ES2567558T3 - Técnicas para gestionar tráfico de red - Google Patents

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Abstract

Un procedimiento de gestión de tráfico de red, comprendiendo el procedimiento: - un inspector de paquetes (100) que lleva a cabo la inspección de paquetes de un paquete de datos de tráfico de datos de enlace descendente hacia un equipo de usuario (10); - identificando el inspector de paquetes (100) que el paquete de datos pertenece a un servicio predefinido específico; - enviando el inspector de paquetes (100) datos de inspección de paquetes a un controlador de políticas (30), indicando los datos de inspección de paquetes tráfico de datos relacionado con el servicio, de un servicio predefinido específico, e incluyendo un identificador de servicio que indica el servicio al que pertenece el paquete de datos identificado; y - marcando el inspector de paquetes (100) el paquete de datos identificado mediante incluir un identificador en el paquete de datos identificado.

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DSCP, el filtro de paquetes de DL encaminará los paquetes de datos filtrados a esta portadora ya existente. Si no existe dicha portadora, se establecerá una portadora de la clase de QoS asociada con el DSCP, a la recepción de la señalización de filtro de paquetes de DL desde el controlador de políticas 30.
La figura 5 muestra un diagrama de flujo para ilustrar esquemáticamente un procedimiento 200 de gestión de tráfico de datos de DL, de acuerdo con los conceptos mencionados anteriormente.
En la etapa 210, se reciben datos de inspección de paquetes, por ejemplo en el controlador de políticas 30. Los datos de inspección de paquetes recibidos pueden incluir un identificador de servicio que indica un servicio al que pertenecen los paquetes de datos identificados. Además, los datos de inspección de paquetes pueden indicar un identificador que se utiliza para marcar los paquetes de datos en respuesta a la inspección de paquetes, por ejemplo un DSCP dedicado.
En la etapa 220, se reciben datos de políticas. Los datos de políticas pueden incluir políticas generales definidas por un operador de una red de comunicación móvil sobre cómo gestionar paquetes de datos de un servicio específico, o pueden estar relacionados con el usuario, es decir, definir cómo gestionar paquetes de datos de un servicio específico y un usuario específico. Los datos de políticas pueden distinguir asimismo entre diferentes grupos de abonados o pueden definir una cuota de volumen de un usuario, abonado, grupo de abonados o servicio. Específicamente, los datos de políticas pueden indicar qué clase de calidad de servicio se debería proporcionar a paquetes de datos pertenecientes a un servicio específico. Esta información puede variar dinámicamente, por ejemplo en base a la hora del día, al día de la semana, o a la cuota de volumen utilizada.
En la etapa 230, se determina el filtro de paquetes de DL en base a los datos de inspección de paquetes y a los datos de políticas. En particular, se determina un filtro de paquetes de DL que funciona en base a un identificador incluido en los paquetes de datos en respuesta al proceso de inspección de paquetes. El filtro de paquetes de DL se utiliza a continuación para encaminar los paquetes de datos marcados a una portadora que tiene la clase de QoS deseada. Para este propósito, el filtro de paquetes de DL determinado se puede señalizar desde un controlador de políticas, por ejemplo el controlador de políticas 30, a una pasarela, por ejemplo la pasarela 26.
La figura 6 muestra esquemáticamente un entorno de comunicación móvil en el que el tráfico de datos de UL se gestiona de acuerdo con una realización de la invención. El entorno de comunicación móvil de la figura 6 es similar en general al de la figura 1, y los componentes similares se han indicado con signos de referencia similares. Para más detalles, se hace referencia a las explicaciones correspondientes en relación con la figura 1.
De acuerdo con los conceptos que se muestran en la figura 6, la información de los paquetes de datos de DL se utiliza en el equipo de usuario 10 para formar reglas locales para encaminar paquetes de datos de UL. En este caso, se debe observar que en un escenario de comunicación móvil, el flujo de paquetes de datos de IP es habitualmente bidireccional. Incluso si el transporte de datos de carga útil se produce solamente en un sentido, por ejemplo en base a paquetes TCP, el flujo de paquetes de IP incluirá asimismo habitualmente paquetes de control, por ejemplo paquetes de acuse de recibo TCP, transmitidos en el sentido opuesto. Además, las direcciones IP de origen y de destino, y los números de puerto de un flujo de paquetes IP son habitualmente simétricos, es decir el punto extremo de destino (identificado por una dirección IP y un número de puerto) en un sentido es el mismo que el punto extremo de origen (identificado por dirección IP y número de puerto) en el sentido opuesto, y viceversa. Debido a la simetría, los paquetes del mismo flujo de paquetes de IP que fluyen en sentidos opuestos tendrán identificadores de dirección "complementarios", e identificadores de puerto "complementarios", lo que significa que el identificador de origen en un sentido es el mismo que el identificador de destino en el sentido contrario.
De acuerdo con los conceptos de gestión de tráfico de datos de UL que se explican a continuación, se supondrá que el tráfico de datos de DL está ya mapeado a clases de QoS y portadoras correspondientes. Esto se puede conseguir de acuerdo con los conceptos explicados anteriormente en relación con la figura 1. Es decir, el entorno de comunicación móvil de la figura 6 podría incluir asimismo el inspector de paquetes 100 y funcionalidades asociadas para gestionar tráfico de datos de DL según se ha explicado en relación con la figura 1. No obstante, se debe entender que son aplicables asimismo otros conceptos de mapeo de tráfico de datos de DL a clases de QoS y portadoras.
Tal como se muestra en la figura 6, el equipo de usuario 10 incluye además una función de réplica 220. La función de réplica 220 puede ser implementada por un hardware dedicado o como una función de software que se ejecuta en un procesador. La función de réplica 220 está configurada para detectar paquetes de datos entrantes que incluyen un primer identificador y paquetes de datos salientes que incluyen un segundo identificador que es complementario con respecto al primer identificador. En el identificador complementario, un identificador de punto extremo de destino, por ejemplo dirección IP de destino y/o puerto de destino, es el mismo que un identificador del punto extremo de origen, por ejemplo dirección IP de origen y/o puerto de origen, en el identificador. Cada uno del primer y el segundo identificadores pueden ser una 5-tupla de IP. La función de réplica 220 controla los filtros de paquetes de UL 62, 64, que están basados en 5-tuplas de IP, de tal modo que los paquetes de datos salientes que tienen el segundo identificador complementario son encaminados a la misma portadora desde la que se reciben los paquetes de datos entrantes que tienen el primer identificador. De este modo, no es necesaria ninguna señalización explícita entre la pasarela 26 y el equipo de usuario 10 para seleccionar o configurar los filtros de paquetes de UL
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62, 64. Si la función réplica 220 detecta que se ha mapeado un nuevo flujo de paquetes de IP sobre una portadora 52, 54 o que se ha establecido una nueva portadora 52, 54, la función réplica 220 generará automáticamente un correspondiente filtro de paquetes de UL 62, 64. Si se identifican paquetes de datos en el sentido de DL mediante una 5-tupla de IP específica, el filtro de paquetes de UL 62, 64 estará configurado para encaminar paquetes de datos salientes que llevan una 5-tupla de IP complementaria, a la misma portadora desde la que se reciben los paquetes de datos entrantes.
La estructura de un identificador y un identificador complementario, que están basados en la 5-tupla de IP, se muestra en la figura 7. Sin embargo, se debe entender que son asimismo posibles otros tipos de identificadores e identificadores complementarios. En general, el identificador complementario indica el origen identificado en el identificador de un paquete de datos entrante como el destino de un paquete de datos saliente.
Tal como se muestra en la figura 7, un identificador en la base de la 5-tupla de IP puede incluir una dirección de origen A, una dirección de destino B, un puerto de origen C, un puerto de destino D y un identificador de protocolo X. El correspondiente identificador complementario tendrá entonces una dirección de origen B, una dirección de destino A, un puerto de origen D, un puerto de destino C y un identificador de protocolo X. En otras palabras, en el identificador complementario la dirección de origen y la dirección de destino están intercambiadas en comparación con el identificador. Análogamente, en el identificador complementario, el puerto de origen y el puerto de destino están intercambiados en comparación con el identificador. El identificador de protocolo permanece invariable. En otras realizaciones, pueden ser utilizados diferentes tipos de identificador e identificador complementario, por ejemplo en base a solamente una parte de la 5-tupla de IP. Por ejemplo, en el identificador complementario, se podrían intercambiar solamente la dirección de origen y la dirección de destino, en comparación con el identificador.
En lo que sigue, se explicará en mayor detalle un proceso de gestión de paquetes de datos de UL de acuerdo con una realización de la invención, haciendo referencia a las estructuras que se muestran en la figura 6.
Inicialmente, los paquetes de datos de UL relacionados con un servicio específico pueden ser transmitidos desde el equipo de usuario 10 a la pasarela 26 sobre una portadora arbitraria, por ejemplo sobre la portadora por defecto. Entonces, el correspondiente flujo de paquetes IP incluirá asimismo paquetes de datos transmitidos en el sentido de DL. Estos paquetes de datos serán mapeados a una clase de QoS deseada y la portadora correspondiente 52, 54, por ejemplo utilizando los conceptos que se han explicado en relación con la figura 1. Este proceso puede involucrar asimismo el establecimiento de una nueva portadora asociada con la clase de QoS deseada.
La función de réplica 220 en el equipo de usuario 10 detecta a continuación los paquetes de datos entrantes que se reciben de esta portadora 52, 54 y genera un filtro de paquetes de UL "replicado" 62, 64, que funciona en la base de una 5-tupla de IP que es complementaria a una 5-tupla de IP de los paquetes de datos entrantes recibidos. En este caso, se debe entender que pueden estar presentes diferentes flujos de paquetes IP en una única portadora 52, 54, y que múltiples filtros de paquetes de UL 62, 64 pueden encaminar paquetes de datos salientes sobre la misma portadora 52, 54. Si hay un nuevo flujo de paquetes IP con paquetes de datos entrantes sobre una portadora 52, 54
o se establece una nueva portadora, se generará un correspondiente filtro de paquetes de datos de UL nuevo 62,
64.
Cuando se aplican los conceptos mencionados anteriormente, el equipo de usuario 10 puede recibir una funcionalidad para indicar a la red de comunicación móvil que soporta la función de réplica 220. Por ejemplo, esto se podría incluir en señalización de gestión de sesiones, por ejemplo durante un procedimiento de acoplamiento entre el equipo de usuario 10 y la red central. A modo de ejemplo, se podría añadir un elemento de información al proceso de señalización, en el que el equipo de usuario 10 puede indicar que soporta a la función de réplica 220. La figura 6 muestra esquemáticamente un correspondiente trayecto de señal 2 que se extiende desde el equipo de usuario 10. En este caso, se debe entender que el trayecto de señalización 2 se representa esquemáticamente extendiéndose desde el equipo de usuario 10 directamente a un nodo de red específico, por ejemplo al controlador de políticas 30 mostrado, pero habitualmente puede estar implementado a través de otros nodos de red. Por ejemplo, en una red de comunicación UMTS, el trayecto de señalización 2 se podría extender desde el equipo de usuario 10 hasta un nodo de soporte GPRS de servicio (SGSN, Serving GPRS Support Node). En una red de comunicación de evolución a largo plazo/evolución de arquitectura de servicio (SAE/LTE, Long Term Evolution/Service Architecture Evolution), el trayecto de señalización 2 se podría extender desde el equipo de usuario 10 hasta una entidad de gestión móvil (MME, Mobile Management Entity). Desde estos nodos de red, la información de señalización puede a continuación ser transmitida o distribuida otros nodos de red, por ejemplo al controlador de políticas 30.
En algunas realizaciones, la información de que el equipo de usuario 10 soporta la función de réplica 220 puede ser distribuida asimismo entre nodos de la red central, por ejemplo al controlador de políticas 30 o a un nodo que soporta una función de inspección de paquetes, por ejemplo el inspector de paquetes 100 que se muestra en la figura 1. Para este propósito, se puede reutilizar la interfaz Gx o la interfaz Rx según las especificaciones 3GPP.
De acuerdo con algunas realizaciones, se puede disponer otro trayecto de señalización 4 desde la red de comunicación móvil hasta el equipo de usuario 10. Utilizando este trayecto de señalización 4, puede ser posible activar o desactivar la función de réplica 220 para cada portadora. Esto puede ser útil si no todas las aplicaciones o servicios requieren la activación de esta función. Por ejemplo, en algunos casos la 5-tupla de IP en los paquetes de
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