PROCEDIMIENTO PARA OPERAR UNA RED DE DATOS INALÁMBRICA ENMALLADA CON UN CONJUNTO DE NODOS DE RED.

Procedimiento para operar una red de datos inalámbrica enmallada con un conjunto de nodos de red La invención se refiere a un procedimiento para operar una red de datos inalámbrica enmallada con un conjunto de nodos de red, en la que se transmiten tramas de datos desde un nodo de origen a través de uno o varios nodos intermedios hasta un nodo de destino, siendo el nodo de origen, el o los distintos nodos intermedios y el nodo de destino nodos de red de la red de datos. La transmisión de tramas de datos entre el nodo de origen y el nodo de destino puede realizarse en redes de datos enmalladas básicamente a través de distintas rutas. Bajo ruta se entiende un cierto número de nodos de red dispuestos contiguos unos a otros y que en sus extremos presentan un enlace de datos con el nodo de origen y el nodo de destino. Para no dejar al azar la transmisión de las tramas de datos desde el nodo de origen hasta en el nodo de destino, se envía desde el nodo de origen un llamado mensaje de solicitud de ruta (el llamado route request) a todos los nodos de red contiguos (el llamado broadcast), que retransmiten el mensaje de solicitud de ruta igualmente en el marco de un broadcast a sus nodos de red contiguos, hasta que el mensaje de solicitud de ruta finalmente alcanza el nodo de destino. El nodo de destino inicia un mensaje de respuesta de ruta (el llamado route reply). En la transmisión del mensaje de solicitud de ruta y en la transmisión de retorno selectiva del mensaje de respuesta de ruta (el llamado unicast) al nodo de origen, se crean sobre cada nodo de red inscripciones en las llamadas tablas de elección de ruta (las llamadas tablas de routing o enrutamiento). De esta manera resulta una ruta definida para la transmisión de tramas de datos entre el nodo de origen y el nodo de destino. En el marco de la presente invención se entiende por lo tanto bajo ruta o ruta de datos (en inglés: route) la transmisión de tramas de datos a través de uno o varios nodos intermedios determinados entre el nodo de origen y el nodo de destino. Las tramas de datos que se transmiten desde el nodo de origen hasta el nodo de destino a lo largo de la ruta de datos se transmiten sobre una ruta de avance (la llamada forward route). Cuando se transmiten tramas de datos desde el nodo de destino al nodo de origen, esto se denomina en la siguiente descripción ruta de retorno (la llamada reverse route). En tales redes de datos inalámbricas enmalladas existe el problema de que algunas tramas de datos aisladas pueden conducirse incorrectamente entre el nodo de origen y el nodo de destino, con lo que resultan bucles o bucles de datos. Debido a ello se ve afectada la comunicación de datos entre el nodo de origen y el nodo de destino. La transmisión incorrecta de tramas de datos puede presentarse en todos los protocolos de transmisión conocidos (los llamados routing protocols). La formación de tales bucles de datos indeseados puede resultar debido a nodos de red defectuosos o aleatoriamente o malintencionadamente durante la transmisión de tramas de datos a un nodo de red que se encuentra sobre la ruta en la dirección de transmisión antes del nodo de red transmisor. En la formación de bucles se retransmiten la o las tramas de datos a un nodo de red que se encuentra, en la dirección de avance sobre la ruta, más cerca del nodo de origen. Como resultado puede reducirse así la anchura de banda disponible en la red. Para evitar el transporte continuo de una trama de datos conducida incorrectamente, se conoce la integración en la trama de datos de una información sobre el tiempo de validez. Ésta se realiza por ejemplo en paquetes de datos según el protocolo de Internet (IP) y en paquetes de datos según la especificación IEEE 802.11s. La información sobre el tiempo de validez se denomina time to live (tt1) o tiempo de vida. Se trata de un valor entero, que usualmente coloca el emisor de la trama de datos en 255. Con cada retransmisión de la trama de datos a un nuevo nodo de red se reduce el valor en 1. Tan pronto como el valor del tiempo de validez es 0, se desecha la trama de datos y ya no se retransmite en la red de datos. Otro mecanismo de seguridad conocido es el llamado source routing (enrutamiento en base al origen). El receptor de una trama de datos puede entonces comprobar si el emisor (transmitter) de la trama de datos posee la autorización para retransmitir esta trama de datos al receptor. La comprobación se basa entonces en una información de ruta que está contenida en la trama de datos. Además, se conoce la utilización de números secuenciales inequívocos en la transmisión de tramas de datos. De esta manera puede verificarse si determinadas tramas de datos ya han sido transmitidas. En base a los números secuenciales puede así deducirse que se ha formado un bucle cuando una trama de datos llega a un nodo de red por segunda vez o repetidamente. Por el algoritmo Ad hoc On-demand Distance Vector Routing (AODV) (enrutamiento de vector de distancia sobre demanda ad hoc), tal como se describe para IP MANET Routing en RFC 3561, se conoce la utilización de las llamadas listas de precursores. Las listas de precursores se utilizan para notificaciones de falta de los nodos de red. Al respecto, se crea una lista de precursores tanto para la dirección de avance como también para la dirección de retorno de una ruta de datos. Esto se realiza durante el procesamiento del mensaje de respuesta de ruta, que fue enviado por el nodo de destino. Esta forma de proceder se basa en que ambos sentidos (sentido de avance y sentido de retorno) siguen la misma ruta. No obstante, las listas de precursores utilizadas en el marco del AODV no pueden evitar así que se presenten bucles. 2   Un documento García-Luna-Aceves J J y colab. On-Demand Loop Free Routing with Link Vectors (enrutamiento libre de bucles sobre demanda con vectores de enlace), IEEE Journal On Selected Areas In Communications, IEEE vol. 23, núm. 3, páginas 533-546, ISSN: 0733-8716 describe un protocolo On-Demand Link Vector (de vector de enlace sobre demanda), un protocolo de enrutamiento para redes ad hoc basado en las informaciones Link State (de estado del enlace), que están libres de bucles de enrutamiento y que apoyan una retransmisión de paquetes basada en el destino. Es por lo tanto tarea de la invención proporcionar un procedimiento con el que puedan evitarse bucles de datos en la transmisión de tramas de datos en una red de datos inalámbrica enmallada. Otra tarea de la invención es proporcionar un procedimiento con el que la transmisión de tramas de datos en una red de datos inalámbrica enmallada permita una utilización lo más eficiente posible de los recursos puestos a disposición por la red de datos. Estas tareas se resuelven mediante un procedimiento con las características de la reivindicación 1. Ventajosas formas de ejecución de reflejan en las reivindicaciones dependientes. En el procedimiento correspondiente a la invención para operar una red de datos inalámbrica enmallada con un conjunto de nodos de red, en el que se transmiten tramas de datos desde un nodo de origen a través de uno o varios nodos intermedios hasta un nodo de destino, son el nodo de origen, el o los distintos nodos intermedios y el nodo de destino nodos de red de la red de datos. En la transmisión de una trama de datos comprueban al menos algunos de los nodos de red que reciben la trama de datos, en base a una lista de precursores asociada al nodo de destino de la trama de datos, si el nodo de red que envía la trama de datos que está contenido en la lista de precursores. En caso positivo se transmite la trama de datos a otro nodo de la red. En caso negativo se desecha la trama de datos o bien se realiza una rutina de tratamiento de faltas. La invención propone utilizar listas de precursores para detectar tramas de datos procedentes de nodos de red que no están autorizados o previstos para transmitir la correspondiente trama de datos. Las listas de precursores son listas con una indicación sobre nodos de red inmediatamente contiguos. De esta manera pueden evitarse bucles de datos en una red de datos inalámbrica enmallada. Al evitarse bucles de datos, puede evitarse desperdiciar una anchura de banda valiosa en la red de datos. Para que puedan evitarse de manera fiable bucles de espera, deben comprobar los nodos de red si el nodo de red que envía la trama de datos está contenido en la lista de precursores. Es conveniente que la comprobación la realicen todos los nodos de red. La comprobación por parte del nodo de destino no es forzosamente necesaria. También puede pensarse en una variante en la que se realice la comprobación de todos los nodos de red a excepción del nodo de origen y del nodo de destino y del nodo intermedio inmediatamente anterior al nodo de destino. Correspondientemente, tampoco se realizaría la comprobación en el nodo intermedio inmediatamente... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para operar una red de datos inalámbrica enmallada con un conjunto de nodos de red (MN), en la que se transmiten tramas de datos desde un nodo de origen (SN) a través de uno o varios nodos intermedios (IN) hasta un nodo de destino (DN), siendo el nodo de origen (SN), el o los distintos nodos intermedios (IN) y el nodo de destino (DN) nodos de red (MN) de la red de datos, caracterizado porque al transmitirse una trama de datos comprueban al menos algunos de los nodos de red (MN) que reciben la trama de datos, en base a una lista de precursores asociada al nodo de destino (DN) de la trama de datos, si el nodo de red (MN) que envía la trama de datos está contenido en la lista de precursores y en caso positivo se transmite la trama de datos a otro nodo de la red (MN) y en caso negativo se desecha la trama de datos o bien se realiza una rutina de tratamiento de faltas, una inscripción en la lista de precursores incluye una dirección de Media Access Control (control de acceso a medios), MAC, o una dirección de IP y un tiempo de validez de la inscripción, así como - una inscripción en la lista de precursores se borra cuando ha transcurrido el tiempo de validez de la inscripción. 2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que - para el nodo de origen (SN), el nodo de destino (DN) y el o los nodos intermedios (IN) se establece en cada caso una tabla de elección de ruta (RT), incluyendo cada tabla de elección de ruta (RT) al menos una inscripción y - para cada inscripción de la tabla de elección de ruta (RT) se establece la lista de precursores, que incluye nodos directamente contiguos que pueden transmitir una trama de datos al correspondiente nodo de red (MN). 3. Procedimiento según la reivindicación 2, en el que la creación de la tabla de elección de ruta (RT) se realiza en el marco de la transmisión de un mensaje de solicitud de ruta iniciado por el nodo de origen (SN) y de un mensaje de respuesta de ruta iniciado por el nodo de destino (DN). 4. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, en el que la creación o actualización de la lista de precursores se realiza en el marco del mensaje de respuesta de ruta iniciado por el nodo de destino (DN). 5. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, en el que una trama de datos incluye la dirección del nodo de destino (D), la dirección del nodo de red que envía esta trama de datos, la dirección del nodo de red que recibe esta trama de datos y opcionalmente la dirección del nodo de origen (S), comprobando el nodo de red que recibe la trama de datos si la dirección que se le ha asignado se corresponde con la dirección del nodo de destino en la trama de datos y si el resultado de la comprobación es positivo, conduce la trama de datos a otra unidad para el procesamiento, en particular a una capa más elevada en el modelo de referencia OSI. 6. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, en el que en el que el tiempo de validez de una inscripción en la lista de precursores de un nodo de red se repone a un valor inicial cuando este nodo de red recibe una trama de datos del nodo de red cuya dirección se corresponde con la dirección MAC ó IP en la inscripción. 7. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, en el que el tiempo de validez de una inscripción en la lista de precursores tiene como máximo la longitud de un valor del tiempo de validez de la ruta desde el nodo de origen hasta el nodo de destino, estando contenido el valor del tiempo de validez de la ruta como información en la inscripción en la tabla de enrutamiento. 8. Procedimiento según la reivindicación 7, en el que la actualización del tiempo de validez de una inscripción en la lista de precursores y el valor del tiempo de validez de la ruta en la correspondiente inscripción en la tabla de enrutamiento, se realiza a la vez. 9. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, en el que no es necesaria la creación de una lista de precursores para una inscripción en la tabla de enrutamiento para el nodo de destino en un nodo intermedio que - en una ruta de transmisión de tramas de datos entre el nodo de destino (DN) y el nodo de origen (SN), se encuentra contiguo al nodo de origen (SN), y - en una ruta de transmisión de tramas de datos entre el nodo de origen (SN) y el nodo de destino (DN), se encuentra contiguo al nodo de destino (DN). 10. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, en el que otro nodo de red que no es el nodo de origen (SN), el nodo de destino (DN) o uno de los nodos intermedios (IN) en una ruta de datos (S-B-A-C-D) entre el nodo de origen (SN) y el nodo de destino (DN), tras recibirse un mensaje de solicitud de ruta del nodo de origen, transmite una trama de datos al nodo de origen a través 12   de otro nodo intermedio, nodo intermedio que es el siguiente nodo de red sobre una ruta de retorno hacia el nodo de origen y que no contiene el otro nodo de red en la lista de precursores de la inscripción en la tabla de enrutamiento para el nodo de origen (SN) y que desecha la trama de datos recibida del otro nodo de red. 11. Procedimiento según la reivindicación 10, en el que la ruta de datos (G -B -F -S) formada entre el otro nodo de red y el nodo de origen, se señala como inválida. 12. Procedimiento según la reivindicación 11, en el que mediante el otro nodo de red se realiza un route discovery (descubrimiento de ruta) hacia el nodo de origen. 13. Procedimiento según la reivindicación 10, en el que se inscribe el otro nodo de red en la lista de precursores de la inscripción en la tabla de enrutamiento para la ruta de retorno hacia el nodo de origen del otro nodo intermedio, antes de que la trama de datos sea transmitida por el otro nodo de red al nodo de origen (SN). 14. Procedimiento según la reivindicación 13, en el que la inclusión del otro nodo de red en la lista de precursores de la inscripción en la tabla de enrutamiento para la ruta de retorno hacia el nodo de origen del otro nodo intermedio, se realiza mediante el envío de un mensaje de respuesta de ruta al nodo de origen con el otro nodo de red como destino y el nodo de origen como origen (source). 15. Procedimiento según la reivindicación 10, en el que las direcciones de todos los nodos de red contiguos a un nodo de red, juntamente con un valor de caducidad al recibir un mensaje de solicitud de ruta, se inscriben en la lista de precursores de este nodo de red como inscripción temporal. 16. Procedimiento según la reivindicación 15, en el que el nodo de red contiguo al nodo de red que ha enviado el mensaje de solicitud de ruta no se inscribe en la lista de precursores de este nodo de red. 17. Procedimiento según la reivindicación 15 o 16, en el que la inscripción temporal en la lista de precursores se dota de un valor de caducidad que presenta el mismo valor que la ruta de retorno establecida mediante el mensaje de solicitud de ruta. 18. Procedimiento según una de las reivindicaciones 15 a 17, en el que las inscripciones temporales se borran de la lista de precursores cuando se crea una inscripción en la lista de precursores en el marco del mensaje de respuesta de ruta iniciado por el nodo de destino. 13   14     16   17   18   19     21   22   23   24     26   27   28   29     31   32