ES2293174T3 - Una pasarela para el acoplamiento de redes pasivas y activas. - Google Patents
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- H04L69/00—Network arrangements, protocols or services independent of the application payload and not provided for in the other groups of this subclass
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Abstract
Una pasarela para el acoplamiento de una red pasiva (102) y una red activa (100), estando la pasarela caracterizada por: - medios (106, 108) para recibir un mensaje (110) de protocolo desde la red pasiva (102), - medios (106, 108) para recibir un paquete activo (114) desde la red activa (100), - medios (106, 108; 118, 120, 122) para convertir un mensaje (110) de protocolo en un paquete activo equivalente (112), - medios (114) para convertir un paquete activo en un mensaje (116) de protocolo equivalente, - medios (106, 108) para reenviar el paquete activo equivalente a la red activa (100), - medios (106, 108) para reenviar el mensaje de protocolo equivalente a la red pasiva (102).
Description
Una pasarela para el acoplamiento de redes
pasivas y activas.
La presente invención está relacionada con el
campo de las redes de comunicaciones y, más en particular, sin
limitación, con redes del protocolo de Internet (IP).
En una red pasiva, la transmisión de paquetes de
datos está controlada por medio de un protocolo tal como el
protocolo de reserva de recursos (RSVP). El RSVP es un protocolo de
establecimiento de reserva de recursos diseñado para un Internet de
servicios integrados. El protocolo RSVP se utiliza por un ordenador
central para solicitar calidades específicas de servicios de la
red, para cadenas o flujos de datos de aplicaciones
particulares.
El RSVP se utiliza también por enrutadores para
entregar peticiones de calidad de servicio (QoS) a todos los nodos
a lo largo del camino de flujos, y para establecer un estado
mantenido que proporcione el servicio solicitado. Las peticiones de
RSVP originarán como resultado la reserva de recursos en cada nodo a
lo largo del camino de los datos.
El RSVP solicita recursos para flujos símplex,
es decir, solicita recursos solamente en una dirección. Por tanto,
el RSVP trata a un emisor como lógicamente distinto de un receptor,
aunque el mismo proceso de aplicación puede actuar tanto como
emisor como receptor al mismo tiempo. El RSVP funciona sobre IPv4 o
IPv6, ocupando el lugar de un protocolo de transporte en la pila de
protocolos. Sin embargo, el RSVP no transporta datos de
aplicaciones, sino que es más bien un protocolo de control de
Internet, como el ICMP, el IGMP o los protocolos de encaminamiento.
Al igual que las implementaciones de protocolos de encaminamiento y
de gestión, una implementación de RSVP se ejecutará típicamente en
segundo plano, no en el camino de reenvío de datos, como se ilustra
en la figura 1.
La calidad del servicio se implementa para un
flujo de datos en particular por mecanismos denominados
colectivamente "control de tráfico". Estos mecanismos incluyen
un clasificador 1 de paquetes, un control 2 de admisión y un
"programador de paquetes" 3, o algún otro mecanismo dependiente
de la capa de enlace, para determinar cuándo se reenvían paquetes
particulares. El "clasificador de paquetes" determina la clase
QoS (y quizás la ruta) de cada paquete. Para cada interfaz de
salida, el "programador de paquetes" u otro mecanismo
dependiente de la capa de enlace, consigue la QoS prometida. El
control de tráfico implementa los modelos de QoS definidos por el
Grupo de Trabajo de Servicios Integrados.
Durante el establecimiento de la reserva, se
pasa la petición de QoS de RSVP a dos módulos locales de decisión,
el control2 de admisión y el control 4 de normativa. El control 2 de
admisión determina si el nodo tiene suficientes recursos
disponibles para proporcionar la QoS solicitada. El control 4 de
normativa determina si el usuario tiene permiso administrativo para
hacer la reserva. Si ambas comprobaciones tienen éxito, se fijan los
parámetros en el clasificador 1 de paquetes y en el interfaz de la
capa de enlace (por ejemplo en el programador 3 de paquetes) para
obtener la QoS deseada. Si alguna de las comprobaciones falla, el
programa 5 de RSVP devuelve una notificación de error al proceso de
la aplicación que originó la petición.
Los mecanismos del protocolo RSVP proporcionan
una posibilidad general de crear y mantener el estado de reserva
distribuida en un entramado de caminos de entrega de multidifusión o
de unidifusión. El propio RSVP transfiere y manipula los parámetros
de QoS y del control de normativa como datos opacos, pasándolos al
control de tráfico apropiado y a los módulos de control de
normativa para su interpretación. La estructura y contenido de los
parámetros de QoS están documentados en las especificaciones
desarrolladas por el Grupo de Trabajo de Servicios Integrados.
Los detalles del RSVP están divulgados en la
especificación del protocolo de reserva de recursos, que está
disponible en http://www.ietf.org/rfc/rfc2205.txt y que se
incorpora aquí como referencia en su totalidad.
Se han desarrollado recientemente las
denominadas redes activas ("A Management architecture for active
networks" (Una arquitectura de gestión para redes activas),
Active Middleware Services, 2002. Proceedings. Cuarta Reunión Anual
de Trabajo Internacional, Barone, A.; Chirco,P.; DiFatta, G. páginas
41-48; "Active network Implementations"
(Implementaciones de redes activas), Research and Development, 2002.
SCOReD 2002., Hashin, H.; Manan, J.A.; Samad, M. páginas: 371 -
374: "Towards an Active Network Architecture" (Hacia una
arquitectura de redes activas), D.L. Tennenhouse y D.J. Wetherall,
Computer communicaction Review, Vol. 26, Núm. 2, Abril 1996; "A
survey of Active Network Research" (Una prospección de la
investigación de redes activas), David L. Tennenhouse, Jonathan M.
Smith, W.David Sincoskie, David J. Werherall, Gary J. Minden, IEE
Communications Magazine 1997; "Survey of Active Network
Research" (Prospección de la investigación de Redes Activas)
Dragos Niculescu, 14 de Julio de 1999,
http://paul.rutgers.edu/-dnicules/research/other/active_survey.pdf).
La figura 2 muestra la arquitectura general y
los componentes principales de un nodo de red activa. Cada nodo de
red activa ejecuta un Sistema Operativo del Nodo (NodeOS) y uno o
más Entornos de Ejecución (EEs). El NodeOs es una capa que funciona
entre los EE y los recursos físicos subyacentes, que incluyen la
anchura de banda de la transmisión, los ciclos del procesador y el
almacenamiento. El NodeOS proporciona a los EE el acceso a los
recursos del nodo, al tiempo que aísla los EE de los detalles de
gestión de recursos y de la presencia de otros EE. Todas las
peticiones hechas al NodeOS son hechas en representación de los
principales que representan otras entidades de la red, incluyendo
los usuarios. Las peticiones son hechas a través de canales de
comunicaciones que el NodeOS implementa para permitir que los EE
envíen y reciban paquetes.
Para mantener la seguridad de la red, el NodeOS
implementa también una base de datos de normativas de seguridad y
un motor de entrada en vigor. El NodeOS confía en el motor de
entrada en vigor de la seguridad para autenticar y autorizar la
petición antes de permitir a los principales que reciban los
servicios solicitados o realicen las operaciones solicitadas.
Cada EE implementa una máquina virtual que
interpreta paquetes activos que llegan al nodo. Así, un EE
proporciona el interfaz a través del cual pueden accederse los
servicios de red de extremo a extremo. La figura 2 muestra cómo se
puede dar soporte a múltiples EE por un solo nodo activo. Un EE
puede proporcionar un simple servicio que puede ser controlado sin
conservar información sobre el estado anterior, a través de
parámetros proporcionados por el usuario, o implementar un
intérprete para un lenguaje de programación potente conservando
información de estado, o algo intermedio.
Los usuarios obtienen servicios desde una red
activa a través de Aplicaciones Activas (AA) que programan el
interfaz de programación que está presente en el EE, para
proporcionar un servicio de extremo a extremo. Así, es el AA el que
implementa servicios a medida para aplicaciones del usuario. El
código que constituye el AA puede ser cargado en los nodos
relevantes de la red, ya sea dentro de la banda por paquetes que
llevan el código, o bien el código puede ser instalado fuera de la
banda.
En el modelo de funcionamiento básico, los
paquetes llegan a un nodo activo, y el NodeOS procede a
clasificarlos de acuerdo con el contenido de sus cabeceras. Los
paquetes son colocados después en un canal lógico apropiado, cada
uno de los cuales está asociado con algún proceso de protocolos que
puede incluir comprobaciones de seguridad. Cada canal entrega el
paquete a un EE para su proceso antes de ser enviado a un enlace de
salida, o bien directamente a un enlace de salida.
La solicitud de patente europea EP 1001582
divulga un sistema para la transcodificación de red de un flujo de
datos multimedia. El sistema comprende un nodo proveedor de
servicios que tiene un centinela de red activa ejecutándose en él.
Los usuarios controlan un trayecto adaptativo a través de la
capacidad de la red activa del nodo proveedor de servicios,
enviando instrucciones codificadas al nodo proveedor de servicios.
El trayecto adaptativo está construido de acuerdo con parámetros de
control contenidos en la instrucción codificada.
La publicación "ISDN3: the next generation
networks" (RDSI3: la próxima generación de redes), de Chan y
otros colaboradores; Conferencia del IEEE sobre comunicaciones,
ordenadores y proceso de señales de la Costa del Pacífico de 2001,
divulga una nueva arquitectura de redes que ha de sustituir a la
RDSI1 y a la RDSI2. La convergencia de ATM, Internet y redes
activas forma la base de la red RDSI de la próxima generación. Este
documento propone un nuevo tipo de paquete denominado paquete
quantum, que sustituirá los paquetes pasivos y activos existentes.
El paquete quantum está especialmente diseñado para dar soporte a
servicios emergentes de redes activas. Consiste en una o más
células quantum. Los conmutadores y enrutadores están integrados en
un dispositivo de reenvío de tráfico más generalizado denominado
motor de reenvío.
El uso hasta ahora de redes activas está
limitado por falta de capacidad interoperativa con las redes pasivas
heredadas. Existe por tanto la necesidad de un método y un aparato
para acoplar las redes pasivas y activas.
La presente invención proporciona una pasarela
que acopla redes pasivas y activas. La pasarela puede recibir
mensajes de protocolo de la red pasiva y paquetes activos de la red
activa. La pasarela convierte un mensaje de protocolo de red pasiva
recibido en un paquete activo equivalente para su transmisión a
través de la red activa. Además, la pasarela convierte un paquete
activo recibido en un mensaje de protocolo equivalente para su
transmisión a través de la red pasiva.
La presente invención es particularmente
ventajosa porque permite acoplar redes activas y pasivas. De esta
manera, una red pasiva heredada puede ser utilizada conjuntamente
con una red activa que facilita considerablemente la introducción
de redes activas. En particular, la capacidad interoperativa entre
redes pasivas y activas protege la inversión de una empresa en
redes pasivas existentes y permite añadir sub-redes
activas en un proceso paso a paso.
De acuerdo con un modo de realización preferido
de la invención, las redes pasivas y activas están acopladas por la
pasarela con redes del tipo del protocolo de Internet (IP).
Preferiblemente, se utiliza el protocolo RSVP por la red pasiva. La
red activa puede implementar cualquiera de las soluciones de
arquitecturas de redes activas que han sido consideradas hasta la
fecha.
De acuerdo con un modo de realización adicional
preferido de la invención, la pasarela está acoplada a un
repositorio de conversiones. El repositorio de conversiones tiene
tablas de consulta para convertir mensajes de protocolo de red
pasiva en paquetes activos equivalentes y viceversa.
En otro aspecto más, la invención está
relacionada con el acoplamiento de diversos tipos de redes activas
y pasivas. Un paquete de datos que se recibe desde una red fuente
(es decir, una red pasiva o activa) es convertido en un paquete de
datos equivalente para una red de destino (es decir, una red pasiva
o activa).
Debe observarse que no es esencial una relación
1 a 1 entre paquetes de datos entrantes desde la red fuente y los
paquetes de datos salientes a la red de destino. Más bien puede
existir una relación m a n, es decir, un número m de paquetes de
datos entrantes es convertido en un número n de paquetes de datos
salientes, donde m y n dependen de la clase de conversión requerida
para la transformación de la fuente al destino de los paquetes de
datos entrantes.
En lo que sigue se explica un modo de
realización preferido de la presente invención con más detalle,
solamente a modo de ejemplo, haciendo referencia a los dibujos, en
los cuales:
La figura 1 es un diagrama de bloques de una
arquitectura RSVP de la técnica anterior,
La figura 2 es un diagrama de bloques de un nodo
de red activa de la técnica anterior,
La figura 3 es un diagrama de bloques de un
primer modo de realización de una pasarela de la presente
invención,
La figura 4 es un segundo modo de realización
preferido de una pasarela de la invención,
La figura 5 es un diagrama de flujo que ilustra
el método efectuado por la pasarela.
La figura 3 muestra una red activa 100 que está
acoplada a una red pasiva 102 por medio de una pasarela 104. Por
ejemplo, la red pasiva 102 utiliza el protocolo RSVP (consultar
figura 1) y una red activa 100 tiene nodos de red correspondientes
a la arquitectura ilustrada en la figura 2. Preferiblemente, la red
activa 100 y la red pasiva 102 son redes IP.
La pasarela 104 tiene el procesador 106 para la
ejecución del programa 108 de ordenador. El programa 108 tiene
instrucciones para convertir los mensajes del protocolo de la red
pasiva 102 en paquetes activos equivalentes que pueden ser
procesados por nodos de red activa de la red activa 100. Además, el
programa 108 tiene instrucciones para convertir los paquetes
activos en mensajes de protocolo equivalentes que pueden ser
procesados por los nodos heredados de la red pasiva 102.
Durante el funcionamiento, la pasarela 104
recibe el mensaje 110 del protocolo desde la red pasiva 102. Este
invoca el programa 108 que convierte el mensaje 110 del protocolo en
un paquete activo equivalente 112. El programa 108 determina el
código ejecutable que corresponde al mensaje 110 del protocolo, y
genera el paquete activo equivalente 112 que transporta el código
ejecutable para su ejecución por los nodos de red activa de la red
activa 100.
De igual manera, cuando la pasarela 104 recibe
el paquete activo 114 desde la red activa 100, convierte el código
ejecutable contenido en el paquete activo 114 en un mensaje 116 de
protocolo equivalente que puede ser procesado por los nodos
heredados de las redes pasivas 102.
La figura 4 muestra otro modo de realización.
Los elementos del modo de realización de la figura 4 que
corresponden a elementos de la figura 3, están designados por las
mismas referencias numéricas.
En el modo de realización considerado en la
figura 4, la pasarela 104 está acoplada al repositorio 118 de
conversiones. El repositorio 118 de conversiones tiene tablas de
consulta 120 y 122. La tabla de consulta 120 sirve para consultar
el código ejecutable que se corresponde mejor con un mensaje de
protocolo dado, para la generación de un paquete activo
equivalente. De igual manera, la tabla 122 de consulta contiene un
mensaje de protocolo equivalente que mejor se corresponde con un
código ejecutable dado, recibido por medio de un paquete activo.
Cuando la pasarela 104 recibe el mensaje 110 del
protocolo, pregunta al repositorio 118 de conversiones, es decir,
la tabla 120 de consulta, con el fin de determinar el código
ejecutable equivalente que mejor se corresponde con el mensaje 110
de protocolo recibido. Sobre esta base, el programa 108 genera un
paquete activo equivalente 112.
De igual manera, cuando la pasarela 104 recibe
el paquete activo 114, pregunta al repositorio 118 de conversiones,
es decir, la tabla 122 de consulta, con el fin de determinar el
protocolo de mensaje equivalente que mejor se corresponde con el
código ejecutable recibido por medio del paquete activo 114. El
programa 108 genera un mensaje 116 de protocolo equivalente sobre
esta base.
La figura 5 ilustra los métodos realizados por
la pasarela 104 para acoplar las redes activas y pasivas. El
proceso 200 sirve para la transmisión de mensajes de protocolos
heredados, a través de la red activa, mientras que el proceso 202
sirve para la transmisión de paquetes activos a través de una red
pasiva heredada.
El proceso 200 tiene los pasos 210, 212 y 214
que se realizan cada vez que se recibe un mensaje de protocolo
(paso 210). En el paso 212 se determina el código ejecutable
equivalente que se corresponde con el mensaje de protocolo recibido
en el paso 210 y puede ser ejecutado por los nodos de la red activa.
Sobre esta base se genera un paquete activo equivalente y se
reenvía a la red activa en el paso 214.
El proceso 202 tiene los pasos 220, 222 y 224.
El rendimiento de estos pasos se dispara cada vez que se recibe un
paquete activo por la pasarela (paso 220). En el paso 222, se
determina un mensaje de protocolo equivalente que mejor se
corresponde con el código ejecutable contenido en el paquete activo
y se genera un mensaje de protocolo equivalente sobre esta base. En
el paso 224, el mensaje de protocolo equivalente se reenvía a la red
pasiva.
- 100
- Red activa
- 102
- Red pasiva
- 104
- Pasarela
- 106
- Procesador
- 108
- Programa
- 110
- Mensaje de protocolo
- 112
- Paquete activo equivalente
- 114
- Paquete activo
- 116
- Mensaje de protocolo equivalente
- 118
- Repositorio de conversiones
- 120
- Tabla de consulta
- 122
- Tabla de consulta
Claims (10)
1. Una pasarela para el acoplamiento de una red
pasiva (102) y una red activa (100), estando la pasarela
caracterizada por:
- -
- medios (106, 108) para recibir un mensaje (110) de protocolo desde la red pasiva (102),
- -
- medios (106, 108) para recibir un paquete activo (114) desde la red activa (100),
- -
- medios (106, 108; 118, 120, 122) para convertir un mensaje (110) de protocolo en un paquete activo equivalente (112),
- -
- medios (114) para convertir un paquete activo en un mensaje (116) de protocolo equivalente,
- -
- medios (106, 108) para reenviar el paquete activo equivalente a la red activa (100),
- -
- medios (106, 108) para reenviar el mensaje de protocolo equivalente a la red pasiva (102).
2. La pasarela de la reivindicación 1, en la que
el mensaje de protocolo es un mensaje RSVP.
3. La pasarela de la reivindicación 1, en la que
la red activa (100) y la red pasiva (102) son redes IP.
4. La pasarela de la reivindicación 1, que
comprende además un repositorio (118) de conversiones para convertir
paquetes activos en mensajes de protocolo equivalentes y para
convertir mensajes de protocolo en paquetes activos
equivalentes.
5. La pasarela de la reivindicación 4,
comprendiendo el repositorio de conversiones una tabla (120, 122) de
consulta.
6. Una red que comprende al menos una red pasiva
(102), al menos una red activa (100) y caracterizada por al
menos una pasarela, según la reivindicación 1, para acoplar las al
menos una red activa y una red pasiva (100, 102).
7. La red de la reivindicación 6, comprendiendo
además la pasarela un repositorio de conversiones.
8. Un método para transmitir un mensaje de
protocolo de red pasiva a través de una red activa, comprendiendo
el método los pasos de:
- recibir el mensaje de protocolo de red pasiva
por una pasarela de la red activa (100),
- convertir el mensaje de protocolo de red
pasiva en un paquete activo equivalente,
- transmitir el paquete activo equivalente a
través de la red activa (100).
9. Un método para transmitir un paquete activo a
través de una red pasiva (102), comprendiendo el método los pasos
de:
- recibir el paquete activo por una pasarela de
la red pasiva (102),
- convertir el paquete activo en un mensaje de
protocolo de red pasiva equivalente,
- transmitir el mensaje de protocolo de red
pasiva equivalente a través de la red pasiva (102).
10. Un producto de programa de ordenador para su
ejecución por una pasarela, comprendiendo el producto de programa
de ordenador instrucciones para convertir un mensaje de protocolo de
red pasiva en un paquete activo equivalente y para convertir un
paquete activo en un mensaje de protocolo de red pasiva equivalente,
de acuerdo con los métodos de la reivindicación 8 y la
reivindicación 9, respectivamente.
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