ES2243032T3 - Ip para moviles sin encapsulacion. - Google Patents
Ip para moviles sin encapsulacion.Info
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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.
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.
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.
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.
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.
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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