ES2243281T3 - Encaminamiento de telecomunicaciones. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para controlar el encaminamiento de paquetes hacia un nodo móvil (14, 16) en una red de conmutación de paquetes que incluye una infraestructura de nodos de conmutación de paquetes interconectados mediante enlaces de transporte de paquetes, incluyendo dichos nodos de conmutación de paquetes una pluralidad de nodos centrales fijos (CR, IR, ER) y una pluralidad de nodos de acceso (BS) hacia los cuales las trayectorias de encaminamiento, definidas por el envío al siguiente salto proporcionado por los nodos de conmutación de paquetes situados a lo largo de dichas trayectorias de encaminamiento, pueden dirigirse en dicha infraestructura para una dirección de red dada, siendo definido dicho envío al siguiente salto en respuesta a procedimientos de definición de encaminamiento en los que se transmiten mensajes de control de protocolo de encaminamiento entre nodos de conmutación de paquetes, y en los que se almacenan, en dichos nodos de conmutación de paquetes, datos de protocolo de encaminamiento que indican una característica de una ruta que pasa por un nodo de acceso.
Description
Encaminamiento de telecomunicaciones.
La presente invención se refiere al
encaminamiento de señales de telecomunicaciones y, más
particularmente, a un procedimiento de encaminamiento de dichas
señales hacia medios de telecomunicaciones fijos y móviles, que
permite que los usuarios de cada tipo de medios utilicen servicios
similares del mismo modo y que los operadores del sistema reduzcan
los costes gracias a la mayor concordancia de la conmutación y otros
servicios de la red. La presente invención se refiere al
encaminamiento de comunicaciones basadas en paquetes, tales como las
establecidas en Internet mediante el denominado "protocolo de
Internet" (IP).
En los presentes sistemas de medios móviles, el
usuario móvil y los sistemas asociados actúan en colaboración mutua
en la interfaz con la red (habitualmente, la estación base de radio)
para permitir que un nodo móvil deje de comunicarse con una estación
base y empiece a comunicarse con otra, y para permitir que la red
actualice los puntos de inteligencia del nuevo emplazamiento. Dicho
sistema se da a conocer en el documento
US-A-5117422. En las redes
celulares, estos puntos de inteligencia son el registro de abonados
locales y el registro de abonados visitantes (HLR y VLR), mientras
que en las redes "IP móviles" estos emplazamientos son los
denominados "agente local" y "agente externo". En ambos
casos, el registro de abonados visitantes y el agente externo
mantienen un registro que incluye sólo los usuarios que cooperan
actualmente con las estaciones base supervisadas por éstos, mientras
que el registro de abonados locales y el agente local mantienen un
registro permanente de los usuarios asociados, incluido un registro
del VLR o el agente externo con el que está trabajando actualmente
cada uno de ellos. La dirección de un mensaje de entrada indica el
HLR/agente local correspondiente al que se hace referencia para
indicar el VLR/agente externo adecuado y obtener detalles de
encaminamiento más concretos. Esto permite llevar a cabo cambios
menores de emplazamiento dentro del VLR/agente externo, de forma
local para el emplazamiento actual del usuario, sin tener que
comunicar dichos cambios al HLR/agente local (que podría hallarse a
cierta distancia del usuario), reduciendo pues en gran medida la
carga general de
señalización.
señalización.
El coste adicional de la movilidad viene
determinado por la provisión de esta interfaz agente local/ agente
externo y, en el caso particular de los sistemas de paquetes, por el
coste del tunelado (envío de mensajes de una dirección a otra), el
desgaste de dirección (incapacidad para utilizar una dirección desde
la cual se está efectuando el envío) y el encaminamiento
triangular.
En un sistema de medios fijos, el encaminamiento
IP se basa en la distribución de bloques o prefijos de direcciones
IP, con un coste métrico o de trayectoria asociado, desde destinos
potenciales hasta emisores potenciales, de tal forma que éstos y los
encaminadores intermedios puedan determinar el siguiente mejor salto
(encaminador vecino) hacia uno de esos destinos. Dado que las
trayectorias para todos los destinos de la red se calculan
previamente, los emisores pueden enviar de inmediato la información
que generan. El cálculo previo de trayectorias, y la tecnología de
intercambio de encaminamiento utilizada, es posible cuando los
orígenes y los destinos presentan un emplazamiento fijo y cuando se
dispone de un gran ancho de banda de comunicación para el
intercambio exhaustivo de trayectorias. No obstante, debido a que la
proporción de itinerancia se incrementa, estos modelos sufren fallos
y se plantea pues la necesidad de disponer de un sistema de
encaminamiento más dinámico.
La propuesta denominada "HAWAII", publicada
el 19 de febrero de 1999 como un borrador de Internet titulado "IP
Micro-Mobility Support Using HAWAI", R.Ramjee T.
La Por, S. Thuel y K. Varadh, puede consultarse en la página web de
Internet Engineering Taskforce
HTTP://ww.ieft.org/internet-drafts/draft-rimjee-micro-mobility-hawaii-00.txt.
La propuesta HAWAII utiliza sistemas de establecimiento de
trayectorias especializados que instalan entradas de envío basadas
en ordenador central en encaminadores específicos cuando se halla en
un dominio de encaminamiento compatible con la micromovilidad
intradominio, y pasa por omisión a la utilización de una red "IP
móvil" para la micromovilidad interdominio. En la propuesta
HAWAII, los nodos móviles conservan sus direcciones de red mientras
se desplazan dentro del dominio. La arquitectura HAWAII se basa en
un encaminador de pasarela a un dominio, denominado encaminador raíz
del dominio, hacia el cual se dirigen las trayectorias por omisión
dentro del dominio. A cada nodo móvil se le asigna un dominio local,
basándose en su dirección IP permanente. El sistema de
establecimiento de trayectorias actualiza una sola trayectoria de
encaminamiento en un dominio y, de ese modo, la conectividad con el
nodo móvil es posible antes y después de la transferencia en la capa
de enlace inalámbrico. Sólo los encaminadores situados a lo largo de
una única trayectoria de encaminamiento entre el encaminador raíz
del dominio y la estación base que presta servicio actualmente al
nodo móvil presentan entradas en la tabla de encaminamiento para la
dirección IP del nodo móvil. El resto de encaminadores del dominio
encamina cualquier paquete dirigido al nodo móvil en sentido
ascendente a lo largo de trayectorias por omisión, que se basan en
la disposición tipo árbol del dominio de encaminamiento que tiene
como origen el encaminador raíz del dominio, para proporcionar una
intersección con el encaminamiento descendente hacia el nodo móvil a
lo largo de la única trayectoria de encaminamiento con respecto a la
cual los encaminadores presentan entradas de nodo individuales para
la dirección IP del nodo móvil.
En el sistema HAWAII, la movilidad entre dominios
es posible gracias a mecanismos "IP móviles". El encaminador
raíz del dominio local se designa como agente local, y los paquetes
IP encapsulados se envían por medio del encaminador raíz del dominio
externo.
Entre los inconvenientes de las propuestas HAWAII
se incluyen la concentración de túneles IP móviles en algunos nodos
del núcleo de la red (los encaminadores raíz del dominio), lo cual
puede determinar que el fallo de cualquiera de estos nodos provoque
un fallo a mayor escala de todo el estado móvil IP y las sesiones
asociadas controladas por el nodo defectuoso. Además, puesto que
todo el encaminamiento desde fuera hacia el dominio local (y en el
sentido inverso) debe producirse por medio del encaminador raíz del
dominio, un fallo en el encaminador raíz del dominio local puede
provocar también un fallo a gran escala.
Según un aspecto de la presente invención, se
proporciona un procedimiento para controlar el encaminamiento de
paquetes hacia un nodo móvil en una red de conmutación de paquetes
que incluye una infraestructura de nodos de conmutación de paquetes
interconectados mediante enlaces de transporte de paquetes,
incluyendo dichos nodos de conmutación de paquetes una pluralidad de
nodos centrales fijos y una pluralidad de nodos de acceso hacia los
cuales las trayectorias de encaminamiento, definidas por el envío al
siguiente salto proporcionado por los nodos de conmutación de
paquetes situados a lo largo de dichas trayectorias de
encaminamiento, pueden dirigirse en dicha infraestructura para una
dirección de red dada, siendo definido dicho envío al siguiente
salto en respuesta a procedimientos de definición de encaminamiento
en los que se transmiten mensajes de control de protocolo de
encaminamiento entre nodos de conmutación de paquetes, y en los que
se conservan, en dichos nodos de conmutación de paquetes, datos de
protocolo de encaminamiento que indican una característica de una
ruta que pasa por un nodo de acceso, comprendiendo dicho
procedimiento:
la alteración de dicho envío al siguiente salto,
para una primera dirección de red utilizada por dicho nodo móvil, en
por lo menos uno de dichos nodos de conmutación de paquetes, en
respuesta a la movilidad de dicho nodo móvil desde un primer nodo de
acceso hasta un segundo nodo de acceso, para permitir el
encaminamiento de los paquetes hacia dicho nodo móvil a través de
dicho segundo nodo de acceso, mediante un procedimiento de
definición de encaminamiento que incluye la transmisión de mensajes
de control de encaminamiento a un número limitado de dichos nodos de
conmutación de paquetes, de tal modo que, una vez finalizado dicho
procedimiento de definición de encaminamiento:
se conservan primeros datos de protocolo de
encaminamiento para dicha primera dirección de red en un primer
grupo de nodos de conmutación de paquetes, indicando dichos primeros
datos de protocolo de encaminamiento una característica de una
primera trayectoria que pasa por dicho primer nodo de acceso y
se conservan segundos datos de protocolo de
encaminamiento para dicha primera dirección de red en un segundo
grupo de nodos de conmutación de paquetes, diferente a dicho primer
grupo de nodos de conmutación de paquetes, indicando dichos segundos
datos de protocolo de encaminamiento una característica de una
segunda trayectoria que pasa por dicho segundo nodo de acceso.
Si se limita la propagación de mensajes de
control de encaminamiento y se permite la coexistencia en la red de
conmutación de paquetes de datos de protocolo de encaminamiento
relativos a la trayectoria "antigua" y la trayectoria
"nueva", podrá aportarse movilidad con una carga general de
señalización reducida para la red. Además, el procesamiento de
actualización de los datos de protocolo de encaminamiento de los
nodos de conmutación de paquetes también podrá reducirse.
Otros aspectos y ventajas de la presente
invención resultarán evidentes a partir de las formas de realización
descritas a continuación, a título de ejemplo sólo, en relación con
los dibujos adjuntos, en los que:
la Figura 1 ilustra de forma esquemática un
ejemplo de una topología fija/móvil según una forma de realización
de la presente invención;
las Figuras 2 a 11 ilustran de forma esquemática
la transferencia entre estaciones base y las actualizaciones de
encaminamiento asociadas según una forma de realización de la
presente invención;
las Figuras 12 a 16 ilustran la transferencia
entre estaciones base y las actualizaciones de encaminamiento
asociadas según otra forma de realización de la presente
invención;
las Figuras 17 a 25 ilustran la restauración del
encaminamiento hacia una estación base local según una forma de
realización de la presente invención;
la Figura 26 ilustra de forma esquemática una
tabla de datos de protocolo de encaminamiento conservada en un nodo
de encaminamiento según una forma de realización de la presente
invención; y
la Figura 27 ilustra una tabla de envío al
siguiente salto conservada en el nodo de encaminamiento según una
forma de realización de la presente invención.
Haciendo referencia a la Figura 1, se representa
un ejemplo de una topología fija/móvil según una forma de
realización de la presente invención. La topología incluye, a título
de ejemplo, tres redes de conmutación de paquetes 2, 4 y 6 que
forman un sistema autónomo (AS), la extensión del cual se indica
esquemáticamente mediante sombreado oscuro en la Figura 1. Una
definición dada para el término "sistema autónomo" es "grupo
de encaminadores y redes sometidos a la misma administración"
("Routing in the Internet", Christian Huitema,
Prentice-Hall, 1995, página 158). En la presente
memoria, el término "sistema autónomo", denominado también
"dominio de encaminamiento" dentro del ámbito de la técnica,
también se aplica a una red, o un grupo de redes, que presentan
encaminadores que ejecutan el mismo protocolo de encaminamiento. Un
sistema autónomo puede conectarse a otros sistemas autónomos
formando una interred global, tal como Internet (utilizada a título
de ejemplo en lo sucesivo). El protocolo de encaminamiento es un
protocolo de pasarela interior, y las comunicaciones con otros
sistemas autónomos se llevan a cabo por medio de protocolos de
pasarela exterior, tales como el protocolo de pasarela frontera
(BGP). El protocolo de información de encaminamiento (RIP) y el
protocolo "abrir primero la trayectoria más corta" (OSPF)
constituyen ejemplos de protocolos de pasarela interior
conocidos.
Las redes 2, 4 y 6 que forman una infraestructura
fija del sistema autónomo incluyen una pluralidad de nodos de
conmutación de paquetes de protocolo de Internet (IP) en forma de
una pluralidad de encaminadores centrales (CR) y una pluralidad de
encaminadores frontera (ER) y encaminadores puente (BR) que
interconectan las diferentes redes 2, 4 y 6 del AS. Todos estos
nodos de conmutación de paquetes ejecutan un único protocolo de
encaminamiento IP, una de cuyas formas de realización se describirá
en mayor detalle a continuación.
El sistema autónomo es conectado a otros sistemas
autónomos de la interred global mediante uno o más encaminadores de
pasarela exterior (EGR).
El sistema autónomo ilustrado en la Figura 1
lleva a cabo el encaminamiento tanto para los nodos móviles, cuyo
encaminamiento dentro del AS es alterado como consecuencia de la
movilidad de los nodos móviles, como para los nodos fijos o
estacionarios, cuyo encaminamiento no es alterado.
Los nodos móviles pueden conectarse a un
encaminador frontera por medio de un enlace inalámbrico que, en el
ejemplo representado, es un enlace de radio celular (otro tipo
posible de enlace inalámbrico es un enlace infrarrojo), utilizando
un encaminador de estación base (BS) proporcionado por un operador
de red móvil. El enlace de radio celular puede ser un enlace de
sistema de acceso múltiple por división del tiempo (TDMA), tal como
el "GSM", o un enlace de sistema de acceso múltiple por
división del código (CDMA), tal como el "CDMA 2000". Los nodos
móviles adoptan la forma de nodos móviles individuales 14 o de
encaminadores móviles 16 que presentan una pluralidad de nodos
conectados, que establecen respectivamente la comunicación por radio
con uno o varios (por ejemplo, en el caso de una transferencia con
continuidad CDMA) de los encaminadores BS en cualquier momento dado.
Un encaminador BS puede controlar varias estaciones base
transceptoras (BTS) situadas conjuntamente con antenas de radio
alrededor de las cuales se forman las "células" individuales
del sistema celular.
Los nodos móviles 14 y 16 se desplazan entre las
células de la red de comunicaciones de radio celular. Si existe un
encaminador BS que presta servicio a varias células, cuando un nodo
móvil experimente una transferencia entre células, éste podrá
continuar recibiendo datos en paquetes por medio del mismo
encaminador BS. No obstante, cuando el nodo móvil se desplace y
quede fuera del alcance del encaminador BS que le presta servicio,
tal vez sea necesario un cambio de encaminamiento dentro del AS para
efectuar la transferencia hacia una nueva célula. Los paquetes de
datos que tienen como origen y destino el nodo móvil en cuestión, y
que son encaminados mediante el identificador de la dirección IP o
una de las direcciones IP del nodo a través de un encaminador BS
dado antes de la transferencia, pueden precisar encaminamiento para
la misma dirección IP a través de un encaminador BS diferente
después de la transferencia. Un nodo móvil puede participar en una
sesión de comunicaciones con un nodo diferente por medio del AS
durante la transferencia de un encaminador BS a otro. Debido a que
las conexiones de la capa de transporte (en una conexión TCP/IP por
ejemplo) son definidas en parte por la dirección IP del nodo móvil,
dicho cambio de encaminamiento es deseable para permitir que dichas
conexiones continúen utilizando la misma dirección IP cuando el nodo
móvil recibe el servicio de un encaminador BS diferente.
Los nodos fijos pueden conectarse a un
encaminador frontera por medio de una red de área local (LAN) 10,
ejecutando un protocolo de red de área local, tal como un protocolo
Ethernet. Los nodos fijos pueden conectarse asimismo a un
encaminador frontera por medio de una red telefónica de servicio
público (PSTN) 12, mediante un servidor de acceso a la red (NAS) 20
proporcionado por un proveedor de acceso a Internet. El NAS 20
asigna dinámicamente direcciones IP fijas a través de la red
telefónica a los nodos fijos que se conectan con el NAS 20 mediante
un protocolo, tal como el PPP o el SLIP, y encamina los paquetes IP
con origen o destino en cada nodo fijo por medio de un encaminador
frontera asociado. Mientras que el NAS 20 asigna direcciones IP de
forma dinámica, el encaminador frontera, por medio del cual se
encaminan los paquetes para la dirección IP asignada, no cambia ni
durante una sesión de acceso ni durante un período más largo. Por lo
tanto, no es necesario cambiar el encaminamiento dentro del sistema
autónomo para cada uno de los nodos fijos, a menos que así lo exijan
factores internos al AS, tales como un fallo en el enlace o la
gestión del tráfico.
El protocolo de pasarela interior, es decir, el
único protocolo de encaminamiento IP utilizado en el AS de esta
forma de realización de la presente invención, es una versión
modificada del protocolo de encaminamiento
"Temporally-Ordered Routing Algorithm" (TORA),
que se describe en, inter alia, el documento "A Highly
Adaptive Distributed Routing Algorithm for Mobile Wireless
Networks", Vincent D. Park y M. Scott Corson, Proceedings of
INFOCOM '97, 7-11 de abril, Kobe, Japón; y el
documento "A Performance Comparison of the
Temporally-Ordered Routing Algorithm and Ideal
Link-State Routing", Vincent D. Park y M. Scott
Corson, Proceedings of ISCC '98, 30 de junio - 2 de julio, 1999,
Atenas, Grecia.
El algoritmo del protocolo de encaminamiento TORA
se ejecuta de forma distribuida, proporciona trayectorias sin
bucles, proporciona encaminamiento múltiple (para mitigar la
congestión), establece trayectorias con rapidez (para que éstas
puedan ser utilizadas antes de que la topología cambie) y reduce al
mínimo la carga general de comunicación confinando la reacción
algorítmica a los cambios topológicos siempre que sea posible (para
mantener el ancho de banda disponible e incrementar la
escalabilidad).
El algoritmo es distribuido en la medida en que
los nodos sólo mantienen información acerca de los nodos adyacentes
(es decir, la información de un salto). El algoritmo asegura que
todas las trayectorias carezcan de bucles y habitualmente
proporciona encaminamiento por trayectorias múltiples para cualquier
par origen/destino que requiera una trayectoria. Puesto que
habitualmente se establecen varias trayectorias, muchos cambios
topológicos no precisan de actualizaciones de encaminamiento dentro
del AS, ya que basta con disponer de una única trayectoria. Después
de cambios topológicos que sí requieren una reacción, el protocolo
reestablece las trayectorias válidas.
El protocolo TORA crea un modelo de red en forma
de gráfico G = (N, L), siendo N un grupo finito de nodos y L un
grupo de enlaces que inicialmente no presentan ninguna dirección.
Cada nodo i \in N presenta un identificador de nodo exclusivo
(ID), y cada enlace (i, j) \in L permite la comunicación
bidireccional (es decir, los nodos conectados mediante un enlace
pueden comunicarse entre sí en ambos sentidos).
A cada enlace que carece inicialmente de dirección (i, j) \in L, se le puede asignar uno de tres estados: (1) no dirigido, (2) dirigido del nodo i al nodo j y (3) dirigido del nodo j al nodo i. Si el enlace (i, j) \in L es dirigido del nodo i al nodo j, se dice que el nodo i está situado "aguas arriba" del nodo j, y que el nodo j está situado "aguas abajo" del nodo i. Para cada nodo i, los nodos "vecinos" de i, N_{i} \in N, se definen como el grupo de nodos j que cumple (i, j) \in L. Cada nodo i conoce siempre a sus nodos vecinos del grupo N_{i}.
A cada enlace que carece inicialmente de dirección (i, j) \in L, se le puede asignar uno de tres estados: (1) no dirigido, (2) dirigido del nodo i al nodo j y (3) dirigido del nodo j al nodo i. Si el enlace (i, j) \in L es dirigido del nodo i al nodo j, se dice que el nodo i está situado "aguas arriba" del nodo j, y que el nodo j está situado "aguas abajo" del nodo i. Para cada nodo i, los nodos "vecinos" de i, N_{i} \in N, se definen como el grupo de nodos j que cumple (i, j) \in L. Cada nodo i conoce siempre a sus nodos vecinos del grupo N_{i}.
Se ejecuta una versión lógicamente independiente
del protocolo para cada destino (indicado, por ejemplo, mediante una
dirección IP de nodo) hacia el cual se requiere encaminamiento.
El protocolo TORA puede dividirse en tres
funciones básicas: la creación de trayectorias, el mantenimiento de
trayectorias y la supresión de trayectorias. La creación de una
trayectoria desde un nodo dado hasta el destino requiere el
establecimiento de una secuencia de enlaces dirigidos desde el nodo
hasta el destino. La creación de trayectorias se corresponde en
esencia con la asignación de direcciones a los enlaces en una red o
parte de la red que carece de dirección. El procedimiento utilizado
para llevar a cabo esta acción es un procedimiento de
pregunta/respuesta que elabora un gráfico dirigido acíclico (DAG)
que presenta la raíz en el destino (es decir, el destino es el único
nodo que no presenta enlaces aguas abajo). Dicho DAG puede
denominarse DAG "orientado hacia el destino". El mantenimiento
de las trayectorias conlleva reaccionar a los cambios topológicos de
la red, de tal forma que las trayectorias hacia el destino se
restablezcan dentro de un tiempo finito. Cuando se detecta una
partición de la red, todos los enlaces (de la parte de la red que ha
quedado dividida desde el destino) se marcan como "no
dirigidos" para suprimir las trayectorias no válidas.
El protocolo lleva a cabo las tres funciones
utilizando tres paquetes de control diferenciados: búsqueda (QRY),
actualización (UPD) y supresión (CLR). Los paquetes QRY se utilizan
para crear trayectorias, los paquetes UPD se utilizan tanto para
crear como para mantener trayectorias y los paquetes CLR se utilizan
para suprimir trayectorias.
En un momento dado, se asocia un quíntuplo
ordenado, denominado "altura", H_{i} =
(\tau_{i}, oid_{i}, r_{i}, \delta_{i}, i) a cada nodo i
\in N. Conceptualmente, el quíntuplo asociado a cada nodo
representa la altura del nodo definida por dos parámetros: un nivel
de referencia y una variable delta con respecto al nivel de
referencia. El nivel de referencia se representa mediante los tres
primeros valores del quíntuplo, mientras que la variable delta se
representa mediante los dos últimos valores. Se define un nuevo
nivel de referencia cada vez que un nodo pierde su último enlace
aguas abajo debido a un fallo del enlace. El primer valor que
representa el nivel de referencia, \tau_{i}, es una etiqueta de
tiempo que indica el "tiempo" del fallo del enlace. El segundo
valor, oid_{i}, es el ID del originador (es decir, el ID exclusivo
del nodo que ha definido el nuevo nivel de referencia). De este modo
se asegura que los niveles de referencia puedan ordenarse por
completo lexicográficamente. El tercer valor, n, es un solo bit
utilizado para dividir cada uno de los niveles de referencia
exclusivos en dos subniveles exclusivos. Este bit se utiliza para
diferenciar entre el nivel de referencia original y su
correspondiente nivel de referencia más alto reflejado. El primer
valor que representa la variable delta, \delta_{i}, es un entero
utilizado para ordenar los nodos con respecto a un nivel de
referencia común. Este valor juega un papel decisivo en la
propagación de un nivel de referencia. Por último, el segundo valor
que representa la variable delta i, es el ID exclusivo del propio
nodo. De este modo se asegura que los nodos con un nivel de
referencia común y los mismos valores de \delta_{i} (y, de hecho,
todos los nodos) puedan ser ordenados por completo
lexicográficamente en todo momento.
Cada nodo i (diferente al de destino) mantiene su
altura H_{i}. Inicialmente, la altura de cada nodo de la red
(diferente al de destino) se establece en NULO, H_{i} = (-, -, -,
-, i). Posteriormente, la altura de cada nodo i puede modificarse
según las reglas del protocolo. Aparte de su propia altura, cada
nodo i mantiene, en una tabla de datos de protocolo de
encaminamiento, entradas situadas junto a las direcciones IP de nodo
que presentan un DAG en la red, incluyendo las entradas una
secuencia de alturas con una entrada HN_{j} para cada vecino j
\in N_{i}.
Cada nodo i (diferente al de destino) mantiene
también, en la tabla de datos de protocolo de encaminamiento, una
secuencia de estados de enlaces con una entrada LS_{ij} para cada
enlace (i, j) \in L. El estado de los enlaces viene determinado
por las alturas H_{i} y HN_{ij} y se dirige desde el nodo más
alto hacia el nodo más bajo. Si el nodo vecino j es más alto que el
nodo i, el enlace se marca como enlace aguas arriba. Si el nodo
vecino j es más bajo que el nodo i, el enlace se marca como enlace
aguas abajo.
El protocolo TORA fue diseñado originalmente para
su utilización en una red móvil ad hoc (MANET), en la que los
encaminadores son móviles y están interconectados por medio de
enlaces inalámbricos. No obstante, en esta forma de realización de
la presente invención, se utiliza un protocolo TORA modificado en un
sistema autónomo que incluye una infraestructura fija de
encaminadores fijos interconectados mediante enlaces fijos, tal como
la ilustrada en la Figura 1, para permitir las alteraciones de
encaminamiento en la infraestructura fija cuando un nodo móvil
altera su punto de conexión con la infraestructura.
La Figura 26 ilustra esquemáticamente un ejemplo
de tabla de datos de protocolo de encaminamiento que puede
conservarse en un encaminador según esta forma de realización.
Junto a cada dirección IP de nodo (o prefijo de
dirección en el caso de un DAG agrupado, descrito en mayor detalle
más adelante), IP1, IP2, etc., que presenta un DAG en la red, se
almacena la altura del nodo de almacenamiento H_{i}(IP1),
H_{i}(IP2), etc. Asimismo, se almacena la identidad de cada
nodo vecino adyacente, por ejemplo: w, x, y, z y la altura de dicho
nodo vecino HN_{iw}(IP1, IP2, etc.), HN_{ix} (IP1, IP2,
etc.), HN_{iy}(IP1, IP2, etc.) y HN_{iz}(IP1, IP2,
etc.). Por último, la secuencia de estados de enlace para cada
dirección IP (o prefijo) puede almacenarse en forma de marcas que
designan un enlace aguas arriba (U), un enlace aguas abajo (D) o un
enlace sin dirección (-), junto a cada identidad de enlace (L1, L2,
L3 y L4) correspondiente a cada nodo vecino.
La secuencia de estados de enlace incluida en la
tabla de datos de protocolo de encaminamiento permite tomar
localmente una decisión de envío al siguiente salto en el
encaminador que mantiene los datos. Para una red suficientemente
interconectada, cada encaminador deberá presentar por lo menos un
enlace aguas abajo. Si sólo se dispone de un enlace aguas abajo, ese
enlace es el seleccionado como enlace de envío al siguiente salto.
Si se dispone de más de un enlace aguas abajo, puede seleccionarse
el enlace aguas abajo más adecuado, basándose, por ejemplo, en la
carga de tráfico actual sobre los dos enlaces. En cualquier caso, el
enlace seleccionado se introduce en una tabla de datos de envío al
siguiente salto, junto a la dirección IP. En la memoria caché, se
conserva una tabla de envío al siguiente salto, tal como la
ilustrada en la Figura 27, a la cual puede accederse con rapidez
cuando llegan al encaminador paquetes IP que requieren
encaminamiento. La tabla contiene el enlace de envío al siguiente
salto (L2, L1, etc.) seleccionado, respecto a cada dirección IP (o
prefijo) (IP1, IP2, etc.).
La utilización de una infraestructura fija de
encaminadores, y otros aspectos de la presente invención que se
describirán a continuación, permiten la agrupación de
encaminamientos dentro del AS, en particular para las direcciones IP
de los nodos móviles. A continuación, se describirá brevemente cómo
se efectúa el direccionamiento IP y, en particular, cómo se utilizan
los prefijos de longitud variable para proporcionar agrupación de
encaminamientos en una red de encaminamiento IP.
Las direcciones IP actualmente constan de un
número predeterminado de bits (32). En el pasado, las direcciones IP
se asignaban de acuerdo con un sistema no estructurado (denominado
plan de direccionamiento "plano"). El direccionamiento con
clases introdujo el concepto de jerarquía de encaminamiento de dos
niveles, dividiendo las direcciones en un prefijo de red y en campos
de nodo. Se asignaba a los usuarios direcciones IP de clase A, clase
B o clase C para simplificar el encaminamiento y la
administración.
En la clase A, el bit 0 indicaba la clase A, los
bits 1 a 7 indicaban la red (126 redes) y los bits 8 a 31 indicaban
el nodo (16 millones de nodos).
En la clase B, los bits 0 a 1 indicaban la clase
B, los bits 2 a 15 indicaban la red (16.382 redes) y los bits 16 a
31 indicaban el nodo (64.000 nodos).
En la clase C, los bits 0 a 2 indicaban la clase
C, los bits 3 a 23 indicaban la red (2.097.152 redes) y los bits 24
a 31 indicaban el nodo (256 nodos).
Una jerarquía de dos niveles todavía
proporcionaba una jerarquía de encaminamiento plana entre los nodos
de una red. Por ejemplo, un bloque de direcciones de clase A podría
incluir 16 millones de nodos, lo cual daría por resultado 16
millones de entradas en las tabla de direccionamiento de todos los
encaminadores de la red Las subredes se diseñaron para poder
dividir un bloque de direcciones de nodo en un campo de subred de
longitud variable y un campo de nodo. Esto permite a los
encaminadores de un AS mantener entradas en la tabla de
encaminamiento para las subredes sólo (agrupando los encaminamientos
para todos los nodos de cada subred). Se utiliza una máscara de
subred para permitir que los encaminadores identifiquen la parte de
subred de la dirección.
Según esta forma de realización de la presente
invención, se proporciona la agrupación de encaminamientos asignando
un bloque de direcciones IP de nodos (es decir, una secuencia
contigua de direcciones IP que comparten uno o más prefijos) a un
nodo de acceso, tal como un encaminador BS, y asignando
dinámicamente direcciones IP del bloque a los nodos móviles mientras
efectúan sesiones de acceso. Cuando un nodo móvil se registra en la
red celular en el momento del encendido, el encaminador BS de
servicio asigna una dirección IP y conserva en memoria caché la
vinculación entre el identificador del enlace inalámbrico del nodo
móvil y la dirección IP asignada. Dentro del AS, se calcula
previamente un plan de encaminamientos agrupados, que en esta forma
de realización es un DAG agrupado, antes de asignar al nodo móvil la
dirección IP que debe utilizar en toda su sesión de acceso. Tras el
apagado del nodo móvil, la dirección IP se devuelve al encaminador
BS propietario que, a continuación, puede asignar la dirección IP a
otro nodo móvil. Las direcciones IP de los nodos móviles asignadas
por un encaminador BS presentarán un DAG agrupado, hasta que por lo
menos uno de los nodos móviles cambie de lugar, en cuyo caso el DAG
agrupado permanecerá en su lugar, mientras se crea una excepción
específica para el nodo en los encaminadores que se han visto
afectados por un procedimiento de actualización de encaminamiento
específico para la movilidad (la actualización sólo cambia el
encaminamiento para el nodo móvil que ha cambiado de lugar).
El cálculo previo de trayectorias en un AS para
prefijos de dirección pertenecientes a un encaminador BS tiene lugar
mediante la inclusión, por el encaminador BS propietario, de un
mensaje de actualización, denominado aquí paquete de
"optimación" (OPT), para cada prefijo que llega a través del AS
y que actúa realmente como una notificación de prefijo, así como
mediante la elaboración del DAG agrupado. El paquete OPT es
transmitido por el encaminador BS propietario del prefijo o los
prefijos de dirección IP y que controla el DAG agrupado. El paquete
OPT se distribuye al resto de nodos de la red (independientemente de
sus alturas actuales, si es que se han establecido), y establece o
restablece estas alturas en el nivel de referencia "todo
ceros", es decir, poniendo a cero los tres primeros valores
(T_{i}, oid_{i} y n) de las alturas TORA. El cuarto valor de
altura, \delta_{i}, adopta el valor del número de saltos
efectuados por el paquete OPT desde su transmisión desde el
encaminador BS (de forma similar a la propagación de paquetes UPD en
los conocidos mecanismos TORA de creación de DAG iniciados por la
fuente). Puede añadirse un incremento de 1 para representar el salto
desde el encaminador BS hasta el nodo móvil. El quinto valor de
altura, i, adopta el valor del ID del nodo.
Una vez se dispone de un DAG agrupado en el AS,
cada nodo de conmutación de paquetes del AS presenta una entrada en
la tabla de envío al siguiente salto para el prefijo de dirección IP
en cuestión. Cuando llega un paquete a un nodo que requiere
encaminamiento, el nodo busca en su tabla de envío al siguiente
salto la entrada de dirección coincidente más larga que utilizará
para tomar la siguiente decisión de encaminamiento que, a condición
de que el nodo móvil que utiliza la dirección IP no haya cambiado de
lugar respecto del encaminador BS propietario, será el prefijo de
dirección IP. Si se proporcionan DAG agrupados dentro del AS, el
tamaño de la tabla de encaminamiento y el procesamiento de
encaminamiento podrán reducirse al mínimo en cada nodo de
conmutación de paquetes.
No obstante, cuando un nodo móvil experimenta una
transferencia en la capa de enlace inalámbrico, lejos del
encaminador BS donde recibió el servicio por primera vez en la red,
se crea una entrada de dirección de nodo individual en la tabla de
datos de protocolo de encaminamiento y en la tabla de envío al
siguiente salto en (un número limitado de) los nodos de conmutación
de paquetes que se han visto afectados por las actualizaciones de
encaminamiento ocasionadas por la movilidad del nodo móvil. Estos
nodos continúan almacenando las correspondientes entradas de
direcciones agrupadas, pero utilizan la entrada de dirección de nodo
para encaminar paquetes hacia la dirección IP del nodo móvil,
mediante una búsqueda de la dirección coincidente más larga.
El algoritmo de mantenimiento de altura TORA se
incluye en la misma clase general de algoritmos definidos
inicialmente en el documento "Distributed Algorithms for
Generating Loop-Free Routes in Networks with
Frequently Changing Topology", E.Gafni y D.Bertsekas,
IEEE-Trans. Commun., enero de 1991. Dentro de esta
clase, un nodo sólo puede "incrementar" su altura y nunca puede
reducirla. No obstante, en esta forma de realización de la presente
invención, se proporciona una modificación algorítmica para asegurar
que, después de una transferencia entre encaminadores BS, si existe
una pluralidad de interfaces de encaminamiento con los nodos
vecinos, un nodo envíe paquetes, a través de una interfaz de
encaminamiento, al nodo vecino desde el cual se ha recibido la
actualización de encaminamiento relacionada con la movilidad más
reciente. El valor de tiempo \tau del quíntuplo de altura
(\tau_{i}, oid_{i}, r_{i}, \delta_{i}, i), almacenado en la
tabla de datos de protocolo de encaminamiento del encaminador como
una entrada junto a la dirección IP del nodo móvil y el nodo vecino
en cuestión, puede adoptar un valor "negativo", es decir,
inferior a cero, para indicar que ha tenido lugar una actualización
relacionada con la movilidad, y la magnitud del valor de tiempo
\tau negativo se incrementa por cada actualización de
encaminamiento relacionada con la movilidad para una dirección IP
dada. Por lo tanto, la actualización relacionada con la movilidad
más reciente viene indicada por el valor de tiempo \tau negativo
mayor. Debe observarse que, aunque las actualizaciones de
encaminamiento relacionadas con la movilidad se diferencian mediante
un valor de tiempo \tau negativo, es posible utilizar otros
indicadores, tales como una etiqueta de un bit, en lugar de la
etiqueta negativa.
Cuando un nodo móvil cambia su afiliación con un
encaminador BS, el nodo móvil reduce su valor de altura aplicando
una reducción de un entero, por ejemplo, al valor de tiempo \tau,
y el nuevo valor se transmite a un número limitado de nodos del AS
como parte de una actualización iniciada por un nodo móvil del DAG
asociado a la dirección IP del nodo móvil, que se describirá en
mayor detalle más adelante. Un nodo que presenta varios nodos
vecinos aguas abajo se encamina hacia el enlace aguas abajo que se
ha activado en último lugar. Las alturas todavía están totalmente
ordenadas (por consiguiente, se mantiene la libertad del bucle de
encaminamiento).
Otro aspecto de esta forma de realización de la
presente invención es que, durante la transferencia de un nodo móvil
en la capa de enlace inalámbrico, se proporciona un mecanismo de
tunelado temporal a corto plazo que permite que los paquetes de
datos que llegan al encaminador BS, desde el cual se efectúa la
transferencia del nodo móvil, puedan ser enviados al encaminador BS,
hasta el cual se efectúa la transferencia del nodo móvil. El
tunelado en una red de conmutación de paquetes IP puede llevarse a
cabo mediante encapsulado del paquete de datos con una nueva
cabecera IP (dirigida hacia la dirección IP del nuevo encaminador
BS), denominándose este tipo de tunelado "tunelado IP en IP".
En el nuevo encaminador BS, el paquete se desencapsula y se envía
hacia el nodo móvil por medio del enlace inalámbrico. Los mecanismos
de establecimiento de túneles, señalización y autenticación pueden
ser los utilizados en las redes "IP móviles", descritas
inter alia en el documento "IP Mobility Support", C.
Perkins, ed., 1ETF RFC 2002, octubre de 1996. Si todos los
encaminadores BS presentan tecnología "móvil iP", dicha
tecnología puede utilizarse también para permitir el envío de
paquetes a los nodos móviles que se desplazan hacia un AS diferente.
Otros protocolos de tunelado posibles incluyen el tunelado UPD (en
el que se añade una cabecera UPD a los paquetes de entrada), el
tunelado GRE (un protocolo CISCO™), el protocolo de tunelado de capa
2 (L2TP) y modos de túnel IPSEC negociados o configurados.
Cuando debe efectuarse la transferencia de un
nodo móvil desde un encaminador BS, dicho encaminador BS interactúa
con el nuevo encaminador BS hacia el cual se va a traspasar el nodo
móvil, para emprender las etapas siguientes:
(a) preparación de un túnel unidireccional hacia
el nuevo encaminador BS, de tal forma que los paquetes puedan ser
enviados al nodo móvil una vez perdido el enlace inalámbrico entre
el encaminador BS antiguo y el nodo móvil. El túnel puede prepararse
estableciendo la correspondencia con un túnel entre encaminadores BS
preexistente, o con un túnel específico para el nodo, negociado
dinámicamente por medio de mecanismos IP móvil;
(b) transferencia del nodo móvil en la capa de
enlace inalámbrico;
(c) inclusión de una actualización de
encaminamiento para la dirección IP del nodo móvil (o las
direcciones, en el caso de un encaminador móvil) del nuevo
encaminador BS;
(d) envío de paquetes de datos destinados a la
dirección IP del nodo móvil, que llegan al encaminador BS antiguo a
través de un enlace de túnel, al nuevo encaminador BS;
(e) actualización del encaminamiento no válido
hacia el encaminador BS antiguo;
(f) supresión del túnel, si es específico para el
nodo, o eliminación del estado específico para el nodo en un túnel
preexistente, siguiendo la convergencia del encaminamiento.
Antes de la transferencia, todos los paquetes se
encaminan directamente hacia el nodo móvil por medio de una
trayectoria, o trayectorias, de la infraestructura que pasa por el
encaminador BS antiguo. Siguiendo la convergencia del
encaminamiento, todos los paquetes se encaminan directamente hacia
el nodo móvil por medio de una trayectoria, o trayectorias, de la
infraestructura que pasa por el encaminador BS
nuevo.
nuevo.
Cuando se comunica la transferencia al nuevo
encaminador BS (ya sea desde el encaminador BS antiguo como parte de
la organización en túneles, o bien desde el nodo móvil por medio de
una transferencia asistida por móvil), el nuevo encaminador BS
genera un mensaje de actualización de encaminamiento de unidifusión
dirigida al encaminador BS antiguo, utilizando el DAG existente para
la dirección IP del nodo móvil (que sigue estando dirigido hacia el
encaminador BS antiguo). Esta actualización modifica de forma
selectiva el DAG del nodo móvil a lo largo de la trayectoria inversa
del nodo vecino de nivel más bajo (la trayectoria más corta
aproximada) hacia el encaminador BS antiguo. Al final de esta
actualización, el encaminador BS antiguo presentará un nuevo enlace
aguas abajo en el DAG para la dirección IP del nodo móvil, después
de que el nodo móvil sea traspasado en la capa de enlace de radio.
Durante el procedimiento de actualización, un encaminador de cruce
recibe la actualización de unidifusión dirigida y, entonces,
redirige el flujo de datos existente hacia el encaminador BS nuevo
del nodo móvil.
Este procedimiento de actualización no depende de
la topología y se emplea independientemente de la distancia
topológica entre los encaminadores BS nuevos y antiguos (que puede
variar sustancialmente dependiendo de las posiciones relativas de
los encaminadores BS).
El túnel a corto plazo evita la pérdida de
paquetes en caso de que no se haya establecido el encaminamiento
hacia el nuevo encaminador BS antes de producirse la pérdida del
enlace inalámbrico con el encaminador BS antiguo, siempre que no
haya tenido lugar un almacenamiento significativo en la memoria
caché del encaminador BS antiguo.
Sin embargo, la utilización de un túnel a corto
plazo tal vez no sea siempre necesaria, dependiendo de la sucesión
relativa de los dos eventos siguientes:
(i) pérdida del enlace inalámbrico entre el
encaminador BS y el nodo móvil en el encaminador BS antiguo y
(ii) llegada de la actualización de
encaminamiento dirigida al encaminador BS antiguo.
Si la actualización de encaminamiento llega antes
de que se haya perdido el anterior enlace inalámbrico, el túnel no
será necesario, puesto que no llegarán más paquetes de datos al
encaminador BS antiguo, debido al reencaminamiento (siempre que los
paquetes de control y de datos tengan la misma prioridad y el mismo
tratamiento para la puesta en cola; en caso contrario, los paquetes
de datos que ya se hallan en la cola pueden seguir llegando después
de la actualización de encaminamiento), y todos los paquetes de
datos pasados habrán sido enviados al nodo móvil a través del enlace
inalámbrico antiguo. Si no se necesita ningún túnel, puede impedirse
la activación prematura de una actualización TORA en el encaminador
BS antiguo, debida a la pérdida de todos los enlaces aguas abajo
cuando se pierde el enlace inalámbrico anterior, marcando un enlace
aguas abajo virtual en el encaminador BS antiguo hasta que se
produzca la convergencia de encaminamiento. Por lo tanto, la
retención del encaminamiento en el encaminador BS antiguo puede
lograrse simplemente mediante señalización.
La simple retención de encaminamiento mediante
señalización puede utilizarse también cuando el encaminador BS
antiguo funciona como una memoria caché (por ejemplo, una memoria
caché transparente), permitiendo al encaminador BS antiguo almacenar
volúmenes relativamente grandes de datos hasta que se produce la
convergencia del encaminamiento, y retransmitiendo los datos una vez
que se ha producido la convergencia de encaminamiento.
Como se ha mencionado anteriormente, cuando un
nodo móvil finaliza su sesión de acceso, el encaminamiento para la
dirección IP del nodo móvil puede reenviarse al encaminador BS desde
el cual se ha originado, es decir, el encaminador BS local de la
dirección IP. Se proporciona un mecanismo para restaurar de forma
eficaz el destino del DAG al encaminador BS local, que requiere la
participación de sólo un número limitado de nodos del AS.
Cuando un nodo móvil finaliza su sesión de
acceso, el encaminador BS actual entra en contacto con el
encaminador BS local de la dirección IP e inicia la transferencia de
destino del DAG al encaminador BS local. También esta vez, puede
utilizarse un enlace de túnel como mecanismo de retención para
evitar el inicio de una actualización de encaminamiento en el
encaminador BS actual o, todavía más fácil, puede utilizarse un
enlace virtual (una marca de enlace aguas abajo inactivo en el
encaminador BS actual) si no hay datos para transmitir. El
encaminador BS actual establece un enlace de túnel o un enlace aguas
abajo virtual dirigido hacia el encaminador BS local. En respuesta,
el encaminador BS local genera una actualización de
"restauración" dirigida que se envía hacia el encaminador BS
actual mediante el DAG existente para la dirección IP del nodo móvil
(que sigue estando dirigido hacia el examinador BS actual). Esta
actualización suprime todas las entradas de la tabla de datos de
protocolo de encaminamiento específicas para el nodo y las entradas
de la tabla de envío al siguiente salto creadas como consecuencia de
la movilidad anterior del nodo móvil, para restaurar el DAG agrupado
calculado previamente como plan de encaminamiento activo para la
dirección IP del nodo móvil. La actualización se transmite a través
de la trayectoria creada previamente mediante las actualizaciones de
encaminamiento provocadas por la movilidad anterior del nodo móvil.
Por lo tanto, el grupo de valores negativos de altura generado por
las actualizaciones específicas para la movilidad es suprimido, y se
reactiva el DAG agrupado con su nivel de referencia "todo
ceros" (suponiendo que no se haya producido ningún fallo en la
red que haya provocado nuevas generaciones e inversiones de altura).
El enlace de túnel o el enlace virtual pueden mantenerse hasta que
se reciba la actualización de restauración en el encaminador BS
actual, momento en el cual se eliminará el túnel o el enlace
virtual.
Cada cierto tiempo, o cuando se detecta un evento
desencadenador, el nodo móvil (o un encaminador BS que actúa en
representación del nodo móvil) puede reinicializar el DAG para una
dirección IP mediante un mecanismo de actualización TORA, con
niveles de referencia "todo ceros", eliminando de ese modo
todas las entradas de la tabla de encaminamiento relacionadas con la
movilidad para el DAG. Los niveles de referencia "todo ceros"
transmitidos de ese modo tienen preferencia sobre el resto de
valores de altura (tanto positivos como negativos) y pueden
propagarse por todo el AS (reoptimización del DAG en todo el AS).
Esto proporciona un mecanismo para el mantenimiento de trayectorias
de estado flexible, que altera temporalmente el sistema de
actualización relacionada con la movilidad.
A continuación, se describirá un ejemplo
detallado de transferencia entre BS en la capa de enlace inalámbrico
y de actualizaciones de encaminamiento en la infraestructura fija de
un AS, en relación con las Figuras 2 a 11. Se describirá otro
ejemplo en relación con las Figuras 12 a 16. Por último, se
describirá un ejemplo detallado de la restauración del
encaminamiento hacia una BS local una vez finalizada una sesión de
acceso de un nodo móvil, en relación con las Figuras 17 a 25. En
cada uno de los quíntuplos de altura TORA ilustrados en las Figuras
2 a 25, el ID de nodo se representa mediante la referencia i para
simplificar. No obstante, se observará que este valor será diferente
para cada nodo, para identificar de forma exclusiva los nodos dentro
del AS. Asimismo, se observará que sólo se ilustra una parte del AS
para simplificar.
En todos los ejemplos siguientes, el AS incluye
una pluralidad de encaminadores centrales fijos (CR1, CR2, ...) una
pluralidad de encaminadores intermedios fijos (IR1, IR2, ...) y una
pluralidad de encaminadores frontera fijos (ER1, ER2, ...),
clasificados según su proximidad relativa con la "frontera"
topológica de la infraestructura fija. Los encaminadores centrales
pueden estar adaptados para procesar cantidades de tráfico
superiores a las de los encaminadores intermedios, y los
encaminadores intermedios, a su vez, pueden estar adaptados para
procesar cantidades de tráfico superiores a las de los encaminadores
frontera. Por ejemplo, los encaminadores centrales pueden procesar
tráfico nacional, los encaminadores intermedios tráfico regional y
los encaminadores frontera tráfico subregional.
Los encaminadores de conmutación de paquetes
tienen emplazamientos comunes y se combinan funcionalmente con las
estaciones base inalámbricas, denominándose la entidad combinada en
la presente memoria "nodo de acceso" (BS1, BS2, ...), aunque
deberá observarse que el término "nodo de acceso" no pretende
limitarse a un nodo de encaminamiento que incluye funciones de BS
inalámbrica. Por ejemplo, puede proporcionarse un "nodo de
acceso" en un nodo que está topológicamente alejado de una
BS.
En el caso de todos los ejemplos descritos a
continuación, la direccionalidad de encaminamiento de salto en salto
en las interfaces se indica mediante flechas a lo largo de los
enlaces entre los nodos de la red, y entre nodos de acceso y nodos
móviles (incluyendo dichos enlaces un enlace inalámbrico). El plan
de encaminamiento distribuido adopta la forma de un DAG TORA
dirigido en un único nodo móvil receptor, MH2. Antes de que el nodo
móvil MH2 empiece una sesión de acceso, y le sea asignada
dinámicamente una dirección IP, se dispone de un DAG agrupado y
calculado previamente para la dirección IP dentro del AS, que ha
sido incluido como una actualización generalizada para todo el AS
desde el nodo de acceso que asigna la dirección IP, es decir, el
nodo BS2. En las Figuras 2 a 25, los nodos relacionados con las
actualizaciones de encaminamiento o el envío de paquetes se marcan
con sus quíntuplos de altura TORA (\tau_{i}, oid_{i}, r_{i},
\delta_{i}, i). Como se ha descrito anteriormente, esta altura
TORA se almacena también en la tabla de datos de protocolo de
encaminamiento de cada nodo vecino, indicándose el nodo al que se
aplica la altura.
Cuando el nodo móvil MH2 se registra en el nodo
de acceso local BS2, el nodo de acceso local conserva en memoria
caché la identidad del nodo móvil en la capa de enlace inalámbrico,
junto a la dirección IP le ha sido asignada, creándose de ese modo
una entrada específica para el nodo móvil en una tabla de
encaminamiento conservada en el nodo BS2.
La Figura 2 ilustra un ejemplo de sesión de
comunicaciones (por ejemplo, una conexión TCP/IP) que tiene lugar
entre el nodo móvil MH2 y otro nodo, en este caso el nodo móvil,
MH1. En los ejemplos siguientes, no se produce movilidad del
correspondiente nodo móvil MH1, aunque dicha movilidad es posible
mediante las mismas funciones que se describirán en relación con la
movilidad del nodo MH2. También puede efectuarse una sesión de
comunicaciones similar con un correspondiente nodo fijo. En
particular, existe un DAG separado dentro del AS dirigido hacia el
nodo MH1, mediante el cual los paquetes de datos originados en el
nodo MH2 se encaminan hacia el nodo MH1. Puesto que este DAG que se
dirige hacia el nodo MH1 no se altera, y se dispone de
encaminamiento hacia el nodo MH1 desde cada nodo de acceso al que se
afilia el nodo MH2, no se proporcionará ninguna descripción más
acerca del encaminamiento hacia el nodo MH1.
Los paquetes de datos originados en el nodo MH1 y
destinados al nodo MH2 se encaminan en un principio hacia el nodo de
acceso local BS2 por medio de su DAG agrupado (por ejemplo, a través
de de los nodos fijos BS1, ER1, IR1 y ER2), como se representa en la
Figura 2.
Haciendo referencia a la Figura 3, el propio nodo
MH2, o el nodo BS2, puede tomar una decisión de transferencia entre
BS en la capa de enlace inalámbrico. En el caso de una transferencia
iniciada por un nodo móvil, la decisión puede tomarse basándose en
la comparación de la calidad del enlace inalámbrico entre las
señales recibidas desde los nodos BS2 y BS3. Cuando el nodo móvil
MH2 se desplaza, la señal recibida desde el nodo de acceso BS3 puede
mejorar, mientras que la señal recibida desde el nodo de acceso BS2
empeora, y en un evento de decisión de umbral, el nodo móvil
responde iniciando una transferencia entre los nodos BS2 y BS3. En
el caso en que la decisión de transferencia se toma en el nodo BS2,
la decisión puede tomarse basándose en otras consideraciones, tales
como la carga de tráfico. En dicho caso, el nodo de acceso BS2
transmite la orden de transferencia al nodo MH2.
Tanto si la transferencia entre BS es iniciada
por el nodo móvil MH2 como por el nodo de acceso local BS2, el nodo
móvil MH2 selecciona un nuevo nodo de acceso BS3 y transmite un
paquete de iniciación de túnel (TIN) al nodo de acceso local BS2. El
paquete TIN incluye la dirección IP del nuevo nodo de acceso BS3,
que el nodo móvil lee en un canal de radiobaliza transmitido por el
nodo de acceso BS3. El nodo móvil MH2 también calcula una nueva
altura, reduciendo el valor de tiempo \tau de su altura hasta un
valor negativo -1 (que indica una primera actualización relacionada
con la movilidad fuera del nodo de acceso local BS2), y la incluye
en el paquete TIN.
Haciendo referencia a la Figura 4, cuando el nodo
de acceso local BS2 recibe el paquete TIN desde el nodo móvil MH2,
el nodo de acceso local BS2 establece un enlace de túnel IP en IP de
corto plazo hacia el nuevo nodo de acceso BS3. El nodo de acceso
local BS2 introduce la interfaz de túnel con el nodo de acceso BS3
en su tabla de encaminamiento, estableciéndose la altura TORA del
nuevo nodo de acceso BS3 en los valores (-1, 0, 0, 1, i) para
asegurar que la interfaz de túnel sea marcada como un enlace aguas
abajo para el envío de paquetes de datos durante el resto del
procedimiento de transferencia.
Una vez que se ha establecido el enlace de túnel
de corto plazo entre el nodo de acceso local BS2 y el nodo de acceso
nuevo BS3, el nodo de acceso local BS2 envía el paquete TIN recibido
desde el nodo móvil MH2 al nuevo nodo de acceso BS3 por medio de la
interfaz de túnel.
En el presente ejemplo, el sistema de enlace
inalámbrico utilizado es de un tipo que permite que el nodo móvil
MH2 se comunique por medio de dos enlaces inalámbricos con cada nodo
de acceso BS2 y BS3 durante una transferencia (como sucede en los
sistemas de radio celulares CDMA capaces de efectuar transferencias
con continuidad). Por lo tanto, a continuación, el nodo móvil MH2
establece un segundo enlace inalámbrico con el nuevo nodo de acceso
BS3, y se efectúa una entrada en la tabla de encaminamiento del nodo
BS3, que indica un enlace aguas abajo hacia el nodo móvil MH2.
El nuevo nodo de acceso BS3 genera un paquete de
actualización de unidifusión dirigida (UUPD) y transmite el paquete
a su nodo vecino de la infraestructura fija, es decir, el nodo ER3.
El paquete UUPD está destinado a desplazarse por una trayectoria de
unidifusión entre el nuevo nodo de acceso BS3 y el nodo de acceso
local BS2, actualizando las entradas de las tablas de datos de
protocolo de encaminamiento y, por consiguiente, también las
entradas de por lo menos algunas de las tablas de envío al siguiente
salto, de todos los nodos situados a lo largo de la trayectoria de
actualización y todos los nodos inmediatamente adyacentes a los
nodos situados a lo largo de dicha trayectoria (los nodos situados a
lo largo de la trayectoria transmiten un aviso de sus nuevas alturas
a cada nodo inmediatamente adyacente, estando limitada la
propagación de los avisos a un salto).
Haciendo referencia a la Figura 6, una vez que el
nodo móvil MH2 ha establecido un nuevo enlace inalámbrico con el
nuevo nodo de acceso BS3, se suprime el enlace inalámbrico antiguo
con el nodo de acceso local BS2. Los paquetes de datos dirigidos
hacia el nodo móvil MH2 que llegan al nodo de acceso local BS2 son
enviados al nuevo nodo de acceso BS3 por medio del túnel a corto
plazo, y hacia delante hasta el nodo móvil MH2 por medio del nuevo
enlace inalámbrico.
Aunque ahora no se dispone del enlace inalámbrico
antiguo, no se inicia todavía ninguna actualización de
encaminamiento en el nodo de acceso local BS2 (como sucedería según
el protocolo TORA), puesto que queda una parte del enlace aguas
abajo a lo largo del túnel establecido entre el nodo de acceso local
BS2 y el nuevo nodo de acceso BS3. Por lo tanto, el encaminamiento
hacia el nodo de acceso local BS2 permanece igual hasta que la
actualización de encaminamiento iniciada desde el nuevo nodo de
acceso BS3 llega al nodo de acceso local BS2. Como se representa en
la Figura 6, el paquete UUPD es enviado desde el primer nodo ER3 que
recibe el paquete UUPD, que actualiza asimismo su altura con el
valor de tiempo \tau negativo asociado a la actualización de
movilidad
(-1), hasta el nodo IR2. El nodo IR2, a su vez, actualiza su altura con el valor de tiempo \tau negativo asociado a la actualización relacionada con la movilidad.
(-1), hasta el nodo IR2. El nodo IR2, a su vez, actualiza su altura con el valor de tiempo \tau negativo asociado a la actualización relacionada con la movilidad.
Cada nodo situado a lo largo de la trayectoria de
actualización de encaminamiento de unidifusión aplica asimismo a su
valor \delta del quíntuplo de altura TORA un incremento unitario
por cada salto del paquete de actualización de encaminamiento UUPD,
de tal forma que el valor \delta representa el número de saltos
hasta el nodo móvil por medio del nuevo nodo de acceso BS3, en lugar
del valor \delta de la entrada de la tabla de encaminamiento
anterior que indicaba el número de saltos hasta el nodo móvil por
medio del nodo de acceso local BS2. Cada enlace situado a lo largo
de la trayectoria de actualización de unidifusión dirigida es, pues,
dirigido de uno en uno hacia el nuevo nodo de acceso BS3.
Haciendo referencia a la Figura 7, el paquete
UUPD se envía a continuación al nodo subsiguiente de la trayectoria
de actualización de unidifusión, es decir, el nodo ER2. El nodo ER2
es un encaminador que marca el punto de entrecruzamiento entre la
trayectoria de encaminamiento seguida desde el nodo transmisor MH1
hasta el nodo de acceso local BS2 y la trayectoria de encaminamiento
que va a ser seguida por los paquetes transmitidos desde el nodo MH1
hasta el nuevo nodo de acceso BS3 (la trayectoria de encaminamiento
que se está estableciendo). Como se representa en la Figura 8, una
vez que las entradas de la tabla de datos de protocolo de
encaminamiento del nodo ER2 se han actualizado tras recibirse los
paquetes UUPD, el nodo de cruce ER2 presenta dos enlaces aguas
abajo, uno dirigido hacia el nodo de acceso local BS2 y el otro
dirigido hacia el nuevo nodo de acceso BS3. Sin embargo, debido a
que el enlace aguas abajo dirigido hacia el nuevo nodo de acceso BS3
incluye un valor de tiempo \tau negativo que indica una
actualización (la más reciente) relacionada con la movilidad, el
enlace aguas abajo dirigido hacia el nuevo nodo de acceso BS3 se
selecciona preferentemente como enlace de envío al siguiente salto.
Los paquetes de datos que llegan al nodo ER2 dirigidos al nodo móvil
MH2 son enviados al nodo IR2, a lo largo de la trayectoria de
encaminamiento hacia el nuevo nodo de acceso BS3. Después del desvío
de la trayectoria de encaminamiento en el encaminador de cruce ER2,
no se envía ningún paquete de datos más al BS2 ni se envía ningún
paquete de datos más a través de la interfaz de túnel entre el nodo
BS2 y el nodo BS3. No obstante, la interfaz de túnel se mantiene
entonces igual en el nodo de acceso local BS2, para asegurar que no
se genere ninguna actualización de encaminamiento desde el nodo de
acceso local BS2 (debido a la pérdida de todos sus enlaces aguas
abajo) hasta que el paquete UUPD llegue al nodo de acceso local BS2.
Cuando el paquete UUPD llega al nodo de acceso local BS2, se
eliminan las entradas del estado del túnel de la tabla de
encaminamiento del BS2, eliminándose de ese modo la interfaz de
túnel para MH2.
Haciendo referencia a la Figura 9, se observará
que la altura del nodo de acceso local BS2 no se redefine tras
recibirse el paquete UUPD (no obstante, la dirección del enlace
entre el nodo BS2 y ER2 se invierte, debido al valor de tiempo
\tau negativo definido en la altura para el nodo ER2, permitiendo
de ese modo que otros nodos móviles que reciben el servicio por medo
del nodo BS2 transmitan paquetes al nodo MH2), puesto que el nodo de
acceso local BS2 constituye el final de la trayectoria de
actualización de unidifusión.
Por último, tras recibirse el mensaje UUPD, el
nodo de acceso local BS2 puede transmitir un acuse de recibo de
actualización completa (UUPD-Ack) hacia el nuevo
nodo de acceso BS3. El paquete UUPD-Ack sigue la
trayectoria de encaminamiento de unidifusión actualizada establecida
en el DAG hacia el nuevo nodo de acceso BS3. Una vez transmitido el
paquete UUPD-Ack, el nodo de acceso antiguo BS3
abandona el control provisional del DAG para la dirección IP que
asignó en un principio al nodo móvil MH2. Tras recibir el paquete
UUPD-Ack, el nuevo nodo de acceso BS3 asume el
control provisional del DAG para la dirección IP del nodo móvil.
La actualización de encaminamiento asociada a la
transferencia entre BS de la estación móvil en la capa de enlace de
radio finaliza ahora, incluyendo la redefinición de la altura de
sólo un número limitado de nodos (en el ejemplo representado en la
Figura 9, sólo cinco nodos) situados a lo largo de la trayectoria de
actualización de unidifusión. Además, la actualización de las
entradas de la tabla de datos de protocolo de encaminamiento también
está limitada, siendo sólo necesarias dichas actualizaciones en los
nodos que reciben el mensaje UUPD y los nodos inmediatamente
adyacentes (que reciben un aviso de las nuevas alturas y almacenan
las nuevas alturas en sus tablas de encaminamiento). En el ejemplo
representado en la Figura 9, las actualizaciones de la tabla de
datos de protocolo de encaminamiento también se llevan a cabo en
cada uno de los nodos IR1, CR1, CR2 y CR3.
Las Figuras 10 y 11 representan el estado del DAG
dentro del AS, antes y después de una subsiguiente actualización
relacionada con la movilidad. En este caso, el nodo móvil MH2 es
traspasado a un nuevo nodo de acceso BS4 desde el nodo de acceso
BS3, al cual el nodo móvil fue traspasado previamente desde el nodo
de acceso BS2. El procedimiento empleado es el mismo que el descrito
en relación con la actualización relacionada con la movilidad
provocada por la primera transferencia del nodo móvil desde el nodo
de acceso BS2 hasta el nodo de acceso BS3, excepto en que la nueva
altura generada por la actualización de unidifusión enviada desde el
nuevo nodo de acceso BS4 incluye otro incremento en el valor de
tiempo \tau negativo (que se incrementa en magnitud hasta -2),
para diferenciar las alturas que han sido actualizadas en relación
con la movilidad producida en segundo lugar de las alturas que han
sido actualizadas en relación con la movilidad producida en primer
lugar (con un valor de tiempo \tau de -1), y las alturas que han
sido actualizadas en relación con la movilidad de las alturas
asignadas en el DAG calculado previamente (con un valor de tiempo
\tau de 0). Como se representa en la Figura 1, los nodos
relacionados con la nueva actualización presentan inicialmente
alturas que incluyen un valor de tiempo \tau igual a 0, hecho que
indica que las alturas son las definidas en el DAG calculado
previamente.
A continuación, se describirá, en relación con
las Figuras 12 a 16, otro ejemplo de actualización de encaminamiento
relacionada con la movilidad, en el que el nodo móvil es (como en un
sistema de radio celular GSM) capaz de comunicarse sólo por medio de
un único enlace inalámbrico en cualquier momento particular. En este
caso, las etapas descritas en relación con las Figuras 2 a 4 del
ejemplo anterior son idénticas. Como se representa en la Figura 12,
el paquete UUPD enviado desde el nuevo nodo de acceso BS3 se genera
en respuesta a la recepción de un paquete TIN a lo largo de la
interfaz de túnel.
Haciendo referencia a la Figura 13, en primer
lugar, el nodo móvil MH2 pierde su enlace inalámbrico con el nodo de
acceso local BS2, y al cabo de un corto período de tiempo (para
permitir la resincronización con el nuevo nodo de acceso BS3 en la
capa de enlace inalámbrico, etc.) se puede volver a establecer el
nuevo enlace inalámbrico con el nuevo nodo de acceso BS3. Durante el
período en que el nodo móvil MH2 no presenta enlaces inalámbricos,
los paquetes que llegan al nodo de acceso local BS2 son transmitidos
por la interfaz de túnel desde el nodo de acceso local BS2 y puestos
en cola en el nuevo nodo de acceso BS3 hasta que se establece el
nuevo enlace inalámbrico. A continuación, o bien se establece el
nuevo enlace inalámbrico o bien llega el paquete UUPD al nodo de
acceso local BS2. Cuando en primer lugar se establece el nuevo
enlace inalámbrico, el nuevo nodo de acceso BS3 asume de inmediato
el control provisional del DAG para la dirección IP del nodo móvil.
En caso contrario, el nuevo nodo de acceso BS3 espera a recibir el
mensaje UUPD-Ack desde el nodo de acceso local BS2.
El resto de etapas descritas en relación con el ejemplo anterior
(eliminación de túnel, movilidad subsiguiente, etc.) también son
aplicables al presente ejemplo.
Las Figuras 17 a 25 ilustran un procedimiento por
medio del cual, cuando un nodo móvil finaliza una sesión de acceso,
se llevan a cabo actualizaciones de encaminamiento que restauran el
DAG para la dirección IP del nodo móvil a la condición en la que se
hallaba el DAG antes de que la dirección IP se asignara
originalmente al nodo móvil. El procedimiento de actualización de
encaminamiento incluye la transmisión de las actualizaciones de
encaminamiento sólo a un número limitado de nodos del AS (a lo largo
de las trayectorias en las que se llevaron a cabo actualizaciones de
unidifusión relacionadas con la movilidad), siendo necesarias
actualizaciones en las tablas de datos de protocolo de
encaminamiento de sólo un número limitado de nodos (los nodos por
los cuales pasan los mensajes de actualización de encaminamiento
restaurado dirigida y los nodos inmediatamente adyacentes).
Haciendo referencia a la Figura 17, cuando el
nodo móvil MH2 finaliza la sesión de acceso, el nodo de acceso
actual BS4 transmite una petición de restauración (RR) al nodo de
acceso local BS2 para la dirección IP. Esto puede llevarse a cabo
conociendo la identidad del nodo de acceso "local" para la
dirección IP en el nodo de acceso actual. La información en cuestión
puede ser proporcionada transmitiendo la identidad de la BS
propietaria cuando se crea el DAG agrupado mediante el mecanismo de
actualización de paquetes OPT, y almacenando esta identidad como
datos de protocolo de encaminamiento, además del resto de datos de
protocolo de encaminamiento conservados en los nodos de acceso. Otra
posibilidad es que esta información sea proporcionada a través del
almacenamiento por el nodo móvil de la identidad de la BS local
cuando se asigna su dirección IP por primera vez, y la transmisión y
el almacenamiento temporal de dicha identidad en cada nodo de
acceso, desde el cual el nodo móvil recibe el servicio durante su
sesión de acceso. Por lo tanto, cuando el nodo móvil MH2 termina su
sesión de acceso, el nodo de acceso actual BS4 transmite el paquete
RR, que en un principio lleva la dirección IP del nodo móvil y está
encapsulado con la dirección IP del nodo de acceso local BS2, a lo
largo de un enlace de túnel IP en IP con el nodo de acceso local
BS2.
Como alternativa a la necesidad de obtener
información sobre la identidad de la BS local para una dirección IP,
el paquete RR puede ser transmitido con la dirección IP del nodo
móvil como dirección de destino, aunque con un identificador en la
cabecera, que indique a cada nodo transmisor que el paquete debe
encaminarse a lo largo de la trayectoria de encaminamiento del DAG
agrupado, que sigue manteniendo su dirección en la BS local durante
toda la sesión de acceso.
Como respuesta a la recepción del paquete RR, el
nodo de acceso local BS2 marca, en sus tablas de encaminamiento, un
enlace aguas abajo con el nodo móvil MH2. Este enlace aguas abajo es
un enlace virtual, puesto que el nodo móvil no establece actualmente
ninguna comunicación inalámbrica con ningún nodo de acceso y, de
hecho, está situado en la zona de servicio de un nodo de acceso
diferente (la del nodo de acceso BS4). Una vez que el nodo móvil ha
finalizado su sesión de acceso, cualquier paquete para el nodo móvil
MH2 que llegue al nodo BS4 puede ser enviado a lo largo del túnel
hasta el nodo de acceso local BS2, y puede ser almacenando ahí para
su posterior envío al nodo móvil MH2 al iniciar éste una nueva
sesión de acceso.
Cuando se recibe el paquete RR, el nodo de acceso
local BS2 restablece también la altura del nodo móvil MH2 (ahora
virtual) en un nivel de referencia "todo ceros", y envía un
paquete de actualización de restauración de unidifusión dirigida
(UDRU) hacia el nodo de acceso actual BS4, por medio de la
infraestructura fija del AS, ilustrada en la Figura 18. El paquete
UDRU se envía a lo largo de una trayectoria de unidifusión, que
incluye sólo los nodos que tienen alturas redefinidas previamente
como resultado de una actualización relacionada con la movilidad. En
el ejemplo representado en la Figura 18, estos nodos son los nodos
ER2, IR2, ER3, IR3, CR4, IR4, ER4 y BS4.
Cuando el paquete UDRU es recibido en cada uno de
los nodos situados a lo largo de la trayectoria de unidifusión, las
alturas TORA de cada nodo se restablecen en un nivel de referencia
"todo ceros", y los valores \delta de las alturas se
redefinen para representar el número de saltos hasta el nodo móvil
(ahora virtual) por medio del nodo de acceso local, en lugar de los
valores de las entradas previas que indicaban el número de saltos
hasta el nodo móvil por medio del nodo de acceso actual. Este
procedimiento se ilustra en las Figuras 18 a 22.
Además de la actualización de alturas a lo largo
de la trayectoria de actualización de unidifusión, las alturas
actualizadas se comunican a cada nodo inmediatamente adyacente.
Cualquier nodo que presente un valor de tiempo \tau negativo en su
propia altura y que reciba el aviso de que se ha restablecido el
valor de tiempo \tau negativo en 0, como en el caso del nodo de
acceso BS3 (ilustrado en la Figura 20), también restablecerá su
propia altura en un nivel de referencia "todo ceros", definirá
su valor \delta para indicar el número de saltos hasta la estación
móvil (ahora virtual) por medio del nodo de acceso local, generará
un aviso de su nueva altura y la transmitirá a todos sus vecinos.
Todos los vecinos que reciban el aviso de nueva altura y que no
restablezcan sus propias alturas no propagarán más el aviso.
Como se ilustra en la Figura 23, cuando el nodo
de acceso actual BS4 recibe el paquete UDRU, el nodo de acceso
actual suprime el estado asociado al nodo móvil MH2 de sus tablas de
encaminamiento y transmite un mensaje UDRU-Ack, a lo
largo de la trayectoria de encaminamiento acabada de crear mediante
la actualización de unidifusión, hacia el nodo de acceso local BS2,
abandonando de ese modo el control provisional del DAG para la
dirección IP utilizada previamente por el nodo móvil MH2.
Como se representa en la Figura 24, el paquete
UDRU-Ack finalmente llega al nodo de acceso local
BS2. Una vez recibido dicho paquete, el nodo de acceso local BS2
elimina todos los estados asociados al nodo móvil MH2 y asume el
control del DAG para la dirección IP. A continuación, la dirección
IP puede ser asignada dinámicamente una vez más a un nodo móvil MH3
diferente que inicia una sesión de acceso en la zona de servicio del
nodo de acceso BS2, como se representa en la Figura 25.
En resumen, las siguientes modificaciones del
protocolo de encaminamiento (que pueden utilizarse por sí solas o en
cualquier combinación) proporcionadas por la presente invención
incluyen:
1. Almacenamiento de datos de protocolo de
encaminamiento distintivos (niveles de referencia de altura
"negativos" en el caso del protocolo TORA) generados como
consecuencia de la movilidad, de tal forma que los paquetes son
enviados hacia el nodo vecino situado aguas abajo asignado en último
lugar.
2. Incorporación de actualizaciones de movilidad
de unidifusión dirigidas para ajustar el encaminamiento cuando se
produce una transferencia, alterando los datos de protocolo de
encaminamiento almacenados en sólo un grupo limitado de nodos de un
AS.
3. Incorporación de actualizaciones de
restauración de unidifusión dirigidas para suprimir los efectos de
la movilidad basada en una transferencia (niveles de referencia de
altura "negativos" en el caso del protocolo TORA).
Debe sobrentenderse que las formas de realización
no se limitan a las descritas anteriormente, admitiendo éstas
cualquier modificación o variante que pueda ser concebida por las
personas expertas en la materia.
Las formas de realización descritas anteriormente
describen un protocolo de encaminamiento modificado basado en el
protocolo de encaminamiento TORA. No obstante, pueden utilizarse
algunos aspectos de la presente invención para modificar otros
protocolos de encaminamiento conocidos, tales como el OSPF, el RIP,
etc.
Además, aunque en las formas de realización
descritas anteriormente la infraestructura del sistema autónomo es
fija, debe observarse que uno o varios de los encaminadores de la
infraestructura puede ser un encaminador móvil, tal como los
utilizados en el campo de las comunicaciones por satélite y en otros
sistemas en los que uno o varios encaminadores de la infraestructura
presentan movilidad a largo plazo. Además, los nodos móviles también
pueden estar conectados a un nodo de acceso por medio de un enlace
de comunicaciones móviles no inalámbrico, tal como una conexión por
cable enchufable.
Claims (24)
1. Procedimiento para controlar el encaminamiento
de paquetes hacia un nodo móvil (14, 16) en una red de conmutación
de paquetes que incluye una infraestructura de nodos de conmutación
de paquetes interconectados mediante enlaces de transporte de
paquetes, incluyendo dichos nodos de conmutación de paquetes una
pluralidad de nodos centrales fijos (CR, IR, ER) y una pluralidad de
nodos de acceso (BS) hacia los cuales las trayectorias de
encaminamiento, definidas por el envío al siguiente salto
proporcionado por los nodos de conmutación de paquetes situados a lo
largo de dichas trayectorias de encaminamiento, pueden dirigirse en
dicha infraestructura para una dirección de red dada, siendo
definido dicho envío al siguiente salto en respuesta a
procedimientos de definición de encaminamiento en los que se
transmiten mensajes de control de protocolo de encaminamiento entre
nodos de conmutación de paquetes, y en los que se almacenan, en
dichos nodos de conmutación de paquetes, datos de protocolo de
encaminamiento que indican una característica de una ruta que pasa
por un nodo de acceso, estando dicho procedimiento
caracterizado por:
la alteración de dicho envío al siguiente salto,
para una primera dirección de red utilizada por dicho nodo móvil, en
por lo menos uno de dichos nodos de conmutación de paquetes, en
respuesta a la movilidad de dicho nodo móvil desde un primer nodo de
acceso hasta un segundo nodo de acceso, para permitir el
encaminamiento de los paquetes hacia dicho nodo móvil a través de
dicho segundo nodo de acceso, mediante un procedimiento de
definición de encaminamiento que incluye la transmisión de mensajes
de control de encaminamiento a un número limitado de dichos nodos de
conmutación de paquetes, de tal modo que, una vez finalizado dicho
procedimiento de definición de encaminamiento:
se conservan primeros datos de protocolo de
encaminamiento para dicha primera dirección de red en un primer
grupo de nodos de conmutación de paquetes, indicando dichos primeros
datos de protocolo de encaminamiento una característica de una
primera trayectoria que pasa por dicho primer nodo de acceso y
se conservan segundos datos de protocolo de
encaminamiento para dicha primera dirección de red en un segundo
grupo de nodos de conmutación de paquetes, diferente a dicho primer
grupo de nodos de conmutación de paquetes, indicando dichos segundos
datos de protocolo de encaminamiento una característica de una
segunda trayectoria que pasa por dicho segundo nodo de acceso.
2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el
que dicha característica de la primera trayectoria no es aplicable a
dicha segunda trayectoria.
3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2,
en el que dicha característica de la segunda trayectoria no es
aplicable a dicha primera trayectoria.
4. Procedimiento según la reivindicación 1, 2 ó
3, que comprende la generación de dichos primeros datos de protocolo
de encaminamiento antes de que dicho nodo móvil se desplace desde
dicho primer nodo de acceso hasta dicho segundo nodo de acceso.
5. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que dichos segundos datos de
protocolo incluyen datos que indican que dichos segundos datos de
protocolo son el resultado de la movilidad de dicho nodo móvil.
6. Procedimiento según la reivindicación 5, en el
que dichos datos que indican movilidad proporcionan una secuencia de
desplazamiento entre dicho primer nodo de acceso y dicho segundo
nodo de acceso.
7. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, que comprende la limitación sustancial
del almacenamiento de dichos segundos datos de protocolo en los
nodos de conmutación de paquetes situados en las proximidades de una
trayectoria de encaminamiento entre dicho segundo nodo de acceso y
dicho primer nodo de acceso.
8. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, que comprende la generación de dichos
segundos datos de protocolo de encaminamiento en respuesta a un
mensaje de control de protocolo de encaminamiento recibido desde el
segundo nodo de acceso.
9. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que dichos datos de protocolo de
encaminamiento se refieren a un número de saltos a lo largo de una
trayectoria hacia dicho nodo móvil que pasa por un nodo de
acceso.
10. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que dicho segundo grupo de nodos
de conmutación de paquetes incluye un subgrupo de dichos primeros
nodos de conmutación de paquetes, y dichos segundos datos de
protocolo de encaminamiento se utilizan con preferencia sobre dichos
primeros datos de protocolo de encaminamiento para tomar una
decisión de encaminamiento del siguiente salto en un nodo de
conmutación de paquetes en el que se almacenan dichos primeros datos
de protocolo de encaminamiento y dichos segundos datos de protocolo
de encaminamiento.
11. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, que comprende, cuando se encamina un
paquete con destino en dicha primera dirección de red, el
encaminamiento de dicho paquete desde un nodo de conmutación de
paquetes, que presenta una pluralidad de nodos de conmutación de
paquetes adyacentes que incluyen por lo menos uno de los nodos de
dicho primer grupo de nodos de conmutación de paquetes y sólo uno de
los nodos de dicho segundo grupo de nodos de conmutación de
paquetes, hacia dicho nodo de dicho segundo grupo de nodos de
conmutación de paquetes con preferencia sobre dicho nodo por lo
menos de dicho primer grupo de nodos de conmutación de paquetes.
12. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, que comprende el encaminamiento de
paquetes con destino en dicha primera dirección de red por medio de
por lo menos un nodo de dicho primer grupo de nodos de conmutación
de paquetes y por lo menos un nodo de dicho segundo grupo de nodos
de conmutación de paquetes.
13. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que dichos primeros y segundos
datos de protocolo de encaminamiento se refieren al encaminamiento
del siguiente salto hacia nodos de conmutación de paquetes que son
adyacentes al nodo de conmutación de paquetes en el que se conservan
los datos de protocolo de encaminamiento, refiriéndose dichos
primeros datos de protocolo de encaminamiento al encaminamiento del
siguiente salto hacia una primera pluralidad de nodos de conmutación
de paquetes, y refiriéndose dichos segundos datos de protocolo de
encaminamiento al encaminamiento del siguiente salto hacia una
segunda pluralidad de nodos de conmutación de paquetes, siendo dicha
primera y dicha segunda pluralidad mutuamente exclusivas.
14. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, que comprende el almacenamiento
simultáneo de dichos primeros, segundos y terceros datos de
protocolo de encaminamiento para dicha primera dirección de red,
refiriéndose dichos terceros datos de protocolo de encaminamiento a
un tercer nodo de acceso a través del cual los paquetes se van a
transmitir hasta dicho nodo móvil utilizando dicha primera dirección
de red, en un tercer grupo de dichos nodos de conmutación de
paquetes, distinto a dicho primer y segundo grupo.
15. Procedimiento según la reivindicación 13 y
14, en el que dichos terceros datos de protocolo de encaminamiento
se refieren al encaminamiento del siguiente salto hacia nodos de
conmutación de paquetes que son adyacentes al nodo de conmutación de
paquetes en el que se conservan los datos de protocolo de
encaminamiento, refiriéndose dichos terceros datos de protocolo de
encaminamiento al encaminamiento del siguiente salto hacia una
tercera pluralidad de nodos de conmutación de paquetes, siendo
dichas primera, segunda y tercera pluralidad mutuamente
exclusivas.
16. Procedimiento según la reivindicación 14 ó
15, en el que dichos terceros datos de protocolo de encaminamiento
incluyen datos que se refieren a dicho tercer nodo de acceso y no se
refieren ni a dicho primer ni a dicho segundo nodo de acceso.
17. Procedimiento según la reivindicación 14, 15
ó 16, en el que dichos primeros, segundos y terceros datos de
protocolo de encaminamiento incluyen datos que indican una secuencia
de movilidad desde dicho primer nodo de acceso hasta dicho segundo
nodo de acceso y desde dicho segundo nodo de acceso hasta dicho
tercer nodo de acceso.
18. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 14 a 17, que comprende, cuando se encamina un
paquete con destino en dicha primera dirección de red, el
encaminamiento de dicho paquete, desde un nodo de conmutación de
paquetes que presenta una pluralidad de nodos de conmutación de
paquetes adyacentes, que incluye por lo menos un nodo de dicho
primer grupo o dicho segundo grupo de nodos de conmutación de
paquetes y sólo un nodo de dicho tercer grupo de nodos de
conmutación de paquetes, hasta dicho nodo de dicho tercer grupo de
nodos de conmutación de paquetes con preferencia sobre dicho nodo
por lo menos de dicho primer grupo o dicho segundo grupo de nodos de
conmutación de paquetes.
19. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 14 a 18, que comprende el encaminamiento de
paquetes con destino en dicha primera dirección de red por medio de
por lo menos un nodo de dicho primer grupo de nodos de conmutación
de paquetes, por lo menos un nodo de dicho segundo grupo de nodos de
conmutación de paquetes y por lo menos un nodo de dicho tercer grupo
de nodos de conmutación de paquetes.
20. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que dicho nodo móvil puede
conectarse a un nodo de acceso por medio de un enlace inalámbrico,
incluyendo dicha movilidad la transferencia del nodo móvil en la
capa de enlace inalámbrico.
21. Procedimiento según la reivindicación 20, en
el que dicho nodo móvil es un equipo móvil.
22. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que dicha dirección de red es una
dirección de protocolo de Internet (IP).
23. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que dicho protocolo de
encaminamiento es un protocolo de encaminamiento de inversión de
enlace.
24. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que dichos datos de protocolo de
encaminamiento se conservan independientemente de las tablas de
envío al siguiente salto en dichos nodos de conmutación de
paquetes.
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