ES2289302T3 - Redundancia y equilibrado de la carga en una unidad y sistema de telecomunicaciones. - Google Patents
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Abstract
Método para respaldar un elemento de red (NE) en uMétodo para respaldar un elemento de red (NE) en un sistema de comunicaciones (S), comprendiendo el n sistema de comunicaciones (S), comprendiendo el elemento de red (NE) por lo menos un primer y un selemento de red (NE) por lo menos un primer y un segundo nodos de grupo físicos paralelos (A, B, C, egundo nodos de grupo físicos paralelos (A, B, C, D, E, F), siendo capaces dichos nodos de grupo de D, E, F), siendo capaces dichos nodos de grupo de transmitir datos, con lo cual el primer nodo de grtransmitir datos, con lo cual el primer nodo de grupo es una unidad redundante para el segundo nodo upo es una unidad redundante para el segundo nodo de grupo y viceversa, caracterizado porque presentde grupo y viceversa, caracterizado porque presenta las siguientes etapas: mantener uno o más nodos a las siguientes etapas: mantener uno o más nodos lógicos (a1, a2, b1, b2, c1, c2, a4, b4, d4, e4) elógicos (a1, a2, b1, b2, c1, c2, a4, b4, d4, e4) en cada uno de entre el primer y segundo nodos de gn cada uno de entre el primer y segundo nodos de grupo (A, B, C, D, E, F), formar alternativas de asrupo (A, B, C, D, E, F), formar alternativas de asignación de carga (LBX1, LBX2, LBY1, LBY2, LBZ1, Lignación de carga (LBX1, LBX2, LBY1, LBY2, LBZ1, LBZ2, LB1) de los nodos lógicos (a1, a2, b1, b2, c1BZ2, LB1) de los nodos lógicos (a1, a2, b1, b2, c1, c2, a4, b4, d4, e4), en los que el primer nodo l, c2, a4, b4, d4, e4), en los que el primer nodo lógico de la alternativa de asignación de carga (LBógico de la alternativa de asignación de carga (LBX1, LBX2, LBY1, LBY2, LBZ1, LBZ2, LB1) reside en eX1, LBX2, LBY1, LBY2, LBZ1, LBZ2, LB1) reside en el primer nodo de grupo y el segundo nodo lógico rel primer nodo de grupo y el segundo nodo lógico reside en el segundo nodo de grupo (A, B, C, D, E, Fside en el segundo nodo de grupo (A, B, C, D, E, F), con lo cual el primer nodo lógico está activo y), con lo cual el primer nodo lógico está activo y el segundo nodo lógico en espera o viceversa, y r el segundo nodo lógico en espera o viceversa, y realizar, cuando un nodo de grupo funciona defectuoealizar, cuando un nodo de grupo funciona defectuosamente, una transición de conmutación de las altesamente, una transición de conmutación de las alternativas de asignación de carga, cuyos nodos lógicrnativas de asignación de carga, cuyos nodos lógicos activos residen en el nodo de grupo defectuoso,os activos residen en el nodo de grupo defectuoso, cambiando sus nodos lógicos desde el estado en es cambiando sus nodos lógicos desde el estado en espera al activo y los nodos lógicos activos al estapera al activo y los nodos lógicos activos al estado en espera. do en espera.
Description
Redundancia y equilibrado de la carga en una
unidad y sistema de telecomunicaciones.
La presente invención se refiere a la
redundancia de elementos de red y al equilibrado de la carga en un
sistema de telecomunicaciones, y especialmente al uso de nodos de
pasarela paralelos, tales como los nodos GGSN (Nodo de soporte de
pasarela GPRS) en un sistema móvil por conmutación de paquetes.
Para proporcionar un ejemplo concreto, la invención se describirá
en el contexto de un sistema de comunicaciones móviles por
conmutación de paquetes.
La evolución continua de las aplicaciones
transmitidas en los sistemas móviles plantea unas exigencias en
continuo crecimiento sobre las redes móviles. Para permitir un
tráfico intenso es importante un uso eficaz de la red de
radiocomunicaciones que determine la capacidad del sistema. En
muchas aplicaciones, las conexiones por conmutación de paquetes
resultan más eficaces que las conexiones por conmutación de
circuitos. Las mismas resultan especialmente adecuadas de forma
satisfactoria para la transmisión de datos en ráfagas, por ejemplo
para el uso de Internet. En este caso se requiere una velocidad
binaria elevada para cargar una página nueva, aunque, por otro
lado, el tráfico de datos es prácticamente inexistente cuando la
página es visualizada. No obstante, en las conexiones por
conmutación de circuitos, la capacidad de la conexión está
reservada todo el tiempo para un cierto usuario, con lo cual se
desperdician recursos y además el usuario debe pagar por ello. En
un sistema por conmutación de paquetes, la asignación de recursos
se basa en la cantidad de datos transmitidos y no en la duración de
la conexión.
El GPRS (Servicio general de radiocomunicaciones
por paquetes) es una técnica que permite la transmisión de datos
por conmutación de paquetes que se utilizará, por ejemplo, en la
red móvil de tercera generación UMTS (Sistema de telecomunicaciones
móviles universales). El GPRS requiere la introducción de elementos
de red nuevos, tales como el GGSN, en el sistema móvil. El GGSN es
el elemento de red de las redes móviles GPRS y UMTS y controla el
encaminamiento de paquetes de datos en la red GPRS y se ocupa de la
conexión de la red GPRS con otras redes, tal como Internet y otras
redes GPRS.
El documento US nº 6.392.989 B1 da a conocer un
método para proporcionar un plan de recuperación para una conexión
cuando se interrumpe una conexión debido a un fallo de un
conmutador o un enlace. A partir de los planes se obtienen tablas de
establecimiento de correspondencias o de reenvío y las mismas se
distribuyen en los conmutadores. En el caso de un fallo, cada
conmutador conmuta al plan de recuperación correspondiente al
fallo. Cuando el fallo se repara o elimina, los conmutadores
conmutan de nuevo a sus planes principales.
En el sistema GPRS, a la conexión lógica entre
una estación móvil y un GGSN que soporte a la estación móvil se le
denomina contexto PDP (Protocolo de datos por paquetes). Un nodo
GGSN redundante comprende varias unidades de procesado
GTP-U (protocolo de tunelización GPRS - Plano de
usuario) y GTP-C (protocolo de tunelización GPRS
-
Plano de control) y aplican la transmisión de paquetes basada en contextos PDP. La redundancia se usa en las unidades de procesado GTP-U y GTP-C para continuar con la transmisión de paquetes incluso en situaciones de error. La redundancia se basa en conseguir que una segunda unidad de procesado tome el mando, en el caso de que la unidad principal no pueda continuar con la transmisión de paquetes. La redundancia de nodos de red, tales como el GGSN, se implementa típicamente usando unidades de reserva con una relación de redundancia de 1:1, con lo cual se dispone de una unidad de reserva por cada unidad activa. El problema con la redundancia 1:1 es que la misma hace que la estructura del nodo de red resulte complicada y cara, en el caso de que se deba respaldar cada unidad de procesado.
Plano de control) y aplican la transmisión de paquetes basada en contextos PDP. La redundancia se usa en las unidades de procesado GTP-U y GTP-C para continuar con la transmisión de paquetes incluso en situaciones de error. La redundancia se basa en conseguir que una segunda unidad de procesado tome el mando, en el caso de que la unidad principal no pueda continuar con la transmisión de paquetes. La redundancia de nodos de red, tales como el GGSN, se implementa típicamente usando unidades de reserva con una relación de redundancia de 1:1, con lo cual se dispone de una unidad de reserva por cada unidad activa. El problema con la redundancia 1:1 es que la misma hace que la estructura del nodo de red resulte complicada y cara, en el caso de que se deba respaldar cada unidad de procesado.
Por lo tanto, un objetivo de la invención es
resolver el problema mencionado. Uno de los objetivos de la
invención es reducir los recursos de hardware destinados para
obtener redundancia. El objetivo se alcanza desarrollando un método
y un sistema que implementa el método y un elemento de red que
están caracterizados por los aspectos que se dan a conocer en las
reivindicaciones independientes. En las reivindicaciones
dependientes se dan a conocer formas de realización preferidas de la
invención.
La invención se basa en el uso de grupos, que
comprenden unidades de elemento de red paralelas, denominadas nodos
de grupo, para respaldar a un elemento de red, tal como un GGSN. Un
nodo de grupo es un ejemplo de una unidad de procesado
GTP-U ó GTP-C capaz de prestar
servicio a solicitudes de activación de contextos PDP. Las unidades
de procesado actúan como unidades de reserva entre ellas. Los nodos
de grupo incluyen nodos lógicos que representan los pares formados
por los nodos de grupo de tal manera que a cada par se le asocia un
par de nodos lógicos, y uno de los nodos lógicos reside en el
primer nodo de grupo y el otro en el segundo nodo de grupo. En el
par de nodos lógicos, uno de los nodos lógicos está activo y el
otro se encuentra en espera. A un par dirigido de nodos lógicos, el
cual indica el nodo lógico activo y en espera, se le hace
referencia como alternativa de asignación de carga.
En este caso, la redundancia GGSN se basa en la
idea de que cuando un nodo del plano de usuario funciona
defectuosamente, a los contextos PDP cuyo nodo lógico activo reside
en el nodo de grupo que ha fallado les prestará servicio el nodo
lógico en espera del par, el cual a continuación se convierte en el
nodo lógico activo.
El método, el sistema y el elemento de red de la
invención proporcionan la ventaja de que la redundancia 1:1 no es
necesaria en el sistema y se puede definir un par para cada nodo
del grupo incluso en el caso de que exista un número impar de nodos
de grupo, por ejemplo, tres. De esta manera, cuando un nodo de
grupo funciona defectuosamente, únicamente es necesario transferir
el 33% de los contextos PDP para que les preste servicio otro nodo
de grupo considerando que la carga del elemento de red se divide
entre tres nodos de grupo.
En una de las formas de realización de la
invención, la carga de la red se equilibra de tal manera que cuando
se activa un contexto PDP, se puede seleccionar un nodo lógico como
el nodo activo a partir del nodo de grupo que presente la menor
carga. Esta forma de realización proporciona además la ventaja de
que se proporciona una solución tanto para el equilibrado de la
carga como para la redundancia de unidades de elementos de red. De
esta manera, el sistema resulta flexible, es decir, presenta una
disponibilidad y una fiabilidad elevadas. Esta opción resulta
ventajosa especialmente en una situación en la cual únicamente una
parte de las sesiones deba presentar una alta fiabilidad. Esta
forma de realización resulta especialmente adecuada de forma
satisfactoria para un entorno que comprenda varias unidades GGSN
todo-IP (protocolo de Internet) basadas únicamente
en la transmisión de datos por conmutación de paquetes, en la cual
se requieren una cierta flexibilidad y disponibilidad por parte del
sistema. Otra de las ventajas de esta forma de realización es que
alivia el problema relacionado con el equilibrado de la carga
basado en la transmisión de paquetes basada en IP, es decir, el
hecho de que la velocidad de transmisión pueda reducirse
significativamente cuando la carga aumenta.
La invención proporciona además una solución de
flexibilidad combinada para las unidades de procesado
GTP-C y GTP-U.
A continuación se describirá más detalladamente
la invención por medio de las formas de realización preferidas y
haciendo referencia a los dibujos adjuntos, en los cuales
la Figura 1 es un diagrama de bloques de un
sistema simplificado de la invención,
la Figura 2 es una representación esquemática
del direccionamiento IP externo de la invención en el plano del
usuario,
la Figura 3 es una representación esquemática
del equilibrado de la carga de la invención en el plano del
usuario, cuando hay disponible un conmutador interno de alta
velocidad,
la Figura 4 es una representación esquemática
del equilibrado de la carga de la invención en el plano del
usuario, cuando no hay disponible un conmutador interno de alta
velocidad,
la Figura 5 es una representación esquemática
del direccionamiento IP externo de la invención en el plano del
usuario y el plano de control,
la Figura 6 es una representación esquemática
del equilibrado de la carga de la invención en el plano del usuario
y el plano de control, cuando hay disponible un conmutador interno
de alta velocidad,
la Figura 7 es una representación esquemática
del equilibrado de la carga de la invención en el plano del usuario
y el plano de control, cuando no hay disponible un conmutador
interno de alta velocidad.
La presente invención se puede aplicar en
cualquier sistema de telecomunicaciones en el cual se implemente
una redundancia de elementos de red usando, junto con unidades
activas, unidades en espera que se pueden activar cuando la unidad
activa funcione defectuosamente. Estos sistemas incluyen sistemas
móviles de tercera generación, tales como el UMTS (Sistema de
telecomunicaciones móviles universales), y sistemas basados en los
mismos, y sistemas, tales como el. GSM 1800 y el PCS (Sistema de
comunicaciones personales), correspondientes al sistema GSM
(Sistema global para comunicaciones móviles). La invención también
se puede aplicar a otros sistemas inalámbricos y sistemas
fijos.
A continuación se describe la invención usando
un sistema ilustrativo que se basa en un sistema
3GPP-todo-IP, aunque sin limitar la
invención al mismo. El 3GPP-todo-IP
es un sistema basado en la tecnología IP que hace uso del GPRS
definido en el Proyecto de asociación de tercera generación 3GPP,
implementándose en dicho sistema una redundancia de elementos de
red usando unidades de reserva paralelas.
La Figura 1 muestra una arquitectura GPRS
simplificada que muestra únicamente las partes que son esenciales
para entender la invención. Para una persona experta en la materia
resulta evidente que un sistema móvil comprende además otras
funciones y estructuras que no es necesario describir
detalladamente en el presente documento.
Las partes principales de un sistema móvil son
una red central CN, una red de acceso de radiocomunicaciones RAN y
una estación móvil, a la que también se hace referencia como equipo
de usuario UE. El sistema GPRS usa una red de acceso de
radiocomunicaciones 3G (tal como la red de acceso de
radiocomunicaciones UMTS) o una red de acceso de
radiocomunicaciones 2G (tal como la red de acceso de
radiocomunicaciones GSM).
La red central GPRS CN se puede conectar a redes
externas, tales como Internet. Las partes principales de la red
central CN son un nodo de soporte de pasarela de servicio SGSN y un
nodo de soporte de pasarela GPRS GGSN. La red central descrita en el
presente documento se basa en la red central UMTS. Otros tipos de
redes centrales, por ejemplo la IS-41, pueden
comprender otros elementos de red.
Las funciones principales del SGSN son la
detección de estaciones móviles GPRS UE en su área de servicio, el
procesado de los registros de las estaciones móviles UE nuevas, la
transmisión de paquetes de datos hacia y desde una estación móvil
GPRS UE y el mantenimiento de un registro sobre las ubicaciones de
las estaciones móviles en el área de servicio.
Las funciones principales del GGSN incluyen la
interacción con una red de datos externa. El GGSN conecta la red
GPRS del operador a sistemas externos, tales como los sistemas GPRS
de otros operadores, y a redes de datos, tales como Internet. El
GGSN contiene las direcciones PDP de los abonados GPRS e
información de encaminamiento, en otras palabras, las direcciones
SGSN. A la interfaz del lado SGSN del GGSN se le denomina interfaz
Gn y a la interfaz del lado red IP se le denomina interfaz Gi. A la
interfaz entre el SGSN y una red gestionada por otro operador de
red PLMN2 (Red móvil terrestre pública) se le denomina interfaz Gp.
El funcionamiento del GGSN de la invención se describirá
posteriormente en relación con las Figuras 2, 3, 4, 5 y 6.
La estación móvil UE puede ser un terminal solo
vocal o puede ser un terminal multiservicio que preste servicio a
una plataforma de servicio y soporte la carga y ejecución de
diferentes funciones relacionadas con servicios. La estación móvil
UE comprende el equipo móvil en cuestión y, típicamente, una
tarjeta de identificación conectada de forma extraíble, a la que
también se denomina módulo de identidad de abonado, SIM. La
estación móvil puede ser cualquier dispositivo o una combinación de
varios dispositivos diferentes capaces de comunicarse en un sistema
móvil. El módulo de identidad de abonado incluye típicamente el
identificador del abonado, ejecuta algoritmos de autenticación,
almacena claves de autenticación y cifrado e información de abonado
requerida en la estación móvil.
Para transmitir y recibir datos GPRS, la
estación móvil UE debe activar por lo menos un contexto PDP que la
misma desee usar. El término PDP hace referencia a un protocolo que
transmite datos en paquetes. Esta activación da a conocer la
estación móvil al GGSN correspondiente, y puede dar comienzo el
interfuncionamiento con la red. Un contexto PDP define diferentes
parámetros de transmisión de datos, tales como la dirección PDP, la
calidad de servicio QoS y el NSAPI (Identificador del punto de
acceso al servicio de red).
Una estación móvil conectada a un sistema GPRS
puede iniciar en cualquier momento una activación de un contexto
PDP mediante la transmisión de una solicitud de activación de
contexto PDP hacia el SGSN. Después de recibir el mensaje, el SGSN
transmite una solicitud de creación de contexto PDP hacia el GGSN
que crea el contexto PDP y lo transmite hacia el SGSN. El SGSN
transmite un acuse de recibo de la activación del contexto PDP
hacia la estación móvil UE en respuesta a una activación de contexto
PDP satisfactoria, después de lo cual se establece una conexión
virtual entre la estación móvil UE y el GGSN. Como consecuencia, el
SGSN transmite paquetes de datos provenientes de la estación móvil
UE hacia el GGSN y el GGSN transmite paquetes de datos recibidos
desde una red externa a través del SGSN hacia la estación móvil UE.
El contexto PDP se almacena en la estación móvil UE, el SGSN y el
GGSN. Sin limitarlo al sistema GPRS; el contexto PDP es cualquier
contexto lógico que se establece para la transmisión de datos por
conmutación de paquetes entre un terminal y el elemento de red que
controla la conexión. Uno o más contextos PDP representan cada
dirección PDP en la estación móvil UE, el SGSN y el GGSN.
El término GTP (protocolo de tunelización GPRS)
hace referencia a un protocolo que se usa para transmitir datos de
usuario entre nodos GPRS en la red central GPRS. Dos contextos PDP
en interfaces diferentes y conectados entre sí forman un túnel
GTP.
Un sistema que implemente la funcionalidad de la
presente invención y su elemento de red comprende no solamente
medios de la técnica anterior sino medios para implementar las
funciones descritas más detalladamente en relación con las Figuras
2, 3, 4, 5, 6 ó 7. De forma más específica, los mismos comprenden
medios de mantenimiento para mantener nodos de grupo virtuales en
los nodos de grupo, medios para formar alternativas de asignación
de carga de dichos nodos de grupo virtuales y/o medios para cambiar
la asignación de carga. Adicionalmente, los nodos de red pueden
comprender medios para distribuir la carga en nodos de grupo
activos, medios para distribuir la carga del elemento de red entre
los nodos de grupo, medios para distribuir la carga del elemento de
red basándose en un plan de asignación de carga, medios para definir
una dirección IP externa para las alternativas de asignación de
carga, medios para mantener información sobre un nodo de grupo
principal y secundario asociado a la alternativa de asignación de
carga, medios de conmutación para transmitir datos usando la
dirección IP definida para la alternativa de asignación de carga
y/o medios para cambiar la asignación de carga internamente en el
elemento de red. También es posible que el sistema y sus nodos de
red comprendan la totalidad de los medios antes mencionados.
Los presentes nodos de red comprenden
procesadores y memoria que se pueden usar en las funciones de la
invención. Toda las modificaciones requeridas para implementar la
invención se pueden realizar en forma de rutinas de software
añadidas y actualizadas y/o usando soluciones basadas en hardware,
tales como circuitos ASIC (circuito integrado de aplicación
específica), o un módulo lógico independiente.
En la siguiente descripción se usan las
expresiones "plano de control" (CP) y "plano de usuario"
(UP). Toda la información transmitida y recibida por un usuario de
una estación móvil, tal como datos de voz codificados en llamadas
de voz o paquetes de una conexión de Internet, se transmite en el
plano del usuario. El plano de control se usa para toda la
señalización de control relacionada con el sistema móvil que
habitualmente no es visible para el usuario. Pueden producirse
excepciones a esta situación, por ejemplo, en el plano de control
se pueden transmitir mensajes cortos. En la interfaz de
radiocomunicaciones, los datos del plano de control y del plano de
usuario se pueden multiplexar en el mismo canal físico.
La siguiente exposición describe cómo se
implementa la invención en el plano del usuario.
La Figura 2 muestra un elemento de red NE, el
cual es por ejemplo un nodo GGSN. El elemento de red comprende dos
o más unidades de procesado GTP-U físicas A, B, C,
a las cuales en este caso se les denomina también nodos de grupo.
Los nodos de grupo A, B, C son capaces de prestar servicios a
contextos PDP. Los nodos de grupo están dispuestos por pares de tal
manera que cada nodo de grupo puede formar un par con cualquier
otro nodo de grupo. Por ejemplo, si el número de nodos de grupo
disponibles N=3, el número de pares posibles P=3. Si N=4, en ese
caso P=6. En la situación mostrada en la Figura 2, el número de
nodos de grupo N=3, y los posibles pares de nodos de grupo son en
este caso AB, BC y CA. En cada uno de los pares, el primer nodo de
grupo es una unidad de reserva del segundo nodo de grupo.
Según la presente invención, los nodos de grupo
contienen nodos lógicos al, a2, b1, b2, c1, c2, a los cuales se les
denomina también nodos de grupo virtuales o nodos virtuales. El
número de nodos virtuales es preferentemente el doble que el número
de los pares formados por los nodos de grupo. Los nodos de grupo
virtuales al, a2, b1, b2, c1, c2 son unidades de procesado
GTP-U lógicas. Los mismos están dispuestos por pares
de tal modo que el primer nodo virtual del par está activo y el
segundo se encuentra en espera. El mismo nodo de grupo puede
comprender nodos virtuales tanto activos como en espera.
Un par dirigido de nodos virtuales tiene una
característica visible fuera del elemento de red, denominada
alternativa de asignación de carga LBX1, LBX2, LBY1, LBY2, LBZ1,
LBZ2, la cual es una interfaz lógica Gn, Gp ó Gi. La Tabla 1 muestra
las alternativas de asignación de carga para tres unidades de
procesado A, B, C, e ilustra cuál de los nodos virtuales de la
alternativa de asignación de carga está activo y cuál se encuentra
en espera.
Dos o más pares de nodos virtuales formados de
la misma manera pueden tener diferentes alternativas de asignación
de carga las cuales pueden presentar otras diferencias aparte de la
formulación del par de nodos virtuales.
Cada alternativa de asignación de carga tiene
una dirección IP externa que se usa como dirección del plano de
usuario del contexto PDP. Cuando en el GGSN se procesa una
solicitud de activación de contexto PDP, se selecciona una de las
alternativas de asignación de carga. Se selecciona un nodo virtual
de servicio, es decir, un nodo activo, y un nodo virtual en espera.
La selección se basa por ejemplo, en la información de carga de los
nodos de grupo o en un esquema alternativo específico.
Si un nodo de grupo A, B, C funciona
defectuosamente, se cambia la asignación de los contextos PDP cuya
unidad activa es dicho nodo de grupo. El nodo virtual activo que
presta servicio al contexto PDP se sitúa en espera y el nodo virtual
en espera correspondiente cambia a activo, a no ser que se dé la
situación de que el mismo también está averiado. En la presente
descripción, al cambio de la unidad activa y en espera se le hace
referencia también como "transición de conmutación". Cuando las
unidades en espera correspondientes cambian a activas, las mismas
comienzan a prestar servicio a los contextos PDP.
Cada alternativa de asignación de carga tiene
una dirección IP del plano de usuario, externa, individual, en la
interfaz Gn ó Gp para recibir los paquetes de datos que llegan al
GGSN. Esta dirección individual de la alternativa de asignación de
carga se usa como la dirección de contexto PDP del nodo virtual
activo de la alternativa de asignación de carga. La característica
de la alternativa de asignación de carga es que es visible en las
interfaces externas del elemento de red. La dirección IP se usa para
indicar la ruta a través de la interfaz física del nodo de grupo A,
B, C.
El tráfico en el elemento de red NE se puede
distribuir entre los nodos de grupo que comprenden nodos virtuales
activos basándose en un plan de asignación de carga específico. El
tráfico en el elemento de red NE se puede distribuir entre los nodos
de grupo de comprenden nodos virtuales en espera, con lo cual los
nodos virtuales en espera se convierten en activos.
La Figura 3 muestra una implementación de la
invención en el plano del usuario, cuando el GGSN dispone de un
conmutador interno de alta velocidad K o una conexión
correspondiente entre los nodos de grupo A, B, C. Por medio del
conmutador interno K, en las interfaces del elemento de red se
pueden ocultar todas las modificaciones necesarias para recuperase
de los fallos, con lo cual el cambio del nodo de grupo activo al
nodo en espera y viceversa no es visible fuera del elemento de red
NE. Los paquetes que llegan a la interfaz física Gi Gif ó a la
interfaz Gn Gnf del nodo de grupo A, B, C se transmiten a través
del conmutador interno K hacia el nodo de grupo activo. En aras de
una mayor claridad, la Figura 3 muestra un conmutador K, aunque en
realidad puede disponerse de varios conmutadores. La Gnf también
podría ilustrar la interfaz Gp.
Según una de las formas de realización
preferidas de la invención, la asignación de cargas se basa en
protocolos de encaminamiento (flexibilidad de los enlaces basada en
el encaminamiento), en otras palabras, la información sobre una
ruta primaria y secundaria hacia la alternativa de asignación de
cargas se mantiene en el interior del GGSN. La ruta principal es la
interfaz física del nodo de grupo que comprende el nodo lógico
activo de la alternativa de asignación de carga. La ruta secundaria
es la interfaz física de la unidad en espera. Cuando se activa un
contexto PDP, se ofrece la alternativa de asignación de carga a
partir de un nodo de grupo A, B, C que tiene capacidad disponible.
No es necesario que la interfaz Gn física Gnf o la interfaz Gi
física Gif, a las cuales llegan los paquetes en el nodo de red,
residan en el nodo de grupo desde el cual se ofrece la alternativa
de asignación de carga. En otras palabras, los paquetes pueden
llegar a cualquier interfaz y los mismos se transmiten a través del
conmutador interno K del nodo de red hacia el nodo de grupo activo.
El reenvío de información se mantiene en el GGSN para permitir la
indicación de la ruta principal y secundaria a través de la interfaz
Gi ó Gn física del nodo de grupo hacia la unidad activa. El cambio
de asignación de carga o una transición de conmutación entre la
unidad activa y la unidad de espera no es visible fuera del
elemento de red, ya que la dirección IP externa de la alternativa de
asignación de carga es la única dirección visible fuera del
elemento de red. Cuando la conexión principal funciona
defectuosamente, los paquetes de datos son guiados para usar la ruta
secundaria de la alternativa de asignación de carga. Un fallo en la
primera interfaz (por ejemplo, la Gn) del GGSN no es visible para
la segunda interfaz (por ejemplo, la Gi).
Según otra forma de realización preferida de la
invención, la asignación de carga se basa en una solución de capas
de enlace (flexibilidad de capas de enlace). Tampoco en este caso
es necesario que la interfaz Gn física Gnf ó la interfaz Gi física
Gif residan en el nodo de grupo A, B, C, en el cual la unidad
activa procesa paquetes. En la solución de capas de enlace, una
alternativa de asignación de carga tiene una interfaz física
dedicada a la misma, y la unidad en espera monitoriza la conexión
física o interfaz Gif, Gnf de la unidad activa. Ese trabajo también
lo puede realizar otro componente GGSN. Si la unidad en espera
recibe información sobre un funcionamiento defectuoso de la interfaz
usada por la unidad activa, la unidad en espera inicia la
transición de conmutación. A continuación, la unidad en espera
comienza a usar la interfaz de reserva en lugar de la interfaz
física dedicada Gif, Gnf de la unidad defectuosa, y los paquetes
dirigidos a la unidad defectuosa se envían a la unidad en espera a
través del conmutador interno K. También en esta forma de
realización, una transición de conmutación o un cambio interno de
asignación de carga de la alternativa de asignación de carga no es
visible fuera del elemento de red como un cambio en la dirección IP
externa sino como un cambio en la dirección sobre la capa de
enlace, ya que la dirección IP de la alternativa de asignación de
carga es la única dirección de encaminamiento visible fuera del
elemento de red. Cuando la conexión principal funciona
defectuosamente, los paquetes de datos son guiados para usar la ruta
secundaria de la alternativa de asignación de carga. Un fallo en la
primera interfaz (por ejemplo, la Gn) del GGSN no es visible para
la segunda interfaz (por ejemplo, la Gi).
Según todavía otra de las formas de realización
preferidas de la invención, la solución mencionada anteriormente
basada en el encaminamiento y la solución de la capa de enlace se
pueden aplicar simultáneamente, en cuyo caso en primer lugar tiene
lugar una recuperación rápida desde el funcionamiento defectuoso
del nodo de grupo basándose en la solución de la capa de enlace y a
continuación una recuperación basada en el encaminamiento.
La visibilidad de una alternativa de asignación
de carga se puede encontrar en ambos lados del elemento de red NE.
Esto significa que se puede disponer de una característica similar
de la alternativa de asignación de carga en el lado Gi y Gn del
GGSN. El direccionamiento externo de las alternativas de asignación
de carga se puede basar, por ejemplo, en el intervalo de
direcciones de subred usado para las direcciones IP del contexto
PDP, la dirección de punto final del. túnel IP en el caso de un
mecanismo de tunelización (tal como la Encapsulación genérica de
encaminamiento GRE, IP-en-IP, o el
protocolo de seguridad IP IPSec), o un conjunto de caminos por
conmutación de etiquetas usados por la alternativa de asignación de
carga.
Posteriormente, en el apartado "Cambio de la
interfaz física", de la presente descripción, se describen
métodos para guiar paquetes de datos de manera que usen una ruta
secundaria hacia la alternativa de asignación de carga en una
solución basada en el encaminamiento o para iniciar el uso de una
interfaz física alternativa en la solución de la capa de
enlace.
La Figura 4 muestra una implementación de la
invención en el plano del usuario, cuando en el elemento de red no
hay disponible ningún conmutador interno de alta velocidad. La
transición de conmutación o el cambio de la asignación de carga no
es en este caso un cambio interno del elemento de red, sino que es
visible hacia fuera, en otras palabras, la ruta cambia en ambas
interfaces Gn, Gi.
Todavía en otra de las formas de realización
preferidas de la invención, se realiza un cambio de asignación de
carga o transición de conmutación integrados. En una solución
basada en el encaminamiento, los paquetes de datos llegan en este
caso al elemento de red NE de tal manera que la dirección externa de
la alternativa de asignación de carga se marca como su dirección
IP. Las rutas principales para transmitir paquetes de datos son
aquellas que usan la interfaz Gi física Gif ó la interfaz Gn física
Gnf del nodo de grupo A, B, C, en el cual reside la alternativa de
asignación de carga activa. Cuando el nodo de grupo funciona
defectuosamente, se usan las rutas secundarias. Cuando se usan las
rutas secundarias, los paquetes llegan a la interfaz física del nodo
de grupo, en el cual reside la segunda alternativa de asignación de
carga y el cual a continuación se convierte en la unidad activa. El
cambio de la ruta hacia la ruta secundaria es visible fuera del
elemento de red. Se pueden usar protocolos de encaminamiento para
indicar la ruta secundaria en la interfaz física.
En un cambio de asignación de carga integrado
todavía de otra forma de realización preferida de la invención, es
preferible usar una solución de capa de enlace que se basa en la
idea de que la unidad en espera de la alternativa de asignación de
carga monitoriza la interfaz Gi física Gif y la interfaz Gn física
Gnf de la unidad activa. Esta función también la puede realizar
otro componente GGSN. Si se detecta un error, la unidad en espera
comienza a usar la interfaz física alternativa de la unidad
defectuosa. Posteriormente, en el apartado "Cambio de la interfaz
física" de la presente descripción, se describen métodos para
cambiar la interfaz física. A continuación, la unidad en espera
puede comenzar a usar la interfaz física alternativa, en el caso de
que ésta sea la unidad en espera de todos. los contextos PDP cuya
unidad activa es la unidad defectuosa. Esta situación se puede
lograr indicando rutas en la interfaz física de la unidad en espera
que sustituyó a la unidad defectuosa. Como los cambios en el lado
Gn también es necesario realizarlos en el lado Gi (y viceversa),
para cada alternativa de asignación de carga se asigna una interfaz
Gi (o interfaz Gn) lógica.
La solución de encaminamiento o la solución de
capa de enlace se pueden aplicar a la interfaz Gi con independencia
de qué solución se aplique a la interfaz Gn, y viceversa.
Posteriormente, en el apartado "Cambio de la interfaz física"
de la presente descripción, se describen métodos para guiar
paquetes de datos de manera que usen una ruta secundaria hacia la
alternativa de asignación de carga en una solución basada en el
encaminamiento o para iniciar el uso de la interfaz física
alternativa en la solución de capa de enlace.
La siguiente exposición describe una
implementación combinada del plano de usuario y del plano de
control de la invención.
La Figura 5 muestra un elemento de red NE, el
cual es, por ejemplo, un nodo GGSN. El elemento de red comprende
dos o más unidades de procesado físicas GTP-U A, B,
C, a las cuales en este caso se les denomina también nodos de grupo
del plano de usuario, y dos o más unidades de procesado
GTP-C físicas D, E, F a las cuales se les denomina
también en este caso nodos de grupo del plano de control. Los nodos
de grupo del plano de usuario y del plano de control A, B, C, D, E,
F son capaces de prestar servicio a contextos PDP. De acuerdo con
la segunda forma de realización de la invención, los pares de
servicios se forman con pares de grupo del plano de usuario y del
plano de control de tal manera que un nodo de grupo del plano de
usuario y un nodo de grupo del plano de control forman un par. En
un par de servicio, ambos nodos están activos. Cada nodo de grupo
del plano de usuario puede formar un par con cualquier nodo de grupo
del plano de control y viceversa. El par de servicio tiene un par
de reserva en espera. Cada par de reserva puede ser el par de
reserva de cualquier par de servicio. El par de reserva comprende
además un nodo de grupo de plano de control y un nodo de grupo de
plano de usuario.
Según esta forma de realización, los nodos de
grupo del plano de usuario y el plano de control comprenden nodos
lógicos, a los cuales se les denomina también nodos de grupo
virtuales o nodos virtuales a4, b4, d4, e4. Los nodos virtuales son
unidades de procesado GTP-U ó GTP-C
lógicas. Los nodos virtuales están dispuestos por pares de tal
manera que el primer nodo virtual del primer par reside en la unidad
de procesado GTP-U del par de servicio y el segundo
nodo virtual del primer par reside en la unidad de procesado
GTP-U del par de reserva, y de tal manera que el
primer nodo virtual del segundo par reside en la unidad de
procesado GTP-C del par de servicio y el segundo
nodo virtual del segundo par reside en la unidad de procesado
GTP-C del par de reserva. Los pares de nodos
virtuales están dispuestos además por pares secundarios de tal
manera que el primer par de nodos virtuales reside en las unidades
de procesado GTP-U y el segundo par de nodos
virtuales reside en las unidades de procesado GTP-C.
La Tabla 2 muestra los posibles pares de servicio y pares de
reserva para tres unidades de procesado GTP-U A, B,
C y tres unidades de procesado GTP-C D, E, F.
El nodo virtual del plano de control d4, e4 y el
nodo virtual del plano de usuario a4, b4 del par de reserva pueden
residir en unidades físicas diferentes incluso si los nodos
virtuales del par de servicio residieran en la misma unidad física y
viceversa.
Un par secundario dirigido de nodos virtuales
forma una alternativa de asignación de carga LB1. Un par secundario
dirigido de nodos virtuales indica cuáles son los nodos virtuales
activos y los nodos virtuales en espera asociados al mismo. En la
alternativa de asignación de carga LB1, el nodo virtual de plano de
usuario a4 y el nodo virtual del plano de control d4 están activos,
y el nodo virtual del plano de usuario b4 y el nodo virtual del
plano de control e4 son sus nodos virtuales en espera.
Dos o más pares secundarios de nodos virtuales
formados de la misma manera pueden tener diferentes alternativas de
asignación de carga las cuales pueden presentar otras diferencias
aparte de la formulación del par secundario de nodos virtuales.
Las alternativas de asignación de carga tienen
direcciones IP externas que se usan como direcciones de los
contextos PDP. La dirección puede ser diferente para el plano del
usuario y el plano de control. Cuando en el GGSN se procesa una
solicitud de activación de contexto PDP, se seleccionan
alternativas de asignación de carga para el plano del usuario y el
plano de control. Cuando se selecciona una alternativa de asignación
de carga, se seleccionan el par de servicio (inicial) y el par de
reserva (inicial). Se seleccionan la dirección IP del plano de
usuario, por ejemplo, la dirección IP para los nodos de grupo A y
B, y la dirección IP del plano de control, por ejemplo, la dirección
IP para los nodos de grupo D y E. La selección se basa, por
ejemplo, en la información de carga de los nodos de grupo o en un
esquema alternativo específico.
Si el funcionamiento defectuoso de un nodo de
grupo evita que un nodo virtual continúe como nodo activo, el nodo
virtual de reserva se convierte en el nodo activo. Esta operación se
puede realizar por separado en el plano del usuario y el plano de
control. De este modo se realiza una transición de conmutación. El
par activo de nodos virtuales que presta servicio al contexto PDP
se sitúa en espera y el par de nodos virtuales en espera
correspondiente se convierte en activo, a no ser que resulte que el
mismo se encuentre también en una unidad defectuosa. Cuando las
unidades en espera correspondientes se convierten en unidades
activas, las mismas comienzan a prestar servicio a los contextos
PDP. La asignación de carga del modo de grupo del plano de control
no se debe cambiar necesariamente si la unidad defectuosa es un
nodo de grupo de plano de usuario, y viceversa.
La dirección de encaminamiento de la alternativa
de asignación de carga se usa como dirección del contexto PDP del
nodo virtual activo de la alternativa de asignación de carga. Es la
característica de la alternativa de asignación de carga que es
visible fuera del elemento de red. La dirección IP se usa para
indicar la ruta a través de la interfaz física del nodo de
grupo.
El tráfico en el elemento de red NE se puede
distribuir entre los nodos de grupo que comprenden nodos virtuales
activos basándose en un plan específico de asignación de carga. El
tráfico en el elemento de red NE se puede distribuir entre los
nodos. de grupo que comprenden nodos virtuales en espera, con lo
cual los nodos virtuales en espera se convierten en activos.
La Figura 6 muestra la implementación de la
invención en el plano del usuario, cuando el GGSN dispone de un
conmutador interno de alta velocidad K o de una conexión
correspondiente entre los nodos de grupo A, B, C, D, E, F. Por medio
del conmutador interno K, en las interfaces del elemento de red se
pueden ocultar todas las modificaciones requeridas para la
recuperación con respecto a los faltos, con lo cual el cambio del
nodo de grupo activo al nodo en espera y viceversa no es visible
fuera del elemento de red NE. Los paquetes que llegan a la interfaz
Gi física Gif ó a la interfaz Gn Gnf del nodo de grupo A, B, C se
transmiten a través del conmutador interno K hacia el nodo de grupo
activo. En aras de una mayor claridad, la Figura 6 muestra un
conmutador K, aunque en realidad, puede disponerse de varios
conmutadores.
Según una de las formas de realización
preferidas de la invención, la asignación de cargas se basa en
protocolos de encaminamiento (flexibilidad de los enlaces basada en
los encaminamientos), en otras palabras, la información sobre una
ruta principal y secundaria hacia la alternativa de asignación de
carga se mantiene en el interior del GGSN. La ruta principal es la
interfaz física de los nodos de grupo que comprenden el par de
servicio. La ruta secundaria es la interfaz física de los nodos de
grupo que comprenden el par de reserva. Cuando se activa un
contexto PDP, se ofrece la alternativa de asignación de carga desde
un par de nodos de grupo que tiene capacidad disponible. No es
necesario que la interfaz Gn física Gnf ó la interfaz Gi física Gif,
a las cuales llegan los paquetes en el nodo de red, residan en los
nodos de grupo desde los cuales se ofrece la alternativa de
asignación de carga. En otras palabras, los paquetes pueden llegar a
cualquier interfaz y los mismos se transmiten a través del
conmutador interno K del nodo de red hacia las unidades activas. En
el GGSN se mantiene información de reenvío para permitir la
indicación de la ruta principal y secundaria a través de la interfaz
física Gi ó Gn del nodo de grupo hacia las unidades activas. La
transición de conmutación o cambio de asignación de carga interno
de una alternativa de asignación de carga no es visible fuera del
elemento de red, ya que las direcciones IP de la alternativa de
asignación de carga son las únicas direcciones visibles fuera del
elemento de red. Cuando la conexión principal funciona
defectuosamente, los paquetes de datos se guían de manera que usen
la ruta secundaria de la alternativa de asignación de carga. Un
fallo en la primera interfaz (por ejemplo, la Gn) del GGSN no es
visible para la segunda interfaz (por ejemplo, la Gi).
Según todavía otra de las formas de realización
preferidas de la invención, la asignación de contextos PDP se basa
en una solución de capa de enlace (flexibilidad de capa de enlace).
También en este caso, no es necesario que la interfaz Gn física Gnf
ó la interfaz Gi física Gif residan en el par de nodos de grupo, en
el cual las unidades activas procesan paquetes. En la solución de
la capa de enlace, una alternativa de asignación de carga dispone
de una interfaz física dedicada a la misma, y las unidades en espera
monitorizan la conexión o interfaz física Gif, Gnf de las unidades
activas. Esta función también la puede realizar otro componente
GGSN. Si las unidades en espera reciben información sobre un
funcionamiento defectuoso de la interfaz usada por las unidades
activas, las unidades en espera inician la transición de
conmutación. A continuación, las unidades en espera comienzan a
usar la interfaz de reserva en lugar de la interfaz física dedicada
Gif, Gnf de la unidad defectuosa, y los paquetes dirigidos a la
unidad defectuosa se envían a las unidades en espera a través del
conmutador interno K. En esta forma de realización, la transición
de conmutación o cambio interno de asignación de carga de la
alternativa de asignación de carga no es visible fuera del elemento
de red como un cambio en la dirección IP externa sino como un
cambio en la dirección en la capa de enlace, ya que la dirección IP
de la alternativa de asignación de carga es la dirección de
encaminamiento visible fuera del elemento de red. Cuando la conexión
principal funciona defectuosamente, los paquetes de datos se guían
de manera que usan la ruta secundaria de la alternativa de
asignación de carga. Un fallo en la primera interfaz (por ejemplo,
la Gn) del GGSN no es visible para la segunda interfaz (por
ejemplo, la Gi).
Según todavía otra de las formas de realización
preferidas de la invención, la solución antes mencionada basada en
el encaminamiento y la solución de la capa de enlace se pueden
aplicar simultáneamente, en cuyo caso en primer lugar tiene lugar
una recuperación rápida del funcionamiento defectuoso del nodo de
grupo basándose en la solución de la capa de enlace y a
continuación una recuperación basada en el encaminamiento.
La visibilidad de una alternativa de asignación
de carga se puede encontrar en ambos lados del elemento de red NE.
Esto significa que puede haber una característica similar de la
alternativa de asignación de carga en el lado Gi y Gn del GGSN. El
direccionamiento externo de las alternativas de asignación de carga
se puede basar, por ejemplo, en el intervalo de direcciones de
subred usado para las direcciones IP del contexto PDP, la dirección
de punto final del túnel IP en el caso de un mecanismo de
tunelización (tal como el GRE, el
IP-en-IP, o el IPSec), o un conjunto
de caminos por conmutación de etiquetas usados por la alternativa
de asignación de carga.
Posteriormente, en el apartado "Cambio de la
interfaz física" de la presente descripción, se describen
métodos para guiar paquetes de datos de manera que usen una ruta
secundaria hacia la alternativa de asignación de carga en una
solución basada en el encaminamiento o para comenzar a usar una
interfaz física alternativa en la solución de la capa de
enlace.
La Figura 7 muestra una implementación de la
invención en el plano del usuario, cuando en el elemento de red no
hay disponible ningún conmutador interno de alta velocidad. En ese
caso, el cambio de asignación de carga o transición de conmutación
no es un cambio interno del elemento de red, sino que es visible
hacia el exterior. En otras palabras, la ruta de los paquetes de
datos cambia en ambas interfaces Gn, Gi.
Todavía en otra de las formas de realización
preferidas de la invención, se realiza un cambio de asignación de
carga integrado. En este caso, en una solución basada en el
encaminamiento, los paquetes de datos llegan al elemento de red NE
de tal manera que la dirección externa de la alternativa de
asignación de carga se marca como su dirección IP. La ruta
principal para transmitir paquetes de datos es la que usa la
interfaz Gi física Gif ó la interfaz Gn física Gnf de los nodos de
grupo A, B, C, D, E, F en los cuales reside la alternativa de
asignación de carga activa. Cuando el nodo de grupo funciona
defectuosamente, se usa la ruta secundaria. Cuando se usa la ruta
secundaria, los paquetes llegan a la interfaz física de los nodos
de grupo, en los cuales reside el par de reserva y los cuales en
este caso se convierten en las unidades activas. El cambio de la
ruta a la ruta secundaria es visible fuera del elemento de red. Se
pueden usar protocolos de encaminamiento para indicar la ruta
secundaria en la interfaz física.
En un cambio de asignación de carga o transición
de conmutación integrados de una forma de realización preferida de
la invención, es posible usar una solución de la capa de enlace que
se base en la idea de que las unidades en espera de la alternativa
de asignación de carga monitorizan la interfaz Gi física Gif y la
interfaz Gn física Gnf de las unidades activas. Esta función
también la puede realizar otro componente GGSN. Si se detecta un
error, la unidad en espera comienza a usar la interfaz física
alternativa de la unidad defectuosa. Posteriormente, en el apartado
"Cambio de la interfaz física" de la presente descripción, se
describen métodos para cambiar la interfaz física. A continuación,
la unidad en espera puede comenzar a usar la interfaz física
alternativa, en el caso de que la misma sea la unidad en espera de
todos los contextos PDP cuya unidad activa es la unidad defectuosa.
Esta situación se puede lograr indicando rutas en la interfaz física
de la unidad en espera que sustituyó a la unidad defectuosa. Como
los cambios en el lado Gn también necesitan ser realizados en el
lado Gi (y viceversa), para cada alternativa de asignación de carga
se asigna una interfaz Gi (ó interfaz Gn) lógica.
La solución del encaminamiento o la solución de
la capa de enlace se pueden aplicar a la interfaz Gi con
independencia de qué solución se aplique a la interfaz Gn, y
viceversa. A continuación, en el apartado "Cambio de la interfaz
física" de la presente descripción, se describen métodos para
guiar paquetes de datos de manera que usen una ruta secundaria
hacia la alternativa de asignación de carga en una solución basada
en el encaminamiento o para comenzar a usar la interfaz física
alternativa en la solución de la capa de enlace.
Cuando se vincula una dirección IP a una
dirección de una capa de enlace nueva en las situaciones antes
descritas, puede que se pierdan paquetes de datos. Los modos de
reenvío, unidifusión y multidifusión son métodos para transmitir
datos que llegan al elemento de red NE hacia la interfaz física Gi
ó Gn del nodo de grupo activo A, B, C, D, E, F en las situaciones
mostradas en las Figuras 3, 4, 6 ó 7 sin pérdidas de paquetes. Otra
de las ventajas de estos métodos es que no es necesaria ninguna
interfaz física dedicada.
El modo de reenvío significa que uno de los
nodos de grupo actúa como el elemento principal para la dirección
de encaminamiento IP de grupo del elemento de red o para
la(s) dirección(es) externa(s) de la
alternativa de asignación de carga. El elemento principal recibe
los paquetes dirigidos a la dirección de encaminamiento IP de grupo
o a la dirección externa de la alternativa de asignación de carga y
los reenvía hacia el nodo de grupo activo. El reenvío se basa, por
ejemplo, en la dirección de la alternativa de asignación de carga
del paquete de datos. Si el elemento principal funciona
defectuosamente, se selecciona otro elemento principal en el
elemento de red, hacia el cual se transmiten después de esto los
paquetes dirigidos a la dirección de encaminamiento IP de grupo. El
modo de reenvío se puede aplicar a las soluciones basadas en el
encaminamiento descritas anteriormente de tal manera que el elemento
de red puede tener o no un conmutador interno disponible para el
mismo.
El modo de unidifusión significa que los datos
que llegan al elemento de red NE se transmiten por separado a cada
nodo de grupo, incluso aunque los datos dispongan solamente de un
receptor. A continuación, cada nodo de grupo recibe el paquete y
bien acepta el mismo o bien lo rechaza dependiendo de la(s)
dirección(es) de encaminamiento de la alternativa de
asignación de carga de los datos en cuestión. El rechazo o la
aceptación del paquete también pueden ser debidos al contenido del
paquete de datos.
El modo de multidifusión significa que los datos
pueden tener varios receptores simultáneos. En este caso, el
paquete de datos llega a la dirección de encaminamiento IP de grupo
del elemento de red, desde el cual se reenvía en multidifusión hacia
todos los nodos de grupo. Dependiendo de la(s)
dirección(es) de encaminamiento de la alternativa de
asignación de carga de los datos, el nodo de grupo bien acepta o
bien rechaza el paquete. El rechazo o la aceptación del paquete
también pueden ser debidos al contenido del paquete de datos.
Aunque la invención se ha descrito anteriormente
como ejemplo con la gestión GTP-U ó
GTP-C en el GGSN, es evidente para una persona
experta en la materia que la invención también se puede aplicar a
otros protocolos. La invención también se puede aplicar a otros
elementos de red implementados por grupos. Entre los ejemplos de
otros elementos de red, en los cuales se puede aplicar la
invención, se encuentran un nodo de servicio GPRS (SGSN), una
estación transceptora base IP IP-BTS y una pasarela
de red de acceso de radiocomunicaciones RAN-GW.
Aunque la invención se ha presentado
anteriormente describiendo la redundancia tanto de la interfaz de
entrada y de salida como de la asignación de carga del elemento de
red, resulta evidente para un experto en la materia que la invención
también se puede aplicar a situaciones en las cuales se use
únicamente una de las interfaces.
Resulta evidente para un experto en la materia
que a medida que la tecnología avance, la idea básica de la
invención se podrá implementar de muchas maneras diferentes. Por lo
tanto, la invención y sus formas de realización no se limitan a los
ejemplos descritos anteriormente, sino que pueden variar dentro del
alcance de las reivindicaciones.
Claims (21)
1. Método para respaldar un elemento de red (NE)
en un sistema de comunicaciones (S), comprendiendo el elemento de
red (NE) por lo menos un primer y un segundo nodos de grupo físicos
paralelos (A, B, C, D, E, F), siendo capaces dichos nodos de grupo
de transmitir datos, con lo cual el primer nodo de grupo es una
unidad redundante para el segundo nodo de grupo y viceversa,
caracterizado porque presenta las siguientes etapas:
mantener uno o más nodos lógicos (a1, a2, b1,
b2, c1, c2, a4, b4, d4, e4) en cada uno de entre el primer y
segundo nodos de grupo (A, B, C, D, E, F),
formar alternativas de asignación de carga
(LBX1, LBX2, LBY1, LBY2, LBZ1, LBZ2, LB1) de los nodos lógicos (a1,
a2, b1, b2, c1, c2, a4, b4, d4, e4), en los que el primer nodo
lógico de la alternativa de asignación de carga (LBX1, LBX2, LBY1,
LBY2, LBZ1, LBZ2, LB1) reside en el primer nodo de grupo y el
segundo nodo lógico reside en el segundo nodo de grupo (A, B, C, D,
E, F), con lo cual el primer nodo lógico está activo y el segundo
nodo lógico en espera o viceversa, y
realizar, cuando un nodo de grupo funciona
defectuosamente, una transición de conmutación de las alternativas
de asignación de carga, cuyos nodos lógicos activos residen en el
nodo de grupo defectuoso, cambiando sus nodos lógicos desde el
estado en espera al activo y los nodos lógicos activos al estado en
espera.
2. Método según la reivindicación 1,
caracterizado porque se distribuye la carga en el elemento
de red entre los nodos de grupo (A, B, C, D, E, F) que comprenden
nodos lógicos activos.
3. Método según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque se distribuye el tráfico en el elemento
de red (NE) entre los nodos de grupo (A, B, C, D, E, F) que
comprenden nodos lógicos.
4. Método según las reivindicaciones 1, 2 ó 3,
caracterizado porque se distribuye el tráfico en el elemento
de red (NE) basándose en un plan específico de asignación de carga
entre los nodos de grupo (A, B, C, D, E, F) que comprenden nodos
lógicos.
5. Método según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque se define
asimismo una dirección de encaminamiento externa individual para
cada alternativa de asignación de carga (LBX1, LBX2, LBY1, LBY2,
LBZ1, LBZ2, LB1), sobre la base de la cual se transmiten datos
hacia el elemento de red (NE).
6. Método según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizado asimismo porque se
mantiene información sobre un nodo de grupo principal y secundario
asociado a la alternativa de asignación de carga (LBX1, LBX2, LBY1,
LBY2, LBZ1, LBZ2, LB1), con lo cual se transmiten datos hacia el
nodo de grupo principal y después de una transición de conmutación
de una alternativa de asignación de carga, se transmiten datos hacia
el nodo de grupo secundario de la alternativa de asignación de
carga.
7. Método según cualquiera de las
reivindicaciones-1 a 6, caracterizado porque
se realiza asimismo una transición de conmutación de una alternativa
de asignación de carga de tal manera que después de la transición
de conmutación, se transmiten datos a través de una interfaz física
(Gif, Gnf) del nodo de grupo de reserva hacia la unidad redundante
del nodo de grupo.
8. Método según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque se respalda al
elemento de red sin un doblamiento completo del número de los nodos
de grupo.
9. Método según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque dichos nodos
lógicos son componentes, de los nodos de grupo, asociados a
software.
10. Elemento de red (NE) de un sistema de
comunicaciones, comprendiendo el elemento de red (NE) por lo menos
un primer y un segundo nodos de grupo físicos paralelos (A, B, C,
D, E, F), los cuales son capaces de transmitir datos, con lo cual el
primer nodo de grupo es una unidad redundante para el segundo nodo
de grupo y viceversa, caracterizado porque el elemento de
red comprende:
unos medios de mantenimiento para mantener nodos
lógicos (al, a2, b1, b2, c1, c2, a4, b4, d4, e4) por lo menos en el
primer y segundo nodos de grupo (A, B, C, D, E, F),
unos primeros medios de formación para formar
alternativas de asignación de carga (LBX1, LBX2, LBY1, LBY2, LBZ1,
LBZ2, LB1) de los nodos lógicos (al, a2, b1, b2, c1, c2, a4, b4,
d4, e4) de tal manera que el primer nodo lógico de la alternativa de
asignación de carga (LBX1, LBX2, LBY1, LBY2, LBZ1, LBZ2, LB1)
reside en el primer nodo de grupo y el segundo nodo lógico reside
en el segundo nodo de grupo (A, B, C, D, E, F), con lo cual el
primer nodo lógico está activo y el segundo en espera o viceversa,
y
unos medios de ejecución para cambiar, cuando un
nodo de grupo funciona defectuosamente, la asignación de carga de
los nodos lógicos de las alternativas de asignación de carga, cuyos
nodos lógicos activos residen en el nodo de grupo defectuoso,
cambiando los nodos lógicos desde el estado en espera al activo y
los nodos activos al estado en espera.
11. Elemento de red según la reivindicación 10,
caracterizado porque comprende unos medios de asignación de
carga para distribuir la carga en el elemento de red entre los
nodos de grupo que comprenden nodos lógicos activos.
12. Elemento de red según las reivindicaciones
10 u 11, caracterizado porque comprende asimismo unos medios
de asignación de carga para distribuir el tráfico en el elemento de
red entre los nodos de grupo que comprenden nodos lógicos.
13. Elemento de red según las reivindicaciones
10, 11 ó 12, caracterizado porque comprende asimismo unos
medios de asignación de carga para distribuir el tráfico en el
elemento de red basándose en un plan específico de asignación de
carga entre los nodos de grupo que comprenden nodos lógicos.
14. Elemento de red según cualquiera de las
reivindicaciones 10 a 13, caracterizado porque comprende
asimismo unos medios para definir una dirección de encaminamiento
externa individual para cada alternativa de asignación de 'carga,
transmitiéndose datos hacia el elemento de red sobre la base de
dicha dirección de encaminamiento.
15. Elemento de red según cualquiera de las
reivindicaciones 10 a 14, caracterizado porque dichos medios
de mantenimiento están dispuestos asimismo para mantener
información sobre un nodo de grupo principal y secundario asociado a
la alternativa de asignación de carga, con lo cual se transmiten
datos hacia el nodo de grupo principal y después de una transición
de conmutación, se transmiten datos hacia el nodo de grupo
secundario de la alternativa de asignación de carga.
16. Elemento de red según cualquiera de las
reivindicaciones 10 a 15, caracterizado porque comprende
asimismo unos medios para cambiar la asignación de carga de tal
manera que después de la transición de conmutación de una
alternativa de asignación de carga, se transmiten datos a través de
una interfaz física del nodo de grupo de reserva hacia la unidad
redundante del nodo de grupo.
17. Elemento de red según cualquiera de las
reivindicaciones 10 a 16, caracterizado porque comprende
asimismo unos medios de conmutación para transmitir datos usando
dicha dirección de encaminamiento definida para la alternativa de
asignación de carga incluso después de una transición de conmutación
de la alternativa de asignación de carga.
18. Elemento de red según cualquiera de las
reivindicaciones 10 a 17, caracterizado porque comprende
asimismo unos medios para realizar una transición de conmutación de
una alternativa de asignación de carga en el interior del elemento
de red.
19. Elemento de red según cualquiera de las
reivindicaciones 10 a 18, caracterizado porque comprende
unos medios para respaldar al elemento de red sin un doblamiento
completo del número de los nodos de grupo.
20. Elemento de red según cualquiera de las
reivindicaciones 10 a 19, caracterizado porque dichos nodos
lógicos son. componentes, de los nodos de grupo, asociados a
software.
21. Elemento de red según cualquiera de las
reivindicaciones 10 a 20, caracterizado porque es un nodo de
soporte de pasarela GPRS de un sistema GPRS.
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