ES2351517T3 - Conmutación ethernet. - Google Patents

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ES2351517T3 ES06784224T ES06784224T ES2351517T3 ES 2351517 T3 ES2351517 T3 ES 2351517T3 ES 06784224 T ES06784224 T ES 06784224T ES 06784224 T ES06784224 T ES 06784224T ES 2351517 T3 ES2351517 T3 ES 2351517T3
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Tomas Thyni
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Abstract

Un método, en un conmutador de Ethernet (1), de manejar los paquetes de unidifusión de Ethernet (6) recibidos, teniendo el conmutador dos o más puertos (3a-d) que realizan funciones de interfaz, cada uno provisto de una memoria tampón de salida (4a-d) dividida lógicamente en memorias tampón (5a-h) de diferente prioridad, comprendiendo el método las operaciones de: - Determinar la dirección de destino (602) y la prioridad de tráfico (604) de un paquete de unidifusión recibido; -Buscar (606) una asociación almacenada entre dicha dirección de destino y un puerto (3a-d) que realiza funciones de interfaz del conmutador; - Si se encuentra una asociación (608), programar y poner en cola (610) el paquete en una de dichas memorias tampón prioritarias (5a-h) de la memoria tampón de salida (4) en el puerto asociado que hace funciones de interfaz según su prioridad de tráfico; el método caracterizado, además, por: - Si no se encuentra la asociación, realizar la inundación del paquete de unidifusión mediante la puesta en cola (612) del paquete en una memoria tampón de inundación (5h) en cada puerto saliente que hace funciones de interfaz del conmutador, en el que el tráfico en la memoria tampón de inundación (5h) es programado con la prioridad de tráfico más baja.

Description

CAMPO TÉCNICO
La presente invención se refiere a un método en un conmutador de Ethernet, y a un conmutador de Ethernet provisto de una disposición, para manejar paquetes
5 recibidos mediante unidifusión de Ethernet y, en particular, para manejar paquetes recibidos mediante unidifusión de Ethernet que tienen una dirección de destino que es desconocida al conmutador.
ANTECEDENTES
10 Hoy hay disponibles varios dispositivos de comunicaciones que son capaces de establecer comunicación de multimedia basada en paquetes usando el IP (Protocolo de Internet, en sus siglas en inglés), por ejemplo, ordenadores y teléfonos fijos y móviles, y servicios de
15 multimedia que usan típicamente transmisión basada en IP, de datos codificados que representan el contenido de los medios, tales como, por ejemplo, vídeo, audio y texto.
La IP-TV (Televisión mediante Protocolo de Internet, en sus siglas en inglés) distribuye contenido de 20 televisión/vídeo a un cliente/abonado sobre una conexión de banda ancha, y el contenido es recibido, preferiblemente, por un aparato que integra el convertidor y el descodificador conectado a un dispositivo de presentación de televisión, que puede estar situado en el hogar del
25 cliente/abonado. En la televisión por cable convencional, todos los canales disponibles son suministrados simultáneamente a cada abonado, creando limitaciones con respecto al número de canales y que contribuyen a escasez de anchura de banda
30 y a degradación de la calidad. En la IP-TV, por el contrario, solamente el contenido solicitado se transmite al aparato que integra el convertidor y el descodificador del telespectador cuando un telespectador cambia de canal o
selecciona un programa. La IP-TV proporciona una elevada calidad de imagen, así como calidad de sonido, y permite interactividad y visión “bajo solicitud” del contenido seleccionado por el usuario.
5 La norma de la IP-TV requiere una velocidad de transmisión de 5-6 Megabit por segundo y la HD IP-TV requiere 12-20 Megabit por segundo. Ventajosamente, la distribución implica el uso de Ethernet, preferiblemente de Ethernet de Gigabit (GbE, en sus siglas en inglés) o
10 Ethernet de 10 Gigabit (10GbE, en sus siglas en inglés), que soporta velocidades de transmisión de transferencia de datos de 1 Gigabit por segundo o de 10 Gigabits por segundo, respectivamente. Ethernet es la norma de LAN más ampliamente utilizada hoy, implicando una norma de red
15 conmutada de capa 2 para conectar varios dispositivos de comunicaciones en un bus común, que puede formar un segmento. Varios segmentos pueden estar conectados a un conmutador de Ethernet para formar una topología de red adecuada, por ejemplo, un árbol, y los conmutadores de
20 Ethernet pueden estar interconectados, por ejemplo, en una topología de anillo, de tal modo que conectan un número muy grande de dispositivos de comunicaciones en una red de Ethernet. El tráfico es transportado con hasta ocho prioridades
25 diferentes en lo que concierne a la QoS (Calidad de Servicio, en sus siglas en inglés), y la prioridad es indicada en un campo de CoS (Clase de Servicio, en sus siglas en inglés) en el paquete de Ethernet. Los paquetes de Ethernet son formados según un protocolo llamado MAC
30 (Control de Acceso al Medio, en sus siglas en inglés), que encapsula los datos de la carga útil añadiendo una cabecera antes de los datos, comprendiendo la cabecera la dirección de destino y la dirección de origen.
Una red de Ethernet utiliza dos direcciones para identificar el origen y el destino de cada paquete de datos, y las direcciones se denominan, comúnmente, direcciones de MAC, que son únicas para cada dispositivo.
5 La dirección de destino puede especificar un solo dispositivo receptor o el nodo receptor (unidifusión), un grupo de dispositivos receptores (multidifusión), o el conjunto de todos los dispositivos receptores (difusión).
En la transmisión de unidifusión en una LAN, un
10 paquete es enviado desde un único origen a un solo destino especificado dentro de la LAN, y en la transmisión de difusión, un paquete es enviado desde un origen a un destino que es un conjunto de todos los dispositivos conectados a la LAN. En la transmisión de multidifusión, un
15 paquete es enviado desde un origen que es un conjunto de uno o más dispositivos, y a un destino que es un conjunto de uno o más dispositivos conectados a la LAN. Así, la multidifusión indica una técnica de conexión en red de suministro del mismo paquete simultáneamente a un grupo
20 seleccionado de clientes. A diferencia de la transmisión por difusión, un dispositivo recibirá una transmisión de multidifusión solamente si pertenece a una dirección de multidifusión específica, y el conjunto de miembros de un grupo de multidifusión puede ser dinámico. La dirección de
25 destino en un paquete de Ethernet indica si el paquete es un paquete de difusión para ser enviado a todos los dispositivos conectados, o un paquete de multidifusión para ser enviado solamente a un grupo seleccionado de dispositivos.
30 Un conmutador de Ethernet es un puente entre dos o más segmentos de la LAN de Ethernet, teniendo el conmutador dos
o más puertos que realizan funciones de interfaz y, a diferencia de un núcleo central (hub), es capaz de enviar
un paquete de datos recibido solamente al puerto o a los puertos necesarios. Por lo tanto, el conmutador es capaz de reducir el número de paquetes en los diferentes segmentos de la LAN de Ethernet, y la carga en los segmentos,
5 aumentando el rendimiento global, así como de reducir el riesgo de observación por un ordenador no autorizado conectado a un segmento de la LAN.
Cuando el conmutador recibe un paquete de Ethernet a través de un puerto, examina la dirección de origen en la 10 cabecera del paquete y registra en qué puerto ha sido recibido, aprendiendo las direcciones de MAC de los dispositivos conectados vía cada puerto. Las asociaciones entre las direcciones de MAC y los puertos que realizan funciones de interfaz del conmutador están almacenadas en 15 una tabla de MAC situada en el conmutador. Así, el conmutador de Ethernet aprende a asociar una dirección de MAC a un puerto específico, y almacena la asociación en una tabla de MAC, y este procedimiento se denomina, comúnmente, aprendizaje de MAC. Sin embargo, una asociación almacenada
20 es suprimida, normalmente, de la tabla de MAC después de un cierto intervalo de temporización. Cuando se recibe un paquete, el conmutador examina también la dirección de destino, y explora la tabla de MAC para encontrar la dirección de MAC de la dirección de
25 destino, para ver si está almacenada cualquier asociación a un puerto de interfaz, por ejemplo, debido a un paquete que ha sido recibido antes desde una dirección de origen que tiene la misma dirección de MAC que la dirección de destino.
30 Si la cabecera indica un destino de difusión, el paquete se transmite a través de todos los puertos de salida del conmutador, excepto por el puerto entrante.
Si la cabecera indica un destino de unidifusión, y la dirección de MAC se encuentra en la tabla de MAC y la dirección no está asociada con el puerto a través del cual fue recibido, es decir, el puerto entrante, el conmutador
5 remite el paquete al puerto asociado con esta dirección de MAC.
Si la cabecera indica un destino de unidifusión, y la dirección de MAC de la dirección de destino es encontrada en la tabla de MAC, pero esta dirección está asociada con
10 el puerto entrante, es decir, el puerto a través del cual se ha recibido el paquete, el paquete es descartado, puesto que debe haber sido recibido ya por los dispositivos conectados al puerto entrante. Sin embargo, si la cabecera indica un destino de
15 unidifusión y la dirección de MAC no es encontrada en la tabla de MAC, la ubicación del dispositivo de destino es desconocida al conmutador. La ubicación del dispositivo de destino será desconocida al conmutador cuando no se ha recibido ningún paquete desde el dispositivo de destino
20 antes, o cuando se ha suprimido la dirección de MAC del dispositivo de destino, por ejemplo, debido a un reinicio reciente o a un intervalo de temporización transcurrido de la tabla de MAC. Puesto que el conmutador no puede encontrar la dirección de MAC en la tabla de MAC, es
25 incapaz de determinar el puerto al cual está conectado el dispositivo de destino. Por lo tanto, el conmutador “difundirá” el paquete mediante su envío a través de todos los puertos salientes del conmutador, pero no a través del puerto entrante, puesto que los dispositivos conectados a
30 este segmento de la LAN ya deben haber recibido el paquete. El procedimiento mediante el que el conmutador transmite un paquete de unidifusión que tiene una dirección de destino desconocida, a través de todos los puertos salientes, se
denomina convencionalmente inundación, o inundación de unidifusión. Permite una entrega rápida de paquetes a sus destinos, incluso si la dirección de MAC es desconocida a uno o más de los conmutadores de la LAN, pero el
5 inconveniente es que consume más recursos.
Por tanto, la aparición de inundación de unidifusión es normal, pero debido a determinados eventos será inundado un número mayor de paquetes, lo que puede afectar al rendimiento de la red. Tal evento puede ser, por ejemplo,
10 un cambio de la topología debido a la adición o a la eliminación de un conmutador, un fallo en el enlace, un cambio en la configuración de la LAN, o un reemplazo del hardware, y cuando la topología cambia, las asociaciones almacenadas entre las direcciones de MAC y los puertos no
15 son relevantes durante más tiempo. Por lo tanto, el conmutador tiene que suprimir todas las anotaciones de la tabla de MAC para minimizar los paquetes no direccionados. Después de la limpieza, por ejemplo, una eliminación, de la tabla de MAC, la dirección de MAC del destino de un paquete
20 recibido será desconocida al conmutador, y el paquete será “difundido” a través de todos los puertos, excepto del puerto entrante. Sin embargo, el conmutador examinará la cabecera del paquete recibido, determinará la dirección de origen, y añadirá la asociación entre la dirección de MAC
25 del origen y el puerto entrante como una entrada nueva en la tabla de MAC y, eventualmente, se creará una tabla de MAC actualizada.
Si hay múltiples trayectorias al mismo destino de la LAN, y un paquete tiene un destino desconocido, la 30 inundación haría que el paquete fuera enviado de vuelta al conmutador original. El Protocolo del Árbol de Expansión está diseñado para evitar bucles en la red mediante el bloqueo de trayectorias redundantes y mediante el aseguramiento de que solamente una trayectoria activa existe entre cada dos conmutadores de la red. Esto se realiza por medio de las unidades de datos del protocolo del puente (BPDU, en sus siglas en inglés) que identifican 5 las trayectorias, es decir, puertos, que se van a bloquear. El Protocolo del Árbol de Expansión (STP, en sus siglas en inglés) reducirá el intervalo de temporización de la tabla de MAC en el caso de un cambio de topología, y esto aumentará la aparición de direcciones de destino 10 desconocidas, y producirá inundación de los puertos salientes por los paquetes de unidifusión recibidos. Según el Protocolo del Árbol de Expansión Rápida (RSTP, en sus siglas en inglés), la tabla de MAC será limpiada de manera inmediata cuando la topología cambia, lo que conducirá a la 15 inundación de los paquetes de unidifusión recibidos, hasta que las entradas nuevas se hayan añadido a la tabla de MAC. Otro protocolo de Ethernet utilizado comúnmente es la Conmutación Automática para la Protección de Ethernet (EAPS, en sus siglas en inglés), que proporciona una 20 topología de anillo de Ethernet con conmutadores de Ethernet interconectados, en la que cada conmutador conecta segmentos de dispositivos de comunicación. La EAPS proporciona un mecanismo rápido de recuperación cuando se produce un fallo en el enlace en el anillo de Ethernet, sin
25 ninguna limitación en el número de nodos en el anillo, pero un fallo del enlace implica la limpieza de las tablas de MAC, lo que conduce a la inundación de los conmutadores.
La inundación de los paquetes de unidifusión que tienen direcciones de MAC desconocidas provocará una 30 sobrecarga excesiva de los puertos del enlace descendente, comparativamente pequeños, de tal modo que esto conduce a un retardo o a una caída del tráfico de los datos que está
destinado a cualquiera de los sobrecargados puertos del enlace descendente. Un conmutador de Ethernet recibe tráfico con diferentes prioridades de tráfico con respecto a la Calidad
5 del Servicio indicada por la Clase de Ethernet de Servicio (P-bit) en un paquete de Ethernet recibido, o por la Clase del IP de Servicio. El tráfico, normalmente, está programado y es puesto en cola lógicamente en diferentes memorias tampón prioritarias de la salida en los puertos
10 salientes que realizan funciones de interfaz basados en el ajuste de la Clase de Servicio para cada paquete, y esto también es verdad cuando la dirección de MAC es desconocida a un conmutador. Por lo tanto, el tráfico inundado de alta prioridad será transportado con prioridad alta a través de
15 cada puerto de salida del conmutador, lo que conduce a la sobrecarga, y a paquetes perdidos y caídos. Las consecuencias de la inundación serán más grandes cuando se utiliza Ethernet para transportar tráfico de datos de prioridad elevada, tal como IP-TV, VoIP y juegos.
20 Cuando un fallo afecta al tráfico de prioridad elevada, el tráfico será inundado en muchos puertos sin ningún receptor, lo que da como resultado caídas de paquetes en el tráfico de prioridad baja, así como en el tráfico de prioridad elevada, debido al tráfico excesivo durante la
25 fase de inundación. Por tanto, la inundación de los paquetes de unidifusión presenta un problema en las redes de Ethernet, especialmente con las altas velocidades de transmisión de bits de Ethernet de lO Gigabits y de Ethernet de Gigabit
30 utilizadas junto con, por ejemplo, la EAPS y el RSTP en la transmisión de multimedia, tales como IP-TV y VoIP, que conducen a perturbaciones en la transferencia del contenido de multimedia.
Para la técnica anterior, véanse los documentos US
2003/123462 y US 2006/039390. COMPENDIO El objeto de la presente invención es tratar los
5 problemas descritos más arriba, y proporcionar un manejo eficiente de los paquetes recibidos de unidifusión de Ethernet que tienen una dirección de destino que es desconocida al conmutador, reduciendo de ese modo las pérdidas de transmisión causadas por la inundación. Este y
10 otros objetos se alcanzan mediante el método en un conmutador de Ethernet, y el conmutador de Ethernet, según las reivindicaciones independientes adjuntas. Según un aspecto, se proporciona un método en un conmutador de Ethernet, para manejar paquetes recibidos de
15 unidifusión de Ethernet, teniendo el conmutador dos o más puertos que realizan funciones de interfaz, y estando cada puerto provisto de una memoria tampón de salida dividida lógicamente en las diferentes memorias tampón prioritarias. El método comprende las operaciones siguientes:
20 -Una determinación de la dirección de destino y la prioridad de tráfico de un paquete de unidifusión recibido; -Una búsqueda para una asociación almacenada entre dicha dirección de destino y un puerto que realiza funciones de interfaz del conmutador;
25 -Si se encuentra una asociación, el paquete es programado y puesto en cola en una de dichas memorias tampón prioritarias de la memoria tampón de salida en el puerto asociado que realiza funciones de interfaz según su prioridad de tráfico;
30 -Si no se encuentra ninguna asociación, el paquete es inundado poniendo al paquete en cola en una memoria tampón de inundación predeterminada en cada puerto saliente, que realiza funciones de interfaz, del conmutador, en el que el
tráfico en dicha memoria tampón de inundación es programado como tráfico de prioridad baja. El tráfico en dicha memoria tampón de inundación puede ser programado con la menor prioridad de tráfico.
5 El paquete puede ser puesto en cola en una de las memorias tampón de inundación prioritarias separadas lógicamente, en dicha memoria tampón de inundación, según su prioridad de tráfico, y dicha prioridad de tráfico puede corresponder con la prioridad indicada por la Clase de
10 Servicio (QoS) de Ethernet en el paquete de Ethernet. La dirección de destino en dicho paquete de Ethernet puede indicar la dirección de MAC del dispositivo de destino del paquete, y la asociación entre dicha dirección de MAC y un puerto que realiza funciones de interfaz puede
15 ser almacenada en una tabla de MAC en el conmutador. La inundación de un paquete de unidifusión recibido a través de un puerto entrante del conmutador puede implicar la transmisión a través de cada puerto que realiza funciones de interfaz, del conmutador, excepto a través de
20 dicho puerto entrante. Según otro aspecto, un conmutador de Ethernet tiene dos o más puertos que realizan funciones de interfaz, cada uno provisto de una memoria tampón de salida dividida lógicamente en diferentes memorias tampón prioritarias, y
25 el conmutador está provisto de una disposición para manejar los paquetes de unidifusión recibidos, comprendiendo dicha disposición:
-Una unidad de determinación para determinar la dirección de destino y la prioridad de tráfico de un 30 paquete de unidifusión recibido;
-Una unidad de búsqueda para encontrar una asociación almacenada entre dicha dirección de destino y un puerto que realiza funciones de interfaz del conmutador;
-Una unidad de programación para programar y poner en cola el paquete en una de las memorias tampón prioritarias de la memoria tampón de salida en un puerto asociado que realiza funciones de interfaz según su prioridad de
5 tráfico, y para poner en cola un paquete de unidifusión recibido, para el cual no se encuentra ninguna asociación almacenada, en una memoria tampón de inundación predeterminada en cada puerto saliente, que realiza funciones de interfaz, del conmutador, en el que el tráfico
10 en dicha memoria tampón de inundación es programado como tráfico de prioridad baja. El tráfico en la memoria tampón de inundación puede ser programado con la prioridad más baja. La memoria tampón de inundación puede estar, además,
15 dividida lógicamente en diferentes memorias tampón de inundación prioritarias para programar y poner en cola los paquetes de unidifusión de inundación según su prioridad de tráfico, y dicha prioridad de tráfico puede corresponder con la prioridad indicada por la Clase de Servicio (CoS) de
20 Ethernet en el paquete de Ethernet. La dirección de destino en dicho paquete de Ethernet puede indicar la dirección de MAC del dispositivo de destino del paquete, y el conmutador puede comprender una tabla de MAC para almacenar las asociaciones entre dicha
25 dirección de MAC y un puerto que realiza funciones de interfaz. La unidad de programación puede estar dispuesta para transmitir un paquete de unidifusión recibido a través de un puerto entrante, y para el cual no hay almacenada
30 ninguna asociación con la dirección de destino, a través de cada puerto que realiza funciones de interfaz del conmutador, excepto a través de dicho puerto entrante. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
La presente invención será descrita ahora con más detalle, y haciendo referencia a los dibujos adjuntos, en los cuales:
-la figura 1 ilustra esquemáticamente un conmutador 5 de Ethernet convencional,
-la figura 2 ilustra esquemáticamente las memorias tampón de salida de un puerto que realiza funciones de interfaz de un conmutador de Ethernet,
-la figura 3 ilustra un paquete de Ethernet, 10 -la figura 4 ilustra un anillo de conmutadores de Ethernet, -la figura 5 ilustra el tráfico de datos en el anillo de la figura 4, en caso de un fallo en el enlace, -la figura 6 es un organigrama de un procedimiento
15 para manejar un paquete con dirección de destino desconocida según una primera realización de la invención, y
-la figura 7 ilustra un conmutador de Ethernet provisto de una disposición para manejar paquetes de 20 unidifusión recibidos, según una primera realización de la
invención. DESCRIPCIÓN DETALLADA En la siguiente descripción, se exponen detalles
específicos, tales como secuencias particulares de
25 operaciones y configuraciones de dispositivos, para proporcionar una comprensión profunda de la presente invención. Sin embargo, es evidente para un experto en la materia que la presente invención se puede llevar a la práctica en otras realizaciones que se pueden alejar de
30 estos detalles específicos. Por otra parte, es evidente que las funciones descritas se pueden ejecutar en la práctica usando software que funciona conjuntamente con un microprocesador
programado o un ordenador de propósito general, y/o usando un circuito integrado específico para la aplicación. Aunque la invención está descrita bajo la forma de un método y de un dispositivo, la invención se puede ejecutar en la
5 práctica, también, en un producto de programa de ordenador, así como en un sistema que comprende un procesador y una memoria de ordenador, en el que la memoria está codificada con uno o más programas que pueden realizar las funciones descritas.
10 Cuando la dirección de destino de un paquete de Ethernet recibido es desconocida a un conmutador, el paquete será inundado a través de cada puerto de salida del conmutador. Si el paquete recibido tiene una prioridad de tráfico elevada con respecto a la Calidad de Servicio, el
15 paquete será transportado con prioridad elevada a través de cada puerto de salida del conmutador, lo que conduce a sobrecarga, y a paquetes perdidos y caídos. La presente invención resuelve el problema descrito más arriba, poniendo en cola el tráfico inundado como tráfico de
20 prioridad baja, o de la prioridad más baja, sin importar la Clase de Servicio real indicada en el paquete. De tal modo, se conseguirá una degradación reducida debido a la inundación de paquetes que tienen direcciones de MAC desconocidas.
25 Según una realización adicional de esta invención, los paquetes inundados de prioridad baja son priorizados unos con respecto a otros basándose en el ajuste de la Clase de Servicio, consiguiendo de ese modo una prioridad de inundación. Esto no tendrá ningún impacto en el tráfico,
30 pero tendrá como resultado una interrupción menor del tráfico de prioridad elevada que es afectado directamente por un fallo en el enlace.
La figura 1 es un diagrama de bloques que ilustra un conmutador de Ethernet 1 convencional, a modo de ejemplo, que tiene una tabla 2 de MAC para almacenar las asociaciones entre las direcciones de MAC y los puertos que
5 realizan funciones de interfaz del conmutador. El conmutador 1 está provisto, además, de cuatro puertos que realizan funciones de interfaz 3a-d, cada uno provisto de una memoria tampón que hace cola 4a-d en una salida para hacer cola y programar el tráfico saliente con diferente
10 prioridad. La figura 2 ilustra esquemáticamente la función de la memoria tampón 4a de salida de un puerto, estando la memoria tampón dividida lógicamente en una memoria tampón prioritaria separada, 5a-h, para cada una de las ocho
15 clases de prioridades, de las cuales 5a indica la memoria tampón para el tráfico con la prioridad más elevada, y 5b5h indica las memorias tampón para el tráfico con prioridad menor. Según esta invención, una de las memorias tampón prioritarias está dispuesta para funcionar como una memoria
20 tampón de inundación 5h para los paquetes que tengan un destino desconocido, para los cuales no se almacena ninguna asociación con un puerto que realiza funciones de interfaz en la tabla 2 de MAC. El tráfico en la memoria tampón 5h de inundación está programado como tráfico de prioridad baja,
25 y preferiblemente como tráfico que tiene la prioridad más baja. Así, cada una de las memorias tampón 5a-h prioritarias pone en cola tráfico con la misma prioridad, por ejemplo, IP-TV en una cola y VoIP en otra cola, ambos normalmente transportados como tráfico de prioridad
30 elevada. Según una primera realización de esta invención, un paquete de unidifusión recibido con un destino desconocido es lógicamente puesto en cola en la memoria tampón 5h de la
inundación, en el cual el tráfico es programado como tráfico de prioridad baja, y preferiblemente de la prioridad más baja.
Según una segunda realización de esta invención, un 5 paquete de unidifusión recibido con un destino desconocido es puesto en cola en la memoria tampón 5h de la inundación, y además programado dentro de la memoria tampón de la inundación en una de las memorias tampón de inundación prioritarias separadas lógicamente, 9a-h, según su 10 prioridad de tráfico con respecto a la Calidad de Servicio. La figura 3 ilustra un paquete de Ethernet 6, que tiene un campo de datos 7 y una cabecera 8, la cabecera comprendiendo un campo de dirección de origen, SA (en sus siglas en inglés), y un campo de dirección de destino, DA 15 (en sus siglas en inglés), así como un campo para la Clase de Servicio que indica la prioridad del tráfico de datos. El ajuste de la Clase de Servicio determina la memoria tampón 5a-h prioritaria para el tráfico saliente en el puerto 3a-d que realiza funciones de interfaz asociado con
20 la dirección de destino, que se encuentra en la tabla de MAC en el conmutador. El conmutador actualiza la tabla de MAC mediante el almacenamiento de la asociación entre la dirección de origen de un paquete de Ethernet recibido y el puerto entrante para dicho paquete.
25 Las figuras 4 y 5 ilustran cómo puede producirse la inundación, y la figura 4 ilustra un “anillo” de conmutadores de Ethernet 1 a-e, interconectado mediante enlaces lógicos, cada anillo conectando varios segmentos con dispositivos de comunicaciones, cada segmento indicado
30 mediante una flecha de trazos, formando los conmutadores y los dispositivos de comunicaciones una gran red de Ethernet.
Un anillo de Ethernet controlado por la EAPS tiene un nodo Maestro designado, 1a, que controla el flujo de tráfico entre los nodos, y uno o más nodos de Tránsito pasivos, cada nodo teniendo dos puertos físicos conectados
5 al anillo. Si cualquiera de los enlaces lógicos entre dos conmutadores, es decir, nodos, es interrumpido, el tráfico a los dispositivos de comunicación conectados a los conmutadores se redirigirá según la EAPS, u otro protocolo tal como, por ejemplo, el RSTP (Protocolo Rápido del Árbol
10 de Expansión), y las tablas de MAC asociadas con los puertos en el anillo de los conmutadores serán inundados. Esto conducirá a una inundación que aumenta cada vez más de paquetes de unidifusión con direcciones desconocidas hasta que son creadas las tablas de MAC actualizadas, ya que no
15 se encontrará ninguna asociación entre las direcciones de destino y los puertos. La figura 5 ilustra el “anillo” según la figura 4, en el cual se ha producido un fallo en el enlace entre un primer conmutador 1a y un segundo conmutador 1e. El
20 protocolo, por ejemplo, la EAPS o el RSTP, iniciará un procedimiento de recuperación mediante la activación de un nuevo enlace lógico entre los conmutadores 1d y 1g. De ese modo, la dirección del tráfico entre los conmutadores 1g y 1f, y entre 1f y 1e, será invertida. Por consiguiente, la 25 topología es cambiada, y las tablas de MAC en los conmutadores para los puertos asociados serán inundadas, lo que conduce a la inundación de los paquetes de unidifusión. La solución al problema con la inundación de los paquetes que tienen un destino desconocido, según esta
30 invención, implica que estos paquetes hagan cola como tráfico de prioridad baja, o como tráfico que tiene la prioridad más baja, en cada puerto saliente del conmutador, y esta solución se ilustra en la figura 6.
La figura 6 muestra un organigrama de un procedimiento para manejar un paquete de unidifusión 6 recibido con la dirección de destino desconocida según una primera realización de la invención. En una primera operación 600,
5 el conmutador 1 recibe un paquete 6 de unidifusión a través de un puerto entrante 3a que realiza funciones de interfaz. En la siguiente operación 602, examina la dirección de destino en la cabecera del paquete, extrayendo la dirección de MAC, y en la operación 604, determina la prioridad
10 basándose en el ajuste de la Clase de Servicio en el paquete. En la siguiente operación 606, explora la tabla 2 de MAC para ver si hay almacenada alguna asociación entre la dirección de MAC del paquete recibido y un puerto 3a-d que realiza funciones de interfaz del conmutador. Si se
15 encuentra una asociación entre la dirección de MAC y uno de los puertos 3d en la operación de determinación 608, el conmutador programa y pone en cola el paquete en la operación 610 en una de las memorias tampón 5a-h prioritarias lógicamente separadas de la memoria tampón 4d
20 de salida solamente en este puerto 3d, según la prioridad del paquete, a menos que el puerto asociado corresponda con el puerto entrante 3a, puesto que en este caso el dispositivo de comunicaciones ha recibido ya los datos. Si no se encuentra ninguna asociación con ningún puerto en la
25 operación de determinación 608, el conmutador realiza la inundación mediante la programación y la puesta en cola del paquete en la memoria tampón 4b-d de salida de cada puerto saliente 3b-d del conmutador, conllevando la puesta en cola el almacenamiento del paquete lógicamente en la memoria
30 tampón de inundación 5h específica en las memorias tampón 4b-d de salida en cada puerto saliente 3b-d. El tráfico en la memoria tampón de inundación será programado como tráfico de prioridad baja en relación con el otro tráfico a
través del conmutador y, preferiblemente, pero no necesariamente, como tráfico que tiene la prioridad más baja.
Según una segunda realización de la invención, la
5 inundación implica la operación adicional de que un paquete de unidifusión haga cola, teniendo un destino desconocido, en las memorias tampón 5h de inundación de cada puerto saliente según la prioridad indicada en la Clase de Servicio en el paquete de Ethernet, según lo determinado en
10 la operación 604, es decir, en las memorias tampón 9a-h prioritarias de la inundación lógicamente separadas. De manera alternativa, un paquete de unidifusión que tiene un destino desconocido puede ser puesto en cola según su prioridad en otra memoria tampón prioritaria
15 predeterminada, 5a-e, y no en la memoria tampón de inundación 5h. La figura 7 muestra un conmutador de Ethernet, según lo ilustrado en la figura 1, provisto, además, de unidades lógicas según una realización a modo de ejemplo de un
20 conmutador de Ethernet capaz de manejar paquetes 6 de unidifusión de Ethernet recibidos con direcciones de MAC desconocidas, es decir, cuando ningún puerto que realiza funciones de interfaz está asociado con la dirección de destino en la tabla de MAC 2, las unidades lógicas
25 ejecutadas en la práctica mediante una combinación adecuada de hardware y de software según el conocimiento general común de la persona experta en este campo técnico.
El conmutador está provisto de una disposición 702, 704, 706 que comprende una unidad 702 de determinación para 30 determinar la dirección de destino y la prioridad de tráfico del paquete, y de una unidad 704 de búsqueda para encontrar una asociación entre dicha dirección de destino y un puerto que realiza funciones de interfaz del conmutador.
La disposición comprende, además, una unidad de programación 706 para poner en cola y programar el paquete en una de las memorias tampón 5a-h prioritarias en la memoria tampón 4 de salida del puerto 3 asociado que 5 realiza funciones de interfaz según su prioridad de tráfico. Sin embargo, cuando no se puede encontrar ninguna asociación almacenada en la tabla 2 de MAC, el paquete es puesto en cola en la memoria tampón de inundación lógica específica, predeterminada 5h, en la memoria tampón 4 de
10 salida de cada puerto saliente 3 del conmutador, programando dicha memoria tampón de inundación tráfico de prioridad baja, o preferiblemente tráfico que tiene la prioridad más baja. Por tanto, la invención según las realizaciones
15 descritas proporciona un manejo más eficiente de los paquetes de unidifusión de Ethernet recibidos que tienen una dirección de destino que es desconocida al conmutador, de tal modo que se reducen los problemas causados por los puertos sobrecargados del enlace descendente durante la
20 inundación de unidifusión convencional, que es especialmente perturbadora con tráfico de datos de prioridad elevada, tales como IP-TV y VoIP. Aunque la invención ha sido descrita haciendo referencia a realizaciones específicas a modo de ejemplo,
25 la descripción está solamente destinada, en general, a ilustrar el concepto inventivo, y no se debe considerar como limitativa del alcance de la invención.

Claims (10)

  1. REIVINDICACIONES
    5 1. Un método, en un conmutador de Ethernet (1), de manejar los paquetes de unidifusión de Ethernet (6) recibidos, teniendo el conmutador dos o más puertos (3a-d) que realizan funciones de interfaz, cada uno provisto de una memoria tampón de salida (4a-d) dividida lógicamente en
    10 memorias tampón (5a-h) de diferente prioridad, comprendiendo el método las operaciones de:
    -Determinar la dirección de destino (602) y la prioridad de tráfico (604) de un paquete de unidifusión recibido;
    15 -Buscar (606) una asociación almacenada entre dicha dirección de destino y un puerto (3a-d) que realiza funciones de interfaz del conmutador;
    -Si se encuentra una asociación (608), programar y
    poner en cola (610) el paquete en una de dichas memorias 20 tampón prioritarias (5a-h) de la memoria tampón de salida
    (4) en el puerto asociado que hace funciones de interfaz según su prioridad de tráfico; el método caracterizado, además, por:
    - Si no se encuentra la asociación, realizar la
    25 inundación del paquete de unidifusión mediante la puesta en cola (612) del paquete en una memoria tampón de inundación (5h) en cada puerto saliente que hace funciones de interfaz del conmutador, en el que el tráfico en la memoria tampón de inundación (5h) es programado con la prioridad de
    30 tráfico más baja.
  2. 2. Un método en un conmutador de Ethernet, según la reivindicación 1, caracterizado por la operación adicional de poner en cola el paquete en una de las memorias tampón
    (9a-h) de inundación prioritarias lógicamente separadas, en dicha memoria tampón de inundación (5h), según su prioridad de tráfico.
  3. 3. Un método según cualquiera de las reivindicaciones
    5 precedentes, en el que dicha prioridad de tráfico corresponde a la prioridad indicada por la Clase de servicio (CoS) de Ethernet en el paquete de Ethernet (6).
  4. 4. Un método según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la dirección de destino en dicho
    10 paquete de Ethernet indica la dirección de MAC del dispositivo de destino.
  5. 5. Un método según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la asociación entre dicha dirección de MAC y un puerto que realiza funciones de interfaz está
    15 almacenada en una tabla de MAC (2) en el conmutador.
  6. 6. Un método según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la inundación de un paquete de unidifusión recibido a través de un puerto entrante (3a) del conmutador implica la transmisión a través de cada
    20 puerto que realiza funciones de interfaz del conmutador, excepto a través de dicho puerto entrante.
  7. 7. Un conmutador de Ethernet (1) que tiene dos o más puertos (3a-d) que realizan funciones de interfaz, cada uno provisto de una memoria tampón de salida (4a-d) dividida
    25 lógicamente en memorias tampón (5a-h) de diferentes prioridades, teniendo el conmutador una disposición (702, 704, 706) para manejar paquetes de unidifusión recibidos, comprendiendo dicha disposición:
    -Una unidad de determinación (702) para determinar la 30 dirección de destino y la prioridad de tráfico de un paquete de unidifusión (6) recibido; -Una unidad de búsqueda (704) para encontrar una asociación almacenada entre dicha dirección de destino y un
    puerto (3a-d) que realiza funciones de interfaz del conmutador;
    -Una unidad de programación (706) para programar y poner en cola paquetes recibidos en una de las memorias 5 tampón (5a-h) prioritarias de la memoria tampón de salida
    (4) en un puerto que realiza funciones de interfaz asociado según su prioridad de tráfico; el conmutador caracterizado porque dicha unidad de programación está dispuesta para poner en cola un paquete de unidifusión (6) recibido, para
    10 el cual no hay almacenada ninguna asociación, en una memoria tampón de inundación (5h) en cada puerto de salida que hace funciones de interfaz, en el que el tráfico en dicha memoria tampón de inundación (5h) está programado con la prioridad más baja.
    15 8. Un conmutador de Ethernet según la reivindicación 7, en el que dicha memoria tampón de inundación (5h) está, además, dividida lógicamente en diferentes memorias tampón de inundación prioritarias (9a-h), para programar y poner en cola los paquetes de unidifusión de inundación (6) según
    20 su prioridad de tráfico.
  8. 9. Un conmutador de Ethernet según una de las reivindicaciones 7 u 8, en el que dicha prioridad de tráfico corresponde a la prioridad indicada por la Clase de Servicio (CoS) de Ethernet en el paquete de Ethernet (6).
    25 10. Un conmutador de Ethernet según cualquiera de las reivindicaciones 7 -9, en el que la dirección de destino en dicho paquete de Ethernet indica la dirección de MAC del dispositivo del destino.
  9. 11. Un conmutador de Ethernet según cualquiera de las
    30 reivindicaciones 7 -10, que comprende una tabla de MAC (2) para almacenar las asociaciones entre dicha dirección de MAC y un puerto (3a-d) que realiza funciones de interfaz.
  10. 12. Un conmutador de Ethernet según cualquiera de las reivindicaciones 7 -11, en el que la unidad de programación (706) está dispuesta para transmitir un paquete de unidifusión recibido a través de un puerto
    5 entrante, y para el cual no hay almacenada ninguna asociación con la dirección de destino, a través de cada puerto, que realiza funciones de interfaz, del conmutador, excepto a través de dicho puerto entrante.
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