Sistema de comunicaciones, elemento de red y procedimiento para facilitar el encaminamiento de paquetes de datos.

Sistema de comunicaciones, elemento de red y procedimiento para facilitar el encaminamiento de paquetes de datos.

Un sistema, elemento de red y procedimiento para facilitar la transmisión de datos de una primera red de datos que utiliza un primer mecanismo de transporte de datos a una segunda red de datos que utiliza un segundo mecanismo de transporte de datos, que incluye: mapear un paquete de datos de la primera red de datos a la segunda red de datos asignando etiquetas primera y segunda al paquete de datos; mapear una primera porción de información de calidad de servicio relativa al paquete de datos de la primera red a un campo en la primera etiqueta; y mapear una segunda porción de la información de calidad de servicio para el paquete de datos de la primera red a un campo en la segunda etiqueta. Preferiblemente, el primer mecanismo de transporte de datos es IP y el segundo mecanismo de transporte de datos es MPLS o Ethernet. La información de calidad de servicio de la primera red de datos en ambas etiquetas primera y segunda puede ser utilizada para aplicar una calidad de servicio correspondiente por elementos de red de la segunda red de datos. Ventajosamente, cuando la primera porción de información de calidad de servicio tiene 3 bits de longitud, y la segunda porción de información de calidad de servicio tiene 3 bits de longitud, esto permite aplicar hasta 64 clases de calidad de servicio en la segunda red.

Sistema de comunicaciones, elemento de red y procedimiento para facilitar el encaminamiento de paquetes de datos

Campo de la invención

La presente invención se refiere a la transmisión de datos a través de redes de distinto tipo. En concreto, la presente invención se refiere a la transmisión de datos a través de redes de distinto tipo, de modo que se mantengan los parámetros de calidad de servicio. Todavía más concretamente, la presente invención se refiere a la transmisión de datos de una red de protocolo de Internet (IP, del inglés "Internet Protocol) a una red con un mecanismo diferente de transporte de datos, tal como Ethernet o conmutación por etiquetas multiprotocolo, MPLS (del inglés "Multiprotocol Label Switching), de modo que retengan todas las clases de tráfico, o al menos la mayoría de ellas, utilizadas por el protocolo de Internet.

Antecedentes

Los requerimientos de calidad de servicio para redes de transporte son importantes para muchos productos y servicios que utilizan redes de comunicaciones, particularmente productos y servicios en los campos de M2M (máquina a máquina), automoción, mHealth (del inglés "mobile health, que se refiere a procedimientos relacionados con la medicina y la salud pública soportados por dispositivos de comunicación móvil), computación en la nube y virtualización de redes.

El protocolo de Internet (IP) es un protocolo empleado extensivamente para transmitir datos a través de redes. Es un protocolo de encaminamiento que encapsula paquetes de datos con direcciones de fuente y destino con el fin de encaminar los paquetes a través de la red. En el protocolo de Internet se proporciona típicamente una calidad de servicio por medio del mecanismo de servicio diferenciado (DiffServ). DiffServ clasifica el tráfico de datos, colocando cada paquete de datos en una clase de tráfico de un número limitado de clases de tráfico. Cada encaminador (también denominado con la palabra inglesa "router) en la red está configurado para diferenciar el tráfico en base a las clase designada para cada paquete, en lugar de diferenciar el tráfico de red en base a los requerimientos de un flujo individual. Cada clase de tráfico puede ser gestionada de modo diferente, asegurando un

tratamiento preferente para un tráfico de alta prioridad.

DiffServ utiliza un campo de 6 bits (campo DS) en la cabecera de un paquete encapsulado en IP a los efectos de clasificar la calidad de servicio. Este campo de 6 bits permite soportar hasta 64 clases diferentes. A este respecto, el punto de código de servicios diferenciados (DSCP, del inglés DiffServ Code Point) es un campo de 8 bits, en el que 3 bits son los puntos de código de selector de clase (CS, del inglés Class Selector), otros 3 bits son la precedencia de descarte (DP, del inglés Drop Precedence) y 2 bits designados bien como sin uso actual (CU, del inglés Currently Unused) o bien, para IPv4 e IPv6, como una notificación de congestión explícita (ECN, del inglés Explicit Congestión Notification).

Las aplicaciones y uso de las 64 categorías de tráfico diferentes del protocolo de Internet se definen en las normas RFC 2597, RFC 2598 y RFC 2474.

El protocolo de Internet ha sido utilizado extensivamente por proveedores de redes de telecomunicaciones en sus redes terrestres para la transmisión de datos, sin embargo, en la actualidad hay una transición del protocolo de Internet a conmutación por etiquetas multiprotocolo (MPLS). Como el protocolo de Internet se continuará utilizando en muchas redes concurrentes, existe una necesidad de poder transferir de modo efectivo datos entre redes IP y redes MPLS.

En MPLS, una etiqueta de 4 bytes se anexa a los paquetes de datos, en donde se proporciona un campo de valor de etiqueta no estructurada de 20 bits, así como 3 bits para uso experimental (EXP), un bit para indicar el fondo de la pila (S, del inglés Stack) y 8 bits para un campo de tiempo de vida (TTL, del inglés Time To Uve). Una ilustración de esta etiqueta se proporciona en la figura 1.

En la actualidad, el campo EXP de 3 bits se utiliza como un campo de clase de servicio en la etiqueta MPLS. Cuando los paquetes de IP se mapean a tal etiqueta MPLS, solo es posible mapear una porción del DSCP, típicamente el campo de punto de código de selector de clase CS. Por lo tanto, mientras que el protocolo de Internet soporta hasta 64 clases de servicio diferentes (esto es, el campo DSCP de 6 bits permite 26 = 64 clases diferentes), MPLS solo soporta 8 (esto es, el campo de 3 bits sólo permite 23 = 8 clases). Por lo tanto, MPLS esencialmente sólo puede mapear directamente los puntos de código de selector de clase, pero no los puntos de código de precedencia de descarte. Por lo tanto, se pierde capacidad de diferenciación de servicios al mapear paquetes de IP a MPLS, ya que las 64 clases de servicio diferentes deben ser reducidas tan sólo a 8.

Un problema correspondiente existe en relación con la transferencia efectiva de datos entre redes IP y redes Ethernet. El estándar Ethernet, como se define en IEEE 802.1p, es similarmente capaz tan solo de soportar hasta 8 clases de servicio diferentes, debido a que solo hay un campo de 3 bits para calidad de servicio, QoS, (del inglés, "quality of service). Por tanto, existe una necesidad de mejorar la calidad de servicio en el mapeado entre mecanismos de transporte de datos, y concretamente al mapear de IP a un mecanismo de transporte de datos que proporciona menos clases de servicio. Más concretamente, esta necesidad se aplica al mapeado para redes IP/MPLS, y las redes IP/Ethernet.

Resumen de la invención

De acuerdo con un primer aspecto, la presente invención proporciona un procedimiento para facilitar el encaminado de un paquete de datos utilizando un elemento de red situado en una segunda red de datos, en el que el paquete de datos recibido ha sido transmitido a través de una primera red de datos que utiliza un primer mecanismo de transporte de datos hasta la segunda red de datos que utiliza un segundo mecanismo de transporte de datos, y el paquete recibido ha sido adaptado para su uso por la segunda red de datos, tal que el procedimiento incluye que el elemento de red: lea un primer campo de una primera etiqueta asociada con el paquete de datos; y si el primer campo indica que el paquete de datos está siendo trasmitido de acuerdo con una configuración de calidad de servicio dada, lea un segundo campo de una segunda etiqueta; y utilice los datos de los campos primero y segundo en combinación con el fin de proporcionar una calidad de servicio mejorada para el paquete de datos.

Preferiblemente la configuración de calidad de servicio dada es un reenvío garantizado y el procedimiento incluye además reconocer el primer campo como definitorio de una clase de reenvío garantizado en virtud de un valor del primer campo, tal que el reconocimiento sirve como desencadenante para leer el segundo campo de la segunda etiqueta. Ventajosamente, la presente invención permite asociar un número aumentado de campos de QoS con un paquete de datos con el fin de proporcionar una calidad de servicio mejorada para ese paquete. Se necesita hacer cambios mínimos en los nodos/elementos de red con el fin de soportar este aspecto de la invención: los nodos de red sólo necesitan ser programados de modo que reconozcan una entrada o valor en el primer campo del primer paquete de datos como definitorio de una clase de reenvío garantizado.

En otro aspecto, la presente invención proporciona un procedimiento para facilitar la

transmisión de datos de una primera red de datos que utiliza un primer mecanismo de transporte de datos a una segunda red de datos que utiliza un segundo mecanismo de transporte de datos, que incluye: mapear un paquete de datos de la primera red de datos a la segunda red de datos asignando etiquetas primera y segunda al paquete de datos; mapear una primera porción de información de calidad de servicio relativa al paquete de datos de la primera red a un campo en la primera etiqueta; y mapear una segunda porción de la información de calidad de servicio para el paquete de datos de la primera red a un campo en la segunda etiqueta.

Idealmente, se combina la información de calidad de servicio de la primera red de datos tanto en la primera como en la segunda etiqueta, y consecuentemente se utiliza para aplicar una calidad de servicio correspondiente por elementos de red de la segunda red de datos. Ventajosamente, cuando la primera porción de la información de calidad de servicio tiene 3 bits de longitud, y la segunda porción de la información de calidad de servicio tiene 3 bits de longitud, esto permite aplicar hasta 64 clases de calidad de servicio en la segunda red.

Preferiblemente el primer mecanismo de transporte de datos... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento para facilitar el encaminamiento de un paquete de datos que se transmite de una primera red de datos que utiliza un primer mecanismo de transporte de datos a una segunda red de datos que utiliza un segundo mecanismo de transporte de datos, que incluye:

mapear el paquete de datos de la primera red de datos a la segunda red de datos asignando etiquetas primera y segunda al paquete de datos;

mapear una primera porción de información de calidad de servicio relativa al paquete de

la primera red de datos a un primer campo en la primera etiqueta; y

mapear una segunda porción de la información de calidad de servicio para el paquete de

datos de la primera red de datos a un segundo campo en la segunda etiqueta;

en el que el primer mecanismo de transporte de datos es protocolo de Internet, IP.

2. Un procedimiento de acuerdo a la reivindicación 1 que además incluye los siguientes pasos realizados por un elemento de red situado en la segunda red de datos, en el que el paquete de datos recibido ha sido transmitido a través de la primera red de datos hasta la segunda red de datos:

leer el primer campo de la primera etiqueta asociada con el paquete de datos; y si el primer campo indica que el paquete de datos está siendo transmitido de acuerdo con una configuración de calidad de servicio dada, leer el segundo campo de la segunda etiqueta; y

utilizar los datos de los campos primero y segundo en combinación con el fin de proporcionar una calidad de servicio mejorada para el paquete de datos.

3. El procedimiento de la reivindicación 2, en el que la configuración de calidad de servicio dada es reenvío garantizado y el procedimiento incluye además reconocer el primer campo como definitorio de una clase de reenvío garantizado en virtud de un valor del primer campo, tal que el reconocimiento sirva como detonante para leer el segundo campo de la segunda etiqueta.

4. El procedimiento de cualquier reivindicación precedente, que incluye además aplicar una calidad de servicio al paquete transmitido a través de la segunda red utilizando la información de calidad de servicio en ambas etiquetas primera y segunda.

5. El procedimiento cualquier reivindicación precedente, en el que la información de

calidad de servicio de la primera red de datos tanto la primera como en la segunda etiqueta se puede utilizar para aplicar una calidad de servicio correspondiente por elementos de red de la segunda red de datos.

6. El procedimiento de cualquier reivindicación precedente, en el que la primera porción de información de calidad de servicio tiene 3 bits de longitud, y la segunda porción de información de calidad de servicio tiene 3 bits de longitud, y el procedimiento incluye utilizar las porciones primera y segunda de información de calidad de servicio de las etiquetas primera y segunda en combinación con el fin de aplicar hasta 64 clases de calidad de servicio para la transmisión de paquetes de datos a través de la segunda red.

7. El procedimiento de cualquier reivindicación precedente, que incluye además incorporar un indicador en la primera etiqueta con el fin de indicar que se incluye asimismo información de calidad de servicio en la segunda etiqueta.

8. El procedimiento de cualquier reivindicación precedente, en el que las etiquetas primera y segunda tienen el mismo formato, y el segundo campo en la segunda etiqueta donde se mapea la segunda porción de la información de calidad de servicio es el campo en la segunda etiqueta correspondiente al primer campo en la primera etiqueta donde se mapea la primera porción de la información de calidad de servicio.

9. El procedimiento de cualquier reivindicación precedente, en el que la primera porción de información de calidad de servicio es mapeada de una primera porción de un campo de calidad de servicio del paquete de datos de la primera red y la segunda porción de información de calidad de servicio es mapeada de una segunda porción del campo de calidad de servicio.

10. EI procedimiento de cualquier reivindicación precedente, en el que el segundo mecanismo de transporte de datos es conmutación por etiquetas multiprotocolo, MPLS.

11. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en el que el segundo mecanismo de transporte de datos es Ethernet.

12. Un elemento de red situado en una segunda red de datos, y adaptado para facilitar el encaminamiento de un paquete de datos recibido, en el que el paquete de datos recibido ha sido transmitido a través de una primera red de datos que utiliza un primer mecanismo de transporte de datos a la segunda red de datos que utiliza un segundo mecanismo de

transporte de datos, y el paquete recibido ha sido adaptado para su uso por la segunda red de datos, estando configurado el elemento para:

leer un primer campo de una primera etiqueta asociada con el paquete de datos; y si el primer campo indica que el paquete de datos está siendo transmitido de acuerdo con una configuración de calidad de servicio dada, leer un segundo campo de una segunda etiqueta; y

utilizar los datos de los campos primero y segundo en combinación con el fin de

proporcionar una calidad de servicio mejorada para el paquete de datos;

en el que el primer mecanismo de transporte de datos es protocolo de Internet, IP.

13. Un sistema de comunicaciones que incluye al menos elementos de red primero y segundo situados en una segunda red de datos, que están adaptados para facilitar el encaminamiento de un paquete de datos recibido, cuando el paquete de datos recibido ha sido transmitido a través de una primera red de datos que utiliza un primer mecanismo de transporte de datos a una segunda red de datos que utiliza un segundo mecanismo de transporte de datos, tal que:

el primer elemento de red está configurado para adaptar el paquete de datos recibido para su uso en la segunda red de datos mediante:

mapear el paquete de datos recibido de la primera red de datos a la segunda red de

datos asignando etiquetas primera y segunda al paquete de datos;

mapear una primera porción de información de calidad de servicio relativa al paquete de

datos de la primera red a un primer campo en la primera etiqueta;

mapear una segunda porción de la información de calidad de servicio para el paquete de

datos de la primera red a un segundo campo en la segunda etiqueta; y

reenviar el paquete adaptado hacia el elemento de la segunda red de datos;

el segundo elemento de red está configurado para:

leer el primer campo de la primera etiqueta asociada con el paquete de datos adaptado; si el primer campo indica que el paquete de datos está siendo transmitido de acuerdo con una configuración de calidad de servicio dada, leer el segundo campo de la segunda etiqueta; y

utilizar los datos de los campos primero y segundo en combinación con el fin de proporcionar una calidad de servicio mejorada para el paquete de datos; en el que el primer mecanismo de transporte de datos es protocolo de Internet, IP.

14. El sistema de comunicaciones de la reivindicación 13 en el que la segunda red de datos utiliza un mecanismo de transporte de datos de conmutación por etiquetas

multiprotocolo, MPLS o un mecanismo de transporte de datos de Ethernet, y el paquete de datos ha sido transmitido desde la primera red de datos utilizando un mecanismo de transporte de datos de protocolo de Internet, y adaptado para su uso por la segunda red de datos, tal que los campos de calidad de servicio primero y segundo corresponden a 5 campos de calidad de servicio del protocolo de Internet.