BRPI0722112B1

BRPI0722112B1 - nó de acesso, infraestrutura de rede de telecomunicação, e método e memória lida por computador para comunicação em uma rede de telecomunicação

Info

Publication number: BRPI0722112B1
Application number: BRPI0722112A
Authority: BR
Inventors: Timm Lars; Melsen Torben
Original assignee: Ericsson Telefon Ab L M
Priority date: 2007-10-02
Filing date: 2007-10-02
Publication date: 2019-12-24
Also published as: EP2213080B1; EP2213080A4; WO2009045130A1; US8477782B2; EP2213080A1; CN101816168A; US20100220620A1; CN101816168B; US20130195115A1; US9124450B2; BRPI0722112A2

Abstract

nó de acesso, infraestrutura de rede de telecomunicação, e método e memória lida por computador para comunicação em uma rede de telecomunicação a presente invenção descreve um nó de acesso (140, 200) para comunicação em uma rede de telecomunicação compreendendo: uma unidade de entrada / saída (210) adaptada para receber uma primeira mensagem de informação, onde a primeira mensagem de informação compreende um endereço lógico associado com um nó de rede virtual, uma unidade de processamento (230) para extrair o endereço lógico do nó de rede virtual e para determinar um endereço de hardware associado com o endereço lógico do nó de rede virtual, onde a unidade de processamento (230) é ainda adaptada para uma determinação de um endereço lógico de um hospedeiro de usuário final (110, 112) se comunicando com o nó de rede virtual, onde o nó de acesso (140) é configurado para transmitir uma segunda mensagem de informação compreendendo o endereço de hardware e lógico do nó de rede virtual para o endereço lógico do hospedeiro do usuário final (110, 112). também, uma infraestrutura de rede (100) onde o nó de acesso (140, 200) está operando, é descrita. o nó de acesso (140, 200) também implementa um método da presente invenção por meio de um programa de computador compreendendo conjuntos de instrução para implementar os passos do método da invenção.

Description

NÓ DE ACESSO, INFRAESTRUTURA DE REDE DE TELECOMUNICAÇÃO, E MÉTODO E MEMÓRIA LIDA POR COMPUTADOR PARA COMUNICAÇÃO EM UMA REDE DE TELECOMUNICAÇÃO

CAMPO TÉCNICO [001] A presente invenção é relacionada a um endereço de resolução de hardware na rede de telecomunicação.

FUNDAMENTOS [002] Usualmente, nas redes de telecomunicações de hoje, das quais Internet é a mais popular, os pacotes de dados enviados a partir da entidade de rede para uma outra têm um endereço de IP de origem e de destino, que na versão quatro do protocolo de IP é de 4 bytes de comprimento. Contudo, interfaces de rede de hardware nessas entidades de rede não entendem o formato de endereço de IP, já que eles operam somente com endereços de hardware. Assim sendo, há uma necessidade para encontrar o endereço de hardware da entidade de rede para a qual uma outra entidade de rede está enviando um ou mais pacotes de dados.

[003] Já que a interface de rede de hardware usada mais frequentemente é uma interface de Ethernet, esses endereços de hardware mais frequentemente são MAC (Endereço de Controle de Acesso de Mídia) usando um formato de endereço de 6 bytes. Um endereço de MAC é usualmente atribuído ao dispositivo após ele ser fabricado.

[004] Agora, por exemplo na Internet, a maneira de obter o endereço de MAC de uma entidade de hardware para a qual um pacote está para ser enviado ou emitido pode ser obtido enviando um assim chamado pacote de ARP (Protocolo de Resolução de Endereço). O pacote de ARP tem o endereço de IP da entidade de hardware de interesse como o endereço de destino e está perguntando pelo endereço MAC daquela mesma entidade de hardware. Como

Petição 870190091776, de 13/09/2019, pág. 8/33

2/19 uma resposta, um pacote de ARP contendo o endereço de MAC da entidade de hardware é retornado ao emitente.

[005] Uma outra maneira, algumas vezes, usada pelas pontes de Ethernet é inundação. Assim sendo, no caso de uma, a ponte de Ethernet ou algum outro nó de rede capaz de tratar quadros de Ethernet receber um pacote de dados, ele vai emitir o quadro de Ethernet sobre todas suas portas exceto a porta entrante. De todas as entidades na rede na escuto do quadro de Ethernet, a uma tendo o endereço de destino de MAC do quadro de Ethernet como seu endereço de hardware vai receber o quadro de Ethernet. Todas as outras entidades de rede vão descartar o quadro de Ethernet.

[006] No caso de um roteador receber um pacote de dados com um endereço de IP de destinação onde o endereço de MAC da destinação é desconhecido, ele pode transmitir um pacote de ARP para aquele endereço de IP da destinação. O pacote de ARP é transmitido na porta do roteador associada com a sub-rede na qual o endereço de IP da destinação está definido. Então, a entidade tendo o endereço de IP na solicitação de ARP como seu endereço de destino vai responder com um pacote de dados compreendendo seu endereço de MAC e o roteador pode emitir o pacote de dados para aquela entidade.

[007] Pode ser mencionado que outros tipos de protocolos de camada 2 (a camada de protocolo abaixo da camada de IP além do protocolo de Ethernet) são conhecidos e usados. Exemplos de tais protocolos de camada 2 são, ATM (Modo de Transferência Assíncrona), FDDI, anel de Token e outros tipos de estruturas de rede.

[008] Em uma rede de ATM, por exemplo, que é uma espécie de híbrida entre uma rede comutada por pacote e uma rede comutada por circuito, os pacotes de dados são enviados na forma de células virtuais, enquanto um caminho mais ou menos permanente é estabelecido para essas células virtuais

Petição 870190091776, de 13/09/2019, pág. 9/33

3/19 entre um transmissor e um receptor. Este caminho é chamado um VC (Circuito Virtual) na terminologia de ATM.

[009] Em tal e redes similares, onde um usuário pode usar um ou mais serviços oferecidos pela rede no mesmo tempo, esses serviços são frequentemente entregues através de múltiplos canais de acesso lógicos. A vantagem de usar canais lógicos é uma separação completa dos diferentes serviços.

[010] A esse respeito, o mapeamento do tráfego do usuário final no fluxo de subida para o apropriado canal lógico pode ser baseado em diferentes princípios, tal como o endereço da MAC de destinação. Neste caso, o dispositivo (CPE - Equipamento de Premissas do Cliente) efetuando o mapeamento do fluxo de subida pode ser uma ponte de aprendizagem Ethernet. O tráfego de fluxo de subida em direção a um endereço de MAC que não é (aprendido) pela ponte é inundado em todos os canais lógicos.

[011] Os canais lógicos podem por exemplo ser PVCs (Circuitos Virtuais Permanentes) de ATM usados para acesso de ADSL ou VLANs (Redes de Área Locais Virtuais) de IEEE802.1Q usados dentre outros para VDSL (Linha de Assinante Digital de Muita Alta Velocidade) ou acesso de Ethernet nativos.

[012] RFC3768 especifica um protocolo chamado VRRP (Protocolo de

Redundância de Roteador Virtual). Este é um protocolo que permite dois (ou mais) roteadores para operar em um esquema de redundância, onde um roteador sempre atua como um principal, enquanto o outro roteador ou roteadores atua como roteador backup. Em caso de falha o principal, um dos roteadores backup assume e atua como um principal. Assim sendo externamente, os dois ou mais roteadores aparecem como um roteador virtual. Na parte restante da descrição, o termo como um roteador virtual vai se referir a um grupo de dois ou mais roteadores, onde um dos roteadores é o proprietário

Petição 870190091776, de 13/09/2019, pág. 10/33

4/19 de um ou mais endereços de IP do roteador virtual. Assim sendo todo tráfego de pacote de dados direcionado em direção a este endereço de roteador virtual será tratado pelo proprietário do endereço do roteador virtual. Um roteador de VRRP é definido aqui como um roteador individual operando de acordo com o protocolo de VRRP.

[013] Agora os roteadores em tal situação são configurados com um endereço de MAC de roteador virtual comum que é usado como Endereço de MAC de Emitente na carga útil da resposta de ARP enviada do roteador virtual em direção aos hospedeiros solicitando o ARP. RFC826 contém uma descrição detalhada do Protocolo de Resolução de Endereço.

[014] Contudo, roteadores usam em geral um outro e individual endereço de MAC como endereço de origem do quadro de Ethernet, ambos para a resposta de ARP e para todo outro tráfego no fluxo de descida.

[015] Assim sendo, quando um quadro de Ethernet é enviado de um dos roteadores de VRRP para uma via de destinação, por exemplo, uma ponte de Ethernet, o quadro de Ethernet vai conter o endereço individual de MAC de um dos roteadores de VRRP no cabeçalho. Contudo, uma mensagem de resposta de ARP enviada para um terminal vai conter o endereço de MAC do roteador virtual na carga útil do quadro de Ethernet.

[016] Isto significa que o CPE da ponte de aprendizagem vai aprender o endereço de MAC do roteador individual de VRRP, mas nunca o endereço de MAC do roteador virtual. Contudo, hospedeiro do usuário final que emitiu uma Solicitação de ARP vai usar o endereço de MAC de roteador virtual como o endereço de destino para o tráfego no fluxo de subida, porque ele foi informado através da resposta de ARP. O resultado é que a ponte de Ethernet recebendo o quadro de Ethernet tendo o endereço de MAC de roteador virtual como o endereço de destino do hospedeiro do usuário final do fluxo de subida vai

Petição 870190091776, de 13/09/2019, pág. 11/33

5/19 sempre inundar o quadro em todos os canais lógicos, que desperdiça largura de banda no laço local e na rede de agregação, e também desnecessariamente ocupa as tabelas de MAC nos comutadores de rede de agregação.

[017] O objeto da presente invenção é oferecer uma solução para pelo menos, alguns dos problemas associados com a tecnologia conhecida.

SUMÁRIO [018] Uma solução de alguns dos problemas de tecnologia conhecida é relacionada a um nó de acesso para comunicação em uma rede de telecomunicação compreendendo:

- uma unidade de entrada / saída adaptada para receber uma primeira mensagem de informação a qual primeiro compreende um endereço lógico associado com um nó de rede virtual;

- uma unidade de processamento para extrair o endereço lógico do nó de rede virtual e para determinar um endereço de hardware associado com o endereço lógico do nó de rede virtual, onde o processamento é ainda adaptado para uma determinação de um endereço lógico de um hospedeiro do usuário final se comunicando com o nó de rede virtual, onde o nó de acesso é configurado para transmitir uma segunda mensagem de informação compreendendo o endereço de hardware e lógico do nó de rede virtual para o endereço lógico do hospedeiro do usuário final.

[019] A vantagem do nó de acesso de acordo com a presente invenção é a redução de tráfego desnecessário entre uma ponte de Ethernet e a rede de agregação, já que a ponte de Ethernet vai receber a segunda mensagem de informação e armazenar o endereço de hardware do nó de rede virtual. Então, todos os quadros de Ethernet direcionados para o endereço de hardware do nó virtual não precisam ser inundados como foi o caso na tecnologia conhecida.

[020] Uma segunda vantagem do nó de acesso de acordo com a presente

Petição 870190091776, de 13/09/2019, pág. 12/33

6/19 invenção é que ela é funcional independente do hardware de segurança do usuário final, tal como firewalls, NAT (Tradutor de Endereço de Rede) e outros componentes de segurança.

[021] Uma terceira vantagem do nó de acesso de acordo com a presente invenção é que as tabelas de endereço de hardware na rede de agregação (a rede onde o nó virtual está localizado) não são poluídas com endereços irrelevantes.

[022] Uma outra vantagem do nó de acesso de acordo com a presente invenção é que a arquitetura da rede de agregação não é revelada para os usuários finais, assim sendo prevenindo usuários finais maliciosos de reencaminhar tráfego de outros usuários finais legitimamente em comunicação com o nó virtual.

[023] Um segundo aspecto da presente invenção é relacionado a uma infraestrutura de rede de telecomunicação compreendendo:

- dois ou mais nós de rede configurados para operar como um nó de rede virtual que tem um ou mais nós de rede configurados para operar como um nó de rede virtual que tem um endereço de hardware e lógico do nó virtual, onde o um ou mais nós de rede são configurados para transmitir uma primeira mensagem de informação compreendendo um endereço lógico do nó de rede virtual;

- um nó de acesso adaptado para receber a primeira mensagem de informação e para determinar um endereço de hardware associado com o endereço lógico do nó virtual;

- um nó de ponte adaptado para conectar um ou mais hospedeiro de usuários finais cada um com o outro e com o nó de acesso;

- um ou mais hospedeiro de usuários finais compreendendo um endereço lógico adaptado para comunicação com o nó de rede virtual através do nó de

Petição 870190091776, de 13/09/2019, pág. 13/33

7/19 ponte e do nó de rede virtual, onde o nó de acesso é ainda configurado para transmitir uma segunda mensagem de informação compreendendo o endereço de hardware e lógico do nó de rede virtual, onde o nó de ponte é adaptado para emitir a segunda mensagem de informação para um ou mais hospedeiros de usuários finais e para armazenar o endereço de hardware e lógico do roteador virtual.

[024] De acordo com um terceiro aspecto da presente invenção, uma solução para os problemas associada com a tecnologia associada é proposta através de um método para comunicação em uma rede de telecomunicação compreendendo os passos:

a) receber uma primeira mensagem de informação compreendendo um endereço lógico associado com um nó de rede virtual, onde o nó de rede virtual compreende dois ou mais nós de rede em uma rede de telecomunicação;

b) extrair um endereço lógico do nó virtual da primeira mensagem de informação;

c) determinar um endereço de hardware do nó de rede virtual associado com o endereço lógico do nó de rede virtual;

d) determinar um hospedeiro lógico do endereço de usuário final associado com o endereço de hardware ou lógico extraído e;

e) transmitir uma segunda mensagem de informação compreendendo o endereço de hardware e lógico do nó de rede virtual.

[025] Deve ser mencionado aqui, que o nó de acesso de acordo com a presente invenção é especialmente adequado para implementar os passos do método descrito anteriormente.

[026] Também, um outro aspecto da presente invenção é relacionado a um programa de computador para comunicação em uma rede de telecomunicação compreendendo conjuntos de instrução para:

Petição 870190091776, de 13/09/2019, pág. 14/33

8/19

- receber uma primeira mensagem de informação compreendendo um endereço lógico associado com um nó de rede virtual, onde o nó de rede virtual compreendendo dois ou mais nós de rede em uma rede de telecomunicação;

- extrair um endereço lógico do nó virtual da primeira mensagem de informação;

- determinar um endereço de hardware do nó de rede virtual associada com o endereço lógico do nó de rede virtual;

- determinar um hospedeiro lógico do endereço do usuário final associado com o endereço de hardware e lógico extraído e;

- transmitir uma segunda mensagem de informação compreendendo o endereço de hardware e lógico do nó de rede virtual.

[027] Deve ser mencionado aqui que o programa de computador de acordo com a presente invenção é especialmente adequado para implementar os passos do método de acordo com o método da presente invenção e para ser executado no nó de acesso descrito anteriormente.

[028] Essas e outras vantagens da presente invenção vão se tornar mais aparente lendo a descrição detalhada abaixo.

DESCRIÇÃO BREVE DOS DESENHOS [029] Fig. 1 ilustra um exemplo de infraestrutura de rede de acordo com a presente invenção.

[030] Fig. 2 ilustra um nó de acesso de acordo com uma modalidade da presente invenção [031] Fig. 3 mostra os passos do método efetuado em uma modalidade de um método de acordo com a presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA [032] Fig. 1 ilustra uma infraestrutura de rede 100 de acordo com uma modalidade da presente invenção.

Petição 870190091776, de 13/09/2019, pág. 15/33

9/19 [033] Pode ser mencionado aqui que uma infraestrutura de rede 100 na Fig. 1 pode representar qualquer tipo de rede de telecomunicação na qual dados são enviados em pacotes ou em quadros a partir de um hospedeiro de usuário final para um nó na rede. Assim sendo, a presente invenção também pode ser aplicada nas redes de telecomunicações sem fio que são parte da presente invenção.

[034] Agora, uma infraestrutura de rede 100 na Fig. 1 compreende um primeiro hospedeiro do usuário final 110 e um segundo hospedeiro do usuário final 112 conectado a uma ponte de aprendizagem no caso de uma conexão de Ethernet. Contudo, em vez de uma ponte de aprendizagem 120, os primeiro e segundo hospedeiros dos usuários finais 110, 112 podem bem como ser conectados para um comutador de Ethernet, um ponto central de distribuição ou algum outro nó de Ethernet efetuando uma função equivalente à ponte de aprendizagem 120. Pode ser mencionado aqui que o hospedeiro dos usuários finais 110 e 112 pode compreender terminais de telecomunicações estáticos ou móveis, conforme preferido.

[035] Ambos os hospedeiros dos usuários finais 110 e 112 estão usando serviços fornecidos por uma rede de agregação 150. Em ATM e IEEE802.1Q esses serviços podem ser acessados em canais lógicos 130. Contudo, mesmo embora esta parte da descrição esteja focada nos serviços acessados nos canais lógicos, esses serviços podem igualmente ser entregues nos outros tipos de canais enquanto os serviços entregues nesses canais são separados. Um exemplo de outros tipos de canais são VPNs (Redes Privadas Virtuais) onde cada usuário pode ter acesso aos serviços de uma rede de agregação (que frequentemente é uma rede de negócio da companhia que ele está empregado) em um canal seguro e com criptografia.

[036] Dados nos canais lógicos 130 estão entrando e deixando a rede de

Petição 870190091776, de 13/09/2019, pág. 16/33

10/19 agregação 150 através de um nó de acesso 140. Dependendo do tipo de rede de telecomunicação, o nó de acesso 1hub40 pode compreender um DSLAM (Multiplexador de Acesso de Linha de Assinante Digital), um ponto de acesso sem fio, um transceptor de estação base ou algum outro nó de rede efetuando um papel equivalente a um nó de acesso.

[037] Através do nó de acesso 140, o primeiro e segundo hospedeiro dos usuários finais 110 e 112 são capazes de ter acesso a diferentes tipos de serviços em uma rede de agregação 150, tal como serviços 162, 164 e 166, os quais, como um exemplo, podem representar, vídeo, Voz sobre IP e tráfego de dados de usuário.

[038] Agora, de modo a fornecer para um sistema de encaminhamento de pacote robusto que pode resistir a uma falha de um ou mais roteadores em uma rede de agregação 150, uma infraestrutura de rede 100 neste exemplo, compreende um primeiro roteador 172 e um segundo roteador 174 conectado em uma configuração de roteador virtual e configurado para funcionar de acordo com o VRRP (Protocolo de Redundância Virtual de Roteador). Um deles pode ser escolhido para agir como um roteador principal, tal como, por exemplo, o primeiro roteador 172, enquanto o outro, i.e., o segundo roteador 174 pode ser configurado para efetuar a função de um roteador backup. Assim sendo, no caso do primeiro roteador 172 experimentar uma falha parcial ou completa, o segundo roteador 174 pode assumir como o novo roteador principal.

[039] Contudo, o primeiro e o segundo roteadores 172, 174 podem agir com roteadores backup cada um para o outro, desta forma, um roteador sempre estará disponível para assumir se o outro falha.

[040] Deve ser adicionado que a configuração do VRRP pode compreender qualquer número desejado de roteadores configurados para agirem como o novo roteador principal quando o roteador principal corrente

Petição 870190091776, de 13/09/2019, pág. 17/33

11/19 falha. Já que o VRRP é conhecido para a pessoa qualificada, o protocolo não será ainda elaborado aqui.

[041] Agora, normalmente a ponte de aprendizagem de Ethernet 120 não é capaz de detectar o endereço de MAC de roteador virtual para dados que são transmitidos a partir de um dos hospedeiros dos usuários finais 110, 112 em direção a um dos roteadores 172, 174.

[042] Contudo, a entidade de rede que usualmente tem esta informação armazenada em sua área de armazenamento do ARP é o nó de acesso 140. Em muitos casos o endereço de MAC de roteador virtual é armazenado na área de armazenamento do ARP do nó de acesso 140 recebendo mensagens de aviso de VRRP a partir de um dos roteadores de VRRP 172, 174 e transmitindo um pacote de ARP para o endereço de IP do roteador virtual IP a partir do qual o aviso do VRRP originou. Como uma resposta, o nó de acesso 140 então vai receber o endereço de MAC de roteador virtual. Usualmente, operadores de rede tentam ocultar a estrutura interna da rede de agregação 140 tanto quanto possível dos usuários finais de modo a prevenir usuários maliciosos de enviar pacotes de ARP para outras entidades em uma infraestrutura de rede 100 e por meio disso, perturbar e possivelmente sequestrar tráfego de rede de outros usuários. Um outro risco com transmissão por difusão de mensagens de aviso do VRRP através da infraestrutura de rede 100 é a possibilidade do esquema de autenticação do VRRP ser penetrado, por conseguinte permitindo aos usuários maliciosos reencaminhar o tráfego de usuário.

[043] Assim sendo, operadores de rede desejariam prevenir quaisquer tais mensagens de aviso de VRRP de saírem da rede de agregação 150.

[044] De acordo com este exemplo da infraestrutura de rede 100 da presente invenção, o nó de acesso 140 é adaptado para enviar pacotes de ARP gratuitos para o hospedeiro dos usuários finais 110, 112.

Petição 870190091776, de 13/09/2019, pág. 18/33

12/19 [045] Contudo, ao contrário para pacotes de ARP gratuitos usuais que normalmente compreendem o endereço de IP e o endereço de MAC do emitente, o pacote de ARP gratuito transmitido neste exemplo da infraestrutura de rede 100 de acordo com a presente invenção compreende o endereço de IP e o endereço de MAC do roteador virtual. O nó de acesso 140 pode recuperar esses endereços de uma tabela em sua memória (não mostrada). Inicialmente, o nó de acesso pode ser configurado para povoar a tabela com valores do endereço de IP e o endereço de MAC do roteador virtual manuseando do DHCP (Protocolo de Controle de Hospedeiro Dinâmico) de tráfego entre hospedeiros dos usuários finais e o roteador virtual e daí em diante transmitindo um pacote de ARP para o um ou mais endereços de IP do roteador virtual.

[046] Desta forma, a ponte de aprendizagem 120 pode atualizar sua tabela de endereço de MAC com o endereço de MAC do roteador de VRRP a partir do pacote de ARP gratuito recebido. Assim sendo pacotes de dados transmitidos pelos hospedeiros dos usuários finais 110, 112 tendo o endereço de IP e o endereço de MAC do roteador de VRRP como o endereço de destino será diretamente emitido pela ponte de aprendizagem 140 a destinação correta.

[047] Adicionalmente, o nó de acesso 140 pode enviar pacote de ARP gratuitos no um ou mais canais lógicos através dos quais eles estão acessando serviço fornecido por uma rede de agregação 150. Por meio disso, a ponte de aprendizagem 120 vai aprender o endereço de MAC correto no canal lógico direito 130.

[048] Agora, o nó de acesso 140 pode ser adaptado para enviar o pacote de ARP gratuitos quando acionado por vários eventos diferentes, tal como avisos de VRRP vindo do um ou mais roteadores 172, 174 operando como um roteador virtual.

[049] Dependendo da frequência de avisos de VRRP em uma rede de

Petição 870190091776, de 13/09/2019, pág. 19/33

13/19 agregação 150, o nó de acesso 140 pode escolher para transmitir o pacote de ARP gratuitos após ter recebido N vezes avisos de VRRP, onde N pode, por exemplo, ser escolhido para ser um número entre 1 e 255. Desta forma, o tráfego causado por frequente transmissão de pacote de ARP gratuitos nos canais lógicos do usuário final 130. Isto pode ser desejável na rede de agregações onde avisos de VRRP são enviados bem frequentemente, tal como a cada segundo.

[050] Adicionalmente, o nó de acesso 140 pode ser adaptado para enviar pacote de ARP gratuitos que são acionados por um contador de tempo, i.e., para enviar pacotes de ARP após uma determinada quantidade de tempo. O tempo pode ser curto, i.e., um acoplamento de segundos, ou longo, tal como 30 segundos ou mais longo.

[051] Esses eventos de acionamento podem ser escolhidos livremente e armazenados em um parâmetro de configuração nó de acesso 140.

[052] Indo agora à Fig. 2, um nó de acesso 200 é ilustrado tendo uma unidade de entrada / saída 210, uma memória 220 e uma unidade de processamento 230. Muitos nós de rede podem assumir a função de um nó de acesso, tal como um comutador ou ponto central de distribuição, mas também um ponto de acesso sem fio permitindo acesso a uma LAN ou a Internet, por exemplo.

[053] Por meio de uma unidade de entrada / saída 210 o nó de acesso 200 é capaz de transmitir e receber dados de controle e pacotes de dados para e de outros nós em uma rede a qual fornece o acesso. Os dados de controle e os pacotes de dados podem ser emitidos para portas de entrada e saída em direção ou a partir da rede que o nó de acesso 200 está fornecendo acesso.

[054] Exemplos de pacotes de dados emitidos podem ser pacotes de IP comum, pacotes de TCP (Protocolo de Controle de Transmissão) e UDP (Protocolo de Datagrama de Usuário), pacotes de ARP ou outros tipos de pacotes

Petição 870190091776, de 13/09/2019, pág. 20/33

14/19 de dados.

[055] Agora, o nó de acesso 200 também compreende uma memória 220 para armazenar endereços de IP e endereços de MAC, de modo a ser capaz de emitir pacotes de dados através da porta de saída ou entrada correta sem ser forçada a transmitir o pacote de dados em todas as suas portas de saída. Por padrão, o nó de acesso 200 é configurado para descartar todos os pacotes de dados tendo um endereço de MAC desconhecido por razões de segurança. Por exemplo, pode ser possível para um usuário malicioso inundar o nó de acesso com pacotes de dados com um endereço de MAC da destinação desconhecido e por meio disso, desacelerar o tráfego a partir de uma rede de agregação 150 para o hospedeiro dos usuários finais.

[056] Comunicando com ambas a unidade de entrada / saída 210 e a memória 220 está uma unidade de processamento 230, a qual, dentre outras coisas, é adaptado para examinar o cabeçalho dos pacotes de dados entrando ou deixando o nó de acesso. Se o nó de acesso 200 é construído como uma ponte de Ethernet, o endereço de destino no cabeçalho do quadro de dados será um endereço de MAC de destinação para o quadro de Ethernet. Agora, a unidade de processamento 230 é adaptada para comparar o endereço de MAC de destinação com uma lista ou tabela de endereço de VIAC armazenada em sua memória 220. Se uma coincidência é encontrada, o quadro de Ethernet será emitido para a porta correta ou canal lógico associado com o endereço de MAC de destinação. Se não, o nó de acesso 200 pode descartar o quadro de Ethernet para as razões mencionadas anteriormente.

[057] Via a unidade de entrada / saída 210, o nó de acesso 200 é também adaptado para receber o assim chamados aviso de VRRP, i.e., mensagens de informação compreendendo endereços de IP do roteador virtual. Usualmente, essas mensagens de informação são, como já mencionado anteriormente,

Petição 870190091776, de 13/09/2019, pág. 21/33

15/19 enviadas regularmente, tal como, por exemplo, a cada segundo, pelo um ou mais roteadores de VRRP.

[058] A unidade de processamento 230 pode ser adaptada para atualizar um certo parâmetro de acionamento P a cada momento tal um aviso de VRRP é recebido a partir de um ou mais roteadores de VRRP. Quando o P atinge uma predefinida contagem, um ARP gratuito é transmitido em direção aos usuários finais acessando uma rede de comunicação através do nó de acesso 200. Selecionando a pré-definida contagem de acordo com a necessidade então vai conduzir a mais ou menos frequente transmissão de mensagens de ARP gratuitos. A cara característica especial dessas mensagens de ARP gratuitas é que o endereço de IP e endereço de MAC de origem, transmitidos na mensagem são os endereços de IP e endereços de MAC do roteador virtual, que é diferente daquele da mensagem de ARP padrão contendo o endereço de IP e endereço de MAC do emitente.

[059] Também, a unidade de processamento 230 do nó de acesso 200 pode ser adaptada para recuperar o endereço de IP do portão de passagem associado com um canal lógico que um hospedeiro do usuário final está usando.

[060] Neste caso, o endereço de IP do portão de passagem corresponde ao endereço de IP do roteador virtual atuando como o proprietário deste endereço de IP. SE há, por exemplo, dois roteadores de VRRP atuando como um roteador virtual, um deles pode ser o proprietário de um endereço de IP do portão de passagem, enquanto o outro roteador pode ser configurado para ser o proprietário de um outro endereço de IP do portão de passagem.

[061] Referindo agora à Fig. 3, um exemplo do método de acordo com a presente invenção é apresentado abaixo.

[062] No passo 300, o nó de acesso, tal como o nó de acesso 140, 200 descrito nas Figs. 1 e 2 recebe um assim chamado aviso de VRRP (Protocolo de

Petição 870190091776, de 13/09/2019, pág. 22/33

16/19

Redundância Virtual de Roteador) de uma rede onde um ou mais roteadores configurados como um roteador virtual estão operando.

[063] Este aviso de VRRP é uma mensagem de informação compreendendo dentre outros, o endereço de IP de origem do roteador virtual e o ID do roteador virtual. Contudo, em uma configuração de VRRP com, digamos, dois roteadores, onde cada roteador está atuando como um backup para o outro roteador, um aviso de VRRP pode ser transmitido pelo primeiro roteador e em um outro momento o aviso de VRRP pode ser transmitido pelo segundo roteador. Assim sendo, às vezes, o aviso de VRRP pode conter o endereço de IP do roteador virtual do primeiro e às vezes o endereço de IP do roteador virtual do segundo roteador.

[064] Daí em diante, no passo 310, o nó de acesso incrementa um parâmetro de acionamento P indicativo do número de avisos de VRRP recebidos de um e armazena o valor do parâmetro na memória, tal como a memória 220. Aqui, cada portão de passagem pode ter seu próprio parâmetro de acionamento P. Assim sendo, no caso de múltiplos portões de passagem, o parâmetro de acionamento P é incrementado separadamente para cada portão de passagem. Deve ser mencionado aqui que o parâmetro de acionamento P também pode ser configurado para ter um determinado valor inicial N e para ser diminuído de um a cada vez que o nó de acesso recebe uma mensagem de aviso de VRRP.

[065] Uma outra possibilidade é configurar o parâmetro de acionamento P como um valor de contador de tempo, que é incrementado independentemente de como muitos avisos de VRRP forma recebidos.

[066] Daí em diante, a unidade de processamento do nó de acesso, tal como a unidade de processamento 230 verifica no passo 320 se o parâmetro de acionamento P atingiu um valor pré-definido N. Este valor pré-definido pode ser livremente escolhido e seu impacto será explicado abaixo.

Petição 870190091776, de 13/09/2019, pág. 23/33

17/19 [067] Se no passo 320, a unidade de processamento determinou que o parâmetro de acionamento P não atingiu o valor pré-definido o nó de acesso retorna ao passo 300 onde ele continua a receber avisos de VRRPs do roteador virtual.

[068] Se, contudo, a unidade de processamento do nó de acesso determinou que P é igual ao valor pré-definido N, ela determina no passo 330 o endereço de IP virtual do um ou mais roteadores a partir da mensagem de VRRP e dos canais lógicos associados com aquele endereço de IP virtual do roteador. Isto o nó de acesso pode fazer manuseando o DHCP, i.e. recuperando mensagens de configuração de DHCP nas quais a um ou mais hospedeiros dos usuários finais são alocados um endereço de IP alocado por um servidor de DHCP e o endereço de IP do portão de passagem que o hospedeiro do usuário final estará usando quando acessando um serviço fornecido por uma rede na qual os roteadores de VRRP estão localizados. Usando fiscalização de DHCP a unidade de processamento do nó de acesso pode povoar uma tabela armazenada na memória do nó de acesso, onde cada um dos endereços de IP dos hospedeiros dos usuários finais está associado com um endereço de IP de portão de passagem, i.e., o endereço de IP da destinação tratado por um dos pelo menos, dois roteadores virtuais.

[069] Desta forma, o nó de acesso é capaz de associar o correto hospedeiro do usuário final com o corretor roteador virtual ou endereço de IP do portão de passagem.

[070] A seguir, no passo 340, a unidade de processamento gera um pacote de ARP e o transmite através da unidade de entrada / output do nó de acesso, tal como a unidade de entrada / saída 210, para o endereço de IP virtual do roteador onde o aviso de VRRP foi originado.

[071] Como uma resposta para o pacote de ARP transmitido, o nó de

Petição 870190091776, de 13/09/2019, pág. 24/33

18/19 acesso recebe no passo 350 um pacote de resposta de ARP com o endereço de MAC do roteador virtual a partir do qual o aviso de VRRP foi originado. Contudo, o nó de acesso pode já ter armazenado o endereço de MAC de roteador virtual na tabela de endereço de MAC a partir de uma resposta de ARP anterior. Uma outra possibilidade pode ser que o endereço de MAC de roteador virtual esteja já configurado no nó de acesso por um técnico. Uma outra possibilidade de extrair o endereço de MAC de roteador virtual é obtê-lo diretamente da mensagem de aviso de VRRP. Nestes casos, a geração de um pacote de ARP no passo 340 pode não se necessário.

[072] Finalmente, a unidade de processamento do nó de acesso transmite um pacote de ARP gratuito compreendendo o endereço de IP e endereço de MAC do roteador virtual sobre o canal lógico associado com o portão de passagem IP para o hospedeiro do usuário final, passo 360. Desta feita, uma ponte de Ethernet conectando hospedeiros dos usuários finais com os nós de acesso vai receber os pacotes de ARP gratuitos e atualiza sua tabela de endereço de MAC com o endereço de MAC do portão de passagem do roteador virtual. Desta feita, a próxima vez que um hospedeiro de usuários finais estiver transmitindo dados para o endereço de MAC do roteador virtual MAC, será capaz de emitir o pacote de dados ou quadro de dados para a correta porta sem ser forçado a inundar os dados em todas as suas portas.

[073] Mesmo embora o exemplo do método acima foque em uma rede de telecomunicação com fio, ele pode igualmente ser efetuado em qualquer rede de comunicação sem fio que compreende os nós operando como um nó virtual, um nó de acesso, um nó de conexão e um ou mais hospedeiro dos usuários finais. Ultimamente, o escopo da presente invenção é somente limitado pelas reivindicações de patente anexas.

[074] Também pode ser mencionado, que os passos do exemplo do

Petição 870190091776, de 13/09/2019, pág. 25/33

19/19 método de acordo com a presente invenção conforme descrito no texto acima e ilustrado na Fig. 3 pode ser implementada por um programa de computador compreendendo conjuntos de instrução para cada um dos passos na Fig. 3. Este programa de computador pode ser armazenado na memória do nó de acesso 200, tal como a memória 220 ou ser parte de uma unidade de processamento 230 do nó de acesso 200 na forma de um ASIC (Circuito Integrado Específico de Aplicação). Também pode estar disponível em uma memória externa (não mostrado) que pode ser conectado em um nó de acesso 200.

[075] As principais vantagens da invenção são a redução do excesso de tráfego devido à inundação de pacotes de dados ou quadros de dados através do aprendizado da ponte de Ethernet. Uma outra vantagem é que as tabelas de MAC em uma rede de agregação não são poluídas com endereços de MAC-ad irrelevantes. Uma outra vantagem é que transmissão de pacotes de ARP gratuitos para o hospedeiro dos usuários finais vai ocultar a infraestrutura de rede da rede de agregação de um usuário final, assim sendo prevenindo usuários finais maliciosos quebrando o esquema de autenticação do VRRP e redirecionar tráfego de dados em suas próprias direções. Uma outra vantagem da presente invenção é que ele opera nas infraestruturas de rede. Assim sendo componentes existentes na LAN e a rede de agregação não necessitam ser modificados ou atualizados. Também, a presente invenção vai funcionar independentemente da presença de firewalls do usuário final e esquemas de proteções de rede doméstica similares designados para prevenir ataque com base no ARP de outros usuários finais.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Nó de acesso (140, 200) para comunicação em uma rede de telecomunicação, compreendendo:

- uma unidade de entrada / saída (210) adaptada para receber uma primeira mensagem de informação, a primeira mensagem de informação compreendendo um endereço lógico associado com um nó de rede virtual;

- a unidade de processamento (230) para extrair o endereço lógico do nó de rede virtual e para determinar um endereço de hardware associado com o endereço lógico do nó de rede virtual, a unidade de processamento (230) sendo ainda adaptada para a determinação de um endereço lógico de um hospedeiro do usuário final (110, 112) se comunicando com o nó de rede virtual;

caracterizado pelo fato de

- que o nó de acesso (140, 200) é configurado para transmitir uma segunda mensagem de informação compreendendo o endereço de hardware e lógico do nó de rede virtual para o endereço lógico do hospedeiro do usuário final (110, 112).
2. Nó de acesso, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o nó de acesso (140, 200) ainda compreende uma memória (220) para armazenar associações entre endereços de hardware ou lógicos do nó de rede virtual e os endereços lógicos do hospedeiro dos usuários finais (110, 112).
3. Nó de acesso, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o nó de acesso (140, 200) é adaptado para monitorar tráfego de dados entre um servidor de alocação de tráfego e um ou mais hospedeiros dos usuários finais (110, 112) de modo a determinar as associações entre os endereços de hardware e lógico da rede virtual e os endereços lógicos dos hospedeiros dos usuários finais (110, 112).
4. Nó de acesso, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo

Petição 870190091776, de 13/09/2019, pág. 27/33

2/6 fato de que o nó de acesso (140, 200) é adaptado para extrair o endereço de hardware do nó virtual a partir da primeira mensagem de informação.
5. Nó de acesso, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o nó de acesso (140, 200) é adaptado para ter associações préconfiguradas entre o endereço de hardware ou lógico da rede virtual e os endereços lógicos dos hospedeiros dos usuários finais (110, 112).
6. Nó de acesso, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 5, caracterizado pelo fato de que o nó de acesso (140, 200) é adaptado para armazenar associações entre os endereços de hardware ou lógico do nó de rede virtual e os endereços lógicos do hospedeiro dos usuários finais (110, 112) pertencendo a um canal lógico comum (130).
7. Nó de acesso, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o nó de acesso (140, 200) é adaptado para determinar o endereço de hardware do nó de rede virtual transmitindo uma terceira mensagem de informação para o endereço lógico do nó virtual e receber o endereço de hardware do nó virtual como uma resposta.
8. Nó de acesso, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o nó de acesso (140, 200) é adaptado para transmitir uma terceira mensagem de informação para o endereço lógico do nó virtual após um parâmetro de acionamento indicativo do número das primeiras mensagens de informação recebidas, ter atingido um valor pré-definido.
9. Nó de acesso, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que o nó de rede virtual compreende pelo menos, dois nós de rede (172, 174) tendo seu próprios endereços de rede de hardware e lógicos individuais.
10. Nó de acesso, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que a primeira mensagem de informação

Petição 870190091776, de 13/09/2019, pág. 28/33

3/6 compreende uma mensagem de aviso do VRRP (Protocolo de Redundância Virtual de Roteador).
11. Nó de acesso, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que a segunda mensagem de informação compreende uma mensagem de ARP (Protocolo de Resolução de Endereço) gratuita.
12. Nó de acesso, de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 9, caracterizado pelo fato de que a terceira mensagem de informação compreende uma mensagem do ARP.
13. Nó de acesso, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado pelo fato de que o endereço lógico compreende um endereço de IPv4 ou endereço de IPv6 e o endereço de hardware compreende um do, endereço de MAC (Controle de Acesso de Mídia) de Ethernet ou endereço de MAC de ATM.
14. Nó de acesso, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, caracterizado pelo fato de que os dois ou mais nós de rede (172, 174) compreendem roteadores de VRRP (Protocolo de Redundância Virtual de Roteador), enquanto o nó de rede virtual compreende um roteador virtual.
15. Nó de acesso, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 14, caracterizado pelo fato de que o nó de acesso (140, 200) compreende um comutador de Ethernet ou um DSLAM (Multiplexador de Acesso de Linha de Assinante Digital).
16. Nó de acesso, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 15, caracterizado pelo fato de que o hospedeiro do usuário final (110, 112) compreende um terminal móvel ou um terminal de telecomunicação estático.
17. Infraestrutura de rede de telecomunicação compreendendo:

- dois ou mais nós de rede (172, 174) configurados para operar como um nó

Petição 870190091776, de 13/09/2019, pág. 29/33

4/6 de rede virtual tendo um endereço de nó virtual de hardware e lógico, o um ou mais nós de rede configurados para transmitirem uma primeira mensagem de informação compreendendo um endereço lógico do nó de rede virtual;

- um nó de acesso (140, 200) adaptado para receber a primeira mensagem de informação e para determinar um endereço de hardware associado com o endereço lógico do nó virtual;

- um nó de ponte (120) adaptado para conectar um ou mais hospedeiros dos usuários finais (110, 112) cada um com o outro e com o nó de acesso (140, 200);

- um ou mais hospedeiros dos usuários finais (110, 112) compreendendo um endereço lógico adaptado para comunicação com o nó de rede virtual através do nó de ponte (120) e o nó de rede virtual caracterizada pelo fato de que

- o nó de acesso (140, 200) é ainda configurado para transmitir uma segunda mensagem de informação compreendendo o endereço de hardware e lógico do nó de rede virtual, onde o nó de ponte (120) é adaptado para emitir a segunda mensagem de informação para um ou mais hospedeiros dos usuários finais (110, 112) e para armazenar os endereços de hardware e lógico do roteador virtual.
18. Método para comunicação em uma rede de telecomunicação, caracterizado pelo fato de compreender os passos:

a) receber uma primeira mensagem de informação compreendendo um endereço lógico associado com um nó de rede virtual, o nó de rede virtual compreendendo dois ou mais nós de rede em uma rede de telecomunicação;

b) extrair um endereço lógico do nó virtual da primeira mensagem de informação;

c) determinar um endereço de hardware do nó de rede virtual associado

Petição 870190091776, de 13/09/2019, pág. 30/33

5/6 com o endereço lógico do nó de rede virtual;

d) determinar um endereço lógico do hospedeiro do usuário final associado com o endereço de hardware ou lógico extraído e;

e) transmitir uma segunda mensagem de informação compreendendo o endereço de hardware e lógico do nó de rede virtual.
19. Método, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que o passo c) de determinar um endereço lógico de hospedeiro do usuário final associado com o endereço de hardware ou lógico extraído ainda compreende comparar as associações lógicas extraídas com associações lógicas préarmazenadas ente os endereços de hardware ou lógicos dos nós virtuais e o endereço lógico do hospedeiro dos usuários finais.
20. Método, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que as associações entre os endereços de hardware ou lógicos dos nós virtuais e endereços lógicos dos hospedeiros dos usuários finais são préarmazenados por meio de fiscalização do DHCP (Protocolo de Controle de Hospedeiro Dinâmico).
21. Método, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que as associações entre endereço de hardware ou lógico dos nós virtuais e endereços lógicos do hospedeiro dos usuários finais são estatisticamente préconfiguradas.
22. Método, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que o endereço de hardware do nó de rede virtual é determinado transmitindo uma terceira mensagem de informação para o endereço lógico do nó virtual.
23. Memória lida por computador para comunicação em uma rede de telecomunicação, caracterizada pelo fato de que compreende conjuntos de instruções para:

- receber uma primeira mensagem de informação compreendendo um

Petição 870190091776, de 13/09/2019, pág. 31/33

6/6 endereço lógico associado com um nó de rede virtual, o nó de rede virtual compreendendo dois ou mais nós de rede (172, 174) na rede de telecomunicação;

- extrair um endereço lógico do nó virtual da primeira mensagem de informação;

- determinar um endereço de hardware do nó de rede virtual associada com o endereço lógico do nó de rede virtual;

- determinar um endereço lógico do usuário final (110, 112) associado com o endereço de hardware ou lógico extraído e;

- transmitir uma segunda mensagem de informação compreendendo o endereço de hardware e lógico do nó de rede virtual.