Método, sistema y equipo de conmutación y reenvío en Ethernet.

Un método de conmutación y reenvío en Ethernet, que comprende:

recibir, por parte de un puerto de entrada, un mensaje Ethernet, asignar al mensaje Ethernet una etiqueta deRed de Área Local Virtual, VLAN, que es uniforme en el puerto, determinar un modo de reenvío en Ethernet, y enviarel mensaje Ethernet a un plano de reenvío (A2, A3);

determinar, por parte del plano de reenvío, un puerto de salida en función del mensaje recibido y el modo dereenvío en Ethernet, y enviar al puerto de salida el mensaje Ethernet en el modo de reenvío en Ethernet (A4); yencapsular, por parte del puerto de salida, el mensaje Ethernet de acuerdo con un atributo del puerto de salida,y reenviar el mensaje Ethernet (A5), caracterizado por que:

el puerto de salida comprende una tabla de atributos de puerto, en la cual se establecen entradas de tipos depuerto, y una tabla de atributos de la Red de Área Local Virtual (VLAN) en la cual se establecen los modos dereenvío en Ethernet;

el puerto de salida asigna al mensaje recibido la etiqueta de la Red de Área Local Virtual, VLAN, la cual indicaun modo de reenvío en Ethernet de acuerdo con la tabla de atributos de puerto y la tabla de atributos de la Red deÁrea Local Virtual (VLAN); el modo de reenvío en Ethernet se determina de acuerdo con la etiqueta de la Red deÁrea Local Virtual (VLAN), y el plano de reenvío al que se envía el mensaje Ethernet corresponde al modo dereenvío en Ethernet;

en donde el puerto de salida comprende una tabla de atributos de puerto en la que se establecen las entradasde tipos de puerto; y

el puerto de salida encapsula el mensaje Ethernet de acuerdo con la tabla de atributos de puertocorrespondiente al puerto de salida.

Método, sistema y equipo de conmutación y reenvío en Ethernet

Esta solicitud reivindica la prioridad de la Solicitud de Patente China número 200610061219.8, presentada el 16 de junio de 2006 y titulada “Método, sistema y equipo de conmutación y reenvío en Ethernet”.

Campo de la invención La presente invención está relacionada con una aplicación de Ethernet en una red de telecomunicaciones y, en particular, con un método, un sistema y un equipo de conmutación y reenvío en Ethernet.

Antecedentes de la invención La transición de una red de telecomunicaciones en operación a una red basada en IP ha sido predominante junto con el desarrollo y las aplicaciones de las tecnologías IP, y la Ethernet, que actúa como un mecanismo de portadora óptimo para IP, también ha aumentado su utilización en la red de telecomunicaciones en operación. En particular, una red de acceso y agregación de la red de telecomunicaciones en operación está basada típicamente en reenvío de información sobre una capa de enlace y, por lo tanto, la Ethernet ha sido una tecnología dominante para una capa de acceso y agregación de la red de telecomunicaciones en operación.

La Ethernet es ampliamente utilizada en redes de empresa tradicionales debido a su bajo coste del ancho de banda, gestión sencilla y fácil utilización. Estas ventajas se basan principalmente en el siguiente marco técnico básico de Ethernet.

1. Una dirección de Control de Acceso al Medio (MAC) : la dirección MAC se utiliza para identificar un terminal y es un modo de reenvío y direccionamiento basado en inundación y autoaprendizaje de direcciones MAC, y se puede 20 implementar sin una gestión ni configuración específica.

2. Red de Área Local Virtual (VLAN) : la VLAN es un identificador de dominio para gestión utilizado para obtener un dominio de gestión de granularidad más fina reduciendo un dominio de difusión para implementar el aislamiento y el control de tráfico entre dominios.

3. Topología y fiabilidad: para el reenvío por inundación es necesario mantener lógicamente una topología de tipo

árbol, y la topología de tipo árbol se mantiene y protege mediante el Protocolo de Árbol de Extensión/Protocolo de Árbol de Extensión Rápido (STP/RSTP) .

4. Buen soporte de multidifusión y difusión.

El marco técnico básico anterior está implementado principalmente basándose en un chip de conmutación de Ethernet el cual es un dispositivo central para la construcción de un equipo Ethernet.

La Figura 1 ilustra un acceso de Línea de Abonado Digital (DSL) basada en Ethernet y un sistema de red de agregación tal como define el DSL Forum. Del mismo modo, la fibra basada en punto de Fibra hasta el hogar (FTTx) y la Interoperabilidad Mundial para Acceso por Microondas (WiMAX) tiene sistemas de acceso parecidos excepto que el Nodo de Acceso (AN) de la Figura 1 se corresponde con una Terminación de Línea Óptica (OLT) del FTTx y con una Estación Base (BS) del WiMAX, respectivamente. Sus sistemas de red son parecidos independientemente de sus diferentes tecnologías de acceso, y es necesario que un dispositivo de acceso asocie una portadora de acceso con una portadora Ethernet y la agregación y reenvío de tráfico se implementa basándose en Ethernet.

El AN y la Agregación Ethernet de la red de acceso constituyen conjuntamente una red de agregación y de acceso de telecomunicaciones. En la actualidad, estos dispositivos en la industria cumplen con el marco técnico básico de Ethernet mencionado más arriba y la mayoría de ellos se implementan con los chips de conmutación Ethernet

existentes.

Sin embargo, una red de telecomunicaciones en operación, particularmente las redes de agregación y acceso y los servicios de telecomunicaciones, disponen de sus propias características inherentes como las siguientes:

1. En un plano de reenvío, las redes de agregación y acceso tienen una topología lógica de tipo árbol, en lugar de una estructura de conmutación total.

2. Es necesario establecer conexiones lógicas aisladas entre sí desde un usuario a una Pasarela de Red de Banda Ancha (BBNG) .

3. Se debe prestar mucha atención a la gestión y al control, y es necesario implementar la gestión y el control de los usuarios y el reenvío de datos bajo el control de una política de servicio.

4. Se debe prestar mucha atención a la seguridad de la red para prohibir la suplantación de direcciones MAC/IP.

5. Para un acceso de línea dedicado es necesario proporcionar un Servicio de LAN transparente (TLS) para el reenvío de mensajes Ethernet.

6. Es necesario considerar la escalabilidad de las redes de agregación y acceso (MAC/VLAN) .

7. Es necesario soportar una multidifusión eficiente desde la BBNG a los usuarios.

8. Es necesario una mejor QoS.

9. Es necesario proporcionar capacidades de localización e identificación de un usuario y un servicio.

10. Es necesario proporcionar una gestión eficiente y capacidades de detección y localización de fallos para gestión y mantenimiento.

Estos requisitos están en conflicto con el marco técnico básico de Ethernet. Por lo tanto, el marco técnico de Ethernet se tiene que mejorar en un contexto de red de telecomunicaciones. A continuación se describen las tecnologías Ethernet existentes.

Una primera solución de la técnica anterior: un modo de reenvío y direccionamiento básico de Ethernet es una solución basada en inundación y autoaprendizaje, y la solución incluye que el procesador de conmutación y reenvío en Ethernet cree una entrada en la tabla de reenvío basada en la dirección MAC mediante inundación de una dirección MAC desconocida/multidifusión/difusión y autoaprendizaje de la dirección MAC y asegura la actualización en tiempo real de una tabla de reenvíos y una utilización eficiente de un espacio de entradas de la tabla de reenvíos mediante un mecanismo de obsolescencia de direcciones MAC. La solución con dicho mecanismo tiene los siguientes inconvenientes: la dirección MAC pertenece a un terminal de usuario y, por lo tanto, es poco fiable debido a que se llevan a cabo numerosos ataques mediante suplantación de direcciones MAC como, por ejemplo, suplantación de la dirección del Servidor de Acceso Remoto de Banda Ancha (BRAS) y redirección de mensajes, lo que puede interferir en gran medida con un servicio de un usuario normal; el aprendizaje de la dirección MAC puede llenar la tabla del espacio de direcciones MAC, lo que puede provocar un problema de escalabilidad de un dispositivo de la capa de agregación, por ejemplo, en la actualidad es necesario proporcionar un dispositivo de la capa de agregación con un espacio de entradas de la tabla de direcciones MAC de al menos 32K; y la tabla de direcciones MAC es vulnerable debido a un ataque de Denegación de Servicio (DoS) de la dirección MAC. Además, la poca fiabilidad de la dirección MAC también puede provocar la imposibilidad de identificar o localizar a un usuario en función de su dirección MAC.

Una segunda solución de la técnica anterior: la Ethernet está basada en VLAN, obteniendo de este modo una solución en la que se proporciona un dominio de gestión de granularidad más fina reduciendo el dominio de difusión y se implementa el asilamiento de tráfico entre dominios. En particular, en esta solución, debido a que el mecanismo de inundación de Ethernet puede provocar una potencial inundación de difusión y la intercomunicación del tráfico de servicio entre diferentes usuarios, la VLAN tradicional de Ethernet proporciona un dominio de gestión de granularidad más fina reduciendo el dominio de difusión utilizando un identificador VLAN e implementando el asilamiento del tráfico entre dominios y el control para la gestión y la seguridad; y debido a la característica del aislamiento de tráfico de la VLAN, y a que para identificar la prioridad de un mensaje se puede utilizar un campo del 802.1p en un identificador de la cabecera de la VLAN, la VLAN se utiliza típicamente como un identificador de un tipo de servicio en una red de telecomunicaciones. Sin embargo, esta solución tiene los siguientes inconvenientes: la seguridad de la red y el aislamiento de los servicios no se pueden conseguir perfectamente con la tecnología de VLAN existente, debido a que la intercomunicación de servicios entre usuarios en una VLAN, lo cual en general está prohibido en una red de telecomunicaciones, se puede implementar con el mecanismo de inundación y autoaprendizaje de la dirección MAC, por lo tanto, en la VLAN sigue pudiéndose presentar la suplantación de MAC/IP; además, se puede producir el problema de ampliación en el caso en el que el identificador... [Seguir leyendo]

1. Un método de conmutación y reenvío en Ethernet, que comprende:

recibir, por parte de un puerto de entrada, un mensaje Ethernet, asignar al mensaje Ethernet una etiqueta deRed de Área Local Virtual, VLAN, que es uniforme en el puerto, determinar un modo de reenvío en Ethernet, y enviar 5 el mensaje Ethernet a un plano de reenvío (A2, A3) ;

determinar, por parte del plano de reenvío, un puerto de salida en función del mensaje recibido y el modo de reenvío en Ethernet, y enviar al puerto de salida el mensaje Ethernet en el modo de reenvío en Ethernet (A4) ; y

encapsular, por parte del puerto de salida, el mensaje Ethernet de acuerdo con un atributo del puerto de salida, y reenviar el mensaje Ethernet (A5) , caracterizado por que:

el puerto de salida comprende una tabla de atributos de puerto, en la cual se establecen entradas de tipos de puerto, y una tabla de atributos de la Red de Área Local Virtual (VLAN) en la cual se establecen los modos de reenvío en Ethernet;

el puerto de salida asigna al mensaje recibido la etiqueta de la Red de Área Local Virtual, VLAN, la cual indica un modo de reenvío en Ethernet de acuerdo con la tabla de atributos de puerto y la tabla de atributos de la Red de

Área Local Virtual (VLAN) ; el modo de reenvío en Ethernet se determina de acuerdo con la etiqueta de la Red de Área Local Virtual (VLAN) , y el plano de reenvío al que se envía el mensaje Ethernet corresponde al modo de reenvío en Ethernet;

en donde el puerto de salida comprende una tabla de atributos de puerto en la que se establecen las entradas de tipos de puerto; y

el puerto de salida encapsula el mensaje Ethernet de acuerdo con la tabla de atributos de puerto correspondiente al puerto de salida.

2. El método de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende, además, después de que el plano de reenvío reciba el mensaje Ethernet y antes de que el plano de reenvío envíe al puerto de salida el mensaje Ethernet recibido: determinar, por parte del plano de reenvío, si es necesario capturar el mensaje Ethernet recibido de acuerdo con una política de captura de mensajes y, si se determina que es necesario capturar el mensaje, ejecutar un proceso sobre el mensaje Ethernet en la política de captura de mensajes; en caso contrario, enviar el mensaje Ethernet al puerto de salida en el modo de reenvío en Ethernet; y

el proceso en la política de captura de mensajes comprende capturar, capturar y reenviar, reenviar de forma transparente o descartar.

3. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que:

el puerto de entrada es un puerto del lado del usuario y el puerto de salida es un puerto del lado de la red; o el puerto de entrada es un puerto del lado de la red y el puerto de salida es un puerto del lado del usuario.

4. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el plano de reenvío comprende un plano de reenvío estándar de Ethernet, un plano de reenvío múltiplex de Ethernet, un plano de encaminamiento y reenvío de capa 3,

un plano de reenvío de multidifusión entre Redes de Área Local Virtual, un plano de reenvío de Red de Área Local Virtual punto a punto o un plano de reenvío de Red de Área Local Virtual doble punto a punto.

5. El método de acuerdo con la reivindicación 4, en el que el plano de reenvío comprende, además, un plano de reenvío de Red de Área Local Virtual punto a punto transparente o un plano de reenvío de Red de Área Local Virtual doble punto a punto transparente.

6. Un equipo de conmutación y reenvío en Ethernet, que comprende:

un puerto de entrada adaptado para recibir un mensaje Ethernet, asignar al mensaje Ethernet una etiqueta deRed de Área Local Virtual, VLAN, que es uniforme en el puerto, determinar un modo de reenvío en Ethernet, y enviar el mensaje Ethernet a un módulo de reenvío;

el módulo de reenvío adaptado para determinar un puerto de salida en función del modo de reenvío en 45 Ethernet, y enviar al puerto de salida el mensaje Ethernet en el modo de reenvío en Ethernet; y

el puerto de salida adaptado para encapsular el mensaje recibido de acuerdo con un atributo del puerto de salida, y reenviar el mensaje, caracterizado por que:

el puerto de entrada comprende una tabla de atributos de puerto, en la cual se establecen entradas de tipos de 12

puerto, y una tabla de atributos de la Red de Área Local Virtual, VLAN, en la cual se establecen los modos de reenvío en Ethernet;

el puerto de entrada está adaptado para asignar al mensaje recibido la etiqueta de la Red de Área Local Virtual, VLAN, la cual indica un modo de reenvío en Ethernet de acuerdo con la tabla de atributos de puerto y la tabla de atributos de la Red de Área Local Virtual, VLAN; y el modo de reenvío en Ethernet se determina de acuerdo con la etiqueta de la Red de Área Local Virtual, VLAN, y el plano de reenvío al que se envía el mensaje Ethernet corresponde el modo de reenvío en Ethernet;

en el que el puerto de salida comprende una tabla de atributos de puerto en la que se establecen las entradas de tipos de puerto; y

el puerto de salida está adaptado para encapsular el mensaje Ethernet de acuerdo con la tabla de atributos de puerto correspondiente al puerto de salida.

7. El equipo de acuerdo con la reivindicación 6, en donde el módulo de reenvío está adaptado, además, para, antes de enviar al puerto de salida el mensaje recibido, procesar el mensaje Ethernet en una política de captura de mensajes si se determina que es necesario capturar el mensaje Ethernet recibido de acuerdo con la política de captura de mensajes, y enviar el mensaje Ethernet al puerto de salida en el modo de reenvío en Ethernet si se determina que no es necesario capturar el mensaje Ethernet.

8. El equipo de acuerdo con la reivindicación 6, en el que:

el puerto de entrada es un puerto del lado del usuario y el puerto de salida es un puerto del lado de la red; o el puerto de entrada es un puerto del lado de la red y el puerto de salida es un puerto del lado del usuario.

9. El equipo de acuerdo con la reivindicación 6, en el que el módulo de reenvío comprende un módulo de reenvío estándar de Ethernet, un módulo de reenvío múltiplex de Ethernet, un módulo de encaminamiento y reenvíode capa 3, un módulo de reenvío de multidifusión entre Redes de Área Local Virtual, un módulo de reenvío de Red de Área Local Virtual punto a punto, un módulo de reenvío de Red de Área Local Virtual doble punto a punto, unmódulo de reenvío de Red de Área Local Virtual punto a punto transparente o un módulo de reenvío de Red de Área Local Virtual doble punto a punto transparente; y

el equipo de conmutación y reenvío en Ethernet comprende uno cualquiera o una combinación de los módulos.

10. El equipo de acuerdo con la reivindicación 6, en donde el equipo de conmutación y reenvío en Ethernet se sitúa en un dispositivo de acceso, un dispositivo de agregación de Ethernet o un chip de conmutación y reenvío en Ethernet.

11. Un sistema de conmutación y reenvío en Ethernet que incluye un equipo de conmutación y reenvío en Ethernet de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 6 a 10.