ES2618953T3 - Disposición de dispositivo y método para implementar una red de transferencia de datos utilizada en el control remoto de propiedades - Google Patents

Disposición de dispositivo y método para implementar una red de transferencia de datos utilizada en el control remoto de propiedades Download PDF

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Abstract

Método para proporcionar una red privada virtual (55, VPN) entre una llave de red de control doméstico (42, 42b) y un dispositivo de red de control doméstico (61) de los accionadores del sistema de control remoto en una propiedad, que comprende: - tanto la llave de red de control doméstico (42, 42b) como el dispositivo de red de control doméstico (61) que forman un par predeterminado de terminales de red, a cuyos miembros se les permite comunicarse solamente entre sí y con un servidor de red de control doméstico (21), envían ocasionalmente una interrogación de sondeo al servidor de red de control doméstico (21), en la cual se le pregunta si el otro dispositivo del par de terminales de red está conectado a la red de transferencia de datos, y si es el caso, entonces - tanto la llave de red de control doméstico (42, 42b) como el dispositivo de red de control doméstico (61) realizan una conexión (201) con el servidor de red de control doméstico (21), con el fin de establecer una red privada virtual y de solicitar (204) del servidor de red de control doméstico (21) la información de encaminamiento, con el fin de establecer una conexión de transferencia de datos de extremo-a-extremo entre dicho par de terminales de red; - el servidor de red de control doméstico (21) comprueba si tanto la llave de red de control doméstico (42, 42b) como el dispositivo de red de control doméstico (61) son el par predeterminado de terminales de red; y - el servidor de red de control doméstico (21) envía (205) tanto a la llave de red de control doméstico (42, 42b) como al dispositivo de red de control doméstico (61), la información de encaminamiento solicitada (205) si el servidor de red de control doméstico (21) ha comprobado que la llave de red de control doméstico (42, 42b) y el dispositivo de red de control doméstico (61) son el par predeterminado de terminales de red, en el que la llave de red de control doméstico (42, 42b) y el dispositivo de red de control doméstico (61) dan inicio, con varios métodos conocidos de establecimiento de una red privada virtual, a un proceso de establecimiento de una conexión de transferencia de datos de extremo-a-extremo, con el fin de proporcionar por lo menos una red privada virtual (55).

Description

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comparación con lo que se muestra en las figuras 1a y 1b.
En los ejemplos de las figuras 1a y 1b, el segundo terminal de red de acuerdo con la invención, que es el dispositivo de red de control doméstico 61 (HCND), está conectado a la red de intranet doméstica 10.0.0.0/24, referencia 5. La red de intranet doméstica 5 está conectada a Internet 2 con el terminal de red 51. El terminal de red 51 puede ser un router, un módem o un cortafuegos, los cuales pueden incluir también un traductor de direcciones de red NAT. En los ejemplos de las figuras 1a y 1b, la intranet doméstica 5 está detrás de un cortafuegos FW1, referencia 51, que contiene una función de NAT. La dirección IP pública del cortafuegos FW1 es 240.1.1.2 en los ejemplos de las figuras 1a y 1b. En la intranet doméstica 5, la dirección IP interna del cortafuegos FW1 es 10.0.0.1. Otros dos dispositivos ejemplificativos de procesado de datos también están conectados a la red de intranet doméstica 5, cuyas direcciones IP en la red de intranet doméstica son 10.0.0.3 y 10.0.0.4.
La red de intranet doméstica de control 172.17.0.0/24 (HCI), referencia 6, está conectada a la red de intranet doméstica 5 por medio del dispositivo de red de control doméstico 61. La dirección IP del dispositivo de red de control doméstico 61 en la red de intranet doméstica de control es 172.17.0.1, y en la red de intranet doméstica
10.0.0.2. En los ejemplos de las figuras 1a y 1b, cuatro dispositivos/servidores ejemplificativos 62, 63, 64 y 65 están conectados a la intranet doméstica de control 6. Los dispositivos/servidores se pueden conectar a la intranet doméstica de control 6 ó bien con una conexión permanente o bien con una conexión de transferencia de datos inalámbrica.
La referencia 62 muestra un servidor web de control de iluminación, cuya dirección IP en la red de intranet doméstica de control es 172.17.0.5. Para un usuario remoto, el servidor web de control de iluminación 62 se ve como el dispositivo HCND4.
La referencia 63 muestra un servidor web de control de calefacción, cuya dirección IP en la red de intranet doméstica de control es 172.17.0.4. Para un usuario remoto, el servidor web de control de calefacción 63 se ve como el dispositivo HCND1.
La referencia 64 muestra un servidor web de cámaras de vigilancia, cuya dirección IP en la red de intranet doméstica de control es 172.17.0.3. Para un usuario remoto, el servidor web de cámaras de vigilancia 62 se ve como el dispositivo HCND2.
La referencia 65 muestra un servidor web de aire acondicionado, cuya dirección IP en la red de intranet doméstica de control es 172.17.0.2. Para un usuario remoto, el servidor web de aire acondicionado 65 se ve como el dispositivo HCND3.
En el ejemplo de la figura 1a, el primer terminal de red de acuerdo con la invención, que es la llave de red de control doméstico 42 (HCNK), está conectado a la red remota doméstica de control 172.17.0.0/24, referencia 4. La red remota doméstica de control 4 está detrás del cortafuegos FW1 de la intranet 3, referencia 31. La dirección IP pública del cortafuegos de NAT 31 es en este ejemplo 240.2.1.2, y la dirección IP interna del cortafuegos de NAT es
10.0.1.1.
La red remota doméstica de control 172.17.0.0/24 (HCRN), referencia 4, está conectada a la red de transferencia de datos 3 por medio de una llave de red de control doméstico 42 de acuerdo con la invención. La dirección IP de la llave de red de control doméstico 42 en la red de intranet es 10.0.1.2, y en la red remota doméstica de control
172.17.0.6. En los ejemplos de las figuras 1a y 1b, un dispositivo de procesado de datos ejemplificativo 41a se ha conectado a la red remota doméstica de control 4, siendo 172.17.0.7 la dirección IP de dicho dispositivo de procesado de datos en la red remota doméstica de control 4. Se usa este dispositivo de procesado de datos 41a/41b, cuando se desea controlar de forma remota dispositivos/servidores 62, 63, 64 ó 65 conectados a la red de intranet doméstica de control 6.
La llave de red de control doméstico 42 y el dispositivo de red de control doméstico 61 de acuerdo con la invención necesitan mutuamente información de encaminamiento del otro, para que puedan establecer entre ellos una conexión de transferencia de datos sobre la base o bien de una capa de enlace de datos o bien de una capa de red, en los ejemplos de las figuras 1a y 1b una conexión de transferencia de datos de VPN 55. La información de encaminamiento determinada es almacenada tanto por la llave de red de control doméstico 42 como por el dispositivo de red de control doméstico 61 de acuerdo con la invención, en un servidor de red de control doméstico 21 (HCNS) en Internet.
En el ejemplo de la figura 1a, los cortafuegos de NAT no restringen totalmente la comunicación de UDP saliente. Son los denominados cortafuegos de NAT en un estado y "con memoria", que tampoco cambian los números de puerto de origen de conexiones de UDP (Protocolo de Datagrama de Usuario) de manera impredecible, si no es necesario. En el ejemplo de la figura 1a, el objetivo es establecer en la capa de enlace de datos una conexión de nivel de Ethernet entre la llave de red de control doméstico 42 y el dispositivo de red de control doméstico 61.
Cuando, en el sistema de control remoto 1A de acuerdo con la figura 1a, se desea establecer una conexión de
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El paquete de ICMP ECHO REQUEST enviado por la llave de red de control doméstico 42 pasa a través del cortafuegos de NAT 31. Así, la IP de origen del paquete cambia -> 5.5.5.5. El cortafuegos de NAT 31 recuerda que, con el número de ID 1000, la IP de origen 10.0.0.2 se convirtió en un ICMP ECHO REQUEST.
Simultáneamente, el paquete de ICMP ECHO REQUEST enviado por el dispositivo de red de control doméstico 61 pasa a través del cortafuegos de NAT 51. De este modo, la IP de origen del paquete cambia -> 6.6.6.6. El cortafuegos de NAT 51 recuerda que, con el número de ID 1000, la IP de origen 10.0.0.2 se convirtió en ICMP ECHO REQUEST.
Los paquetes enviados de ICMP ECHO REQUEST se “cruzan” en Internet 2, es decir, los dos paquetes están de camino en la red del operador al mismo tiempo.
El paquete de ICMP ECHO REQUEST llega al cortafuegos 51, y el cortafuegos 51 responde al mismo. El resultado de la respuesta no es significativo, ya que el ICMP ECHO REPLY enviado por el dispositivo de red de control doméstico 61 se ha enviado antes que el paquete de ICMP ECHO REPLY enviado por el cortafuegos 51. Tampoco es importante que el cortafuegos 51 no responda al paquete de ICMP ECHO REQUEST.
El paquete de ICMP ECHO REPLY enviado por el dispositivo de red de control doméstico 61 llega al cortafuegos 31. El cortafuegos 31 recuerda que anteriormente se envió un paquete de ICMP ECHO con número de ID 1000. El cortafuegos 31 recuerda que el emisor de la solicitud fue el dispositivo 10.0.1.2. El cortafuegos 31 encamina el paquete adicionalmente a la dirección 10.0.1.2 cambiando la IP de destino del paquete 5.5.5.5 -> 10.0.1.2.
La llave de red de control doméstico 42 recibe el paquete de ICMP y, de este modo, el dispositivo de red de control doméstico 61 ha enviado satisfactoriamente un paquete de ICMP de datos en formato libre a la llave de red de control doméstico 42.
A continuación, la llave de red de control doméstico 42 y el dispositivo de red de control doméstico 61 forman también otra conexión de ICMP inversa. La conexión se establece tal como se ha descrito anteriormente. Únicamente cambia la dirección del establecimiento de la conexión. Al final del proceso de establecimiento de la conexión, la llave de red de control doméstico 42 recibe un paquete, cuya carga útil incluye comunicación de VPN ventajosamente de 30-1.400 bytes.
El dispositivo de red de control doméstico 61 y la llave de red de control doméstico 42 continúan enviando pares de paquetes de ICMP ECHO REQUEST e ICMP ECHO REPLY, de manera que cada par de paquetes de ICMP tiene un ECHO ID diferente. Así, los mensajes de ICMP ECHO REPLY o de tiempo de vida TTL superado, enviados por los cortafuegos 31 y 51 no impiden la comunicación.
El dispositivo de red de control doméstico 61 y la llave de red de control doméstico 42 llegan a un acuerdo entre ellos sobre los números de los ECHO ID y la frecuencia de envío, ventajosamente en primer lugar por medio de un servidor de red de control doméstico 21 independiente, y, tras el establecimiento de la conexión de transferencia de datos, directamente entre ellos en el comienzo de la carga útil de los paquetes de ICMP ECHO REPLY. En el inicio de los paquetes de ICMP REPLY, se notifican en cada paquete el ECHO REQUEST ID previo, enviado por el dispositivo respectivo, y la frecuencia de envío solicitada por el dispositivo para los paquetes de ECHO REQUEST. Así, los dos dispositivos conocen qué ECHO ID es necesario enviar en el siguiente paquete de ECHO REQUEST, y cuándo es necesario enviar el siguiente ECHO REQUEST. Si, por ejemplo, en el paquete de ECHO REPLY, la frecuencia de envío solicitada es 500 ms, el dispositivo envía su paquete de ECHO REQUEST siempre que el tiempo que va desde el momento del establecimiento de la conexión en milisegundos sea divisible por 500.
Ejemplos de establecimiento de un túnel de VPN usando un protocolo TCP, referencia 2064, en la disposición de la figura 1a:
Una conexión de retransmisión de TCP asistida funciona, en el sentido de la seguridad de los datos, de forma correspondiente a cualquier otra conexión, por ejemplo, una conexión de UDP directa normal entre dos dispositivos. La conexión de VPN no se abre con un servidor de retransmisión de TCP que se esté utilizando, sino que el cifrado tiene lugar en los dispositivos terminales que establecen la conexión. Una vulneración en el servidor de retransmisión de TCP no puede vulnerar la conexión de VPN establecida, y no se puede engañar a la llave de red de control doméstico según la invención para que se conecte a un dispositivo incorrecto.
Ejemplo de establecimiento de una conexión de retransmisión de TCP:
La dirección IP pública de la llave de red de control doméstico 42 es 5.5.5.5, la dirección IP pública del dispositivo de red de control doméstico 61 es 6.6.6.6, y la dirección IP pública del servidor de retransmisión de TCP (servidor de red de control doméstico 21) es 7.7.7.7.
La llave de red de control doméstico 42 realiza una conexión de TCP con la dirección 7.7.7.7, y con su puerto 443. El servidor de retransmisión de TCP ve la conexión solicitada y la acepta. Tiene lugar la señalización de entrada en
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