BRPI0607337A2 - mÉtodo, nà de borda de acesso e nà de acesso para executar agregaÇço de trÁfego de dados atravÉs de um domÍnio de acesso usando ligaÇÕes de serviÇo - Google Patents

Abstract

MÉTODO, Nà DE BORDA DE ACESSO E Nà DE ACESSO PARA EXECUTAR AGREGAÇçO DE TRÁFEGO DE DADOS ATRAVÉS DE UM DOMÍNIO DE ACESSO USANDO LIGAÇÕES DE SERVIÇO. A presente invenção relaciona-se a um método e nós para executar agregação de tráfego de dados através de um domínio de acesso usando ligações de serviço. No recebimento de uma mensagem relacionada a pedido de serviço em um nó de borda de acesso para um primeiro dispositivo de um domínio de usuário, a mensagem relacionada a pedido de serviço identificando o primeiro dispositivo do domínio de usuário e um dos domínios de provedor de serviço, uma ligação de serviço é criada no nó de borda de acesso. A ligação de serviço rege tráfego de dados entre o primeiro dispositivo do domínio de usuário e o domínio de provedor de serviço cometendo um nó de acesso servindo o domínio de usuário e o nó de borda de acesso de uma maneira de administrar tráfego de dados entre eles através do domínio de acesso. Um nó de acesso servindo o domínio de usuário para o qual a mensagem relacionada a pedido de serviço é recebida é informado da ligação de serviço criada. A ligação de serviço criada é obrigada no nó de acesso e no nó de borda de acesso para tráfego de dados através do domínio de acesso entre o primeiro dispositivo do domínio de usuário e o domínio de provedor de serviço removendo um endereço de MAC de dispositivo de usuário de mensagens de Unidifusão trocadas entre eles através do domínio de acesso e substituindo com um endereço de MAC virtual reconhecido pelo nó de acesso e pelo nó de borda de acesso.

Description

"MÉTODO, NÓ DE BORDA DE ACESSO E NÓ DE ACESSO PARA EXECUTAR AGREGAÇÃO DE TRÁFEGO DE DADOS ATRAVÉS DE UM DOMÍNIO DE ACESSO USANDO LIGAÇÕES DE SERVIÇO"

Declaração de prioridade sob 35 U.S.C. S.119(e) e 37 C.F.R. S.1.78

Este Pedido de patente não provisório reivindica prioridade baseado nos Pedidos de patente provisórios US anteriores intitulados 'Poly project' e 'Access node-edge node complex protocol (AEP)', tendo número de pedido respectivo 60/651.971, depositado em 14 de fevereiro de 2005, nos nomes de Sylvain Monette, Mathieu Giguere, Martin Julien e Benoit Tremblay, e Pedido número 60/674.307, depositado em 25 de abril de 2005, nos nomes de Sylvain Monette, Mathieu Giguere, Martin Julien e Benoit Tremblay.

FUNDAMENTO DA INVENÇÃO

Campo da Invenção

A presente invenção relaciona-se a um método e nós para executar agregação de tráfego de dados se confiando em mensagens de Unidifusão em um ambiente usando ligações de serviço através de um domínio de acesso.

Descrição da Arte Relacionada

Recentes anos viram a explosão de redes de Protocolo de Internet (IP). Inicialmente desenvolvidas para permitir a universidades e a pesquisadores se comunicarem e cooperarem em projetos de pesquisa, cresceu em redes oferecidas a um nível de mercado de massa. Hoje em dia, é normal para residências terem uma conexão a uma rede de IP para navegar pela rede ampla mundial, jogar jogos interativos, levar Voz através de IP, carregar documentos e softwares, fazer transações empresariais eletrônicas, etc.

Referência é feita agora à Figura 1, que representa um exemplo da arte anterior de uma rede de IP 100. Tipicamente, uma rede de IPé composta de um domínio de acesso 115, domínios de provedor de serviço de rede 140 e domínios de provedor de serviço de aplicativo 150. O domínio de acesso 115 inclui Nós de Acesso (AN) 120 e uma rede de acesso 130, tal como uma rede de IP. Os ANs 120 são provedores de rede que podem oferecer acesso à rede de IP 130 para domínios de usuário 110.

Os domínios de usuário 110 incluem por exemplo Dispositivos de Usuário (UDs) (tais como computadores, telefones móveis, assistentes digitais pessoais, etc), Redes de Área Local (LANs) e LANs sem fios (W-LANs). Os domínios de usuário se comunicam com os ANs através de várias possíveis tecnologias.

Entre estas tecnologias podem ser achadas conexões discadas e conexões de Linha de Assinante de Distribuição Assimétrica através de linhas telefônicas, modem a cabo conectando através de redes de televisão a cabo, ou comunicações sem fios.

A rede de acesso 130 é composta de um grupo de roteadores independentes, qual tarefa é rotear tráfego de dados entrantes baseado em um endereço de destino embutido nele. Como para os domínios de provedor de serviço de rede 140, eles podem corresponder por exemplo a serviços de Voz através de IP, enquanto os domínios de provedor de serviço de aplicativo 150 podem corresponder a transações de banco eletrônico e empresariais eletrônicas.

Embora a Figura 1 descreva três domínios de usuário, dois Nósde Acesso, dois domínios de provedor de serviço e dois domínios de serviço de aplicativo, redes de IP 100 tipicamente incluem vários milhares de domínios de usuário, dezenas de Nós de Acesso, centenas de domínios de provedor de serviço e domínios de provedor de serviço de aplicativo.

Como para a rede de acesso 130, é comum encontrar redes de incluindo centenas de roteadores. É assim compreendido que a Figura 1 descreve uma rede de IP 100 altamente simplificada para propósitos de clareza.

Para assegurar uma troca coordenada de tráfego de dados e mensagens através de tais redes de IP, o protocolo de IP foi desenvolvido nocomeço dos anos 70. A versão 4 de IP (IPv4) é usada por uma maioria de redes de IP desdobradas atualmente. IPv4 prove um esquema de endereçamento usando 32 bits, que resulta em uns 4.294.967.296 possíveis endereços, onde cada endereço é único, e identifica diretamente um dispositivo. No caso de redes de IP 100 tal como a mostrada na Figura 1, é comumente conhecido que tal rede se confia em ligação de dados baseada em Ethernet para prover transferência rápida e simples e tráfego de dados e mensagens ao longo da rede de IP 100.

Mas com o número crescente de dispositivos se comunicando através das redes de IP, e algumas limitações inerentes de IPv4, a comunidade de IP viu a necessidade por uma revisão nova de IP: IP versão 6 (IPv6). Essa nova versão se confia em um esquema de endereçamento usando 128 bits, que prove um número muito mais amplo de possíveis endereços.

Embora IPv6 permita um número muito maior de endereços de IP, e também trate algumas deficiências achadas em IPv4, ambos IPv4 e IPv6 são protocolos de 'melhor esforço'. 'Melhor esforço' significa que uma rede entrega tráfego de dados sem fazer esforço particular para satisfazer demandas mais altas ou particulares sobre uma qualidade de serviço requerida para esses tipos de tráfego de dados.

Isto poderia ser suficiente para alguns provedores de serviço de rede 140 e provedores de serviço de aplicativo 150, mas infelizmente prova ser insuficiente para outros. Assim, alguns provedores de serviço de rede 140 e provedores de serviço de aplicativo 150 não podem facilmente e expedientemente oferecer seus serviços através de redes de IP 100.

Para superar este problema, a Comutação de Etiqueta deMultiprotocolo (MPLS) está sendo usada através de redes de IP. MPLS se confia em protocolos tal como o Protocolo de Reserva (RSVP) para reservar um caminho, com uma qualidade de serviço específica, através da rede de IP 100. RSVP cria inicialmente um caminho por uma série de roteadores. Paracriar o caminho, cada roteador adiciona uma entrada a sua tabela de MPLS. Essa entrada indica tráfego de dados chegando a uma porta de entrada específica e tendo um etiqueta predeterminado, uma porta de saída correspondente e etiqueta a ser usada. Criando tais caminhos reservados na rede de IP 100, torna possível levar tráfego de dados para um espectro maior de provedores de serviço de rede 140 e provedores de serviço de aplicativo 150.

Porém, com o número crescente de provedores de serviço de rede 140 e provedores de serviço de aplicativo 150 requerendo qualidade de serviço mais alta que 'melhor esforço', junto com uma expansão do número de Domínios de Usuário 110 e Nós de Acesso 120 requeridos para permitir a estes Domínios de Usuário 110 a possibilidade para usar a rede de acesso 130, MPLS não prova ser uma boa opção.

O princípio inicial na base de redes de IP é se confiar em roteadores que executam tão poucas e pequenas operações quanto possível antes de rotear tráfego de dados entrante para seu destino final. Também, é um conceito amplamente reconhecido que redes de 'melhor esforço' são um compromisso entre qualidade de serviço e quantidade de tráfego de dados. Uma qualidade de serviço aumentada, para o mesmo número de roteadores resulta em uma quantidade mais baixa de tráfego de dados sendo transportados nesses roteadores. Redes de IP não foram projetadas tendo em mente nível de qualidade de serviço mais alto. Assim, criando caminhos reservados para tráfego de dados qualidade de serviço mais alta através de redes de IP, uma conseqüência direta é uma quantidade reduzida de tráfego de dados através dessas redes de IP. Além disso, tais caminhos reservados precisados para MPLS resultam em consumir mais esforço de roteamento em cada roteador nos caminhos reservados. Tal esforço de roteamento não é significante quando só alguns caminhos reservados são abertos simultaneamente, mas com o desenvolvimento atual de aplicativos de serviçosrequerendo mais que qualidade de serviço de 'melhor esforço', é possível pressentir que milhares de caminhos reservados serão requeridos simultaneamente através das redes de IP. Manter e rotear tráfego de dados com tantos caminhos reservados se tornará mais incômodo para roteadores, 5 assim também resultando em retardar capacidades de roteamento dos roteadores afetados. Portanto, o uso atual de MPLS através de redes de IP para melhorar qualidade de serviço está resultando em menos tráfego de dados sendo trocado, e em tráfego de dados mais lento.

Tais impactos não são aceitáveis, como eles afetam diretamente todo o tráfego de dados que não faz parte dos caminhos reservados.

Não há nenhuma solução conhecida atualmente para os problemas associados com a explosão do número de dispositivos de usuário e de provedores de serviço oferecendo serviços em redes de IP.

Além disso, nenhuma solução de longo prazo foi identificada para permitir uma soluçãotangível e não destrutiva para a necessidade de QoS aumentada para certos serviços e aplicativos.

Por conseguinte, deveria ser apreciado prontamente que a fim de superar as deficiências e desvantagens das soluções existentes, seria vantajoso ter um método e nós para agregar eficientemente tráfego de dadosusando ligações de serviço através de domínios de acesso, e mais particularmente um método e nós para agregar tráfego de dados usando mensagens de Unidifusão, é precisado. A presente invenção prove um tal método e nós.

Sumário da Invenção

A presente invenção permite eficientemente a milhares dedomínios de provedor de serviço de rede e domínios de provedor de serviço de aplicativo se comunicarem através de um domínio de acesso usando eficientemente ligações de serviço. O método e nós da presente invenção executam agregação de tráfego de dados através do domínio de acesso usandoligações de serviço e modificando mensagens de Unidifusão.

Para fazer assim, o método da presente invenção executa agregação de tráfego de dados através de um domínio de acesso usando ligações de serviço, por no recebimento de uma mensagem relacionada a pedido de serviço em um nó de borda de acesso para um primeiro dispositivo de um domínio de usuário, criando uma ligação de serviço no nó de borda de acesso. A mensagem relacionada a pedido de serviço identifica o primeiro dispositivo do domínio de usuário e um dos domínios de provedor de serviço.

A ligação de serviço rege tráfego de dados entre o primeiro dispositivo do domínio de usuário e o domínio de provedor de serviço cometendo um nó de acesso servindo o domínio de usuário e o nó de borda de acesso de uma maneira de administrar tráfego de dados entre eles através do domínio de acesso.

O método também informa o nó de acesso servindo o domínio de usuário para o qual a mensagem relacionada a pedido de serviço é recebida da ligação de serviço criada. Então, o método obriga a ligação de serviço criada no nó de acesso e o nó de borda de acesso para tráfego de dados através do domínio de acesso entre o primeiro dispositivo do domínio de usuário e o domínio de provedor de serviço removendo um endereço de MAC de dispositivo de usuário de mensagens de Unidifusão trocadas entre eles através do domínio de acesso e substituindo com um endereço de MAC virtual reconhecido pelo nó de acesso e pelo nó de borda de acesso.

Outro aspecto da presente invenção relaciona-se a um nó de borda de acesso para executar agregação de tráfego de dados através de um domínio de acesso usando ligações de serviço. Mais particularmente, o nó de borda de acesso está localizado no domínio de acesso entre domínios de usuário e domínios de provedor de serviço. O nó de borda de acesso inclui uma unidade de entrada/saída, uma unidade de agente de serviço e uma unidade controladora. A unidade de entrada/saída recebe uma mensagem relacionada a pedido de serviço para um primeiro dispositivo de um domíniode usuário para um domínio de provedor de serviço, e recebe e encaminha mensagens de Unidifusão. A unidade de agente de serviço cria uma ligação de serviço. A ligação de serviço rege tráfego de dados entre o primeiro dispositivo do domínio de usuário e o domínio de provedor de serviço através do domínio de acesso. A ligação de serviço comete um nó de acesso servindo o domínio de usuário e o nó de borda de acesso representando o domínio de provedor de serviço em operação de tráfego de dados entre eles através do domínio de acesso.

A unidade controladora informa o nó de acesso servindo o domínio de usuário para o qual a mensagem relacionada a pedido de serviço é recebida da criação da ligação de serviço pela unidade de entrada/saída, e obriga a ligação de serviço criada no nó de borda de acesso para tráfego de dados entre o primeiro dispositivo do domínio de usuário e o domínio de provedor de serviço através do domínio de acesso removendo um endereço de MAC dispositivo de usuário de mensagens de Unidifusão e substituindo com um endereço de MAC virtual reconhecido pelo nó de acesso e pelo nó de borda de acesso.

Em outro aspecto, a presente invenção é dirigida a um nó de acesso para executar agregação de tráfego de dados através de um domínio de acesso usando ligações de serviço. O nó de acesso está localizado entredomínios de usuário e o domínio de acesso. O nó de acesso inclui uma unidade de entrada/saída, uma unidade de agregação e uma unidade controladora. A unidade de entrada/saída encaminha tráfego de dados de domínios de usuário através do domínio de acesso e recebe mensagens relacionadas à ligação de serviço.

A unidade de agregação armazena e administra ligações de serviço. A unidade controladora avalia as mensagens relacionadas a ligações de serviço recebidas na unidade de entrada/saída e atualiza as ligações de serviço armazenadas por conseguinte. A unidade controladora, por sua vez, controla o tráfego de dados e obriga as ligações de serviço armazenadas removendo um endereço de MAC de dispositivo deusuário de mensagens de Unidifusão recebidas do domínio de usuário e substituindo-o com um endereço de MAC virtual de um nó de borda de acesso.

Breve Descrição dos Desenhos

Para um entendimento mais detalhado da invenção, paraobjetivos e vantagens adicionais dela, referência pode ser feita agora à descrição seguinte, tomada junto com os desenhos acompanhantes, em que:

Figura 1 é um exemplo da arte anterior de uma rede de IP;

Figura 2 é um esquemático exemplificando uma rede na qual a presente invenção foi incorporada;

Figura 3 é um fluxograma simplificado de um método para administrar ligações de serviço de acordo com a presente invenção;

Figura 4 é uma representação esquemática de um nó de borda de acesso de acordo com os ensinamentos da presente invenção;

Figura 5a é uma representação tabular exemplar do conteúdode uma unidade de administração e controle de agentes de serviço de acordo com a presente invenção;

Figura 5b é uma representação tabular exemplar do conteúdo de uma unidade de hospedeiro de ligações de serviço de acordo com os ensinamentos da presente invenção;

Figura 6 é uma representação esquemática de um nó de acesso de acordo com os ensinamentos da presente invenção;

Figura 7a é um diagrama representando as modificações executadas na rede para mensagens de Unidifusão a montante de tráfego de dados; e

Figura 7b é um diagrama representando as modificações executadas na rede para mensagens de Unidifusão a jusante de tráfego de dados.

Descrição Detalhada das Concretizações PreferidasOs ensinamentos inovadores da presente invenção serão descritos com referência particular às várias concretizações exemplares. Porém, deveria ser entendido que esta classe de concretizações prove só alguns exemplos dos muitos usos vantajosos dos ensinamentos inovadores da invenção.

Em geral, declarações feitas na especificação do presente pedido não limita necessariamente nenhum dos vários aspectos reivindicados da presente invenção. Além disso, algumas declarações podem se aplicar a algumas características inventivas, mas não a outras. Nos desenhos, mesmos ou elementos semelhantes são designados com numerais de referência idênticos ao longo das várias vistas.

A presente invenção prove um método e nós para agregar eficientemente tráfego de dados através de um domínio de acesso usando ligações de serviço. Para fazer assim, um nó de borda de acesso é introduzido dentro do domínio de acesso, entre os domínios de usuário e os domínios de provedor de serviço. O nó de borda de acesso inclui uma unidade de agente de serviço, que administra e controla os agentes de serviço. Cada um dos agentes de serviço corresponde, por um lado, a um do domínio de provedor de serviço, e por outro lado, administra e controla para esse fim uma Rede de Área Local Virtual (VLAN) através do domínio de acesso.

Sempre que um domínio de usuário deseja se comunicar com um selecionado dos domínios de provedor de serviço, uma mensagem relacionada a pedido de serviço é remetida ao nó de borda de acesso. A mensagem relacionada a pedido de serviço inclui informação identificando um do domínio de provedor de serviço e um do domínio de usuário. O nó de borda de acesso determina se um dos agentes de serviço corresponde ao domínio de provedor de serviço identificado na mensagem relacionada a pedido de serviço, e nesse caso cria uma ligação de serviço para a mensagem relacionada a pedido de serviço recebida. A ligação de serviço identifica um dos agentes de serviço, informação de domínio de usuário e primitivos de transporte de domínio deacesso. Então, um nó de acesso servindo o domínio de usuário pedinte é informado da criação da ligação de serviço, e execução da ligação de serviço é executada no nó de acesso e nó de borda de acesso assim para agregar tráfego de dados entre eles de acordo com a ligação de serviço criada.

Os parágrafos seguintes proverão uma explicação mais detalhada de como agentes de serviço, ligações de serviço, e o nó de borda de acesso e nó de acesso são tecidos juntos para assim administrar ligações de serviço.

A expressão 'tráfego de dados' é usada ao longo da presente especificação e relaciona-se a mensagens e informação transferida através de uma rede de dados.

Para entender a presente invenção e seus mecanismos inventivos, referência é feita agora à Figura 2, que é um esquemático exemplificando uma rede 200, na qual a presente invenção foi incorporada. A representação esquemática da rede 200 foi simplificada para propósitos de clareza, e os vários elementos descritos foram agrupados por funções semelhantes em lugar de representar graficamente entidades de rede geográficas. Porém, cada grupo de funções semelhantes corresponderia tipicamente a uma multidão de entidades de rede físicas executando essas funções específicas, espalhadas geograficamente ao longo da rede 200.

A representação esquemática da rede 200 inclui domínios de usuário 110, um domínio de acesso 115 (incluindo: nós de acesso 120, uma rede de acesso 130, um nó de borda de acesso 160 e uma rede regional 135), provedores de serviço de rede 140, e servidores de aplicativo 150. Uma descrição exaustiva e exemplos para cada um desses elementos serão providos nos parágrafos seguintes, com referência continuada à Figura 2.

A rede 200 corresponde a uma ou múltiplas redes de dados se comunicando juntas. Assim, a rede 200 poderia ser operada por uma ou múltiplas operadoras. Como as redes de dados são normalmente suportadas por várias entidades operacionais e/ou organizações diferentes, é necessáriodefinir como essas entidades e organizações podem se comunicar com êxito. Por esta razão, redes de dados são normalmente explicadas e detalhadas usando o modelo de Interconexão de Sistema Aberto (OSI). O modelo de OSI define uma estrutura de conexão de rede para implementar protocolos em sete camadas. Essas sete camadas estão na ordem respectiva:

1) Camada Física; 2) Camada de Ligação de Dados; 3) Camada de Rede; 4) Camada de Transporte; 5) Camada de Sessão; 6) Camada de Apresentação e 7) Camada de Aplicativo. Cada camada corresponde a um aspecto a ser considerado e ações a serem empreendidas ao executar a transmissão de dados através de uma rede de dados. Usando o modelo de OSI para descrever a rede 200 da presente invenção, é possível por em camadas alguns dos vários protocolos usados e/ou suportados pela rede 200 da presente invenção como segue:

Camada 2: Ethernet, Modo de Transferência Assíncrono;

Camada 3: Protocolo de Internet (IP) versões 4 e 6;

Camadas 4 e 5: Protocolo de Controle de Transmissão (TCP) e

Protocolo de Datagrama de Usuário (UDP); e

Camadas 6 e 7: várias apresentações e protocolos de aplicativo existindo atualmente e por vir.

Deveria ser entendido que a lista anterior de protocolos é provida para propósitos exemplares, em lugar de para limitar os protocolos suportados pela presente invenção.

Retornando agora ao domínio de acesso 115, é possível resumir sua função como um meio para prover acesso de ponto a ponto entre os domínios de usuário 110 e os provedores de serviço de rede 140 e provedores de serviço de aplicativo 150. O domínio de acesso inclui os nós de acesso 120, a rede de acesso 130, a rede regional 135 e o nó de borda de acesso 160. Assim, o domínio de acesso 115 não é uma entidade per se; é em lugar disso uma agregação de componentes, que quando interconectados juntos tanto diretamente indiretamente, atua como um domínio para proveracesso, conseqüentemente seu nome 'domínio de acesso'. Deveria também estar claro que a representação atual do domínio de acesso 115 incluindo só um nó de acesso 120, uma rede de acesso 130, um nó de acesso de borda 160 e uma rede regional 135 não significa que tais entidades são achadas únicas no domínio de acesso, mas em lugar disso por causa de clareza só uma tal entidade é representada. Os parágrafos seguintes explicam em maiores detalhes os vários componentes do domínio de acesso.

Os nós de acesso 120, que também incluem portais de acesso (não mostrados), representam o primeiro componente do domínio de acesso 115. Os nós de acesso 120 tipicamente se referem a provedores de acesso, que permitem a domínios de usuário 110 acessos à rede de acesso 130, por exemplo, na base de assinatura ou pagar por uso. Tal acesso pode ser feito usando vários possíveis meio e tecnologias. Entre os possíveis meios estão cabo, telefone de linha terrestre, e telefone sem fios.

Sobre as possíveis tecnologias, Rede Digital de Serviços Integrados (ISDN) e Linha de Assinante Digital Assimétrica (ADSL), Interoperabilidade Mundial para Acesso por Microondas (WiMax) são exemplos de possíveis tecnologias. Porém, deveria ser notado que a presente invenção não está limitada a esses meios ou tecnologias.

Também, embora só três nós de acesso tenham sido descritos, deveria ser notado que a rede 200 inclui potencialmente centenas ou milhares de nós de acesso.

O domínio de acesso também inclui a rede de acesso 130 e a rede regional 135 que serão discutidas juntas. A função primária da rede de acesso 130 e da rede regional 135 é prover transporte de ponto a ponto, e independente entre os nós de acesso 120 e os provedores de serviço de rede 140 e os provedores de serviço de aplicativo 150. A rede de acesso 130 e rede regional 135 são redes capazes de tarefas tais como: agregação, comutação e roteamento de tráfego de dados a jusante e a montante. A rede de acesso 130 é preferivelmente capaz de usar a Ethernet, ou outros protocolos semelhantes,que correspondem à Camada 2 do modelo de OSI, mas não está limitada a isso. Poderia ser vantajosamente capaz de suportar IPv4 e/ou IPv6. A rede regional 135 preferivelmente suporta Ethernet e/ou IP e MPLS, e possivelmente outros protocolos capazes de Camada 3.

Além disso, deveria ser notado que a rede de acesso 130 e a rede regional 135 poderiam ser operadas e/ou administradas por uma única operadora ou por muitas operadoras diferentes.

É por um acoplamento apertado de suas capacidades de engenharia de tráfego pelo nó de borda de acesso 160 que a rede de acesso 130 e a rede regional 135 podem prover Qualidade de Serviço (QoS) de ponto a ponto. O papel do nó de borda de acesso 160 é a criação, administração e hospedagem de agentes de serviço 170 e ligações de serviço (não mostradas na Figura 2, mas descritas na Figura 4).

Cada um dos agentes de serviço 170 corresponde a um dos domínios de provedor de serviço (140 ou 150) eadministra e controla para esse fim uma VLAN através da rede de acesso 130. A expressão 'ligação de serviço' se refere a uma ligação entre o domínio de usuário 110 e um do domínio de provedor serviço de rede 140 ou um do domínio de provedor de serviço 150.

O nó de borda de acesso e os conceitos de agentes de serviço e ligações de serviço serão descritos em detalhe adicional na descrição se referindo às Figuras 4, 5a e 5b.

Retornando agora ao domínios de usuário 110, o anterior se confia no domínio de acesso 115 para operar comunicação de ponto a ponto com os provedores de serviço de rede 140 os provedores de serviço de aplicativo 150. Deveria ser notado que na presente descrição, uso da palavra'domínio' se refere a um ou múltiplos elementos compartilhando características funcionais semelhantes. Assim no contexto da presente invenção, a expressão 'domínios de usuário' pode se referir a computadores independentes, redes locais de computadores conectadas por um roteador tanto fisicamente ou de modo sem fios, telefones sem fios, AssistentesDigitais Pessoais (PDAs), e todos os outros dispositivos que são capazes de comunicação de dados através de uma rede de dados tal como a rede 200. Adicionalmente, a expressão 'domínio de usuário' é pretendida também incluir múltiplas sessões simultâneas de tráfego de dados executadas com uma multidão de dispositivos, por uma única porta de usuário.

Por exemplo, um usuário poderia simultaneamente acessar aplicativos e serviços de rede diferentes tal como acesso à Internet, videoconferência, e programas de televisão com um ou múltiplos dispositivos por um VLAN localizado em domínio de usuário, ou um única porta de usuário referida aqui como 'domínio de usuário'.

Os provedores de serviço de rede 140 se referem por exemplo a entidades que usam o domínio de acesso 115 para prover endereçamento de IP e conectividade para outra rede de IP, e para oferecer e entregar aplicativo específico. No contexto de tráfego de dados com os domínios de usuário 110, os provedores de serviço de rede 140 tipicamente possuem e nomeiam endereços de IP ao domínios de usuário 110, usando identificação baseada em por exemplo Serviço de Usuário Discado de Autenticação Remota (RADIUS).

Os provedores de serviço de rede 140 podem executar autenticação e autorização de nível de usuário mais encaminha se desejado e/ou necessário.

Os provedores de serviços de aplicativo 150 usam o domínio de acesso 115 para oferecer e entregar aplicativos para usuários finais dos domínios de usuário 110. Exemplos de tais aplicativos incluem jogos, vídeo em demanda, videoconferência, e muitos outros possíveis aplicativos. É porém o domínio de acesso 115 que nomeia endereços de IP em nome dos provedores de serviço de aplicativo para os domínios de usuário 110. Se desejado, os provedores de serviço de aplicativo 150 também podem executar autenticação ao nível de usuário e autorização se necessário. Deveria ser notado que na descrição precedente, a expressão 'provedores de serviço' e'domínios de provedores de serviço' será usada alternativamente para representar simultaneamente ambos os provedores de serviço de rede 140 e provedores de serviços de aplicativo 150, e a expressão 'provedor de serviço' representa um dos provedores de serviço de rede 140 ou provedores de serviço de aplicativo 150.

Referência é feita agora à Figura 3, que representa um fluxograma simplificado de um método para administrar ligação de serviço de acordo com a presente invenção.

O presente método executa administração de ligações de serviço através do domínio de acesso 115, que transporta tráfegode dados entre uma pluralidade de provedores de serviço de rede 140 e provedores de serviço de aplicativo 150, e domínios de usuário 110. O método pode opcionalmente começar com uma etapa 300 para estabelecer uma pluralidade de agentes de serviço no nó de borda de acesso 160.

Porém, deveria ser notado que a etapa 300 de estabelecer uma pluralidade de agentes de serviço não será executada a cada vez, mas em lugar disso quando um nó de borda de acesso 160 é introduzido no domínio de acesso 115. Depois disso, o método começa na etapa 310 com a recepção de uma mensagem relacionada a pedido de serviço no nó de borda de acesso 160.

A mensagem relacionada a pedido de serviço identifica um dos provedores de serviço e um dos domíniosde usuário. A mensagem relacionada a pedido de serviço pode ter sido gerada por exemplo por acesso pelo domínio de usuário identificado de uma página de web do provedor de serviço identificado. O método prossegue com uma etapa 320 para identificar se um dos agentes de serviço estabelecidos corresponde aos provedores de serviço 140 ou 150 identificados.

Então, o método tem uma etapa 330 para determinar se uma nova ligação de serviço é precisada. Se a etapa de determinação 330 for positiva, o método prossegue com uma etapa 340 de criar uma ligação de serviço para a mensagem relacionada a pedido de serviço recebida. O método então continua com a etapa 350 de informar um nó de acesso 120 responsável por prover acesso aodomínio de usuário identificado na mensagem relacionada a pedido de serviço, da criação da ligação de serviço. O nó de acesso 120 é assim informado que tráfego de dados recebido do domínio de usuário identificado na mensagem relacionada a pedido de serviço e endereçado ao provedor de serviço identificado é para ser agregado através do domínio de acesso de acordo com a ligação de serviço criada.

O método continua com a etapa 360, que consiste em obrigar a ligação de serviço criada assim para agregar tráfego de dados a ser transportado através do domínio de acesso 115, recebido no nó de acesso ou no nó de borda de acesso para o domínio de usuário e provedor de serviço identificado, de acordo com a ligação de serviço criada. No evento na etapa 330 que é determinado que uma nova ligação de serviço não é precisada, o método ademais procede com uma etapa 370 para determinar se uma ligação de serviço já existe para a mensagem relacionada a pedido de serviço recebido e requer modificação.

No evento que o resultado da etapa de determinação 370 é que uma ligação de serviço já existe, mas não requer modificação, o método então continua retornando à etapa 310 e esperando pelo recebimento de outra mensagem de pedido de serviço na etapa 310.

Porém, no evento que o resultado da etapa de determinação 370 é que uma ligação de serviço já existe e requer modificação, o método continua com a etapa 380 de verificar se a ligação de serviço existente correspondente requer ser removida na etapa 380. Se a ligação de serviço precisar ser removida, o método continua na etapa 390 com a remoção da ligação de serviço do nó de borda de acesso, e a etapa de informação 350 do nó de acesso da ligação de serviço a ser removida e a etapa de obrigar 360 a remoção da ligação de serviço.

No evento que é determinado que a ligação de serviço não precisa ser removida na etapa 380, o método então continua na etapa 395, onde as modificações indicadas na mensagem de pedido de serviço recebida são executadas, e o método continua desse ponto indo à etapa 350. Exemplos de modificações para a ligação de serviço incluindo adicionar ou remover umdispositivo do domínio de usuário, modificar requisito de qualidade de serviço, e muitos outros exemplos, como ademais descrito.

Como previamente mencionado, uma ligação de serviço relaciona-se a uma relação de transporte. Essa relação de transporte é estabelecida entre um dos domínios de usuário e um dos provedores de serviço, e influencia diretamente o nó de acesso de serviço 120 e um dos agentes de serviço 170 do nó de borda de acesso 160.

Falando conceitualmente, a criação de uma ligação de serviço corresponde a adicionar o domínio de usuário identificado ao VLAN correspondendo ao domínio de provedor de serviço através do domínio de acesso. Assim, cada ligação de serviço representa uma entidade empresarial negociável, que garante a entrega do serviço correspondente, com a integridade certa e QoS, entre uma porta específica de usuário do domínio de usuário e uma porta específica de provedor do provedor de serviço.

Ligações de serviço são criadas, administradas e hospedadas nó de borda de acesso, e existe em combinação com os agentes de serviço 170.

Desde que os agentes de serviço e ligações de serviço são criados, administrados e hospedados nó de borda de acesso, referência é feita agora simultaneamente às Figuras 2 e 4, onde a Figura 4 é uma representação esquemática de um nó de borda de acesso de acordo com os ensinamentos da presente invenção. Para ser capaz de executar as tarefas de criação, administração e hospedagem dos agentes de serviço e ligações de serviço, o nó de borda de acesso é composto de múltiplos elementos.

Por causa de seu local no domínio de acesso 115, o nó de borda de acesso inclui uma unidade de entrada/saída incluindo uma unidade de entrada/saída de domínio de acesso 410 para se comunicar com a rede de acesso 130 do domínio de acesso 115 e com nós de acesso 120. Também é a unidade de entrada/saída de domínio de acesso 410 que recebe as mensagens relacionadas a pedido de serviço 420. A unidade de entrada/saída do nó de borda de acesso 160também inclui uma unidade de entrada/saída de domínios de provedor de serviço de rede/aplicativo 430 para se comunicar com os provedores de serviço de rede 140 e provedores de serviço de aplicativo 150 através da rede regional 135. Além disso, a nó de borda de acesso 160 inclui uma unidade de agente de serviço 440, uma unidade controladora 450, e pode ademais incluir uma tabela de tradução 460, uma unidade de remessa 470 e uma unidade reguladora 480.

A unidade de agente de serviço 440 é composta de uma unidade de administração e controle de agentes de serviço 442 e uma unidade de hospedeiro de ligações de serviço 444. A unidade de agente de serviço 440 mantém informação dos agentes de serviço existentes 170 na unidade de administração e controle dos agentes de serviço 442. A unidade de administração e controle dos agentes de serviço 442 é por sua vez responsável pela criação e administração das ligações de serviço 446.

Para fazer assim, a unidade de administração e controle de agentes de serviço 442 determina quando serviço novas ligações de serviço 446 são requeridas ou podem ser removidas, e procede com a criação/remoção de ligações de serviço 446.

A unidade de administração e controle dos agentes de serviço 442 também é responsável pela adição/remoção de dispositivos de usuário para ligações de serviço existentes. Além disso, a unidade de administração e controle de agentes de serviço 442 é responsável por assegurar sincronismo de informação relacionada a ligações de serviço 446 com nós de acesso com os quais está interagindo.

A unidade de administração e controle dos agentes de serviço 442 também é responsável pela criação de caminhos reservados de Comutação de Etiqueta de MultiProtocolo (MPLS) na rede de acesso 130, quando um tal caminho reservado é requerido. As Figuras 7 e 8 da descrição acompanhante proverão uma explicação exaustiva das várias mensagens usadas pela unidade de administração e controle dos agentes de serviço 442 para executar suas várias responsabilidades.Referência à Figura 5 a, que representa uma representação tabular exemplar do conteúdo da unidade de administração e controle dos agentes de serviço 442, é feita agora simultaneamente com a Figura 4. Cada uma das fileiras da Figura 5 a, à exceção da primeira fileira, que é uma fileira de cabeçalho, representa conteúdo exemplar de um dos agentes de serviço 170 administrados e controlados pela unidade de administração e controle de agentes de serviço 442. Cada uma das colunas da Figura 5a corresponde à informação específica, mantida pela unidade de administração e controle dos agentes de serviço 442, para cada um dos agentes de serviço 170.

A primeira coluna representa uma identificação do agente de serviço 170. Essa identificação é tipicamente um identificador numérico atuando como um identificador de agente de serviço. De acordo com uma concretização preferida da invenção, cada agente de serviço no nó de borda de acesso tem um identificador de agente de serviço único e corresponde a um domínio de provedor de serviço específico 140 ou 150.

A segunda coluna se refere a uma identificação de um tipo de serviço específico para o agente de serviço correspondente. Por exemplo, em casos onde um domínio de provedor de serviço 140 ou 150 oferece múltiplos serviços, cada um dos serviços oferecidos é associado com um tipo de serviço diferente assim para diferenciar entre os vários serviços de um domínio de provedor de serviço. A terceira coluna identifica a Qualidade de Serviço (QoS) preferida ou necessária requerida para transportar corretamente tráfego de dados para aquele domínio de provedor de serviço e o tipo de serviço relacionado.

Critérios exemplares para QoS podem incluir atraso, taxa de erro de bit,largura da banda, e protocolo preferido. A quarta coluna indica uma porta a ser usada na rede regional para se comunicar com o domínio de provedor de serviço correspondente. Além deste conteúdo, a unidade de administração e controle dos agentes de serviço 442 inclui software lógico e hardware suficiente para criar agentes de serviço adicionais e remover agentes deserviço desnecessários. Deveria ser notado igualmente que embora o conteúdoda unidade de administração e controle dos agentes de serviço tenha sidorepresentado na Figura 5a na forma de uma tabela, tal conteúdo não estálimitado a isso.

A unidade de administração e controle dos agentes de serviçopoderia ser composta de um banco de dados relacionai, componentescodificados físicos, microprocessadores, biblioteca de programação, etc.

Referência é feita agora à Figura 5b, que representa umarepresentação tabular exemplar do conteúdo da unidade de hospedeiro deligações de serviço 444, simultaneamente com a Figura 4.

Cada uma das fileiras da Figura 5b, à exceção da fileira de cabeçalho, representa conteúdoexemplar de alguma das ligações de serviço 446 hospedadas na unidade dehospedeiro de ligações de serviço 444.

Cada uma das colunas de Figura 5bcorresponde informação específica, hospedada na unidade de ligações dehospedeiro de serviço 444, para cada uma das ligações de serviço 446. A primeira coluna representa uma identificação de um agente de serviçocorrespondente, usando por exemplo o identificador de agente de serviço doagente de serviço.

A segunda coluna identifica o tipo de serviço, comodescrito em relação com a Figura 5a. As outras colunas representam osprimitivos de transporte para tráfego de dados relacionado à ligação de serviço. Mais especificamente, a terceira coluna identifica um endereço deControle de Acesso de Mídia (MAC) de domínio de usuário. A quarta colunaconsiste em uma identificação de uma porta usada pelo domínio de usuário nonó de acesso de serviço.

A quinta coluna corresponde ao identificadorarbitrário de rede local usado pelo domínio de usuário, e pode incluir por exemplo informação de VLAN implícita ou explícita. A sexta coluna se referea um endereço de MAC virtual do nó de acesso servindo o domínio deusuário. Conseqüentemente, cada ligação de serviço 446 liga junto um dosagentes de serviço, um dos domínios de usuário e um dos nós de acesso paraprover tráfego de dados entre um domínio de usuário e um domínio deprovedor de serviço 140 ou 150. Deveria ser notado que embora o conteúdoda unidade de hospedeiro de ligações de serviço 444 tenha sido representadona Figura 5b na forma de uma tabela, tal conteúdo não está limitado a isso. Aunidade de hospedeiro de ligações de serviço poderia ser composta de um banco de dados relacionai, componentes codificados físicos,microprocessadores, biblioteca de programação, etc.

Além disso, a unidade de hospedeiro de ligações de serviçopode ademais conter uma sétima coluna, que inclui um endereço de IPidentificando exclusivamente o domínio de usuário ou um dispositivo deusuário. Esse endereço de IP único poderia ser provido ao domínio de usuárioou dispositivo de usuário pelo nó de borda de acesso por um protocolo talcomo o Protocolo de Configuração de Hospedeiro Dinâmico (DHCP), usandopor exemplo mecanismo de radiodifusão que poderia ser executado antes damensagem de pedido de serviço. A combinação do identificador de agente deserviço e do endereço de IP único de domínio de usuário ou dispositivo deusuário assim representa um modo simples e seguro de relacionar mensagensentrantes rapidamente à ligação de serviço certa. Tipicamente, uma vez que aligação de serviço tenha sido criada, o nó de acesso foi informado disso, e otráfego de dados está sendo agregado através do domínio de acesso de acordocom a ligação de serviço, o tráfego de dados agregado recebido no nó deborda de acesso é desagregado antes de sua remessa ao domínio de provedorde serviço correspondente usando a informação provida na unidade dehospedeiro de ligações de serviço. Mais particularmente, no caso onde odomínio de acesso é uma rede de Ethernet, o identificador de agente deserviço é provido, por exemplo, no campo conhecido como a Etiqueta deUnidifusão de VLAN, mensagens de Multidifusão e Radiodifusão, enquanto oendereço de IP de domínio de usuário ou dispositivo de usuário é provido emmensagens de IP embutidas nas mensagens de Ethernet. Baseado noidentificador de agente de serviço provido no campo de Etiqueta de VLAN demensagem de Ethernet, e no endereço de IP provido na mensagem de IPembutida, a unidade de agente de serviço 440 pode desagregar o tráfego dedados e assegurar sua remessa ao domínio de provedor de serviçocorrespondente, e inclusão de informação necessária no domínio de usuárioremetente, tal como informação de MAC usuário e seu contexto de rede local.

Retornando agora à descrição da Figura 4, a unidadecontroladora 450 do nó de borda de acesso é responsável por determinar, norecebimento da mensagem relacionada a pedido de serviço 420, secorresponde a um dos agentes de serviço. Para fazer assim, a unidadecontroladora 450 consulta a unidade de administração e controle dos agentesde serviço 442 para determinar se um do agentes de serviço 170 correspondeao domínio de provedor de serviço identificado na mensagem relacionada apedido de serviço 420. No evento que um dos agentes de serviço 170corresponde a isso, a unidade controladora 450 instrui a unidade de administração e controle dos agentes de serviço 442 para criar uma ligação deserviço 446 para a mensagem relacionada a pedido de serviço recebido. Acriação de uma ligação de serviço 446 para a mensagem relacionada a pedidode serviço recebido 420 inclui adicionar uma entrada na unidade dehospedeiro de ligações de serviço 444, em que:

o ID de serviço de agente (primeira coluna) corresponde aoidentificador de agente de serviço para o agente de serviço correspondendo aodomínio de provedor de serviço pedido;

a informação de MAC usuário é o endereço de MAC dedispositivo de usuário;

a porta de usuário em nó de acesso é uma identificação daporta no nó de acesso de serviço com a qual o dispositivo de usuário estáconectado;

o contexto de rede local corresponde a um identificadorarbitrário provido em um campo etiquetado 'etiqueta de VLAN' de mensagensde Ethernet a serem recebidas do dispositivo de usuário e correspondendo umidentificador de domínio de usuário local; e

o MAC de nó de acesso é um endereço de MAC virtual para onó de acesso servindo o dispositivo de usuário para o qual a mensagemrelacionada a pedido de serviço foi recebida.

Então, a unidade controladora 450 informa o nó de acessoservindo o domínio de usuário identificado na mensagem relacionada apedido de serviço, por uma mensagem relacionada à ligação de serviço 490enviada pela unidade de entrada/saída de domínio de acesso 410, da criação da ligação de serviço 446. No evento que uma ligação de serviço já existepara a mensagem relacionada a pedido de serviço 420, a unidade controladora450 informa o nó de acesso de serviço da ligação de serviço existente por umamensagem relacionada à ligação de serviço 490.

A unidade controladora 450 também interage com a tabela de tradução 460. Desde que cada agente de serviço 170 da unidade deadministração e controle dos agentes de serviço é identificado exclusivamentepor um identificador de agente de serviço, é necessário manter na tabela detradução um mapeamento entre o identificador de agente de serviçocorrespondendo a agentes de serviço 170 e domínios de provedor de serviçocorrespondentes (140 ou 150). Assim, no recebimento de tráfego de dados naunidade de entrada/saída de domínio de acesso 410 tendo um endereço dedestino correspondendo a um endereço de MAC virtual para o nó de borda deacesso 160 e uma etiqueta de VLAN correspondendo a um do identificador deagente de serviço, a unidade controladora 450 consulta a tabela de tradução 460 para obter uma tradução rápida do endereço de MAC virtual de nó deborda de acesso ao endereço de domínio de provedor de serviço de destino(140 ou 150) correspondendo ao identificador de agente de serviço provido naetiqueta de VLAN.

A unidade controladora 450 ademais consulta a unidade deremessa 470, para determinar se tráfego de dados recebido na unidade deentrada/saída de domínio de acesso 410 é para ser remetido diretamente àunidade de entrada/saída de domínios de provedor de serviço sem qualquermodificação.

Finalmente, a unidade controladora 450 também pode interagircom uma unidade reguladora 480, que pode executar, em tráfego de dadosrecebido tanto na unidade de entrada/saída de domínio de acesso 410 e naunidade de entrada/saída de domínio de provedores de serviço derede/aplicativo 430, policiamento e marcação de tráfego a jusante/a montante, remarcação de tráfego, como indicado e/ou requerido por agentes de serviço170 correspondentes.

Referência é feita agora à Figura 6, que é uma representaçãoesquemática de um dos nós de acesso de acordo com os ensinamentos dapresente invenção. Por causa de seu local no domínio de acesso 115, o nó de acesso 120 inclui uma unidade de entrada/saída de domínio de acesso 610para se comunicar com a rede de acesso 130 do domínio de acesso 115 e coma nó de borda de acesso 160. O nó de acesso 120 também inclui uma unidadede entrada/saída de domínios de usuário 620 para se comunicar com osdomínios de usuário 110. Um tipo de mensagem recebida na unidade deentrada/saída de domínio de acesso 610 é a mensagem relacionada à ligaçãode serviço 490. As mensagens relacionadas à ligação de serviço 490 sãogeradas pela nó de borda de acesso 160, e enviadas através da rede de acesso130. Exemplos de mensagens de ligação de serviço 490 serão providos nadescrição das Figuras 7 e 8.

O nó de acesso 120 é capaz de receber e operar múltiplasmensagens relacionadas à ligação de serviço 490. As mensagens relacionadasà ligação de serviço 490 são recebidas no nó de acesso 120 da rede de acesso130, pela unidade de entrada/saída de domínio de acesso 610. No recebimentode uma mensagem relacionada à ligação de serviço 490, a unidade deentrada/saída de domínio de acesso encaminha a mensagem relacionada àligação de serviço recebida 490 para a unidade controladora 630. A unidadecontroladora 630 extrai o contato da mensagem relacionada à ligação deserviço 490, e determina se há ações a serem tomadas. Um exemplo demensagem relacionada à ligação de serviço 490 é a informação sobre acriação de uma nova ligação de serviço. Como previamente descrito, quandoo nó de borda de acesso 160 determina que uma nova ligação de serviço érequerida, procede com sua criação e informa o nó de acesso servindo odomínio de usuário pedinte da criação da ligação de serviço. A mensagem relacionada à ligação de serviço 490 usada neste exemplo particular échamada ADD_SB (adicione ligação de serviço). A mensagem de ADD_SB éenviada da nó de borda de acesso 160 para o nó de acesso 120, e contéminformação sobre a ligação de serviço criada. A informação contidas namensagem de ADD_SB deve então ser incorporada em uma unidade de agregação 680 do nó de acesso 120.

Um das várias responsabilidades da unidade de agregação 680é a hospedagem de informação relacionada a ligações de serviço. Informaçãorelacionada a ligações de serviço contém informação de ligação de serviçoespecífica (na forma de identidade de agente de serviço e tipo de serviço), identificação em um porta do nó de acesso que recebeu a mensagemrelacionada a pedido de serviço, e contexto de rede local do domínio deusuário.

O nó de acesso 120 ademais opera tráfego de dados entrante seoriginando de/destinado para domínios de usuário aos quais prove serviço deacesso à rede de acesso 130. Para fazer assim, o nó de acesso 120 ademaiscontém uma tabela de tradução 650, uma unidade de remessa 660, umaunidade reguladora 670 e uma unidade de agregação 680. Para fazer assim,tráfego de dados recebido no nó de acesso 120 tanto pela unidade deentrada/saída de domínio de usuário 620 ou unidade de entrada/saída dedomínio de acesso 610 é remetido à unidade controladora 630. A unidadecontroladora 630 interage com a tabela de tradução 650. Desde que cadaligação de serviço armazenada na unidade de hospedeiro de ligações deserviço 444 da unidade de agente de serviço 440 é identificada por umacombinação de parâmetros (identidade de agente de serviço, tipo de serviço,endereço de MAC de dispositivo de usuário e endereço de MAC virtual nó deacesso), é necessário manter na tabela de tradução 650 um mapeamento entrea identidade de agente de serviço correspondendo a agentes de serviço 170 edomínios de provedor de serviço correspondentes (140 ou 150). Assim, norecebimento de tráfego de dados na unidade de entrada/saída de domínio deacesso 610 tendo um endereço de destino correspondendo ao endereço deMAC virtual do nó de acesso 120, a unidade controladora 630 consulta atabela de tradução 650 para obter uma tradução rápida do endereço de destinoe etiqueta de VLAN assim para corresponder respectivamente ao endereço deMAC de domínio de usuário e ao identificador local. Tal tradução é requerida,porque a informação de domínio de usuário não é levada através do domíniode acesso entre o nó de borda de acesso 160 e o nó de acesso 120.

A unidade controladora 630 consulta ademais a unidade deremessa 660, para determinar se tráfego de dados recebido na unidade de entrada/saída de domínio de acesso 610 ou na unidade de entrada/saída dedomínio de usuário 620 é para ser remetido diretamente ao domínio deusuário 110 correspondente ou à rede de acesso 130 sem qualquermodificação.

Finalmente, a unidade controladora 630 também pode interagircom uma unidade reguladora 670. Interação com a unidade reguladora 670 érequerida, por exemplo, quando policiamento e marcação de tráfego ajusante/a montante, remarcação de tráfego, é necessário, como indicado naspropriedades da ligação de serviço.

Agora que o nó de acesso 120 e o nó de borda de acesso 160foram descritos em detalhes, o antecedente descreve mais completamentecomo o tráfego de dados é agregado através do domínio de acesso. Em redesde Ethernet típicas, três tipos de mensagens são usadas para trocar tráfego dedados entre duas entidades: mensagens de Unidifusão, mensagens deMultidifusão e mensagens de Radiodifusão. As mensagens de Unidifusão sãousadas para trocar tráfego de dados entre um remetente e um recebedor. Asmensagens de Muldifusão são usadas para enviar eficientemente tráfego dedados de um remetente para múltiplos recebedores. Sobre as mensagens deRadiodifusão, elas são usadas para enviar mensagens de um remetente para todos os nós da rede. A presente invenção se focaliza em usar ligações deserviço junto com mensagem de Unidifusão para agregar tráfego de dadosatravés do domínio de acesso.

Referência é feita agora às Figuras 7a e 7b. Figura 7a descrevemodificações executadas na rede para mensagens de Unidifusão no tráfego de dados a montante, de acordo com a presente invenção. Figura 7b é umdiagrama representando as modificações executadas na rede para mensagensde Unidifusão no tráfego de dados a jusante. No presente pedido, tráfego dedados a montante se refere a tráfego de dados enviado do domínio de usuário110 para um do domínio de provedor de serviço 140 ou 150, enquanto tráfego de dados a jusante se refere a tráfego de dados enviado do domínio deprovedor de serviço 140 ou 150 para um dos domínios de usuário 110.Figuras 7a e 7b descrevem as mensagens de Unidifusão de Ethernet parapropósitos exemplares, como descrito na Engenharia Elétrica e EletrônicaInternacional (IEEE) 802.3ac. Mensagens de Unidifusão tipicamente incluemos campos seguintes: um Endereço de Destino (DA) 710, um Endereço deFonte (SA) 720, um Tipo 730, uma Etiqueta de VLAN 740 e Dados deUsuário 750. O Endereço de Destino 710 se refere a um endereço para o quala mensagem de Unidifusão é destinada, e consiste em 6 bytes. O Endereço deFonte 720 indica de qual endereço a mensagem de Unidifusão se origina, econtém 6 bytes. O campo de Tipo 730 é 2 bytes de comprimento. A Etiquetade VLAN 740 é de 4 bytes de comprimento, e normalmente se refere a umidentificador de VLAN só conhecido e significante para o endereço de destinoe o endereço de fonte. Finalmente, os dados de usuário 750 variam entre 46 -1500 bytes, e contém o tráfego de dados sendo enviado do endereço de fonte720 para o endereço de destino 710.

Retornando agora mais especificamente à Figura 7a, umamensagem de Unidifusão, se originando do Dispositivo de Usuário 110 érepresentada por suas várias modificações pela rede de acordo com a presenteinvenção. O Dispositivo de Usuário gera uma mensagem de Unidifusão 700a,na qual: o Endereço de Destino 710 corresponde a um endereço de MACvirtual para o nó de borda de acesso 160, o Endereço de Fonte 720 é oendereço de MAC de dispositivo de usuário e a Etiqueta de VLAN 740corresponde a um identificador de serviço local do dispositivo de usuário. A mensagem de Unidifusão 700a gerada pelo dispositivo de usuário é enviada erecebida pelo nó de acesso 120, onde algumas modificações são executadaspela unidade controladora 630 antes de encaminhar a mensagem deUnidifusão através da rede de acesso 130. Mais particularmente, o endereçode fonte 720 é substituído por um endereço de MAC virtual para o nó de acesso, e a Etiqueta de VLAN é mudada para corresponder à identificação deagente de serviço. O nó de acesso identifica a identificação de agente deserviço das ligações de serviço armazenadas na unidade de agregação.Substituindo o endereço de MAC de dispositivo de usuário, o nó de acessomelhora o desempenho da rede de acesso 130 reduzindo a tabela deaprendizagem e comutação de todos os roteadores e chaves dentro da rede deacesso 130. A mensagem de Unidifusão 700b modificada é enviada do nó deacesso através da rede de acesso 130 para o nó de borda de acesso. O nó deborda de acesso recebe a mensagem de Unidifusão 700b modificada, e mudade volta o endereço de fonte 720 e a Etiqueta de VLAN 740 paracorresponder ao endereço de fonte e à Etiqueta de VLAN providainicialmente pelo Dispositivo de Usuário na mensagem de Unidifusão 700c.Para fazer assim, o nó de borda de acesso se confia na informação de ligaçãode serviço armazenada na unidade de hospedeiro de ligações de serviço 444.

A mensagem de Unidifusão 700c é enviada do nó de borda de acesso 160 parao domínio de provedor de serviço de destino 140 ou 150.

Se referindo mais especificamente à Figura 7b, uma descriçãodas modificações para a mensagem de Unidifusão em tráfego de dados ajusante é provida agora.

A mensagem de Unidifusão 700d é gerada no domínio de provedor de serviço 140 ou 150. A mensagem de Unidifusão 700dtem um endereço de destino correspondendo ao endereço de MAC dedispositivo de usuário, um endereço de fonte equivalente ao endereço deMAC de provedor de serviço, e uma etiqueta de VLAN correspondendo àidentificação de serviço local conhecida ao domínio de usuário.

O nó de borda de acesso 160 recebe a mensagem de Unidifusão 700d e a intercepta paramodificar seu conteúdo antes de enviá-la na rede de acesso 130. O nó deborda de acesso 160 muda o endereço de destino para corresponder a umendereço de MAC virtual do nó de acesso de serviço, modifica o endereço defonte para ser o endereço de MAC virtual do nó de borda de acesso, esubstitui a etiqueta de VLAN pela identificação de agente de serviço, paraobter a mensagem de Unidifusão 700e. Estas modificações são executadaspelo nó de borda de acesso baseado na ligação de serviço existindo no nó deborda de acesso 160 para tráfego de dados entre o dispositivo de usuário derecebedor do domínio de provedor de serviço remetente.

A mensagem de Unidifusão 700e é enviada da nó de borda de acesso 160 para o nó de acessode serviço 120 através da rede de acesso 130. No recebimento da mensagemde Unidifusão 700e no nó de acesso 120, o anterior se confia em sua unidadecontroladora 630 e sua unidade de agregação 680 para identificar a qualligação de serviço se relaciona, e para modificar a mensagem de Unidifusão700e para trazê-la de uma maneira que será reconhecível pelo dispositivo deusuário 110. Para fazer assim, o nó de acesso 120 muda o endereço de destinopara fazê-lo corresponder ao endereço de MAC de dispositivo de usuário, emodifica o campo de etiqueta de VLAN para corresponder à identificação deserviço local, conhecida ao dispositivo de usuário 110.

Como pode ser apreciado, as modificações para a mensagemde Unidifusão só são visíveis ao nó de acesso 120, rede de acesso 130 e ao nóde borda de acesso 160. As modificações para a mensagem de Unidifusão sãotransparentes ao dispositivo de usuário 110 e ao domínio de provedor deserviço 140 ou 150. As modificações são possíveis por causa da ligação deserviço criada pelo nó de borda de acesso 160, e obrigada a ambos o nó deacesso 120 e o nó de borda de acesso 160. A ligação de serviço armazenadano nó de acesso e o nó de borda de acesso armazenam a informação requeridapara executar as modificações às mensagens de Unidifusão. Os resultados dasmodificações incluem a agregação de tráfego de dados para vários domíniosde provedor de serviço 140 ou 150 pelo nó de borda de acesso 160, e umamelhor administração dos recursos do rede de acesso 130, sem influenciar osdomínios de usuário 110 e os domínios de provedor de serviço 140 e 150.

Embora várias concretizações preferidas do método e nós dapresente invenção tenham sido ilustradas nos Desenhos Acompanhantes edescritas na Descrição Detalhada precedente, será entendido que a invençãonão está limitada às concretizações expostas, mas é capaz de numerososrearranjos, modificações e substituições sem partir do espírito da invençãocomo publicada e definida pelas reivindicações seguintes.

Claims (19)

1. Método para executar agregação de tráfego de dados atravésde um domínio de acesso usando ligações de serviço, o método caracterizadopelo fato de que inclui as etapas de:no recebimento de uma mensagem relacionada a pedido deserviço em um nó de borda de acesso para um primeiro dispositivo de umdomínio de usuário, a mensagem relacionada a pedido de serviçoidentificando o primeiro dispositivo do domínio de usuário e um dosdomínios de provedor de serviço, criar uma ligação de serviço no nó de borda de acesso, a ligação de serviço regendo tráfego de dados entre o primeirodispositivo do domínio de usuário e o domínio de provedor de serviçocometendo um nó de acesso servindo o domínio de usuário e o nó de borda deacesso de uma maneira de administrar tráfego de dados entre eles através dodomínio de acesso;informar o nó de acesso servindo o domínio de usuário para oqual a mensagem relacionada a pedido de serviço é recebida da ligação deserviço criada; eobrigar a ligação de serviço criada no nó de acesso e no nó deborda de acesso para tráfego de dados através do domínio de acesso entre oprimeiro dispositivo do domínio de usuário e o domínio de provedor deserviço:removendo um endereço de MAC de dispositivo de usuário demensagens de Unidifusão trocadas entre eles através do domínio de acesso esubstituindo com um endereço de MAC virtual reconhecido pelo nó de acesso e pelo nó de borda de acesso.

2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de que ademais inclui uma etapa de:criar uma pluralidade de agentes de serviço no nó de borda deacesso, cada agente de serviço correspondendo a um domínio de provedor deserviço específico, cada agente de serviço administrando para esse fim umaRede de Área Local Virtual (VLAN) através do domínio de acesso.

3. Método de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelofato de que a ligação de serviço identifica o primeiro dispositivo do domínio de usuário e o agente de serviço correspondendo ao domínio de provedor deserviço pedido.

4. Método de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelofato de que a etapa de obrigar a ligação de serviço criada ademais inclui asetapas de:modificar um campo de Etiqueta de VLAN de mensagens deUnidifusão trocadas entre eles assim para corresponder a um identificador doagente de serviço correspondendo à ligação de serviço criada.

5. Método de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelofato de que para tráfego de dados enviado do domínio de usuário ao domíniode provedor de serviço, a ligação de serviço criada é obrigada no nó deacesso:modificando o endereço de fonte do dispositivo de usuário namensagem de Unidifusão para um endereço de MAC virtual do nó de bordade acesso; e substituindo o conteúdo do campo de etiqueta de VLAN namensagem de Unidifusão com o identificador de agente de serviçocorrespondendo à ligação de serviço criada.

6. Método de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelofato de que a mensagem de Unidifusão modificada é recebida no nó de bordade acesso e o endereço de fonte da mensagem de Unidifusão é substituídocom o endereço de dispositivo de usuário MAC antes de sua remessa aodomínio de provedor de serviço.

7. Método de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelofato de que para tráfego de dados enviado do domínio de provedor de serviçoao domínio de usuário, a ligação de serviço criada é obrigada no nó de bordade acesso:modificando um endereço de destino da mensagem deUnidifiisão correspondendo ao endereço de MAC de domínio de usuário porum endereço de MAC virtual do nó de acesso servindo o domínio de usuário;e substituindo o conteúdo do campo de etiqueta de VLAN namensagem de Unidifusão com o identificador de agente de serviçocorrespondendo à ligação de serviço criada.

8. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de que o nó de borda de acesso e o nó de acesso operam simultaneamentemúltiplas ligações de serviço para múltiplos domínios de usuário e múltiplosdomínios de provedor de serviço.

9. Nó de borda de acesso para executar agregação de tráfegode dados através de um domínio de acesso usando ligações de serviço, o nó deborda de acesso estando localizado no domínio de acesso entre domínios deusuário e domínios de provedor de serviço, o nó de borda de acessocaracterizado pelo fato de que inclui:uma unidade de entrada/saída para receber uma mensagemrelacionada a pedido de serviço para um primeiro dispositivo de um domíniode usuário para um domínio de provedor de serviço, e para receber eencaminhar mensagens de Unidifusão;uma unidade de agente de serviço para criar uma ligação deserviço, a ligação de serviço regendo tráfego de dados entre o primeirodispositivo do domínio de usuário e o domínio de provedor de serviço atravésdo domínio de acesso, a ligação de serviço cometendo um nó de acessoservindo o domínio de usuário e o nó de borda de acesso representando odomínio de provedor de serviço em operação de tráfego de dados entre elesatravés do domínio de acesso; euma unidade controladora para informar o nó de acessoservindo o domínio de usuário para o qual a mensagem relacionada a pedidode serviço é recebida da criação da ligação de serviço pela unidade deentrada/saída, e para obrigar a ligação de serviço criada no nó de borda deacesso para tráfego de dados entre o primeiro dispositivo do domínio deusuário e o domínio de provedor de serviço através do domínio de acessoremovendo um endereço de MAC de dispositivo de usuário de mensagens deUnidifusão e substituindo com um endereço de MAC virtual reconhecido pelonó de acesso e pelo nó de borda de acesso.

10. Nó de borda de acesso de acordo com a reivindicação 9,caracterizado pelo fato de que:a unidade de agente de serviço ademais mantém umapluralidade de agentes de serviço, cada agente de serviço correspondendo aum domínio de provedor de serviço e administrando para esse fim uma Rede de Área Local Virtual (VLAN) através do domínio de acesso; ea ligação de serviço criada inclui o primeiro dispositivo dodomínio de usuário ao VLAN correspondendo ao domínio de provedor deserviço através do domínio de acesso administrado pela unidade de agente deserviço.

11. Nó de borda de acesso de acordo com a reivindicação 10,caracterizado pelo fato de que:a unidade de agente de serviço inclui a unidade deadministração e controle dos agentes de serviço e uma unidade de hospedeirode ligações de serviço;a unidade de administração e controle dos agentes de serviçoadministra o VLAN através do domínio de acesso para o domínio de provedorde serviço e cria, modifica ou remove a ligação de serviço; ea unidade de hospedeiro de ligações de serviço hospeda asligações de serviço; ea unidade controladora ademais informa o nó de acessoservindo o domínio de usuário quando a unidade de administração e controledos agentes de serviço modifica ou remove a ligação de serviço.

12. Nó de borda de acesso de acordo com a reivindicação 11,caracterizado pelo fato de que:a unidade de administração e controle dos agentes de serviçoestá controlando simultaneamente múltiplos VLANs através do domínio deacesso, cada um dos VLANs correspondendo a um domínio de provedor deserviço; ea unidade de hospedeiro de ligações de serviço hospedasimultaneamente múltiplas ligações de serviço para múltiplos domínios deusuário e múltiplos domínios de provedor de serviço.

13. Nó de borda de acesso de acordo com a reivindicação 9,caracterizado pelo fato de que para mensagens de Unidifusão recebidas na unidade de entrada/saída de um dos domínios de provedor de serviço para odomínio de usuário, a unidade controladora remove o endereço de MAC dedispositivo de usuário das mensagens de Unidifusão e substitui para esse fimum endereço de MAC virtual do nó de acesso.

14. Nó de borda de acesso de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a unidade controladora ademais removeconteúdo de um campo de etiqueta de VLAN e substitui para esse fim umidentificador de agente de serviço correspondendo ao agente de serviçoadministrado pela unidade de agente de serviço para o domínio de provedorde serviço do qual a mensagem de Unidifusão é recebida.

15. Nó de borda de acesso de acordo com a reivindicação 9,caracterizado pelo fato de que para mensagens de Unidifusão recebidas naunidade de entrada/saída de um dos domínios de usuário, a unidadecontroladora modifica um endereço de destino e um campo de Etiqueta deVLAN para corresponder respectivamente ao endereço do domínio deprovedor de serviço e um identificador de campo de etiqueta de VLAN localde domínio de usuário antes de encaminhar a mensagem de Unidifusão para odomínio de provedor de serviço.

16. Nó de acesso para executar agregação de tráfego de dadosatravés de um domínio de acesso usando ligações de serviço, o nó de acessoestando localizado entre domínios de usuário e o domínio de acesso, o nó deacesso caracterizado pelo fato de que inclui:uma unidade de entrada/saída para encaminhar tráfego dedados de domínios de usuário através do domínio de acesso e para recebermensagens relacionadas à ligação de serviço;uma unidade de agregação para armazenar ligações de serviçoe para administrar ligações de serviço, a unidade controladora avaliando asmensagens relacionadas a ligações de serviço recebidas na unidade deentrada/saída e atualizando as ligações de serviço armazenadas porconseguinte; euma unidade controladora para controlar tráfego de dados epara obrigar as ligações de serviço armazenadas removendo um endereço deMAC de dispositivo de usuário de mensagens de Unidifusão recebidas dodomínio de usuário e substituindo com um endereço de MAC virtual de umnó de borda de acesso.

17. Nó de acesso de acordo com a reivindicação 16,caracterizado pelo fato de que a unidade controladora ademais remove oconteúdo de um campo de etiqueta de VLAN de mensagens de Unidifusãorecebidas do domínio de usuário e substitui para esse fim um identificador deagente de serviço correspondendo a uma das ligações de serviço armazenadasna unidade de agregação.

18. Nó de acesso de acordo com a reivindicação 16,caracterizado pelo fato de que a unidade de agregação hospedasimultaneamente múltiplas ligações de serviço para múltiplos domínios deusuário e múltiplos domínios de provedor de serviço.

19. Nó de acesso de acordo com a reivindicação 16,caracterizado pelo fato de que cada uma das ligações de serviço inclui odomínio de usuário para uma Rede de Área Local Virtual (VLAN) mantidoatravés do domínio de acesso para o domínio de provedor de serviço.