Un método para transferidor un nodo de red móvil, MN, desde una interfaz de red a otra interfaz de red,

NIC, estando dichas interfaces de red conectadas a la misma red de Nivel 2, L2:

- Detectar las Tarjetas de Interfaz de Red, NICs, del MN que están conectadas a la misma red de L2 mediante un dispositivo externo o mediante el propio MN;

- Tomar la decisión de transferencia para transferir flujos de datos del nodo de red móvil desde una interfaz a otra;

- Realizar las operaciones necesarias para actualizar la información de L2 acerca del nodo de red móvil con relación a las entidades de red conectadas a la misma red L2 para realizar la trasferencia continua, sin cambiar la dirección en el Nivel 3, L3 o niveles más elevados;

- en el que el MN genera y envía unidades de datos de protocolo de señalización de L2, PDUs, para actualizar las tablas de mapeo de L3L2 y para crear una nueva trayectoria de L2 para las PDUs de L2 destinadas al MN; caracterizado por:

- en el que el nodo de red móvil envía un mensaje de Solicitud de DHCP extendido para informar a un servidor de DHCP acerca de la dirección de MAC de las NICs disponibles, el servidor de DHCP actualiza entonces la lista de direcciones de L2 del MN en su base de datos y responde con un mensaje de Conocimiento de DHCP al MN como en el caso de recordatorio de la dirección de IP de MN después del tiempo de espera; cuando otra NIC del MN se conecta a la misma red L2, el MN empieza a establecer un acuerdo con el servidor de DHCP, en el mensaje de Descubrimiento de DHCP la dirección de L2 del NIC para el cual una nueva dirección IP se debería configurar esta contenida, el servidor de DHCP busca en su base de datos la dirección de L2 contenida en el mensaje de señalización, si la búsqueda tiene éxito, una dirección IP ya ha sido proporcionada para este MN, el servidor de DHCP entonces envía al MN el mensaje de Respuesta de DHCP con un nuevo indicador con el que el servidor de DHCP informa al MN de que una nueva NIC del MN está conectada a la misma red de L2 a la que las otras interfaces de MN también está conectada, utilizando esta información el MN detecta que permanece en el misma red de L2 de manera que la transferencia entre las diferentes NICs del MN se puede realizar

Un nuevo mecanismo de transferencia de capa-2 basada en el flujo para nodo de red móvil con interfaces de red múltiples.

Campo de la invención

La invención se refiere a un método para transferir un nodo de red móvil (MN) desde una interfaz de red a otra interfaz de red (NIC) que está conectada al mismo Nivel 2 (L2).

Antecedentes de la invención

En las redes de acceso futuras un nodo de red móvil puede transmitir/recibir datos a través de un cierto número de PoANs (Punto de Unión a la red) en base a diferentes tecnologías de acceso. La red de agregación de acceso que conecta los PoANs utiliza dispositivos L2 (Capa 2 del modelo de Capas de Red) y L1 (capa 1) (conmutadores y repetidores). Los PoANs conectados a tales redes funcionan como conmutadores L2 sin utilizar los mecanismos de encaminamiento L3 (Capa 3).

La importancia de la conectividad invasiva para la red ha aumentado en los últimos años y continuará incrementándose en el futuro. Los nodos móviles con múltiples interfaces de red son capaces de acceder a la red como muchas ventajas. Entonces diferentes interfaces de red pueden ser utilizadas por un nodo de red móvil para la transmisión de datos dependiendo de la tecnología de acceso del PoAN actualmente disponible para el usuario. Los procesos de transferencia en los que el nodo de red móvil se transfiere entre dos interfaces de red de diferentes tecnologías serán por tanto una cuestión importante en las redes futuras.

Los mecanismos existentes que soportan las transferencias entre las diferentes tecnologías de acceso que utilizan dos o más interfaces de red utilizan métodos de Capa de L3 o mayor para transferir los flujos de tráfico entre dos interfaces. Esto es debido a que cada interfaz de red del nodo de red móvil conectada a la misma red de L2 debe tener su propia dirección IP (Protocolo de Internet). Tanto la configuración IP como los protocolos de movilidad similares a la IP móvil (MIP) o protocolo de Iniciación de Sesión (SIP) no considerar el hecho de que diferentes PoANs utilizados por el nodo de red móvil pueden ser integrados en la misma red L2 de agregación de acceso convergido y puede ser utilizada una dirección IP por todas las interfaces de red del nodo de red móvil de una manera no simultánea. Las características únicas de la transmisión de datos sobre L2 dentro de la red L2 de agregación de acceso convergido y sobre los enlaces sin cable no se tienen en consideración por estos mecanismos. La dirección IP del nodo de red móvil es por tanto cambiada durante la transferencia entre dos interfaces y los protocolos de movilidad por encima de L2 deben ser aplicados para mantener las sesiones establecidas. Esto causa un retraso de transferencia adicional y una carga potencial en la red. Por ejemplo, al menos un tiempo de ida y vuelta entre el nodo de red móvil y su correspondiente nodo es requerido para restablecer una sesión utilizando SIP o Protocolo de Identidad de Ordenador principal (Host) o Protocolo de transmisión de Control en Corriente y una cabecera adicional de al memos se causa un encabezamiento de IP por la encapsulamiento de IP dentro de IP utilizada por la MIP. Estos factores degradan el rendimiento del tráfico que puede por tanto sea inaceptable para servicios de multimedia de tiempo crítico tales similares a IPTV (Televisión de IP) o vídeo telefonía.

Sumario de la invención

La invención está destinada a evitar los mecanismos complicados de transferencia sobre la L3 o capas superiores que pueden ser aplicados si la dirección IP del nodo de red móvil cambia.

La invención propone un mecanismo para aprovechar las características únicas de la transmisión de datos sobre L2 que hace posible transmisiones continuas utilizando dos o más interfaces del nodo de red móvil. Están desarrolladas diferentes operaciones para los flujos de datos salientes y entrantes. El flujo basado en transferencia L2 puede por tanto ser aplicado sobre ambas al mismo tiempo. Un nuevo método que actualiza nodos móviles con relación a la información en otros elementos de red necesarios para transmitir datos al nodo de red móvil se ha introducido para eliminar el retraso de transferencia y la posible cabecera en la red de acceso. La solución propuesta se puede aplicar para transferencia continua de nodos móviles utilizando dos o más NICs (Tarjeta de Interfaz de Red) entre PoANs conectados a una red de acceso de L2.

De acuerdo con un aspecto de la presente invención, se proporciona un método para transferir un nodo de red móvil y un nodo de red móvil como se ha especificado respectivamente en la reivindicación 1 y la reivindicación 12.

El esquema se basa en los siguientes métodos:

1. Método para detectar NICs del nodo de red móvil (MN) que están conectados a la misma red L2.

2. Método para informar a un elemento de red acerca de nuevos MNs conectados a la red mediante nuevas funciones que pueden estar integradas en PoANs o en el MN. La información acerca del MN comprende la dirección L2 de una NIC utilizada para conectarse al PoAN y puede incluir información adicional dependiendo de la interfaz de comunicación desplegada por el PoAN. La información acerca del MN puede ser utilizada por un elemento de red para cualquier otro fin como la movilidad o localización de una NIC particular en la red.

3. El método para generar y enviar PDUs de señalización de L2 gratuitos para actualizar las tablas de mapeo de L3rightarrowL2 y para crear una nueva trayectoria L2 para PDUs de L2 destinados al MN.

Un proceso de transferencia dentro de la red de L2 de agregación de acceso convergida considerada puede estar separado en las tras etapas siguientes:

1. Detectar NICs de un MN que están conectadas a la misma red L2. Esto se requiere para ser capaz de aplicar la solución propuesta.

2. Tomar la decisión de transferencia para transferir flujos de datos del nodo de red móvil desde una interfaz a otra. Cualesquiera políticas de transferencia se pueden aplicar para las decisiones de transferencia, el mecanismo propuesto para la ejecución de transferencia de L2 utilizando múltiples interfaces de red del nodo de red móvil es independiente de ellas.

3. Realizar las operaciones necesarias para actualizar información L2 acerca del nodo de red móvil en la red con relación a las entidades conectadas a la misma red L2 para realizar transferencia continua.

El MN debe detectar si su NICs está conectada a la misma red L2 para saber si la dirección IP configurada puede ser utilizada para la comunicación de datos de IP a través de otra NIC. Para ser compatible con las soluciones de movilidad de L3 existentes, el MN debe ser capaz de configurar una nueva dirección IP si fuera necesario. Si las NICs del MN están conectadas a la misma red L2. Las políticas de transferencia deben ser aplicadas para tomar la decisión de transferencia e iniciar el proceso de trasferencia de L2 si fuera necesario. Un ejemplo de políticas de transferencia puede ser: utilizar NIC (Ethernet) basada en 802.3 si está disponible, si no es asó, NIC (WiFi) basada en 802.11. Después de la decisión de transferencia, las operaciones de transferencia propuestas se deben realizar para reencaminar los paquetes de datos de IP salientes a través de una nueva NIC. Los paquetes de IP destinados al MN debe ser también enviados al MN utilizando la nueva NIC a través del PoAN al que la nueva NIC está conectada.

Breve descripción de los dibujos

La Fig. 1 muestra un escenario típico en el que dos NICs del MN están conectadas a la misma red L2.

La Figura 2 muestra la información necesaria en las entidades de red para transmitir los paquetes de IP a y desde el nodo de red móvil utilizando una de sus NICs.

La Fig. 3 muestra una vista general estructural de un módulo de ejecución de transferencia.

La Fig. 4 muestra información almacenada en las entidades de red después de la transferencia de L2.

Descripción detallada de las realizaciones preferidas

Un escenario de red típico en el que en el que las NICs del MN están conectadas a la misma red L2 y en el que los mecanismos de transferencia de L2 se pueden por tanto aplicar, está presentada en al Figura 1.

El MN tiene múltiples interfaces de red. En el ejemplo de la Figura 1 el MN tiene dos NICs: la NIC 1 y la NIC2 con el correspondiente MAC1 (Control de Acceso de Medio) y las direcciones de L2 de MAC2 asignadas a cada NIC para identificaras de manera inequívoca en la red. En la siguiente descripción,...

1. Un método para transferidor un nodo de red móvil, MN, desde una interfaz de red a otra interfaz de red, NIC, estando dichas interfaces de red conectadas a la misma red de Nivel 2, L2:

- Detectar las Tarjetas de Interfaz de Red, NICs, del MN que están conectadas a la misma red de L2 mediante un dispositivo externo o mediante el propio MN;

- Tomar la decisión de transferencia para transferir flujos de datos del nodo de red móvil desde una interfaz a otra;

- Realizar las operaciones necesarias para actualizar la información de L2 acerca del nodo de red móvil con relación a las entidades de red conectadas a la misma red L2 para realizar la trasferencia continua, sin cambiar la dirección en el Nivel 3, L3 o niveles más elevados;

- en el que el MN genera y envía unidades de datos de protocolo de señalización de L2, PDUs, para actualizar las tablas de mapeo de L3rightarrowL2 y para crear una nueva trayectoria de L2 para las PDUs de L2 destinadas al MN; caracterizado por:

- en el que el nodo de red móvil envía un mensaje de Solicitud de DHCP extendido para informar a un servidor de DHCP acerca de la dirección de MAC de las NICs disponibles, el servidor de DHCP actualiza entonces la lista de direcciones de L2 del MN en su base de datos y responde con un mensaje de Conocimiento de DHCP al MN como en el caso de recordatorio de la dirección de IP de MN después del tiempo de espera; cuando otra NIC del MN se conecta a la misma red L2, el MN empieza a establecer un acuerdo con el servidor de DHCP, en el mensaje de Descubrimiento de DHCP la dirección de L2 del NIC para el cual una nueva dirección IP se debería configurar esta contenida, el servidor de DHCP busca en su base de datos la dirección de L2 contenida en el mensaje de señalización, si la búsqueda tiene éxito, una dirección IP ya ha sido proporcionada para este MN, el servidor de DHCP entonces envía al MN el mensaje de Respuesta de DHCP con un nuevo indicador con el que el servidor de DHCP informa al MN de que una nueva NIC del MN está conectada a la misma red de L2 a la que las otras interfaces de MN también está conectada, utilizando esta información el MN detecta que permanece en el misma red de L2 de manera que la transferencia entre las diferentes NICs del MN se puede realizar.

2. En método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la información de L2 acerca del MN comprende la dirección de L2 de una NIC utilizada para conectar a un PoAN e incluye información adicional dependiendo de la interfaz de comunicación desplegada por el Punto de Unión a la Red PoAN.

3. En método de acuerdo con la reivindicación 1 a 2, en el que las NICs son una o más del siguiente grupo: basadas en IEEE 802.2, basadas en Ethernet, IEEE 802.11, WiFi, IEE 802.16, WiMAX, IEEE 802,20, Bluetooth, GSM, UTMS, HSxPA, CDMA.

4. En método de acuerdo con la reivindicación 1 a 3, que comprende las siguientes etapas:

- Solicitar una primera asignación de la dirección IP desde un Gestor de Dirección IP, IPAM, para el MN cuando el MN entra en la red de L2 por primera vez;

- El MN informa al IPAM acerca de todas las NICs en el MN, que son almacenadas por el IPAM, y esta información se puede utilizar para detectar las interfaces de red del MN ya conectadas a la red de L2.

5. El método de acuerdo con la reivindicación 4, en el que el IPAM es un servidor de DHCP, el mensaje de Solicitud de DHCP está extendido para informar al servidor de DHCP acerca de las direcciones de MAC de las NICs disponibles, en el caso de que la lista de direcciones de L2 disponibles en el MN cambie, el MN genera un nuevo mensaje de Solicitud de DHCP con la lista de las NICs actualizada para el Servidor de DHCP, el servidor de DHCP entonces actualiza la lista de direcciones de L2 del MN en su base de datos y responde con un mensaje de Conocimiento de DHCP al MN como en el caso de recordatorio de la dirección IP del MN después del tiempo de espera; cuando otra NIC del MN se conecta a la misma red L2, el MN inicia el mismo acuerdo con el servidor de DHCP, en el mensaje de Descubrimiento de DHCP la dirección de L2 de la NIC para cada una de las nuevas direcciones IP debe ser configurada y contenida, el servidor de DHCP busca en su base de datos la dirección de L2 contenida en el mensaje de señalización, otra información acerca del MN contenido en el mensaje de Descubrimiento de DHCP puede adicionalmente ser utilizada para buscar en la base de datos del servidor de DHCP una MN particular, si la búsqueda tiene éxito, una dirección IP ya ha sido proporcionada para este MN, el servidor de DHCP entonces envía al MN el mensaje de Respuesta de DHCP con una nuevo indicador con el que el servidor DHCP informa al MN de que la nueva NIC del MN está conectada a la misma red de L2 en la que las otras interfaces del MN están también conectadas, la dirección de L2 de las NICs que ya han sido conectadas a la red de L2 pueden estar provistas en el mensaje así como la dirección IP del MN ya configurada, también, utilizando esta información el MN detecta que permanece en la misma red de L2 de manera que una transferencia de L2 entre las diferentes NICs del MN se puede realizar.

6. El método de acuerdo con la reivindicación 1 a 5, en el que el primer elemento de red de la red de L2 que se percata de una nueva conexión de un MN a la red de L2 es el PoAN que está conectado a la NIC del MN, en cada tecnología de acceso la dirección de L2 de la NIC utilizada para conectar con el PoAN es conocida por el PoAN para establecer una conexión de L2 entre la NIC del MN y el PoAN, de este modo el PoAN puede informar al IPAM acerca de la dirección de L2 de la nueva NIC de MN en la red de L2.

7. El método de acuerdo con la reivindicación 6, en el que la dirección de L2 del MN se puede utilizar como dirección de L2 de fuente para la PDU de L2 transmitida al IPAM de manera que una trayectoria de conmutación al correcto PoAN en donde la NIC del MN está conectada se puede establecer automáticamente.

8. El método de acuerdo con la reivindicación 1 a 7, en el que las políticas de transferencia contiene un algoritmo que será cargado y aplicado por un módulo de decisión de transferencia en el MN, y el módulo de decisión de transferencia posee la información mediante un módulo de control, para activar un módulo de ejecución de transferen- cia.

9. El método de acuerdo con la reivindicación 8, en el que una política de transferencia es una regla para utilizar las NICs de Ethernet si están conectadas a la red y las NICs de WiFi en otros casos y/o los valores umbrales para la relación de Señal y Ruido, SNS, o los regímenes de Error de Bit, BER, pueden también ser políticas para la transferencia entre los NICs.

10. El método de acuerdo con la reivindicación 1 a 9, en el que el MN reconfigura su tabla de encaminamiento de L3 después de una transferencia de manera que todas las PDUs de L2 adicionales serán enviadas a la red utilizando si otra NIC.

11. El método de acuerdo con la reivindicación 1 0, en el que el módulo de decisión de transferencia transfiere al módulo de ejecución de transferencia la lista de las direcciones de L2 utilizadas por el MN para la comunicación, el MN envía PDUs de señalización de L2 actualizando las tablas de mapeo de L3rightarrowL2 para estos nodos sin implicar a los mecanismos de envío de L3 y/o

la lista de direcciones de L2 proporcionada por el módulo de control del sistema se puede utilizar para enviar en unicast a los nodos apropiados en L3; y/o

la PDU de señalización de L2 también puede ser difundida en la red de L2 de agregación de acceso convergido.

12. Un nodo de red móvil MN, siendo dicho MN capaz de transferir desde una interfaz de red a otra interfaz de red la NIC estando dichas interfaces de red conectadas a la misma red de Nivel 2, L2:

- Medios para detectar las Tarjetas de Interfaz de Red, NICs, del MN que están conectadas a la misma red de L2 mediante un dispositivo externo o el propio MN;

- un módulo de decisión de transferencia para tomar la decisión de transferencia para transferir los flujos de datos del nodo de red móvil desde una interfaz a otra

- un módulo de ejecución de transferencia para realizar las operaciones necesarias para actualizar la información de L2 acerca del nodo de red móvil con relación a las entidades de red conectadas a la misma red de L2 para realizar la trasferencia continua, sin cambiar la dirección en el Nivel 3, L3 o niveles más elevados,

- comprende medios para generar y enviar unidades de datos de protocolo de señalización, PDUs, para actualizar las tablas de mapeo de L3rightarrowL2 y para crear una nueva trayectoria de L2 para las PDUs de L2 destinadas al MN; caracterizado por:

- comprende medios para generar un mensaje de solicitud de DHCP extendido, que es enviado para informar a un servidor DHCP acerca de las direcciones de MAC de las NICs disponibles, cuando otra NIC del MN se conecta a la misma red de L2, el MN adaptado para iniciar un acuerdo con el servidor de DHCP, en el mensaje de Descubrimiento de DHCP la dirección de L2 de la NIC para cada nueva dirección IP debe ser configurada está contenida, el servidor DHCP busca en su base de datos la dirección de L2 contenida en el mensaje de señalización, si la búsqueda tiene éxito, una dirección IP ya ha sido proporcionada para este MN, el MN es adaptado para recibir desde el servidor de DHCP un mensaje de Respuesta de DHCP con un nuevo indicador con el que el servidor DHCP informa al MN de que una nueva NIC está conectada a la misma red de L2 en la que otras interfaces del MN están también conectadas, utilizando esta información el MN detecta que permanece en la misma red de L2 de manera que una transferencia de L2 entre las NICs diferentes del MN se puede realizar.

13. El nodo de red móvil de acuerdo con la reivindicación 12, en el que la información de L2 acerca del MN comprende la dirección L2 de una NIC utilizada para conectarse a un Punto de Unión de la red, PoAN, e incluye información adicional dependiendo de la interfaz de comunicación desplegada por el PoAN.

14. El nodo de red móvil de acuerdo con la reivindicación 12 a 13, en el que las NICs son una o más del siguiente grupo, basada en IEEE 802.3, Ethernet, basada en IEEE 802.11, WiFi, IEEE 802.16, WiMAX, IEEE 802.20, Bluetooth, GSM, UTMS, HSxPA, CDMA.

15. El nodo de red móvil de acuerdo con la reivindicación 12 a 14 que comprende medios para

- solicitar una primera asignación de la dirección IP desde un Gestor de Dirección de IP, IPAM, al MN cuando el MN entra en la red L2 por primera vez;

- informar al IPAM acerca de todas las demás NICs en el MN, que están almacenadas por el IPAM, y esta información puede ser utilizada para detectar los MNs ya conectados a la red de L2.

16. El nodo de red móvil de acuerdo con la reivindicación 15, en el que el IPAM es un servidor de DHCP, y el mensaje de solicitud está extendido para informar al servidor DHCP acerca de las direcciones de MAC de las NICs disponibles, en caso de que la lista de direcciones de L2 disponible en el MN cambie, el MN genera un nuevo mensaje de Solicitud de DHCP con una lista actualizada de NICs instaladas al servidor DHCP, el servidor DHCP entonces actualiza su base de datos y responde con un mensaje de ACK de DHCP al MN como en el caso de recordatorio de la dirección IP del MN después de un tiempo de espera; cuando otra NIC del MN se conecta a la misma red de L2, el MN inicia el mismo acuerdo con el servidor de DHCP, en el mensaje de Descubrimiento de DHCP la dirección de L2 del NIC para la cual una nueva dirección IP debe ser configurara está contenida, el servidor de DHCP busca en su base de datos la dirección de L2 contenida en el mensaje de señalización, otra información acerca del MN contenido en el mensaje de Descubrimiento de CHCP puede adicionalmente ser utilizada para buscar en la base de datos del servidor de DHCP una MN particular, si la búsqueda tiene éxito, una dirección IP ya ha sido proporcionada para este MN, el servidor de DHCP entones envía al MN el mensaje de Respuesta de DHCP con un nuevo indicador con el que el servidor de DHCP informa al MN de que la nueva NIC del MN está conectada a la misma red de L2 en la que otras interfaces del MN también están conectadas, la dirección de L2 de las NICs que ya han sido conectadas a la red de L2 puede estar proporcionadas en el mensaje así como la dirección IP del MN ya configurada también, utilizando esta información el MN detecta que permanece en la misma red de L2 de manera que una transferencia de L2 entre las diferentes NICs del MN se puede realizar.

17. El nodo de red móvil de acuerdo con las reivindicaciones 12 a 16, en el que la dirección de L2 del MN se puede utilizar como dirección de L2 de fuente para la PDU de L'' transmitida al IPAM de manera que una trayectoria de conmutación al PoAN correcto en el que la NIC del MN está conectada se puede establecer automáticamente.

18. El nodo de red móvil de acuerdo con las reivindicaciones 12 a 17, en el que las políticas de transferencia contiene algoritmos que serán cargados y aplicados por un módulo de decisión de transferencia en el MN, y el módulo de decisión de transferencia consigue la información mediante el módulo de control, para activar un módulo de ejecución de transferencia.

19. El nodo de red móvil de acuerdo con la reivindicación 18, en el que una política de transferencia es una regla para utilizar NICs de Ethernet si están conectadas a la red y NICs WiFi en otros casos y/o

los valores umbrales para la Relación de Señal a Ruido, SNR, o Regímenes de Error de Bit. BER, puede también ser políticas para una transferencia entre dos NICs.

20. El nodo de red móvil de acuerdo con la reivindicación 12 a 19, que comprende medios para reconfigurar su tabla de encaminamiento de L3 después de una transferencia de manera que todas las PDUs de L2 adicionales serán enviadas a la red utilizando si otra NIC.

21. El nodo de red móvil de acuerdo con la reivindicación 20, en el que el módulo de decisión de transferencia transfiere al módulo de ejecución de transferencia la lista de las direcciones de L2 utilizadas por el MN para la comunicación, el MN entonces envía PDUs de señalización de L2 que actualizan las tablas de mapeo de L3rightarrowL2 para estos nodos sin implicar a los mecanismos de envío de L3 y/o

la lista de direcciones de L2 proporcionada por el módulo de control del sistema puede ser enviada a los nodos apropiados en L3; y/o

la PDU de señalización de L2 también puede ser difundida en la red de L2 de agregación de acceso convergido.