Método de distribución de información de enrutado para conexiones redundantes.

Se aplica en redes jerarquizadas de protocolo de Internet (IP) versión IPv6 que comprenden una pluralidad de diferentes sistemas autónomos

(AS) que utilizan un protocolo de enrutado de pasarela fronteriza (BGP-4) para su comunicación, el cual no permite establecer sesiones de enrutado automáticamente, lo que impide crear servicios multiproveedor. El método de la invención permite la creación de servicios multiproveedor en las redes anteriormente comentadas mediante el uso del protocolo BGP-4 establecido por las normas y tecnologías actuales. De esta forma se puede aumentar la oferta de servicios por parte de los proveedores.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/ES2009/070586.

Solicitante: TELEFONICA, S.A..

Nacionalidad solicitante: España.

Inventor/es: ARANDA GUTIÉRREZ,Pedro Andrés.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • H04L12/56

PDF original: ES-2540960_T3.pdf

 

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Método de distribución de información de enrutado para conexiones redundantes.

Fragmento de la descripción:

Método de distribución de información de enrutado para conexiones redundantes

Objeto de la invención

El objeto del método de la invención es la provisión de conexiones multiproveedor en redes jerarquizadas que usan la versión IPv6 del protocolo de Internet (IP) .

Antecedentes de la invención

Las redes de conmutación de paquetes identifican sus nodos a través de una dirección de nodo. Los nodos de conmutación transfieren los paquetes de datos desde una fuente a unos destinos identificados por sus respectivas 15 direcciones de nodo. Para ello, usan la información de enrutado que puede ser tanto calculada centralmente para toda la red, como calculada de forma independiente y distribuida por cada uno de los nodos en la red de conmutación de paquetes. El enrutado distribuido se usa por ejemplo en redes IP. Para converger en una configuración de red estable, los nodos intercambian su visión de la red con sus vecinos mediante los protocolos de enrutado. Esta visión incluye información sobre la topología (es decir, enlaces entre nodo) y los nodos servidos por un enrutador (es decir, el espacio de direcciones o conjunto de direcciones adyacentes que funcionan mediante un enrutador) .

La red de Internet es una red extremadamente compleja, que interconecta territorios conocidos tales como sistemas autónomos (AS) . Un AS se define como un conjunto de nodos configurados con patrones de funcionamiento 25 comunes y coherentes con relación a un conjunto de redes. Los protocolos de enrutado en la redes IP, pueden clasificarse por su alcance. Los protocolos de enrutado interiores, tales como el protocolo de información de enrutado (RIP) , el protocolo de primero el trayecto más corto abierto (OSPF) etc. se usan dentro del alcance de un AS. Los protocolos de enrutado exteriores se usan para intercambiar información entre los diferentes AS. Actualmente, el único protocolo de enrutado exterior conocido es el protocolo de pasarela fronteriza (BGP4, del inglés Border Gateway Protocol) . Para proporcionar redundancia, la mayoría de los AS y la Internet actual se conectan a otros dos o más AS. Esta práctica es conocida como multiproveedor en el nivel AS.

Dado el gran éxito comercial que ha tenido Internet, ello ha conducido a que se agoten las direcciones de la versión IPv4. Para superar este problema y preservar el principio punto a punto establecido en Internet, se está introduciendo y usando en la red una nueva versión del protocolo IP, que se conoce como la versión IPv6. Esta nueva versión aumenta el espacio de direcciones disponible mediante el aumento de la longitud del campo de direcciones IP de 32 a 128 bits. El protocolo BGP4 se usa en las redes IPv4 y se ha extendido para tratar con la versión de protocolo IPv6.

El espacio de direccionamiento de la Internet IPv4 actual no está estructurado lo que conduce a una serie de efectos adversos, como el crecimiento excesivo del número de rutas en los enrutadores del núcleo de Internet. Por ello el IPv6 propone una delegación jerárquica del espacio de direccionamiento, en el que los AS de IPv6 enrutan el tráfico siguiendo una regla simple: enviar el tráfico al espacio de direcciones que se delegó a los AS de abajo, nivel jerárquico inferior, o al proveedor AS de arriba, nivel jerárquico superior, del que se recibió el espacio de direcciones.

Las especificaciones IPv6 no proporcionan la posibilidad de algún otro tipo de enrutado, lo que significa que en el nivel del AS, la Internet IPv6 consiste en una serie de árboles de enrutado conectados a una malla completa de dominios de alto nivel. A los proveedores AS de arriba se les asigna un espacio de direcciones suficientemente amplio, que se usa parcialmente por ellos y parcialmente por sus clientes AS (situados en un nivel jerárquico inferior) a los que se delega el espacio de direcciones mediante agregación, una vez tienen sus propios clientes. Todos los 50 AS pasan una entrada con su espacio de direcciones agregado asignado a sus proveedores AS de arriba e informan a sus clientes AS de que ellos son la ruta por defecto de Internet. Así las tablas de enrutado se mantienen pequeñas por agregación, tal y como se representa en la figura 1.

Para evitar estos inconvenientes el grupo de trabajo de ingeniería de Internet (IETF) ha producido una arquitectura 55 detallada para conectar los sitios con IPv6 a más de un proveedor AS, y no se ha abordado el nivel multiproveedor AS.

Ello significa que el nivel del multiproveedor AS para IPv6 tal y como se propone por el IETF, solo se prevé en el nivel de cliente final, ya sea este último un nodo (es decir, un enrutador ADSL) o un sitio (es decir, una red de nodos 60 con un punto de conexión único) , determinando los siguientes inconvenientes:

1. Dejar toda la responsabilidad técnica del multiproveedor al usuario final del AS. En el caso de una organización más grande, la tarea se lleva a cabo por el centro de operaciones de red o por el departamento de TI a expensas de un equipo mayor y altamente cualificado.

2. Usar soluciones tecnológicamente avanzadas, que no son cómodas para el usuario y no son viables para servicios al por menor: un proveedor de servicios multiproveedor con clientes finales tendría que manejar una gran cantidad de dispositivos de cliente final con múltiples direcciones, y no puede seguir aguardando a que los clientes finales comprendan las implicaciones de tener múltiples direcciones IP asignadas a sus dispositivos.

3. Poner en peligro una parte significativa del negocio de los proveedores de servicios de IP al por mayor (como TIWS (servicios completos internacionales de telefónica) , representando que cualquier pérdida de un AS frente a un proveedor competidor se habrá perdido virtualmente para siempre, dado que la conmutación entre proveedores significa una pérdida de conectividad y periodos de transición más largos.

El multiproveedor en el nivel AS y la Internet IPv6 es técnicamente posible, pero no ha sido provisto aún por las normas porque puede ser una fuente de problemas graves, y rompería el principio de delegación de direcciones como se ha descrito.

Véase, por ejemplo, el documento de KIIL Y COL.: "Novel scheme for efficient and scalable multihoming support in IPv6", THE 8TH INTERNATIONAL CONFERENCE ON COMMUNICATION SYSTEMS, 2002, vol. 2, 25 de noviembre de 2002 (25 11 2002) , 28 de noviembre de 2002 (28 11 2002) , páginas 656 660, PISCATAWAY, NJ, EE. UU., que divulga una arquitectura escalonable de multidireccionamiento de red.

Además surgiría una fuente potencial de crecimiento incontrolado de las tablas de enrutado de la red medular de la Internet IPv6 si los AS que dependen de otro AS tuvieran permitido propagar su información de enrutado a un AS de abajo. El tamaño de la tabla de enrutado es un factor clave tanto para el coste como para el rendimiento de un enrutador. Con un espacio de direcciones de 128 bits en lugar de 32 bits, el tamaño de la tabla de enrutado podría reducir la cantidad de memoria física que puedan manejar los procesadores de los enrutadores. El manejo de las estructuras de datos del tamaño necesario para superar esta situación podría ser inviable debido al tiempo de respuesta de los algoritmos necesario para recorrer las tablas de enrutado.

Otra solución al problema descrito consiste en la implementación del BGP basándose en un marcado y en un filtrado que dependen de las comunidades BGP que son atributos de BGP4 opcionales. Las comunidades tienen un significado local para un AS específico y se usan para marcar anuncios procedentes del BGP4. Este marcado se usa entonces a través de unos filtros que determinan si un anuncio avanza o no hacia el proceso de enrutado. Esta propuesta de implementación no permite que el multiproveedor... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Método de distribución de información de enrutado para conexiones redundantes, aplicable en redes jerarquizadas de protocolo de Internet (versión IP IPv6) que comprende una pluralidad de diferentes sistemas 5 autónomos (AS) que funcionan como proveedores y que están constituidos por un conjunto de nodos configurados con patrones de funcionamiento comunes y coherentes con relación a un conjunto de redes, usándose en la comunicación entre cada AS un protocolo de enrutado de pasarela fronteriza, BGP4, mediante el que la información de enrutado se calcula de manera distribuida por cada uno de los nodos de la red mediante una primera instancia de protocolo de enrutado BGP4 para establecer sesiones de intercambio de información, caracterizado por que comprende las siguientes fases:

introducir información en enrutadores de un primer AS (1) y de un segundo AS (2) en el que previamente no se había establecido conexión alguna entre el primer AS (1) y el segundo AS (2) y en el que el segundo AS (2) está situado en un nivel jerárquico superior que el primer AS (1) , correspondiendo el nivel jerárquico superior al 15 nivel jerárquico de un tercer AS (3) que es el proveedor principal del primer AS (1) , teniendo a su vez el segundo AS (2) y el tercer AS (3) un cuarto proveedor AS (4) común a ambos perteneciente a un nivel jerárquico superior al primer nivel jerárquico del segundo AS (2) y el tercer AS (3) para establecer comunicación entre el primer AS

(1) y el segundo AS (2) ; generar en el primer AS (1) una petición de servicio multiproveedor al segundo AS (2) ;

generar en el segundo AS (2) una petición al cuarto AS (4) , determinando este último si se autoriza la sesión de intercambio de información; el cuarto AS (4) genera dos sesiones BGP4 de emparejamiento nuevas e independientes al recibir una autorización de intercambio de información ; siendo la primera sesión una sesión establecida entre el cuarto AS (4) y el segundo AS (2) , y siendo la segunda sesión BGP4 una sesión establecida entre el segundo AS (2) y el primer AS (1) ; el primer AS (1) , el segundo AS (2) y el cuarto AS (4) establecen una sesión BGP4 adicional e independiente para enviar la nueva información multiproveedor solicitada, generar una tabla de enrutado adicional e independiente (8) en el primer AS (1) , el segundo AS (2) y el cuarto AS (4) con una prioridad más baja respecto a la tabla de enrutado principal (7) provista convencionalmente en el protocolo de enrutado BGP4, al recibir una información de enrutado, acceder a la tabla principal (7) para establecer la dirección de enrutado a seguir, acceder a la tabla de enrutado adicional (8) cuando se detecta que la dirección de enrutado recibida no se corresponde con el enrutado establecido en dicha tabla principal (7) , usar la dirección de enrutado establecida en la tabla adicional (8) en el caso de acceder a dicha tabla adicional (8) ; y enviar la dirección de enrutado establecida a seguir, obtenida de una tabla seleccionada entre la primera tabla (7) y la segunda tabla (8) , dependiendo de las fases anteriores.

2. Método de distribución de información de enrutado para conexiones redundantes según la reivindicación 1, caracterizado por que la tabla principal (7) y la tabla adicional (8) están determinadas por bases de información de enrutado (RIB) paralelas de distinta prioridad, y la dirección de enrutado establecida se está enviando mediante una base de información de reenvío (10) (FIB) que favorece la información de enrutado que procede de la tabla principal

(7) respecto de la de la tabla adicional (8) . 45

3. Método de distribución de información de enrutado para conexiones redundantes según la reivindicación 1, caracterizado por que comprende:

generar en el primer AS (1) una petición de servicio multiproveedor a un tercer AS (3) ;

generar en el tercer AS (3) una petición al cuarto AS (4) para que autorice sesiones de intercambio de información; el cuarto AS (4) genera dos sesiones BGP4 de emparejamiento nuevas e independientes al recibir una autorización de intercambio de información; siendo la primera sesión BGP4 una sesión establecida entre el cuarto AS (4) y el tercer AS (3) , y 55 siendo la segunda sesión BGP4 una sesión establecida entre el tercer AS (3) y el primer AS (1) ; el primer AS (1) , el tercer AS (3) y el cuarto AS (4) establecen una sesión BGP4 adicional e independiente para enviar la nueva información multiproveedor solicitada; generar una tabla de enrutado independiente adicional en el primer AS (1) , el tercer AS (3) y el cuarto AS (4) con una prioridad más baja respecto a la tabla de enrutado principal provista convencionalmente en el protocolo 60 de enrutado BGP4; al recibir una información de enrutado, acceder a la tabla principal para establecer la dirección de enrutado a seguir; acceder a la tabla de enrutado adicional cuando se detecta que la dirección de enrutado recibida no se corresponde con el enrutado establecido en dicha tabla principal;

autorizar la dirección de enrutado establecida en la tabla adicional en el caso de acceder a dicha tabla adicional; enviar la dirección de enrutado establecida a seguir, obtenida en una tabla seleccionada entre la primera tabla y la segunda tabla, dependiendo de las fases anteriores.