FR3031259A1 - Systeme de traitement d'un paquet de donnees relatif a un service - Google Patents

Abstract

Ce système comporte : - dans un plan usager (320), un équipement (FWDk), apte à obtenir au moins un identifiant (NFi) d'une fonction réseau élémentaire (NFi) devant être appliquée à un paquet (P) ; - dans un plan d'infrastructure (330), et pour chacune des fonctions réseaux élémentaires, une passerelle (NFGi) comportant un module de gestion de machines virtuelles (VMi) aptes à mettre en œuvre cette fonction réseau élémentaire (NFi) et un module de sélection d'une de ces machines virtuelles (VMi) pour appliquer la fonction réseau élémentaire audit paquet (P). - le plan usager (320) comportant au moins routeur (FWDk) apte à router le paquet vers la passerelle (NFGi) du plan d'infrastructure contrôlant les machines virtuelles (VMi) mettant en œuvre la fonction réseau élémentaire (NFi) correspondant audit identifiant.

Description

1 Arrière-plan de l'invention L'invention se rapporte au domaine général des télécommunications. Elle concerne plus particulièrement le traitement d'un paquet de données relatif à un service dans un réseau de communication mobile.

Un réseau de communication mobile permet à un terminal utilisateur d'accéder à des réseaux de communication par paquets de données (Packet Data Network en anglais) tel que le réseau Internet. L'interconnexion entre un réseau de communication mobile et un réseau de communication par paquets de données est assurée par des passerelles d'interconnexion. Dans un réseau UMTS une telle passerelle est appelée passerelle GGSN (pour Gateway GPRS Support Node). Cette passerelle permet plus précisément de transmettre le trafic relatif à une session PDP (pour Packet Data Protocol) entre un terminal utilisateur auquel est associé une adresse IP et un réseau de communication par paquets identifié par un APN (pour Access Point Name). La session est matérialisée par un contexte PDP constitué d'un ensemble d'informations comprenant l'adresse PDP associée au terminal utilisateur, l'APN, une information relative au protocole utilisé (i.e. IPv4 pour Internet Protocol version 4 ou IPv6 pour Internet Protocol version 6), et un profil de qualité de service. La passerelle d'interconnexion a également pour fonction de traduire l'APN identifiant le réseau à commutation de paquets en adresse IP (pour Internet Protocol) et de gérer le contexte PDP. De manière équivalente pour un réseau EPS, l'interconnexion avec un réseau de communication par paquets est assurée par une passerelle d'interconnexion P-GW (pour Packet Data Network Gateway) assurant les mêmes fonctions que la passerelle GGSN. De même que le contexte PDP permet de caractériser une session entre un terminal utilisateur et un réseau de communication par paquets, dans un réseau EPS la session est caractérisée par une connexion virtuelle appelée « EPS bearer ». Les interfaces entre terminaux utilisateurs, réseau d'accès, et réseau coeur d'un réseau de communication mobile ont été spécifiés par le groupe de normalisation 3GPP (pour 3rd Generation Partnership Project). Cependant, les interfaces entre le réseau de communication mobile et les réseaux de communication par paquets externes au réseau de communication mobile (interface Gi pour un réseau 2G/3G et SGi pour un réseau 4G) ne le sont pas. Il n'existe donc pas d'implémentation standardisée de ces interfaces et un opérateur de réseau de communication mobile est susceptible de déployer différentes infrastructures réseaux dédiées pour un type de client (e.g. opérateur de réseaux mobile virtuel, entreprise privée), ou peut également choisir de déployer une même infrastructure réseau partagée par plusieurs types de client. Ceci tend à 3031259 2 complexifier la gestion de ces interfaces d'un point de vue opérationnel et en termes de maintenance. Par ailleurs, lorsqu'un même réseau de communication mobile est déployé pour plusieurs clients d'un même opérateur, les passerelles d'interconnexion sont de fait connectées aux réseaux 5 de communication par paquets de ces clients (e.g. Internet, réseau privé virtuel, réseau d'opérateur de réseau mobile virtuel). Les passerelles d'interconnexion utilisent alors I'APN, pour distinguer les réseaux de communication par paquets auxquels peut accéder un terminal utilisateur depuis le réseau de l'opérateur de réseau de communication mobile. Une passerelle dispose notamment pour chaque APN d'un chemin réseau associé. Ces chemins réseaux sont en outre 10 configurés de telle sorte qu'un ensemble de fonctions réseaux élémentaires soit mis en oeuvre par l'opérateur de réseau de communication mobile afin que puisse être fourni à la demande d'un terminal utilisateur un service d'un réseau de communication par paquets. Ces chemins réseaux constituent ainsi des suites ordonnées de fonctions réseaux élémentaires, ou séquence de fonctions réseaux élémentaires, mises en oeuvre dans le réseau de l'opérateur de réseau de 15 communication mobile pour un service donné. Ces fonctions réseaux élémentaires sont définies comme l'ensemble des fonctions fournies par un opérateur de réseau de communication mobile pour traiter un paquet de données émis depuis une passerelle d'interconnexion vers un réseau d'un fournisseur de service. Ces fonctions réseaux élémentaires sont par exemple des services de traduction d'adresses réseaux, de pare-feu, de répartition de charge, de transcodage, de mise en 20 cache, d'optimisation de requête, d'enrichissement de paquets réseaux, etc. La gestion de l'interconnexion selon les méthodes connues de l'état de la technique comporte cependant des inconvénients. La configuration des APN est statique. La séquence de fonctions réseaux élémentaires associée à un APN est fixe, alors que les fonctions réseaux élémentaires requises diffèrent selon le service demandé. De plus, proposer les mêmes fonctions 25 réseaux élémentaires pour différents services d'un même APN ne permet pas une gestion d'erreurs optimisée. Lorsqu'une fonction réseau élémentaire d'une séquence de fonctions réseaux élémentaires associée à un APN ne peut être mise en oeuvre suite par exemple à une défaillance du réseau, l'ensemble des services accessibles par cet APN peut en être affecté, y compris les services qui n'ont pas besoin de cette fonction réseaux élémentaire. La séquence de fonctions 30 réseaux élémentaires associée à un APN ne peut en outre être modifiée une fois définie. Des ressources physiques sont en particulier allouées pour certaines fonctions réseaux élémentaires qui ne seront mises en oeuvre que pour certains services. Il en résulte notamment une surcharge réseau qui est inutile. Un des buts de l'invention est de remédier à des insuffisances/inconvénients de l'état de la 35 technique et/ou d'y apporter des améliorations. Objet et résumé de l'invention 3031259 3 Selon un premier aspect l'invention concerne un procédé de traitement d'un paquet de données relatif à un service, le paquet étant acheminé par une passerelle d'interconnexion entre un réseau de communication mobile et un réseau de communication par paquets, à destination du 5 réseau de communication par paquets. Ce procédé comprend : - une étape d'obtention, par un équipement d'un plan usager du réseau, d'au moins un identifiant d'une fonction réseau élémentaire devant être appliquée au paquet ; - pour chacune des fonctions réseaux élémentaires : - une étape de routage du paquet vers une passerelle d'un plan d'infrastructure du 10 réseau, la passerelle étant en charge du contrôle des machines virtuelles aptes à mettre en oeuvre cette fonction réseau élémentaire ; - une étape de sélection d'une de ces machines virtuelles par la passerelle du plan d'infrastructure ; -une étape de traitement du paquet par la machine virtuelle sélectionnée, le 15 traitement comportant l'application de ladite fonction réseau élémentaire à ce paquet ; et - une étape de mise à jour des fonctions élémentaires restant à appliquer au paquet ; et - lorsque toutes les fonctions élémentaires ont été appliquées au paquet, une étape de transmission du paquet en sortie au réseau de communication par paquets.

20 Le procédé permet un contrôle flexible et dynamique sur les fonctions réseaux élémentaires mises en oeuvre dans le réseau de communication mobile d'un opérateur de télécommunication. Ce contrôle flexible et dynamique des fonctions réseaux élémentaires est notamment rendu possible par l'utilisation de machines virtuelles pour la mise en oeuvre de ces fonctions. Une machine virtuelle est une virtualisation d'une ressource informatique. Elle simule à 25 titre d'exemple non limitatif des ressources matérielles et logicielles d'un équipement informatique (e.g. un serveur), telles que sa mémoire, son processeur, son disque dur, ou encore son système d'exploitation, et permet d'exécuter des programmes ou plus spécifiquement de mettre en oeuvre des fonctions réseaux élémentaires dans les mêmes conditions que celles de l'équipement simulé. Une telle machine virtuelle est également connue sous le nom de « noeud virtualisé ».

30 Le procédé permet ainsi de mettre en oeuvre les fonctions réseaux élémentaires fournies par l'opérateur de réseau de communication mobile, en faisant abstraction des contraintes matérielles qui leur sont généralement associées dans les techniques connues de l'état de l'art. L'opérateur de réseau de communication mobile n'a plus besoin de ressources matérielles dédiées pour la mise en oeuvre des fonctions réseaux élémentaires. Il est ainsi possible pour 35 l'opérateur de réseau de communication mobile d'utiliser des ressources externes à son propre réseau pour les mettre en oeuvre. L'opérateur de réseau de communication mobile n'a en particulier plus besoin de mobiliser des ressources en continu pour chacune des fonctions réseaux 3031259 4 élémentaires. Ces dernières sont mobilisées au besoin, de manière dynamique, seulement pour les fonctions réseaux élémentaires nécessaires à la fourniture du service auquel se rapporte le paquet à traiter. Plusieurs fonctions réseaux élémentaires peuvent également avantageusement être mises 5 en oeuvre sur un même équipement physique. Les capacités d'un tel équipement physique sont alors pleinement exploitées, ce qui réduit son taux d'inutilisation. La gestion des ressources matérielles utilisées par les fonctions réseaux élémentaires nécessaires à la fourniture du service est ainsi optimisée. Cela se traduit notamment par une économie des ressources matérielles du réseau de communication mobile.

10 La mise en oeuvre de fonctions réseaux élémentaires par des machines virtuelles permet également de renforcer l'intégrité du réseau de communication mobile. Les fonctions réseaux élémentaires sont mises en oeuvre par des machines virtuelles isolées. Plus précisément, une fonction réseau élémentaire peut être mise en oeuvre par plusieurs machines virtuelles, mais une machine virtuelle ne peut mettre en oeuvre qu'une seule fonction réseau élémentaire. Aussi un 15 incident intervenant lors de la mise en oeuvre d'une fonction réseau élémentaire n'affecte pas les autres fonctions réseaux élémentaires en cours pour traiter un paquet, ni n'affecte les fonctions réseaux élémentaires mises en oeuvre pour des sessions parallèles à la session à laquelle se rapporte un paquet en cours de traitement. La détection d'erreurs est en outre elle-même facilitée par le cloisonnement de la mise en oeuvre de chaque fonction réseau élémentaire. La détection de 20 la source d'une erreur est notamment plus aisée. Le procédé permet plus spécifiquement d'appliquer la séquence de fonctions réseaux élémentaires la plus adaptée au service. Les fonctions réseaux élémentaires ne sont en effet pas prédéfinies en association avec un APN donné susceptible par exemple d'être partagé par plusieurs services, mais elles sont au contraire obtenues à partir de l'identifiant de service du paquet traité.

25 Seules les fonctions réseaux élémentaires nécessaires pour le service auquel se rapporte le paquet sont ainsi mises en oeuvre. La séquence de fonctions réseaux élémentaires mises en oeuvre pour traiter le paquet peut ainsi être personnalisée en fonction du service. Les différents modes ou caractéristiques de réalisation mentionnés ci-après peuvent être ajoutés indépendamment ou en combinaison les uns avec les autres, aux étapes du procédé de 30 traitement tel que défini précédemment. Conformément à l'invention, les routeurs du plan usager n'ont pas de visibilité sur les machines virtuelles du plan d'infrastructure mais ils sont aptes à router un paquet vers la passerelle du plan d'infrastructure contrôlant les machines virtuelles mettant en oeuvre une fonction réseau élémentaire donnée.

35 Corrélativement, l'invention concerne un système de traitement d'un paquet de données relatif à un service, le paquet étant acheminé par une passerelle d'interconnexion entre un réseau 3031259 5 de communication mobile et un réseau de communication par paquets, à destination dudit réseau de communication par paquets, ledit système comprenant : - dans un plan usager, un équipement comportant un module de routage apte à obtenir au moins un identifiant d'une fonction réseau élémentaire devant être appliquée au paquet ; 5 - dans un plan d'infrastructure, et pour chacune des fonctions réseaux élémentaires, une passerelle comportant un module de gestion de machines virtuelles aptes à mettre en oeuvre cette fonction réseau élémentaire et un module de sélection d'une de ces machines virtuelles pour appliquer la fonction réseau élémentaire au paquet ; - le plan usager comportant au moins un routeur apte à router ledit paquet vers la passerelle du 10 plan d'infrastructure contrôlant les machines virtuelles mettant en oeuvre la fonction réseau élémentaire en fonction de l'identifiant dans l'entête du paquet; - les machines virtuelles du plan d'infrastructure ; et - dans ledit plan usager, au moins un routeur apte à transmettre le paquet en sortie au réseau de communication par paquets, lorsque toutes lesdites fonctions réseaux élémentaires ont été 15 appliquées au paquet. On rappelle que dans un réseau de télécommunications mobile, il est usuel de distinguer : le plan usager qui traite le trafic utilisateur ; et le plan de contrôle qui définit la façon dont le plan usager doit traiter ce trafic utilisateur. L'invention propose d'implémenter le coeur du réseau mobile dans une infrastructure de 20 réseau en nuage (cloud network), le trafic utilisateur traditionnellement géré dans le plan usager étant dans l'invention traité par des machines virtuelles de ce réseau en nuage. Plus particulièrement, selon l'invention, les fonctions réseaux élémentaires sont implémentées par des machines virtuelles, ou noeuds virtualisés, du réseau en nuage. La présente invention introduit la notion de plan d'infrastructure pour établir une 25 séparation claire entre : - le plan usager qui définit les fonctions elles-mêmes (fonctions réseaux élémentaires) et ; - le plan d'infrastructure qui détermine les moyens concrets (en anglais « capabilities ») d'implémentation de ces fonctions par la création et la destruction dynamique de machines virtuelles aptes à mettre ces fonctions réseaux élémentaires.

30 L'invention vise aussi un routeur dans un plan usager d'un réseau de communications comportant un module de routage apte à obtenir au moins un identifiant d'une fonction réseau élémentaire devant être appliquée à un paquet et à router ce paquet vers une passerelle d'un plan d'infrastructure du réseau contrôlant des machines virtuelles mettant en oeuvre cette fonction réseau élémentaire.

35 L'invention vise aussi une passerelle dans un plan d'infrastructure d'un réseau de communication, cette passerelle comportant un module de gestion de machines virtuelles aptes à 3031259 6 mettre en oeuvre une même fonction réseau élémentaire et un module de sélection d'une de ces machines virtuelles pour appliquer la fonction réseau élémentaire à un paquet. Dans un mode particulier de réalisation, le module de sélection de la passerelle du plan d'infrastructure sélectionne la machine virtuelle en fonction de sa charge.

5 Dans un mode particulier de réalisation, le module de gestion de cette passerelle est apte à créer une machine virtuelle mettant en oeuvre la fonction réseau élémentaire gérée par cette passerelle lorsque la charge des machines virtuelles actives ne permet pas d'appliquer la fonction réseau élémentaire à un paquet. L'invention vise aussi un procédé de routage mis en oeuvre par un routeur dans un plan 10 usager d'un réseau de communications, ledit procédé comportant : - une étape d'obtention d'au moins un identifiant d'une fonction réseau élémentaire devant être appliquée à un paquet ; et - une étape de routage du paquet vers une passerelle d'un plan d'infrastructure du réseau contrôlant des machines virtuelles mettant en oeuvre cette fonction réseau élémentaire.

15 L'invention vise aussi un procédé de contrôle mis en oeuvre par une passerelle dans un plan d'infrastructure d'un réseau de communication, ce procédé comportant : - une étape de gestion d'au moins une machine virtuelle apte à mettre en oeuvre une même fonction réseau élémentaire ; et - une étape de sélection d'une desdites machines virtuelles pour appliquer cette fonction réseau 20 élémentaire à un paquet. L'invention permet ainsi de déporter la gestion des machines virtuelles au niveau des passerelles du plan d'infrastructure, chaque fonction réseau élémentaire étant en charge d'une de ces fonctions. Cette solution permet de gérer la scalabilité du réseau, les machines virtuelles étant démarrées ou supprimées en fonction du nombre de paquets à traiter.

25 Selon une caractéristique particulière l'application de la fonction courante sur le paquet déclenche une mise à jour de la séquence d'au moins une fonction réseau élémentaire. La mise à jour de la séquence est réalisée par modification de la séquence ou par remplacement de la séquence par une nouvelle séquence. Le procédé permet de mettre à jour la séquence de fonctions réseaux élémentaires lors de son application sur le paquet. Le procédé 30 permet ainsi de mettre à jour la séquence de fonctions réseaux élémentaires dynamiquement en fonction du résultat d'une fonction réseau élémentaire particulière appliquée sur le paquet. Une fonction réseau élémentaire peut par exemple être dédiée au décompte de facturation d'un utilisateur abonné à un service premium de vidéo à la demande, et être en charge de vérifier un approvisionnement suffisant d'un compte de l'utilisateur pour l'accès à ce service. Lorsque le 35 compte de l'utilisateur n'est pas suffisamment approvisionné, la fonction réseau élémentaire peut par exemple, plutôt que d'interrompre brutalement l'accès au service en générant une erreur, provoquer une mise à jour de la séquence de fonctions réseaux élémentaires mises en oeuvre afin 3031259 7 d'offrir une continuité du service avec un accès non premium. Cette configuration dynamique de la séquence de fonctions réseaux élémentaires permet ainsi d'améliorer l'expérience client pour un service demandé. Il est souligné ici que dans les techniques de l'état de l'art, une séquence de fonctions réseaux élémentaires est prédéfinie pour un APN donné et ne peut être modifiée pendant 5 le traitement d'un paquet. Le procédé permet de s'affranchir de cette contrainte. Selon une caractéristique particulière la séquence est obtenue sur requête, par le noeud courant, auprès d'une entité de contrôle de fonctions réseaux élémentaires, la requête comprenant un identifiant du service. L'obtention de la séquence auprès d'une entité de contrôle de fonctions réseaux 10 élémentaires permet de centraliser et déléguer la gestion de cette mise à jour à une entité tierce. La mise en oeuvre du procédé par chaque machine virtuelle est simplifiée. Un noeud courant peut envoyer une requête comportant l'identifiant de service vers cette entité de contrôle pour demander une séquence de fonctions réseaux élémentaires. Selon une caractéristique particulière le procédé de traitement comprend en outre une 15 étape d'obtention auprès d'une entité de contrôle de fonctions réseaux élémentaires, d'une table de correspondance entre au moins un service et une séquence d'au moins une fonction réseau élémentaire pour traiter un paquet relatif à un service, lors de l'établissement d'une session utilisateur entre un terminal utilisateur et la passerelle d'interconnexion. L'obtention d'une table de correspondance entre des services et des séquences de 20 fonctions réseaux élémentaires à appliquer à des paquets relatifs à ces services lors de l'établissement de session (e.g. lors de la création d'un contexte PDP) permet de ne pas solliciter ultérieurement l'entité de contrôle de fonctions réseaux élémentaires. Il n'est pas nécessaire pour un équipement du plane usager d'envoyer une demande de séquence de fonctions réseaux élémentaires à l'entité de contrôle de fonctions réseaux élémentaires systématiquement suite à la 25 détection d'un nouveau service. Les temps de réponse relatif à un service demandé sont améliorés. Selon une caractéristique particulière la table de correspondance est déterminée par l'entité de contrôle de fonctions réseaux élémentaires en fonction d'un profil associé au terminal utilisateur. Le profil associé à un terminal utilisateur permet de déterminer un ensemble de séquences 30 de fonctions réseaux élémentaires à appliquer pour des services, en fonction d'informations de souscription relatives à un utilisateur de ce terminal utilisateur. Cela permet par exemple de prévoir certaines fonctions réseaux élémentaires en fonction de services auxquels l'utilisateur a souscrit. L'invention concerne également un programme pour un routeur dans un plan usager d'un réseau de communication, ce programme comprenant des instructions de code de programme 35 destinées à commander l'exécution des étapes du procédé de routage tel que mentionné ci-dessus, lorsque ce programme est exécuté par ce routeur et un support d'enregistrement lisible par un routeur sur lequel est enregistré ce programme.

3031259 8 L'invention concerne également un programme pour une passerelle dans un plan d'infrastructure d'un réseau de communication, ce programme comprenant des instructions de code de programme destinées à commander l'exécution des étapes du procédé de contrôle tel que mentionné ci-dessus, lorsque ce programme est exécuté par ladite passerelle et un support 5 d'enregistrement lisible par une passerelle sur lequel est enregistré ce programme. Brève description des dessins D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la 10 description faite ci-dessous, en référence aux dessins annexés qui en illustrent un exemple de réalisation dépourvu de tout caractère limitatif, et dans lesquels - la figure 1 représente un système de traitement d'un paquet relatif à un service selon un mode particulier de réalisation ; - les figures 2a et 2b représentent une table de routage et une table de charge pouvant 15 être utilisées dans un mode particulier de réalisation ; - la figure 3 représente les étapes du procédé de traitement selon un mode particulier de réalisation ; - la figure 4 représente un routeur du plan usager selon un mode particulier de réalisation ; et 20 - la figure 5 représente une passerelle du plan d'infrastructure selon un mode particulier de réalisation. Description détaillée d'un mode de réalisation 25 La figure 1 représente un système 300 de traitement d'un paquet relatif à un service selon un mode particulier de réalisation. Le système propose plus particulièrement une infrastructure en tant que service dans laquelle des machines virtuelles mettent en oeuvre un ensemble des fonctions réseaux élémentaires d'un réseau de communication mobile 100. Les fonctions réseaux élémentaires correspondent à des fonctions fournies par l'opérateur 30 du réseau de communication mobile 100 pour traiter un paquet de données émis depuis une passerelle d'interconnexion 10 vers un réseau 200 d'un fournisseur de service, celui-ci pouvant être ou non l'opérateur du réseau de communication mobile. Il s'agit à titre d'exemple de services de traduction d'adresses réseaux, de pare-feu, de services de répartition de charge, de transcodage, de mise en cache, d'optimisation de requête, ou encore d'enrichissement de paquets réseaux.

35 Le paquet à traiter est reçu en entrée du système 300 depuis une passerelle d'interconnexion 10 localisée dans un réseau de communication mobile 100. Cette passerelle d'interconnexion est à titre d'exemple non limitatif une passerelle GGSN ou une passerelle P-GW.

3031259 9 Le système 300 est indifféremment localisé dans le réseau 100 ou à l'extérieur de ce réseau 100. Dans ce dernier cas, l'opérateur du réseau de communication mobile utilise des ressources externes à son réseau pour traiter le paquet.

5 Le système 300 comprend plus spécifiquement un plan de contrôle 310, un plan usager 320 et un plan d'infrastructure 330. Le plan de contrôle 310 comprend une entité de contrôle de fonctions réseaux élémentaires 400. Le plan d'infrastructure 330 comporte des passerelles NFGi, chacune d'entre elle étant en 10 charge du contrôle des machines virtuelles VMi aptes à mettre en oeuvre une même fonction réseau élémentaire NFi à laquelle est associée cette passerelle NFGi. Le plan usager 320 comporte une passerelle CF vers le réseau 100 et des routeurs FWDk. La passerelle CF du plan usager reçoit les paquets venant de la passerelle d'interconnexion 10. Elle est apte à demander à l'entité de contrôle de fonctions réseaux élémentaires 400 du plan 15 de contrôle 310 la séquence de fonctions réseaux élémentaires à appliquer à ce paquet. L'entité de contrôle de fonctions réseaux élémentaires 400 du plan de contrôle 310 peut être un équipement dédié (par exemple un serveur) ou un module intégré à un équipement du réseau de l'opérateur de réseau de communication mobile (e.g. policy controller). L'entité de contrôle de fonctions réseaux élémentaires 400 est agencée pour associer des 20 séquences de fonctions réseaux élémentaires mises en oeuvre par les machines virtuelles 31, ..., 63 appartenant au plan d'infrastructure 330. L'entité de contrôle de fonctions réseaux élémentaires 400 est apte à déterminer les séquences de fonctions réseaux élémentaires à appliquer à un paquet de données. Les séquences à appliquer à un paquet sont plus particulièrement déterminées en fonction d'informations relatives 25 à un contexte partagé entre un terminal utilisateur (e.g. téléphone portable, ordinateur portable, tablette) et la passerelle d'interconnexion 10, et d'informations de souscription d'un utilisateur d'un terminal utilisateur ayant émis ce paquet. Les informations relatives à un contexte (e.g. contexte PDP ou connexion « EPS bearer ») sont reçues par l'entité de contrôle de fonctions réseaux élémentaires 400 à partir de la passerelle 30 d'interconnexion 10. Le contexte comprend des informations relatives au terminal telles qu'un identifiant IMSI pour « International Mobile Subscriber Identity », un type d'accès réseaux (e.g.

2G ou 3G), et l'adresse IP (pour « Internet Protocol ») du terminal attribuée par le réseau de communication mobile 100. Un ensemble de séquences de fonctions réseaux élémentaires à appliquer à des paquets de données appartenant à un type de service émis par le terminal 35 utilisateur peut ainsi être déterminé en fonction de l'IMSI, du type d'accès réseaux, ou encore d'une combinaison de ces différents critères.

3031259 10 Les informations de souscription sont par exemple obtenues par l'entité de contrôle de fonctions réseaux élémentaires auprès d'une base de données 12 de profils utilisateurs (e.g SPR pour « Subscriber Profile Repository ») localisée dans le réseau de communication mobile 100. Ces informations comprennent notamment une liste de services auxquels l'utilisateur est abonné. Un 5 ensemble de séquences de fonctions réseaux élémentaires prédéfini par l'opérateur du réseau de communication mobile 100 peut ainsi être déterminé pour les services auxquels l'utilisateur est abonné. L'entité de contrôle de fonctions réseaux élémentaires 400 est apte à proposer la séquence des fonctions réseaux élémentaires par type de service pour ce terminal, en fournissant les 10 identifiants NFi de chaque fonction réseau élémentaire à la passerelle CF. La passerelle CF est une passerelle du plan usager 320, interconnectée avec la passerelle d'interconnexion 10. La passerelle CF est aussi connectée avec l'entité de contrôle de fonctions réseaux élémentaires 400 pour récupérer l'ensemble de séquences de fonctions réseaux élémentaires par type de service pour un utilisateur.

15 La passerelle CF est apte à analyser l'entête d'un paquet pour identifier le type de service. Ensuite, sur des instructions de l'entité de contrôle de fonctions réseaux élémentaires 400, la passerelle CF insère dans l'en-tête d'un paquet, les identifiants NFi des fonctions réseaux élémentaires devant être appliquées à ce paquet, et envoie ce paquet à un routeur FWDk du plan usager 320.

20 Conformément à l'invention, les routeurs FWDk du plan usager 320 n'ont pas de visibilité sur les machines virtuelles du plan d'infrastructure 330 mais ils sont aptes à analyser l'entête du paquet pour identifier la prochaine NFGi à atteindre et router un paquet vers la passerelle NFGi du plan d'infrastructure 330 contrôlant les machines virtuelles mettant en oeuvre une fonction réseau élémentaire donnée NFi.

25 Les routeurs FWDk peuvent à cet effet utiliser une table de routage TRk qui associe, à l'identifiant NFi d'une fonction réseau élémentaire : - un port du routeur FWDk directement configuré pour une passerelle NFGi ; ou - un port du routeur FWDk configuré pour un autre routeur FWD apte à acheminer un paquet vers cette passerelle NFGi.

30 A titre d'exemple, la table de routage TR1 du routeur FWD1 est représentée à la figure 2a. Par conséquent, conformément à l'invention, le contrôle des machines virtuelles est réalisé par les passerelles NFGi du plan d'infrastructure 330. Ces machines virtuelles 31-32, 41-43, 51, 6163 mettent en oeuvre des fonctions réseaux élémentaires NF30, NF40, NF50, NF60, à appliquer sur 35 un paquet en fonction d'un service auquel le paquet se rapporte. Plus précisément, la fonction réseau élémentaire NF30 est mise en oeuvre par les machines virtuelles 31, 32 ; la fonction réseau élémentaire NF40 par les machines virtuelles 41, 42, 43 ; la fonction réseau élémentaire NF50 par 3031259 11 la machine virtuelle 51 ; et la fonction réseau élémentaire NF60 par les machines virtuelles 61, 62, 63. La fonction réseau élémentaire NF30 permet par exemple de faire de la répartition de charge, la fonction réseau élémentaire NF40 est un service de pare-feu, et la fonction réseau élémentaire NF50 permet de faire de l'enrichissement de paquets. La fonction réseau élémentaire NF60 permet 5 par exemple de faire de la traduction d'adresse réseau. On suppose ici que le paquet est relatif à un service d'accès à Internet fourni par le réseau de communication par paquets 200. L'accès au service nécessite en particulier l'application sur le paquet de plusieurs fonctions réseaux élémentaires dans un ordre particulier. On suppose dans le mode de réalisation décrit que l'opérateur du réseau de communication mobile a configuré pour un service d'accès à Internet, les 10 fonctions réseaux élémentaires suivantes : répartition de charge entre plusieurs services de pare- feu, puis traduction d'adresse réseau. Les fonctions réseaux élémentaires NF30, NF40 et NF60, sont alors appliquées successivement aux paquets relatifs au service d'accès à Internet afin d'y accéder. Ces fonctions réseaux élémentaires NF30, NF40 et NF60 forment une séquence de fonctions réseaux élémentaires qui seront mises en oeuvre respectivement par des machines 15 virtuelles VM30, VM40 et VM60, et appliquées au paquet reçu en entrée du système 300. Lorsqu'une passerelle NFGi associée à une fonction réseau élémentaire NFi reçoit un paquet, elle détermine quelle machine virtuelle VMi à utiliser pour traiter ce paquet en fonction de la charge de ces machines virtuelles. Une passerelle NFGi peut à cet effet utiliser une table de charge TCi dans laquelle elle 20 maintient à jour la charge des machines virtuelles VMi aptes à remplir la fonction réseau élémentaire NFi à laquelle elle est associée. A titre d'exemple, la table de charge TC1 de la passerelle NFG1 est représentée à la figure 2b. Plus précisément, dans le mode de réalisation décrit ici, la passerelle NFGi associée à une 25 fonction réseau élémentaire NFi obtient des informations en temps réel sur les machines virtuelles VMi du plan usager 330 aptes à remplir cette fonction. Ces informations concernent par exemple la disponibilité des machines virtuelles pour mettre en oeuvre la fonction réseau élémentaire NFi ou encore un état de charge de la machine virtuelle VMi. Lorsque la passerelle NFGi reçoit un paquet P, elle sélectionne une machine virtuelle VMi 30 apte à remplir la fonction NFi en fonction de sa charge et lui envoie le paquet pour traitement. Une fois que le paquet a été traité, la passerelle NFGi met à jour l'en-tête du paquet P en supprimant de cet en-tête l'identifiant NFi de la fonction réseau élémentaire venant d'être traitée et renvoie ce paquet à un routeur FWDk du plan usager 320. Le routeur FWDk analyse l'en-tête du paquet, détermine la prochaine fonction réseau 35 élémentaire NFj à appliquer à ce paquet, et route, grâce à sa table de routage TRk, ce paquet vers la passerelle NFGj du plan d'infrastructure qui contrôle les machines virtuelles VMj aptes à remplir cette fonction.

3031259 12 Dans un mode particulier de réalisation de l'invention, une passerelle NFGi du plan d'infrastructure 330 est apte à lancer une ou plusieurs machines virtuelles VMi remplissant la fonction réseau élémentaire NFi lorsque les machines virtuelles qu'elle contrôle sont trop chargées, par exemple au regard d'un seuil prédéterminé.

5 La figure 3 représente les étapes du procédé de traitement d'un paquet relatif à un service selon un mode particulier de réalisation. La passerelle CF du plan usager 320 est lors d'une étape El en attente d'un paquet de données. Le procédé débute avec la réception d'un paquet de données P relatif à un service depuis la passerelle d'interconnexion 10.

10 Lors d'une étape E3, la passerelle CF vérifie si le paquet de données P comprend un entête contenant une séquence de fonctions réseaux élémentaires. Lorsque le paquet de données ne contient pas un tel entête, la passerelle CF analyse, lors d'une étape E31, le paquet de données P reçu afin d'identifier un service auquel se rapporte le paquet. Cette analyse utilise par exemple une technique d'inspection des paquets en profondeur 15 (Deep Packet Inspection en anglais). Le service identifié est par exemple un service Voix sur IP. Dans une étape E32, la passerelle CF obtient une séquence de fonctions réseaux élémentaires à appliquer au paquet P en fonction du service identifié à l'étape E31. La passerelle CF envoie pour cela une requête comprenant un identifiant du service à l'entité de contrôle de fonctions réseaux élémentaires 400. L'entité de contrôle de fonctions réseaux élémentaires 400 20 retourne alors la séquence à la passerelle CF. Cette séquence est fournie sous la forme d'une liste d'identifiants NFi de fonctions réseaux élémentaires, ou encore sous la forme d'un identifiant d'une liste de fonctions réseaux élémentaires permettant d'obtenir une liste de fonctions réseaux élémentaires préalablement configurée par l'opérateur du réseau de communication mobile 100 au niveau de la passerelle CF.

25 Dans un autre mode de réalisation, l'association entre un service et une séquence de fonctions réseaux élémentaires est fournie par une entité tierce lors de la création d'une session utilisateur entre un terminal utilisateur et une passerelle d'interconnexion 10 (e.g. création d'un contexte PDP, ou d'une connexion « EPS bearer »). Cette entité est par exemple l'entité de contrôle de fonctions de réseaux élémentaires 400. Le délai introduit par l'échange avec l'entité de 30 contrôle de fonctions réseaux élémentaires 400 peut ainsi être réduit. Une fois la séquence de fonctions réseaux élémentaires obtenue à l'étape E32, le procédé passe à une étape E4. Lorsqu'à l'étape E3 l'entête du paquet comprend déjà une séquence de fonctions réseaux élémentaires, le procédé passe directement à l'étape E4.

35 A l'étape E4, la passerelle CF dispose d'une séquence de fonctions réseaux élémentaires pour le service auquel se rapporte le paquet P. A titre d'exemple, cette séquence S est constituée 3031259 13 des fonctions réseaux élémentaires 30, 40 et 60, décrites précédemment en relation avec la figure 1. La passerelle CF envoie ensuite le paquet P à un routeur FWDk du plan usager 320, le paquet étant reçu par ce routeur FWDk au cours d'une étape E5.

5 A l'étape E6 le routeur FWDk détermine à partir de l'entête du paquet P la première fonction réseau élémentaire réseau NFi devant être appliquée à ce paquet. A l'étape E8, le routeur FWDk détermine, à partir de sa table de routage TRk, un port vers lequel envoyer le paquet P pour qu'il soit reçu par la passerelle NFGi du plan infrastructure 330 qui gère les machines virtuelles VMi aptes à mettre en oeuvre la fonction réseau NFi.

10 Au cours d'une étape E9, le routeur FWDk vérifie si le port est celui d'un autre routeur FWDj ou celui d'une passerelle NFGi du plan d'infrastructure. S'il s'agit d'un autre routeur FWDj, le paquet est envoyé à ce routeur FWDj et le procédé retourne à l'étape E5 déjà décrite. Sinon le paquet P est envoyé à la passerelle NFGI qui reçoit ce paquet à l'étape E10. A l'étape E11, elle détermine à partir de sa table de charge TCi, la ressource virtuelle VMi 15 la moins chargée et disponible pour appliquer la fonction réseau élémentaire NFi au paquet P. Au besoin, la passerelle NFGi démarre une nouvelle machine virtuelle à cet effet. A l'étape E12, la passerelle NFGi met à jour l'en-tête du paquet P en supprimant de cet entête l'identifiant NFi de la fonction réseau élémentaire qui vient d'être appliquée au paquet. La passerelle NFGi envoie ensuite le paquet P à un routeur FWDk du plan usager 320 pour 20 que celui-ci détermine éventuellement la nouvelle fonction réseau élémentaire à appliquer à ce paquet. Ce paquet est reçu par le routeur FWDk au cours de l'étape E5 déjà décrite. Lorsque la fonction courante est la dernière fonction réseau élémentaire de la séquence, le routeur FWD transmet, lors d'une étape E20, le paquet vers le réseau de communication par paquets 200 fournissant le service auquel se rapporte ce paquet. Ceci met fin au traitement du 25 paquet de données P. Il n'existe pas de limitation quant au protocole de communication utilisé pour l'envoi du paquet d'une machine virtuelle à une autre machine virtuelle. Ces protocoles de communications sont par exemple les protocoles HTTP (pour Hypertext Transfer Protocol), FTP (pour File Transfer Protocol), etc.

30 Le procédé a été décrit avec une mise en oeuvre reposant sur des tables mais il n'existe aucune limitation quant aux structures de données utilisées pour la mise en oeuvre du procédé. Il est également souligné que le procédé peut aussi bien s'appliquer au traitement de paquets de données de flux émis depuis la passerelle d'interconnexion 10 vers le réseau de communication par paquets 200, qu'au traitement de paquets de données de flux émis depuis le 35 réseau de communication par paquets 200 vers la passerelle d'interconnexion 10. Dans ce dernier cas la passerelle d'interconnexion 10 est adaptée pour recevoir des paquets de données depuis le réseau de communication par paquets 200.

3031259 14 La figure 4 représente un routeur FWDk d'un système 300 de traitement d'un paquet relatif à un service selon un mode particulier de réalisation. Ce routeur FWDk est installé dans le plan usager 320 du réseau. Il comprend : - un module de communication 802 agencé pour recevoir un paquet ; 5 - un module de routage 804 apte à obtenir un identifiant NFi d'une fonction réseau élémentaire devant être appliquée au paquet ; - une table de routage TRk qui associe, à l'identifiant NFi d'une fonction réseau élémentaire, un chemin vers une passerelle NFGi contrôlant les machines virtuelles aptes à mettre en oeuvre cette fonction réseau élémentaire ; 10 - le module de communication 804 étant apte à router le paquet vers ledit chemin pour que la fonction réseau élémentaire soit appliquée au paquet par une de ces machines virtuelles ; - le module de communication 802 étant apte à transmettre le paquet en sortie du réseau de communication lorsque toutes les fonctions réseaux élémentaires ont été appliquées au paquet. Une passerelle NFGi du plan d'infrastructure 330 va maintenant être décrite en relation 15 avec la figure 5. Elle comprend : - un module de communication 902 apte notamment à communiquer avec le module de routage 804 d'un routeur FWDk ; - un module 904 de gestion de machines virtuelles VMi aptes à mettre en oeuvre une même fonction réseau élémentaire VMi ; 20 - un module de sélection 906 apte à sélectionner une de ces machines virtuelles pour appliquer cette fonction réseau élémentaire à un paquet P. Dans le mode de réalisation décrit ici, la passerelle NFGi comporte une table de charge TCi utilisée par le module de sélection 906 pour sélectionner une machine virtuelle VMi en fonction de sa charge.

25 Dans le mode de réalisation décrit ici, le module 904 de gestion de machines virtuelles est apte à créer une machine virtuelle VMi si la charge des machines virtuelles actives est insuffisante pour traiter un paquet. L'invention est mise en oeuvre au moyen de composants logiciels et/ou matériels. Dans cette optique, le terme "module" peut correspondre dans ce document aussi bien à un composant 30 logiciel, qu'à un composant matériel ou à un ensemble de composants matériels et/ou logiciels, apte à mettre en oeuvre une fonction ou un ensemble de fonctions, selon ce qui est décrit précédemment pour le module concerné. Un composant logiciel correspond à un ou plusieurs programmes d'ordinateur, un ou plusieurs sous-programmes d'un programme, ou de manière plus générale à tout élément d'un 35 programme ou d'un logiciel. Un tel composant logiciel est stocké en mémoire puis chargé et exécuté par un processeur de données d'une entité physique et est susceptible d'accéder aux 3031259 15 ressources matérielles de cette entité physique (mémoires, supports d'enregistrement, bus de communication, cartes électroniques d'entrées/sorties, interfaces utilisateur, etc.). De la même manière, un composant matériel correspond à tout élément d'un ensemble matériel (ou hardware). Il peut s'agir d'un composant matériel programmable ou non, avec ou 5 sans processeur intégré pour l'exécution de logiciel. Il s'agit par exemple d'un circuit intégré, d'une carte à puce, d'une carte électronique pour l'exécution d'un micrologiciel (firmware), etc. Les modules logiciels peuvent être stockés dans ou transmis par un support de données. Celui-ci peut être un support matériel de stockage, par exemple un CD-ROM, une disquette magnétique ou un disque dur, ou bien un support de transmission tel qu'un signal électrique, 10 optique ou radio, ou un réseau de télécommunication.

Claims (15)

1. REVENDICATIONS1. Procédé de traitement d'un paquet de données relatif à un service, ledit paquet (P) étant acheminé par une passerelle d'interconnexion (10) entre un réseau de communication mobile (100) et un réseau de communication par paquets (200), à destination dudit réseau de communication par paquets, ledit procédé comprenant : - une étape d'obtention (E4), par un équipement (FWDk) d'un plan usager (320) dudit réseau, d'au moins un identifiant (NFi) d'une fonction réseau élémentaire (NFi) devant être appliquée audit paquet (P) ; - pour chacune desdites fonctions réseaux élémentaires : - une étape (E8) de routage dudit paquet (P) vers une passerelle (NFGi) d'un plan d'infrastructure (330) dudit réseau, ladite passerelle (FGi) étant en charge du contrôle des machines virtuelles (VMi) aptes à mettre en oeuvre ladite fonction réseau élémentaire (NFi) - une étape (E11) de sélection d'une desdites machines virtuelles (VMi) par ladite passerelle (NFGi) ; -une étape de traitement dudit paquet (P) par ladite machine virtuelle sélectionnée (VMi), ledit traitement comportant l'application de ladite fonction réseau élémentaire (NFi) audit paquet (P) ; et - une étape de mise à jour des fonctions élémentaires restant à appliquer audit paquet (P) ; - lorsque toutes les fonctions élémentaires ont été appliquées audit paquet (P), une étape (E20) de transmission (E64) du paquet en sortie au réseau de communication par paquets.
2. 2. Procédé de traitement selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite passerelle (NFGi) dudit plan d'infrastructure (330) sélectionne ladite machine virtuelle (VMi) en fonction de sa charge.
3. 3. Procédé de traitement selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ladite passerelle (NFGi) dudit plan d'infrastructure (330) crée une machine virtuelle apte à mettre en oeuvre une dite fonction réseau élémentaire lorsque la charge des machines virtuelles actives ne permet pas d'appliquer ladite fonction réseau élémentaire audit paquet.
4. 4. Système de traitement d'un paquet de données relatif à un service, ledit paquet (P) étant acheminé par une passerelle d'interconnexion (10) entre un réseau de communication mobile (100) et un réseau de communication par paquets (200), à destination dudit réseau de communication par paquets, ledit système comprenant : 3031259 17 - dans un plan usager (320), un équipement (FWDk) comportant un module de routage (804) apte à obtenir au moins un identifiant (NFi) d'une fonction réseau élémentaire (NFi) devant être appliquée audit paquet (P) ; - dans un plan d'infrastructure (330), et pour chacune desdites fonctions réseaux élémentaires, 5 une passerelle (NFGi) comportant un module de gestion de machines virtuelles (VMi) aptes à mettre en oeuvre ladite fonction réseau élémentaire (NFi) et un module de sélection d'une desdites machines virtuelles (VMi) pour appliquer ladite fonction réseau élémentaire audit paquet (P) ; - ledit plan usager (320) comportant au moins routeur apte à router ledit paquet vers la passerelle (NFGi) dudit plan d'infrastructure contrôlant les machines virtuelles (VMi) mettant en oeuvre la 10 fonction réseau élémentaire (NFi) correspondant audit identifiant ; - les machines virtuelles (VMi) dudit plan d'infrastructure ; et - dans ledit plan usager (320), au moins un routeur (FWDk) apte à transmettre ledit paquet en sortie au réseau de communication par paquets, lorsque toutes lesdites fonctions réseaux élémentaires ont été appliquées audit paquet. 15
5. 5. Système de traitement de paquet selon la revendication 4, caractérisé en ce que le module de sélection de ladite passerelle (NFGi) sélectionne ladite machine virtuelle (VMi) en fonction de sa charge. 20
6. 6. Système de traitement de paquet selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que ledit module de gestion (904) de ladite passerelle (NFGi) est apte à créer une machine virtuelle mettant en oeuvre ladite fonction réseau élémentaire lorsque la charge des machines virtuelles actives ne permet pas d'appliquer ladite fonction réseau élémentaire audit paquet. 25
7. 7. Routeur (FWDk) dans un plan usager (320) d'un réseau de communications comportant au module de routage (804) apte à obtenir au moins un identifiant (NFi) d'une fonction réseau élémentaire (NFi) devant être appliquée à un paquet (P) et à router ledit paquet vers une passerelle (NFGi) d'un plan d'infrastructure dudit réseau contrôlant des machines virtuelles (VMi) mettant en oeuvre ladite fonction réseau élémentaire (NFi). 30
8. 8. Passerelle (NFGi) dans un plan d'infrastructure (330) d'un réseau de communication comportant un module de gestion de machines virtuelles (VMi) aptes à mettre en oeuvre une même fonction réseau élémentaire (NFi) et un module de sélection d'une desdites machines virtuelles (VMi) pour appliquer ladite fonction réseau élémentaire à un paquet (P). 35
9. 9. Passerelle selon la revendication 8, caractérisée en ce que ledit module de sélection sélectionne ladite machine virtuelle (VMi) en fonction de sa charge. 3031259 18
10. 10. Procédé de routage mis en oeuvre par un routeur dans un plan usager (320) d'un réseau de communications, ledit procédé comportant : - une étape (E4) d'obtention d'au moins un identifiant (NFi) d'une fonction réseau élémentaire 5 (NFi) devant être appliquée à un paquet (P) ; et - une étape (E8) de routage dudit paquet vers une passerelle (NFGi) d'un plan d'infrastructure dudit réseau contrôlant des machines virtuelles (VMi) mettant en oeuvre ladite fonction réseau élémentaire (NFi). 10
11. 11. Procédé de contrôle mis en oeuvre par une passerelle (NFGi) dans un plan d'infrastructure (330) d'un réseau de communication, ledit procédé comportant : - une étape de gestion d'au moins une machine virtuelle (VMi) apte à mettre en oeuvre une même fonction réseau élémentaire (NFi) ; et - une étape (E11) de sélection d'une desdites machines virtuelles (VMi) pour appliquer ladite 15 fonction réseau élémentaire à un paquet (P).
12. 12. Programme pour un routeur dans un plan usager d'un réseau de communication, comprenant des instructions de code de programme destinées à commander l'exécution des étapes du procédé de routage selon la revendication 10, lorsque ledit programme est exécuté par ledit 20 routeur.
13. 13. Programme pour une passerelle dans un plan d'infrastructure d'un réseau de communication, comprenant des instructions de code de programme destinées à commander l'exécution des étapes du procédé de contrôle selon la revendication 11, lorsque ledit programme 25 est exécuté par ladite passerelle.
14. 14. Support d'enregistrement lisible par un routeur sur lequel est enregistré le programme selon la revendication 12. 30
15. 15. Support d'enregistrement lisible par une passerelle sur lequel est enregistré le programme selon la revendication 13.