OPTIMIZACIÓN DE LA CONEXIÓN ENTRE UN TERMINAL MÓVIL DE COMUNICACIONES Y UN SERVIDOR DE SEÑALIZACIÓN A TRAVÉS DE UN DISPOSITIVO DE TRADUCCIÓN DE DIRECCIONES.

Terminal móvil de comunicaciones (T), que incluye medios de conexión (MCNX) a redes de acceso (N1,

N2) y medios de registro (MREG) para transmitir periódicamente mensajes de registro a un servidor de señalización (SS) situado en el seno de una red pública de comunicaciones (PUB) conectada a dichas redes de acceso, caracterizándose dicho terminal por disponer además de una memoria (MMEM) apta para asociar una duración de validez con al menos algunas de dichas redes de acceso y porque dichos medios de registro (MREG) están previstos para transmitir dichos mensajes de registro según un período igual a la duración de validez asociada a la red de acceso (N1, N2) a la que está conectado dicho terminal (T)

La presente invención se refiere a la transmisión de flujos multimedia mediante una red de comunicación de datos. Ésta encuentra especial aplicación en la telefonía sobre IP (Internet Protocol), en la videotelefonía sobre IP, etc.

Estas aplicaciones generalmente precisan del establecimiento de una sesión entre las partes. Estas partes son la mayoría de las veces terminales multimedia como terminales de telecomunicaciones (terminales GSM, UMTS, etc.), asistentes digitales personales (PDA por Personal Digital Assistant), ordenadores, etc.

Esta sesión es establecida por una parte denominada «llamante» que «invita» a otras partes a unirse a la sesión. Las invitaciones, así como otros mensajes de señalización, se transportan de ordinario mediante un protocolo de señalización como el protocolo SIP (Session Initiation Protocol) definido por el RFC 3261 del IETF (Internet Engineering Task Force).

Estos mensajes de señalización SIP son transmitidos a través de la red de comunicaciones con el concurso de servidores de señalización, conocidos comúnmente como «proxy servers».

Estos servidores de señalización tienen por principal objeto interpretar las direcciones contenidas en los mensajes de señalización con el fin de encaminarlos hasta la parte destinataria.

Con objeto de que los servidores de señalización puedan disponer del suficiente conocimiento de la red de comunicaciones, los terminales tienen que registrarse frente a su servidor de señalización. De este modo, cada servidor de señalización tiene conocimiento de los terminales a él vinculados y los mensajes de señalización (y las llamadas) se pueden transmitir debidamente a través de la red de comunicaciones. Tal registro se efectúa típicamente mediante el mensaje de registro «Register» del protocolo SIP.

Este protocolo incluye asimismo un mensaje denominado «Invite» que permite a la parte llamante inicializar una sesión con una parte llamada.

La red mundial de comunicaciones (que comúnmente se denomina «Internet») puede ser vista como una interconexión de redes privadas de comunicaciones. Estas redes privadas pueden ser, por ejemplo, redes de comunicaciones corporativas. Están conectadas conjuntamente a través de una o varias redes de comunicaciones gestionadas por operadores de comunicaciones.

Con gran frecuencia, las redes privadas y la red pública están conectadas mediante un dispositivo de traducción de direcciones, denominado NAT (Network Address Translation) y descrito en el RFC 3022 del IETF. La finalidad de tal dispositivo es la de establecer una asociación entre las direcciones privadas, de uso únicamente interno a la red privada, y direcciones públicas que se utilizan en el seno de la red pública.

Entre estos dispositivos NAT, existen asimismo dispositivos de traducción de direcciones de red y de puertos (NAPT, Network Address and Port Translation) que consideran, además de las direcciones IP, los puertos indicados en los paquetes IP. En lo sucesivo, en aras de la facilidad de la lectura, se considerará que el acrónimo NAT engloba asimismo a los dispositivos NAPT u otros dispositivos similares: NAT bidireccionales, NAPT con redirección de los flujos entrantes («NAPT Redirect/Port Forwarding»), «doble» NAT («Twice-NAT»), etc.

También en interés de la claridad, llamaremos «coordenadas» al conjunto de informaciones contenidas en los paquetes IP que son utilizadas por un dispositivo de tipo NAT para identificar un equipo o una aplicación (direcciones IP, puertos...)

El dispositivo de traducción de direcciones NAT dispone de un juego de direcciones públicas, habitualmente mucho más restringidas en número que los terminales conectados a la red privada. Cuando uno de esos terminales desea acceder a la red pública, el dispositivo de traducción de direcciones NAT le asigna una dirección pública.

En el contexto de un NAPT (Network Address and Port Translation), éste puede utilizar una misma dirección pública para varias direcciones privadas. En tal caso, la asociación se efectúa no solamente basándose en las direcciones IP, sino también en los puertos utilizados u otra información (protocolos, etc.). Esta asociación entre las coordenadas privadas y públicas se realiza de manera temporal. Desde el punto de vista de la red pública, este terminal posee entonces las coordenadas públicas asignadas por el dispositivo de traducción de direcciones NAT (o NAPT...) y entonces sus coordenadas privadas son transparentes para la red pública.

Esta asociación (o enlace, «binding» en lengua inglesa) es necesariamente temporal, con el fin de no monopolizar las direcciones públicas del juego de direcciones públicas. Por esta razón, después de un cierto espacio de tiempo de no utilización, la asociación se termina y la dirección pública asignada vuelve a quedar disponible para una nueva puesta en correspondencia.

Esta no utilización sobreviene por ejemplo cuando una conexión TUF' (Transport Communication Protocol) se termina entre unas partes a uno y otro lado de un dispositivo de traducción de direcciones NAT. A su término, y después del transcurso de ese espacio de tiempo, conocido como plazo de expiración, la comunicación se termina y, si las dos partes desean volver a comunicarse, tendrán que establecer una nueva asociación. Este aspecto del funcionamiento de un dispositivo de traducción de direcciones está explicado, por ejemplo, en el documento «NAT Behavioral Requirements for Unicast UDP» de F. Audet y C. Jennings, publicado en septiembre de 2005 en su versión 5 y disponible en el sitio del IETF con el nombre de fichero «draft-letf-behave-nat-udp-05.txt».

Con el protocolo SIP se plantea un problema. En efecto, éste se basa en el protocolo de menor nivel UDP (User Datagram Protocol) que, contrariamente al TCP, no implica el establecimiento de una conexión de extremo a extremo entre las partes. Con la utilización del protocolo TCP, es necesaria por tanto una acción positiva por parte de una de las partes para interrumpir la conexión TCP para que la asociación se termine en el seno del dispositivo de traducción de direcciones NAT. Pero con la utilización del protocolo UDP, la asociación puede terminarse sin acción positiva, simplemente mediante la no emisión de paquetes de datos durante un período al menos igual al plazo de expiración.

La firma solicitante ha notado que esto planteará un problema cada vez mayor con la utilización creciente del protocolo SIP para el establecimiento de sesiones multimedia.

Al basarse este protocolo SIP en UDP, la ausencia o insuficiencia de tráfico de señalización durante una sesión multimedia conlleva la interrupción de la sesión, por la terminación de la asociación del dispositivo de traducción de direcciones NAT.

Actualmente, este problema queda parcialmente resuelto mediante la fijación manual de la duración de validez de los mensajes de señalización del protocolo SIP, con el fin de que los clientes se registren de nuevo según una periodicidad inferior al plazo de expiración del dispositivo de traducción de direcciones NAT.

En efecto, el protocolo SIP prevé que los clientes se registren tan sólo temporalmente frente a un servidor de señalización. El mensaje de registro «Register» incluye por tanto un parámetro que permite precisar una duración de validez, superada la cual el servidor de señalización interrumpe su «conexión» con el cliente.

Por esta razón, el cliente, si quiere permanecer conectado constantemente con el servidor de señalización y accesible por el conjunto de la red de comunicaciones, tiene que reemitir periódicamente mensajes de registro «Register».

Esta técnica está descrita por ejemplo en la solicitud de patente estadounidense US2006/029083, presentada el 9 de febrero de 2006; o bien en el borrador IETF, «Managing Client Initiated Connections in the Session initiation Protocol (SIP)», de C. Jennings y R. Mahy, publicado en marzo de 2006 con el nombre de fichero «draft-ietf-sip-outbound-02.txt».

Esta duración de validez se negocia habitualmente entre el cliente y el servidor de señalización, pero puede ser fijada asimismo manualmente por el operador.

Esta duración de validez de los mensajes de señalización SIP se puede fijar en un valor deliberadamente corto, con el fin de garantizar la no terminación de la asociación del dispositivo de traducción de direcciones NAT.

El...

1. Terminal móvil de comunicaciones (T), que incluye medios de conexión (MCNX) a redes de acceso (N1, N2) y medios de registro (MREG) para transmitir periódicamente mensajes de registro a un servidor de señalización (SS) situado en el seno de una red pública de comunicaciones (PUB) conectada a dichas redes de acceso, caracterizándose dicho terminal por disponer además de una memoria (MMEM) apta para asociar una duración de validez con al menos algunas de dichas redes de acceso y porque dichos medios de registro (MREG) están previstos para transmitir dichos mensajes de registro según un período igual a la duración de validez asociada a la red de acceso (N1, N2) a la que está conectado dicho terminal (T).

2. Terminal móvil de comunicaciones según la reivindicación 1, en el que dicha duración de validez se relaciona con la duración de validez de la asociación entre la dirección privada de dicho terminal móvil de comunicaciones y una dirección pública, memorizada por un dispositivo de traducción de direcciones (NAT1, NAT2) que enlaza una red de acceso con dicha red pública.

3. Terminal móvil de comunicaciones (T) según una de las reivindicaciones precedentes, que dispone además de medios de aprendizaje (MAPR) para, cada vez que dicho terminal móvil de comunicaciones se conecta a una nueva red de acceso, desencadenar una fase de aprendizaje para determinar una duración de validez y actualizar dicha memoria con la asociación entre dicha duración de validez y dicha nueva red de acceso.

4. Terminal móvil de comunicaciones (T) según una de las reivindicaciones precedentes, en el que dichas redes de acceso se identifican mediante un identificador de un equipo único de dichas redes de acceso.

5. Terminal móvil de comunicaciones (T) según la reivindicación 4, en el que dicho equipo único es un servidor dinámico de direcciones DHCP.

6. Terminal móvil de comunicaciones (T) según una de las reivindicaciones 4 a 5, en el que dichos identificadores son direcciones MAC.

7. Terminal móvil de comunicaciones según una de las reivindicaciones precedentes, en el que dicha memoria (MMEM) pone en correspondencia una edad con cada asociación entre una red de acceso y una duración de validez y en el que, cuando dicha edad alcanza un umbral, se borra de dicha memoria (MMEM) dicha

5 asociación.

8. Terminal móvil de comunicaciones según una de las reivindicaciones precedentes, en el que dichos mensajes de registro son mensajes «Register» del protocolo SIP.

9. Terminal móvil de comunicaciones según una de las reivindicaciones 3 a 8, en el que dichos medios de aprendizaje (MAPR) determinan dicha duración de validez mediante recepción de mensajes de respuesta provenientes de dicho servidor de señalización (SS).

10. Terminal móvil de comunicaciones según la reivindicación precedente, en el que dicha duración de validez está contenida en un campo «Expires», o bien en un parámetro «Expires» de un campo «Contacts» de dichos mensajes de respuesta.