Un aparato para mejorar el rendimiento de las comunicaciones por paquetes sobre un camino de comunicación por paquetes (18),

que comprende una entrada (11) para recibir los campos de cabeceras de paquetes para ser comunicados sobre el camino de comunicación del paquete, dicho aparato caracterizado por:

un procesador del campo (26) acoplado a dicha entrada para violar la integridad de uno de dichos campos de la cabecera para producir un campo de la cabecera violada (25) seleccionando, en base a una comparación umbral, entre un valor de dicho campo de la cabecera y un valor previo de un campo de la cabecera recibido previamente o entre un valor de dicho campo de la cabecera recibida y un valor de cero, y

una salida (14) acoplada a dicho procesador del campo (26) para poner a la salida dicho campo de la cabecera violada con el valor seleccionado para el camino de comunicación del paquete

Manipulación de campos de cabecera para el rendimiento mejorado de comunicaciones por paquetes.

Campo de la invención

La invención se refiere generalmente a las comunicaciones por paquetes y, más concretamente, a la manipulación de los campos de cabecera para el rendimiento mejorado de comunicaciones por paquetes.

Antecedentes de la invención

Debido al tremendo éxito de Internet, ha llegado a ser una tarea deseable pero desafiante hacer uso del Protocolo de Internet, o IP (Ver Jon Postel, Protocolo de Internet, DARPA RFC 791, septiembre de 1981, incorporado aquí dentro por referencia; y Steven Deering and Robert Hinden, Protocolo de Internet, Especificación de la Versión 6 (IPv6), IETF RFC 2460, Grupo de Trabajo de la Próxima Generación IP del IETF, diciembre de 1998, incorporado aquí dentro por referencia), sobre muchos tipos distintos de enlaces de comunicación por paquetes. El Protocolo de Internet se usa normalmente junto con un protocolo de transporte tal como el Protocolo de Control de Transporte, o TCP (Ver Jon Postel, Protocolo de Control de Transmisión, DARPA RFC 761, enero de 1980, incorporado aquí dentro por referencia), el Protocolo de Datagrama de Usuario, o UDP (Ver Jon Postel, Protocolo de Datagrama de Usuario, DARPA RFC 768, agosto de 1980, incorporado aquí dentro por referencia), o el protocolo de nivel de aplicación denominado Protocolo de Transporte en Tiempo Real, o RTP (Ver Henning Schulzrinne, Stephen L. Casner, Ron Frederick y Van Jacobson, RTP: Un Protocolo de Transporte para Aplicaciones en Tiempo Real, IETF RFC 1889, Grupo de Trabajo de Transporte de Audio/Vídeo del IETF, enero de 1996, incorporado aquí dentro por referencia).

Todos los protocolos anteriormente mencionados utilizan cabeceras de protocolo que se insertan dentro de cada datagrama (paquete). Una cabecera de protocolo dada incluye varios campos que sirven todos algún propósito importante, y cuya información por lo tanto debe ser entregada correctamente a su destino último.

Para reducir el sobredimensionamiento de la cabecera sobre enlaces punto a punto de banda estrecha, por ejemplo, los enlaces radio, se utilizan a menudo técnicas convencionales de compresión de la cabecera. Los esquemas de compresión de la cabecera comprimen la cantidad de información transmitida en las cabeceras de protocolo, reduciendo por ello la cantidad de ancho de banda requerido cuando se usan enlaces de banda estrecha. Las cabeceras comprimidas se reconstruyen completamente por un descompresor de cabecera en el extremo receptor del enlace, de manera que el proceso de compresión/descompresión de la cabecera no afecta a la integridad de los campos de la cabecera. Tal proceso se describe, por ejemplo, en Carr, Patente U.S. Nº 5.293.379 que describe un método y sistema para la compresión de la información de las cabeceras de paquetes usando un diccionario de cabecera del paquete. La referencia Carr realiza la compresión/descompresión de la cabecera de paquete de una forma que preserva la integridad de la cabecera del paquete.

También es convencional recalcular y/o modificar algunos campos de la cabecera en cada encaminador o router. Tal recalculo/modificación es una parte de la funcionalidad diseñada a propósito de esos campos de las cabeceras.

El documento de Stephen J. Perkins y otros se titula "Eliminación de la Dependencia para la Compresión de Cabeceras de Protocolo de Transporte sobre Canales Ruidosos" y se publica como XP-000742093. El documento describe las modificaciones al algoritmo de compresión de cabeceras TCP van Jacobson para permitirlo tolerar mejor los errores. Un compresor tolerante al ruido se puede lograr eliminando muchas de las dependencias que se transmiten implícitamente en el enlace.

La presente invención admite que algunos campos de la cabecera son innecesariamente problemáticos para las operaciones de compresión/descompresión de la cabecera. Algunos ejemplos de tales campos y por qué son innecesariamente problemáticos se dan más abajo. El campo de Identificación (ID) del Protocolo de Internet Versión 4 (IPv4) se usa convencionalmente para identificar distintas partes de los paquetes que se han dividido en varios fragmentos. No obstante, la especificación IPv4 solamente requiere que el ordenador principal remitente debe dar al campo ID un valor que es "único para que la pareja fuente-destino y el protocolo para el tiempo que el datagrama estará activo en el sistema de Internet". Se puede cumplir con este requerimiento de varias formas bien conocidas, pero la presente invención admite que, para los propósitos de compresión de la cabecera, es preferible asignar los valores del campo ID de las cabeceras de una secuencia de paquetes dada de una manera que aumenta secuencialmente (denominada de aquí en adelante como asignación de "corriente secuencial"). Otros esquemas de asignación bien conocidos incluyen la asignación de los valores del campo ID aleatoriamente, o la asignación de valores que aumentan secuencialmente para el campo ID, pero que usan un contador común para todas las secuencias de paquetes salientes desde cualquier ordenador principal dado (denominado de aquí en adelante como asignación de "ordenador principal secuencial"). La invención admite que los esquemas de asignación aleatoria y de ordenador principal secuencial son problemáticos para las operaciones de compresión de las cabeceras.

Otro campo de la cabecera IP que es problemático para los esquemas de compresión/descompresión de la cabecera es el campo tiempo de vida/límite de salto (TTL/HL). El valor de este campo se reduce por uno para cada salto en el camino tomado por un paquete particular. Si los paquetes correspondientes a la misma secuencia de paquetes alternan entre distintos caminos entre la fuente y el destino, el valor del campo TTL/HL alternará entre un número típicamente pequeño de distintos valores que no difieren mucho uno de otro. Convencionalmente, el valor del campo TTL/HL se debe comunicar desde el compresor de la cabecera a través del enlace al descompresor de la cabecera cada vez que cambia el valor del campo TTL/HL. Esto limita de manera desventajosa el rendimiento deseado del esquema de compresión de la cabecera, y correspondientemente aumenta el ancho de banda requerido.

Los problemas descritos anteriormente se resuelven por un aparato para mejorar el rendimiento de las comunicaciones por paquetes de acuerdo con la reivindicación 1, y un método de mejorar el rendimiento de acuerdo con la reivindicación 11. Las realizaciones ventajosas se describen en las reivindicaciones dependientes.

La presente invención admite que es deseable en vista de lo anterior proporcionar el rendimiento mejorado de la compresión de la cabecera con respecto a los campos de la cabecera, por ejemplo aquéllos descritos anteriormente, que son problemáticos para el rendimiento de los esquemas de compresión de la cabecera.

La presente invención proporciona el rendimiento mejorado de compresión de la cabecera con respecto a los campos problemáticos de la cabecera que violan a propósito la integridad de tales campos de la cabecera de una manera que es transparente al esquema de compresión de la cabecera y que no perturba la funcionalidad del campo de la cabecera. Esta violación decidida de la integridad del campo de la cabecera también puede ser aplicada ventajosamente a los caminos de comunicación por paquetes que no usan la compresión de la cabecera.

Breve descripción de los dibujos

La Figura 1 ilustra esquemáticamente una parte ejemplar de un sistema de comunicación por paquetes conmutados de acuerdo con la invención.

La Figura 2 ilustra esquemáticamente una realización ejemplar del nodo de violación de la Figura 1.

La Figura 3 ilustra esquemáticamente una realización ejemplar de un procesador del campo de la Figura 2.

La Figura 4 ilustra esquemáticamente una realización ejemplar del filtro del campo TTL/HL de la Figura 3.

La Figura 5 ilustra las operaciones ejemplares que se pueden realizar por la realización del procesador del campo de la Figura 4.

La Figura 6 ilustra esquemáticamente otra realización ejemplar de un procesador del campo de la Figura 2.

La Figura 7 ilustra esquemáticamente una realización ejemplar de la lógica de decisión de la Figura 6.

La Figura 7A ilustra esquemáticamente una alternativa ejemplar a la realización de la Figura 7.

La Figura 8 ilustra las operaciones ejemplares que se pueden realizar por la realización del procesador...

1. Un aparato para mejorar el rendimiento de las comunicaciones por paquetes sobre un camino de comunicación por paquetes (18), que comprende una entrada (11) para recibir los campos de cabeceras de paquetes para ser comunicados sobre el camino de comunicación del paquete, dicho aparato caracterizado por:

un procesador del campo (26) acoplado a dicha entrada para violar la integridad de uno de dichos campos de la cabecera para producir un campo de la cabecera violada (25) seleccionando, en base a una comparación umbral, entre un valor de dicho campo de la cabecera y un valor previo de un campo de la cabecera recibido previamente o entre un valor de dicho campo de la cabecera recibida y un valor de cero, y

una salida (14) acoplada a dicho procesador del campo (26) para poner a la salida dicho campo de la cabecera violada con el valor seleccionado para el camino de comunicación del paquete.

2. El aparato de la reivindicación 1, en donde dicho procesador del campo viola la integridad de dicha campo de la cabecera en respuesta a una característica de rendimiento del camino de comunicación del paquete.

3. El aparato de la reivindicación 2, en donde dicha característica de rendimiento incluye una tasa de error de bit del camino de comunicación del paquete.

4. El aparato de la reivindicación 1, en donde dicho procesador del campo viola la integridad de dicho campo de la cabecera en respuesta a una característica de una carga útil del paquete asociada con dicho campo de la cabecera.

5. El aparato de la reivindicación 4, en donde dicha característica incluye una sensibilidad de error de bit de la carga útil del paquete.

6. El aparato de la reivindicación 4, en donde dicho procesador del campo viola la integridad de dicho campo de la cabecera en respuesta a una característica de rendimiento del camino de comunicación del paquete.

7. El aparato de la reivindicación 6, en donde dicha característica de rendimiento incluye una tasa de error de bit del camino de comunicación del paquete.

8. El aparato de la reivindicación 7, en donde dicha característica de la carga útil del paquete incluye una sensibilidad de error de bit de la carga útil del paquete.

9. El aparato de la reivindicación 8, en donde dicho campo de la cabecera es un campo de suma de verificación.

10. El aparato de la reivindicación 1, en donde dicho camino de comunicación del paquete incluye un enlace radio.

11. Un método de mejorar el rendimiento de las comunicaciones por paquetes sobre un camino de comunicación por paquetes (18), que comprende recibir los campos de la cabecera de los paquetes que van a ser comunicados sobre los caminos de comunicación de los paquetes, dicho método caracterizado por:

violar la integridad de uno de los campos de la cabecera para producir un campo violado de la cabecera (25) seleccionando, en base a una comparación umbral, entre un valor de dicho campo de la cabecera y un valor previo de un campo de la cabecera previamente recibido o entre un valor de dicho campo de la cabera recibido y un valor de cero; y

poner a la salida el campo violado de la cabecera con el valor seleccionado para el camino de comunicación del paquete.

12. El método de la reivindicación 11, en donde dicho paso de violación incluye violar la integridad de dicho campo de la cabecera en respuesta a una característica de rendimiento del camino de comunicación del paquete.

13. El método de la reivindicación 12, en donde dicha característica de rendimiento incluye una tasa de error de bit del camino de comunicación del paquete.

14. El método de la reivindicación 11, en donde dicho paso de violación incluye violar la integridad de dicho campo de la cabecera en respuesta a una característica de una carga útil del paquete asociada con dicho campo de la cabecera.

15. El método de la reivindicación 13, en donde dicha característica incluye una sensibilidad de error de bit de la carga útil del paquete.