Procedimiento y equipo para el establecimiento dinámico y para el control de grupos de comunicación de corta duración con transmisión asegurada.

Procedimiento para el establecimiento dinámico y para el control de grupos de comunicación de corta duración con transmisión asegurada,

estando conectados los nodos (KN) potencialmente participantes en un grupo de comunicación mediante un medio de transmisión común (UT), que posibilita una transmisión eficiente de mensajes de broadcast (difusión general) y/o multicast (multidifusión) (BC, MC) entre los nodos (KN), caracterizado porque el establecimiento dinámico de un grupo de comunicación se realiza mediante un nodo iniciador (IKN) en las siguientes etapas:

- envío de un mensaje de broadcast (BC), que contiene al menos un identificador del grupo (Group-ID), un identificador (ID) del nodo iniciador (IKN), información (Group-Info) sobre el grupo de comunicación y una dirección (ADR1) del nodo iniciador (IKN), a todos los nodos (KN) conectados con el nodo iniciador (IKN) a través del medio de transmisión común (UT)(12),

- análisis del mensaje de broadcast (BC) recibido a través de los nodos (KN) a los que puede llegarse a través del medio de transmisión común (UT), autentificándose por los mismos el nodo iniciador (IKN) (12),

- envío de retorno de un mensaje unicast (UC1) mediante nodos (KN) participantes en el grupo de comunicación al nodo iniciador (IKN), conteniendo el mensaje unicast (UC1) al menos un identificador (ID2) y una dirección (ADR2) del nodo participante (KN) (13),

- recepción de estos primeros mensajes unicast (UC1) y autentificación de los nodos (KN) participantes mediante el nodo iniciador (IKN)(13),

- envío de un segundo mensaje unicast (UC2), que incluye al menos un identificador de multicast (MC-ID), así como una clave de seguridad (SEC), a cada nodo (KN) participante en el grupo de comunicación mediante el nodo iniciador (IKN) (14).

PROCEDIMIENTO Y EQUIPO PARA EL ESTABLECIMIENTO DINAMICO Y PARA EL CONTROL DE GRUPOS DE COMUNICACION DE CORTA DURACION CON TRANSMISION ASEGURADA

Los trabajos que han conducido a esta invención se promovieron en función del acuerdo de ayuda financiera núm. 027662 dentro del Séptimo Programa Marco de la Comunidad Europea (RP7/2007 -2013) .

La invención se refiere a un procedimiento, así como a un equipo, para el establecimiento dinámico y para el control de grupos de comunicación de corta duración con transmisión asegurada, estando conectados los nodos potencialmente participantes en un grupo de comunicación mediante un medio de transmisión común. Este medio de transmisión posibilita entonces una transmisión eficiente de los llamados mensajes de broadcast (difusión general) y/o multicast (multidifusión) .

Actualmente se diseñan, desarrollan y utilizan en el ámbito de la telecomunicación más y más clases diferentes de redes de comunicación móviles, así como redes por línea física. Al respecto se entiende bajo red de comunicación por definición un concepto general que abarca todos los recursos mediante los cuales se ponen a disposición de los usuarios servicios con características de servicios relativas a fines de comunicación o bien para la transmisión de datos.

Para poder proporcionar al usuario estos servicios independientemente de su lugar de estancia en cada momento, es necesaria una colaboración entre redes de comunicación como por ejemplo Personal Area Networks (PAN, redes de área personal) , que por ejemplo pueden constituirse y descomponerse mediante aparatos como PDAs o teléfonos móviles ad-hoc mediante técnicas de transmisión de línea física (por ejemplo USB, FireWire, etc.) o 25 también mediante técnicas inalámbricas (por ejemplo IrDA, Bluetooth, etc.) , Body Area Networks (BAN, redes de área corporal) , Sensor Area Networks (SAN, redes de área de sensores) . Las redes de comunicación y también los llamados grupos de comunicación formados por distintos aparatos como por ejemplo PDAs, teléfonos móviles, laptops, etc. se forman para diversos fines -como por ejemplo: cuando un grupo de pasajeros de un tren establece un grupo local de comunicación mediante sus PANs, para jugar conjuntamente a un juego electrónico; cuando durante una feria especializada expertos situados en distintos lugares de emplazamiento sobre el terreno de una feria forman con su equipo electrónico (por ejemplo laptop, PDA, etc.) un grupo de comunicación para fines de debate; cuando los empleados de una firma, por ejemplo de distintos departamentos, forman con su equipo electrónico (por ejemplo laptop, PDAs, etc.) un grupo dinámico, para observar y discutir un suceso casual (por ejemplo redacciones sobre la evolución, activadas mediante un programa de software) o cuando en una sala de salida de vuelos de un aeropuerto internacional algunos pasajeros forman un grupo de comunicación para intercambiar informaciones sobre destinos de vuelo, etc.

Todos estos escenarios indicados a modo de ejemplo tienen algunas características en común:

-Los nodos que participan en un grupo de comunicación no tienen por qué conocerse entre sí necesariamente antes de establecerse este grupo de comunicación (por ejemplo identificadores, direcciones electrónicas, claves de seguridad, etc. no se conocen previamente) para intercambiar por ejemplo informaciones dentro del grupo de comunicación formado. El concepto "nodo" designa al respecto tanto un aparato terminal utilizado por un usuario, como por ejemplo PDA, laptop, teléfono móvil, computadora, etc., como también una red de

comunicaciones, como por ejemplo PAN, BAN, SAN, etc., que incluye varios aparatos (por ejemplo laptop, PDA, teléfono móvil, etc.) . -Un nodo o bien el equipo utilizado para la comunicación dispone sólo de un alcance limitado. Además están conectados los nodos a través de un medio de transmisión común, como por ejemplo mediante un enlace de Ethernet o dentro de un área alimentada a través de un punto de acceso hacia una LAN inalámbrica.

-No puede presuponerse la existencia de servicios de infraestructura generales, como los que pone por ejemplo Internet a disposición. -El grupo de comunicación se establece, según necesidades, dinámicamente y existe sólo por un tiempo relativamente corto. -La comunicación dentro del grupo de comunicación se realiza según el principio peer-to-peer (punto a punto) y 55 la transmisión debe realizarse de manera asegurada, es decir, no debe ser posible que un nodo que no participa en el grupo de comunicación escuche la comunicación que se realiza dentro del grupo de comunicación.

-El establecimiento y el control del grupo de comunicación deben realizarse dinámica y automáticamente, ya que a los usuarios que participan la mayoría de las veces no puede presuponérseles experiencia, o sólo muy poca, en el ámbito de la gestión de redes.

Además es necesario que el medio de transmisión al que están conectados los nodos proporcione un mecanismo eficiente para transmitir los llamados mensajes broadcast (difusión general) y multicast (multidifusión) , ya que por un lado no puede preverse cuántos nodos participarán en un grupo de comunicación. Por otro lado, la comunicación dentro del grupo de comunicación puede realizarse también desde un nodo a todos los demás nodos del grupo de 65 comunicación, por ejemplo cuando un nodo inicia un grupo de comunicación, para invitar a otros nodos a una información de video con debate.

El broadcast, conocido también bajo el concepto de "difusión general", designa la transmisión de un mensaje electrónico o bien el contenido de idénticas copias de este mensaje desde un nodo emisor a todos los nodos de una red de comunicación o bien de varias redes de comunicación que colaboran. Un llamado mensaje de broadcast se utiliza en redes de comunicaciones predominantemente cuando las direcciones de los nodos receptores aún no se conocen. Igualmente se utilizan mensajes de broadcast para una transmisión sencilla de informaciones a todos los nodos de una red de comunicaciones o bien de varias redes de comunicación que colaboran. Cada nodo en el que se recibe un mensaje de broadcast debe aceptar a continuación este mensaje y decidir si ha de procesar el mensaje. Si el nodo receptor no reconoce que tiene competencia alguna para este mensaje, se rechaza el mensaje.

Bajo multicast, conocido también bajo el concepto de "llamada de grupo", se entiende la transmisión de un mensaje electrónico o bien de un contenido de copias idénticas de este mensaje desde un nodo emisor a un grupo de nodos receptores.

Cuando se transmite un mensaje punto-a-punto, es decir, desde un nodo emisor a un nodo receptor, entonces se denomina este mensaje también mensaje unicast o de monodifusión.

La ventaja de los mensajes broadcast o multicast reside en que un mensaje puede enviarse simultáneamente a todos los nodos de una red de comunicación o bien a varios nodos o a todos los nodos de un grupo. Esto significa que en el lado del nodo emisor por lo general solamente se necesita una anchura de banda idéntica a la correspondiente al envío del mensaje electrónico a los distintos receptores. Por lo tanto en mensajes broadcast o multicast no es necesario escalar la anchura de banda necesaria al aumentar la cantidad de nodos receptores, especialmente cuando los mensajes se transmiten a través de un medio de transmisión común.

En general se formula la cuestión de cómo pueden establecerse y controlarse caso necesario grupos de comunicación a formar a corto plazo con transmisión asegurada de forma dinámica y de la manera más eficiente, partiendo de un nodo, un llamado nodo iniciador.

Por el documento EP-A2-0 952 718 se conoce un procedimiento multicast eficiente y seguro. Para ello se utiliza un nodo para establecer y controlar grupos de transmisión formados de corta duración y con transmisión asegurada.

Según el estado de la técnica, el establecimiento automático y dinámico así como el control de grupos de comunicación formados con corta duración, así como la transmisión asegurada de mensajes multicast dentro del grupo de comunicación, no se ven apoyados. El establecimiento de grupos de comunicación se realiza hoy en día estáticamente, es decir, es necesario registrar los nodos antes de establecer el grupo de comunicación, para poder intercambiar informaciones por ejemplo en forma de mensajes multicast. Este registro (por ejemplo puesta en conocimiento de distintivo y dirección del nodo) debe realizarlo la mayoría de las veces el usuario antes de participar en el grupo de comunicación, presuponiéndose a menudo un know-how específico.

Los procedimientos existentes para transmitir... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para el establecimiento dinámico y para el control de grupos de comunicación de corta duración con transmisión asegurada, estando conectados los nodos (KN) potencialmente participantes en un grupo de comunicación mediante un medio de transmisión común (UT) , que posibilita una transmisión eficiente de mensajes de broadcast (difusión general) y/o multicast (multidifusión) (BC, MC) entre los nodos (KN) , caracterizado porque el establecimiento dinámico de un grupo de comunicación se realiza mediante un nodo iniciador (IKN) en las siguientes etapas:

-envío de un mensaje de broadcast (BC) , que contiene al menos un identificador del grupo (Group-ID) , un identificador (ID) del nodo iniciador (IKN) , información (Group-Info) sobre el grupo de comunicación y una dirección (ADR1) del nodo iniciador (IKN) , a todos los nodos (KN) conectados con el nodo iniciador (IKN) a través del medio de transmisión común (UT) (12) ,

-análisis del mensaje de broadcast (BC) recibido a través de los nodos (KN) a los que puede llegarse a través del medio de transmisión común (UT) , autentificándose por los mismos el nodo iniciador (IKN) (12) ,

- envío de retorno de un mensaje unicast (UC1) mediante nodos (KN) participantes en el grupo de comunicación al nodo iniciador (IKN) , conteniendo el mensaje unicast (UC1) al menos un identificador (ID2) y una dirección (ADR2) del nodo participante (KN) (13) , -recepción de estos primeros mensajes unicast (UC1) y autentificación de los nodos (KN) participantes mediante el nodo iniciador (IKN) (13) ,

- envío de un segundo mensaje unicast (UC2) , que incluye al menos un identificador de multicast (MC-ID) , así como una clave de seguridad (SEC) , a cada nodo (KN) participante en el grupo de comunicación mediante el nodo iniciador (IKN) (14) .

2. Procedimiento según la reivindicación 1,

caracterizado porque para un arranque sincronizado del grupo de comunicación mediante el nodo iniciador (IKN) se envía un mensaje multicast (MC) especial, codificado, a todos los nodos (KN) que participan en el grupo de comunicación.

3. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el nodo iniciador (IKN) envía los identificadores de todos los nodos (KN) que participan en el grupo de comunicación a todos los nodos (KN) que participan en el grupo de comunicación.

4. Procedimiento según la reivindicación 1,

caracterizado porque - para una ampliación continua de un grupo de comunicación existente, envía el nodo iniciador (IKN) a intervalos de tiempo periódicos un mensaje de broadcast (BC) , que contiene al menos un identificador del grupo (Group-ID) , un identificador (ID1) del nodo iniciador (IKN) , información (Group-Info) sobre el grupo de comunicación y una dirección (ADR1) del nodo iniciador (IKN) , a través del medio de transmisión (UT) común, -para entrar en el grupo de comunicación existente, envían los nodos (KN) un primer mensaje unicast (UC1) , que incluye al menos un identificador (ID2) y una dirección (ADR2) del nodo (KN) que participa al nodo iniciador (IKN)

-y porque a continuación estos nodos (KN) son autentificados por el nodo iniciador (IKN) y se envía un segundo mensaje unicast (UC2) , que contiene al menos el identificador multicast (MC-ID) , así como la clave 45 de seguridad (SEC) del grupo de comunicación, a estos nodos (KN) .

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3,

caracterizado porque

-un nodo (KN1) que abandona el grupo de comunicación, envía un tercer mensaje especial de unicast (UC3) , que contiene al menos su identificador (ID3) , al nodo iniciador (IKN) (21, 22) , -a continuación el nodo iniciador (IKN) , tras recibir este tercer mensaje de unicast (UC3) , autentifica el correspondiente nodo (KN1) y se borran las informaciones correspondientes a este nodo (KN1) (23) , -el nodo iniciador (IKN) genera una nueva clave de seguridad (nSEC1) y la envía codificada mediante un cuarto mensaje de unicast (UC4) a cada nodo (KN2) que permanece en el grupo de comunicación (24) . 55

6. Procedimiento según la reivindicación 5, caracterizado porque en el cuarto mensaje de unicast (UC4) , junto con la nueva clave de seguridad (nSEC1) , se envían informaciones sobre el nodo (KN1) que ha abandonado el grupo de comunicación (24) .

7. Procedimiento según la reivindicación 5, caracterizado porque al abandonar el grupo de comunicación un nodo (KN1) se modifican, además de la clave de seguridad (nSEC1) , también el identificador de multicast (MC-ID) y/o el identificador del grupo.

8. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 6, 65 caracterizado porque

-el nodo iniciador (IKN) que abandona el grupo de comunicación envía a todos los nodos participantes en el grupo de comunicación (nIKN, KN3) un mensaje multicast (MC) especial que incluye al menos su identificador (ID4) y una consulta relativa a la transferencia de funciones (31) ,

-todos los nodos (nIKN) que pueden asumir la función de iniciador envían al nodo iniciador (IKN) un quinto 5 mensaje unicast especial (UC5) que incluye al menos su identificador (ID5) (32) ,

-tras recibir este quinto mensaje unicast (UC5) y autentificar los nodos (nIKN) que contestan, el nodo iniciador (IKN) elige, según un procedimiento previamente determinado, a partir de estos nodos (nIKN) que contestan, un nuevo nodo iniciador (33) ,

-a continuación y mediante un sexto mensaje unicast (UC6) transmite el nodo iniciador (IKN) al nuevo nodo

iniciador (nIKN) informaciones sobre el grupo de comunicación y sobre los nodos participantes (KN3) (34) , -a continuación el nuevo nodo iniciador (nIKN) asume la función de iniciador y genera una nueva clave de seguridad (nSEC2) (36) , que se codifica mediante un séptimo mensaje unicast (UC7) y se envía junto con informaciones sobre el nuevo nodo iniciador (nIKN) a cada uno de los nodos (KN3) existentes en el grupo de comunicación (37) .

9. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque durante el establecimiento y/o al abandonarse el grupo de comunicación, se utiliza un sistema de encriptación asimétrico.

10. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque dentro del grupo de comunicación se utiliza un sistema de encriptación simétrico.

11. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 9,

caracterizado porque como medio de transmisión común (UT) se utiliza un medio de la capa de seguridad 25 (Data Link Layer, capa de enlace para la transmisión de datos) .

12. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque como medio de transmisión común (UT) se utiliza un canal de transmisión por radio.

13. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque como medio de transmisión común (UT) se utiliza un bus de datos.

14. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque los mensajes de broadcast, multicast y unicast se envían utilizando el estándar de Ethernet (IEEE802.3) o el estándar de la Wireless Local Area Network o red inalámbrica de área local (WLAN, IEEE802.11) .

15. Nodo iniciador (IKN) para el establecimiento dinámico y para el control de grupos de comunicación de corta duración con transmisión asegurada, 40 caracterizado porque están previstos al menos los siguientes componentes lógicos:

-un equipo central de gestión (CPC) para la interacción con aplicaciones, componentes o usuarios del nodo (KN) y para controlar y procesar mensajes que se intercambian entre los nodos (KN) que participan en un grupo de comunicación conectados mediante un medio de transmisión (UT) común,

-un equipo (PM) para gestionar y para memorizar diversos procedimientos relativos al establecimiento y 45 control de grupos de comunicación, -un equipo de gestión de la información del grupo (GM) para gestionar y memorizar todas las informaciones sobre aquellos grupos de comunicación en los que participa el nodo iniciador (IKN) , -un equipo (KG) para generar la clave de seguridad (SEC, nSEC1, nSEC2) para la transmisión asegurada de mensajes dentro del grupo de comunicación.

50. un equipo para generar mensajes (MB) , destinado a generar mensajes de broadcast, multicast y unicast, -un equipo para transmitir mensajes (MT) , destinado a transmitir mensajes de broadcast, multicast y unicast, en el que

-el equipo central de gestión (CPC) está configurado para activar (trigger) un mensaje de broadcast (BC) para el equipo generador de mensajes (MB) , que contiene al menos un identificador de grupo (Group-ID) , 55 un identificador (ID1) del nodo iniciador (IKN) , información (Group-Info) sobre el grupo de comunicación y

una dirección (ADR1) del nodo iniciador (IKN) , -transmitiendo el equipo transmisor de mensajes (MT) el mensaje de broadcast (BC) a todos los nodos (KN) unidos con el nodo iniciador (IKN) a través del medio de transmisión común (UT) , -un equipo receptor de mensajes (MR) para recibir mensajes de broadcast, multicast y unicast desde el 60 medio de transmisión (UT) , -y un equipo de procesamiento (IMA) para analizar los mensajes de broadcast, multicast y unicast que llegan, así como las informaciones que contienen los mismos.