WO2012152969A1 - Procedimiento de reparación de caminos de tramas de datos y puente de red - Google Patents

Procedimiento de reparación de caminos de tramas de datos y puente de red Download PDF

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WO2012152969A1
WO2012152969A1 PCT/ES2012/070295 ES2012070295W WO2012152969A1 WO 2012152969 A1 WO2012152969 A1 WO 2012152969A1 ES 2012070295 W ES2012070295 W ES 2012070295W WO 2012152969 A1 WO2012152969 A1 WO 2012152969A1
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frame
port
mac address
bridge
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PCT/ES2012/070295
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Diego IBAÑEZ FERNANDEZ
Elisa ROJAS SÁNCHEZ
Juan Antonio Carral Pelayo
Diego RIVERA PINTO
José Manuel ARCO RODRÍGUEZ
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Universidad De Alcalá
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    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L41/00—Arrangements for maintenance, administration or management of data switching networks, e.g. of packet switching networks
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L45/00—Routing or path finding of packets in data switching networks
    • H04L45/28—Routing or path finding of packets in data switching networks using route fault recovery
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    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L45/00—Routing or path finding of packets in data switching networks
    • H04L45/66—Layer 2 routing, e.g. in Ethernet based MAN's

Definitions

  • the present invention falls within the field of information and communications technologies, specifically in the transmission of information in communications networks operating within the data link level.
  • US 7,760,667 B2 defines a frame forwarding procedure that, when it detects a failure in a link or node, creates a package to erase the information of learned addresses, a package that is sent to neighboring nodes to effect deletion. of the learned addresses and forward it to their neighboring nodes.
  • This procedure presents the problem of the great processing effort that requires in each node the deletion of all the addresses indicated in the respective ports of the bridge: a large number of addresses, associated to different ports of the bridge, must be deleted, and the list of Addresses must be forwarded.
  • This processing is similar to the one used in the tree expansion protocol for erasing learned addresses, but selectively, so as not to affect established paths.
  • a road repair procedure applied to network nodes or bridges that reduced the required processing was therefore desirable.
  • the invention makes unnecessary the communication of the erasure of addresses by means of erased messages spread from the bridge initiating the repair, performing a road repair on demand, said repair being able to be performed without loss of frames.
  • the repair requests are not simultaneous but are only made when a road is used, in this way, they are staggered in time distributing the process load, and are carried out in a distributed way, that is, each origin bridge performs the repair of the flows that start from it that need repair,
  • a source MAC address is learned by associating it with a registration unit and is associated with the identity of the entry port, where said source address-entry port association is blocked, that is , it is not modified during a guard time, no also allowing the creation of new associations of said MAC address to other ports of the same bridge.
  • the procedure contemplates the forwarding, from each bridge, of the frames received with a broadcast or broadcast destination address, not only the forwarding by the ports enabled by the expansion tree protocol but by all the ports of the bridge, except for the port by which the plot was first received on the bridge.
  • a frame identifier can be assigned, for example, the result of a logical operation with some or all of the values of the fields of the received frame, for example, the destination address field, for use in accessing the input.
  • the road repair procedure additionally comprises a process of unlearning or erasing of learned routes, by means of frames returned to the source MAC address by the bridge that receives them, without modifying the frame to return.
  • the unlearning process intervenes optionally in the reconfiguration of the network to repair the roads damaged by a fault.
  • the ports connected to that link remove all entries (SA addresses) from the registration unit associated with the port.
  • SA addresses entries
  • the repair mechanism starts, so flows that are no longer in use do not They need to be repaired.
  • the process of unlearning or erasing by returning the frames with destination address affected by a reconfiguration can be caused by a network bridge drop, a link, or by expiration of addresses.
  • network reconfiguration occurs due to the drop of a link, it is necessary to erase the learned addresses in the two ports of the link.
  • the bridges at the two ends of the link act by deleting all the learned addresses on the port connected to the failed link.
  • Standard ARP Request and ARP Reply frames or special repair packages can be used for repair.
  • the basic road repair mechanism comprises a new method of reverse frame forwarding.
  • reverse forwarding when a frame with DA address is received on a bridge and has no port associated with the destination DA address, it is returned by the port that has the associated SA address of the frame (the same port through which it is had sent to the bridge that returns it), the bridge forwarding logic acts in reverse, acting SA as DA and DA as SA in the bridge forwarding logic, so that the returned frame is rerouted by the reverse path it traveled before being returned. The process is repeated on each bridge in the same way with which the plot returns along the previous path to the border bridge.
  • the bridge when a frame arrives at a bridge and does not know the destination, but the bridge has the port associated with the source address SA, the bridge returns the frame backward through the associated stored port in its source registration unit Of the plot.
  • the existing forwarding mode is extended with respect to that of ARP-Path SA, including a way of returning unknown unidestine frames that does not require any modification of the frame. But it happens that if, on any bridge on the way back, there is no port associated with the originating address SA, in case the arrival route was not symmetrical, according to the procedure described, the bridge will create a special frame that is It will emit through all ports to reach the origin border bridge of the unidestine frame of unknown destination.
  • a broadcast Path Fail packet is generated directed to the bridge to which the destination terminal is connected, containing the MAC DA (Destination Address) to be repaired.
  • the destination bridge generates a broadcast Path Request.
  • a broadcast Path Fail packet is generated directed to the bridge connected to the originating terminal (the one connected to the originating terminal SA) that originated the unidestine frame, which generates the broadcasting Path Request that will block the ports in an analogous way. to an ARP Request, to start creating the new path and that is answered with Unidestine Path Reply from the destination.
  • the road proxy function allows to reduce the time and processing for the repair of roads, reducing the diffused messages.
  • the route proxy function comprises that when a bridge receives a Path Fail packet or a Path Request referred to the repair of a MAC address that has (the receiving bridge) associated and valid to one of its ports, it responds with a Path Reply message The MAC of the repaired destination and the destination address of the bridge that issued the Path Fail. This Path Reply is sent backwards through the port where it was received, which informs backwards that through that port there is a path to the DA MAC destination. This message backwards, when received on each bridge, is forwarded by the port associated to the MAC address of the bridge that issued the Path Fail or Path Request and activates the DA address on each bridge crossed, repairing the road to DA to the bridge that issued the Path Fail in diffusion.
  • the bridge that issued the Path Fail can receive several Path Reply messages, each coming from a bridge other than the network, but the first received is the one that produces the learning of the MAC address. The others are discarded. To do this Write down the first Path Reply received in a table of recently repaired addresses with a timer duration similar to that of the guard (time greater than that required for the frames to travel throughout the round-trip network).
  • the procedure for repairing data frame paths comprises:
  • the procedure comprises:
  • the method comprises establishing a guard time that blocks the modification of the origin MAC address-input port association and the creation of new associations of said MAC address to other ports of the same bridge.
  • the guard time has elapsed without receiving a repair frame through the port associated with the source MAC address and the road repair frame arrives through a port other than that associated with the source MAC address of the frame, the port through which the frame was received to the source MAC address under repair.
  • the road repair frames are selected from:
  • the address registration in the process of repair comprises the destination MAC addresses in the process of repair and a repair timer greater than the time necessary for the repair frames to travel the network.
  • the destination MAC addresses that are being repaired are registered for a time allocated to the repair timer, to discard without further processing, the successive frames that are received for the same destination, avoiding the sending of One repair package per unknown unidestine package received.
  • the procedure upon receipt, of a network bridge, a Path Fail or Path Request repair frame comprising a destination MAC address that is validly associated with one of its ports in its registration unit:
  • each bridge that receives the Path Reply frame, the destination MAC address received in a table of recently repaired addresses and activate a guard timer
  • the bridge whose MAC coincides with the destination MAC of the Path Reply frame, the source MAC of the frame received to the port of the bridge through which the frame was received;
  • the network bridge configured to route frames at the data link level and at the user plane according to the data frame routing procedure comprises processing means configured to:
  • the processing means configured to:
  • the processing means are configured to establish a guard time that blocks the modification of the origin MAC address-input port association and the creation of new associations of said MAC address to other ports of the same bridge.
  • the means of Processing are configured to associate the port through which the frame was received to the source MAC address under repair.
  • the procedure upon receipt, of a network bridge, a Path Fail or Path Request repair frame comprising a destination MAC address that is validly associated with one of its ports in its registration unit:
  • the processing means upon receiving, a network bridge, a Path Fail or Path Request repair frame comprising a destination MAC address that is validly associated with one of its ports in its registration unit, are configured to:
  • each bridge that receives the Path Reply frame, the destination MAC address received in a table of recently repaired addresses and activate a guard timer
  • the bridge whose MAC coincides with the destination MAC of the Path Reply frame, the source MAC of the frame received to the port of the bridge through which the frame was received;
  • the invention also comprises a switched telecommunications network comprising at least one network bridge as defined above.
  • Figure 1 shows a network topology showing an established path between terminals A and B.
  • Figure 2 shows the network topology of Figure 1 in which a possible port blocking of the network bridges is shown.
  • Figure 3 shows the same network topology in which terminal A sends a Reply ARP to terminal C to complete the path between C and A.
  • Figure 4 shows the disorder caused in the network topology.
  • Figure 5 shows another network topology in which a link is dropped on the established path.
  • Figure 6 shows the exchange of frames to establish an alternative path when applying the method of the present invention.
  • Figure 7 shows the exchange of frames to establish an alternative path when applying the method of the present invention.
  • Figure 8 shows another network topology with a link down in the established path.
  • Figure 9 shows the exchange of frames to establish an alternative path when applying the method of the present invention.
  • Figure 10 shows another network topology with a link down in the established path.
  • Figure 1 1 shows the exchange of frames establishing an alternative path of the two that are initially formed by applying the method of the present invention.
  • Figure 1 shows a network topology formed by three terminals A, B and C and seven network bridges P1, P2, P3, P4, P5, P6 and P7, where a path is established between terminal A and the terminal B.
  • the origin MAC address associated to the input port of the network bridge is observed.
  • terminal C initiates an ARP Request to know terminal A, it could block the ports of the network bridges as shown in Figure 2, where in the triangle on the left formed by bridges P1, P2 and P3, under conditions of equivalent load balancing, the upper link between bridge P1 and bridge P3 would be reached earlier than by lower links between bridges P1-P2 and P2-P3.
  • Figure 3 shows the response of terminal A to terminal C with an ARP Reply.
  • the ARP Reply meets A already learned in the lower port, so, following the procedure known in the art, in that state of learning, a new ARP is a higher priority than the content of the routing table, whereby the routing table is modified accordingly to the new information.
  • this disorganization could occur, for example, in a repair between terminal A and terminal C in which the original path between terminal A and terminal B through P1-P2 and P2-P3 is eliminated, changing it to through the network bridges P1 -P3.
  • the network bridge of the present invention upon receiving a package that allows creating alternatives (either ARP or a special one), points to the first alternative path that appears, in case the first port through which the message arrived, it was not the port that was pointed corresponding to the old road; in this case, no alternatives would be noted, since the old path will remain the chosen one.
  • alternatives either ARP or a special one
  • This alternative path will be deleted if the same special package is received by the old road, in which case the old road is still valid, and will be confirmed if the package is not received by the old road, in which case the old road is already It's not valid.
  • the present invention avoids modifying a still valid path, which happens in the current option, with the possible disorder of packages that this produced.
  • Figure 5 shows a network topology formed by three terminals D, E and F and six network bridges P8, P9, P10, P1 1, P12 and P13, where it is established a path between terminal E and terminal D and the link between bridge P1 1 and P13 is dropped.
  • the next frame from terminal D to E, t4 generates the repair, when sent backwards, t13, broadcast frame to all bridges containing the SA source and destination DA addresses of the received frame.
  • frame t13 arrives at the origin border bridge directly connected to terminal D, P8, said bridge sends a special Path Request packet that propagates throughout the network, frames t7, t8, t9, t10, t1 1 and t12.
  • bridge P10 if the path request arrives first through the port that is already stored for A, that is, the frame t7 arrives before the t9, the path is maintained and cooled. But, if the path request arrives first on the alternative path, that is, the frame t9 arrives before the t7, as can be seen in Figure 6, the alternative path for D, D 'is indicated on bridge P10 , without deleting the original path (which may be in use, for example between D and F). Next, a time is expected to check if the plot t7 also arrives at said bridge along the original path. As the topology of Figure 6 is shown, the plot will end up arriving, indicating that said path is active, and will be maintained, deleting the alternative D '.
  • Figures 10 and 1 1 show a network topology formed by three terminals J, K and L and six network bridges P20, P21, P22, P23, P24 and P25.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Procedimiento de reparación de caminos de tramas de datos que comprende: recibir una trama que comprende una dirección MAC origen y otra destino; asociar la dirección MAC origen a la identidad del puente que primero recibió la trama, a un indicador de caducidad y al instante de llegada; borrar las asociaciones de un puerto cuando detecte la caída de un enlace o expire el temporizador de validez de la dirección; de forma que cuando una trama recibida no tiene asociada su MAC destino a ningún puerto y hay un puerto que esté asociado a la MAC origen de la trama recibida, el procedimiento comprende: encaminar, las tramas cuya MAC origen está asociada al puerto por el que se reciben, hacia el puerto asociado a dicha MAC origen; descartar las sucesivas tramas recibidas cuya MAC destino exista en un registro de direcciones en proceso de reparación.

Description

PROCEDIMIENTO DE REPARACIÓN DE CAMINOS DE TRAMAS DE DATOS Y
PUENTE DE RED
Campo de la invención
La presente invención se engloba dentro del campo de las tecnologías de la información y las comunicaciones, concretamente en la transmisión de información en las redes de comunicaciones operando dentro del nivel de enlace de datos.
Antecedentes de la invención
Son conocidos procedimientos de encaminamiento de tramas de datos y puentes de red que establecen caminos mínimos entre sistemas finales o terminales mediante inundación de tramas con destino de difusión. Para resolver las situaciones de fallo o de caducidad de las direcciones aprendidas, estos procedimientos de encaminamiento incluyen procedimientos de reparación de caminos en caso de fallo de puente, enlace o inicialización de puente.
Estos procedimientos presentan varios inconvenientes, entre ellos, un procesado intenso y complejo en los puentes, bien por tener que crear y reenviar los paquetes de control para la reparación de caminos, o bien por tener que crear y reenviar los paquetes de borrado de direcciones MAC aprendidas. En los procedimientos de reparación de caminos conocidos se encapsula la trama unidestino de destino desconocido añadiendo una cabecera con la dirección de destino multicast de todos los puentes configurados de acuerdo al procedimiento. Este procedimiento es costoso porque debe prepararse un paquete especial de reparación para cada flujo de datos a destino, una vez por cada dirección MAC que haya caducado por estar asociada al enlace que ha fallado.
Asimismo, la patente US 7,760,667 B2 define un procedimiento de reenvío de tramas que, cuando detecta un fallo en un enlace o nodo, crea un paquete para borrar la información de direcciones aprendidas, paquete que es enviado a los nodos vecinos para que efectúen el borrado de las direcciones aprendidas y lo reenvíen a su vez a sus nodos vecinos. Este procedimiento presenta el problema del gran esfuerzo de procesado que requiere en cada nodo el borrado de todas las direcciones indicadas en los respectivos puertos del puente: un gran número de direcciones, asociadas a diferentes puertos del puente, deben ser borradas, y la lista de direcciones debe ser reenviada. Este procesado es similar al utilizado en el protocolo de árbol de expansión para borrado de direcciones aprendidas, pero de manera selectiva, a fin de no afectar a los caminos establecidos.
Era por tanto deseable un procedimiento de reparación de caminos aplicado a los nodos o puentes de red que redujera el procesamiento requerido.
Descripción de la invención
La invención hace innecesaria la comunicación del borrado de direcciones mediante mensajes de borrado difundidos desde el puente iniciador de la reparación, realizando una reparación de camino bajo demanda, pudiendo realizarse dicha reparación sin pérdida de tramas.
La reparación bajo demanda, con devolución de tramas, modificación condicional de camino y proxy de camino presenta varias ventajas:
- las peticiones de reparación no son simultáneas sino que se realizan solamente cuando se utiliza un camino, de esta forma, se escalonan en el tiempo repartiendo la carga de proceso, y se realizan de forma distribuida, es decir, cada puente origen realiza la reparación de los flujos que parten de él que precisan reparación,
- la devolución, sin necesidad de modificación alguna, de las tramas unidestino con destino desconocido (dirección destino no asociada a ningún puerto) en el puente evita el procesado adicional requerido por el encapsulado de las tramas en el puente con el enlace en fallo, distribuyendo el procesado necesario entre los puentes frontera de los flujos de datos a reparar,
- evita que tras una reparación de caminos o tras un segundo aprendizaje a un mismo destino, particularmente cuando el nuevo camino es más corto que el anterior, algunas tramas enviadas posteriormente puedan adelantar a otras enviadas anteriormente pero que circulan por el camino antiguo,
- acelera la reparación y reduce los paquetes difundidos porque cualquier puente que conoce una ruta contesta directamente al puente que solicita la reparación, reparando la ruta al contestar al puente solicitante.
En el procedimiento de reparación de caminos, una dirección MAC origen se aprende mediante la asociación de la misma en una unidad de registro y se asocia a la identidad del puerto de entrada, donde dicha asociación dirección origen-puerto de entrada se bloquea, es decir, no se modifica durante un tiempo de guarda, no permitiéndose tampoco, la creación de nuevas asociaciones de dicha dirección MAC a otros puertos del mismo puente.
El procedimiento contempla el reenvío, desde cada puente, de las tramas recibidas con dirección de destino de difusión o broadcast, no solamente el reenvío por los puertos habilitados por el protocolo de árbol de expansión sino por todos los puertos del puente, excepto por el puerto por el que primero se recibió la trama en el puente.
Según el procedimiento, en cada puente que se recibe una trama, solamente se anota una entrada en la unidad de registro del puente, con la dirección origen de la trama, cuando no existe previamente una entrada con la misma dirección origen asociada a otro puerto y en tal caso, se registra la identidad del puerto de entrada de la trama y el instante de su llegada. Opcionalmente, puede asignarse un identificador de trama, por ejemplo, resultado de una operación lógica con algunos o todos los valores de los campos de la trama recibida, por ejemplo, el campo de la dirección destino, para usarse en el acceso a la entrada.
En cada puente que se recibe una trama, se descartan todas las tramas que son recibidas durante el tiempo de guarda por puertos distintos al que causó el registro de la misma dirección MAC origen en la unidad de registro. También, son descartadas las tramas semejantes, las que dan resultado coincidente al realizar una operación lógica sobre las mismas, tal como el chequeo de la misma dirección origen.
Asimismo, el procedimiento de reparación de caminos adicionalmente comprende un proceso de desaprendizaje o borrado de rutas aprendidas, mediante tramas devueltas hacia la dirección MAC origen por el puente que las recibe, sin modificar la trama a retornar. El proceso de desaprendizaje interviene opcionalmente en la reconfiguración de la red para reparar los caminos dañados por un fallo.
De forma que si un enlace o puente no funciona, los puertos conectados a ese enlace eliminan todas las entradas (direcciones SA) de la unidad de registro asociadas al puerto. Cuando una trama unidestino de un flujo llega a cualquiera de los puentes y descubre que no hay camino (dirección asociada al puerto destino) para llegar al destino, el mecanismo de reparación se inicia, por lo que los flujos que ya no están en uso no requieren ser reparados.
El proceso de desaprendizaje o borrado mediante devolución de las tramas con dirección destino afectada por una reconfiguración puede ser provocado por una caída de puente de red, de un enlace, o por caducidad de las direcciones. En el caso de que la reconfiguración de red se produzca por la caída de un enlace, se hace necesario el borrado de las direcciones aprendidas en los dos puertos del enlace. Cuando se detecta la caída del enlace de forma local los puentes de los dos extremos del enlace actúan borrando todas las direcciones aprendidas en el puerto conectado a dicho enlace en fallo.
Existen diversos procedimientos de reparación de camino con diversas ventajas e inconvenientes que varían con el procedimiento de encaminamiento utilizado.
Se pueden utilizar para la reparación tramas ARP Request y ARP Reply estándar o paquetes especiales de reparación (Path Fail, Path Request, Path Reply).
El uso de paquetes ARP estándar reduce el procesado necesario en los puentes a costa de aumentar el procesado en los terminales, que son quienes procesan los paquetes ARP.
El uso de paquetes especiales de reparación permite distinguir entre paquetes de establecimiento de caminos nuevos y paquetes de reparación, estos requieren inspección en cada puente si los paquetes tienen como dirección destino la dirección multicast de todos los puentes.
En la presente invención, el mecanismo básico de reparación de caminos comprende un nuevo método de reenvío inverso de tramas. En el reenvío inverso cuando una trama con dirección DA se recibe en un puente y no tiene ningún puerto asociado a la dirección destino DA, se devuelve por el puerto que tiene asociada la dirección origen SA de la trama (el mismo puerto por el que se había enviado al puente que la devuelve), la lógica de reenvío del puente actúa de forma inversa, actuando SA como DA y DA como SA en la lógica de reenvío del puente, de forma que la trama devuelta es reencaminada por el camino inverso que recorrió antes de ser devuelta. El proceso se repite en cada puente de la misma forma con lo que la trama regresa por el camino anterior hasta el puente frontera. Por tanto, cuando una trama llega a un puente y no sabe el destino, pero el puente tiene asociado el puerto a la dirección origen SA, el puente devuelve la trama hacia atrás a través del puerto almacenado asociado en su unidad de registro para la fuente de la trama. Para ello se amplía el modo de reenvío existente respecto al de ARP-Path SA, incluyendo un modo de devolución de tramas unidestino desconocidas que no requiere modificación alguna de la trama. Pero ocurre que si, en cualquier puente en el camino hacia atrás, no hay ningún puerto asociado a la dirección de origen SA, caso de que la ruta de llegada no fue simétrica, según el procedimiento descrito, el puente creará una trama especial que se emitirá por todos los puertos para alcanzar el puente frontera origen de la trama unidestino de destino desconocido.
Existen dos variantes del procedimiento de reparación con paquetes especiales: procedimiento de reparación hacia delante y procedimiento de reparación hacia atrás.
En el procedimiento de reparación hacia adelante (preferido), se genera un paquete de Path Fail de difusión dirigido al puente al que está conectado el terminal destino, conteniendo la dirección MAC DA (Destination Address) a reparar. El puente destino genera un Path Request de difusión.
En el procedimiento hacia atrás se genera un paquete de Path Fail de difusión dirigido al puente conectado al terminal origen (el conectado al terminal origen SA) que originó la trama unidestino, el cual genera el Path Request de difusión que bloqueará los puertos de forma análoga a un ARP Request, para empezar a crear el nuevo camino y que es respondido con Path Reply unidestino desde el destino.
Función de Proxy de camino (Path-proxy)
La función de proxy de camino permite reducir el tiempo y procesado para la reparación de caminos, reduciendo los mensajes difundidos.
La función de proxy de ruta comprende que cuando un puente recibe un paquete Path Fail o un Path Request referido a la reparación de una dirección MAC que tiene (el puente receptor) asociada y válida a uno de sus puertos, contesta con un mensaje Path Reply unidestino con dirección origen la MAC del destino reparado y con dirección destino la del puente que emitió el Path Fail. Este Path Reply es enviado hacia atrás por el puerto donde se recibió, el cual informa hacia atrás que por ese puerto existe un camino hacia el destino DA MAC. Este mensaje hacia atrás, al recibirse en cada puente, se reenvía por el puerto asociado a la dirección MAC del puente que emitió el Path Fail o Path Request y activa la dirección DA en cada puente atravesado, reparando el camino hacia DA hasta el puente que emitió el Path Fail en difusión.
El puente que emitió el Path Fail puede recibir varios mensajes Path Reply, procedente cada uno de un puente distinto de la red, pero el primero recibido es el que produce el aprendizaje de la dirección MAC. Los demás se descartan. Para ello se anota el primer Path Reply recibido en una tabla de direcciones recientemente reparadas con una duración de temporizador similar a la de guarda (tiempo superior al necesario para que las tramas recorran toda la red de ida y vuelta).
Por tanto, el procedimiento de reparación de caminos de tramas de datos comprende:
- recibir, a través de un puerto de un puente de red donde dicho puerto tiene una identidad de puerto asignada, una trama que comprende una dirección MAC origen y una dirección MAC destino;
- asociar, en una unidad de registro, la dirección MAC origen de la trama recibida a la identidad del puerto del puente que primero recibió la trama, a un indicador de caducidad de la trama y al instante de llegada de la trama;
- borrar, en la unidad de registro, las asociaciones que tenga un puerto de un puente cuando detecte la caída de un enlace en dicho puerto o expire el temporizador de validez de la dirección;
de forma que cuando la trama recibida no tiene asociada su dirección MAC destino a ningún puerto en la unidad de registro del puente y hay un puerto, en la unidad de registro del puente que recibe la trama, que esté asociado a la dirección MAC origen de la trama recibida, el procedimiento comprende:
- encaminar, las tramas cuya dirección MAC origen está asociada al puerto por el que se reciben, hacia el puerto asociado a dicha dirección MAC origen;
- descartar las sucesivas tramas recibidas unidestino cuya dirección MAC destino exista en un registro de direcciones en proceso de reparación.
De forma preferente, el procedimiento comprende establecer un tiempo de guarda que bloquea la modificación de la asociación dirección MAC origen-puerto de entrada y la creación de nuevas asociaciones de dicha dirección MAC a otros puertos del mismo puente.
Preferentemente, si ha transcurrido el tiempo de guarda sin recibirse una trama de reparación por el puerto asociado a la dirección MAC origen y la trama de reparación de caminos llega por un puerto distinto al asociado a la dirección MAC origen de la trama, se asocia el puerto por el que se ha recibido la trama a la dirección MAC origen en reparación.
De forma preferente, las tramas de reparación de camino se seleccionan entre:
- tramas estándar ARP Request y ARP Reply; - paquetes especiales de reparación: Path Fail, Path Request y Path Reply;
- combinaciones de las anteriores.
De forma preferente, el registro de direcciones en proceso de reparación comprende las direcciones MAC destino en proceso de reparación y un temporizador de reparación superior al tiempo necesario para que las tramas de reparación recorran la red. En el registro de direcciones en proceso de reparación se apuntan durante un tiempo asignado al temporizador de reparación, las direcciones MAC destino que se están reparando, para descartar sin procesar más, las tramas sucesivas que se reciben para el mismo destino, evitando el envío de un paquete de reparación por paquete unidestino desconocido recibido.
De forma preferente, el procedimiento, al recibir, un puente de red, una trama de reparación Path Fail o Path Request que comprende una dirección MAC destino que está asociada válidamente a uno de sus puertos en su unidad de registro:
- enviar, hacia atrás por el puerto donde se recibió, una trama Path Reply unidestino con dirección MAC origen la MAC destino de la trama recibida y con dirección MAC destino la MAC origen de la trama recibida;
- asociar, cada puente que recibe la trama Path Reply, la dirección MAC destino al puerto por donde se recibe la trama;
- enviar, cada puente que recibe la trama Path Reply, la trama Path Reply recibida por el puerto asociado a la dirección MAC la MAC origen de la trama recibida;
- anotar, cada puente que recibe la trama Path Reply, la dirección MAC destino recibida en una tabla de direcciones reparadas recientemente y activar un temporizador de guarda;
- anotar, el puente cuya MAC coincida con la MAC destino de la trama Path Reply, la MAC origen de la trama recibida al puerto del puente por el que se recibió la trama;
- descartar, el puente cuya MAC coincida con la MAC destino de la trama Path Reply, las sucesivas tramas Path-Reply cuyas direcciones MAC coincidan con su MAC que se reciban posteriormente durante la validez del temporizador de guarda. El puente de red configurado para encaminar tramas en el nivel de enlace de datos y en el plano de usuario de acuerdo con el procedimiento de encaminamiento de tramas de datos comprende unos medios de procesamiento configurados para:
- recibir, a través de un puerto de un puente de red donde dicho puerto tiene una identidad de puerto asignada, una trama que comprende una dirección MAC origen y una dirección MAC destino;
- asociar, en una unidad de registro, la dirección MAC origen de la trama recibida a la identidad del puerto del puente que primero recibió la trama, a un indicador de caducidad de la trama y al instante de llegada de la trama;
- borrar, en la unidad de registro, las asociaciones que tenga un puerto de un puente cuando detecte la caída de un enlace en dicho puerto o expire el temporizador de validez de la dirección;
de forma que cuando la trama recibida no tiene asociada su dirección MAC destino a ningún puerto en la unidad de registro del puente y hay un puerto, en la unidad de registro del puente que recibe la trama, que esté asociado a la dirección MAC origen de la trama recibida, los medios de procesamiento configurados para:
- encaminar, las tramas cuya dirección MAC origen está asociada al puerto por el que se reciben, hacia el puerto asociado a dicha dirección MAC origen;
- descartar las sucesivas tramas recibidas unidestino cuya dirección MAC destino exista en un registro de direcciones en proceso de reparación.
De forma preferente, los medios de procesamiento están configurados para establecer un tiempo de guarda que bloquea la modificación de la asociación dirección MAC origen-puerto de entrada y la creación de nuevas asociaciones de dicha dirección MAC a otros puertos del mismo puente.
Preferentemente, si ha transcurrido el tiempo de guarda sin recibirse una trama de reparación por el puerto asociado a la dirección MAC origen y la trama de reparación de caminos llega por un puerto distinto al asociado a la dirección MAC origen de la trama, los medios de procesamiento están configurados para asociar el puerto por el que se ha recibido la trama a la dirección MAC origen en reparación.
De forma preferente, el procedimiento, al recibir, un puente de red, una trama de reparación Path Fail o Path Request que comprende una dirección MAC destino que está asociada válidamente a uno de sus puertos en su unidad de registro: De forma preferente, al recibir, un puente de red, una trama de reparación Path Fail o Path Request que comprende una dirección MAC destino que está asociada válidamente a uno de sus puertos en su unidad de registro, los medios de procesamiento están configurados para:
- enviar, hacia atrás por el puerto donde se recibió, una trama Path Reply unidestino con dirección MAC origen la MAC destino de la trama recibida y con dirección MAC destino la MAC origen de la trama recibida;
- asociar, cada puente que recibe la trama Path Reply, la dirección MAC destino al puerto por donde se recibe la trama;
- enviar, cada puente que recibe la trama Path Reply, la trama Path Reply recibida por el puerto asociado a la dirección MAC la MAC origen de la trama recibida ;
- anotar, cada puente que recibe la trama Path Reply, la dirección MAC destino recibida en una tabla de direcciones reparadas recientemente y activar un temporizador de guarda;
- anotar, el puente cuya MAC coincida con la MAC destino de la trama Path Reply, la MAC origen de la trama recibida al puerto del puente por el que se recibió la trama;
- descartar, el puente cuya MAC coincida con la MAC destino de la trama Path Reply, las sucesivas tramas Path-Reply cuyas direcciones MAC coincidan con su MAC que se reciban posteriormente durante la validez del temporizador de guarda.
Finalmente, la invención comprende también una red de telecomunicaciones conmutada que comprenda, al menos, un puente de red como el definido anteriormente.
Breve descripción de los dibujos
A continuación se pasa a describir de manera muy breve una serie de dibujos que ayudan a comprender mejor la invención y que se relacionan expresamente con una realización de dicha invención que se presenta como un ejemplo no limitativo de ésta.
La Figura 1 muestra una topología de red en la que se muestra un camino establecido entre los terminales A y B. La Figura 2 muestra la topología de red de la figura 1 en la que se muestra un posible bloqueo de puertos de los puentes de red.
La Figura 3 muestra la misma topología de red en la que el terminal A envía un ARP Reply al terminal C para completar el camino entre C y A.
La Figura 4 muestra el desorden provocado en la topología de red.
La Figura 5 muestra otra topología de red en la que se cae un enlace en el camino establecido.
La Figura 6 muestra el intercambio de tramas para establecer un camino alternativo al aplicar el procedimiento de la presente invención.
La Figura 7 muestra el intercambio de tramas para establecer un camino alternativo al aplicar el procedimiento de la presente invención.
La Figura 8 muestra otra topología de red con un enlace caído en el camino establecido.
La Figura 9 muestra el intercambio de tramas para establecer un camino alternativo al aplicar el procedimiento de la presente invención.
La Figura 10 muestra otra topología de red con un enlace caído en el camino establecido.
La Figura 1 1 muestra el intercambio de tramas estableciéndose un camino alternativo de los dos que inicialmente se forman al aplicar el procedimiento de la presente invención.
Descripción detallada de un modo de realización
En la figura 1 se muestra una topología de red formada por tres terminales A, B y C y siete puentes de red P1 , P2, P3, P4, P5, P6 y P7, donde se encuentra establecido un camino entre el terminal A y el terminal B. En los enlaces, próximo a los puentes de red, se observa la dirección MAC origen asociada al puerto de entrada del puente de red.
Si el terminal C inicia un ARP Request para conocer al terminal A, podría bloquear los puertos de los puentes de red tal y como muestra la figura 2, donde en el triángulo de la izquierda formado por los puentes P1 , P2 y P3, en condiciones de balanceo de carga equivalente, se llegaría antes por el enlace superior que une el puente P1 con el puente P3 que por los enlaces inferiores entre los puentes P1 -P2 y P2-P3.
En este escenario, la figura 3 muestra la respuesta del terminal A hacia el terminal C con un ARP Reply. En el puente P3, el ARP Reply se encuentra con A ya aprendido en el puerto inferior, por lo que, siguiendo el procedimiento conocido en la técnica, en ese estado de aprendizaje, un nuevo ARP es más prioritario que el contenido de la tabla de encaminamiento, con lo que la tabla de encaminamiento se modifica de acuerdo a la nueva información.
En esta situación, lo más probable es que en el camino más largo, el formado por los puentes P1 -P2 y P2-P3, existieran tramas con origen B y destino A, que hubieran pasado por el puente P3 antes del cambio en la tabla de encaminamiento, que no hubieran llegado aún al otro extremo. Este escenario se representa en la figura 4 donde las tramas t1 y t2, llegaría después de la trama t3 enviada en último lugar, desordenándose así las tramas enviadas.
Igualmente, esta desordenación podría ocurrir, por ejemplo, en una reparación entre el terminal A y el terminal C en el que se elimine el camino original entre el terminal A y el terminal B a través de P1 -P2 y P2-P3, cambiándolo a través de los puentes de red P1 -P3.
Aplicando la presente invención a cualquier tipo de paquetes de reparación especiales ya sean ARP o en mensajes de tipo difusión, para permitir que la invención valide el camino alternativo aprendido.
El puente de red de la presente invención, al recibir un paquete que permita crear alternativas (ya sea ARP o uno especial), se apunta el primer camino alternativo que aparezca, en el caso de que el primer puerto por el que el mensaje llegó, no era el puerto que se tenía apuntado correspondiente al camino viejo; en este caso, no se apuntarían alternativas, pues el camino antiguo seguirá siendo el escogido.
Este camino alternativo será borrado si el mismo paquete especial se recibe por el camino antiguo, caso en el que el camino antiguo sigue siendo válido, y será confirmado si el paquete no se recibe por el camino antiguo, caso en el que el camino antiguo ya no es válido.
De esta forma, la presente invención evita modificar un camino aún válido, lo que sucede en la opción actual, con el posible desorden de paquetes que esto producía.
La figura 5 muestra una topología de red formada por tres terminales D, E y F y seis puentes de red P8, P9, P10, P1 1 , P12 y P13, donde se encuentra establecido un camino entre el terminal E y el terminal D y se cae el enlace entre el puente P1 1 y P13.
La siguiente trama del terminal D al E, t4, genera la reparación, al enviarse hacia atrás, t13, trama de difusión a todos los puentes conteniendo las direcciones origen SA y destino DA de la trama recibida. Cuando la trama t13 llega al puente frontera origen conectado directamente al terminal D, P8, dicho puente envía un paquete especial Path Request que se propaga por toda la red, tramas t7, t8, t9, t10, t1 1 y t12.
En el puente P10, si el path request, llega primero por el puerto que ya tiene almacenado para A, es decir, la trama t7 llega antes que la t9, se mantiene y se refresca dicho camino. Pero, si el path request llega primero por el camino alternativo, es decir, la trama t9 llega antes que la t7, tal y como se puede ver en la figura 6, se apunta en el puente P10 el camino alternativo para D, D', sin borrar el camino original (que puede estar en uso, por ejemplo entre D y F). A continuación, se espera un tiempo para comprobar si llega también, a dicho puente, la trama t7 por el camino original. Tal y como se muestra la topología de la figura 6, la trama acabará llegando, lo que indicará que dicho camino está activo, y se mantendrá, borrándose el alternativo D'. Sin embargo, no siempre tiene por qué llegar esta réplica del Path request por el camino original, tal y como ocurre en la topología de las figuras 8, 9, 10 y 11 . Estas figuras muestran una topología de red formada por tres terminales G, H e I y seis puentes de red P14, P15, P16, P17, P18 y P19, donde, ante la caída del enlace marcado con el aspa (entre P14 y P17) se genera una trama t16 que se propaga como t17 y t18 y que llega al puente P19 por un camino distinto al original, marcándose igualmente como G' tal y como se muestra en la figura 8.
Como el camino original está cortado entre los puentes P14 y P17, no llega una réplica de la trama por G. Pasado el tiempo de espera, se eliminará dicho camino G que ya no es válido, y se mantendrá G' como muestra en la figura 9, renombrándose posteriormente como G.
Finalmente, se puede tener una topología como la mostrada en las figuras 10 y 11 , topología similar a la anterior, pero con un camino alternativo disponible que hará que sí llegue al puente de red una réplica del terminal de origen, el terminal J. Las figuras 10 y 1 1 muestran una topología de red formada por tres terminales J, K y L y seis puentes de red P20, P21 , P22, P23, P24 y P25.
En este caso, se crearán caminos alternativos en los dos puentes de red del triángulo, P24 y P25, pero sólo uno de ellos va a mantenerse ya que al puente P25, llegará una réplica del Path Request, trama t24, por parte del puente P24, haciendo que se borre el camino alternativo. En el puente P24 también se recibirá una réplica del Path Request, trama t26, procedente de P25, pero al tener ya un J y un J', se descartará (al llegar por un tercer puerto). Por tanto, el nuevo camino quedará establecido por los puentes P20-P21 -P22-P24-P25 para alcanzar el camino alternativo al destino, como se puede observar en la figura 11 .
Una vez descrita de forma clara la invención, se hace constar que las realizaciones particulares anteriormente descritas son susceptibles de modificaciones de detalle siempre que no alteren el principio fundamental y la esencia de la invención.

Claims

REIVINDICACIONES
1. Procedimiento de reparación de caminos de tramas de datos que comprende:
- recibir, a través de un puerto de un puente de red donde dicho puerto tiene una identidad de puerto asignada, una trama que comprende una dirección MAC origen y una dirección MAC destino;
- asociar, en una unidad de registro, la dirección MAC origen de la trama recibida a la identidad del puerto del puente que primero recibió la trama, a un indicador de caducidad de la trama y al instante de llegada de la trama;
- borrar, en la unidad de registro, las asociaciones que tenga un puerto de un puente cuando detecte la caída de un enlace en dicho puerto o expire el temporizador de validez de la dirección;
caracterizado por que cuando la trama recibida no tiene asociada su dirección MAC destino a ningún puerto en la unidad de registro del puente y hay un puerto, en la unidad de registro del puente que recibe la trama, que esté asociado a la dirección MAC origen de la trama recibida, el procedimiento comprende:
- encaminar, las tramas cuya dirección MAC origen está asociada al puerto por el que se reciben, hacia el puerto asociado a dicha dirección MAC origen;
- descartar las sucesivas tramas recibidas unidestino cuya dirección MAC destino exista en un registro de direcciones en proceso de reparación.
2. Procedimiento de reparación de caminos de tramas de datos, según la reivindicación 1 , caracterizado por que comprende establecer un tiempo de guarda que bloquea la modificación de la asociación dirección MAC origen-puerto de entrada y la creación de nuevas asociaciones de dicha dirección MAC a otros puertos del mismo puente.
3. Procedimiento de reparación de caminos de tramas de datos, según la reivindicación 2, caracterizado por que si ha transcurrido el tiempo de guarda sin recibirse una trama de reparación por el puerto asociado a la dirección MAC origen y la trama de reparación de caminos llega por un puerto distinto al asociado a la dirección MAC origen de la trama, se asocia el puerto por el que se ha recibido la trama a la dirección MAC origen en reparación.
4. Procedimiento de reparación de caminos de tramas de datos, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que las tramas de reparación de camino se seleccionan entre:
- tramas estándar ARP Request y ARP Reply;
- paquetes especiales de reparación: Path Fail, Path Request y Path Reply;
- combinaciones de las anteriores.
5. Procedimiento de reparación de caminos de tramas de datos, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el registro de direcciones en proceso de reparación comprende las direcciones MAC destino en proceso de reparación y un temporizador de reparación superior al tiempo necesario para que las tramas de reparación recorran la red.
6. Procedimiento de reparación de caminos de tramas de datos, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que al recibir, un puente de red, una trama de reparación Path Fail o Path Request que comprende una dirección MAC destino que está asociada válidamente a uno de sus puertos en su unidad de registro:
enviar, hacia atrás por el puerto donde se recibió, una trama Path Reply unidestino con dirección MAC origen la MAC destino de la trama recibida y con dirección MAC destino la MAC origen de la trama recibida;
asociar, cada puente que recibe la trama Path Reply, la dirección MAC destino al puerto por donde se recibe la trama;
enviar, cada puente que recibe la trama Path Reply, la trama Path Reply recibida por el puerto asociado a la dirección MAC la MAC origen de la trama recibida ;
anotar, cada puente que recibe la trama Path Reply, la dirección MAC destino recibida en una tabla de direcciones reparadas recientemente y activar un temporizador de guarda;
anotar, el puente cuya MAC coincida con la MAC destino de la trama Path Reply, la MAC origen de la trama recibida al puerto del puente por el que se recibió la trama;
descartar, el puente cuya MAC coincida con la MAC destino de la trama Path Reply, las sucesivas tramas Path-Reply cuyas direcciones MAC coincidan con su MAC que se reciban posteriormente durante la validez del temporizador de guarda.
7. Puente de red que comprende unos medios de procesamiento configurados para:
- recibir, a través de un puerto de un puente de red donde dicho puerto tiene una identidad de puerto asignada, una trama que comprende una dirección MAC origen y una dirección MAC destino;
- asociar, en una unidad de registro, la dirección MAC origen de la trama recibida a la identidad del puerto del puente que primero recibió la trama, a un indicador de caducidad de la trama y al instante de llegada de la trama;
- borrar, en la unidad de registro, las asociaciones que tenga un puerto de un puente cuando detecte la caída de un enlace en dicho puerto o expire el temporizador de validez de la dirección;
caracterizado por que cuando la trama recibida no tiene asociada su dirección MAC destino a ningún puerto en la unidad de registro del puente y hay un puerto, en la unidad de registro del puente que recibe la trama, que esté asociado a la dirección MAC origen de la trama recibida, los medios de procesamiento configurados para:
- encaminar, las tramas cuya dirección MAC origen está asociada al puerto por el que se reciben, hacia el puerto asociado a dicha dirección MAC origen;
- descartar las sucesivas tramas recibidas unidestino cuya dirección MAC destino exista en un registro de direcciones en proceso de reparación.
8. Puente de red, según la reivindicación 7, caracterizado por que los medios de procesamiento están configurados para establecer un tiempo de guarda que bloquea la modificación de la asociación dirección MAC origen-puerto de entrada y la creación de nuevas asociaciones de dicha dirección MAC a otros puertos del mismo puente.
9. Puente de red, según la reivindicación 8, caracterizado por que si ha transcurrido el tiempo de guarda sin recibirse una trama de reparación por el puerto asociado a la dirección MAC origen y la trama de reparación de caminos llega por un puerto distinto al asociado a la dirección MAC origen de la trama, los medios de procesamiento están configurados para asociar el puerto por el que se ha recibido la trama a la dirección MAC origen en reparación.
10. Puente de red, según cualquiera de las reivindicaciones 7-9, caracterizado por que las tramas de reparación de camino se seleccionan entre: - tramas estándar ARP Request y ARP Reply;
- paquetes especiales de reparación: Path Fail, Path Request y Path Reply;
- combinaciones de las anteriores.
11. Puente de red, según cualquiera de las reivindicaciones 7-10, caracterizado por que el registro de direcciones en proceso de reparación comprende las direcciones MAC destino en proceso de reparación y un temporizador de reparación superior al tiempo necesario para que las tramas de reparación recorran la red.
12. Puente de red, según cualquiera de las reivindicaciones 7-1 1 , caracterizado por que al recibir, un puente de red, una trama de reparación Path Fail o Path Request que comprende una dirección MAC destino que está asociada válidamente a uno de sus puertos en su unidad de registro, los medios de procesamiento están configurados para:
- enviar, hacia atrás por el puerto donde se recibió, una trama Path Reply unidestino con dirección MAC origen la MAC destino de la trama recibida y con dirección MAC destino la MAC origen de la trama recibida;
- asociar, cada puente que recibe la trama Path Reply, la dirección MAC destino al puerto por donde se recibe la trama;
- enviar, cada puente que recibe la trama Path Reply, la trama Path Reply recibida por el puerto asociado a la dirección MAC la MAC origen de la trama recibida ;
- anotar, cada puente que recibe la trama Path Reply, la dirección MAC destino recibida en una tabla de direcciones reparadas recientemente y activar un temporizador de guarda;
- anotar, el puente cuya MAC coincida con la MAC destino de la trama Path Reply, la MAC origen de la trama recibida al puerto del puente por el que se recibió la trama;
- descartar, el puente cuya MAC coincida con la MAC destino de la trama Path Reply, las sucesivas tramas Path-Reply cuyas direcciones MAC coincidan con su MAC que se reciban posteriormente durante la validez del temporizador de guarda.
13. Red de telecomunicaciones conmutada caracterizada por que comprende al menos un puente de red definido según las reivindicaciones 7-12.
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