MXPA04012710A

MXPA04012710A - Optimizacion de agente local para manejar ip moviles y trayectorias conmutadas de etiqueta estatica.

Info

Publication number: MXPA04012710A
Application number: MXPA04012710A
Authority: MX
Inventors: Mathias Rautenberg
Original assignee: Siemens Ag
Priority date: 2002-07-15
Filing date: 2002-07-15
Publication date: 2005-08-15
Also published as: CN1640058A; EP1522171B1; AU2002368064A1; CA2492545A1; ES2268165T3; BRPI0215749B1; US20060010250A1; EP1522171A1; BR0215749A; DE60214605T2; WO2004008690A1; ATE339048T1; DE60214605D1

Abstract

Para el enrutado Ip optimizado, la invencion describe un agente local y un metodo para transferir un paquete Ip a traves de una trayectoria desde un emisor (CN) a traves de una red de acceso de radio (RAN, HA, FA 11) a un anfitrion movil (MS2), en el cual un agente local (HA) recibe el paquete de datos entrante par aun anfitrion movil (MS2) con una direccion de destino (MS2) con una direccion de destino (direccion MS2 137.21.16.5), el agente local (HA examina si hay una coincidencia ente la direccion de destino (direccion MS2: 137.21.16.5) del paquete y una direccion de sub-red (direccion FA 11: 137.21.16.0) de un agente exterior (FA 11) almacenado en una lista de direcciones de sub-red (137.21.16.0;137.22.25.0) almacenadas en una lista en el agente local (HA), en el cual si hay una coincidencia entre la direccion del destino (direccion MS2: 137.21.16.5) y una direccion de sub-red (direccion FA 11: 137.21.16.0) de un agente exterior, el agente local examina si existe una trayectoria previamente configurada del agente local (HA) a este agente exterior y el agente local (GA) envia el paquete a este agente exterior (FA 11) en esa trayectoria conmutada de etiquetas previamente configurada (137) si existe una trayectoria conmutada de etiqueta (37) a este agente exterior.

Description

OPTIMIZACION DE AGENTE LOCAL PARA MANEJAR P MOVILES Y TRAYECTORIAS CONMUTADAS DE ETIQUETA ESTATICA CAMPO DE LA INVENCION La invención se refiere a un método y a un agente local optimizado para la transferencia de datagramas IP a través de una trayectoria desde un emisor a través de una red de acceso de radio hasta un anfitrión móvil. ANTECEDENTES DE LA INVENCION · El documento WO 01 06732 A describe un método para la transferencia de datos a través de una trayectoria desde un emisor a través de una red de acceso de radio hasta un anfitrión móvil. El texto xMPLS-an introduction tomultiprotocol label switching" de Nort-el- networks, abril 2001 (2001-04), páginas 1-12, XP 002950989 describe un protocolo de conmutación de etiqueta de múltiples protocolos (MPLS) , en el cual un agente de nodo MPLS envia un paquete de datos a otro nodo. El protocolo IP móvil es un concepto para tratar a los problemas de movilidad de los usuarios para el transporte de los servicios relacionados con IP. Como requisito previo la red de acceso asi como la red núcleo usan IP como el protocolo de capa de red y son capaces de hacer funcionar además el protocolo móvil IP. La arquitectura de la red para el Ipv4 móvil incluye agentes locales y agentes exteriores para formar túneles de avance IP, cuando un anfitrión móvil se sale de la red central para unirse a un diferente punto de acceso para solicitar el servicio de una red. El agente exterior representa la ruta por misión para un anfitrión móvil, si está unido a un punto de acceso fuera de la red central. Cuando el nodo correspondiente envía paquetes a un anfitrión móvil ya registrado en un lugar diferente, el agente central intercepta todos los paquetes para ese anfitrión y los vuelve a enrutar hacia una nueva locación. El cache de enlace del agente local contiene información de re-enrutamiento para todos los anfitriones móviles actualmente unidos a diferentes puntos de acceso. La dirección de cuidado especifica que el nodo móvil ha adquirido temporalmente una dirección de anfitrión después de registrarse en una locación diferente. El uso de túneles IP entre un agente local . y un agente exterior se vuelve insuficiente si la red de transporte ya proporciona mecanismos de formación de túneles alternativos para interconectar los diferentes puntos de acceso. El MPLS llamado el método de conmutación de etiquetas ofrece apoyo ara la ingeniería del tráfico IP al introducir servicios conmutados de circuito virtual en redes a base de IP sin conexiones. Otros beneficios del MPLS incluye el establecimiento de redes privadas virtuales y la provisión de canales de tráfico con un ancho de banda reservado especial entre dos puntos extremos de una trayectoria (túnel) . Cuando la conmutación de etiquetas se encuentra activo, el envío de paquetes se base en una etiqueta fija en vez de una dirección de red IP o un prefijo en la tabla de rutas. Una etiqueta es anexada por medio de un enruteador de ingreso de etiquetas, que es el enruteador de ingreso de la trayectoria MPLS. El enruteador de salida de etiqueta representa el punto final de un túnel MPLS. La conformación de la trayectoria requiere un protocolo de señalización que concuerde con los atributos de la trayectoria tales como las etiquetas que van a ser usadas y el ancho de banda solicitado para la trayectoria, etc. Los ejemplos son las mejoras CR-LDP, RSVP-TE o BGP. Un operador de una red tiene que solucionar problemas de convergencia, si no hay una estrategia para ofrecer servicios en base a IP móvil en una red, que ha sido planeada para MPLS. Los componentes funcionales para los IP móvil y MPLS pueden residir en el mismo nodo de red en la situación antes descrita. Por ejemplo un nodo de red puede incluir al mismo tiempo un agente local y una funcionalidad de enrutamiento borde de etiquetas. Lo mismo se aplica a un agente móvil exterior. Si el reto de los fabricantes de equipo es el de proporcionar soluciones integradas para los componentes de red de una manera que el agente local/exterior se optimicen para interactuar con MPLS. Significa que los túneles de MPLS salientes pueden usarse con propósitos de re-enrutamiento e IP móvil en vez de tener que establecer un túnel IP separado en paralelo. Esto permitiría que el operador de red fácilmente adapte los servicios de movilidad a una infraestructura MPLS sin la necesidad de una compleja administración de recursos de red. No existe la necesidad de manejar túneles paralelos de MPLS e IP. Las tecnologías que están surgiendo son las de IP móvil y MPLS. Aunque la definición de los conceptos es bastante estable, su uso hasta ahora no se ha extendido ampliamente. Un método simple es el de aplicar ambas tecnologías de manera independiente entre sí y despreciar las posibilidades de convergencia. Así las trayectorias MPLS no tendrían que ser usadas para el transporte de paquetes redirigidos a un agente exterior móvil. En vez de esto los túneles MPLS para propósitos de ingeniería de tráfico y los túneles para el soporte IP móvil existirían en paralelo. Sin embargo tal red heterogénea agrandarla el esfuerzo de la administración de los túneles y representarla una carga para la ingeniería de redes coherente debido a las diferentes tecnologías que tendrían que ser usadas en paralelo. Un diferente método es un acoplamiento suelto entre MPLS e IP móvil. El agente local y el enruteador de borde de etiqueta residirían en el mismo nodo de la red sin interacción directa entre esos componentes. Lo mismo se aplica al agente exterior, que también incluye los componentes funcionales del enruteador de borde de etiqueta. Los paquetes que están destinados a un anfitrión móvil, que está unido a un punto de acceso exterior tendrían que ser transportador por medio de un túnel IP y un túnel MPLS así como también para el acoplamiento suelto. El agente local en este ejemplo primero tendría que encapsular el paquete IP original con un encabezado IP adicional, después una etiqueta se anexa a este paquete por medio del enruteador de ingreso de conmutación de etiqueta. Como beneficio una red MPLS pura seria suficiente para enviar los paquetes al agente exterior en el método de acoplamiento suelto. Sin embargo no se usa completamente la ventaja de las trayectorias conmutadas de etiqueta ya que se requiere un túnel IP adicional. SUMARIO DE LA INVENCION Un objeto de la invención es un transporte eficiente del tráfico IP móvil. Esto se logra con la invención tal como se describe en las reivindicaciones independientes. La invención aqui escrita provee el uso óptimo de una infraestructura MPLS estática existente mientras que al mismo tiempo se introducen los servicios de movilidad IP. Aqui estática significa que las trayectorias de conmutadas de etiquetas han sido configuradas previamente en base a mecanismos tales como la ingeniería de tráfico. Principalmente el enfoque se da a un solo dominio administrativo, en el cual el operador de la red controla todos los nodos de la red, que participan en los asuntos de la movilidad. Aunque el mecanismo no está restringido a un solo dominio de red. Con el concepto introducido puede obtenerse todas las ventajas de una red MPLS existente para el envío de IP móvil. Se supone que por medio de la ingeniería de trafico se ha formado una malla de trayectorias conmutadas de etiqueta, que puede usarse para redirigir los paquetes entre cada par de agentes locales móviles y agentes exteriores en el dominio administrativo actual. Para el IP móvil no tiene que crearse o modificarse trayectorias conmutadas de etiquetas adicionales. Asi como no se requieren túneles IP entre un agente local y un agente exterior. La solución para la convergencia propone una optimización de los agentes móviles locales/exteriores al incorporar de manera eficiente funcionalidad de enrutamiento de borde para etiquetas. Se logra un acoplamiento estrecho entre MPLS y IP móvil. No se requieren cambios para los protocolos existentes como IP móvil o el protocolo de distribución de etiquetas. El uso eficiente de trayectorias conmutadas de etiquetas preestablecidas para el transporte de paquetes redirigidos entre los agentes de movilidad requieren la ingeniería de tráfico para la movilidad. En ese contexto es necesario conocer el comportamiento de los usuarios móviles, esto es la frecuencia en la que salen de las redes locales, los servicios que van a solicitar en puntos de acceso exteriores, etc.

El mecanismo descrito para la convergencia entre MPLS e IP móvil puede extenderse a diferentes dominios administrativos. La macromovilidad describe la situación en la cual un usuario móvil puede enlazarse a un punto de acceso que es controlado por una autoridad administrativa diferente en un área geográficamente distinta. Las trayectorias de avance de IP móvil y de MPLS entre dominios separados pueden ser habilitadas si se establecen acuerdos de nivel de servicio entre los dominios de redes adyacentes. Características ventajosas de la invención son : - Un agente local modificado que incluye la capacidad de enrutar etiquetas en borde. El envío de paquetes a un anfitrión móvil de una red visitada se realiza exclusivamente por medio de trayectorias conmutadas de etiqueta, que interconectan a los agentes de movilidad locales y ajenas. Así para los nuevos enlaces de movilidad en el agente local no se requiere la creación o la modificación de las trayectorias conmutadas de etiqueta. - Un algoritmo extenso para la transmisión de movilidad en el agente local; si el cache de enlace móvil contiene una entrada que corresponde a la dirección de destino de un paquete de datos entrante, el agente local trata de colocar esta dirección de cuidado del nodo móvil a una dirección de sub-red de la lista de sub-redes visitadas potencialmente . Después de que la sub-red visitada correcta ha sido identificada el agente local, es responsable de determinar la trayectoria conmutada de etiqueta adecuada para el envió del paquete. Cada sub-red está asociada con una etiqueta y la interfaz de egreso correcta para usarse en el agente local. - El uso de trayectorias conmutadas de etiqueta para múltiples propósitos: esas trayectorias no están dedicadas especialmente para el IP móvil y por lo tanto pueden transportar también paquetes para cualquier otro propósito. - Una lista de sub-redes potencialmente visitadas en el dominio de la red de operadores. Esta lista es mantenida por cada agente local en el dominio de red y está configurada por medio de los principios de administración de red. La lista se requiere para permitir el rastreo de las direcciones de cuidado de los nodos móviles de una sub-red visitada . Una tabla FTN agregada (Transmisión de clase equivalente a la siguiente entrada de envió de etiqueta) : Generalmente para la conmutación de etiquetas MPLS el enruteador de ingreso mantiene esta tabla para determinar las etiquetas e interfaces que se requieren usar para una dirección de destino especifica. El agente local mantiene esta tabla con una sola entrada para cada sub-red potencialmente visitada, en vez de una entrada individual para cada enlace de movilidad. Asi todos los anfitriones móviles enlazados a la misma sub-red visitada corresponde a una y la misma entrada en la tabla FTN, que introduce la capacidad de escalación para el método combinado MPLS/movilidad. Una red de trayectorias conmutadas de etiquetas administrada estadísticamente previamente configurada. No tienen que crearse o modificarse trayectorias para el propósito de la transmisión de la movilidad. Como consecuencia se reduce la carga de señalización en la red y el retraso de transmisión es independiente del tiempo de ajuste para las trayectorias conmutadas de etiqueta. Esas trayectorias deberán proporcionar suficiente capacidad de ancho de banda para permitir la transmisión exitosa de los usuarios móviles casi en cualquier momento. Así la ingeniería de trafico se vuelve un asunto importante para el IP móvil con trayectorias conmutadas de etiqueta administradas estadísticamente. Un agente exterior, en el cual las entidades funcionales del IP móvil y de MPLS están localizadas juntas,, pero no están correlacionadas. Así el componente de enrutamiento de salida de la etiqueta funciona en paralelo en el mismo anfitrión. BREVE DESCRIPCION DE LA FIGURA Otras ventajas de la invención son evidentes a partir de la siguiente descripción de un ejemplo de la invención ilustrado en la figura 1. La figura 1 muestra un diagrama a bloques de una red IP. DESCRIPCION DE LA INVENCION Tres estaciones móviles MS 1, 3, 4 usan alguna tecnología de estrato de enlace inalámbrico para conectarse a alguna red de acceso de radio 4 en base a IP. Las estaciones base correspondientes BS 5,6,7 terminan la interfaz de radio. La red de acceso de radio proporciona apoyo de movilidad y usa trayectorias conmutadas de etiqueta LSP 37, 62 para el transporte interno como ya se ha descrito antes en esta invención. La conectividad a las redes de transporte 14 se logra por medio de enrutadores de borde BR 8, 9, que separan los dominios administrativos. En este ejemplo las tres estaciones móviles 1,2,3 están localizadas en la misma red local 4, y son accesadas por el mismo enruteador de borde, que al mismo tiempo incluye al componente funcional del agente local (15) . MS 2 y MS 3 se mueven a diferentes puntos de acceso (BS 6,7) y se enlazan a la red a través de agentes exteriores FA 11 y FA 12 respectivamente. Se ilustran dos LSP 37, 62 para la conmutación de etiquetas entre el agente local HA 15 y los agentes exteriores FA 11,12. Un nodo correspondiente CN típicamente localizado. en cualquier punto de acceso más allá de la red local 4 debe enviar datos a las tres estaciones móviles 1, 2,3. Para paquetes destinados para MS 1 no está disponible una entrada en el cache de enlace (en 15) , asi los paquetes se transmiten directamente a MS 1. Ahora CN 13 envía datos a MS 2. El agente local HA 15 incluye un enlace para MS con dirección de cuidado 137.21.16.5. Desde una lista de sub- sistema configurada, el agente local sabe que MS _ 2 puede alcanzarse actualmente a través de la sub-red 137.21.16.0. Finamente la entrada correspondiente en la tabla FTN para ea sub-red indica que el agente local 15 necesita codificar la "etiqueta 37"" en su interfaz ethO para enviar el paquete a la trayectoria conmutada de etiqueta 37 apropiada. Ya que los LSP son unidireccional tienen que ser originados en el Ha y terminar en FA. La ilustración incluye otro ejemplo de MS 3, que está enlazado a un punto de acceso diferente BS 7, en el se usa otra trayectoria conmutada de etiqueta (LSP 62) para transmitir los paquetes al destino correcto (via FA12, BS7 a MS 3).

Claims

NOVEDAD DE IA INVENCION Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes: REIVINDICACIONES 1. Un método para la transferencia de un paquete 1P a través de una trayectoria desde un emisor (CN 13) a través' de una red de acceso de radio (BS 6, HA 15, FA11) a un anfitrión móvil (MS 2), caracterizado porque cuando el agente local (HA 15) recibe un paquete de datos entrante determinado par aun anfitrión móvil (MS 2) con una dirección de destino (dirección de MS2 137.21.16.5), el agente local examina si existe una coincidencia ente la dirección de destino del paquete (dirección de MS2 137.21.16.5) y una dirección de sub-red (dirección FA 11: 137.21.16.0) de una ente exterior (FA 11) enlistada en una lista de direcciones de sub-red (137.21.16.09; 137.22.25.0) almacenadas en el agente local (HA) , y si no existe una coincidencia entre la dirección de destino (dirección de MS2 137.21.16.5) _ y una dirección de sub-red (dirección FA 11: 137.21.16.0) de una gente agente, el agente local examina si existe una trayectoria previamente configurada del agente local (HA 15) a este agente exterior y el agente local (HA 15) envia el paquete a est agente exterior (FA 11) en esta trayectoria conmutada de etiqueta previamente configurada (37) si existe la trayectoria conmutada de etiqueta (37) a este agente exterior. 2. El método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el agente local (HA 15) envía el paquete a este agente exterior (FA 11) en esta trayectoria conmutada de etiqueta previamente configurada (37) al enviar el paquete a través de un puerto de la interfaz de transmisión (ethO) del agente local (HA15) , puerto que se usa para la trayectoria con este número de trayectoria (37) . 3. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el agente local (HA 15) examina si hay una coincidencia entre la dirección de destino (dirección de MS2 137.21.16.5) del paquete y una dirección de sub-red (dirección FA 11: 137.21.16.0= de un agente exterior (FA 11) solo si hay una entrada (dirección de MS2 137.21.16.5) en un cache de enlace del agente local (HA 15) , entrada que corresponda a la dirección de destino (dirección de MS2 137.21.16.5) del paquete entrante . 4. El método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque la transferencia de un anfitrión móvil (MSI) desde un agente exterior a otro agente exterior se realiza sin crear o modificar una trayectoria entre el agente extranjero y un agente local de este anfitrión móvil. 5. El método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque la trayectoria (37) es una trayectoria conmutada de etiqueta de múltiples propósitos estadísticamente administrada y previamente configurada. 6. El método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque las entidades funcionales del IP móvil y MPLS de conmutación de etiqueta para múltiples propósitos están juntos pero no correlacionados en un agente exterior (FA 11) . 7. El método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque un agente exterior (FA 11) y un agente local (HA 15) son nodos conmutados en paquetes de una red IP. 8. Un agente local (HA 15), caracterizado porque comprende : - una memoria que contiene una lista de direcciones de sub-redes (137.21.16.0; 137.22.25.0) de agentes exteriores; medios de comparación para comparar la dirección de destino de un paquete de datos entrante determinado para un anfitrión móvil (MS2) con direcciones de sub-red almacenadas (137.21.16.0; 137.22.25.0) de agentes exteriores (FA 11, Fa 12) para determinar el agente exterior (FA 11) al cual debe enviarse el paquete; - medios para determinar una trayectoria (37) para la transmisión del paquete al agente exterior (FA 11) por medio de la comparación la dirección (137.21.16.0) del agente exterior determinado (FA 11) con las direcciones almacenadas (137.21.16.0; 137.22.25.0) de los agentes exteriores (FA 11, FA 12) entre las cuales existen trayectorias entre los agentes exteriores (FA 11, FA 12) y el agente local (HA 15) ; una interfaz (ethO) para transmitir un paquete a un agente exterior determinado (FA 11) en una trayectoria determinada previamente configurada (37) . RESUMEN DE LA IWENCION Para el enrutado IP optimizado, la invención describe un agente local y un método para transferir un paquete Ip a través de una trayectoria desde un emisor (CN) a través de una red de acceso de radio (RAN, HA, FA 11) a un anfitrión móvil (MS2), en el cual un agente local (HA) recibe el paquete de datos entrante par aun anfitrión móvil (MS2) con una dirección de destino (MS2) con una dirección de destino (dirección MS2 137.21.16.5) , el agente local (HA examina si hay una ' coincidencia ente la dirección de destino (dirección MS2 : 137.21.16.5) del paquete y una dirección de sub-red (dirección FA 11: 137.21.16.0) de un agente exterior (FA 11) almacenado en una lista de direcciones de sub-red (137.21.16.0; 137.22.25.0) almacenadas en una lista en el agente local (HA) , en el cual si hay una coincidencia entre la dirección del destino (dirección MS2 : 137.21.16.5) y una dirección de sub-red (dirección FA 11: 137.21.16.0) de un agente exterior, el agente local examina si existe una trayectoria previamente configurada del agente local (HA) a este agente exterior y el agente local (GA) envía el paquete a este agente exterior (FA 11) en esa trayectoria conmutada de etiqueta previamente configurada (37) si existe una trayectoria conmutada de etiqueta (37) a este agente exterior.