BRPI0610078A2 - método de estabelecimento de um acesso de múltiplas conexões entre uma rede local e uma rede remota e aparelhos correspondentes - Google Patents
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Abstract
MéTODO DE ESTABELECIMENTO DE UM ACESSO DE MúLTIPLAS CONEXõES ENTRE UMA REDE LOCAL E UMA REDE REMOTA E APARELHOS CORRESPONDENTES. A invençào permite diferentes conexões de acesso entre uma rede local e uma rede remota a ser utilizada de forma comum e transparente. A invenção é baseada no uso de vários túneis IP utilizando diferentes conexões de acesso entre um aparelho na rede local do usuário e um aparelho na rede remota. Os ditos túneis são consubstanciados como uma conexão única fornecendo acesso à rede remota.
Description
"MÉTODO DE ESTABELECIMENTO DE UM ACESSO DE MÚLTIPLAS CONEXÕES ENTRE UMA REDE LOCAL E UMA REDE REMOTA EAPARELHOS CORRESPONDENTES"
Campo Técnico
Essa invenção refere-se ao acesso à Internet paraum usuário e mais especificamente à operação comum de váriasconexões de acesso entre a casa e a rede.
Fundamentos Tecnológicos
A conexão com uma rede remota, por exemplo, a In-ternet, a partir da rede de usuário, ilustrada na Figura 1,é tradicionalmente alcançada com a ajuda de um dispositivode acesso, geralmente chamado de modem, referido como 1.8,caso se refira efetivamente a um aparelho de modulação e de-modulação de sinais digitais ou a uma conexão análoga ou porextensão, a outra tecnologia. Esse modem permite uma cone-xão, referida como 1.5, entre esse dispositivo e um igual,referido como 1.4, dentro da rede de um provedor de acesso,referido como 1.3. O igual sendo, chamado de NAS (Servidor deAcesso à Rede). As comunicações IP entre a rede de usuário ea rede remota, aqui a rede Internet referida como 1.2, sãodirecionadas através do modem e passam através da conexão.Os pacotes IP destinados a outras finalidades além da redeinterna do usuário, referida como 1.7, são direcionados a-través do modem, os pacotes de entrada são os direcionados apartir da rede remota através do NAS, então através do modemna rede de usuário. Um cliente, referido como 1.9, dentro dacasa do usuário, referida como 1.6, pode, portanto, acessarum servidor, referido como 1.1, disponível na Internet.O desenvolvimento das técnicas de conexão com umarede remota leva à existência de múltiplos operadores ofere-cendo essa conexão por meio de várias soluções técnicas. É,portanto, agora possível que um usuário tenha vários acessosa uma rede remota. 0 usuário pode, por exemplo, ter à suadisposição, acesso através de um modem padrão, conhecido co-mo PSTN, e o acesso com maior velocidade oferecido por esseoperador de cabo onde existe uma oferta que compreende o a-cesso à Internet, telefonia através de IP e televisão atra-vés de uma conexão tipo ADSL. Esse tipo de rede de usuário éilustrado na Figura 2. Nessa Figura, pode-se observar a casade um usuário, referida como 2.6, hospedando a rede de usuá-rio, referida como 2.7. Um cliente, por exemplo, um computa-dor pessoal, referido como 2.9, é conectado à essa rede 2.7.
Um primeiro modem, referido como 2.8, por exemplo, um modemPSTN, oferece um primeiro acesso via um primeiro provedor deacesso, referido como 2.3. Esse provedor de acesso 2.3 hos-peda um dispositivo de acesso para sua rede, referida como2.4, permitindo que o modem 2.8 abra uma conexão referidacomo 2.5. Esse provedor de acesso, portanto, oferece acessoatravés de seu NAS 2.4 para a rede remota, tipicamente a In-ternet, referida como 2.2. O usuário possui um segundo mo-dem, referido como 2.10, que permite que ele acesse a Inter-net através de um acesso similar oferecido por um segundoprovedor, referido como 2.12. A forma na qual o cliente 2.9acessará um servidor, referido como 2.1, através da Internete o acesso utilizado serão determinados pela configuraçãodas tabelas de direcionamento do cliente.As soluções ilustrando a operação comum de váriosacessos existem. É possivel, por exemplo, se acoplar um a-cesso mono-direcional através de satélite e uma conexão PSTNde baixa velocidade. Nesse caso, a conexão de baixa veloci-dade é utilizada para enviar pesquisas enquanto a conexão ajusante de alta velocidade é utilizada para as respostas. Aconexão de baixa velocidade é, portanto, dedicada ao tráfegode saida, enquanto a conexão de alta velocidade é dedicadaao tráfego de entrada.
Existem também outras soluções que possibilitamcompartilhar as conexões de acesso diferentes dentro da re-de. Nesse caso a escolha do acesso utilizada é feita no ní-vel -de conexão IP. Uma conexão IP determinada será estabele-cida através de um dos acessos. Nesse caso uma pesquisa esua resposta devem utilizar o mesmo acesso.
No entanto, uma operação comum de diferentes cone-xões de acesso de forma transparente, possibilitando o usode diferentes acessos, cada um dos quais possui sua próprialargura de banda, visto que um único acesso possuindo umalargura de banda igual à soma das larguras de banda de dife-rentes conexões de acesso não é possível.
3. Sumário da Invenção
A invenção permite que diferentes conexões de a-cesso entre uma rede local e uma rede remota sejam utiliza-das de forma comum e transparente. A invenção é baseada nouso de vários túneis IP utilizando diferentes conexões deacesso entre um aparelho na rede local do usuário e um apa-relho na rede remota. Os ditos túneis são consubstanciadoscomo uma conexão única fornecendo acesso à rede remota.
A invenção se refere a um método de conexão de umarede de comunicação local através de pacotes de dados digi-tais para uma rede remota compreendendo pelo menos as se-guintes etapas:
uma etapa referente à abertura de uma primeira co-nexão entre um modem conectado à rede local e a rede remotaatravés de uma primeira rede de acesso;
uma etapa referente à abertura de pelo menos umasegunda conexão entre o dito modem e a rede remota atravésde uma segunda rede de acesso;
uma etapa na qual cada uma das conexões abertadessa forma estabelece um túnel de comunicação corresponden-te entre o modem e um aparelho conectado à rede remota cha-mada Gateway utilizando a dita conexão; e
uma etapa na qual, para cada pacote de dados digi-tais permutado entre a rede local e a rede remota, tanto a-través de modem quanto através do circuito de acesso, umaescolha do túnel utilizado para direcionamento de pacote.
De acordo com uma modalidade especifica, o métodocompreende adicionalmente uma etapa referente à alocação deum endereço para o modem pelo circuito de acesso.
De acordo com uma modalidade especifica, o métodocompreende adicionalmente a abertura de uma conexão de con-trole entre o modem e o circuito de acesso utilizando umadas conexões abertas.
De acordo com uma modalidade especifica, a etapade escolha é realizada de acordo com os parâmetros especifi-cos para cada túnel.
De acordo com uma modalidade especifica, os parâ-metros específicos para cada túnel utilizados na etapa deescolha incluem a utilização instantânea da taxa de cada co-nexão.
A invenção também se refere a um aparelho de comu-nicação entre uma rede de comunicação local através dos pa-cotes de dados digitais para uma rede remota compreendendouma pluralidade de dispositivos de abertura de conexões en-tre a rede local e a rede remota, CARACTERIZADA pelo fato decompreender adicionalmente meios para se estabelecer, paracada conexão aberta, um túnel entre si e um aparelho conec-tado à rede remota, chamado de circuito de acesso, utilizadoa conexão e para cada pacote de dados que envia entre a redelocal e a rede remota, meios de escolha do túnel utilizadospara enviar o dito pacote.
De acordo com uma modalidade em particular, o apa-relho de comunicação compreende adicionalmente meios de ge-renciamento de um endereço na rede alocada pelo dito circui-to de acesso.
De acordo com uma modalidade em particular, o apa-relho de comunicação compreende adicionalmente meios de ge-renciamento para uma conexão de controle entre si e o cir-cuito de acesso utilizando uma das conexões aberta.
A invenção também se refere a um aparelho para en-viar pacotes de dados que podem ser conectados à rede de co-municação através de pacotes de dados digitais caracterizadapelo fato de compreender um meio de gerenciamento de umapluralidade de túneis entre si e um aparelho remoto atravésda rede e para cada pacote de dados que envia na direção doaparelho remoto, meios de escolha do túnel utilizado paraenviar o dito pacote.
De acordo com uma modalidade particular, o apare-lho de envio compreende adicionalmente meios de alocação deum endereço para o aparelho remoto.
De acordo com uma modalidade particular, o apare-lho de envio compreende adicionalmente meios de gerenciamen-to de uma conexão de controle entre si e o aparelho remoto.
De acordo com uma modalidade particular, os meiosde escolha do túnel são realizados de acordo com os parâme-tros específicos para cada túnel.
De acordo com uma modalidade particular, os parâ-metros específicos para cada túnel utilizados pelos meios deescolha incluem a taxa de utilização instantânea de cada co-nexão aberta entre o aparelho remoto e a rede e enviada peloaparelho remoto.
4. Lista de Desenhos
A invenção será mais bem compreendida, e outrascaracterísticas e vantagens especificas surgirão da leiturada descrição a seguir, a descrição fazendo referência aosdesenhos em anexo, nos quais:
A Figura 1 representa o diagrama conhecido de co-nexão de uma rede local com a Internet;
A Figura 2 representa o diagrama conhecido de co-nexão de uma rede local com a Internet através de dois aces-sos diferentes;A Figura 3 representa o diagrama de conexão de umarede local com a Internet de acordo com uma modalidade dainvenção;
A Figura 4 representa o diagrama lógico da conexãochamada de multiconexão de acordo com uma modalidade da in-venção; .
A Figura 5 representa o diagrama de arquitetura desoftware de uma modalidade da invenção; e
A Figura 6 representa os diferentes pacotes de da-dos além dos endereços utilizados em uma modalidade da in-venção .
5. Descrição Detalhada da Invenção
Uma descrição detalhada da invenção além de umamodalidade serão agora descritas.
As regras de direcionamento utilizadas pelas redesIP são tais que em uma configuração tal como a descrita naFigura 2, a resposta a uma pesquisa que passa através de umadas conexões de acesso utilizará necessariamente a mesma co-nexão durante seu retorno. De fato, cada provedor de acessoaloca um endereço ou um conjunto de endereços para o usuá-rio. Duas formas de se gerenciar o endereçamento dos apare-lhos de usuário dentro de sua rede local pode ser utiliza-das . Uma primeira solução consiste do endereçamento direto.Nesse caso o provedor de acesso supre endereços dentro deseu próprio espaço de endereçamento para diferentes apare-lhos da rede local. Os ditos aparelhos irão, portanto, serconsubstanciados, no nivel de endereçamento IP, como apare-lhos que são uma parte integral da rede de provedor de aces-so. Esse tipo de endereçamento ainda é lugar comum no casode conexão de um único aparelho à Internet. A fim de se ofe-recer maior flexibilidade ao usuário, é possivel se utilizaruma técnica de tradução de endereço no nivel do modem. Issopermite que o mesmo conecte quantos aparelhos desejar à rededoméstica sem, para tanto, exigir tantos endereços dentro doespaço de endereçamento de seu provedor de acesso. Esse mo-dem é visto aqui como um roteador servindo como um circuitode acesso. Essa técnica, que é bem conhecida sob o nome NAT(Tradução de Endereço de Rede) possibilita a organização li-vre do espaço de endereçamento da rede de usuário. Nesse ca-so, um endereço é alocado ao espaço de endereçamento na redelocal coerente com seu espaço de endereçamento privado. Noentanto, quando a conexão é configurada com o provedor deacesso, um segundo endereço IP é alocado ao modem pelo pro-vedor de acesso dentro se seu próprio espaço de endereçamen-to. O modem, portanto, possui dois endereços, um para a in-terface conectando o mesmo à rede doméstica e outro para ainterface conectando o mesmo ao provedor de acesso. Quandoum cliente da rede doméstica envia um pacote para a rede re-mota, o endereço fonte do pacote será traduzido pelo modemque substitui o mesmo por seu próprio endereço dentro da re-de do provedor. O modem, portanto, aparece como o aparelhofonte de todos os pacotes originários da rede local e desti-nados à rede remota. 0 modem mantém o rastro das traduçõesrealizadas de tal forma a ser capaz de enviar de volta atra-vés da rede interna os pacotes que constituem as respostasque recebe. Aqui, o mesmo substitui seu próprio endereço u-tilizado no endereço de destino dos pacotes pelo endereço narede de usuário do cliente.
Devido a isso, uma pesquisa originária da rede lo-cal será vista na rede remota como tendo origem na rede doprovedor de acesso utilizada para enviar a pesquisa. A res-posta a essa pesquisa irá, portanto, ser direcionada na di-reção desse provedor de acesso e pode alcançar o cliente a-penas através da rede desse provedor. 0 acesso utilizado pa-ra essa pesquisa, portanto, governa o acesso utilizado paraa resposta. Pode-se, portanto, observar que apesar de serpossivel se utilizar vários acessos entre uma rede local euma rede remota, a escolha do acesso só pode ser feita nonivel de sessão.
Se for desejável se compartilhar várias conexõesde acesso entre uma rede local e uma rede remota, de formatransparente e de tal maneira que seja possivel se fazer usototal de toda a largura de banda disponível, deve-se proje-tar um mecanismo que possibilite o direcionamento do tráfegono nivel de pacote.
Uma modalidade de tal mecanismo será agora descri-ta. A arquitetura desse exemplo é ilustrada na Figura 3. Oespaço de um usuário, referido como 3.6, compreende uma redelocal, referida como 3.7, pelo menos um cliente, referidocomo 3.15. O usuário possui vários acessos com, por exemplo,diferentes provedores de acesso. A Figura ilustra dois pro-vedores de acesso, IAP 1 e IAP 2, referidos como 3.3 e 3.12.Cada um desses provedores possui um servidor de acesso paraa rede remota à sua disposição. Esses servidores de acesso àrede (NAS para Servidor de Acesso à Rede) NAS 1 e NAS 2,referidos como 3.4 e 3.13, concedem acesso à rede remota,nesse caso a Internet, referida como 3.2. A rede de acesso3.2 hospeda os servidores tal como o servidor referido como3.1 na Figura. Busca-se, portanto, estabelecer uma conexãoentre o cliente 3.15 e o servidor 3.1 pela utilização emconjunto dos acessos oferecidos por ambos os provedores deacesso. O principio ilustrado aqui para os dois provedorespode ser generalizado diretamente para mais de dois provedo-res. A modalidade da invenção é baseada por um lado em umaparelho de envio chamado de circuito de acesso de múltiplasconexões, referido como 3.14, e conectado à rede remota 3.2e, por outro lado, em um modem de múltiplas conexões, refe-rido como 2.9, controlando diretamente as interfaces, refe-ridas como 3.8 e 3.10, permitindo a abertura de um acessopara cada provedor de acesso. A modalidade da invenção é ba-seada no estabelecimento de túneis IP entre o modem de múl-tiplas conexões e o circuito de acesso de múltiplas cone-xões. O modem de múltiplas conexões, como o circuito de a-cesso de múltiplas conexões, escolhe o túnel e, portanto, oacesso utilizado para cada pacote de dados permutado entre arede local e a rede remota. Essa escolha pode depender devários parâmetros tal como largura de banda de cada acesso,tipo de tráfego no qual o pacote participa estatísticas ins-tantâneas de uso de cada conexão, tempo de transferência dopacote (retardo de viagem de ida e volta) ou qualquer outroparâmetro relevante. Dessa fora, os diferentes túneis esta-belecidos serão utilizados em conjunto de tal modo a formaro que se chama de uma conexão múltipla.
A Figura 4 ilustra as conexões lógicas existentesentre o circuito de acesso de múltiplas conexões, referidocomo 4.1 e o modem de múltiplas conexões, referido como 4.2.
Uma primeira conexão, referida como 4.3 é iniciada, por e-xemplo, pelo modem de múltiplas conexões em uma fase de ini-cialização. Essa conexão é dedicada às permutas entre o cir-cuito de acesso de múltiplas conexões e o modem de múltiplasconexões para fins de controle do funcionamento da conexãomúltipla. Subseqüentemente, uma conexão por acesso, referidacomo 4.4, 4.5, 4.6 e 4.7, é identificada. Um túnel IP éconstituído em cada uma dessas conexões. Os túneis IP podem,por exemplo, ser constituídos pela utilização do protocoloGRE (Encapsulamento de Direcionamento Genérico) definido nasolicitação por comentários RFC2784 da IETF (Força Tarefa deEngenharia de Internet). Cada túnel é estabelecido por umlado entre o circuito de acesso em seu endereço IP na rederemota, chamado @IPP na Figura e o endereço alocado para omodem por cada IAP, no momento do estabelecimento da cone-xão, chamado @IMPi, i sendo o número de acesso.
Durante uma fase de inicialização, o modem de múl-tiplas conexões começará pela abertura das conexões de cadauma das interfaces com a rede remota. A abertura dessa cone-xão é realizada com a ajuda de protocolos conhecidos como,por exemplo, PPP (Protocolo Ponto a Ponto), utilizado, porexemplo, para conexões PSTN, DHCP padrão (Protocolo de Con-trole Hospedeiro Dinâmico) utilizados através da Ethernet,PPPoE (PPP através da Ethernet) utilizado, por exemplo, paraconexões ADSL, ou qualquer outro tipo de protocolo que per-mita o estabelecimento de uma conexão. De forma geral, nomomento do estabelecimento da conexão, um endereço IP seráalocado pelo provedor de acesso ao aparelho de conexão. Esseendereço IP irá, portanto, ser suprido ao modem de múltiplasconexões que será equipado com um endereço por acesso, cadaendereço correspondendo à interface que o está conectado àrede.
Uma vez que diferentes conexões são abertas, o mo-dem utilizará de forma indiferente qualquer uma das mesmaspara estabelecer a conexão de controle com o circuito de a-cesso de múltiplas conexões. A forma na qual o modem reco-nhece o endereço do circuito de acesso é indiferente, pode,por exemplo, envolver uma configuração manual ou um parâme-tro enviado por um dos provedores de acesso no momento doestabelecimento de uma das conexões.
Uma vez que essa conexão ou conexão de controle éestabelecida, a conexão múltipla deve ser estabelecida. Esseestabelecimento pode começar com uma possível fase de auten-ticação entre o circuito de acesso e o modem. Subseqüente-mente, o modem irá declarar as várias conexões estabelecidasalém do endereço que foi alocado para o mesmo para cada co-nexão.
Então, da mesma forma que um NAS aloca um endereçoIP em seu próprio espaço de endereçamento para um aparelhode conexão, o circuito de acesso de múltiplas conexões alo-cará um endereço IP para o modem de múltiplas conexões emseu próprio espaço de endereçamento. Esse endereço é chamado@IPMV, como o endereço IP virtual do modem. 0 fluxo de paco-tes permutados entre o cliente e um servidor da rede remotaatravés da conexão múltipla será descrito mais adiante.
Os aparelhos ou clientes da rede local devem tersua tabela de direcionamento indicando o modem como o cir-cuito de acesso para a rede remota utilizar os recursos daconexão múltipla. A existência da conexão múltipla não alte-ra de forma alguma a possibilidade de utilização de diferen-tes acessos independentemente da conexão múltipla pela con-figuração do direcionamento no modem.
Uma vez que a conexão múltipla foi estabelecida, éaconselhável se reter a conexão de controle. Na verdade, is-so possibilita se lidar com qualquer modificação do númerode acesso entre a rede local e a rede remota. Quando, porexemplo, uma conexão cair, o modem deve informar o circuitode acesso para não utilizar mais esse acesso para o tráfegovindo da rede remota para a rede local. É possível também seadicionar um novo acesso que estaria disponível para a cone-xão múltipla. A conexão de controle também pode ser utiliza-da para comunicação entre o circuito de acesso e o modem dainformação em diferentes conexões, informação que pode serútil para a política de se escolher um dos acessos durante odirecionamento de um pacote.
Um desenvolvimento interessante dessa possibilida-de de se fazer com que a conexão múltipla evolua dinamica-mente com o tempo com relação à sua composição é o processa-mento de roaming. De fato, um aparelho de roaming duranteseu roaming observará as redes para as quais pode ter mudan-ça de acesso. Desde que pelo menos uma conexão permaneça o-peracional, a conexão múltipla permanece funcional. A perdade conexão para uma rede resulta na retirada dessa conexão apartir da conexão múltipla, enquanto a conexão para uma novarede que se tornou acessível resulta em sua adição à conexãomúltipla. Dessa forma, um aparelho de roaming pode migrar deuma rede para outra enquanto retém durante todo o tempo suaconexão com as redes remotas através da conexão múltipla, asmudanças de acesso permanecendo transparentes para as aplicações.
A Figura 5 ilustra o diagrama de arquitetura desoftware da modalidade da invenção. No mesmo, pode-se obser-var um cliente, referido por 5.4, possuindo uma arquiteturade software padrão criada a partir de uma camada fisica, re-ferida como 5.44, que pode ser Ethernet ou uma rede sem fio802.11, por exemplo, uma camada de conexão, referida como5.43, a camada IP, referida como 5.42, acima da mesma a ca-mada de transporte TCP, referida como 5.41 e uma camada deaplicativo, referida como 5.40. Na outra extremidade do sis-tema, o servidor, referido como 5.1, também possui a mesmaarquitetura de software padrão, a camada fisica, referidacomo 5.14, a camada de conexão, referida como 5.13, a camadaIP, referida como 5.12, a camada TCP, referida como 5.11 e acamada de aplicativo, referida como 5.10.
O circuito de acesso de múltiplas conexões, refe-rido como 5.2, também apresentará a mesma arquitetura, cama-da fisica, referida como 5.24, a camada de conexão, referidacomo 5.23, a camada IP, referida como 5.22, a camada TCP,referida como 5.21 e a camada de aplicativo, referida como5.20. No entanto, o circuito de acesso possui um módulo degerenciamento da conexão múltipla em sua camada de aplicati-vo, ao passo que um módulo de gerenciamento dos túneis, re-ferido como 5.52, de acordo com o protocolo GRE, é integradona camada IP. Esse módulo integra, além do gerenciamento dostúneis propriamente dito, o módulo de comutação permitindo aescolha do túnel para cada pacote.
Quanto ao modem de múltiplas conexões, referidocomo 5.3, o mesmo possui várias camadas físicas referidascomo 5.341, 5.342 e 5.343. Essas camadas fisicas são contro-ladas por muitas camadas de conexão referidas como 5.331,5.332 e 5.333. Essas diferentes interfaces compreendem umaprimeira interface, 5.333 e 5.343, de conexão do modem demúltiplas conexões com a rede local. As outras interfacescorrespondentes às diferentes conexões entre o modem e a re-de remota, referida como 5.5, aqui a Internet. A camada IP,referida como 5.32, contém o módulo de gerenciamento dos tú-neis GRE referidos como 5.62. Aqui também, esse módulo inte-gra o módulo de comutação dinâmica do túnel a ser utilizadoem uma base de pacote. De forma padrão, existe a camada TCP,referida como 5.31, além da camada de aplicativo 5.30, con-tendo o software de controle da conexão múltipla.
O papel dos módulos de controle da conexão múlti-pia será realizar a fase de inicialização que já foi descri-ta além do acompanhamento da conexão múltipla. Esse acompa-nhamento incluirá a adaptação dinâmica das retiradas e adi-ções das conexões além da permuta de parâmetros ou mediçõesde desempenho de cada conexão de tal forma a permitir a es-colha dinâmica da conexão utilizada por cada módulo de comu-tação .
A escolha feita para a modalidade da invenção con-siste do encapsulamento dos pacotes de nivel MAC do tipo E-thernet nos túneis IP de acordo com o GRE. É possível se re-alizar a invenção permanecendo-se no nivel IP e utilizando-se outras técnicas de túnel. Na modalidade da invenção a co-nexão múltipla reproduz a conexão Ethernet entre o circuitode acesso e o modem. Essa reprodução se traduz na criaçãodentro do módulo GRE, tanto do circuito de acesso além domodem, de uma interface Ethernet virtual correspondente àconexão múltipla. Ademais, o estabelecimento da conexão múl-tipla, de forma comparável com o estabelecimento de uma co-nexão através de uma conexão, alocará um endereço IP virtualao modem. O modem está, portanto, em uma posição de gerenci-ar uma etapa de tradução de endereço IP (NAT) para mascarara rede local com relação à rede remota. Outra opção consisteda alocação de quantos endereços forem as máquinas atravésda rede local, mas essa solução não é preferida devido aoseu consumo de endereços. O circuito de acesso, portanto,funciona como um servidor de acesso para a rede pela aloca-ção de endereços IP a partir de seu próprio espaço de ende-reçamento para os modems de múltiplas conexões estabelecendouma conexão com o mesmo.
Os detalhes de uma permuta de mensagens entre umcliente da rede local e um servidor na rede remota serão a-gora descritos com referência à Figura 6. O cliente emiteuma pesquisa referida como 6.1. Essa pesquisa é um pacote IPpossuindo como endereço fonte o endereço IP do cliente atra-vés da rede local @IPC e como endereço de destino o endereçoIP do servidor na rede remota @IPS. Visto que o modem demúltiplas conexões foi declarado como circuito de acesso pa-ra a rede remota, o pacote é direcionado para o mesmo. Nomodem, uma primeira fase de tradução de endereço é realiza-da, o endereço fonte do pacote é substituído pelo endereçoIP virtual @IPMV alocado ao modem no momento da inicializa-ção da conexão múltipla. O modem armazena o endereço do cli-ente na origem da pesquisa. Os pacotes são então processadospelo módulo GRE. Esse módulo encapsula o pacote em um pacoteEthernet, referido como 6.2, cujos endereços fonte e de des-tino são os endereços das interfaces Ethernet virtuais domodem e circuito de acesso, 0MACMV e 0MACPV. Esse pacote E-thernet propriamente dito é encapsulado em um pacote IP deacordo com o GRE, referido como 6.3. É aqui que a escolha dotúnel ocorre. Dependendo do túnel escolhido, o endereço IPfonte do pacote será o endereço IP alocado para o modem nomomento do estabelecimento da conexão correspondente a essetúnel. A modalidade ilustrada utiliza o primeiro túnel, oendereço fonte é, portanto, o endereço IP do modem alocadopelo primeiro provedor de acesso 0IPM1, o endereço de desti-no é o endereço do circuito de acesso @IPP. Esse pacote éentão processado pela interface correspondente ao túnel es-colhido e direcionado para o circuito de acesso. O último,desencapsula o pacote, referido como 6.4, e direciona o mes-mo para o servidor. A resposta do servidor, referido como6.5, e destinada ao endereço virtual @IPMV alocado pelo cir-cuito de acesso é direcionada para seu destino através docircuito de acesso. Isso realiza o encapsulamento da Ether-net resultando no pacote referido como 6.6. Aqui, mais umavez intervém a escolha do túnel que a resposta tomará. A mo-dalidade ilustra a escolha do segundo túnel, o pacote Ether-net irá, portanto, ser encapsulado em um pacote GRE cujo en-dereço de destino é o endereço @IPM2, o endereço do modemalocado pelo segundo provedor de acesso e o endereço fonte éo endereço @IPP do circuito de acesso. Esse pacote IP será,portanto, direcionado através da rede remota para o segundoprovedor para chegar ao modem através do segundo acesso. Nomodem o pacote será desencapsulado, o endereço de destino docliente será restaurado como endereço de destino de acordocom o protocolo de tradução de endereço (NAT) e direcionadopara o cliente. Dessa forma, isso significa que o cliente eo servidor podem se comunicar através da conexão múltiplacomo se estivessem envolvidos em uma única conexão conectan-do a rede local e a rede remota. O modem, além do circuitode acesso, está livre para direcionar cada pacote igualmenteatravés de diferentes acessos constituindo a conexão múlti-pla. O percurso tomado por uma pesquisa não determina o per-curso da resposta para essa pesquisa. Essa conexão estabele-cida entre o modem e o circuito de acesso será utilizada deforma transparente pelos aplicativos operando no cliente econectando com os aparelhos da rede remota. De fato, os a-plicativos se comunicarão normalmente e abrirão as conexõessem precisar ser modificados, tudo ocorre para esses aplica-tivos como se a conexão fosse uma conexão única padrão co-nectando a rede local à rede remota. Isso permanece verda-deiro no caso onde a rede local é reduzida a um único apare-lho de cliente integrando diretamente à funcionalidade domodem de múltiplas conexões.
Dessa fora, através de uma política de escolhacuidadosa de túnel, é possível se fazer uso total de dife-rentes conexões entre a rede local e a rede remota. Essa po-lítica de escolha pode ser baseada em uma distribuição esta-tistica levando-se em consideração as diferentes larguras debanda das conexões. No entanto, é possível também se coletardinamicamente estatísticas sobre a taxa de utilização dasconexões para determinação dessa escolha. Nesse caso, o mo-dem e o circuito de acesso compartilham a informação sobreas conexões através da conexão de controle. Diferentes parâ-metros podem ser retidos para essa escolha, tal como taxa deerro, tempo de percurso, largura de banda, etc. É possíveltambém se privilegiar determinadas conexões para determina-dos tipos de tráfego, como escolher uma conexão possuindo umbaixo tempo de percurso para voz e uma conexão possuindo umaalta largura de banda para video. É possível também se levarem consideração critérios econômicos na política de escolha,particularmente se determinadas.conexões oferecerem tarifaspor quantidade de dados passando através da conexão.
Os pacotes permutados através de várias conexõespodem perder sua ordem de seqüência inicial, particularmentese diferentes conexões possuírem tempos de latência diferen-tes. Apesar de a reprogramação ser gerenciada pelas camadasde protocolo mais altas tal como TCP, pode ser interessantese realizar nesse nivel. Para se realizar isso, é possivelse utilizar uma opção GRE para adição de um número de se-qüência permitindo que a seqüência seja recomposta.
A modalidade ilustra uma técnica de túnel, GRE, ea reprodução de uma conexão Ethernet no túnel. É óbvio paraas pessoas versadas na técnica que é possivel se utilizarqualquer outra técnica de criação de túnel e que outras es-colhas da camada de encapsulamento no túnel são possíveis.
Em particular, é possivel se encapsular os pacotes IP dire-tamente sem passar por um pacote Ethernet.
Naturalmente, a invenção não está restrita às mo-dalidades descritas previamente.
Em particular, a modalidade ilustra o caso de ummodem conectando uma rede local a uma rede remota e sendoutilizado para enviar pacotes entre um ou mais clientes darede local e aparelhos, tipicamente servidores, da rede re-mota. É óbvio que, de acordo com a invenção, a rede localpode ser reduzida a um aparelho chamado modem, que é entãointegrado a um único cliente que deseja se comunicar com arede remota.
Claims (10)
1. Método de estabelecimento de uma conexão demúltiplas conexões entre uma rede de comunicação local atra-vés de pacotes de dados digitais e uma rede remota,CARACTERIZADO pelo fato de compreender as seguintes etapas:abertura de uma primeira conexão entre um modemconectado à rede local e a rede remota através de uma pri-meira rede de acesso;abertura de pelo menos uma segunda conexão entre odito modem e a rede remota através de uma segunda rede deacesso;para cada uma das conexões abertas dessa forma, oestabelecimento de um túnel de comunicação correspondenteentre o modem e um aparelho conectado à rede remota chamadocircuito de acesso utilizando a dita conexão; epara cada pacote de dados digital permutado entrea rede local e a rede remota, tanto através do modem quantodo circuito de acesso, uma escolha do túnel utilizado paradirecionamento do pacote de forma transparente para os apli-cativos utilizando a conexão múltipla.
2. Método, de acordo com a reivindicação 1,CARACTERIZADO pelo fato de compreender adicionalmente umaetapa de alocação de um endereço para o modem pelo circuitode acesso.
3. Método, de acordo com uma das reivindicações 1ou 2, CARACTERIZADO pelo fato de compreender adicionalmentea abertura de uma conexão de controle entre o modem e o cir-cuito de acesso utilizando uma das conexões abertas.
4. Método, de acordo com uma das reivindicações de-1 a 3, CARACTERIZADO pelo fato de a etapa de escolha ser re-alizada de acordo com parâmetros específicos para cada tú-nel .
5. Método, de acordo com a reivindicação 4,CARACTERIZADO pelo fato de os parâmetros específicos paracada túnel utilizado na etapa de escolha incluírem a taxa deutilização instantânea de cada conexão.
6. Aparelho de comunicação entre uma rede de comu-nicação local através de pacotes de dados digitais e uma re-de remota compreendendo uma pluralidade de meios de aberturade conexões entre a rede local e a rede remota,CARACTERIZADO pelo fato de compreender:meios para a abertura de uma primeira conexão en-tre si e a rede remota através de uma primeira rede de aces-so;meios para a abertura de pelo menos uma segundaconexão entre si e a rede remota através de uma segunda redede acesso;para cada uma das conexões abertas dessa forma,meios para o estabelecimento de um túnel de comunicação cor-respondente entre si e um aparelho conectado à rede remotachamado circuito de acesso utilizando a dita conexão; epara cada pacote de dados digitais que é enviadoentre a rede local e a rede remota, meios de escolha do tú-nel utilizado para envio do dito pacote.
7. Aparelho, de acordo com a reivindicação 6,CARACTERIZADO pelo fato de compreender adicionalmente meiospara o gerenciamento de um endereço na rede alocada pelo di-to circuito de acesso.
8. Aparelho, de acordo com qualquer uma das rei-vindicações 6 ou 7, CARACTERIZADO pelo fato de compreenderadicionalmente meios para o gerenciamento de uma conexão decontrole entre si e o circuito de acesso utilizando uma dasconexões aberta.
9. Aparelho de envio de pacote de dados que podeser conectado a uma rede de comunicação através de pacotesde dados digitais, CARACTERIZADO pelo fato de compreendermeios para o gerenciamento de uma pluralidade túneis entresi e um aparelho remoto na rede e para cada pacote de dadosque envia na direção do aparelho remoto, meios para a esco-lha do túnel utilizado para enviar o dito pacote.
10. Aparelho, de acordo com a reivindicação 9,CARACTERIZADO pelo fato de compreender adicionalmente meiospara o gerenciamento de uma conexão de controle entre si e oaparelho remoto.
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