ES2660738T3 - Nodo de comunicaciones, sistema de comunicaciones, dispositivo de control, método de transferencia de paquetes, y programa - Google Patents

Nodo de comunicaciones, sistema de comunicaciones, dispositivo de control, método de transferencia de paquetes, y programa Download PDF

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Abstract

Un nodo (10) de comunicaciones que comprende: una primera tabla (11, 106) que almacena una primera entrada (107) en la cual una condición de coincidencia que incluye al menos una dirección de destino está asociada con un destino de salida de un paquete que coincide con la condición de coincidencia; una segunda tabla (12, 109) que almacena una segunda entrada (110) que tiene una condición de coincidencia establecida por un aparato (20) de control predeterminado; una unidad (13) de aprendizaje de destino que registra un conjunto de un origen y un puerto de recepción de un paquete recibido como una primera entrada en la cual una condición de coincidencia está asociada con un destino de salida en la primera tabla; y una unidad (14) de tratamiento de paquetes que reenvía un paquete a un destino de salida determinado en la primera tabla cuando se encuentra una entrada que tiene una condición de coincidencia que coincide con un paquete recibido desde cada una de la primera y segunda tablas, y que trasmite un paquete recibido según una tercera entrada (111) establecida por el aparato de control cuando no se encuentra ninguna entrada que tenga una condición de coincidencia que coincida con el paquete recibido en al menos una de la primera y segunda tablas.

Description

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El paquete para el descubrimiento de topología reenviado desde el nodo 1021 de comunicaciones al nodo 1022 de comunicaciones es reenviado por el nodo 1022 de comunicaciones al aparato 101 de control (recogido, por ejemplo, por el mensaje de Paquete de Entrada en “OpenFlow Switch Specification” Versión 1.1.0 Implementada). El aparato 101 de control aprende a partir de la información (la información para identificar de forma unívoca un nodo de comunicaciones) incluida en el paquete para el descubrimiento de la topología recibida desde el nodo 1022 de comunicaciones de que está conectado un enlace entre el nodo 1021 de comunicaciones y el nodo 1022 de comunicaciones. El aparato 101 de control aprende los puertos de los nodos de comunicación conectados mediante un enlace entre los nodos de comunicaciones como puertos de entrada (puertos no conectados a la salida).
Mientras tanto, el nodo 1021 de comunicaciones trasmite el paquete para el descubrimiento de la topología al terminal 1031 también, pero este paquete no es devuelto al aparato 101 de control. El aparato 101 de control aprende que un puerto aplicable del nodo 1021 de comunicaciones está conectado a la salida de la red cuando no es capaz de recibir el paquete para el descubrimiento de la tipología desde otro nodo de comunicaciones durante un periodo de tiempo predeterminado, como en este caso. El aparato 101 de control aprende los puertos conectados a la salida de la red como puertos de salida (puertos conectados a la salida).
La topología de la red constituida por los nodos 1021 a 1024 de comunicaciones puede ser captada realizando el tratamiento descrito para recoger información de los puertos de todos los nodos de comunicaciones conectados al aparato 101 de control.
Además, se puede utilizar un método de descubrimiento de la topología tal como el Protocolo de Descubrimiento de Capa de Enlace (LLDP) en vez del procedimiento anterior.
Cálculo de trayecto
Después de captar la topología de red como se ha descrito anteriormente, el aparato 101 de control calcula los trayectos de transmisión/multidifusión (trayectos BCMC) en la red. La fig. 6 es un dibujo para explicar una operación (cálculo de trayecto) de la primera realización ejemplar. En primer lugar, el aparato 101 de control calcula los trayectos BCMC de un paquete sobre la base de la topología de red captada como se ha descrito anteriormente.
A continuación, el aparato 101 de control genera la entrada de transmisión (la tercera entrada) que tiene los nodos de comunicaciones sobre los trayectos BCMC reenvía un paquete recibido por un puerto de entrada desde otros puntos de entrada y los puertos de salida sobre los trayectos BCMC, y establece la entrada en las Tablas 1 (signo 109) de los nodos de comunicaciones sobre el trayecto (las flechas discontinuas en la fig. 6).
Además, el aparato 101 de control genera la entrada de transmisión (la tercera entrada) que tiene un paquete recibido por los puertos de salida de los nodos 1021 a 1024 de comunicaciones reenviado a los puertos de salida y a los puertos sobre los trayectos BCMC, y establece la entrada en las Tablas 1 (signo 109) de los nodos de comunicaciones sobre el trayecto.
Como resultado de lo anterior, las entradas para reenviar paquetes han sido establecidas como se ha indicado por las flechas en la fig. 6.
Detección de terminal (aprendiendo la Entrada Dst MAC)
A continuación, cuando el terminal 1031 transmite un paquete al nodo 1021 de comunicaciones en cualquier momento durante la operación, el nodo 1021 de comunicaciones genera la entrada 107 Dst MAC que tiene la dirección MAC origen del paquete como una condición de coincidencia, y que define el tratamiento de levantar una banderola en Metadatos como una instrucción, reenviando el tratamiento desde el puerto de recepción del paquete, y el tratamiento de buscar en la Tabla 1 (signo 109) en la unidad de aprendizaje de destino, y registra la entrada en la Tabla 0 (signo 106).
Además, el nodo 1021 de comunicaciones se refiere a la Tabla 0 (signo 106) y a la Tabla 1 (signo 109) en orden y determina un destino de reenvío. En este punto, ya que no hay entrada 107 Dst MAC, una entrada que coincide con el paquete desde el terminal 1031, el nodo 1021 de comunicaciones reenvía el paquete al trayecto BCMC y a un puerto de salida (si hay alguno) según la entrada 111 de transmisión.
A continuación, los nodos 1022 a 1024 de comunicaciones, los cuales han recibido el paquete con puertos de entrada del mismo sobre el trayecto BCMC, generan la entrada 107 Dst MAC que tiene la dirección MAC origen del paquete como una condición de coincidencia, y que define el tratamiento de levantar una banderola en Metadatos como una instrucción, reenviando el tratamiento desde el puerto de recepción del paquete, y el tratamiento de buscar en la Tabla 1 (signo 109), y registra la entrada en la Tabla 0 (signo 106), como el nodo 1021 de comunicaciones.
En los nodos 1022 a 1024 de comunicaciones, también, se hace referencia a las Tablas 0 (signo 106) y a las Tablas 1 (signo 109) en orden y es determinado un destino de reenvío. Ya que los nodos 1022 a 1024 de comunicaciones no tienen la entrada 107 Dst MAC, una entrada que coincide con el paquete procedente del terminal 1031, cualquiera, de los nodos 1022 a 1024 de comunicaciones reenvía el paquete al trayecto BCMC y a un puerto de
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salida (si hay alguno) según la entrada 111 de transmisión.
Como resultado de lo anterior, el paquete transmitido procedente del terminal 1031 al nodo 1021 de comunicaciones es reenviado al terminal 1032 según las fechas en la fig. 6.
Reenvío de paquetes de respuesta (reenvío a unos destinos aprendidos)
A continuación, cuando el terminal 1032, el cual ha recibido el paquete procedente del terminal 1031, transmite un paquete destinado para el terminal 1032 al nodo 1024 de comunicaciones, el nodo 1024 de comunicaciones reenvía el paquete desde un puerto designado por la entrada 107 Dst MAC ya que la dirección MAC del terminal 1031 ha sido aprendida (la entrada 107 Dst MAC ha sido registrada), y la Tabla 1 (signo 109) tiene la entrada Src MAC que establece las direcciones MAC de los terminales 1031 y 1032 como condiciones de coincidencia para la dirección AC origen registrada.
Los nodos 1022 y 1021 de comunicaciones reenvían el paquete desde un puerto designado por la entrada 107 Dst MAC ya que los nodos 1022 y 1021 de comunicaciones han aprendido la dirección MAC del terminal 1031 también (la entrada 107 Dst MAC ha sido registrada) y las Tablas 1 (signo 109) tienen la entrada Src MAC que establece las direcciones MAC de los terminales 1031 y 1032 como condiciones de coincidencia para la dirección MAC origen registrada.
Como resultado de lo anterior, el paquete transmitido procedente del terminal 1032 al nodo 1024 de comunicaciones es reenviado al terminal 1032 a lo largo de las flechas en la fig. 8.
Como se ha descrito, según la presente realización ejemplar, el reenvío de paquete equivalente a la conmutación L2 es realizado utilizando una red de control centralizada. Además, la ocurrencia de un bucle es impedida en la realización ejemplar actual ya que los paquetes no aprendidos son reenviados mediante los trayectos BCMC calculados por el aparato 101 de control sobre la base de la topología de red, a diferencia de la conmutación L2 donde los paquetes son inundados desde los puertos sin recepción. Además, aunque esto no se explicó en la realización ejemplar anterior, es posible minimizar un aumento en el número de entradas estableciendo un valor de tiempo de espera apropiado en la entrada 107 Dst MAC y realizando el proceso de envejecimiento.
Además, según la realización ejemplar, cuando ocurre un fallo en un enlace entre cualquiera de los nodos de comunicaciones, es posible establecer y aprender un trayecto alternativo. El proceso del mismo será descrito a continuación.
Tratamiento de Derivación
Aquí, se explicará un caso donde ocurre un fallo en el enlace entre los nodos 1021 y 1022 de comunicaciones en la fig. 9. En primer lugar, los nodos 1021 y 1022 de comunicaciones notifican al aparato 101 de control de un estado de puerto inactivo y solicitan al aparato 101 de control para recalcular un trayecto de transmisión y reiniciar las entradas necesarias.
Tras la recepción de la notificación, el aparato 101 de control actualiza la topología de red aprehendida a través del proceso descrito anteriormente (Búsqueda de Topología) sobre la base de los contenidos de la notificación.
A continuación, el aparato 101 de control recalcula los trayectos BCMC utilizando el mismo proceso (Cálculo de Trayecto) descrito anteriormente.
A continuación, como en el proceso (Cálculo de Trayecto) descrito anteriormente, el aparato 101 de control genera la entrada de transmisión (la tercera entrada) que reenvía los paquetes recibidos desde los puertos de salida de los nodos 1021 a 1024 de comunicaciones a los puertos de salida y los puertos sobre los trayectos BCMC, y establece la entrada en las Tablas 1 (signo 109) de los nodos de comunicaciones sobre los trayectos (las flechas discontinuas en la fig. 9).
Finalmente, el aparato 101 de control instruye los nodos 1021 a 1024 de comunicaciones para borrar la entrada Dst MAC que almacena una dirección MAC aprendida (las flechas de puntos y trazos en la fig. 9).
Como resultado de lo anterior, cuando el terminal 1031 transmite un paquete a partir de entonces, la dirección MAC es aprendida como se ha descrito anteriormente (Detección de Terminal (Aprendiendo la Entrada Dst MAC)) (Reenvío de Paquete de Respuesta (Reenvío a un Destino Aprendido)), y el paquete es reenviado a lo largo de un trayecto mediante los nodos 1021, 1023, y 1024 de comunicaciones.
Se ha descrito una realización ejemplar de la presente invención anteriormente, sin embargo, la presente invención no está limitada a la realización ejemplar descrita. Por ejemplo, la configuración de red y la configuración de los elementos mostrados en cada dibujo es meramente un ejemplo para facilitar la comprensión de la presente invención, la cual no está limitada a estas configuraciones mostradas en los dibujos.
Además, por ejemplo, en la realización ejemplar descrita anteriormente, las direcciones MAC son utilizadas como condiciones de coincidencia en la primera tabla (Tabla 0 (signo 106)) y en la segunda tabla (Tabla 1 (signo 109)), sin
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12: segunda tabla
13: unidad de aprendizaje de destino
14: unidad de tratamiento de paquetes
20, 101: aparato de control 5 103: unidad de control de protocolo
104: puerto de entrada
105: unidad de almacenamiento de tabla
106: Tabla 0
107: entrada Dst MAC (primera entrada) 10 108: entrada de fallo-acierto (cuarta entrada)
109: Tabla 1
110: entrada Src MAC (segunda entrada)
111: entrada de transmisión (tercera cada)
112: puerto de salida 15 A a C, 1031, 1032: terminal
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