ES2243032T3 - Ip para moviles sin encapsulacion. - Google Patents

Ip para moviles sin encapsulacion.

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ES2243032T3
ES2243032T3 ES99301437T ES99301437T ES2243032T3 ES 2243032 T3 ES2243032 T3 ES 2243032T3 ES 99301437 T ES99301437 T ES 99301437T ES 99301437 T ES99301437 T ES 99301437T ES 2243032 T3 ES2243032 T3 ES 2243032T3
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Xiaobao Chen
Andrea Paparella
Ioannis Kriaras
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    • H04W80/04Network layer protocols, e.g. mobile IP [Internet Protocol]

Abstract

Un método de dirigir un paquete IP (protocolo de Internet) (50, 42) a un nodo móvil (8), teniendo el nodo móvil una dirección doméstica en una red doméstica (2) y pudiendo conectarse temporalmente en una red foránea (6) que tiene un agente foráneo (7), teniendo el paquete IP una parte de cabecera que incluye la dirección de destino a la cual ha de enviarse el paquete IP (42), comprendiendo el método la operación de: recibir en la red doméstica el paquete IP que incluye una dirección de destino (62) que corresponde a la dirección doméstica del nodo móvil; caracterizado porque el método comprende las operaciones de modificar el paquete IP: eliminando la dirección doméstica (62) del nodo móvil de la parte de cabecera del paquete IP y sustituyéndola por la dirección de auxilio (41) del agente foráneo, y anexar un identificador de nodo móvil (MNID, 43) al paquete IP; y transmitir el paquete IP (42) modificado.

Description

IP para móviles sin encapsulación.
Campo del invento
El presente invento se refiere a paquetes conformes al protocolo de Internet y enviados entre terminales anfitriones en redes y, particularmente, a mantener la conectividad de la red entre los terminales anfitriones cuando un terminal anfitrión se mueve de una red a otra.
Antecedentes del invento
La actual tecnología de protocolo de Internet (IP) y la tecnología de IP para móviles hacen posible que un terminal anfitrión o nodo anfitrión que, normalmente, está conectado en una red particular (la red "doméstica" de los nodos) se conecte temporalmente en una red diferente (una red "foránea") y siga recibiendo, todavía, paquetes IP o mensajes enviados al terminal anfitrión, a su dirección en la red doméstica. Un terminal anfitrión de esta clase que cambie su punto de unión con la red es conocido como nodo móvil. Para seguir recibiendo paquetes IP en la red foránea, el nodo móvil debe registrarse con un denominado "agente doméstico" en su red doméstica. Al registrarse con su agente doméstico, el nodo móvil proporciona al agente doméstico una dirección "de auxilio", por la que se puede acceder a él en la red foránea. El agente doméstico vigila entonces el tráfico en la red doméstica y, si el agente doméstico identifica un paquete IP portador de una dirección de destino correspondiente a la dirección doméstica del nodo móvil en la red doméstica, intercepta el paquete IP. El agente doméstico "re-empaqueta" el paquete IP y se lo envía al nodo, a la dirección "de auxilio" de la red foránea.
La dirección "de auxilio" puede ser una dirección de auxilio que se encuentre en el mismo sitio o una dirección "de auxilio" del agente foráneo.
La técnica de dirigir un paquete IP, destinado a una dirección de la red doméstica, hacia una dirección "de auxilio" de la red foránea, es conocida, en el IP de móviles como "tunelización". Al tunelizar el paquete IP hacia la dirección "de auxilio", es importante que se retenga, en el paquete IP re-empaquetado cierta información relativa al paquete IP original. Por ejemplo, además de mantener la carga útil (o parte de información) del paquete IP, el nodo móvil en la dirección "de auxilio", debe poder identificar todavía, en el paquete "re-empaquetado" IP, la dirección de partida desde la que se envió originalmente el paquete IP y la dirección doméstica del nodo móvil en la red doméstica.
Una técnica conocida en el IP para móviles para "tunelizar" un paquete IP hacia una dirección "de auxilio" de un nodo móvil, encapsula el paquete IP original en un nuevo paquete IP como carga útil del paquete IP. Es decir, el paquete IP original es incorporado como carga útil (o parte de información) del nuevo paquete IP, sin cambio alguno de su contenido. La dirección "de auxilio" es añadida al nuevo paquete IP como nueva dirección de destino y la dirección de partida del nuevo paquete IP es identificada como agente doméstico. Al recibirlo el nodo móvil en la dirección "de auxilio", elimina el "envoltorio" del nuevo paquete IP con el fin de recuperar el paquete IP original.
Esta técnica adolece de varias desventajas. Una de ellas reside en que el paquete IP "re-empaquetado" es más largo que el paquete IP original. Otra desventaja es que el paquete IP re-empaquetado no facilita el soporte de las provisiones de calidad de servicio conforme con las normas de calidad de servicio existentes en el IP.
Cada paquete IP tiene, asociada con él e incluida en el paquete IP, información de identificación de flujo que identifica la calidad de servicio asociada con la transmisión del paquete IP. Esta información de identificación de flujo está presente en posiciones fijas del paquete IP, donde elementos de encaminamiento/conmutación capaces de satisfacer la calidad de servicio (QoS) pueden situarla y funcionar dependiendo de ella. Sin embargo, con la técnica de tunelización con encapsulación, la información de identificación de flujo incluida en el paquete IP por la fuente que origina el paquete IP, no está disponible entre el agente doméstico y la dirección "de auxilio".
Así, el problema fundamental con estas técnicas de encapsulación en el IP para móviles usual (una de las cuales es conocida como encapsulación IP en IP), es que oculta la dirección real de partida (es decir, la dirección del nodo interlocutor) y la dirección real de destino (es decir, la dirección doméstica del nodo móvil), así como la ID (identificación) del protocolo de los paquetes IP, desde el agente doméstico al nodo móvil. Además, el IP para móviles con encapsulación cambia, también, la infraestructura de la carga útil (la cabecera IP original se convierte en parte de la carga útil) y no realiza diferenciación de flujo si no se cambian en consecuencia los encaminadores, con el fin de poder detectar los cambios o modificaciones. Los cambios o, incluso, las ligeras modificaciones de los encaminadores exigen, con frecuencia, una gran cantidad de cambios de diseño y de recolocación de todos los encaminadores existentes. Esto complica bastante más el control y la gestión de las redes. También, puede provocar montones de problemas en términos de control de seguridad y de interoperabilidad.
Por tanto, un objeto del presente invento es proporcionar una técnica de "tunelización" que permita que la información de identificación de flujo incluida en el paquete IP original transmitido por el origen esté disponible en todo el encaminamiento del paquete IP hasta la dirección "de auxilio" del nodo móvil.
Un trabajo de Perkins C.E., titulado "IP para móviles", en IEEE Communications Magazine, vol. 35, núm. 5, del 1 de Mayo de 1997 (1997-05-01), páginas 84-86, 91-99, XP000657114 ISSN: 0163-6804, y un trabajo de Singh R. y otros, titulado "RAT: un empujón rápido (¿y sucio?) al soporte de la movilidad", Proceedings WMCSA'99, Second IEEE Workshop on Mobile Computing Systems and Applications, Proceedings of WMCSA99:2º IEEE Workshop on Mobile Computing Systems and Applications, Nueva Orleáns, LA., EE.UU., 25-26 de Febrero de 1999, páginas 32-40, XP002115363 1999, Los Alamitos, CA., EE.UU., IEEE Comput. Soc. USA ISBN: 0-7695-0025-0, constituyen antecedentes y se refieren a IP para móviles.
A partir del trabajo antes mencionado de Perkins es conocido proporcionar un método para dirigir un paquete IP (protocolo de Internet) a un nodo móvil, teniendo éste una dirección doméstica en una red doméstica y pudiéndose conectar temporalmente en una red foránea con un agente foráneo, teniendo el paquete IP una parte de cabecera que incluye la dirección de destino a la que ha de enviarse el paquete IP, comprendiendo el método la operación de recibir, en la red doméstica, el paquete IP que incluye una dirección de destino correspondiente a la dirección doméstica del nodo móvil.
Sumario del invento
El presente invento se caracteriza, con respecto a la exposición del trabajo de Perkins antes mencionado, porque el método comprende las operaciones de: modificar el paquete IP eliminando la dirección doméstica del nodo móvil de la parte de cabecera del paquete IP y sustituyéndola por la dirección "de auxilio" del agente foráneo, y anexando un identificador de nodo móvil al paquete IP; y transmitir el paquete IP modificado.
Así, el invento proporciona una técnica nueva y ventajosa de IP para móviles sin encapsulación (NEMIP) para tunelizar paquetes IP conformes a las normas existentes de IP para móviles.
La técnica mantiene la necesaria información de encaminamiento para permitir que los paquetes IP dirigidos a un nodo móvil en una red doméstica, sean enviados a la dirección "de auxilio" corriente del nodo móvil en una red foránea pero, al mismo tiempo, conserva la información de identificación de flujo solicitada por el emisor del paquete IP visible para todos los conmutadores de encaminamiento entre la red doméstica y la red foránea, así como entre el emisor (conocido como el nodo interlocutor) y la red doméstica.
Ventajosamente, el presente invento permite que la información de identificación de flujo sea identificada sin tener que realizar cambio alguno en los conmutadores de encaminamiento. Los conmutadores de encaminamiento estándar pueden encaminar los paquetes IP para móviles sin encapsulación.
Ventajosamente, el presente invento proporciona una técnica de tunelización en la que se mantiene la simplicidad de la cabecera del paquete IP original y se reduce al mínimo la longitud del nuevo paquete IP. Esto contrasta favorablemente con las técnicas anteriores en las que la longitud del paquete IP se ampliaba significativamente. El invento proporciona, así, unas necesidades de tratamiento más sencillas y menores (la mitad) que las técnicas usuales. Por tanto, se adecua mejor para uso a través de un radioenlace en una red celular/inalámbrica.
La técnica de IP para móviles sin encapsulación del presente invento incrementa, también, la eficacia de la transmisión. Esto tiene una particular importancia en aplicaciones multimedia en tiempo real, tales como audio y video, que, habitualmente, se caracterizan por el empleo de paquetes de datos cortos pero rápidos. Como resultado reduce espectacularmente la importancia de utilizar el IP para móviles con el fin de soportar servicios multimedia inalámbricos/para móviles.
Además, el IP para móviles sin encapsulación de acuerdo con el invento puede adaptarse de IPv4 a IPv6 con el fin de soportar la calidad de servicio (QoS) más fácilmente que las técnicas de encapsulación estándar, debido a la tunelización de paquetes IP más sencilla y más directa.
Preferiblemente, el método de la reivindicación 1 comprende, además, la operación de asignar un identificador único de nodo móvil a cada nodo móvil de la red foránea. La operación de asignación del identificador único de nodo móvil puede ser llevada a cabo por el agente foráneo. El método puede comprender, además, la operación de notificar a la red doméstica, el identificador único de nodo móvil asignado al nodo móvil en la red foránea.
El método puede comprender, además, la operación de almacenar la dirección doméstica del nodo móvil con el identificador de nodo móvil en la red foránea.
El método puede comprender, además, la operación de recibir el paquete IP modificado en el agente foráneo, y modificar el paquete IP eliminando la dirección del agente foráneo de la parte de cabecera del paquete IP y sustituyéndola por la dirección doméstica del nodo móvil, enviando el paquete IP al nodo móvil en la red foránea.
El método puede comprender, además, la operación de comparar el identificador único de nodo móvil del paquete IP modificado, recibido, con el identificador de nodo móvil almacenado, llevándose a cabo las operaciones de eliminación y envío en respuesta a una coincidencia.
Una pluralidad de nodos móviles pueden conectarse temporalmente en la red foránea, almacenándose entonces una pluralidad de identificadores de nodos móviles con la dirección doméstica del nodo móvil.
El método puede comprender, además, la operación de almacenar la dirección doméstica del nodo móvil con la dirección temporal del nodo móvil en la red doméstica, incluyendo la operación de recibir el paquete IP, además, comparar la dirección de destino con la dirección doméstica almacenada. Una pluralidad de direcciones domésticas pueden almacenarse junto con una pluralidad correspondiente de direcciones temporales.
La parte de cabecera del paquete IP puede incluir, además, la dirección de partida desde la que se envió originalmente el paquete IP.
De acuerdo con el presente invento se proporciona, también, un sistema de IP para móviles que comprende una red doméstica, una red foránea y un nodo móvil que tiene una dirección doméstica en la red doméstica y que puede conectarse temporalmente en la red foránea que tiene un agente foráneo, teniendo la red doméstica del nodo móvil un agente doméstico destinado a recibir un paquete IP con una dirección de destino correspondiente a la dirección doméstica del nodo móvil, caracterizado porque está destinado, en respuesta a dicho paquete IP, a modificar el paquete IP eliminando la dirección doméstica del nodo móvil del paquete IP y sustituyéndola por la dirección de auxilio del agente foráneo, y anexando un identificador único de nodo móvil al paquete IP.
El agente foráneo puede incluir medios para almacenar el identificador único del nodo móvil con la dirección doméstica del nodo móvil.
El agente doméstico incluye medios para almacenar el identificador único del nodo móvil con la dirección doméstica del nodo móvil y la dirección de auxilio del agente foráneo.
El agente foráneo puede estar destinado a asignar el identificador único de nodo móvil al nodo móvil.
Breve descripción de las figuras
La Figura 1 ilustra una organización de red que incluye una red doméstica, una red interlocutora y una red foránea;
las Figuras 2(a) a 2(c) ilustran el formato estándar de un paquete IP;
la Figura 3 ilustra esquemáticamente una memoria de un agente doméstico de la red doméstica;
la Figura 4(a) ilustra un paquete IP construido por la red interlocutora para transmisión a un nodo móvil de la red doméstica, y la Figura 4(b) ilustra la modificación de ese paquete IP para redirigirlo a la red foránea, de acuerdo con la técnica anterior;
la Figura 5(a) ilustra un paquete IP construido por el nodo interlocutor para transmisión a un nodo móvil de la red doméstica, y la Figura 5(b) ilustra la modificación de ese paquete IP para redirigirlo a la red foránea, de acuerdo con una realización práctica descrita;
la Figura 6 ilustra la organización de red de la Figura 1 en la que la red foránea incluye un agente foráneo;
la Figura 7(a) ilustra un paquete IP construido por el nodo interlocutor para transmisión a un nodo móvil de la red doméstica, y la Figura 7(b) ilustra la modificación de ese paquete IP para redirigirlo a la red foránea, de acuerdo con el presente invento, cuando la red foránea incluye un agente foráneo;
la Figura 8 ilustra esquemáticamente una memoria del agente foráneo de la Figura 6; y
la Figura 9 ilustra esquemáticamente una memoria modificada del agente doméstico de la Figura 6.
Descripción de una realización preferida
Refiriéndonos a la Figura 1, en ella se muestra una organización típica de una red. Un nodo móvil MN 8 al que se ha de enviar un paquete IP está situado, normalmente, en una red doméstica 2. El nodo móvil MN 8 reside, normalmente, en la red doméstica 2, en una dirección particular. Esta dirección no es, necesariamente, una dirección IP estática: el nodo móvil puede estar situado en cualquier punto físico de la red, pero con el nodo móvil propiamente dicho (y no con el punto físico de conexión) está asociada una dirección IP particular. La red doméstica puede abarcar físicamente, un pequeño entorno de oficina o puede abarcar varios países.
El nodo móvil MN 8 puede conectarse con la red doméstica 2 mediante una LAN (red de área local) inalámbrica, un enlace de infrarrojos, una conexión telefónica inalámbrica o a través de un enganche directo con una red Ethernet o Token-Ring (red en anillo). La expresión "nodo móvil" no implica que el nodo se conecte a la red mediante un enlace inalámbrico, sino que supone que el nodo móvil puede desplazarse fuera de la red doméstica 2 para entrar en una red foránea, tal como la red foránea 6 de la figura 1, como se describirá con mayor detalle en lo que sigue.
La disposición de la Figura 1 muestra, también, una red interlocutora 4 que incluye un nodo interlocutor CN 10. Con fines de ilustración del presente invento, se supone que el nodo interlocutor CN 10 de la red interlocutora, envía un paquete IP al nodo móvil 8 de la red doméstica 2. El nodo interlocutor puede, también, encontrarse en una red foránea, es decir, una red independiente, y distinta, de la red doméstica 2. Sin embargo, la expresión "red foránea" se reserva para utilizarla al referirse a una red que hospeda un nodo móvil que, normalmente, reside en una red diferente (su red doméstica). Para los fines de este ejemplo ilustrativo, el nodo móvil 8 de la red doméstica 2 se ha movido a la red foránea 6. Así, el nodo móvil MN 8 se muestra en la red doméstica 2 con línea interrumpida para indicar que, normalmente, está presente en ella, y se muestra en la red foránea FN 6 con línea continua para indicar que, temporalmente, está presente en la red foránea 6.
Las expresiones "nodo interlocutor" y "red interlocutora" se reservan para utilizarlas a la hora de describir pares de comunicaciones del nodo móvil 8. Un nodo interlocutor es un nodo (que puede ser otro nodo móvil) con el que se comunica corrientemente un nodo móvil, bien para recibir un paquete IP, bien para transmitir un paquete IP. La expresión "red interlocutora" se utiliza para referirse a la red a la que está conectado el nodo interlocutor. Debe apreciarse que el nodo móvil puede comunicarse con un nodo interlocutor en su propia red doméstica y, por tanto, la red interlocutora puede ser la propia red doméstica.
Como puede verse a partir de la Figura 1 y como se describirá con mayor detalle en lo que sigue, la red doméstica 2 incluye, además, un agente doméstico 12.
Se ofrecerá ahora un breve ejemplo de la comunicación "normal" entre el nodo interlocutor CN 10 y el nodo móvil MN cuando éste reside normalmente en la red doméstica. Con referencia a la Figura 2(a), en ella se representa la estructura general del paquete IP 14 enviado por el nodo interlocutor CN 10 al nodo móvil MN 8.
Un paquete IP transmitido entre redes, designado en general con el número de referencia 14 e ilustrado en la Figura 2(a), comprende una cabecera IP 30 y una carga útil IP 22. La carga útil IP 22 es la parte de información del paquete IP que ha de entregarse al nodo móvil 8. Las partes del paquete IP relevantes para la presente exposición se ilustran en las Figuras 2(b) y 2(c). La cabecera IP 30, representada en la Figura 2(b), incluye una parte 16 de dirección de partida, una parte 18 de dirección de destino y una parte 20 de ID de protocolo. La cabecera IP 30 contiene otros campos que no se muestran en la Figura 2(b) puesto que carecen de importancia para la presente explicación.
Refiriéndonos a la Figura 2(c), la carga útil IP 32 incluye un número 34 de puerto de partida y un número 36 de puerto de destino. También, la carga útil IP incluye otros campos que no son relevantes para los fines de la presente explicación.
La dirección de partida 16 es la dirección IP del terminal anfitrión (nodo interlocutor) desde el que se envía el paquete IP, y la dirección de destino 18 es la dirección IP del terminal anfitrión (nodo móvil) al que ha de enviarse el paquete IP. El número 34 de puerto de partida es el número de puerto utilizado por una aplicación en el nodo interlocutor 10 asociado con el paquete IP 14. El número de puerto de destino es el número de puerto utilizado por una aplicación del nodo móvil 8 al que está siendo enviado el paquete IP. Además de otros usos, la ID 20 de protocolo constituye una de las indicaciones de la calidad del servicio que ha de ser soportada al transmitir el paquete IP desde las aplicaciones de partida a las aplicaciones de destino. Como lo apreciarán los familiarizados con la técnica, las direcciones de destino y de partida son utilizadas por conmutadores de encaminamiento entre el nodo interlocutor y el nodo móvil de la red doméstica, para encaminar el paquete IP hasta su destino.
Cuando los encaminadores o conmutadores de encaminamiento soportan calidad de servicio (QoS), en algunas previsiones de control QoS, tales como RSVP e Intserve, se utiliza la ID 20 de protocolo junto con las direcciones 16 y 18 de partida y de destino, más los números de los puertos de comunicaciones de aplicaciones finales (es decir, el número 34 de puerto de partida y el número 36 de puerto de destino) para diferenciar flujos e imponer el necesario control de QoS.
El control de QoS impuesto sobre los flujos de tráfico de datos en los encaminadores intermedios, depende del sistema. Por ejemplo, puede ser el denominado WFQ (puesta en cola equitativa ponderada) o CBQ (puesta en cola basada en clases). No son estándar y son específicos del suministrador, pero usualmente son independientes de la ID de protocolo del usuario real.
La norma IntSer/RSVP de IETF se define para proporcionar una especificación de QoS y un mecanismo de señalización, pero no un mecanismo de control QoS. Intserve/RSVP es independiente de los mecanismos de control QoS reales, tales como WFQ, CBQ, etc.
El estado sobre cuya base se realiza el control de QoS se establece en los conmutadores de encaminamiento antes de la transmisión de datos por medio de la calidad específica del protocolo de señalización de servicios, por ejemplo, RSVP.
Se describirá ahora una forma conocida de encaminar un paquete IP desde el nodo interlocutor al nodo móvil MN 8 cuando éste se ha desplazado a una posición en la red foránea. Cuando el nodo móvil MN 8 se desplaza a una red foránea, debe registrarse con el agente doméstico HA 12 de la red doméstica para seguir recibiendo sus paquetes IP mientras resida en la red foránea. Esto puede conseguirlo el nodo móvil enviando un mensaje de registro al agente doméstico HA 12 una vez que ha tomado posición en la red foránea. Puede considerarse que un nodo móvil ha tomado posición en la red foránea después de que se ha conectado a ésta y se le ha asignado una dirección de auxilio.
Refiriéndonos a la Figura 3, el agente doméstico HA 12 incluye una tabla de consulta o memoria, designada generalmente con el número de referencia 24. En una columna de la memoria, el agente doméstico HA 12 guarda las direcciones de los nodos móviles normalmente residentes en la red doméstica, que han registrado en el agente doméstico su residencia temporal en una red foránea. En otra columna 28 de la memoria 24, el agente doméstico guarda la dirección "de auxilio" a la que se ha desplazado el nodo móvil en la red foránea, así como otros estados asociados tales como el SPI (índice de parámetro de seguridad).
La técnica mediante la cual el agente doméstico registra la dirección de auxilio corriente del nodo móvil y su dirección doméstica (es decir, la dirección del nodo móvil en la red doméstica) depende, usualmente, de la ejecución práctica. Este invento no excluye diferentes soluciones para conseguir que un nodo móvil ponga al corriente de su situación al agente doméstico.
Se describirán ahora los pasos que ejecuta el agente doméstico para dirigir el paquete IP desde el nodo interlocutor al nodo móvil en la red foránea, de acuerdo con una técnica actual conocida.
El nodo interlocutor CN 10 construye un paquete IP de formato idéntico al representado en la Figura 2(a). El paquete IP así construido a partir del nodo interlocutor se ilustra mediante el paquete IP 50 en la Figura 4(a) e incluye una dirección de partida 60 que identifica la dirección del nodo interlocutor, una dirección de destino 62 que identifica la dirección doméstica del nodo móvil en la red doméstica, y una ID 66 de protocolo, a la que se hará referencia, nominalmente, como protocolo "A".
En el ejemplo mostrado en la Figura 1, después de desplazarse a la red foránea 6, al nodo móvil 8 se le asigna una dirección de auxilio única de su propiedad y se le registra con el agente doméstico 12 en la red doméstica. Esto se conoce como modo de trabajo CO-COA (dirección de auxilio de posición conjunta). En lo que sigue se describirá un modo de trabajo alternativo, conocido como FA-COA (dirección de auxilio de agente foráneo), con referencia a la Figura 6. La forma en que el nodo móvil puede registrarse ante el agente doméstico es bien conocida en el IP de móviles y carece de importancia para el presente invento, por lo que no se describe con detalle en esta memoria.
El paquete IP construido por el nodo interlocutor 10 es idéntico tanto si el nodo móvil se encuentra posicionado en su red doméstica 2 como si lo está en la red foránea 6, ya que no es necesario que el nodo interlocutor tenga conocimiento del movimiento del nodo móvil. El IP de móviles con optimización de ruta exige que el nodo interlocutor esté al tanto de la posición, en el momento, del nodo móvil.
Una vez que un nodo móvil se ha registrado ante el agente doméstico utilizando su dirección de auxilio corriente, el agente doméstico entenderá que un nodo móvil se halla en una red foránea y comenzará a interceptar los paquetes IP 50 destinados a esa dirección de nodo móvil y a tunelizar esos paquetes IP hacia la dirección de auxilio corriente del nodo móvil.
El agente doméstico vigila todos los paquetes IP que llegan a la red doméstica para ver si la dirección de destino en la red doméstica (la parte 62 de los campos 52 de cabecera IP) coincide con una de las direcciones domésticas del nodo móvil guardadas en la columna 26 de la memoria 24 del agente doméstico.
Si se detecta una coincidencia, el agente doméstico crea un nuevo paquete IP, que se ilustra en la Figura 4(b). Se utiliza el paquete IP original procedente del nodo interlocutor, incluyendo la dirección de destino, la dirección de partida, la ID del protocolo y otros campos de cabecera IP, así como la carga útil, para formar parte de la carga útil del nuevo paquete IP. Es decir, el paquete IP original no es tratado en absoluto por el agente doméstico sino que, simplemente, es incorporado, sin cambio alguno, como carga útil 32 del nuevo paquete IP 30.
El agente doméstico añade entonces una dirección de destino 36, una dirección de partida 38 y una ID 40 de protocolo al nuevo paquete IP 30.
La dirección de destino 36 es la dirección, de la red foránea, a la que ha de enviarse el paquete IP, es decir, la dirección "de auxilio" del nodo móvil MN 8.
La dirección de partida 38 es la dirección del agente doméstico desde el cual está siendo enviado el nuevo paquete IP 30, es decir, el agente doméstico.
La ID de protocolo del agente doméstico es la ID de protocolo determinada por el propio agente doméstico. El agente doméstico siempre unirá la misma ID de protocolo al nuevo paquete IP 30, con independencia de la ID 20 de protocolo incluida en el paquete IP original por el nodo interlocutor, ya que el agente doméstico no mira la ID 20 de protocolo del paquete IP 14 original. La ID 40 de protocolo se designa, nominalmente, protocolo "X". Para la encapsulación IP en IP usual de IP de móviles, la ID de protocolo es cambiada, siempre, a "1" por el agente doméstico. Así, las direcciones "reales" de partida y de destino (60 y 62 en la Figura 4(a)) han sido movidas a la carga útil del nuevo paquete IP y la otra información de identificación de flujo necesaria, tal como los números de puerto de partida y de destino de la carga útil del IP original han sido, también, incluidos en la carga útil del nuevo paquete IP.
De este modo, se pierde la identidad original de un flujo desde el nodo interlocutor al nodo móvil y la calidad de servicio falla, cuando el paquete IP es encaminado desde el agente doméstico a la red foránea.
El paquete IP 30 es enviado entonces por el agente doméstico y es encaminado para que llegue a la dirección "de auxilio" del nodo móvil en la red foránea. Una vez que el paquete IP 30 llega a la dirección "de auxilio", el nodo móvil desprende las capas exteriores del nuevo paquete IP 30 para dejar al descubierto el paquete IP 50 original.
Así, puede apreciarse que, en esta disposición conocida, la información de identificación de flujo requerida, incluyendo la ID de protocolo del paquete IP original, es cubierta por el agente doméstico y, así, resulta irreconocible por los conmutadores de encaminamiento (o encaminadores IP) para la provisión de QoS entre el agente doméstico y la dirección "de auxilio" de los nodos móviles.
Se describirá ahora el encaminamiento de un paquete IP desde el nodo interlocutor a la dirección "de auxilio" del nodo móvil, de acuerdo con una ejecución práctica alternativa, preferida. En el esquema de acuerdo con esta ejecución práctica alternativa, preferida, la información de diferenciación y de identificación de flujo, tal como la dirección de partida original, el número de los puertos de partida y de destino originales, y la ID del protocolo de partida, incorporados en el paquete IP original por el nodo interlocutor se mantienen invariables y, así, están ventajosamente a disposición de todos los conmutadores de encaminamiento entre el nodo interlocutor y la dirección "de auxilio" de los nodos móviles.
El nodo interlocutor construye el paquete IP 50 de manera idéntica a como antes se ha representado en la Figura 5(a). Al llegar a la red doméstica, el agente doméstico 12 determina si el nodo móvil al que está dirigido el paquete IP está registrado como desplazado a una red foránea comprobando el contenido de su memoria 24 como anteriormente. Al detectarse la dirección de destino en la columna 26 de su memoria, el agente doméstico intercepta el paquete IP.
En esta ejecución práctica, el agente doméstico HA adapta el paquete IP 14 eliminando la dirección de destino 62 del nodo móvil 8 en la red doméstica 2 y la sustituye por la dirección de destino (es decir, la dirección "de auxilio") del nodo móvil MN 8 en la red foránea 6. El nuevo paquete IP 42 comprende, así, la carga útil 63 del paquete IP 50 original, la dirección de partida 60 del paquete IP 50 original y la ID 66 del protocolo de partida del paquete IP 50 original. La dirección de destino 62 del paquete IP original es sustituida por la nueva dirección de destino 41 (dirección de auxilio). Naturalmente, una persona familiarizada con la técnica comprenderá que puede ser necesario corregir cualquier comprobación de error prevista en el paquete IP 50 original en vista del cambio de la dirección de destino. El nuevo paquete IP así construido es enviado a la dirección "de auxilio" de la red foránea. El nodo móvil recibe, así, el paquete IP original que incluye la dirección de partida del nodo interlocutor y la ID del protocolo de partida original, así como todo el resto de la información de identificación de flujo original; puede apreciarse que, como la carga útil no ha sufrido variación alguna, los números de los puertos de partida y de destino están disponibles en los mismos lugares del paquete IP que anteriormente.
La información de identificación de flujo es así reconocida ya que el paquete IP procedente del mismo nodo interlocutor incorpora las mismas exigencias de QoS para los encaminadores entre el agente doméstico y la dirección "de auxilio", así como entre el nodo interlocutor y el agente doméstico, con independencia del desplazamiento del nodo móvil. Ventajosamente, en esta disposición (modo de trabajo con dirección de auxilio en posición conjunta), el nuevo paquete IP 42 construido por el agente doméstico de acuerdo con el presente invento, tiene la misma longitud que el paquete IP original proporcionado por el nodo interlocutor.
Refiriéndonos a la Figura 6, en ella se muestra una constitución de red alternativa a la de la Figura 1. Esta constitución de red es la misma que la de la Figura 1, excepto porque la red foránea 6 está provista de un agente foráneo 7.
En esta disposición, el nodo móvil se registra ante el agente foráneo cuando se posiciona en la red foránea. El registro del nodo móvil ante el agente foráneo se realiza de acuerdo con el IP de móviles estándar. El nodo móvil conoce que la red foránea tiene un agente foráneo bien porque el agente foráneo transmite su presencia, bien porque el nodo móvil solicite del agente foráneo un acuse de recibo de su presencia.
Una vez que el nodo móvil está al tanto de la existencia del agente foráneo, se registra ante él de acuerdo con el IP de móviles estándar. El propio agente foráneo tiene una tabla de consulta o memoria. Refiriéndonos a la Figura 8, la memoria 70 del agente foráneo tiene una columna 74 para almacenar la dirección IP doméstica real de un nodo móvil conectado temporalmente en la red foránea. El agente foráneo asigna, además, a cada nodo móvil que se registra ante él, un identificador único de nodo móvil (MNID) que puede ser utilizado para distinguirlo entre muchos nodos móviles que se hayan registrado ante el agente foráneo. La memoria 70 del agente foráneo tiene una columna adicional 72 en la que se guarda el identificador único de nodo móvil (MNID) asociado con cada dirección doméstica de nodo móvil.
Una vez que un nodo móvil se ha registrado ante el agente foráneo y se le ha asignado la MNID, basándose en la dirección doméstica del nodo móvil, el agente foráneo entrega la petición de registro de los nodos móviles al agente doméstico, gracias a la cual éste recibe notificación de la dirección de auxilio corriente del nodo móvil y de la MNID del nodo móvil.
El agente doméstico guarda entonces, en su memoria 24, la dirección del agente foráneo como dirección del nodo móvil en la red foránea y, también, guarda con tal dirección el identificador único de nodo móvil comunicado adicionalmente por el agente foráneo. La memoria 24 del agente doméstico es modificada, así, para almacenar la MNID en otra columna 29, como se muestra en la Figura 9.
El nodo interlocutor construye el paquete IP 50 en forma idéntica a como se ha mostrado antes en la Figura 7(a). Al llegar a la red doméstica, el agente doméstico 12 determina si el nodo móvil al que se dirige el paquete IP está registrado como desplazado a una red foránea, comprobando el contenido de su memoria 24 como anteriormente. Al detectarse la dirección de destino en la columna 26 de su memoria, el agente doméstico intercepta el paquete IP.
En esta ejecución práctica, el agente doméstico HA adapta el paquete IP 14 eliminando la dirección de destino 62 del nodo móvil 8 en la red doméstica 2 y la reemplaza por la dirección de destino (es decir, la dirección "de auxilio" del agente foráneo) del nodo móvil MN 8 en la red foránea 6. La dirección de destino será la dirección del agente foráneo en la red foránea y no la dirección real en la que está unido corrientemente el nodo móvil. El nuevo paquete IP 42 comprende, así, la carga útil 63 del paquete IP 50 original, la dirección de partida 60 del paquete IP 50 original y la ID de protocolo del paquete IP 50 original. La dirección de destino 62 del paquete IP original es reemplazada por la nueva dirección de destino 41 (dirección de auxilio del agente foráneo).
Además, el agente doméstico anexa el identificador de nodo móvil para el nodo móvil como un campo 43 adicional al mensaje 42. Es esencial, en el IP de móviles sin encapsulación, que cuando el paquete IP esté siendo redirigido a un agente foráneo de una red foránea, se incluya un identificador único para el nodo móvil. La dirección de destino 41 es la dirección del agente foráneo y no la dirección del nodo móvil. Sin el identificador del nodo móvil, el agente foráneo no es capaz de distinguir a qué nodo móvil está destinado el paquete IP.
El nuevo paquete IP 42 así construido es enviado a la dirección "de auxilio" del agente foráneo en la red foránea. El agente foráneo recibe el paquete IP y recupera, a partir de él, el identificador del nodo móvil que está contenido en el paquete IP 42. El agente foráneo compara el identificador de nodo móvil del paquete IP con los identificadores de nodos móviles de la columna 72 de su memoria y recupera la dirección doméstica del nodo móvil a partir de la columna 74. El agente foráneo reemplaza la dirección de destino (la dirección de auxilio del agente foráneo) del paquete IP por la dirección doméstica del nodo móvil y envía el mensaje al nodo móvil en la red foránea.
La técnica descrita proporciona una conectividad independiente de la situación para terminales que pueden moverse libremente por diferentes dominios con protocolo de Internet al tiempo que mantiene la correcta información de identificación del flujo para las medidas de calidad de servicio a través de los nodos de la red (es decir, los encaminadores con protocolo de Internet).

Claims (15)

1. Un método de dirigir un paquete IP (protocolo de Internet) (50, 42) a un nodo móvil (8), teniendo el nodo móvil una dirección doméstica en una red doméstica (2) y pudiendo conectarse temporalmente en una red foránea (6) que tiene un agente foráneo (7), teniendo el paquete IP una parte de cabecera que incluye la dirección de destino a la cual ha de enviarse el paquete IP (42), comprendiendo el método la operación de: recibir en la red doméstica el paquete IP que incluye una dirección de destino (62) que corresponde a la dirección doméstica del nodo móvil; caracterizado porque el método comprende las operaciones de modificar el paquete IP:
eliminando la dirección doméstica (62) del nodo móvil de la parte de cabecera del paquete IP y sustituyéndola por la dirección de auxilio (41) del agente foráneo, y
anexar un identificador de nodo móvil (MNID, 43) al paquete IP; y
transmitir el paquete IP (42) modificado.
2. El método de la reivindicación 1, que comprende además la operación de asignar un identificador único de nodo móvil (MNID) a cada nodo móvil en la red foránea (6).
3. El método de la reivindicación 2, en el que la operación de asignar el identificador único de nodo móvil (MNID) es llevada a cabo por el agente foráneo (7).
4. El método de la reivindicación 2 o de la reivindicación 3, que comprende además la operación de notificar a la red doméstica (2) el identificador único de nodo móvil (MNID) asignado al nodo móvil (8) en la red foránea (6).
5. El método de una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 4, que comprende además la operación de almacenar (70) la dirección doméstica del nodo móvil con el identificador de nodo móvil en la red foránea (6).
6. El método de la reivindicación 5, que comprende además la operación de recibir el paquete IP modificado (42) en el agente foráneo (7) y modificar el paquete IP:
eliminando la dirección del agente foráneo de la parte de cabecera del paquete IP y reemplazándola por la dirección doméstica del nodo móvil; y
enviar el paquete IP al nodo móvil (8) en la red foránea (6).
7. El método de la reivindicación 6, que comprende además la operación de comparar el identificador único de nodo móvil (MNID, 43) del paquete IP (42) modificado recibido con el identificador (72) de nodo móvil almacenado, en el que las operaciones de eliminación y de envío son llevadas a cabo en respuesta a una coincidencia.
8. El método de una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 7, en el que una pluralidad de nodos móviles son conectados temporalmente en la red foránea (6); y en el que una pluralidad de identificadores (72) de nodos móviles son almacenados (70) con la dirección doméstica (74) del nodo móvil.
9. El método de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, que comprende además la operación de almacenar (24) la dirección doméstica (26) del nodo móvil con la dirección temporal (28) del nodo móvil en la red foránea, en el que la operación de recibir el paquete IP incluye, además, comparar la dirección de destino con la dirección doméstica almacenada.
10. El método de la reivindicación 9, en el que una pluralidad de direcciones domésticas son almacenadas (24) junto con una pluralidad correspondiente de direcciones temporales.
11. El método de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en el que la parte de cabecera del paquete IP incluye, además, la dirección de partida (60) desde la que fue enviado originalmente el paquete IP.
12. Un sistema de IP para móviles que comprende una red doméstica (2), una red foránea (6) y un nodo móvil (8) que tiene una dirección doméstica en la red doméstica y que puede conectarse temporalmente en la red foránea que tiene un agente foráneo (7), teniendo la red doméstica (2) del nodo móvil un agente doméstico (12) destinado a recibir un paquete IP (50) con una dirección de destino (62) correspondiente a la dirección doméstica del nodo móvil, caracterizado porque está destinado, en respuesta a tal paquete IP, a modificar el paquete IP:
eliminando la dirección doméstica (62) del nodo móvil del paquete IP y sustituyéndola por la dirección de auxilio (41) del agente foráneo, y
anexando un identificador de nodo móvil (MNID, 43) al paquete IP.
13. El sistema de IP para móviles de la reivindicación 12, en el que al agente foráneo (7) incluye medios (70) para almacenar un identificador único (43, 72) de nodo móvil con la dirección doméstica (62, 74) del nodo móvil.
14. El sistema de IP para móviles de la reivindicación 12 o de la reivindicación 13, en el que el agente doméstico (12) incluye medios (24) para almacenar el identificador único de nodo móvil (MNID, 29) con la dirección doméstica (26, 62) del nodo móvil y la dirección de auxilio (28, 41) del agente foráneo.
15. El sistema de IP para móviles de una cualquiera de las reivindicaciones 10 a 14, en el que el agente foráneo (7) está destinado a asignar el identificador único de nodo móvil al nodo móvil (8).
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