ES2315472T3 - Trafico multidifusion de ruta optimizada para un nodo de red movil. - Google Patents

Abstract

Método de tráfico de comunicación desde una fuente a un grupo (G) de nodos que incluye un Nodo de Red (NN) en una red y utiliza uno o más protocolos multidifusión, la red también incluye un Router (MR) para el envío del tráfico entre dicha red e Internet, caracterizado por una Puerta de Enlace de Señalización Multidifusión (MSG), ubicada junto con dicho Router (MR) que traduce en una interfaz de ruta saliente mensajes de señalización de un protocolo de ruta multidifusión (MRP) en mensajes de un protocolo de miembro de grupo (GMP).

Description

Tráfico multidifusión de ruta optimizada para un nodo de red móvil.

Ámbito de la invención

La presente invención hace referencia al tráfico multidifusión de ruta optimizada para un nodo de red móvil.

Antecedentes de la invención

El soporte de movilidad tradicional tiene como objetivo suministrar una continua conectividad a Internet a los hosts (sistemas centrales anfitriones) móviles, y de este modo le ofrece al "host" soporte de movilidad. Por otro lado, el soporte de movilidad de red se ocupa de situaciones donde toda una red cambia su punto de conexión conforme a la topología de Internet, y a esto se debe su alcance en la topología. Dicha red en movimiento puede llamarse Red
Móvil.

Hay un gran número de escenarios donde existen tales Redes Móviles. Dos de los tantos ejemplos son:

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Una Red de Área Personal (PAN, es decir, una red de varios dispositivos personales conectados a un individuo) que cambia su punto de conexión conforme a la topología de Internet mientras el usuario camina en un centro comercial.

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Una red contenida en un vehículo, como por ejemplo un autobús, un tren o un avión, que proporciona a los pasajeros acceso a Internet mientras están a bordo. Un pasajero puede usar un solo dispositivo (como por ejemplo un ordenador portátil), o tener una Red Móvil (como por ejemplo una PAN), lo cual ilustra un caso de Red Móvil que visita a otra Red Móvil (es decir, una movilidad anidada).

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Como tal, una Red Móvil puede definirse como un conjunto de nodos (denominado Nodos de Red Móvil o MNN, por sus siglas en inglés) que forman una o más subredes IP conectadas a un Router (enrutador) Móvil (MR, por sus siglas en inglés), siendo la Red Móvil (el MR y todas sus conexiones MNN) como una unidad con respecto al resto de Internet. Los borradores de terminología Internet-Draft draft-ernst-monet-terminology-00.txt [Thierry Ernst, Hong-Yon Lach, "Network Mobility Support Terminology", draft-ernst-monetterminology-00.txt, February 2002, trabajo aún en curso] definen la terminología para las Redes Móviles que serán usadas en lo siguiente. Particularmente se definen los siguientes términos:

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Nodo Fijo Local (LFN, por sus siglas en inglés): es un nodo que está ubicado permanentemente dentro de una Red Móvil y que no cambia su punto de conexión. Un LFN puede ser un LFH (Host Fijo Local) o un LFR (Router Fijo Local).

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Nodo Móvil Local (LMN): es un nodo móvil que pertenece a la Red Móvil y que cambia su punto de conexión desde un enlace dentro de la red móvil hasta otro enlace dentro o fuera de la Red Móvil (el enlace local del LMN es un enlace dentro de la Red Móvil). Un LMN puede ser un LMH (Host Móvil Local) o un LMR (Router Móvil Local).

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Nodo Móvil Visitante (VMN): es un nodo móvil que no pertenece a la Red Móvil y cambia su punto de conexión desde un enlace fuera de la Red Móvil hasta un enlace dentro de la Red Móvil (la conexión local del VMN no es un enlace dentro de la Red Móvil). Un VMN que se conecta a un enlace dentro de la Red Móvil obtiene una dirección sobre ese enlace. Un VMN puede ser un VMH (Host Móvil Visitante) o un VMR (Router Móvil Visitante).

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Prefijo de Red Móvil: es una secuencia de bits que consta de un número de bits iniciales de una dirección IP que identifica una Red Móvil dentro de la topología de Internet. Los nodos que pertenecen a la Red Móvil (es decir, al menos MR, LFN y LMN) comparten el mismo "identificador de red" IPv6. Para una sola subred IP móvil, el Prefijo de Red Móvil es el "identificador de red" de esta subred.

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Interfaz de Salida de un MR: es la interfaz conectada a un enlace local si la Red Móvil se encuentra en el área local, o conectada a un enlace externo si la Red Móvil se encuentra en una red externa.

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Interfaz de Entrada de un MR: es la interfaz conectada a un enlace dentro de la Red Móvil.

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Mientras que en el Borrador de la especificación de IPv6 Móvil [D. Johnson, C. Perkins, J. Arkko, "Mobility Support in IPv6", draft-ietf-mobileip-ipv6-20.txt, January 2003, trabajo aun en curso] define dos medios de un Nodo Móvil para recibir tráfico multidifusión durante su ejecución, a saber canalización bidireccional y suscripción remota, sólo la canalización bidireccional está realmente prevista en el caso de una Red Móvil. En realidad, la mayoría de las propuestas avanzadas utilizan una canalización bidireccional entre el Router Móvil y su Agente Local a través de la cual el tráfico de unidifusión y multidifusión de los Nodos de Red Móvil debe ser enviado en ambas direcciones, en especial, en el caso del tráfico multidifusión:

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Los paquetes de multidifusión entrantes para el MNN (es decir, los paquetes de multidifusión dirigidos a un grupo multidifusión G al cual el MNN se ha suscripto - MNN es un receptor de multidifusión) son enviados a través del árbol de multidifusión en la red troncal hacia la conexión local del Router Móvil, interceptados por el Agente Local HA del MR que los canaliza a través de un túnel unidifusión hasta el MR, descanalizados por el MR y enviados a través del árbol de multidifusión dentro de la Red Móvil, y finalmente recibidos por el MNN, como se puede ver en la Figura 1 de los dibujos anexos.

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Los paquetes salientes (es decir, los paquetes de multidifusión enviados por el MNN a un grupo de multidifusión G - MNN es una fuente de multidifusión) son enviados hacia el Router Móvil, canalizados de forma inversa por el MR hasta su Agente Local HA, y desde allí son enviados hacia el árbol de entrega multidifusión, como se puede ver en la Figura 2.

Este mecanismo no proporciona una ruta de optimización a los MNN, ya que los paquetes de multidifusión entre el árbol de entrega multidifusión (en la red troncal) y el MNN deben viajar a través del túnel bidireccional entre el MR y el HA, lo que es potencialmente una ruta mucho más larga (por ejemplo un MR desplegado en un avión que se dirige a Estados Unidos mientras que el HA está ubicado en Francia).

Por lo tanto, se necesita un medio que le permita a los MNN recibir un tráfico multidifusión por una ruta optimizada, es decir, recibir paquetes a través del árbol multidifusión hasta o desde la actual ubicación del Router Móvil, sin necesidad de pasar por el Agente Local HA del MR.

La Patente estadounidense número 20020150094 propone un nuevo protocolo de ruta IP multidifusión, llamado "IP multidifusión basado en niveles jerárquicos" (HLIM), el cual, según se indica, permite no sólo la movilidad del host (movimiento de los hosts IP) sino también la movilidad de la red (movimiento de los routers IP con o sin los hosts conectados). En particular, se afirma que el HLIM preserva la entrega de la ruta más corta del tráfico multidifusión desde una fuente hasta un receptor ubicado dentro de una red móvil, mientras la red cambia su punto de conexión en la topología. No obstante, el HLIM, que ha sido diseñado para redes tácticas, sólo puede operar en topologías de redes muy específicas (redes jerárquicas), que no es el caso de Internet, y por ende su aplicabilidad queda limitada para uso comercial. Además, el HLIM necesita que todos los routers en la topología ejecuten este nuevo protocolo que es poco práctico en Internet ya que su modelo de multidifusión se basa en varios dominios multidifusión (pertenecientes a distintas partes) y posiblemente se ejecuten distintos protocolos multidifusión (como por ejemplo, DVMRP, MOSPF, PIM-SM, PIM-DM, CBT). Por lo tanto, el HLIM no proporciona un medio que permita una entrega de ruta optimizada del tráfico multidifusión para un roaming (itinerancia) de red móvil en Internet, independientemente de los protocolos de ruta multidifusión utilizados dentro y fuera de la red móvil.

No se aconseja que un Router Móvil dependa de mensajes de señalización de una ruta multidifusión de transmisión (utilizados para manejar el árbol multidifusión) entre los nodos en la red móvil y la red visitada (en lugar de a través de su red local y de su Agente Local HA), con el propósito de reconstruir una bifurcación del árbol multidifusión hacia la ubicación actual del router móvil multidifusión habilitado.

Esta propuesta se aplica si, y sólo si, el mismo protocolo de ruta multidifusión se ejecuta dentro de la red móvil y la red visitada. Como se explicó anteriormente, debido a la gran cantidad de protocolos multidifusión existentes, este requisito rara vez se cumplirá en la práctica. En consecuencia, esta propuesta no permite la entrega de la ruta optimizada del tráfico multidifusión, independientemente de la ubicación de la red móvil en Internet. Además, en la práctica, las políticas de seguridad de una red visitada generalmente prohíben cualquier infiltración de señalización de ruta (unidifusión y multidifusión) desde nodos no autorizados, como por ejemplo un router móvil visitante (el router móvil puede pertenecer a otra organización).

Se ha propuesto que la Red Móvil despliegue, sobre todos los routers dentro de la red móvil, un mecanismo llamado "Retransmisión Multidifusión IGMP/MLD" [B. Fenner, H. He, Nortel Networks, B. Haberman, H. Sandick, "IGMP/MLD-based Multicast Forwarding" ("IGMP/MLD Proxying"), draft-ietf-magma-igmp-proxy-02.txt, March 2003, trabajo aún en curso], en lugar de ejecutar internamente un protocolo de ruta multidifusión. Esta propuesta tiene como objetivo permitir al Router Móvil reunir toda la información de los miembros del grupo multidifusión proveniente de su red móvil y suscribirse a todos esos grupos multidifusión que utilizan el protocolo IGMP/MLD con el router de acceso habilitado para multidifusión en el dominio visitado. La información de los miembros del grupo será transmitida salto por salto, en la red móvil, desde el receptor multidifusión previsto hasta el Router Móvil, por medio de todos los routers fijos intermedios que delegan mensajes entrantes de reporte IGMP/MLD recibidos, y que están dirigidos a su router padre (esto se conoce como IGMP proxying [delegación] o MLD proxying). En esta propuesta, el Router Móvil procesa la suscripción multidifusión en el dominio visitado en nombre de todos los nodos de la red móvil. Al producirse un movimiento, el router móvil activará la reconstrucción de una nueva bifurcación multidifusión en su nueva ubicación mediante el envío de Reportes MLD a su nuevo punto de conexión. Sin embargo, esta propuesta requiere una compleja configuración manual, en especial para definir las interfaces ascendentes y descendentes, a cada router en la red móvil para hacer que su topología interna se parezca a un árbol orientado hacia el Router Móvil. Esto hace que esta propuesta sólo se aplique a redes móviles relativamente pequeñas con una topología interna estable. Además, impone un despliegue de un nuevo mecanismo de retransmisión (Proxy IGMP/MLD) en cada router interno, y no permite la entrega de ruta optimizada del tráfico multidifusión para ninguna otra forma de ruta multidifusión desplegada en la Red Móvil. Esto representa una limitación, en especial para redes móviles grandes donde se espera que los protocolos regulares de ruta multidifusión sean desplegados para facilitar el soporte multidifusión dentro de la red móvil.

El documento titulado "Una Puerta de Enlace Multidifusión IPv4-IPv6" por Veenas, S, describe una puerta de enlace capaz de ubicarse únicamente entre las redes IPv4 y IPv6.

Por lo tanto, se necesita de un mecanismo que permita la entrega de ruta optimizada del tráfico multidifusión hasta y desde una red móvil:

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independientemente de la ubicación de la red móvil en Internet,

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independientemente del tipo de protocolos de ruta multidifusión utilizado dentro y fuera de la red móvil, y

-

a través de una extensión que sólo involucre al Router Móvil, es decir, sin cambiar ningún nodo en la red móvil ni en Internet.

Resumen de la invención

La presente invención proporciona un método de tráfico de comunicación desde una fuente hasta un grupo de nodos que incluye un Nodo de Red Móvil (MNN) en una Red Móvil, y que utiliza uno o más protocolos multidifusión y aparatos para ser usados en dicho método, como se describe en las reivindicaciones de esta invención.

Breve descripción de los dibujos

En la figura 1 se muestra un diagrama esquemático de la ruta de paquetes multidifusión entrantes según un método conocido,

En la figura 2 se muestra un diagrama esquemático de ruta de paquetes multidifusión salientes según el método de la figura 1,

En la figura 3 se muestra un diagrama esquemático de ruta de paquetes multidifusión entrantes según una realización de la invención, presentado a manera de ejemplo,

En la figura 4 se muestra un flujograma de los pasos del método que se muestra en la figura 3, y

En la figura 5 se muestra un ejemplo de una lista grupal del método que aparece en la figura 3.

Descripción detallada de las ejecuciones preferentes

Las ejecuciones de la presente invención que aparecen en las figuras 3 a 5 de los dibujos anexos proporcionan un mayor grado de optimización de ruta para tráfico multidifusión y ofrecen ciertas ventajas clave:

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Una demora mínima, ya que los paquetes se envían por la ruta más corta. Esto es importante dado que varias aplicaciones multifunción tienen exigencias estrictas en cuanto a demoras (por ejemplo, transmisión de audio/vídeo, audio/vídeo conferencia).

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Menor probabilidad de pérdida de paquetes causada por congestión, ya que los paquetes se envían por una ruta más corta. Nuevamente, para aplicaciones multidifusión en tiempo real, esto mejorará la calidad del flujo del lado del receptor.

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Escalabilidad y robustez mejoradas. Al derivar al Agente Local HA del Router Móvil, el cual puede sobrecargarse fácilmente debido a la concentración de tráfico multidifusión en este punto, la optimización de la ruta reduce la probabilidad de falla.

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Menor cabecera del ancho de la banda ya que los paquetes no se canalizan. Esto ayuda a optimizar los recursos de la red.

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Máxima PMTU (Unidad de Máxima Transmisión de Ruta) por la ruta MNN-CN, lo que asegura una mínima fragmentación de carga útil.

La realización de la presente invención que aparece en la figura 3 comprende una Puerta de Enlace de Señalización Multidifusión (MSG) que está ubicada junto con el Router Móvil y tiene una interfaz de red habilitada MSG para lograr una entrega de ruta optimizada del tráfico multidifusión a la red móvil, independientemente de la ubicación de la red móvil en Internet, e independientemente de los protocolos de ruta multidifusión utilizados dentro y fuera de la red móvil.

El principio clave de la MSG es traducir mensajes de un protocolo de ruta multidifusión (MRP) en mensajes de un protocolo de miembros de grupo (GMP). Cabe destacar que esta funcionalidad de la MSG es completamente diferente de las formas ya conocidas en las que los protocolos MRP y GMP interoperan, incluida la traducción de mensajes GMP en mensajes MRP.

Una forma posible para que el MSG genere mensajes GMP, como se detalla a continuación, es usar la llamada "interfaz de servicio" proporcionada por estos protocolos GMP. La interfaz de servicio puede ser usada por los protocolos de nivel superior o por los programas de aplicación para que la capa IP permita activar y desactivar la recepción de los paquetes enviados a direcciones específicas de multidifusión IP (sólo opcionalmente desde un grupo dado de fuentes). Esta interfaz de servicio puede entenderse como una llamada de función, que típicamente está disponible en el nivel de conexión API. Esto se encuentra disponible tanto para IPv4 (IGMP) como para IPv6 (MLD).

Los Protocolos de Ruta Multidifusión (MRP) son protocolos encargados de la construcción de un árbol de entrega multidifusión, por ejemplo DVMRP, MOSPF, PIM-SM, PIM-DM, CBT, etc. Básicamente se pueden distinguir dos familias de protocolos de ruta multidifusión:

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Protocolos que utilizan una señalización específica para construir el árbol multidifusión: tales protocolos definen mensajes específicos que serán usados por el router multidifusión del receptor para activar el establecimiento de una bifurcación de entrega multidifusión hacia sí mismo. PIM-SM es un ejemplo de tales protocolos. Estos mensajes se pueden dividir en dos categorías principales:

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"Grupo de ingreso": Son los mensajes utilizados por un router multidifusión para ingresar al árbol de entrega multidifusión. Un ejemplo de este tipo de mensaje es PIM- SM Join.

-

"Grupo de Egreso": Son los mensajes utilizados por un router multidifusión para salir del árbol de entrega multidifusión. Un ejemplo de este tipo de mensaje es PIM- SM Prune.

-

Protocolos que utilizan desborde: Estos protocolos no necesariamente definen mensajes específicos que serán usados por un router multidifusión del receptor para ingresar a un árbol de entrega multidifusión. Por el contrario, los paquetes enviados por una fuente multidifusión son desbordados por toda la red y captados por cualquier nodo interesado. La mayoría de los protocolos existentes de esta categoría incluyen no obstante una señalización específica que permite quitar una bifurcación para detener la entrega del tráfico multidifusión en una región de la red sin receptores interesados. También incluyen soporte para "insertar" una bifurcación cuando aparece un nuevo receptor. PIM-DM es un ejemplo de dichos protocolos.

Los protocolos de miembros de grupo (GMP) son protocolos que permiten a un receptor multidifusión anunciar su interés en recibir paquetes multidifusión enviados a un grupo multidifusión G. Tales protocolos son el Protocolo de Manejo Grupo de Internet (IGMP) para IPv4, y el Protocolo de Descubrimiento de Escucha Multidifusión (MLD) para IPv6. Cabe destacar que las versiones recientes de estos protocolos IGMPv3 [B. Cain, S. Deering, B. Fenner, I. Kouvelas, A. Thyagarajan, "Internet Group Management Protocol, Version 3", RFC3376, May 2002] y MLDv2 [R. Vida, L. Costa, "Multicast Listener Discovery Version 2 (MLDv2) for IPv6", draft-vida-mld-v2-06.txt, November 2002, trabajo aún en curso], cuando se las compara con las versiones anteriores, agregan soporte para el "filtrado de fuente". Esto se refiere a la capacidad que tiene un receptor de reportar interés en la escucha de paquetes provenientes sólo de direcciones de una determinada fuente, o de casi todas las direcciones excepto una determinada fuente, enviadas a una dirección multidifusión.

Se entiende por "interfaz de red habilitada MSG" una interfaz de red de un nodo que ejecuta un protocolo de ruta multidifusión donde se activan las operaciones de Puerta de Enlace de Señalización Multidifusión. Un nodo puede tener varias interfaces de red habilitada MSG al mismo tiempo. En el caso del Router Móvil, todas sus interfaces de salida deberían ser de red habilitada MSG para lograr una interoperación entre los protocolos de ruta multidifusión dentro y fuera de la red móvil gracias a un Protocolo de Miembros de Grupo.

La figura 3 ilustra, a manera de ejemplo, el uso de una red MSG para un router móvil (MR) equipado con una única interfaz de salida. El protocolo de ruta multidifusión MRP #1 se ejecuta dentro de la red móvil. El MR está conectado a una red visitada que ejecuta un protocolo diferente de ruta multidifusión MRP#2. Se asume que tanto el MRP#1 como el MRP#2 pertenecen a la familia de "señalización explícita". También se asume que el IPv6 es parte tanto de la red móvil como de la red visitada. Debido al contexto del IPv6, el protocolo de miembros de grupo (GMP) es MLD. La MSG está habilitada en la interfaz de salida del MR.

Cuando un nodo MNN dentro de la red móvil se suscribe al grupo multidifusión G, dicho nodo envía un mensaje (G) de Reporte MLD del Protocolo de Miembros de Grupo a su router multidifusión local LFR1. Debido a que el LFR1 aún no está conectado al árbol multidifusión del grupo G (si se asume que el MNN es el primer receptor para el grupo G debajo de LFR1), LFR1 envía un mensaje explícito MRP#1_Join(G) del Protocolo #1 de Ruta Multidifusión dentro de la red móvil para activar el establecimiento de una bifurcación de entrega hacia LFR1. Esta solicitud de establecimiento de bifurcación se propaga dentro de la red móvil hasta llegar finalmente al router móvil cuya instancia local del protocolo MRP#1 decidiría emitir un MRP#1_Join(G) hacia la interfaz de salida. Debido a que esta interfaz es de red habilitada MSG, MR envía en su lugar un mensaje (G) de Reporte MLD del Protocolo de Miembros de Grupo al Router de Acceso (AR, por sus siglas en inglés) en la red visitada, y esto produce mensajes MRP#2_Join(G) de Protocolo #2 de Ruta Multidifusión que se propagan dentro de la red visitada hacia el árbol de entrega multidifusión del grupo G. Tales operaciones han permitido la creación de dos bifurcaciones de entrega multidifusión (una en cada dominio multidifusión) interconectadas por medio del Router Móvil. Por lo tanto, los paquetes multidifusión (por ejemplo, desde una fuente S) enviados al grupo G son enrutados desde la multidifusión nativa MRP#2 hacia el MR en la ruta visitada, y una vez allí estos paquetes son enrutados desde la multidifusión nativa MRP#1 hacia MNN.

El Router Móvil MR de red habilitada MSG procesa la suscripción multidifusión en el dominio visitado en nombre de todos los nodos en la red móvil. MSG detecta automáticamente la información de suscripción (es decir, grupo y lista de fuentes de interés) de los mensajes MRP que llegan desde dentro de la red móvil. Cuando el MR cambia su punto de conexión a la red visitada (o Internet), el MR activará la reconstrucción de una o más bifurcaciones nuevas de multidifusión en su nueva ubicación mediante el envío de él o los Reportes MLD a su nuevo punto de conexión para el o los grupos multidifusión a los que se haya suscripto. Esto se conoce como Suscripción Remota.

La figura 4 es un flujograma de las operaciones llevadas a cabo por la Puerta de Enlace de Señalización Multidifusión (MSG) en una realización de la presente invención en el momento en que se detecta un mensaje (mensaje MRP) del Protocolo de Ruta Multidifusión que está a punto de ser enviado a través de una interfaz de red ifc_i del nodo que aloja al MSG.

Si la interfaz ifc_i no se habilita en MSG, entonces MSG simplemente ignora el mensaje.

Si la interfaz ifc_i se habilita en MSG, entonces el mensaje MRP es analizado para determinar:

-

La clase de mensaje MRP: la clase adquiere uno de los tres siguientes valores (INGRESO, EGRESO, NINGUNO) como función del tipo de mensaje MRP (o del impacto que éste tiene en el árbol de entrega multidifusión). Se le puede asignar uno de estos tres valores a cualquier mensaje de un MRP. Esta información puede almacenarse dentro de una tabla que se conoce como una tabla de clase para ser usada por la MSG que tiene como propósito clasificar los mensajes de un protocolo de ruta multidifusión dado.

-

El destino del mensaje MRP: el destino comprende el Grupo G multidifusión al cual se refiere el mensaje, posiblemente junto con una dirección de una fuente S. Si una dirección de fuente no está presente, esto significa que el paquete hace referencia a cualquier fuente potencial. En este caso, el símbolo comodín "*" se utiliza para representar todas las fuentes: S=*. El destino puede expresarse como una pareja (S, G), o (*, G) en el caso de que no se exprese ninguna información específica de la fuente.

Si la clase del mensaje MRP es NINGUNA, no se precisa de una acción específica desde el MSG para este paquete. Esto significa por lo general que el paquete no posee semántica para ser traducida en un mensaje de protocolo GMP para que se comprenda la interoperación entre los protocolos multidifusión en ambos lados del MSG.

Si la clase del mensaje MRP es INGRESO, la fuente S (desde el destino) debe agregarse a la lista existente de fuentes de grupo G (desde el destino) mantenida por MSG para la interfaz ifc_i: MSG_srclist(ifc_i, G). Esta es la lista de fuentes del grupo G para el cual la MSG debe mantener la recepción del tráfico, a través de la interfaz ifc_i. Con este fin, la MSG mantiene una lista que se conoce como una lista de grupo, como se ilustra en la figura 5, que incluye, para cada interfaz habilitada MSG, la lista de los grupos que son de interés junto con sus listas respectivas de fuentes. Una vez que MSG_srclist(ifc_i, G) se haya actualizado (o creado, en el caso de una nueva entrada) con la fuente S desde el destino, se deberá verificar si la fuente S que se agregó ha modificado MSG_srclist (ifc_i, G). Si MSG_srclist(ifc_i, G) no se ha modificado, entonces no se necesita ninguna acción. Por otro lado, si MSG_srclist(ifc_i, G) ha cambiado, entonces la MSG debe renovar la suscripción GMP para este nuevo conjunto de fuentes del grupo G en la interfaz ifc_i. La MSG puede utilizar la "interfaz de servicios" GMP (o API) con este fin así como lo hace cualquier otra aplicación multidifusión.

Si la clase del mensaje MRP es EGRESO, la fuente S (desde el destino) debe ser eliminada de la lista existente de fuentes del grupo G (desde el destino) mantenida por MSG para la interfaz ifc_i: MSG_srclist(ifc_i, G). Una vez que MSG_srclist(ifc_i, G) se haya actualizado, se deberá verificar si la fuente S que se eliminó ha modificado MSG_srclist (ifc_i, G). Si MSG_srclist(ifc_i, G) no se ha modificado, entonces no se necesita ninguna acción. Por otro lado, si MSG_srclist(ifc_i, G) ha cambiado y ahora está vacía, la MSG debe finalizar la suscripción GMP al grupo G en la interfaz ifc_i. Además, la MSG puede eliminar la entrada para el grupo G en su lista de grupo para la ifc_i. Si la MSG_srclist(ifc_i, G) actualizada no está vacía, la MSG debe renovar la suscripción GMP para este nuevo conjunto de fuentes de grupo G en la interfaz ifc_i. La MSG puede utilizar la "interfaz de servicios" GMP (o API) con este fin así como lo hace cualquier otra aplicación multidifusión.

Se pueden utilizar los siguientes símbolos aritméticos cuando se agrega (+) o se elimina (-) una fuente (S o *) a/de una lista de fuente MSG_srclist(ifc_i, G):

\bullet

Una fuente puede aparecer en la lista sólo una vez: S + S = S, S - S = \diameter

\bullet

Agregar todas las fuentes a la lista (*) hace que la lista incluya todas las fuentes:

srdist + * = * (sin duda * + * = *)

\bullet

Eliminar todas las fuentes de una lista hace que la lista esté vacía (\diameter):

srclist - * = \diameter (se lee como, * - * = \diameter)

\bullet

Eliminar una fuente definida S de una lista que incluya todas las Fuentes (*) no cambia la lista:

*-S=*.

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La Figura 5 muestra un ejemplo de lista de grupo mantenida por una MSG. La siguiente tabla muestra la tabla de clase que puede usar una MSG para el protocolo de ruta multidifusión PIM-SM. Se pueden establecer tablas de clase similares para cualquier protocolo de ruta multidifusión (que tengan una señalización explícita) para ser utilizadas por la MSG.

1

El envío de paquetes multidifusión en un nodo habilitado MSG es muy simple, y de hecho transparente para el MSG. El envío de paquetes multidifusión se efectúa de acuerdo a la tabla de envío multidifusión del protocolo MRP ejecutado por el nodo habilitado MSG. Esto es realmente así independientemente de si la interfaz entrante está o no habilitada en MSG.

Especialmente, en el caso de la Red Móvil, los paquetes multidifusión provenientes de una fuente externa a la Red Móvil (es decir, que ha sido suscrita por medio de la interfaz habilitada MSG) serán enrutados de manera multidifusión hacia la interfaz de egreso del MR (habilitado en MSG) y desde allí, enrutados de manera multidifusión dentro de las Redes Móviles conforme a la tabla de envío multidifusión local del MR.

Cuando la interfaz habilitada en MSG del Router Móvil (MR) cambie su punto de conexión a la red visitada (o Internet), la MSG activará la reconstrucción de bifurcaciones necesarias de multidifusión en su nueva ubicación mediante el envío de mensajes de reporte GMP para suscribir al (a los) grupo (s) multidifusión (y sus fuentes respectivas) que aparecen en la lista de grupo para la interfaz habilitada en MSG.

Un Router Móvil (MR) para el cual una interfaz de egreso dada que se encuentra en el área local, puede decidir configurar o no tal interfaz como habilitada en MSG. Independientemente de la opción seleccionada, el tráfico multidifusión será enrutado a los MNN de la misma manera (conforme a la tabla de envío multidifusión local del MR). Sin embargo, configurar la interfaz como habilitada en MSG incluso cuando se encuentra en el área local, permitirá mantener las comunicaciones multidifusión de forma continua cuando la interfaz se conecte a otra ubicación topológica. Esto se debe a que la MSG ya tendrá incorporada la lista de los grupos permanentes G (y fuentes relacionadas) y por lo tanto será capaz de re-suscribirlos en la nueva ubicación.

En caso de que la interfaz habilitada en MSG del Router Móvil (MR) vuelva al área local y el Router Móvil (MR) decida desactivar MSG en esta interfaz, el protocolo de ruta multidifusión operará normalmente a través de esta interfaz hacia la red local. En ese caso, la MSG puede eliminar cualquier estado en su lista de grupo para dicha interfaz. La implementación de la Puerta de Enlace de Señalización Multidifusión (MSG) se puede realizar de muchas formas diferentes. En particular, puede implementarse, por ejemplo, 1) como un módulo de software separado o 2) como una extensión (parche) de una implementación de protocolo de ruta multidifusión (MRP).

En ambos casos, en esta realización de la presente invención, se puede implementar la interfaz MSG hacia el Protocolo de Miembro de Grupo (interfaz MSG-GMP) basándose en la "interfaz de servicio" existente GMP: Escucha Multidifusión (conexión, interfaz, dirección multidifusión, modo de filtro, lista de fuente).

En esta propuesta la MSG le pide a la capa IP (GMP) que active y desactive la recepción de los paquetes enviados a una dirección específica de multidifusión IP, de la misma manera que cualquier programa de aplicación multidifusión (por ejemplo a través de una conexión API habilitada en GMP). La implementación basada en la antes mencionada interfaz de servicio puede materializarse de dos maneras distintas:

a)

El software MSG procesa la incorporación de fuentes para un grupo multidifusión determinado (MSG__src)_ist (ifc__i, _G)) y utiliza un único identificador de conexión (sid) para pasar toda la lista:

MulticastListen_(sid, ifc__i, G, INCLUDE, MSG_

srclist_(ifc__i, _G)), o

MulticastListen_(sid, ifc__i, G, EXCLUDE, {}), iff

MSG__srclist_(ifc__i, _G) == *

b)

El software MSG utiliza varios identificadores de conexión (uno por (S, G) destino) para transmitir el respectivo destino (S, G) y la clase relacionada que deriva del mensaje MRP al módulo MLD, el cual pasa entonces a estar a cargo de agregar las fuentes para un grupo multidifusión determinado.

Para un destino dado (S, G):

-

Si la clase es INGRESO:

-

MulticastListen_(target__sid, ifc__i, G, INCLUDE, S), o

-

MulticastListen_(target__sid, ifc__i, G, EXCLUDE, {}), if S == *

-

Si la clase es EGRESO:

-

MulticastListen_(target__sid, ifc__i, G, EXCLUDE, S), o

-

MulticastListen_(target__sid, ifc__i, G, INCLUDE, {}), if S == *

Esta segunda aproximación necesita que el software MSG genere un único target_sid por destino y lo almacene dentro de la lista de grupo MSG.

La implementación de la interfaz MSG-MRP hacia el protocolo de ruta multidifusión (MRP) dependerá de la propuesta elegida, 1) o 2). El objetivo de esta interfaz es que la MSG detecte "Mensaje MRP listo para enviar a la interfaz ifc_i" (ver figura 4: estado del aparato MSG) y así activar las operaciones MSG:

\bullet

Propuesta 1): MSG, como un módulo de software independiente, puede detectar los mensajes MRP por medio del monitoreo de los paquetes enviados a la interfaz ifc_i.

\bullet

Propuesta 2): Las operaciones MSG pueden ser activadas directamente mediante la implementación del protocolo MRP. Por ejemplo, la implementación MRP emparchada en MSG invocaría los procedimientos MSG con la clase correcta y la información de destino en lugar de enviar mensajes MRP a través de una interfaz ifc_i habilitada en MSG.

En la propuesta 1) el software MSG es completamente independiente del MRP, y en consecuencia puede utilizarse para cualquier MRP siempre y cuando se conozca la tabla de clase correspondiente. Esto facilita la re-utilización del software.

En la propuesta 2) el software MSG está incorporado dentro de la implementación MRP del nodo habilitado en MSG. Esto puede proporcionar una implementación más eficiente, por ejemplo para detectar cuando una operación MSG debe activarse.

Si bien la Puerta de Enlace de Señalización Multidifusión (MSG) permite la entrega optimizada de ruta de los paquetes multidifusión a una red móvil, también es una propuesta valiosa para resolver otros tipos de problemas. A continuación se indican dos ejemplos de otras posibles aplicaciones del MSG:

\bullet

MSG para interconexión rápida de dominios multidifusión: la MSG puede desplegarse como un punto de interoperación temporal entre dos dominios multidifusión de hoja fija, por ejemplo en caso de falla en la red troncal multidifusión interconectada. De esta manera el MSG ofrece una solución de recuperación de falla temporal que es rápida y fácil de desplegar para los administradores de red.

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MSG para transición IPv4/IPv6: La MSG ofrece una propuesta muy conveniente para interconectar las redes públicas multidifusión IPv4 e IPv6, para que los receptores IPv6 puedan recibir tráfico multidifusión de las fuentes IPv4, y viceversa. Este es un caso muy importante teniendo en cuenta que se prevee que los protocolos IPv4 e IPv6 coexistirán por un tiempo relativamente largo, hasta que se complete la fase de transición de completamente IPv4 hasta completamente IPv6. Con este fin la MSG debería traducir paquetes multidifusión (junto con direcciones de fuente unidifusión y direcciones de destino multidifusión de los paquetes multidifusión) de IPv4 a IPv6 y viceversa. La mayoría de los mecanismos ya conocidos para la transición IPv4/IPv6 sólo se aplican para el tráfico unidifusión. Se ha presentado una propuesta de un mecanismo para el tráfico multidifusión [K. Tsuchiya et al, "An IPv6/IPv4 Multicast Translator based on IGMP/MLD Proxying (mtp)", draft-tsichiya-mtp-01.txt, February 2003, trabajo aún en curso] que incluye un traductor de protocolo IPv4-IPv6 y un mapeador de dirección para efectuar el envío de los paquetes multidifusión entre dominios IPv4 e IPv6 (y viceversa). Sin embargo, esta propuesta exige que el traductor sea pre-configurado manualmente (por un administrador de red) para enviar tráfico a un conjunto dado de direcciones multidifusión IPv4 (respectivamente IPv6). Durante dicha configuración, el traductor ingresa TODOS los grupos pre-configurados de manera tal que pueda recibir el tráfico relacionado. Claramente, este mecanismo no es eficiente dado que requiere intervención humana cada vez que se necesite traducir un nuevo grupo multidifusión. La MSG (ampliada con un traductor de encabezamiento IPv4-IPv6 y con un mapeador de dirección) soluciona este problema mediante la recepción de la activación dinámica del tráfico multidifusión IPv4 (respectivamente IPv6) en la MSG sólo cuando el dominio IPv6 lo necesite (respectivamente IPv4).

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Cabe destacar que tal uso de un Router Móvil habilitado en MSG permite que una Red Móvil IPv6 (respectivamente IPv4) haga roaming dentro de una red visitada IPv4 (respectivamente IPv6) y reciba tráfico multidifusión desde esta red visitada.

También cabe destacar que las realizaciones de la invención antes descrita ofrecen una serie de ventajas. Por ejemplo:

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Un medio que permita la entrega de tráfico multidifusión a los MNN a lo largo de una ruta óptima independientemente de la ubicación de la red móvil en Internet.

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Optimización de ruta para tráfico multidifusión de una manera clara para los MNN: no es necesario hacer ningún cambio a los MNN, ni siquiera básico, LFN que detectan inmovilidad pueden beneficiarse de la optimización de ruta (por ejemplo los dispositivos electrónicos básicos de un vehículo). La optimización de ruta se logra por medio de un único MR.

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Entrega optimizada de ruta de tráfico multidifusión para redes móviles anidadas (es decir una red móvil que visita a otra red móvil), independientemente del número de nivel en la incorporación de las redes móviles anidadas.

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Mecanismos para movilidad fluida de un host multidifusión móvil basados en la propuesta de suscripción remota que se aplica en el caso de las redes móviles.

Las características detalladas anteriormente se aplican sin hacer ningún cambio a los protocolos existentes de ruta multidifusión cuando se las incorpora a un Router Móvil para permitir la entrega optimizada de ruta de los paquetes multidifusión.

Además, la MSG:

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Se puede aplicar a otros escenarios tales como las transiciones IPv4/IPv6.

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Es muy fácil de implementar.

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No requiere que se realice ningún cambio a los protocolos existentes ni extensiones en ningún otro nodo en la red.

Claims (21)

1. Método de tráfico de comunicación desde una fuente a un grupo (G) de nodos que incluye un Nodo de Red (NN) en una red y utiliza uno o más protocolos multidifusión, la red también incluye un Router (MR) para el envío del tráfico entre dicha red e Internet, caracterizado por una Puerta de Enlace de Señalización Multidifusión (MSG), ubicada junto con dicho Router (MR) que traduce en una interfaz de ruta saliente mensajes de señalización de un protocolo de ruta multidifusión (MRP) en mensajes de un protocolo de miembro de grupo (GMP).

2. Método según la reivindicación 1, donde dicho nodo de red es un Nodo de Red Móvil (MNN) que opera en una red móvil, y donde dicho router es un Router Móvil (MR) que transmite el tráfico entre dicha Red Móvil e Internet.

3. Método según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde dicha Puerta de Enlace de Señalización Multidifusión (MSG) que opera en dicha interfaz determina si dichos mensajes de señalización están relacionados con la clase de grupo de ingreso ({INGRESO}) o con la clase de grupo de egreso ({EGRESO}) y traduce la clase en el protocolo de miembro de grupo (GMP).

4. Método según la reivindicación 3, donde dicha determinación de la clase se realiza por medio del uso de una tabla de clase que proporciona la clase como una función del tipo de dicho mensaje de señalización.

5. Método según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde dicha Puerta de Enlace de Señalización Multidifusión (MSG) que opera en dicha interfaz saliente habilitada en MSG determina si dichos mensajes de señalización contienen una identificación de un Grupo multidifusión de destino (G), y traduce la identificación del grupo multidifusión de destino en el protocolo de miembro de grupo (GMP).

6. Método según la reivindicación 5, donde dicha Puerta de Enlace de Señalización Multidifusión (MSG) que opera en dicha interfaz saliente habilitada en MSG determina si dichos mensajes de señalización contienen una dirección de una fuente de grupo multidifusión de salida (S), y traduce la dirección de la fuente de salida en el protocolo de miembro de grupo (GMP).

7. Método según la reivindicación 6, donde dicha Puerta de Enlace de Señalización Multidifusión (MSG) mantiene listas de fuente que incluyen, para cada interfaz habilitada en MSG, dichas identificaciones de grupo (G) relacionadas con sus respectivas direcciones de fuente de grupo multidifusión, identificadas por dichos mensajes de señalización.

8. Método según la reivindicación 7, donde dicha Puerta de Enlace de Señalización Multidifusión (MSG) renueva la suscripción GMP para dicho grupo (G), en respuesta a un cambio en la lista de dichas respectivas direcciones de fuente de grupo multidifusión.

9. Método según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde dicha Puerta de Enlace de Señalización Multidifusión (MSG) renueva la suscripción GMP para los grupos y listas de fuente asociadas mantenidas para dicha interfaz de salida habilitada en MSG, en respuesta a un cambio del punto de conexión topológico de dicha interfaz.

10. Método según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde los paquetes de multidifusión provenientes de una fuente externa a dicha red, a los cuales dicha red se ha suscripto a través de la interfaz saliente habilitada en MSG, son enrutados con difusión múltiple desde dicha interfaz saliente habilitada en MSG dentro de dicha red, conforme a una tabla de envío multidifusión de dicho router (MR).

11. Método según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde dicha Puerta de Enlace de Señalización Multidifusión (MSG) utiliza una interfaz de servicio conforme a los protocolos GMP para generar los mensajes GMP, y en consecuencia activar y desactivar la recepción de los paquetes enviados a direcciones multidifusión IP específicas por fuentes específicas.

12. Método según la reivindicación 11, donde dicha Puerta de Enlace de Señalización Multidifusión (MSG) agrega fuentes para un grupo (G) multidifusión dado, y utiliza un único identificador de conexión (sid) para pasar todo lo agregado.

13. Método según las reivindicaciones 11 y 12, donde dicha Puerta de Enlace de Señalización Multidifusión (MSG) utiliza identificadores diferentes de conexión (target__sid) para los destinos respectivos (fuente S, grupo multidifusión G) que se derivan de dichos mensajes de señalización.

14. Método según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde dicha Puerta de Enlace de Señalización Multidifusión (MSG) detecta los mensajes del Protocolo de Ruta Multidifusión (MRP) por medio del monitoreo de los paquetes enviados a la interfaz saliente habilitada en el MSG.

15. Método según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde dicha Puerta de Enlace de Señalización Multidifusión (MSG) está contenida dentro de una extensión de una implementación de protocolo de ruta multidifusión (MRP).

16. Método según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde dicha Puerta de Enlace de Señalización Multidifusión (MSG) traduce paquetes multidifusión junto con direcciones de fuente unidifusión y direcciones de destino multidifusión de paquetes multidifusión, entre los protocolos IPv4 e IPv6.

17. Método según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde dicha Puerta de Enlace de Señalización Multidifusión (MSG) traduce mensajes IPv4 MRP en mensajes IPv4 GMP (es decir, mensajes IGMP).

18. Método según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde dicha Puerta de Enlace de Señalización Multidifusión (MSG) traduce mensajes IPv6 MRP en mensajes IPv6 GMP (es decir, mensajes MLD).

19. Método según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde dicha Puerta de Enlace de Señalización Multidifusión (MSG) traduce mensajes IPv4 MRP en mensajes IPv6 GMP, y permite que los nodos IPv4 reciban paquetes Multidifusión provenientes de fuentes y grupos multidifusión IPv6.

20. Método según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde dicha Puerta de Enlace de Señalización Multidifusión (MSG) traduce mensajes IPv6 MRP en mensajes IPv4 GMP, y permite que los nodos IPv6 reciban paquetes Multidifusión provenientes de fuentes y grupos multidifusión IPv4.

21. Aparato caracterizado por tener medios que están adaptados para realizar los pasos del método según cualquiera de las reivindicaciones precedentes y comprender también dicha Puerta de Enlace de Señalización Multidifusión (MSG) ubicada junto con dicho Router (MR) y traducir mensajes de señalización de un protocolo de ruta multidifusión (MRP) en una interfaz de ruta multidifusión saliente en mensajes de un protocolo de miembro de grupo (GMP).