Método y sistema de comunicación de datos con puertos virtuales.

Un sistema (100) de comunicación de datos con una serie de puertos de entrada/salida para procesar paquetes de datos entrantes que llegan a un primer puerto de entrada/salida (110-0;

110-1; 110-2; 110-3) para ser entregados a través de un segundo puerto de entrada/salida (110-0; 110-1; 110-2; 110-3), incluyendo dicho sistema:

un primer grupo de unidades de conmutación (110; 111; 112; 113) y

un segundo grupo de unidades de conmutación (114; 115; 116; 117), que están conectadas solamente a través de conexiones de comunicación (140; 141;...; 155) a otras unidades de conmutación (110; 111; 112; 113) de dicho sistema (100) de comunicación de datos,

donde cada unidad de conmutación (110; 111; 112; 113; 114; 115; 116; 117) tiene una serie de interfaces de entrada/salida (110-0; 110-1; 110-2; 110-3; 110-4; 110-5; 110-6; 110-7),

donde, por lo menos una de dicha serie de interfaces de entrada/salida (110-0; 110-1; 110-2; 110-3) de cada unidad de conmutación (110; 111; 112; 113) de dicho primer grupo, forma un puerto de entrada/salida de dicho sistema (100) de comunicaciones,

donde, por lo menos otra interfaz de entrada/salida (110-4; 110-5; 110-6; 110-7) de cada una de dichas unidades de conmutación (110; 111; 112; 113) de dicho primer grupo, está conectada a través de una conexión de comunicación (140; 141;...; 155) con una interfaz de entrada/salida (114-0; 115-0; 116-0; 117-0) de una de las unidades de conmutación (114; 115; 116; 117) de dicho segundo grupo, de manera que se forma una red que tiene, por lo menos, un bucle,

de manera que la red está dividida lógicamente, por lo menos, en dos subredes virtuales, donde, en funcionamiento, los elementos de red activos de cada subred virtual tienen una topología de árbol de expansión,

caracterizado porque:

cada unidad de conmutación (110; 111; 112; 113) de dicho primer grupo está configurada para asignar un paquete de datos entrante que llega a un puerto de entrada/salida (110-0; 110-1; 110-2; 110-3) concreto, a una subred virtual predeterminada de dichas, por lo menos, dos subredes virtuales.

Método y sistema de comunicación de datos con puertos virtuales Antecedentes de la Invención La presente invención se refiere a sistemas de comunicación de datos. En particular, a un sistema de comunicación de datos con una serie de unidades de conmutación y conexiones de comunicación que forman una red con, por lo menos, un bucle, de manera que la red está dividida lógicamente en, por lo menos, dos subredes virtuales, que forman cada una un árbol de expansión. Más en particular, la presente invención se refiere a una estructura de red de interconexión en un entorno Ethernet.

Internet está resultando ser la tecnología de red preferida para los desarrollos recientes de redes de área metropolitana y de redes de agrupaciones. Las economías de escala, la facilidad de suministro del servicio, el elevado ancho de banda, la facilidad de interconexión con LANs y la escalabilidad son algunas de las razones destacadas para esta posición preferencial de las redes Ethernet.

Aunque Ethernet es una tecnología preferida para redes metropolitanas y de agrupaciones, tiene ciertos inconvenientes importantes. Principalmente, el mecanismo de conmutación basado en árbol de expansión en las redes Ethernet utiliza como mucho N - 1 conexiones en una red de N conmutadores. Esta utilización limitada produce un desequilibrio de carga, que es poco práctico en redes MAN y de agrupaciones, desde el punto de vista del rendimiento.

El documento US 2002/163922 A1 describe un gestor de tráfico para un puerto de conmutación de entrada o salida de un conmutador de red, que recibe secuencias celulares derivadas de transmisión de datos de red y almacena cada célula en una memoria de célula.

El documento EP 1 049 299 A se refiere a un dispositivo de transmisión que implementa un mecanismo de control de flujo para agregar líneas troncales. El dispositivo de transmisión puede implementarse como un encaminador que incluye una entrada para recibir flujos de tráfico agregado, una salida para liberar los flujos de tráfico agregado a un punto de destino, y una unidad de control capaz de regular la frecuencia de liberación de paquetes desde la salida.

El documento EP 1 662 720 describe un método de conmutación de paquetes en un medio de transmisión, que comprende múltiples estaciones que se conectan utilizando conexiones diferentes. El método está caracterizado por el establecimiento de diferentes conexiones en medios iguales o diferentes, con características de comunicación diferentes en un solo medio, y por un proceso de conmutación de tramas asociado con conexiones, para permitir enviar tramas desde un conjunto de equipos conectados a un medio de transmisión, a cualquier otro conectado al mismo medio, incluso aunque no exista conexión directa entre ambos, llevándose a cabo todo el proceso en el nivel 2 del modelo OSI.

El documento "Viking: A Multi-Spanning-Tree Ethernet Architecture for Metropolitan Area and Cluster Networks" ("Viking: una arquitectura de Ethernet con múltiples árboles de expansión para redes de área metropolitana y de agrupaciones") , de Sharma y otros, IEEE INFOCOM 2004, presenta un sistema denominado 'Viking' que trata las cuestiones mencionadas anteriormente. La idea central del sistema Viking es utilizar múltiples árboles de expansión junto con tecnología VLAN, para maximizar la característica de rendimiento global de la red, mediante la utilización de múltiples conexiones redundantes. Además, Viking proporciona características de tolerancia a fallos, proporcionando un mecanismo para desviar sobre trayectorias alternativas la comunicación afectada, después de detectarse fallos. En efecto, Viking se esfuerza por proporcionar una solución de diseño de tráfico tolerante a fallos, para redes Ethernet metropolitanas y de agrupaciones. Viking depende de la tecnología LAN virtual para la selección de trayectorias de conmutación apropiadas. Convencionalmente, se utilizan VLAN para simplificar la administración de red, reducir costes de separación y mejorar la seguridad. Viking se desvía de este paradigma convencional y utiliza VLAN basadas en etiquetas para seleccionar la trayectoria de conmutación deseada entre un par de centrales finales. Todas las trayectorias que pueden potencialmente ser utilizadas como trayectorias de conmutación son absorbidas en diferentes árboles de expansión. Puesto que cada caso de árbol de expansión corresponde a una VLAN concreta, la selección explícita de una VLAN tiene como resultado una selección implícita en la trayectoria de conmutación asociada con el árbol de expansión correspondiente. En caso de fallos, las centrales finales necesitan simplemente cambiar el id de VLAN en las tramas subsiguientes para seleccionar una trayectoria de conmutación alternativa. Cada una de las centrales finales necesitan ejecutar un módulo de controlador de nodo Viking (VNC, Viking Node Controller) , que es responsable de la selección de VLAN durante el funcionamiento de la red.

El objetivo de la invención es dar a conocer un sistema de comunicación de datos con aplicabilidad mejorada en diferentes entornos informáticos.

Resumen de la invención El objetivo se consigue mediante un sistema y un método acordes con las reivindicaciones independientes. De acuerdo con la presente invención, se da a conocer un sistema de comunicación de datos que tiene una serie de puertos de entrada/salida para procesar paquetes de datos entrantes que llegan a un primer puerto de entrada/salida para ser entregados a través de un segundo puerto de entrada/salida. El sistema de la presente invención incluye un primer grupo de unidades de conmutación y un segundo grupo de unidades de conmutación. Cada unidad de conmutación tiene una serie de interfaces de entrada/salida de manera que, por lo menos uno de la serie de interfaces de entrada/salida de cada unidad de conmutación del primer grupo, forma un puerto de entrada/salida del propio sistema de comunicaciones. Por otra parte, por lo menos otra interfaz de entrada/salida de cada una de las unidades de conmutación del primer grupo está conectada, a través de una conexión de comunicación, con una interfaz de entrada/salida de una de las unidades de conmutación del segundo grupo, de manera que se forma una red que tiene, por lo menos, un bucle. La red está dividida lógicamente, por lo menos, en dos subredes virtuales. De acuerdo con la presente invención, cada unidad de conmutación del primer grupo está configurada para asignar un paquete de datos entrante que llega a un puerto de entrada/salida concreto, a una predeterminada de dichas, por lo menos, dos subredes virtuales. Una ventaja de la presente invención es la capacidad de utilizar de manera transparente el dispositivo de comunicación de datos mostrado, en diferentes entornos informáticos tales como agrupaciones de ordenadores, etc., sin el requisito de alterar ningún equipamiento externo.

En funcionamiento, los elementos de la red activos de cada una de las subredes virtuales forman una topología de árbol de expansión. Tal como se ha mencionado anteriormente, la presente invención está dirigida a su implementación en un entorno Ethernet. Por lo tanto, para cada subred virtual se permite solamente topología de árbol de expansión. Normalmente, esto se asegura ejecutando el protocolo de árbol de expansión, que desactiva aquellas conexiones que formarían un bucle. Por lo tanto, sería posible definir subredes virtuales con bucles, que serían eliminadas en la fase de arranque de la red. Preferentemente, las subredes virtuales están ya definidas sin bucles. Esto facilitaría y aceleraría la fase de arranque y puesta en funcionamiento de la red. Además, se garantizaría qué partes de cada subred virtual están activas durante el funcionamiento, independientemente del algoritmo utilizado en el protocolo de árbol de expansión.

El puerto de entrada/salida del sistema de comunicación de datos es básicamente una interfaz a través de la cual son enviados y recibidos datos. Los puertos de entrada/salida son utilizados para conectar el sistema de comunicación de datos de la presente invención, a redes de ordenadores o dispositivos informáticos individuales, tales como ordenadores personales, servidores, ordenadores centrales y similares. En otras palabras, el sistema de comunicación conecta entre sí redes y/o dispositivos informáticos acoplados a los puertos de entrada/salida individuales.

Para conseguir un ancho de banda elevado, cada puerto de entrada/salida es accesible desde otro puerto de entrada/salida a través de diferentes trayectorias físicas de comunicación, dentro del sistema de comunicación... [Seguir leyendo]

1. Un sistema (100) de comunicación de datos con una serie de puertos de entrada/salida para procesar paquetes de datos entrantes que llegan a un primer puerto de entrada/salida (110-0.

11. 1.

11. 2.

11. 3) para ser entregados a través de un segundo puerto de entrada/salida (110-0.

11. 1.

11. 2.

11. 3) , incluyendo dicho sistema:

un primer grupo de unidades de conmutación (110; 111; 112; 113) y un segundo grupo de unidades de conmutación (114; 115; 116; 117) , que están conectadas solamente a través de conexiones de comunicación (140; 141;...; 155) a otras unidades de conmutación (110; 111; 112; 113) de dicho sistema (100) de comunicación de datos, donde cada unidad de conmutación (110; 111; 112; 113; 114; 115; 116; 117) tiene una serie de interfaces de entrada/salida (110-0.

11. 1.

11. 2.

11. 3.

11. 4.

11. 5.

11. 6.

11. 7) , donde, por lo menos una de dicha serie de interfaces de entrada/salida (110-0.

11. 1.

11. 2.

11. 3) de cada unidad de conmutación (110; 111; 112; 113) de dicho primer grupo, forma un puerto de entrada/salida de dicho sistema (100) de comunicaciones, donde, por lo menos otra interfaz de entrada/salida (110-4.

11. 5.

11. 6.

11. 7) de cada una de dichas unidades de conmutación (110; 111; 112; 113) de dicho primer grupo, está conectada a través de una conexión de comunicación (140; 141;...; 155) con una interfaz de entrada/salida (114-0.

11. 0.

11. 0.

11. 0) de una de las unidades de conmutación (114; 115; 116; 117) de dicho segundo grupo, de manera que se forma una red que tiene, por lo menos, un bucle, de manera que la red está dividida lógicamente, por lo menos, en dos subredes virtuales, donde, en funcionamiento, los elementos de red activos de cada subred virtual tienen una topología de árbol de expansión, caracterizado porque:

cada unidad de conmutación (110; 111; 112; 113) de dicho primer grupo está configurada para asignar un paquete de datos entrante que llega a un puerto de entrada/salida (110-0.

11. 1.

11. 2.

11. 3) concreto, a una subred virtual predeterminada de dichas, por lo menos, dos subredes virtuales.

2. El sistema (100) acorde con la reivindicación 1, caracterizado porque los paquetes de datos entrantes que llegan a un puerto de entrada/salida (110-0.

11. 1.

11. 2.

11. 3) concreto, son asignados siempre a la misma subred virtual predeterminada de dichas, por lo menos, dos subredes virtuales.

3. El sistema (100) acorde con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque cada una de dichas interfaces de entrada/salida (110-4.

11. 5.

11. 6.

11. 7) de dichas unidades de conmutación (110; 111; 112; 113) de dicho primer grupo, pertenece a una subred virtual predeterminada de dichas, por lo menos, dos subredes virtuales.

4. El sistema (100) acorde con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque las interfaces de entrada/salida (110-0.

11. 1.

11. 2.

11. 3) de las unidades de conmutación (110; 111; 112; 113) de dicho primer grupo, forman los puertos de entrada/salida del sistema pertenecientes a todas las subredes virtuales.

5. El sistema (100) acorde con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque cada una de las otras interfaces de entrada/salida (110-4.

11. 5.

11. 6.

11. 7) de una unidad de conmutación (110; 111; 112; 113) concreta de dicho primer grupo pertenece a una sola subred virtual.

6. El sistema (100) acorde con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque cada una de dichas otras interfaces de entrada/salida (110-4.

11. 5.

11. 6.

11. 7) de una unidad de conmutación (110; 111; 112; 113) concreta de dicho primer grupo pertenece a subredes virtuales diferentes.

7. El sistema (100) acorde con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque cada conexión de comunicación (140; 141;...; 155) pertenece solamente a una subred virtual.

8. El sistema (100) acorde con la reivindicación 7, caracterizado porque cada una de dichas otras interfaces de entrada/salida (110-4.

11. 5.

11. 6.

11. 7) de las unidades de conmutación (110; 111; 112; 113) de dicho primer grupo pertenece a la misma subred virtual que la conexión de comunicación (140; 141;...; 155) respectivamente conectada.

9. El sistema (100) acorde con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque cada subred virtual permite la comunicación desde cualquiera de las unidades de conmutación (110; 111; 112; 113) de dicho primer grupo a todas las otras unidades de conmutación (110; 111; 112; 113) de dicho primer grupo, a través de, por lo menos, una unidad de conmutación (114; 115; 116; 117) de dicho segundo grupo.

10. El sistema (100) acorde con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque todos los puertos de entrada/salida (114-0.

11. 1;....

11. 7) de una unidad de conmutación (114; 115; 116; 117) concreta de dicho segundo grupo pertenecen a la misma subred virtual.

11. El sistema (100) acorde con la reivindicación 10, caracterizado porque cada unidad de conmutación (114; 115; 116; 117) de dicho segundo grupo pertenece a una subred virtual diferente.

12. El sistema (100) acorde con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque cada unidad de conmutación (110; 111; 112; 113) de dicho primer grupo tiene el mismo número de interfaces de entrada/salida (1100.

11. 1.

11. 2.

11. 3) que forman puertos de entrada/salida del sistema, y de otras interfaces de entrada/salida (110-4.

11. 5.

11. 6.

11. 7) que están conectadas a través de conexiones de comunicación respectivas con interfaces de entrada/salida (114-0.

11. 1;....

11. 7) de unidades de conmutación de dicho segundo grupo.

13. El sistema (100) acorde con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque cada una de dichas unidades de conmutación (114; 115; 116; 117) de dicho segundo grupo está conectada a través de una conexión de comunicación (140; 141;...; 155) con cada una de las unidades de conmutación de dicho primer grupo.

14. El sistema (100) acorde con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque dicho primer y dicho segundo grupos de elementos de conmutación (110; 111; 112; 113; 114; 115; 116; 117) , junto con dichas conexiones de comunicación (140; 141;...; 155) , forman una parte de una red de ordenadores.

15. El sistema (100) acorde con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque dicho primer y dicho segundo grupos de elementos de conmutación (110; 111; 112; 113; 114; 115; 116; 117) , junto con dichas conexiones de comunicación (140; 141;...; 155) , están dispuestos para formar una red cerrada.

16. El sistema (100) acorde con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque una o varias unidades de conmutación (110; 111; 112; 113; 114; 115; 116; 117) pueden estar formadas por un conmutador de red físico.

17. El sistema (100) acorde con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque dichas conexiones de comunicación (140; 141;...; 155) están formadas por conexiones cableadas.

18. El sistema (100) acorde con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque dichas subredes virtuales están formadas por redes locales virtuales en un entorno Ethernet.

19. Un método para manejar un sistema (100) de comunicación de datos con una serie de puertos de entrada/salida para procesar paquetes de datos entrantes que llegan a un primer puerto de entrada/salida (110-0.

11. 1.

11. 2.

11. 3) para ser entregados a través de un segundo puerto de entrada/salida (110-0.

11. 1.

11. 2.

11. 3) , comprendiendo dicho método:

- disponer un primer grupo de unidades de conmutación (110; 111; 112; 113) y un segundo grupo de unidades de conmutación (114; 115; 116; 117) , que están conectados solamente a través de conexiones de comunicación (140; 141;...; 155) a otras unidades de conmutación (110; 111; 112; 113) de dicho sistema (100) de comunicación de datos, donde cada unidad de conmutación (110; 111; 112; 113; 114; 115; 116; 117) tiene una serie de interfaces de entrada/salida (110-0.

11. 1.

11. 2.

11. 3.

11. 4.

11. 5.

11. 6.

11. 7) ,

donde, por lo menos una de dicha serie de interfaces de entrada/salida (110-0.

11. 1.

11. 2.

11. 3) de cada unidad de conmutación (110; 111; 112; 113) de dicho primer grupo, forma un puerto de entrada/salida de dicho sistema (100) de comunicaciones, donde, por lo menos otra interfaz de entrada/salida (110-4.

11. 5.

11. 6.

11. 7) de cada una de dichas unidades de conmutación (110; 111; 112; 113) de dicho primer grupo está conectada, a través de una conexión de comunicación (140; 141;...; 155) , con una interfaz de entrada/salida (114-0.

11. 0.

11. 0.

11. 0) de una de las unidades de conmutación (114; 115; 116; 117) de dicho segundo grupo, de manera que se forma una red que tiene, por lo menos, un bucle, de manera que la red está dividida lógicamente, por lo menos, en dos subredes virtuales, donde, en funcionamiento, los elementos de red activos de cada subred virtual tienen una topología de árbol de expansión, y

- configurar cada unidad de conmutación (110; 111; 112; 113) de dicho primer grupo para asignar un paquete de datos entrante que llega a un puerto de entrada/salida (110-0.

11. 1.

11. 2.

11. 3) concreto, a una subred virtual predeterminada de dichas, por lo menos, dos subredes virtuales.