UPF. Por meio dessa interceptação, a entidade de UPF aprende qual endereço IP é alocado a qual L2 MAC e construindo um cache de ARP / IPv6 vizinho. A inspeção de pacote necessária aqui é mínima, pois não requer nenhuma inspeção de estado ou lógica de protocolo de camada 7 complexa. Posteriormente, quando qualquer cliente envia uma solicitação de ARP, a própria entidade de UPF responde ao ARP. A entidade de UPF responde a qualquer cliente que envia o ARP em nome da entidade que possui o endereço IP enviado na solicitação de ARP.

[00126] A Figura 9 ilustra um comutador principal na DN e entidade de UPF atuando como nó de encapsulamento para DN. Aqui, quando a entidade de UPF âncora encapsula pacotes Ethernet em direção a DNN e DNN possui um comutador Ethernet principal para a LAN, a entidade de UPF está apenas atuando como um nó de encapsulamento para um comutador Ethernet em uma DN por trás da entidade de UPF. A interceptação de pacotes de descoberta de endereços L3 (por exemplo, DHCP ou IPv6 SLAAC) e a construção do cache de ARP / IPv6 Vizinho podem ser feitas na DN. Quando o UE envia uma solicitação de ARP, a entidade de UPF encapsulará essa solicitação na DN. A DN responde à solicitação de ARP em si por retornar o resultado a partir do cache de ARP / IPv6 vizinho.

[00127] Significativamente, quando a entidade de UPF é o comutador Ethernet principal ou quando o comutador principal na DN, pode-se pensar se o cache de ARP / IPv6 vizinho pode ser construído apenas para UEs e clientes por trás de UEs. No entanto, a entidade de UPF que atua como comutador principal (para o caso 1) e a DN que atua como comutador principal (para o caso 2) podem não saber deterministicamente qual endereço MAC pertence ao UE e clientes por trás do UE e qual endereço MAC pertence aos clientes na DN.

[00128] Uma vantagem desta solução é que ela não requer nenhum sinal para elementos de rede 3GPP, como entidade de SMF, entidade de UPF e entidade de NEF. Suas desvantagens são que o uso de rastreamento de pacotes e inspeção de pacote profunda são intensivos em computação. A UPF / comutador Ethernet principal na DN deve realizar DPI em cada pacote para espionar qual pacote transporta a atribuição de endereço de DHCP / IPv6 SLAAC. Isso desperdiça ciclos de CPU no comutador que afeta o desempenho de encaminhamento. Além disso, no caso de o comutador Ethernet principal ser implantado na DN, a rede 3GPP deve depender de uma solução de DPI implementada fora da rede 3GPP, que não é de todo segura / confiável para o operador de rede 3GPP. Qualquer solução para evitar a tempestade de paginação deve estar dentro da rede controlada pelo operador 3GPP e não depende das soluções implementadas por um comutador de rede de terceira parte. Por conseguinte, realizar DPI na entidade de UPF pode não valer a pena considerar.

[00129] Na sétima implementação, a presente invenção fornece um método para realizar Anúncio de Protocolo de Resolução de Endereço Gratuito (GARP) / ICMPv6 Vizinho para atualizar o cache de ARP / IPv6 Vizinho de comutador Ethernet, o referido método compreendendo os passos para iniciar, por uma camada de aplicação, uma solicitação de mensagem de gatilho de dispositivo para iniciar anúncio de GARP / ICMPv6 vizinho para um UE por uma entidade de função de elemento de rede (NEF); em que a mensagem de solicitação de gatilho de dispositivo compreende um ID externo para denotar um equipamento de usuário (UE); encaminhar, pela entidade de NEF, a mensagem de solicitação de gatilho de dispositivo para uma entidade de função de gerenciamento de acesso (AMF) se o ID externo pertencer a um UE válido; encaminhar, pela entidade de AMF, a mensagem de solicitação de gatilho de dispositivo para um dispositivo de usuário final; enviar, pelo dispositivo de usuário final, uma mensagem de resposta de gatilho de dispositivo para a entidade de AMF; encaminhar, pela entidade de AMF, uma mensagem de resposta de gatilho de dispositivo para a entidade de NEF; e encaminhar, pela NEF, a mensagem de resposta de gatilho de dispositivo para a camada de aplicação.

[00130] Neste método, se o ID externo indicar que o UE é um cliente por trás da DN, a mensagem de solicitação de gatilho de dispositivo não é encaminhada para a entidade de AMF. O dispositivo de usuário final é um equipamento de usuário ou um cliente por trás de um equipamento de usuário.

[00131] Nesta implementação, a presente invenção fornece um método para realizar Anúncio de Protocolo de Resolução de Endereço Gratuito (GARP) / ICMPv6 Vizinho para atualizar o cache de ARP / IPv6 do comutador Ethernet.

[00132] A Figura 10 ilustra o fluxo de chamadas quando um comutador principal realiza anúncio gratuito de ARP / ICMPv6 vizinho para atualizar o cache de ARP / IPv6 vizinho. Nesta solução, o UE / cliente por trás do UE / clientes na DN, depois de aprender o endereço de camada 3, faz um anúncio gratuito de ARP / ICMPv6 vizinho para atualizar o comutador Ethernet (pode ser a entidade de UPF ou a DN por trás da entidade de UPF) Cache de ARP / IPv6 vizinho, onde o UE inicia o anúncio de GARP / ICMPv6 vizinho para si mesmo ou em nome de clientes por trás dele ao receber um gatilho de dispositivo e os clientes na DN iniciam o anúncio de GARP / ICMPv6 vizinho com base em gatilhos de aplicação que estão fora do escopo do 3GPP. Com isso, o comutador aprende o cache de ARP / IPv6 vizinho. Quando qualquer cliente envia uma solicitação de ARP / Solicitação de ICMPv6 vizinho, o próprio comutador responde com o Anúncio de resposta de ARP / ICMPv6 Vizinho em vez de difundi-lo.

[00133] Significativamente, durante o procedimento de alocação de endereço IP, a entidade que aloca o endereço IP (por exemplo, um servidor de DHCP), com base nos parâmetros específicos do cliente, obtém um ID externo. O ID externo é usado para iniciar uma solicitação de gatilho de dispositivo em direção à NEF. A camada de aplicação (servidor de DHCP ou qualquer serviço de alocação de endereço IP) pode usar o serviço de gatilho de dispositivo já definido em TS 23.502 para isso.

[00134] A NEF baseada em autorizar se o ID externo pertence a um UE válido ou não, iniciará a solicitação de gatilho de dispositivo em relação à AMF. Se o ID externo for o de um cliente por trás da DN, ele não terá nenhuma assinatura válida na rede 3GPP e, portanto, nenhum gatilho de dispositivo será iniciado pela NEF nesse caso.

[00135] Na oitava implementação, a presente invenção fornece um elemento de rede (100) para aquisição de endereços de camada 2 (L2) vistos em um túnel para um dispositivo de usuário final. O elemento de rede, como ilustrado na Figura 11, compreende uma unidade de processador (101) configurada para detectar um pacote L2 com o novo endereço L2 de origem no referido túnel; um módulo de transceptor (104) configurado para receber uma solicitação para notificar qualquer endereço L2 de origem detectado no referido túnel; o referido módulo de transceptor é ainda configurado para enviar o novo endereço L2 de origem detectado no referido túnel; e uma unidade de memória (102) acoplada operativamente à unidade de processador e ao módulo de transceptor; em que o túnel entre o elemento de rede e uma rede que termina o dispositivo de usuário final é configurado por uma mensagem de configuração de plano de usuário iniciada por uma entidade de função de gerenciamento de sessão (SMF) em direção ao elemento de rede e associada às sessões de unidade de dados de protocolo (PDU) tipo Ethernet; e em que a configuração de túnel no elemento de rede é em direção à Rede de Acesso (AN) ou Rede de Dados (DN).

[00136] A unidade de memória é ainda configurada para atualizar o cache de protocolo de resolução de endereço (ARP) / IPv6 Vizinho com o endereço de camada 3 (L3) no mapa de endereços L2. O módulo de transceptor é configurado ainda para receber uma primeira mensagem de solicitação para atualizar o cache de ARP / IPv6 vizinho e para enviar uma primeira mensagem de atualização de resposta após atualizar o cache de ARP / IPv6 vizinho. A primeira mensagem de solicitação compreende uma mensagem de atualização de cache de ARP / IPv6 vizinho, um endereço L3 e um mapa de endereços L2.

[00137] O módulo de transceptor é ainda configurado para receber uma primeira mensagem de solicitação compreendendo uma primeira mensagem de solicitação sobre L2, a referida mensagem compreendendo controle de acesso ao meio de origem do dispositivo de usuário final, para enviar a primeira mensagem de solicitação à entidade de SMF, para receber uma primeira mensagem de resposta a partir da entidade de SMF, para enviar a primeira mensagem de resposta ao dispositivo de usuário final, para receber uma primeira mensagem de atualização de solicitação para atualizar o cache de ARP / IPv6 vizinho e para enviar uma primeira mensagem de atualização de resposta após atualizar o cache de ARP / IPv6 vizinho. Notavelmente, a primeira mensagem de atualização de solicitação compreende uma mensagem de atualização de cache de ARP / IPv6 Vizinho, um endereço L3 e um mapa de endereços L2. A unidade de memória é ainda configurada para atualizar o cache de ARP / IPv6 vizinho com o mapa de endereços L2. O dispositivo de usuário final é equipamento de usuário (UE) ou clientes por trás do UE ou clientes em DN e similares.

[00138] Na nona implementação, a presente invenção fornece uma entidade de função de rede (200) para atualizar o cache de protocolo de resolução de endereço (ARP) / IPv6 Vizinho em um aparelho de rede pela função de gerenciamento de endereço L3. A entidade de função de rede, como ilustrado na Figura 12, compreende uma unidade de processamento (201)

configurada para determinar uma configuração local que indica qual função de gerenciamento de sessão (SMF) está controlando o aparelho de rede; um módulo de transceptor (203) configurado para receber uma primeira mensagem de atualização; em que a referida primeira mensagem de atualização compreende um endereço L2 e um mapa de endereços L3; o referido módulo de transceptor é configurado ainda para enviar a primeira mensagem de atualização para pelo menos uma SMF.

[00139] O módulo de transceptor é configurado ainda para enviar a primeira mensagem de atualização para todas as entidades de SMF em uma rede, se nenhuma configuração local estiver disponível ou se o identificador do aparelho de rede não foi incluído na primeira mensagem de atualização.

[00140] A primeira mensagem de atualização opcionalmente compreende um segundo identificador do aparelho de rede a partir do qual a solicitação de descoberta de endereço L3 foi recebida.

[00141] A presente invenção descreve métodos para a construção de cache de ARP / IPv6 Vizinho na entidade de UPF sem realizar inspeção de pacote profunda em todos os pacotes que atravessam a rede para evitar tempestade de paginação durante a difusão de ARP para PDU tipo Ethernet em redes 5G. O principal por trás da presente invenção é que a difusão de ARP a partir de qualquer cliente Ethernet (UE ou clientes por trás de UE ou clientes em DN) seja respondida pela própria entidade de UPF, por consultar o cache de ARP / IPv6 Vizinho construído na entidade de UPF, independentemente de se a entidade de UPF atua como o comutador Ethernet principal ou se o comutador Ethernet principal está na DN. A solução é simplificada para sempre interceptar o ARP na entidade de UPF e responder a ela com base no cache local de ARP / IPv6 vizinho.

[00142] Notavelmente, os métodos da presente invenção podem ser utilizados para evitar a difusão de ARP (para o caso de IPv4) e a multidifusão de pedido de Solicitação de IPv6 vizinho (para o caso de IPv6). O problema de paginação na difusão de ARP também é o mesmo para multidifusão de solicitação de IPv6 vizinho. Portanto, também a resposta para a Solicitação de Vizinho pode ser retornada a partir do cache construído na entidade de UPF, em vez de fazer multidifusão para todos que fazem parte da rede L2.

[00143] Um versado na técnica pode entender que qualquer algoritmo novo ou conhecido pode ser usado para a implementação da presente invenção. No entanto, deve ser notado que, a presente invenção fornece um método que permite que a implementação do roteamento de segmento com engenharia de tráfego seja realizada em uma rede existente sem atualizar o produto para suportar MSD mais alto, a fim de obter os benefícios e o avanço técnico mencionados acima, independentemente de usar qualquer algoritmo conhecido ou novo.

[00144] Uma pessoa versada na técnica pode estar ciente que, em combinação com os exemplos descritos nas modalidades divulgadas neste relatório descritivo, unidades e passos de algoritmo podem ser implementados por hardware eletrônico ou uma combinação de software de computador e hardware eletrônico. Se as funções são executadas por hardware ou software depende das aplicações específicas e das condições de restrição de projeto da solução técnica. Um versado na técnica pode usar métodos diferentes para implementar as funções descritas para cada aplicação específica, mas não deve ser considerado que a implementação vai além do escopo da presente invenção.

[00145] Nas várias modalidades fornecidas na presente invenção, deve ser entendido que o método divulgado pode ser implementado de outras maneiras. Por exemplo, a modalidade de aparelho descrita é meramente exemplar. Por exemplo, a divisão de unidade é meramente divisão de função lógica e pode ser outra divisão na implementação real. Por exemplo, uma pluralidade de unidades ou componentes pode ser combinada ou integrada em outro sistema, ou alguns recursos podem ser ignorados ou não realizados. Além disso, os acoplamentos mútuos, acoplamentos diretos ou conexões de comunicação exibidos ou discutidos podem ser implementados através de algumas interfaces. Os acoplamentos indiretos ou conexões de comunicação entre os aparelhos ou unidades podem ser implementados em formas eletrônicas, mecânicas ou outras.

[00146] Quando as funções são implementadas na forma de uma unidade funcional de software e vendidas ou usadas como um produto independente, as funções podem ser armazenadas em um meio de armazenamento legível por computador. Com base nesse entendimento, as soluções técnicas da presente invenção essencialmente, ou a parte que contribui para a técnica anterior, ou uma parte das soluções técnicas, podem ser implementadas na forma de um produto de software. O produto de software de computador é armazenado em um meio de armazenamento e inclui várias instruções para instruir um nó de computador (que pode ser um computador pessoal, um servidor ou um nó de rede) a realizar todos ou parte dos passos dos métodos descritos na modalidade da presente invenção. O meio de armazenamento anterior inclui: qualquer meio que possa armazenar código de programa, como uma unidade flash USB, um disco rígido removível, uma memória somente de leitura (Read-Only Memory, ROM), uma memória de acesso aleatório (Random Access Memory, RAM), um disco magnético ou um disco ótico.

[00147] Os dispositivos que estão em comunicação entre si não precisam estar em comunicação contínua, a menos que expressamente especificado de outra forma. Além disso, os dispositivos que estão em comunicação entre si podem se comunicar direta ou indiretamente por meio de um ou mais intermediários.

[00148] Quando um único dispositivo ou artigo é descrito neste documento, será prontamente aparente que mais de um dispositivo / artigo (cooperando ou não) pode ser usado no lugar de um único dispositivo / artigo. Da mesma forma, onde mais de um dispositivo ou artigo é descrito aqui (cooperando ou não), será prontamente aparente que um único dispositivo / artigo pode ser usado no lugar de mais de um dispositivo ou artigo ou um número diferente de dispositivos / artigos podem ser usados em vez do número mostrado de dispositivos ou programas. A funcionalidade e / ou os recursos de um dispositivo podem ser alternativamente incorporados por um ou mais outros dispositivos que não são explicitamente descritos como tendo tais funcionalidades / recursos. Assim, outras modalidades da invenção não precisam incluir o próprio dispositivo.

[00149] Embora implementações para métodos e aparelhos que permitem implementar cache de ARP / IPv6 vizinho na entidade de UPF sem a realização de DPI para cada pacote a ser realizado para evitar a tempestade de paginação durante difusão de ARP / multidifusão de Solicitação de Protocolo de Mensagem de Controle de Internet versão 6 (ICMPv6) Vizinho para a PDU tipo Ethernet em redes 5G tenham sido descritas em linguagem específica para recursos e / ou métodos; deve ser entendido que as reivindicações anexas não estão necessariamente limitadas aos recursos ou métodos específicos descritos.

Em vez disso, os recursos e métodos específicos são divulgados como exemplos de implementações da construção de cache de ARP / IPv6 Vizinho na entidade de UPF.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Método de aquisição de endereços de camada 2 (L2) vistos em um túnel para um dispositivo de usuário final em uma entidade de função de plano de usuário (UPF), o referido método caracterizado pelo fato de que compreende os passos de: receber, pela entidade de UPF, uma solicitação a partir da entidade de Funlção de Gerenciamento de Função (SMF) para notificar qualquer endereço L2 de origem detectado no referido túnel pela entidade de UPF; detectar, pela entidade de UPF, um pacote L2 com o novo endereço L2 de origem no referido túnel; e enviar, pela entidade de UPF, o novo endereço L2 de origem detectado no referido túnel para a entidade de SMF; em que o túnel entre a entidade de UPF e a rede terminando o dispositivo de usuário final é configurado por uma mensagem de configuração de plano de usuário iniciada por uma entidade de função de gerenciamento de sessão (SMF) em direção à entidade de UPF e associada às sessões de unidade de dados de protocolo (PDU) tipo Ethernet; e em que a configuração de túnel na entidade de UPF é voltada para a Rede de Acesso (AN) ou Rede de Dados (DN).

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de usuário final é equipamento de usuário (UE) ou clientes por trás do UE ou clientes em DN e similares.

3. Método para atualizar o cache de protocolo de resolução de endereço (ARP) / IPv6 vizinho em uma entidade de Função de Plano de Usuário (UPF) por uma entidade de Função de Gerenciamento de Sessão (SMF), o referido método caracterizado pelo fato de que compreende os passos de: enviar, pela entidade de SMF, uma primeira mensagem de solicitação à entidade de UPF para atualizar o cache de ARP / IPv6 vizinho; em que a primeira mensagem de solicitação compreende uma mensagem de cache de ARP / IPv6 vizinho de atualização, um endereço L3 e um mapa de endereços L2; atualizar, pela entidade de UPF, o cache de ARP / IPv6 vizinho com o endereço L3 no mapa de endereços L2; e enviar, pela entidade de UPF, uma primeira mensagem de atualização de resposta após atualizar o cache de ARP / IPv6 vizinho para a entidade de SMF.

4. Método para atualizar o cache de protocolo de resolução de endereço (ARP) / IPv6 vizinho em uma entidade de função de plano de usuário (UPF) pela função de gerenciamento de endereço L3 de uma Rede de Dados (DN), o referido método caracterizado pelo fato de que compreende os passos de: enviar, pela DN, uma primeira mensagem de atualização para uma entidade de função de elemento de rede (NEF); em que a referida primeira mensagem de atualização compreende um endereço L2 e um mapa de endereços L3; determinar, pela entidade de NEF, uma configuração local que indica qual função de gerenciamento de sessão está controlando a entidade de UPF; e enviar, pela entidade de NEF, a primeira mensagem de atualização para pelo menos uma função de gerenciamento de sessão.

5. Método, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que antes de enviar a primeira mensagem de atualização para uma NEF, o método compreende ainda: enviar, pela UPF, uma primeira mensagem de solicitação compreendendo solicitação de protocolo de Protocolo de Configuração de Hospedeiro Dinâmico (DHCP) ou solicitação de roteador de Protocolo de Internet versão 6 (IPv6) para a função de gerenciamento de endereço L3 na DN; alocar, pela função de gerenciamento de endereço L3, um comando de alocação de endereço L3; e enviar, pela DN, uma primeira mensagem de resposta compreendendo o comando de alocação de endereço L3 para a entidade de UPF.

6. Método, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a primeira mensagem de atualização compreende opcionalmente um segundo identificador da UPF a partir do qual a solicitação de descoberta de endereço L3 foi recebida.

7. Método, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a entidade de NEF encaminha a primeira mensagem de atualização para todas as entidades de SMF em uma rede, se nenhuma configuração local estiver disponível ou se o identificador de entidade de UPF não foi incluído na primeira mensagem de atualização.

8. Método, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o comando de alocação de endereço L3 compreende solicitação de DHCP ou solicitação de roteador de IPv6.

9. Método para realizar função de gerenciamento de endereço L3 na entidade de Função de Gerenciamento de Sessão (SMF) para atualizar o cache de protocolo de resolução de endereço (ARP) / IPv6 vizinho em uma entidade de função de plano de usuário (UPF), em que a referida entidade de UPF é um comutador Ethernet principal, o método caracterizado pelo fato de que compreende os passos de: receber, pela entidade de UPF, uma primeira mensagem de solicitação compreendendo uma primeira mensagem de solicitação sobre a camada 2 (L2), a referida mensagem compreendendo controle de acesso ao meio de origem do dispositivo de usuário final, a partir de um dispositivo de usuário final; encaminhar, pela entidade de UPF, a primeira mensagem de solicitação à entidade de SMF; enviar, pela entidade de SMF, uma primeira mensagem de resposta para a entidade de UPF; encaminhar, pela entidade de UPF, a primeira mensagem de resposta para o dispositivo de usuário final; enviar, pela entidade de SMF, uma primeira mensagem de atualização de solicitação à entidade de UPF para atualizar o cache de ARP / IPv6 vizinho; em que a primeira mensagem de atualização de solicitação compreende uma mensagem de cache ARP / IPv6 vizinho de atualização, um endereço L3 e um mapa de endereços L2; atualizar, pela entidade de UPF, o cache de ARP / IPv6 vizinho com o mapa de endereços L2; e enviar, pela entidade de UPF, uma primeira mensagem de atualização de resposta após atualizar o cache de ARP / IPv6 vizinho para a entidade de SMF.

10. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a primeira mensagem de solicitação é uma solicitação de Protocolo de Configuração de Hospedeiro Dinâmico (DHCP).

11. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de usuário final é um equipamento de usuário ou um cliente por trás de um equipamento de usuário ou um cliente na rede de dados e similares.

12. Método para realizar função de gerenciamento de endereço de camada 3 (L3) na entidade de função de gerenciamento de sessão (SMF) para atualizar o cache de protocolo de resolução de endereço (ARP) / IPv6 vizinho em uma entidade de função de plano de usuário (UPF), em que uma rede de dados (DN) é um comutador Ethernet principal, o método caracterizado pelo fato de que compreende os passos de: receber, pelo comutador Ethernet principal, a partir do dispositivo de usuário final, uma primeira mensagem de solicitação compreendendo uma primeira mensagem de solicitação sobre a camada 2 (L2), a referida mensagem compreendendo o controle de acesso ao meio de origem do dispositivo de usuário final; encaminhar, pelo comutador Ethernet principal, a primeira mensagem de solicitação para a entidade de SMF; enviar, pela entidade de SMF, uma primeira mensagem de resposta ao comutador Ethernet principal para fornecer alocação de endereço L3; em que a primeira mensagem de resposta compreende a alocação de endereço L3 encaminhada pela SMF;

encaminhar, pelo comutador Ethernet principal, a primeira mensagem de resposta para o dispositivo de usuário final; adquirir, pela SMF, os endereços L2 para o dispositivo de usuário final na entidade de UPF, conforme definido na reivindicação 1; enviar, pela entidade de SMF, uma primeira mensagem de atualização de solicitação à UPF para atualizar o cache de ARP / IPv6 vizinho; em que a primeira mensagem de atualização de solicitação compreende uma mensagem de cache ARP / IPv6 vizinho de atualização, um endereço L3 e um mapa de endereços L2; atualizar, pela entidade de UPF, o cache de ARP / IPv6 vizinho com o mapa de endereços L2; e enviar, pela entidade de UPF, uma primeira mensagem de atualização de resposta após atualizar o cache de ARP / IPv6 vizinho para a entidade de SMF.

13. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que a primeira mensagem de solicitação é uma solicitação de Protocolo de Configuração de Hospedeiro Dinâmico (DHCP).

14. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de usuário final é um equipamento de usuário ou um cliente por trás de um equipamento de usuário ou um cliente na rede de dados e similares.

15. Método para atualizar o cache de protocolo de resolução de endereço (ARP) / IPv6 vizinho em uma entidade de função de plano de usuário (UPF) quando o endereço de camada 3 (L3) é atribuído por uma Rede de Dados (DN), em que a referida entidade de UPF é um comutador Ethernet principal, o método caracterizado pelo fato de que compreende os passos de: solicitar, por uma entidade de função de gerenciamento de sessão (SMF), que notifique qualquer endereço de camada de origem 2 (L2) detectado pela entidade de UPF; em que o endereço L2 é detectado pela entidade de UPF em um túnel para um UE na entidade de UPF ou em um túnel para clientes na DN; detectar, pela entidade de UPF, um pacote L2 com o novo endereço L2 de origem no referido túnel; enviar, pela entidade de UPF, o novo endereço L2 de origem detectado no referido túnel para a entidade de SMF; enviar, pela DN, uma primeira mensagem de atualização compreendendo um endereço L2 e um mapa de endereços L3 para a entidade de SMF; encaminhar, pela entidade de SMF, a primeira mensagem de atualização compreendendo um endereço L2 e um mapa de endereços L3 para a entidade de UPF para atualizar o cache de ARP / IPv6 vizinho; e enviar, pela entidade de UPF, uma primeira mensagem de atualização de resposta após atualizar o cache de ARP / IPv6 vizinho para a entidade de SMF.

16. Método, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que após a assinatura para notificação em qualquer endereço L2 de origem detectado no túnel pela entidade de UPF, o método compreende ainda os passos de: enviar, por um dispositivo de usuário final, uma primeira mensagem de solicitação compreendendo solicitação de DHCP ou anúncio de roteador de IPv6 para a entidade de UPF; e encaminhar, pela entidade de UPF, a primeira mensagem de solicitação compreendendo Solicitação de DHCP ou Solicitação de Roteador de IPv6 para a DN.

17. Método, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que após notificar os novos endereços L2 de origem detectados no túnel ao comutador, o método compreende ainda os passos de enviar, pela DN, uma primeira mensagem de resposta compreendendo Resposta de DHCP ou Solicitação de Roteador de IPv6 para a entidade de UPF; e encaminhar, pela entidade de UPF, a primeira mensagem de resposta compreendendo a Resposta de DHCP ou Solicitação de Roteador de IPv6 para o dispositivo de usuário final.

18. Método, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de usuário final é um equipamento de usuário ou um cliente por trás de um equipamento de usuário e similares.

19. Método, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que o túnel é configurado por uma mensagem de configuração N4 na entidade de UPF pela entidade de SMF e associado às sessões de unidade de dados de protocolo (PDU) tipo Ethernet.

20. Método para realizar Anúncio de Protocolo de Resolução de Endereço Gratuito (GARP) / versão de Protocolo de Mensagem de Controle de Internet 6 (ICMPv6) Vizinho para atualizar o cache de ARP / IPv6 vizinho de comutador Ethernet, o referido método caracterizado pelo fato de que compreende os passos de:

iniciar, por uma camada de aplicação, uma solicitação de mensagem de gatilho de dispositivo para iniciar o Anúncio de GARP / ICMPv6 vizinho pelo UE para si ou em nome dos clientes por trás do UE através de uma entidade de função de elemento de rede (NEF); em que a mensagem de solicitação de gatilho de dispositivo compreende um ID externo para denotar um equipamento de usuário (UE); encaminhar, pela entidade de NEF, a mensagem de solicitação de gatilho de dispositivo para uma entidade da função de gerenciamento de acesso (AMF) se o ID externo pertence a um UE válido; encaminhar, pela entidade de AMF, a mensagem de solicitação de gatilho de dispositivo para um dispositivo de usuário final; receber, pela entidade de AMF, uma mensagem de resposta de gatilho de dispositivo a partir do dispositivo de usuário final; encaminhar, pela entidade de AMF, uma mensagem de resposta de gatilho de dispositivo para a NEF; e encaminhar, pela entidade de NEF, a mensagem de resposta de gatilho de dispositivo para a camada de aplicação.

21. Método, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que se o ID externo indicar que o dispositivo é um cliente atrás da DN, a mensagem de solicitação de gatilho de dispositivo não será encaminhada para a entidade de AMF.

22. Método, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de usuário final é um equipamento de usuário ou um cliente por trás de um equipamento de usuário e similares.

23. Elemento de rede para aquisição de endereços de camada 2 (L2) vistos em um túnel para um dispositivo de usuário final, o referido elemento de rede caracterizado pelo fato de que compreende: uma unidade de processador configurada para detectar um pacote L2 com o novo endereço L2 de origem no referido túnel; um módulo de transceptor configurado para receber uma solicitação para notificar qualquer endereço L2 de origem detectado no referido túnel; o referido módulo de transceptor é ainda configurado para enviar o novo endereço L2 de origem detectado no referido túnel; e uma unidade de memória operativamente acoplada à unidade de processador e ao módulo de transceptor; em que o túnel entre o elemento de rede e uma rede terminando o dispositivo de usuário final é configurado por uma mensagem de configuração de plano de usuário iniciada por uma entidade de função de gerenciamento de sessão (SMF) em direção ao elemento de rede e associada às sessões de unidade de dados de protocolo (PDU) tipo Ethernet; e em que a configuração de túnel no elemento de rede é voltada para a Rede de Acesso (AN) ou Rede de Dados (DN).

24. Elemento de rede, de acordo com a reivindicação 23, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de usuário final é equipamento de usuário (UE) ou clientes por trás do UE ou clientes em DN e similares.

25. Elemento de rede, de acordo com a reivindicação 23, caracterizado pelo fato de que a unidade de memória é ainda configurada para atualizar o cache de protocolo de resolução de endereço (ARP) / IPv6 vizinho com o endereço de camada 3 (L3) para o mapa de endereços L2; em que o módulo de transceptor é ainda configurado para receber uma primeira mensagem de solicitação para atualizar o cache de ARP / IPv6 vizinho; em que a primeira mensagem de solicitação compreende uma mensagem de cache de ARP / IPv6 vizinho de atualização, um endereço L3 e um mapa de endereços L2; e em que o módulo de transceptor é configurado ainda para enviar uma primeira mensagem de atualização de resposta após atualizar o cache de ARP / IPv6 vizinho.

26. Elemento de rede, de acordo com a reivindicação 23, caracterizado pelo fato de que o módulo de transceptor é ainda configurado para receber uma primeira mensagem de solicitação compreendendo uma primeira mensagem de solicitação sobre L2, a referida mensagem compreendendo controle de acesso ao meio de origem do dispositivo de usuário final; em que o módulo de transceptor é ainda configurado para enviar a primeira mensagem de solicitação para a entidade de SMF; em que o módulo de transceptor é ainda configurado para receber uma primeira mensagem de resposta a partir da entidade de SMF; em que o módulo de transceptor é ainda configurado para enviar a primeira mensagem de resposta ao dispositivo de usuário final; em que o módulo de transceptor é configurado ainda para receber uma primeira mensagem de atualização de solicitação para atualizar o cache de ARP / IPv6 vizinho; em que a primeira mensagem de atualização de solicitação compreende uma mensagem de cache ARP / IPv6 vizinho de atualização, um endereço L3 e um mapa de endereços L2; em que a unidade de memória é ainda configurada para atualizar o cache de ARP / IPv6 vizinho com o mapa de endereços L2; e em que o módulo de transceptor é configurado ainda para enviar uma primeira mensagem de atualização de resposta após atualizar o cache de ARP / IPv6 vizinho.

27. Entidade de função de rede para atualizar o cache de protocolo de resolução de endereço (ARP) / IPv6 vizinho em um aparelho de rede pela função de gerenciamento de endereço L3, a referida entidade de função de rede caracterizada pelo fato de que compreende: uma unidade de processamento configurada para determinar uma configuração local que indica qual função de gerenciamento de sessão (SMF) está controlando o aparelho de rede; um módulo de transceptor configurado para receber uma primeira mensagem de atualização; em que a referida primeira mensagem de atualização compreende um endereço L2 e um mapa de endereços L3; o referido módulo de transceptor é configurado ainda para enviar a primeira mensagem de atualização para pelo menos uma SMF.

28. Entidade de função de rede, de acordo com a reivindicação 27, caracterizada pelo fato de que a primeira mensagem de atualização opcionalmente compreende um segundo identificador do aparelho de rede a partir do qual a solicitação de descoberta de endereço L3 foi recebida.

29. Método, de acordo com a reivindicação 27, caracterizado pelo fato de que o módulo de transceptor é ainda configurado para enviar a primeira mensagem de atualização para todas as entidades de SMF em uma rede, se nenhuma configuração local estiver disponível ou se o identificador de dispositivo de rede não foi incluído na primeira mensagem de atualização.

30. Sistema para atualizar o cache de protocolo de resolução de endereço (ARP) / IPv6 vizinho em uma entidade de Função de Plano de Usuário (UPF), compreendendo uma entidade de função de gerenciamento de sessão (SMF) e a entidade de UPF, caracterizado pelo fato de que: a entidade de SMF, é configurada para enviar uma primeira mensagem de solicitação à entidade de UPF para atualizar o cache de ARP / IPv6 vizinho; em que a primeira mensagem de solicitação compreende uma mensagem de cache de ARP / IPv6 vizinho de atualização, um endereço L3 e um mapa de endereços L2; a entidade de UPF, é configurada para atualizar o cache de ARP / IPv6 vizinho com o endereço L3 para o mapa de endereços L2; e enviar uma primeira mensagem de atualização de resposta após atualizar o cache de ARP / IPv6 vizinho para a entidade de SMF.

31. Sistema para atualizar cache de protocolo de resolução de endereço (ARP) / IPv6 vizinho em uma entidade de função de plano de usuário (UPF), compreendendo uma entidade de função de elemento de rede (NEF) e uma Rede de

Dados (DN), caracterizado pelo fato de que: a DN, é configurada para enviar uma primeira mensagem de atualização para a entidade de NEF; em que a referida primeira mensagem de atualização compreende um endereço L2 e um mapa de endereços L3; a entidade de NEF, é configurada para determinar uma configuração local que indica qual função de gerenciamento de sessão está controlando a entidade de UPF; e enviar a primeira mensagem de atualização para pelo menos uma função de gerenciamento de sessão.

32. Sistema para realizar função de gerenciamento de endereço L3 na entidade de Função de Gerenciamento de Sessão (SMF) para atualizar o cache de protocolo de resolução de endereço (ARP) / IPv6 vizinho em uma entidade de função de plano de usuário (UPF), em que a referida entidade de UPF é um comutador Ethernet principal, compreendendo a entidade de SMF e a entidade de UPF, caracterizado pelo fato de que a entidade de UPF é configurada para receber uma primeira mensagem de solicitação compreendendo uma primeira mensagem de solicitação sobre a camada 2 (L2), a referida mensagem compreendendo o controle de acesso ao meio de origem do dispositivo de usuário final, a partir de um dispositivo de usuário final; encaminhar a primeira mensagem de solicitação para a entidade de SMF; em que a entidade de SMF é configurada para enviar uma primeira mensagem de resposta para a entidade de UPF; em que a entidade de UPF é configurada para encaminhar a primeira mensagem de resposta para o dispositivo de usuário final; em que a entidade de SMF é configurada para enviar uma primeira mensagem de atualização de solicitação à entidade de UPF para atualizar o cache de ARP / IPv6 vizinho; em que a primeira mensagem de atualização de solicitação compreende uma mensagem de cache ARP / IPv6 vizinho de atualização, um endereço L3 e um mapa de endereços L2; em que a entidade de UPF é configurada para atualizar o cache de ARP / IPv6 vizinho com o mapa de endereços L2; e enviar uma primeira mensagem de atualização de resposta após atualizar o cache de ARP / IPv6 vizinho para a entidade de SMF.

33. Sistema para realizar função de gerenciamento de endereço de camada 3 (L3) na entidade de função de gerenciamento de sessão (SMF) para atualizar o cache de protocolo de resolução de endereço (ARP) / IPv6 vizinho em uma entidade de UPF, em que uma rede de dados (DN) é um comutador Ethernet principal, compreendendo a entidade de SMF, o comutador Ethernet principal e a entidade de UPF, caracterizado pelo fato de que o comutador Ethernet principal é configurado para receber a partir do dispositivo de usuário final, uma primeira mensagem de solicitação compreendendo uma primeira mensagem de solicitação sobre a camada 2 (L2), a referida mensagem compreendendo o controle de acesso ao meio de origem do dispositivo de usuário final; encaminhar a primeira mensagem de solicitação para a entidade de SMF; em que a entidade de SMF é configurada para enviar uma primeira mensagem de resposta ao comutador Ethernet principal para fornecer alocação de endereço L3; em que a primeira mensagem de resposta compreende a alocação de endereço L3 encaminhada pela SMF; em que o comutador Ethernet principal é configurado para enviar a primeira mensagem de resposta para o dispositivo de usuário final; em que a SMF é configurada para adquirir os endereços L2 para o dispositivo de usuário final na entidade de UPF como reivindicado na reivindicação 1; enviar uma primeira mensagem de atualização de solicitação à UPF para atualizar o cache de ARP / IPv6 vizinho; em que a primeira mensagem de atualização de solicitação compreende uma mensagem de cache ARP / IPv6 vizinho de atualização, um endereço L3 e um mapa de endereços L2; em que a entidade de UPF é configurada para atualizar o cache de ARP / IPv6 vizinho com o mapa de endereços L2; e enviar uma primeira mensagem de atualização de resposta após atualizar o cache de ARP / IPv6 vizinho para a entidade de SMF.

34. Sistema para atualizar o cache de protocolo de resolução de endereço (ARP) / IPv6 vizinho em uma entidade de Função de Plano de Usuário (UPF) quando o endereço de camada 3 (L3) é atribuído por uma Rede de dados (DN), em que a referida entidade de UPF é um comutador Ethernet principal, compreendendo uma entidade de função de gerenciamento de sessão (SMF), a entidade de UPF e a DN, caracterizado pelo fato de que a entidade de SMF é configurada para solicitar a notificação de qualquer endereço de camada de origem 2 (L2) detectado pela entidade de UPF; em que o endereço L2 é detectado pela entidade de UPF em um túnel para um UE na entidade de UPF ou em um túnel para clientes na DN; em que a entidade de UPF é configurada para detectar um pacote L2 com o novo endereço L2 de origem no referido túnel; enviar o novo endereço L2 de origem detectado no referido túnel para a entidade de SMF; enviar uma primeira mensagem de atualização compreendendo um endereço L2 e um mapa de endereços L3 para a entidade de SMF; em que a entidade de SMF é configurada para encaminhar a primeira mensagem de atualização compreendendo um endereço L2 e um mapa de endereços L3 para a entidade de UPF para atualizar o cache de ARP / IPv6 vizinho; e em que a entidade de UPF é configurada para enviar uma primeira mensagem de atualização de resposta após atualizar o cache de ARP / IPv6 vizinho para a entidade de SMF.