Sistema y método para el procesamiento de paquetes.

Un método para procesar un paquete de un flujo de paquetes, que comprende las etapas de:



recibir el paquete;

procesar (322) el paquete utilizando una o más reglas de transformación sin procesamiento de protocolo encapas en caso de que el paquete satisfaga una o más reglas de identificación para el flujo, en el que unaregla de transformación final de las reglas de transformación contiene una identificación de una interfaz desalida para el flujo, y

procesar (306) el paquete utilizando un proceso estándar de procesamiento de protocolo en capas en caso deque el paquete no satisfaga las una o más reglas de identificación para el flujo, enviando el paquete a una pila(120) de protocolo para la conmutación del paquete

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/US2002/030057.

Solicitante: ERICSSON INC..

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 6300 LEGACY, MS EVW 2-C-2 PLANO, TX 75024 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: BERGGREEN,ARTHUR, HARDING-JONES,WILLIAM PAUL.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • H04L12/56

PDF original: ES-2388428_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Sistema y método para el procesamiento de paquetes.

CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere en general al campo de las comunicaciones, y más en particular, a un sistema y un método para el procesamiento de paquetes.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN La creciente demanda de comunicaciones de datos ha fomentado el desarrollo de técnicas que proporcionen medios más económicos y eficientes de utilización de redes de comunicación para manejar más información y nuevos tipos de información. Una de esas técnicas consiste en segmentar la información, que puede ser una comunicación de voz o de datos, en paquetes. Un paquete es típicamente un grupo de dígitos binarios, que incluye al menos información de datos y de control. Las redes de paquetes integrados (típicamente redes de paquetes rápidos) se utilizan en general para transportar dos (2) clases de tráfico, las cuales pueden incluir, por ejemplo, tasa de bits continua (“CBR”) , conversación (“Voz en Paquetes”) , datos (“Datos en Tramas”) , imagen, y así sucesivamente. Las redes de paquetes originan, sumergen y/o envían paquetes de protocolo. Cada paquete tiene un formato bien definido y consiste en una o más cabeceras de paquete y algunos datos. La cabecera contiene típicamente información que proporciona control y/o información de la dirección, tal como la fuente y el destino del paquete.

La creación de la cabecera del paquete requiere típicamente una cantidad significativa de recursos de sistema, tal como una unidad central de procesamiento (“CPU”) y/o un conmutador. Como resultado, la capacidad de tratamiento de un conmutador de comunicaciones está limitada o restringida por la capacidad de la CPU dentro del conmutador y de las demás funciones de procesamiento que la CPU debe proporcionar también. Tales restricciones de procesamiento provocan problemas de congestión y de Calidad de Servicio (QoS) en el interior del conmutador. Además, la capacidad de tratamiento del conmutador está determinada principalmente por la capacidad de la estructura de conmutación. Además, gran parte de la capacidad de procesamiento del conmutador está dedicada a procesar cabeceras de paquetes, las cuales típicamente no varían apreciablemente entre paquetes consecutivos. Como resultado, la capacidad de tratamiento del conmutador está limitada por el número de paquetes que éste puede procesar, a pesar del hecho de que el procesamiento es con frecuencia repetitivo. En consecuencia, existe una necesidad de un sistema y un método para el procesamiento de paquetes que incremente la capacidad de tratamiento del conmutador.

El libro blanco “Enrutamiento Basado en Políticas” de Cisco, describe ya un método de enrutamiento de paquetes de datos mediante el cual los clientes pueden implementar políticas que provoquen selectivamente que los paquetes tomen diferentes trayectorias. El enrutador hace pasar los paquetes a través de filtros denominados mapas de ruta que contienen cláusulas de emparejamiento que definen criterios sobre si los paquetes cumplen una política particular. En base a los criterios definidos en los mapas de ruta, los paquetes son reenviados a un siguiente salto. Los paquetes que no cumplen los criterios son enviados a través de canales de reenvío normales realizando un enrutamiento basado en el destino.

La solicitud de Patente US 5.732.079 se refiere a un sistema de procesamiento de datos con un bus de datos subdividido en una pluralidad de trayectorias de datos independientes y una pluralidad de componentes de sistema acoplados al bus de datos. Un circuito de control de asignación acoplado a los componentes del sistema asigna oportunidades de transmisión.

El documento “Diseño, Simulación y Evaluación de Conmutación TCP”, de Bo Yang y Fen Wang, 4 de Diciembre de 2000, describe arquitecturas de conmutación en las que un clasificador de flujo determina si se deben asignar recursos a un flujo.

Sin embargo, ninguno de los documentos de la técnica anterior resuelve los problemas mencionados en lo que antecede.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN La presente invención proporciona un sistema y un método para el procesamiento de datos en paquete, o paquetes, a través de un conmutador de comunicaciones que utiliza un sistema de Envío de Flujo Rápido (“FFF”) . El FFF proporciona un envío expedito de paquetes basado en reglas de coincidencia de patrones y de manipulación de datos, que atraviesan los límites de la capa de protocolo. El FFF puede ser implementado en muchos entornos de protocolo para incrementar la eficacia del conmutador identificando paquetes asociados a un flujo particular. Un flujo es una corriente de paquetes correlacionados que se origina a partir de una fuente específica y que son suministrados a uno o más destinos específicos. Típicamente, esos flujos tendrán las mismas direcciones de origen y de destino, y otros criterios en común, que se originan a partir de una única sesión de cliente-servidor.

La presente invención proporciona un método para el procesamiento de un paquete en el que el paquete es recibido

y procesado utilizando una o más reglas de transformación en caso de que el paquete satisfaga una o más reglas de identificación. En otro caso, el paquete es procesado utilizando un proceso estándar en caso de que el paquete no satisfaga la una o más reglas de identificación. Este método puede ser implementado utilizando un producto de programa de ordenador que tenga un segmento de código para ejecutar cada etapa del método cuando se cargue en un conmutador de comunicaciones.

Adicionalmente, la presente invención proporciona un conmutador de comunicaciones que tiene una o más tarjetas de entrada, una o más tarjetas de control, una o más tarjetas de salida, y un bus de comunicaciones. El bus de comunicaciones acopla comunicativamente las tarjetas de entrada, las tarjetas de control y las tarjetas de salida entre sí. Cada tarjeta de control tiene al menos un procesador. Además, cada tarjeta de entrada recibe uno o más paquetes, procesa cada paquete utilizando una o más reglas de transformación en caso de que el paquete satisfaga una o más reglas de identificación, y envía cada paquete a uno de los procesadores para su procesamiento utilizando un proceso estándar en caso de que el paquete no satisfaga la una o más reglas de identificación.

La presente invención proporciona también un conmutador de comunicaciones que tiene una o más tarjetas de entrada, una o más tarjetas de control, una o más tarjetas de procesamiento de señal, una o más tarjetas de salida, una estructura de conmutación y un bus TDM. Cada tarjeta de control tiene al menos un procesador. Además, cada tarjeta de procesamiento de señal contiene una batería de procesadores de señales digitales. Cada procesador de señal digital crea uno o más paquetes y envía el uno o más paquetes a un motor de reenvío de flujo rápido. Cada motor de reenvío de flujo rápido recibe el uno o más paquetes, procesa cada paquete utilizando una o más reglas de transformación en caso de que el paquete satisfaga una o más reglas de identificación, y envía cada paquete a uno de los procesadores para su procesamiento utilizando un proceso estándar en caso de que el paquete no satisfaga las una o más reglas de identificación. La estructura de conmutación acopla comunicativamente las tarjetas de entrada, las tarjetas de procesamiento de señal, las tarjetas de control y las tarjetas de salida entre sí. El bus TDM acopla comunicativamente las tarjetas de entrada, las tarjetas de procesamiento de señal, las tarjetas de control, y las tarjetas de salida.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Para una mejor comprensión de la invención, y para mostrar a título de ejemplo cómo puede ser llevada a cabo la misma, se hará ahora referencia a la descripción detallada de la invención junto con los dibujos que se acompañan, en los que los números correspondientes de las diferentes figuras se refieren a partes correspondientes, y en los que:

La Figura 1 es un diagrama de bloques de una realización de un conmutador de comunicaciones de acuerdo con la presente invención; La Figura 2 es un diagrama de flujo de un controlador de envío de flujo rápido de acuerdo con la presente invención; La Figura 3 es un diagrama de flujo de un motor de envío de flujo rápido de acuerdo con la presente invención; La Figura 4 es un diagrama de un conmutador de red de paquetes de acuerdo con una realización de la presente invención, y La Figura... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un método para procesar un paquete de un flujo de paquetes, que comprende las etapas de:

recibir el paquete; procesar (322) el paquete utilizando una o más reglas de transformación sin procesamiento de protocolo en capas en caso de que el paquete satisfaga una o más reglas de identificación para el flujo, en el que una regla de transformación final de las reglas de transformación contiene una identificación de una interfaz de salida para el flujo, y procesar (306) el paquete utilizando un proceso estándar de procesamiento de protocolo en capas en caso de que el paquete no satisfaga las una o más reglas de identificación para el flujo, enviando el paquete a una pila

(120) de protocolo para la conmutación del paquete.

2. El método según se expone en la reivindicación 1, en el que las una o más reglas de identificación comprenden además una o más reglas de validación.

3. El método según se expone en la reivindicación 1, que comprende además la etapa (208) de crear las una o más reglas de identificación y las una o más reglas de transformación en base a datos externos.

4. El método según se expone en la reivindicación 1, en el que los datos externos consisten en una información de establecimiento de llamada.

5. El método según se expone en la reivindicación 1, que comprende además la etapa (324) de enviar el paquete a un puerto de salida después de que el paquete haya sido procesado utilizando las una o más reglas de transformación.

6. El método según se expone en la reivindicación 1, que comprende además las etapas de:

monitorizar (202) el proceso estándar para detectar uno o más flujos de paquetes, y crear las una o más reglas de identificación y las una o más reglas de transformación en caso de que se detecte un flujo de paquetes.

7. El método según se expone en la reivindicación 6, que comprende además la etapa de actualizar las una o más reglas de identificación y las una o más reglas de transformación en caso de que se detecte un cambio en el flujo de paquetes.

8. El método según se expone en la reivindicación 1, en el que las una o más reglas de identificación comprenden un árbol de decisión.

9. El método según se expone en la reivindicación 8, en el que el árbol de decisión comprende uno o más nodos y cada nodo es una tabla hash.

10. El método según se expone en la reivindicación 1, en el que cada regla de transformación comprende una instrucción de procesamiento.

11. El método según se expone en la reivindicación 1, en el que el paquete es un paquete de IP.

12. El método según se expone en la reivindicación 1, en el que el paquete es un paquete de Ethernet.

13. Un producto de programa de ordenador materializado sobre un medio legible con ordenador para el procesamiento de un paquete de un flujo de paquetes cuando se carga en un conmutador de comunicaciones, comprendiendo el producto de programa de ordenador segmentos de código para ejecutar las etapas de:

recibir el paquete procesar (322) el paquete utilizando una o más reglas de transformación sin procesamiento de protocolo en capas en caso de que el paquete satisfaga una o más reglas de identificación para el flujo, en el que una regla de transformación final de las reglas de transformación contiene una identificación de una interfaz de salida para el flujo, y procesar (306) el paquete utilizando un proceso estándar de procesamiento de protocolo en capas en caso de que el paquete no satisfaga las una o más reglas de identificación para el flujo, enviando el paquete a una pila

(120) de protocolo para la conmutación del paquete.

14. El producto de programa de ordenador según se expone en la reivindicación 13, en el que las una o más reglas de identificación comprenden además una o más reglas de validación.

15. El producto de programa de ordenador según se expone en la reivindicación 13, que comprende además un segmento de código para ejecutar la etapa de crear las una o más reglas de identificación y las una o más reglas de transformación en base a datos externos.

16. El producto de programa de ordenador según se expone en la reivindicación 13, en el que los datos externos consisten en una información de establecimiento de llamada.

17. El producto de programa de ordenador según se expone en la reivindicación 13, que comprende además un segmento de código para ejecutar la etapa de enviar el paquete a un puerto de salida después de que el paquete haya sido procesado utilizando las una o más reglas de transformación.

18. El producto de programa de ordenador según se expone en la reivindicación 13, que comprende además:

un segmento de código para ejecutar la etapa de monitorizar el proceso estándar para detectar uno o más flujos de paquetes, y un segmento de código para ejecutar la etapa de crear las una o más reglas de identificación y las una o más reglas de transformación en caso de que se detecte un flujo de paquetes.

19. El producto de programa de ordenador según se expone en la reivindicación 18, que comprende además un segmento de código para ejecutar la etapa de actualizar las una o más reglas de identificación y las una o más reglas de transformación en caso de que se detecte un cambio en el flujo de paquetes.

20. El producto de programa de ordenador según se expone en la reivindicación 13, en el que las una o más reglas de identificación comprenden un árbol de decisión.

21. El producto de programa de ordenador según se expone en la reivindicación 20, en el que el árbol de decisión comprende uno o más nodos, y cada nodo es una tabla hash.

22. El producto de programa de ordenador según se expone en la reivindicación 13, en el que cada regla de transformación comprende una instrucción de procesamiento.

23. El producto de programa de ordenador según se expone en la reivindicación 13, en el que el paquete es un paquete de IP.

24. El producto de programa de ordenador según se expone en la reivindicación 13, en el que el paquete es un paquete de Ethernet.

25. Un conmutador de comunicaciones, que comprende:

una o más tarjetas (104) de entrada; una o más tarjetas (102) de control, teniendo cada tarjeta (102) de control al menos un procesador; una o más tarjetas (106) de salida; un bus (108) de comunicaciones que acopla comunicativamente las tarjetas (104) de entrada, las tarjetas

(102) de control y las tarjetas (106) de salida entre sí, y estando cada tarjeta (104) de entrada adaptada para recibir uno o más paquetes de un flujo de paquetes, para procesar cada paquete utilizando una o más reglas de transformación sin procesamiento de protocolo en capas en caso de que el paquete satisfaga una o más de las reglas de identificación para el flujo, en el que una regla de transformación final de las reglas de transformación contiene una identificación de una interfaz de salida para el flujo, y para enviar cada paquete a uno de los procesadores para su procesamiento utilizando un proceso estándar de procesamiento de protocolo en capas en caso de que el paquete no satisfaga las una o más reglas de identificación para el flujo enviando el paquete a una pila (120) de protocolo para la conmutación del paquete.

26. El conmutador de comunicaciones según se expone en la reivindicación 25, en el que las una o más reglas de identificación comprenden además una o más reglas de validación.

27. El conmutador de comunicaciones según se expone en la reivindicación 25, en el que cada tarjeta de control comprende además un controlador de envío de flujo rápido que crea las una o más reglas de identificación y las una

o más reglas de transformación en base a datos externos.

28. El conmutador de comunicaciones según se expone en la reivindicación 25, en el que los datos externos consisten en una información de establecimiento de llamada.

29. El conmutador de comunicaciones según se expone en la reivindicación 25, en el que los paquetes son enviados a una de las tarjetas de salida después de que el paquete haya sido procesado utilizando las una o más reglas de transformación.

30. El conmutador de comunicaciones según se expone en la reivindicación 25, en el que cada tarjeta de control

comprende además un controlador de envío de flujo rápido que monitoriza el proceso estándar para detectar uno o más flujos de paquetes, y crea las una o más reglas de identificación y las una o más reglas de transformación en caso de que se detecte un flujo de paquetes.

31. El conmutador de comunicaciones según se expone en la reivindicación 30, en el que el controlador de envío de 10 flujo rápido actualiza las una o más reglas de identificación y las una o más reglas de transformación en caso de que se detecte un cambio en el flujo de paquetes.

32. El conmutador de comunicaciones según se expone en la reivindicación 25, en el que las una o más reglas de identificación comprenden un árbol de decisión.

33. El conmutador de comunicaciones según se expone en la reivindicación 32, en el que el árbol de decisión comprende uno más nodos y cada nodo consiste en una tabla hash.

34. El conmutador de comunicaciones según se expone en la reivindicación 25, en el que cada regla de 20 transformación comprende una instrucción de procesamiento.

35. El conmutador de comunicaciones según se expone en la reivindicación 25, en el que el paquete es un paquete de IP.

36. El conmutador de comunicaciones según se expone en la reivindicación 25, en el que el paquete es un paquete de Ethernet.


 

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