BRPI0413475B1 - Connection point support node, package radio network, and method for operating a connecting point knob " - Google Patents

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BRPI0413475B1 BRPI0413475-3A BRPI0413475A BRPI0413475B1 BR PI0413475 B1 BRPI0413475 B1 BR PI0413475B1 BR PI0413475 A BRPI0413475 A BR PI0413475A BR PI0413475 B1 BRPI0413475 B1 BR PI0413475B1
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Abstract

"pacote internet, no de suporte de ponto de conexão, rede de rádio em pacote, roteador de pacote internet, método para operar um nó de suporte de ponto de conexão, sinal, meio de suporte de sinal, uso de um cabeçalho de opção de alerta de roteador ipv6, programa de computador, e, produto de programa de computador". um pacote internet compreende um campo de cabeçalho, o campo de cabeçalho incluindo um campo identificando um endereço fonte do pacote internet, um campo identificando o endereço de destino do pacote internet e um campo de próximo cabeçalho identificando se um cabeçalho de extensão segue o cabeçalho e um tipo do cabeçalho de extensão. o cabeçalho de extensão indica um cabeçalho de opção ponto-a-ponto, o cabeçalho de extensão ponto-a-ponto incluindo um tipo de cabeçalho de opção de alerta de roteador indicando que o campo de extensão é opcional para leitura por um roteador, e um campo provendo informação a um nó de suporte de ponto de conexão de uma rede de sistema de rádio em pacote. um nó de suporte de ponto de conexão é deste modo provido de informação, que pode ser requerida, por exemplo, para suportar um protocolo internet móvel (ip). entretanto, provendo o campo de opção de alerta de roteador, um roteador não é requerido a ler o restante do campo de opção ponto-a-ponto. como resultado, uma redução no desempenho do roteador no roteamento de pacotes internet, que poderia ter ocorrido se o roteador fosse requerido a ler todo o campo de extensão ponto-a-ponto, pode ser limitada.

Description

“NÓ DE SUPORTE DE PONTO DE CONEXÃO, REDE DE RÁDIO EM PACOTE, E, MÉTODO PARA OPERAR UM NÓ DE SUPORTE DE PONTO DE CONEXÃO” Campo da Invenção A presente invenção relaciona-se a pacotes Internet que são comunicados de acordo com um protocolo Internet, para prover um sistema de comunicações de dados em pacote da Internet.
Em algumas realizações, o pacote Internet pode encontrar aplicação, com o protocolo Internet Ipv6 provendo funções do Protocolo Internet (IP) móvel.
Mais particularmente, realizações da presente invenção encontram aplicação em sistemas de comunicações de dados em pacote, o que inclui redes de rádio em pacote. Em uma realização, a rede de dados em pacote opera de acordo com o padrão do Serviço de Rádio em Pacote Geral (GPRS).
Fundamentos da Invenção GPRS tem sido desenvolvido para comunicar eficientemente pacotes de dados para e a partir de nós móveis usando uma rede de rádio móvel 2G (por exemplo GSM) ou 3G (por exemplo UMTS). GPRS provê suporte para um serviço orientado a pacotes, que tenta otimizar a rede e recursos de rádio ao comunicar pacotes de dados, tais com, por exemplo, pacotes de dados Internet.
Geralmente, a rede GPRS será conectada a uma outra rede de telecomunicações de dados em pacote, que pode também ser conectada a redes de telecomunicações de dados em pacote adicionais. A rede GPRS inclui um nó de suporte de ponto de conexão (GGSN) que provê uma interface entre uma rede de comunicações de dados em pacote externa e nós anexados à rede GPRS, e provê vários suportes para comunicação de pacotes Internet com os nós. O Protocolo Internet como desenvolvido pela Força Tarefa de Engenharia da Internet (IETF) tem se tomado um meio preferido de comunicar dados em pacote via redes de telecomunicações. Enquanto a versão 4 do Protocolo Internet (Ipv4) tenha sido padronizada e tenha sido disposta em muitas redes fixas, a versão 6 do Protocolo Internet está sendo desenvolvida no sentido de prover facilidades melhoradas. Entre estas facilidades melhoradas está uma facilidade de comunicar dados em pacote para e a partir de nós móveis, que visitam a partir de uma rede doméstica para uma rede estranha, durante uma sessão IP [1]. Geralmente, seguindo um processo conhecido como otimização de rota que será brevemente descrito, um endereço de fonte e destino no cabeçalho de pacotes de dados IP sendo enviados de um Nó Móvel (MN) respectivamente mudará como resultado da visita do MN à rede estranha. O MN pode estar comunicando pacotes de dados IP com um Nó Correspondente (CN) que é anexado a uma rede GPRS, então o GGSN da rede GPRS precisa ser arranjado para rotear os pacotes de dados IP via um suporte apropriado ao CN (que pode ele próprio ser móvel). Se o MN visita uma rede estranha de sessão intermediária, então o GGSN precisa ser arranjado para rotear os pacotes de dados IP para o CN (equipamento móvel do usuário) via suporte apropriado. O suporte apropriado terá sido ajustado pelo GGSN quando uma iniciação de sessão for estabelecida em um instante em que o MN for fixado a sua rede doméstica. Do mesmo modo, os parâmetros para o suporte terão sido estabelecidos com referência a um endereço doméstico do MN como endereço fonte. Entretanto, conforme explicado acima, o endereço fonte no cabeçalho dos pacotes de dados IP será mudado durante a sessão, a partir do endereço doméstico do MN, quando anexado a sua rede doméstica, para um “care-of-address” após o MN visitar a rede estranha.
Foi previamente proposto nos pedidos de patente do Reino Unido co-pendentes números 0226289.7,0222187.7,0230336.0,0222161.2 e 0230335.2, prover um endereço doméstico de nó móvel em um campo de cabeçalho de extensão no Ipv6, conhecido como o campo ponto-a-ponto (o controle de fluxo ponto-a-ponto pode ser usado para compartilhar a largura de faixa de uma rede entre fluxos competitivos). Como tal, o GGSN será capaz de identificar o suporte apropriado, através do qual pacotes de dados IP podem ser roteados para um nó correspondente (CN) anexado à rede GPRS, porque o endereço doméstico do MN provê o endereço fonte com respeito ao qual o suporte apropriado foi estabelecido. Entretanto, de acordo com o padrão Ipv6, se a opção arquivada ponto-a-ponto é selecionada, então todo roteador ao longo de um caminho de comunicações seguido pelos pacotes de dados Internet, de um MN para o CN é requerido a ler o endereço doméstico do móvel no campo ponto-a-ponto. Esta exigência podería representar uma redução no desempenho de uma rede formada pelos roteadores, como um resultado do roteador ler o endereço doméstico do móvel, embora este endereço possa não ser relevante para o roteador.
Sumário da Invenção De acordo com a presente invenção é provido um pacote Internet compreendendo um campo de cabeçalho, o campo de cabeçalho incluindo um campo identificando um endereço fonte do pacote Internet, um campo identificando o endereço de destino do pacote Internet e um próximo campo de cabeçalho identificando se um cabeçalho de extensão segue o cabeçalho, e um tipo do cabeçalho de extensão. O cabeçalho de extensão indica um cabeçalho de opção ponto-a-ponto, o cabeçalho de extensão ponto-a-ponto incluindo um cabeçalho de opção de alerta de roteador, indicando que o campo de extensão é opcional para leitura por um roteador, e um campo provendo informação para um nó de suporte de ponto de conexão de uma rede de sistema de rádio em pacote.
Conforme explicado em nosso pedido de patente do Reino Unido co-pendente número 0226289.7, provendo um endereço doméstico de um nó móvel no campo de cabeçalho de extensão ponto-a-ponto o inter-trabalho entre um nó de suporte de ponto de conexão de uma rede de rádio em pacote e uma rede de comunicação de dados ao suportar funções de IP móvel, pode ser provida. Entretanto, se todo roteador em um caminho de comunicações entre um nó móvel e um nó correspondente é requerido para ler todos os dados no cabeçalho de extensão ponto-a-ponto, então uma redução substancial no desempenho para uma rede formada pelos roteadores, pode ocorrer. Provendo um campo de opção de alerta de roteador no cabeçalho de extensão ponto-a-ponto, uma indicação relativamente curta de que o campo ponto-a-ponto está provendo informação a um nó de suporte de ponto de conexão é feita, e portanto, não necessita ser lida por um roteador. Como um resultado, qualquer perda de desempenho causada por um roteador tendo que ler o campo ponto-a-ponto inteiro, pode ser substancialmente reduzida.
Em algumas realizações, o pacote Internet é formado de acordo com a especificação Ipv6, os roteadores e a rede de rádio em pacote sendo operável para suportar a especificação Ipv6. De tal modo, de acordo com o padrão de Opção de Alerta de Roteador Ipv6, os três primeiros bits do campo de opção de alerta de roteador são ajustados para zero, qualquer roteador que não reconhece este tipo de Opção de Alerta de Roteador irá pular a informação no campo ponto-a-ponto. Para algumas aplicações (explicadas abaixo) o restante do campo de cabeçalho de extensão ponto-a-ponto pode incluir pelo menos um endereço de 128 bits. De acordo com a especificação de IP, Ipv6, definida em www.ietf.org/rfc/rfc2460.txt [3], o campo de cabeçalho de extensão ponto-a-ponto precisa ser lido e processado por todo nó ao longo de um caminho de comunicação do pacote. Se um nó ou roteador é apenas requerido a ler um campo relativamente curto (três bits) indicando que o restante da mensagem é apenas relevante para um nó de suporte de ponto de conexão de uma rede de rádio em pacote, então uma penalidade de desempenho para ter que ler o cabeçalho de extensão ponto-a-ponto será relativamente pequena com respeito a ter que ler o campo ponto-a-ponto inteiro.
Em um exemplo, o nó de suporte de ponto de conexão estabelece um suporte de dados em pacote para comunicar pacotes Internet de um nó móvel através de uma rede de rádio em pacote, até um CN anexado à rede, de acordo com um endereço fonte dos pacotes Internet, quando uma sessão de IP for estabelecida. Se o endereço fonte de pacotes Internet no cabeçalho Ipvó básico muda durante a sessão como resultado do nó móvel visitar uma rede estranha, o nó de suporte de ponto de conexão não reconhecerá o endereço fonte e interromperá os pacotes Internet. O endereço fonte original (endereço doméstico) que foi usado para estabelecer o suporte através da rede de rádio em pacote, é conhecido como o endereço doméstico. Provendo o endereço doméstico no cabeçalho de extensão ponto-a-ponto, o nó de suporte de ponto de conexão será capaz de identificar o suporte apropriado, embora o endereço fonte do pacote Internet no cabeçalho Ipvó básico tenha mudado para um “care-of-address” não conhecido do nó de suporte de ponto de conexão. Vários aspectos e características adicionais da presente invenção são referidos nas reivindicações anexas. Estes incluem um nó de suporte de ponto de conexão, um roteador e um método para comunicar pacotes Internet.
Breve Descricão dos Desenhos Realizações da presente invenção serão agora descritas por meio de exemplo, somente com referência aos desenhos que a acompanham, onde partes iguais são providas de numerais de referência correspondentes, e nos quais: Figura 1 ilustra esquematicamente um exemplo de arquitetura de uma rede de rádio móvel que é arranjada para suportar comunicações de dados em pacote;
Figura 2 ilustra esquematicamente um nó móvel comunicando-se com um nó correspondente, via uma rede doméstica e após visita a uma rede estranha, executando um procedimento de otimização de rota;
Figura 3 ilustra esquematicamente exemplo de pacotes Internet em diferentes estágios no procedimento de otimização de rota;
Figura 4 provê uma ilustração esquemática de partes de uma rede de comunicações de rádio empacote;
Figura 5 é uma ilustração esquemática das partes mostradas na Figura 4, ilustrando uma operação de um nó de suporte de ponto de conexão para comunicar pacotes de enlace descendente a um nó correspondente;
Figura 6 é uma ilustração esquemática de um pacote Internet que foi adaptado para prover um cabeçalho de alerta de roteador como parte de um cabeçalho de extensão ponto-a-ponto, com um campo para prover informação ao GGSN da Figura 2;
Figura 7 é um fluxograma ilustrando a operação do nó de suporte de ponto de conexão ao processar um pacote Internet na forma ilustrada pelo exemplo mostrado na Figura 6, para uma comunicação de enlace descendente;
Figura 8 é um fluxograma ilustrando a operação do nó de suporte de ponto de conexão ao processar um pacote Internet na forma ilustrada pelo exemplo mostrado na Figura 6, onde o campo de informação GGSN inclui um endereço doméstico fonte;
Figura 9 é um fluxograma ilustrando a operação de um roteador ao processar um pacote Internet na forma ilustrada pelo exemplo mostrado na Figura 6;
Figura 10 é uma ilustração esquemática das partes mostradas na Figura 4, ilustrando uma operação de um nó de suporte de ponto de conexão para uma comunicação de enlace ascendente; e Figura 11 é um fluxograma ilustrando a operação do nó de suporte de ponto de conexão ao processar um pacote Internet na forma ilustrada pelo exemplo mostrado na Figura 6, para uma comunicação de enlace ascendente.
Descrição das Realizações Preferidas Arquitetura de Rede de Rádio em pacote Móvel Um exemplo de arquitetura de uma rede de rádio em pacote que é arranjada para suportar comunicações de dados em pacote é provido na Figura 1 e explicado em mais detalhe no Anexo 1. Para auxiliar no entendimento e explicação das realizações da presente invenção e vantagens providas por tais realizações, uma breve descrição será provida aqui. A rede de rádio em pacote apresentada na Figura 1 ilustra um arranjo que é conforme ao padrão GPRS/UMTS e provê uma rede de rádio em pacote para comunicar pacotes de dados Internet com nós que são anexados à rede via suportes de rádio terrestres, referidos como UTRAN. A rede de rádio em pacote inclui um Nó de Suporte GPRS de Ponto de Conexão (GGSN) que é operável para prover uma interface entre uma rede externa PDN e os nós anexados à rede GPRS/UMTS. Uma vez que os nós estão se comunicando via interface de rádio UTRAN, estes podem ser em geral nós móveis. Entretanto, na descrição seguinte, os equipamentos de usuário móvel (UE) que são anexados à rede de rádio em pacote serão referidos como nós correspondentes CN. Como será explicado brevemente, a rede GPRS/UMTS provê diversos suportes de dados em pacote para comunicar pacotes Internet do GGSN para os nós correspondentes CN e dos nós correspondentes CN para o GGSN. Tipicamente, pacotes recebidos dos nós conespondentes pelo GGSN têm permissão para egressar da rede de rádio em pacote para a rede de comunicações por pacotes externa PDN. Estes pacotes podem ser destinados a outros nós, que podem ser anexados à rede externa PDN ou podem ser anexados a outras redes, os pacotes alcançando estes nós via rede externa PDN.
Otimização de Rota Ipv6 Móvel A otimização de rota é conhecida como parte do padrão de mobilidade de protocolo internet versão 6 (MIPV6) e pode ser efetuada para um nó que é visitante a partir de uma rede doméstica em uma rede estranha. A otimização de rota é um processo pelo qual um nó, que muda sua afiliação a partir de uma rede doméstica para uma rede estranha, pode ser arranjado para comunicar pacotes Internet para e a partir do nó, via rede estranha, sem ser roteado via rede doméstica, e sem requerer um agente doméstico como é o caso para Ipv4. Um nó que muda sua afiliação tomando-se visitante de sua rede doméstica para uma rede estranha, será referido na descrição seguinte como um nó móvel.
Como é convencional, como pacote Internet, nós que comunicam pacotes Internet uns entre os outros provêm o endereço de destino, bem como o endereço fonte no cabeçalho de pacote Internet básico. Figura 2 provê uma ilustração de um processo de otimização de rota entre um nó CN correspondente anexado a uma rede GPRS e um nó móvel MN. Na Figura 2, o nó correspondente CN está comunicando pacotes Internet para e a partir do nó móvel MN, enquanto a rede correspondente MN é afiliada a uma rede GPRS/UMTS 200. Conforme ilustrado por duas posições do nó móvel MN 202, 204, o nó móvel que estava originalmente comunicando pacotes Internet com a rede correspondente CN através de sua rede doméstica 210 se move para uma rede estranha 212. Então, originalmente, o nó móvel MN estava comunicando pacotes Internet via seu agente doméstico HA. Quando o nó móvel MN se move da rede doméstica 210 na posição 202 para uma rede estranha 212 na posição 204, pacotes Internet de acordo com uma operação convencional de Ipv4 teriam que ser roteados via agente doméstico. Isto quer dizer que o endereço de destino para pacotes enviados ao nó móvel MN seria seu endereço doméstico, e o endereço fonte para pacotes enviados a partir do nó móvel MN seria seu endereço doméstico. Deste modo, pacotes Internet teriam que ser roteados via rede estranha 212 e rede doméstica 210 para e a partir do nó correspondente CN via rede GPRS/UMTS 200. Será verificado que rotear pacotes via agente doméstico após o nó móvel MN ter visitado a rede estranha, consome recursos de rede desnecessariamente e aumenta adicionalmente o retardo na comunicação dos pacotes Internet.
Conforme mencionado acima, a otimização de rota é um processo pelo qual pacotes Internet são comunicados entre o nó CN correspondente e o nó móvel MN, sem ter que passar através do agente doméstico HA, reduzindo deste modo os recursos usados para comunicar os pacotes Internet. Tipicamente, um retardo na comunicação dos pacotes é também reduzido.
Figuras 2 e 3 provêm efetivamente um sumário de partes relevantes do processo de otimização de rota, o que será útil no entendimento das realizações da presente invenção, que serão brevemente descritas. Figura 3 provê um exemplo de ilustração de cabeçalhos de pacote Internet, antes e depois da otimização de rota. Na Figura 3, o pacote Internet 300 provê uma ilustração de um cabeçalho de pacote Internet (Ipvó) a ser enviado a partir do nó móvel MN, quando anexado à rede doméstica na posição 202 para o nó correspondente CN, quando anexado à rede GPRS/UMTS 200. O cabeçalho de pacote Internet 300 inclui o endereço do nó correspondente CN dentro de um campo de destino 302 e o endereço doméstico do nó móvel (MN) dentro de um campo de endereço fonte 304. O cabeçalho de pacote Internet 300 inclui também um campo adicional conhecido como o campo ponto-a-ponto 306, que será explicado brevemente. O pacote IP 300 para comunicação do nó móvel (MN) para o nó correspondente (CN) é conhecido como pacote Internet de enlace descendente.
Para o enlace ascendente, quer dizer do nó correspondente CN para o nó móvel MN, um cabeçalho de pacote Internet 310 é mostrado para incluir, no campo de destino 312, o endereço doméstico do nó móvel MN e, dentro do campo de endereço fonte 314, o endereço do nó correspondente CN.
Seguindo a otimização de rota de acordo com uma mudança de afiliação do nó móvel, o nó móvel MN precisa informar o nó correspondente de seu novo endereço. O novo endereço, que é o endereço a ser usado para acessar o nó móvel MN via rede estranha, é conhecido como “care-of-address”. Para informar o nó correspondente CN do “care-of-address” do nó móvel MN, o nó móvel MN envia ao nó correspondente CN uma mensagem de atualização de vinculação.
Seguindo a atualização de vinculação, o cabeçalho de pacote Internet para o enlace descendente 350 inclui agora o “care-of-address” do nó móvel MN no campo fonte 352. Correspondentemente, o campo de destino do pacote Internet enviado ao nó móvel MN, contém o “care-of-address” do nó móvel no cabeçalho de pacote Internet 360.
Se o próprio CN muda sua afiliação seja dentro da rede ou para uma rede estranha, então uma atualização de vinculação correspondente seria efetuada pelo nó correspondente CN. Conforme ilustrado na Figura 2, a armazenagem de endereço de cache do nó móvel 230 é então atualizada para incluir o “care-of-address” do nó correspondente CN, em associação com o endereço do nó correspondente CN com o efeito de que pacotes Internet subseqüentes usam o “care-of-address” do nó correspondente CN, no lugar do endereço doméstico do nó correspondente.
Funções do GGSN
Um exemplo de realização da presente invenção será agora descrito com referência à Figura 4, que provê elementos fazendo parte da rede GPRS/UMTS que aparece na Figura 2. Na Figura 4, um nó de suporte de ponto de conexão (GGSN) 400 é mostrado juntamente com um Nó de Suporte GPRS de Serviço (SGSN) 402 e uma parte de Rede de Acesso Rádio Terrestre (UTRAN) 404. O GGSN 400, o SGSN 402 e o UTRAN 404 faz parte da rede de rádio em pacote, como representado na Figura 1, para comunicar pacotes de dados para e a partir do Equipamento de Usuário (UE) 406, que para a explicação ilustrativa forma o nó correspondente CN. O UTRAN 404 inclui os RNC e os Nós B como representado na Figura 1 e provê uma facilidade para comunicação de pacotes via uma interface de acesso rádio formada pelo Nó B com o UE 406.
Como será verificado na direção do enlace ascendente, isto é, do nó correspondente CN 406 para o GGSN, a tunelização correspondente é empregada para rotear os pacotes Internet de volta para o GGSN, de tal modo que o pacote Internet pode egressar da rede GPRS/UMTS 200 para a rede estranha 212. Conforme mostrado na Figura 2, um caminho de comunicação do MN para o GGSN 400 inclui vários roteadores 420, 422, 426 dentro da rede estranha 212.
Um controlador de Modelo de Fluxo de Tráfego (TFT) 470 e um controlador de Política Baseada em Serviço (SBLP) 472, são também incluídos dentro dos elementos GPRS/UMTS mostrados na Figura 4, no GGSN 400. O controlador de Modelo de Fluxo de Tráfego (TFT) 470 e o controlador de Política Baseada em Serviço (SBLP) 472 operam de acordo com uma realização da presente invenção, como será descrito brevemente para gerenciar a comunicação de pacotes de dados IP do GGSN para o UE móvel (CN) e do UE móvel (CN) para o GGSN e para fora da rede estranha 212.
Na seguinte descrição, o UE móvel 406 forma o nó correspondente CN como representado na Figura 2, ao passo que um nó do qual o UE 406 recebe pacotes de dados Internet e envia pacotes de dados Internet para formar um nó móvel que visita a rede estranha 212, como explicado com referência à Figura 2.
No sentido de prover uma explicação das realizações da presente invenção, a operação do controlador de Modelo de Fluxo de Tráfego (TFT) 470 que é mostrado na Figura 4 será brevemente descrita com referência à Figura 5.
Modelo de Fluxo de Tráfego (filtragem de pacote baseada em TFT, no GGSN) Conforme mostrado na Figura 5, o controlador TFT 500, que opera na camada IP móvel GGSN, é provido de uma lista de endereços fontes 502, que são usados para controlar a comunicação de pacotes de dados IP de acordo com um endereço fonte incluído no cabeçalho de pacote Internet. O TFT 500 arranja para comunicar os pacotes de dados IP via um suporte apropriado que tenha sido estabelecido usando a ativação de contexto do protocolo de dados em pacote, que pode ser iniciada por uma aplicação no UE (CN), ou no nó móvel MN e é análogo a registrar em um destino requerido.
Para selecionar um suporte UMTS apropriado, o GGSN estabelece um modelo de fluxo de tráfego de acordo com os seguintes parâmetros: • tipo de endereço fonte Ipv4 • tipo de endereço fonte Ipv6 • tipo de identificador de protocolo/próximo cabeçalho • tipo de porta de destino única • tipo de faixa de porta de destino • tipo de porta de fonte única • tipo de faixa de porta de fonte • tipo de índice de perímetro de segurança • tipo de serviço/tipo de classe de tráfego • tipo de nível de fluxo Para cada contexto PDP a ser usado para uma sessão multimídia, um modelo de fluxo de tráfego é gerado pelo terminal móvel e enviado ao GGSN, que subsequentemente usa este modelo de fluxo de tráfego para filtrar pacotes de entrada com base na informação provida no modelo. Por exemplo, para pacotes enviados do nó móvel Ipvó, o nó correspondente CN criará um modelo de fluxo de tráfego que cria o endereço IP do nó móvel, como o endereço fonte Ipvó para pacotes na direção de enlace descendente.
Conforme mostrado na Figura 5, um pacote Internet 504 recebido da rede de comunicações de dados em pacote externa 212 no enlace descendente, para comunicação ao CN 406, pode incluir o endereço do nó correspondente CN ADD no campo de endereço de destino 506. O pacote Internet pode incluir o endereço doméstico do nó móvel HA do MN no campo de endereço fonte 508.
Em operação, o controlador TFT 500 verifica o endereço fonte do pacote Internet contra a lista 502 e roteia o pacote Internet via suporte de dados apropriado que tenha sido estabelecido dentro do controlador TFT, para comunicar o pacote Internet ao respectivo nó correspondente CN. Entretanto, o que acontece quando a rede móvel visita a partir de sua rede doméstica 210 a rede estranha 212, conforme mostrado na Figura 2?
Conforme explicado com referência à Figura 3, seguindo a otimização de rota, o endereço fonte para o nó móvel será o “care-of-address” do nó móvel. Então, um pacote Internet 510 correspondente ao pacote Internet 504 será enviado do nó móvel para o GGSN, para comunicação ao nó correspondente CN 406. Conforme mostrado, o cabeçalho IP 510 recebido do nó móvel MN quando anexado à rede estranha 212, inclui em seu campo de endereço de destino 512 o endereço doméstico do nó correspondente CN ADD, mas dentro de seu campo de endereço fonte 514, o “care-of-address” do nó móvel C de um MN. O TFT possui um suporte de pacote, que foi estabelecido e definido para conduzir os pacotes Internet a nós correspondentes com respeito ao endereço fonte. Entretanto, o pacote Internet 510 recebido no nó móvel após este ter visitado a rede estranha 212 não será reconhecido pelo controlador TFT 500 e assim o pacote será perdido, a menos que seja provida alguma adaptação do GGSN.
Uso do Campo de Cabeçalho de Extensão poato-a-ponto Uma solução previamente proposta descrita em [5] para disponibilizar o inter trabalho entre o controlador TFT 500 no GGSN após a otimização de rota, é incluir o endereço doméstico do nó móvel MN dentro de um campo de cabeçalho de extensão conhecido como campo ponto-a-ponto 516. Incluindo o endereço doméstico do nó móvel dentro do campo ponto-a-ponto 516, o controlador TFT pode identificar o suporte apropriado, que deveria ser usado para conduzir um pacote Internet ao nó correspondente CN. Este é o suporte do pacote, que foi estabelecido durante uma ativação de contexto como parte de uma inicialização de sessão. Então, se o nó móvel visita uma rede estranha durante sessão intermediária, então provendo o endereço doméstico do nó móvel no campo ponto-a-ponto, o controlador TFT 500 pode identificar o suporte apropriado a ser usado para conduzir os pacotes Internet ao CN 406.0 campo de endereço ponto-a-ponto é também conhecido como o cabeçalho de roteamento tipo dois (extensão ao cabeçalho de pacotes IP6).
De acordo com a especificação Ipv6 [3], o campo de extensão ponto-a-ponto precisa ser lido por cada roteador intermediário. Assim, usar o cabeçalho de extensão ponto-a-ponto para prover o endereço doméstico do móvel, requererá que cada roteador ao longo de um caminho comunicando os pacotes Internet do nó móvel para o nó correspondente seja solicitado a ler o endereço doméstico do móvel no cabeçalho de extensão ponto-a-ponto. Esta exigência representaria uma degradação substancial de desempenho da rede IP, resultando da exigência de ler o endereço doméstico do móvel no cabeçalho de extensão ponto-a-ponto.
Uso de Opção de Alerta de Roteador para Informação GGSN
No sentido de reduzir uma degradação de desempenho resultante de todos os roteadores ao longo do caminho de comunicações, tendo que ler o endereço doméstico do nó móvel no campo de cabeçalho de extensão ponto-a-ponto, um pacote Internet de acordo com uma realização da invenção inclui informação relacionada a suportar mobilidade Ipv6 para o GGSN, tal como, por exemplo, uma opção de alerta de roteador no cabeçalho de extensão ponto-a-ponto que inclui o endereço doméstico do nó móvel. Um cabeçalho para o pacote Internet é ilustrado na Figura 6.
Na Figura 6, os campos ‘"Versão” 601, “Classe de Tráfego” 602, “Rótulo de Fluxo” 604, “Extensão de Carga Útil” 606 e “Limite de Transposição” 608 são como especificado em [3] e assim não serão explicados aqui, uma vez que o cabeçalho pode se referir a [3] para esta informação. O campo “Próximo Cabeçalho” 610 é arranjado para especificar que o próximo cabeçalho para o presente cabeçalho provê uma opção ponto-a-ponto (com um valor = 0) e assim precisa ser lido. O campo “endereço fonte” 612 e o campo “endereço de destino” 614 provêm os endereços de fonte e destinos, conforme explicado com referência à Figura 3. O campo “Próximo Cabeçalho” 616 dentro da parte de cabeçalho de extremidade ponto-a-ponto 618 provê uma indicação se um cabeçalho adicional segue o cabeçalho de extensão ou não. O campo “Comprimento de Extensão de Cabeçalho” 620 provê uma indicação do comprimento do cabeçalho estendido, se presente.
Os próximos campos no pacote IP são especificados de acordo com o tipo de opção de alerta de roteador [4]. O primeiro destes campos provê o campo “Opção de Alerta de Roteador” 622. O campo “Opção de Alerta de Roteador” provê uma indicação de que o campo é para alertar roteadores e possui um valor de zero especificado como três bits (000). O próximo campo 624 provê um “tipo de opção hop-by-hop” que é ajustado para um valor de cinco, por um comprimento de campo de cinco bits. O próximo campo 624 provê um campo de valor e é ajustado para um valor para indicar que a informação no restante do cabeçalho é provida para o GGSN de uma rede GPRS. Este valor pode ser qualquer valor que ainda não tenha sido reservado na especificação [4], Por exemplo, o valor pode ser “3”. Altemativamente, pode ser possível utilizar um valor já reservado tal como “2” significando “Datagrama contém uma mensagem de rede ativa”. Se a definição do valor “2” permite o uso deste valor para a informação de mobilidade para o GGSN, então este valor pode ser reutilizado. Caso contrário, o próximo valor disponível que é “3” será usado. O campo restante 628 provê a informação ao GGSN.
Um exemplo da informação para o GGSN que pode ser provida no campo 626 é o endereço doméstico do nó móvel. Este provê um campo de endereço de 128 bits. O campo de alerta de roteador, em contraste, é somente de 3-bits com o campo “tipo de opção ponto-a-ponto” sendo apenas de 5-bits. Como um resultado, uma vez que todo roteador ao longo do caminho de comunicações precisa somente ler três bits para determinar se a informação é relevante para o roteador considerado, uma perda de desempenho é substancialmente reduzida com respeito a uma perda de desempenho que possa ter ocorrido se um campo de endereço restante de 128 bits tiver também requerido ser lido por todo roteador ao longo do caminho de comunicações.
Sumário da Operação do GGSN para TFT
Em resumo, analisando o campo ponto-a-ponto em combinação com o campo de endereço fonte, o controlador TFT 500 pode identificar o suporte apropriado 520 para comunicar os pacotes Internet ao nó CN correspondente, porque a lista 502 inclui o endereço doméstico do nó móvel. A operação do GGSN ao receber pacotes IP para ingresso na rede de rádio em pacote, é sumarizada pelo diagrama de fluxo da Figura 7, e explicado conforme segue.
Sl: Um pacote Internet de acordo com o exemplo da Figura 6 é recebido da rede externa. S2:0 GGSN detecta se um pco campo de cabeçalho do pacote Internet inclui uma opção de campo ponto-a-ponto. Se o GGSN detecta que o próximo campo de cabeçalho inclui uma opção de campo ponto-a-ponto, então o processamento avança para etapa S3, e caso contrário continua a partir da etapa S6, S3: Se o GGSN detecta o cabeçalho de extensão ponto-a-ponto, então na etapa S3 o GGSN identifica se um tipo de cabeçalho de alerta de roteador está presente, dentro do campo de cabeçalho de extensão ponto-a-ponto. Em algumas realizações, esta etapa pode ser omitida. S4: Na etapa S4, o GGSN recupera informação do campo provido no campo de cabeçalho de extensão ponto-a-ponto, provendo dados representando a informação. S5:0 GGSN então controla o egresso e/ou ingresso de pacotes Internet na rede de rádio em pacote, de acordo com a informação recuperada. S6: Na etapa S6, o GGSN continua o processamento com outras funções, o processamento do pacote corrente pode entretanto, continuar, dependendo do conteúdo do campo de informação GGSN.
Como será verificado, um dos usos do campo no campo de cabeçalho de extensão ponto-a-ponto é prover um endereço doméstico de nó móvel como endereço fonte, de tal modo que o TFT pode identificar o suporte apropriado para comunicar o pacote Internet ao nó correspondente. Para esta realização de exemplo, o GGSN opera como representado pelo fluxograma na Figura 8 e explicado conforme segue: S7: O GGSN detecta, a partir dos dados providos pelo campo de cabeçalho ponto-a-ponto para o nó de suporte de ponto de conexão, ou o endereço fonte do pacote Internet, um endereço doméstico fonte de um nó móvel comunicando os pacotes Internet. S8: O GGSN determina se o endereço fonte do pacote Internet identifica o suporte de dados em pacote para comunicar os pacotes Internet a um nó correspondente anexado à rede de rádio em pacote. Se o endereço fonte corresponde a um suporte de dados em pacote, então o processamento avança para a etapa S10, caso contrário o processamento avança para a etapa S9. S9: O GGSN determina se o endereço doméstico provido no campo de informação GGSN identifica o suporte de dados em pacote para comunicar os pacotes Internet a um nó correspondente anexado à rede de rádio em pacote. Se o endereço doméstico corresponde a um suporte de dados em pacote, então o processamento avança para a etapa S10, caso contrário, na etapa SI 1, o pacote é interrompido. S10: O GGSN permite o ingresso dos pacotes Internet, via suporte de dados em pacote identificado, ou SI 1: O GGSN interrompe o pacote Internet.
Sumário de Operação de Roteador Como será verificado, roteadores ao longo de um caminho de comunicações entre o nó móvel e o nó correspondente, podem agora operar de acordo com o padrão, sem ser solicitado a ler o cabeçalho de extensão ponto-a-ponto inteiro. Isto é porque o roteador necessita apenas ler até o campo de opção de alerta de roteador, e ignorar o restante do cabeçalho de extensão ponto-a-ponto.
Em resumo, um roteador pode processar o pacote Internet de acordo com a Figura 6, conforme resumido na Figura 9 e explicado conforme segue: S20: O roteador recebe o pacote Internet de acordo com o exemplo ilustrado na Figura 6. S22: O roteador detecta se um próximo campo de cabeçalho do pacote Internet inclui ou não uma opção de campo ponto-a-ponto. Caso negativo, então na etapa S28, o roteador processa o pacote Internet conforme usual com base nos endereços de fonte e destino no cabeçalho não estendido. S24: Se o roteador detecta que o cabeçalho de extensão ponto-a-ponto está presente, então o roteador determina se um tipo de cabeçalho de alerta de roteador está presente no campo de cabeçalho de extensão ponto-a-ponto, lendo o campo de alerta de roteador (3 bits de acordo com Ipv6 [4]). Se o cabeçalho de alerta de roteador está presente, então o processamento avança para a etapa S28 e o roteador não lê o campo de cabeçalho de extensão. S26: Se o cabeçalho de alerta de roteador não é detectado, então o cabeçalho de extensão ponto-a-ponto é lido pelo roteador e processa o cabeçalho de acordo. S28: Se o cabeçalho de alerta de roteador é detectado ou não há campo de cabeçalho de extensão ponto-a-ponto presente, então o roteador envia o pacote Internet de acordo com o endereço de destino, e não lê adicionalmente o conteúdo do campo de extensão ponto-a-ponto. S30: O processamento de pacotes Internet pelo roteador continua.
Inter-trabalho de Ipv6 Móvel com SBLP de IMS em GPRS/UMTS
Figura 10 provê um diagrama simplificado de partes da rede GPRS/UMTS mostrada na Figura 4 e configurada para comunicar pacotes de dados no enlace ascendente, a partir do nó correspondente CN para o nó móvel MN, conforme previamente discutido com referência à Figura 5 para comunicações de enlace descendente.
Na Figura 10, um suporte 900 que foi iniciado pelo nó correspondente CN usando uma ativação de contexto PDP é provido para comunicações de enlace ascendente para o nó móvel MN, Um exemplo de um cabeçalho de pacote Internet 902 comunicado a um pacote Internet no enlace ascendente é enviado usando o suporte 900 através do UTRAN 404, do SGSN 402 para o GGSN 400 e para fora da rede externa 212. Entretanto, dentro do GGSN 400, o SBLP é provido no sentido de policiar o acesso pelo CN (equipamento de usuário móvel) à qualidade de recursos de serviço na rede UMTS e adicionalmente na rede de comunicações de dados em pacote externa 212. O SBLP 472 opera para efetuar uma função de plano de ação como um ponto de decisão de sistema ou ponto de reforço de política, no sentido de evitar o roubo ou ataques ao serviço por partes inescmpulosas. Por exemplo, uma parte inescrupulosa pode desejar obter acesso a serviços de subsistema multimídia IP (IMS) embora a parte não tenha subscrito os serviços. Deste modo, a menos que o GGSN possa reconhecer um endereço de destino legítimo, então o pacote será perdido. O endereço de destino é um endereço legítimo estabelecido quando a sessão IP foi estabelecida. Para o nó móvel, este será o endereço doméstico.
Usando o pacote Internet de acordo com o exemplo mostrado na Figura 6 para comunicações de enlace ascendente, no qual o endereço doméstico do móvel de destino é provido no cabeçalho de extensão ponto-a-ponto, o pacote Internet terá permissão para egressar do GGSN, de acordo com a função SBLP. Novamente, provendo o endereço doméstico como parte de um cabeçalho de opção de alerta de roteador, uma penalidade de desempenho potencial que pode resultar para roteadores dentro da rede tendo que ler o campo ponto-a-ponto, pode ser reduzida. A operação do GGSN de acordo com um egresso de pacotes da rede GPRS é ilustrada na Figura 11 e sumarizada conforme segue: S30: O GGSN efetua filtragem de egresso de pacote de acordo com o endereço de destino de pacotes Internet recebidos dos diversos suportes de dados em pacote. O egresso de pacotes Internet é permitido para pacotes Internet possuindo um endereço de destino legítimo de acordo com uma função de Política Local Baseada em Serviço (SBLP). S32: Ao receber o pacote Internet ilustrado na Figura 6, o GGSN detecta, a partir dos dados providos no campo de cabeçalho de extensão ponto-a-ponto para o nó de suporte de ponto de conexão, um endereço doméstico de destino de um nó correspondente móvel que deve ser o destino dos pacotes Internet. S34: Se o campo de cabeçalho de extensão ponto-a-ponto contém um endereço doméstico legítimo, então, na etapa S35, o egresso de pacotes Internet é permitido. De outro modo, na etapa S36 o pacote Internet é interrompido. Vários aspectos adicionais e características da presente invenção são definidos nas reivindicações anexas. Várias modificações podem ser feitas às realizações aqui descritas, sem se afastar do escopo da presente invenção.
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Um SGSN provê gerenciamento de mobilidade dos UE que estão se movendo dentro de uma área suportada pela rede de rádio móvel. Para esta finalidade, o SGSN é provido de acesso a um Registro de Localização Doméstico (HLR) 110. O SGSN é arranjado para rotear pacotes de dados para Controladores de Rede de rádio (RNC) 112, 114 para comunicação via facilidade de acesso rádio UTRAN para usuários móveis UE 116,118. A facilidade de acesso rádio UTRAN é provida usando aparelhos de Nó B 120, 122, 124, 126, 128, que efetivamente formam estações base provendo cobertura rádio para a área servida pela rede de telecomunicações móveis. As interfaces 130,132, 134,136,138 entre cada RNC 112,114 e os aparelhos de Nó B 120, 122, 124, 126, 128 são rotuladas Iub e conformes a um padrão estabelecido ou em evolução. Similarmente, as interfaces 140,142 entre o SGSN e cada RNC 112, 114 são rotuladas Iu-ps e consistem num padrão em evolução.
REIVINDICAÇÕES

Claims (9)

1. Nó de suporte de ponto de conexão (GGSN), caracterizado pelo fato de ser operável para prover uma interface entre uma rede de comunicações de dados em pacote externa e uma rede de rádio em pacote, a rede de rádio em pacote provendo uma pluralidade de suportes de dados em pacote para comunicar os pacotes Internet com nós ligados à rede de rádio em pacote, cada um dos suportes de dados em pacote sendo definidos com relação a um endereço doméstico fonte dos nós que comunicam os pacotes Internet, o nó de suporte de ponto de conexão sendo disposto para receber um pacote Internet compreendendo um campo de cabeçalho, o campo de cabeçalho incluindo um campo identificando um endereço fonte do pacote Internet, um campo identificando o endereço de destino do pacote Internet e um campo de próximo cabeçalho identificando se um cabeçalho de extensão segue o cabeçalho e um tipo do cabeçalho de extensão, o campo de cabeçalho identificando que o cabeçalho de extensão inclui um cabeçalho de extensão ponto-a-ponto, o cabeçalho de extensão ponto-a-ponto incluindo um cabeçalho de opção de alerta de roteador indicando que o cabeçalho de extensão ponto-a-ponto é opcional para leitura por um roteador, e um campo de valor indicando o restante do cabeçalho ponto-a-ponto é provido para um nó de suporte de ponto de conexão, o restante do cabeçalho de extensão ponto-a-ponto inclui um campo provendo endereço doméstico de um nó móvel, o nó de suporte de ponto de conexão sendo operável, ao receber o pacote Internet, detectar que um próximo campo de cabeçalho do pacote Internet incluí um cabeçalho de extensão ponto-a-ponto, e detectar um cabeçalho de opção de alerta de roteador no cabeçalho de extensão ponto-a-ponto, e um campo de valor indicando que o restante do cabeçalho de extensão ponto-a-ponto é provido para o nó de suporte de ponto de conexão, e ao detectar-se o campo de valor indica que o restante do cabeçalho de extensão ponto-a-ponto está para o nó de suporte de ponto de conexão, recuperar a informação a partir de um campo provido no restante do cabeçalho de extensão ponto-a-ponto para uso no controle de egresso e/ou ingresso de pacotes Internet na rede de rádio em pacote, de acordo com a informação, em que o nó de suporte de ponto de conexão é operável para controlar o ingresso de pacotes internet da rede de comunicações externa para os suportes de dados em pacote da rede de rádio empacote, por uso do endereço doméstico para identificar o suporte de dados em pacote para comunicar os pacotes Internet a um nó correspondente anexado à rede de rádio em pacote, e permitir o ingresso dos pacotes Internet no suporte de dados em pacotes identificado.
2. Nó de suporte de ponto de conexão, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato do nó de suporte de ponto de conexão ser operável para permitir o ingresso dos pacotes Internet se o endereço no campo de endereço fonte no pacote Internet ou o endereço provido no campo no cabeçalho de extensão ponto-a-ponto para o nó de suporte de ponto de conexão corresponde a um suporte de dados por pacote.
3. Nó de suporte de ponto de conexão, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato do nó de suporte de ponto de conexão ser operável para efetuar filtragem de egresso de pacote de acordo com o endereço de destino dos pacotes Internet recebidos dos diversos suportes de dados em pacote, o egresso de pacotes Internet sendo permitido para pacotes Internet tendo um endereço de destino legítimo, e ao receber o pacote Internet, para detectar, a partir dos dados de informação providos no campo de cabeçalho de extensão ponto-a-ponto para o nó de suporte de ponto de conexão, um endereço doméstico de destino de um nó móvel correspondente que deve ser o destino dos pacotes Internet, e para permitir o egresso de pacotes Internet, se o nó de suporte de ponto de conexão reconhece o endereço doméstico de destino como um endereço doméstico legítimo.
4. Nó de suporte de ponto de conexão, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato do nó de suporte de ponto de conexão ser operável para permitir o egresso dos pacotes Internet, se o endereço no campo de endereço de destino do pacote ou o endereço provido no cabeçalho de extensão ponto-a-ponto para o nó de suporte de ponto de conexão é um endereço de destino legítimo.
5. Nó de suporte de ponto de conexão, de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato do nó de suporte de ponto de conexão ser operável como um Nó de Suporte GPRS de Ponto de Conexão (GGSN), de acordo com o padrão de Sistema de Rádio em pacote Geral.
6. Rede de rádio em pacote, caracterizada pelo fato de ser operável para comunicar pacotes Internet entre uma rede de dados em pacote externa e nós associados à rede de rádio em pacote, a rede de rádio em pacote provendo diversos suportes de dados em pacote para comunicar os pacotes Internet para e/ou a partir dos nós anexados à rede de rádio em pacote, a rede de rádio em pacote incluindo um nó de suporte de ponto de conexão como definido em qualquer das reivindicações 1 a 5.
7. Rede de rádio em pacote, de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato da rede de rádio em pacote ser operável de acordo com o padrão do Sistema de Rádio em pacote Geral (GPRS), o nó de suporte de ponto de conexão sendo um Nó de Suporte GPRS de Ponto de Conexão (GGSN).
8. Método para operar um nó de suporte de ponto de conexão, para interfacear entre uma rede de comunicações de dados em pacote externa e uma rede de rádio em pacote, a rede de rádio em pacote provê diversos suportes de dados em pacote para comunicar os pacotes Internet com nós anexados à rede de rádio em pacote, cada ura dos suportes de dados era pacote sendo definido com respeito a um endereço doméstico fonte de nós comunicando os pacotes Internet, o método caracterizado pelo fato de compreender receber um pacote Internet compreendendo um campo de cabeçalho, o campo de cabeçalho incluindo ura campo identificando um endereço fonte do pacote Internet, um campo identificando o endereço de destino do pacote Internet e um campo de próximo cabeçalho identificando se um cabeçalho de extensão segue o cabeçalho e um tipo do cabeçalho de extensão, o campo de cabeçalho identificando que o cabeçalho de extensão inclui um cabeçalho de extensão ponto-a-ponto, o cabeçalho de extensão ponto-a-ponto incluindo um cabeçalho de opção de alerta de roteador indicando que o cabeçalho de extensão ponto-a-ponto é opcional para leitura por um roteador, e um campo de valor indicando o restante do cabeçalho ponto-a-ponto é provido para um nó de suporte de ponto de conexão da rede de rádio em pacote, o restante do cabeçalho de extensão ponto-a-ponto inclui um campo provendo endereço doméstico de um nó móvel, detectar que um próximo campo de cabeçalho de pacote Internet identifica que um cabeçalho de extensão inclui um cabeçalho de extensão ponto-a-ponto, detectar o cabeçalho de opção de alerta de roteador e o campo de valor no cabeçalho de extensão ponto-a-ponto indicando que o restante do no cabeçalho ponto-a-ponto é provido para o nó de suporte de ponto de conexão, e ao detectar-se o campo de valor indica que o restante do cabeçalho de extensão ponto-a-ponto está para o nó de suporte de ponto de conexão, recuperar a partir de um campo provido no restante da informação do cabeçalho de extensão ponto-a-ponto para uso no controle de egresso e/ou ingresso de pacotes Internet na rede de rádio em pacote, de acordo com a informação, em que, controlar o ingresso de pacotes Internet a partir da rede de comunicação externa para o suporte de dados em pacote da rede de rádio em pacote de acordo com a informação, inclui detectar a partir da informação provida no restante do campo de cabeçalho de extensão ponto-a-ponto um endereço doméstico fonte de um nó correspondente móvel que comunicam os pacotes Internet, usando o endereço doméstico para identificar o suporte de dados em pacote para comunicar os pacotes Internet a um nó correspondente anexado à rede de rádio em pacote, e permitir o ingresso dos pacotes Internet no suporte de dados em pacote identificado, e caso contrário interromper o pacote Internet.
9. Método, de acordo com a reivindicação 8, o método caracterizado pelo fato de compreender efetuar filtragem de egresso de pacote de acordo com o endereço de destino dos pacotes Internet recebidos dos diversos suportes de dados em pacote, o egresso de pacotes Internet sendo permitido para pacotes Internet tendo um endereço de destino legítimo, e ao receber o pacote Internet, detectar, a partir da informação provida no restante do campo de cabeçalho de extensão ponto-a-ponto para o nó de suporte de ponto de conexão, um endereço doméstico de destino de um nó móvel correspondente que deve ser o destino dos pacotes Internet, e permitir o egresso de pacotes Internet, se o nó de suporte de ponto de conexão reconhece o endereço doméstico de destino como um endereço doméstico legítimo.
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