ES2278462T3 - Procedimiento para el control de elementos de red. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para el control de una arquitectura de red en capas (RT, PT, NT), que consta de elementos de red (3, 5) en una red compuesta por redes básicas de telecomunicaciones físicas (CN, MN, PSTN, Internet), mediante un sistema operativo que está dividido en tres capas funcionales: - una capa de aplicación - una capa de desarrollo y puesta a disposición de servicios, - una capa funcional del elemento de red (NEF), integrando el procedimiento a través de estos elementos de red funciones de red distribuidas, servicios de red y servicios básicos de red de las redes básicas físicas que se encuentran debajo y poniéndolas a disposición a través de interfaces independientes del sistema (1), funcionando entre sí los componentes del sistema operativo residentes en los mismos o distintos elementos de red según el principio cliente-servidor y capacitando los componentes del sistema operativo a un elemento de red para funcionar tanto como cliente como también como servidor, en función de que un elemento de red solicite o ejecute un servicio de red o una función de red.
Description
Procedimiento para el control de elementos de
red.
La invención se refiere a un sistema de control
distribuido para el control de elementos de red en una red de datos
o telecomunicaciones.
Para los operadores de red de redes de
telecomunicaciones es cada vez más importante poder ofrecer a los
usuarios de la red, además de servicios básicos sencillos, como la
transmisión de voz o datos, los llamados servicios de red o también
servicios (integrados) de valor añadido. Bajo estos se entiende la
combinación y ampliación de los servicios básicos, por ejemplo el
número inequívoco en distintas redes (Universal Personal Number,
número personal universal, red fija y red móvil), funciones de
retransmisión y de buzón de voz en la red y muchos otros más.
Una solución técnica ya conocida es la llamada
red inteligente, que es controlada centralmente por un elemento de
red, el llamado SCP (Service Control Point, punto de control de
servicios). Este se describe suficientemente en la suite de
protocolo Q.12xx de la ITU.
Un inconveniente esencial de la técnica de las
redes inteligentes es en particular la gran dependencia del elemento
central de la red. La utilización muy costosa de por un lado un
hardware más potente y seguro frente a fallos y por otro lado los
llamados sistemas "Backup" (de respaldo), es decir, la
duplicación de los elementos más importantes del sistema (Hardware y
Software) es necesaria, para garantizar la seguridad frente a fallos
que se necesita en el curso del funcionamiento.
CORBA -Common Object Request Broker
Architecture, arquitectura común de intermediarios en peticiones a
objetos- es un estándar abierto para interfaces independientes del
sistema. En el folleto "CORBA: Integrating Diverse Applications
Within Distributed Heterogeneus Environments" (integración de
diversas aplicaciones dentro de entornos heterogéneos distribuidos),
Steve Vinoski, IEEE, Revista de Comunicaciones, Feb. 1997, se
describe la posibilidad de la gestión y control comunes de distintas
redes básicas físicas mediante comunicación entre elementos de red
distribuidos.
Complementariamente, se introducen en "The
Performance of the CORBA Invocation Interface and Dynamic Skeleton
Interface over High-Speed ATM Networks" ("El
rendimiento de la interfaz de invocación CORBA y la interfaz del
esqueleto dinámico en redes ATM de alta velocidad"), Gokhale y
Schmidt, IEE 1996, páginas 50-56, interfaces
adicionales para CORBA.
La WO 96/09707 describe una gestión integrada de
varías redes con distintas topologías mediante un procedimiento
especial de enrutado mediante elementos de red enmallados entre
sí.
La US 5,457,797 muestra una posibilidad de cómo
puede ejecutarse un programa de aplicación distribuido en distintos
elementos de red.
Es tarea de la invención indicar una solución de
cómo los elementos de red distribuidos en la red pueden ser
controlados en una arquitectura de red susceptible de adaptación y
cómo pueden ofrecerse separadamente servicios de valor añadido más
allá de los límites de la red y según ofertantes. Al respecto deben
evitarse los inconvenientes de la técnica de las redes inteligentes
antes citadas.
Esta tarea se resuelve mediante un sistema
operativo distribuido según las enseñanzas técnicas descritas en la
reivindicación 1.
Bajo una red básica física se entiende
una red homogénea como por ejemplo la red telefónica (POTS, Plain
Old Telephone Service, servicio telefónico tradicional) para la
transmisión analógica de datos como voz, una red ISDN (Integrated
services Digital Network, red digital de servicios integrados) para
la transmisión digital, la red de telefonía móvil o Internet, que a
su vez está compuesta por distintas redes.
Un operador de red es responsable de una
red básica como la indicada:
En las siguientes explicaciones se utilizan
distintas denominaciones para funciones y servicios:
- -
- un servicio de red básico es un servicio básico tal como es puesto a disposición del usuario por la red básica física, por ejemplo transmisión de voz en POTS o también en ISDN los "Bearer Services" (servicios portadores),
- -
- una función de red por el contrario es necesaria para el funcionamiento de la red y sus servicios, pero no es visible directamente para un usuario de servicios de red. A ello pertenecen por ejemplo la vigilancia del tráfico o el enrutado.
- -
- Un servicio de red está compuesto por servicios básicos de red y posibles complementos (por ejemplo el servicio ISDN).
- -
- Un servicio integrado de valor añadido es un servicio de red, que a su vez puede estar compuesto por servicios de red de también distintos servicios de red básicos físicos. El mismo puede ser ofrecido por el operador de red, o también por un llamado integrador de servicios.
- -
- Bajo una aplicación se entiende también la llamada capa de aplicación, donde se adaptan los servicios de red (antes neutrales) y servicios de valor añadido a la correspondiente necesidad del ofertante de servicios y del usuario de servicios, por ejemplo en cuanto a la facturación y tarificación de servicios.
- -
- La comunicación con las redes básicas físicas se realiza a través de la llamada a funciones de red, servicios de red y servicios básicos de red en el correspondiente formato específico del sistema. Con ello nos referimos por ejemplo a INAP (Intelligent Network Application Part, parte de aplicación de red inteligente), SS7 (Signalling System Nº 7, sistema de señalización nº 7) o MAP (Mobile Application Part, parte de aplicación móvil).
- -
- Una función básica es una función adicional introducida por una nueva arquitectura de red ampliada. La misma permite por ejemplo el acceso a una red básica física o la distribución de las llamadas de los servicios de red y funciones de red distribuidos en la red.
- -
- Bajo elementos de red contiguos se entienden aquéllos que se encuentran en un nivel lógico de la arquitectura de red utilizada. Por el contrario, un elemento de red subordinado está al menos un nivel de jerarquía por debajo del elemento de red supraordinado.
El sistema operativo correspondiente a la
invención controla una red de datos y comunicaciones compuesta por
distintas redes básicas físicas subordinadas. Estas redes básicas
están compuestas por elementos de red que ofrecen distintos
servicios (básicos) de red y funciones de red y pueden ser
controladas con llamadas específicas del
sistema.
sistema.
Correspondientemente a ello, existen elementos
de red supraordinados que están dotados de componentes especiales
del sistema operativo y que ejecutan funciones básicas
independientes de las redes parciales físicas, como el acceso a la
redes básicas físicas, la distribución de las llamadas de servicios
básicos de red y la conversión de las llamadas a los
correspondientes formatos específicos del sistema (puesta a
disposición de las interfaces). Estos elementos supraordinados
pueden ser parte integrante de las redes físicas existentes o
también elementos de red autónomos.
Las interfaces que permiten el acceso a los
servicios básicos físicos pueden entonces estar indicadas en el lado
independiente del sistema, es decir, por ejemplo en forma de
estandarización de un formato de acceso unificado.
Esta estructura de las redes de datos y de
comunicaciones distribuye el control de los servicios básicos de
red, servicios de red y servicios de valor añadido entre los
elementos de red, intercambiando informaciones necesarias para la
actuación conjunta. Los elementos de red pueden ser en su estructura
del mismo tipo o bien diferentes.
De esta manera se evitan los problemas del
control centralizado tal como el que existe en una red inteligente
fiabilidad, disponibilidad, "cuellos de botella", tolerancia
frente a faltas).
Además, es posible una integración de diversos
servicios básicos de red de distintas redes básicas físicas.
Ventajosos perfeccionamientos y mejoras se
indican en las reivindicaciones secundarias.
La introducción y retirada de distintos
elementos de red o redes básicas físicas completas debe ser posible
sin problemas. Por lo tanto se actualizan regularmente las
informaciones que están memorizadas en los elementos de red (en
particular en los elementos de red supraordinados), para posibilitar
una coordinación de las llamadas funcionales y de servicios, y se
distribuyen a los elementos de red contiguos. Esto no afecta sólo a
la introducción de nuevos servicios y redes básicas (también
independientemente del fabricante), sino también a la modificación
de servicios y redes básicas ya existentes. Esta forma de
funcionamiento logra una flexibilidad que es una premisa para la
introducción continua de servicios de valor añadido nuevos (en
particular de aquéllos compuestos por combinaciones de servicios
básicos de red de distintas redes físicas básicas).
Para la ejecución distribuida de funciones,
puede controlar el sistema operativo los elementos de red según el
principio cliente-servidor. Cada elemento de red
debe poder funcionar tanto como cliente como también como servidor,
lo cual se asegura mediante una estructura unificada de cada
elemento de red. Esto permite transportar llamadas funcionales y de
servicios a través de la red y hacer que en cada caso procese las
llamadas el elemento de red más apropiado. Al respecto es también
posible que los servicios y funciones de red se ejecuten por varios
elementos de red.
Una llamada de aplicación puede ejecutarse de
forma distribuida. Para ello puede ser necesario fraccionarla
primeramente en funciones y servicios parciales.
La realización de estas funciones y servicios es
controlada por el sistema operativo, debiendo asumir los elementos
de red afectados a través de las interfaces abiertas definidas,
independientes del sistema, las llamadas funcionales y de servicios
y convertirlas en llamadas específicas del sistema. De esta manera
se ponen a disposición funciones individuales de tal manera que
pueden formarse a partir de servicios básicos y funciones de red de
diversas redes básicas físicas, servicios integrados de valor
añadido.
El sistema operativo controla la ejecución de
las llamadas de servicios y funcionales en base a las informaciones
existentes en los elementos de red sobre qué elemento de red posee
qué funcionalidades. Las llamadas se conducen para ello a los
correspondientes elementos de red adecuados.
Para ello pueden utilizarse distintos principios
del procedimiento de elección de rutas individual o conjuntamente,
como por ejemplo:
- -
- enrutado dinámico, es decir, las informaciones distribuidas entre los elementos de red relativas a las capacidades de los elementos de red, se actualizan continuamente, generándose avisos por parte de elementos afectados por modificaciones, que a continuación se distribuyen en la red y son evaluados por los otros elementos de red,
- -
- enrutado distribuido, es decir, cada elemento que se encuentra en la red puede tomar decisiones de elección de ruta (no hay control central de la elección de ruta),
- -
- enrutado multiruta, es decir, una distribución de las llamadas funcionales y de servicios a través de varias vías, con lo que parcialmente puede activarse también una ejecución múltiple de la llamada en distintos elementos de red. Esto eleva el flujo (la vía más rápida) y la redundancia, y con ello la tolerancia a errores,
- -
- enrutado jerárquico, es decir, una llamada de aplicación se fracciona primeramente en llamadas de funciones parciales y de servicios parciales y se retransmite (en determinadas condiciones incluso a través de varios niveles de abstracción) y sólo a continuación en funciones básicas de red y servicios básicos de red, que pueden ser ejecutados,
- -
- enrutado Link-State (del estado del enlace), es decir, sólo se envía aquella información para la elección de la ruta (reproducción de la red) que describe modificaciones de las capacidades de los elementos de red. Esto reduce el flujo de datos que es necesario para fines de administración.
- -
- Enrutado de clases funcionales, es decir, las llamadas son priorizadas en cuanto a su procesamiento, por ejemplo en función del retardo temporal permitido, flujo exigido y disponibilidad exigida.
El sistema operativo puede estar estructurado
según un perfeccionamiento correspondiente a la invención en tres
capas:
- -
- capa de aplicación (Application Layer)
- -
- capa de desarrollo de servicios y de puesta a disposición de servicios (Service Development Layer)
- -
- capa de la funcionalidad de los elementos de red (Network Element Functionality Layer).
Las distintas capas realizan al respecto
distintas tareas y son activas en distinto grado en los elementos
de red en función de si se asume un papel de cliente o de servidor,
aún cuando están incluidas de la misma manera en todos los elementos
de red.
La capa de aplicación pone a disposición las
aplicaciones. Esta capa es sólo activa en el caso de que el elemento
de red actúe como cliente.
La capa intermedia (capa de desarrollo de
servicios y de puesta a disposición de servicios, también Service
Development Layer) tiene las siguientes tareas:
- -
- conversión de las llamadas de aplicación a través de las correspondientes interfaces en llamadas funcionales y de servicios, por ejemplo con ayuda de APIs (Application Programming Interfaces, interfaces de programación de aplicación),
- -
- retransmisión de las llamadas funcionales y de servicios a los elementos de red adecuados para que continúe el procesamiento, en función de las informaciones memorizadas en los elementos de red referidas a la red, de la manera adecuada, es decir, con los parámetros necesarios en el formato específico del sistema de las redes físicas básicas,
- -
- gestión de los recursos y de la calidad,
- -
- tarificación (procesamiento de datos específicos a través de enlaces como por ejemplo datos AMA),
- -
- seguridad,
- -
- gestión de faltas (captar, procesar, evaluar faltas),
- -
- gestión de las informaciones necesarias (por ejemplo en bancos de datos),
- -
- vigilancia de transacciones.
El sistema operativo puede controlar cada
elemento de red para que sea tanto cliente como también servidor, en
función de si el elemento de red es un elemento de red que solicita
o que ejecuta. En función de la funcionalidad asumida en ese
momento, está incluida también de manera diferente la capa de
desarrollo de servicios y de puesta a disposición de servicios.
Cuando funciona el elemento de red en ese
momento en el modo de solicitud (como cliente), entonces están
activas las siguientes funciones:
- -
- manejo de la interfaz (gestor de interfaz), asumiendo esta interfaz llamadas de servicios y funcionales independientes del sistema y convirtiéndolas entonces en las correspondientes llamadas dependientes del sistema (dependientes de la red básica), a fin de retransmitirlas a los mecanismos de transporte adecuados específicos del sistema. Además, se cuidan aquí las informaciones necesarias para la elección de la vía de las llamadas funcionales y de servicios.
- -
- Oferta de servicios básicos frecuentemente necesarios (por ejemplo conversión de direcciones, réplica de datos, gestión de banco de datos),
- -
- mecanismos de transporte para poner a disposición el enlace con los elementos de red y el formato de llamada específico del sistema necesario para ello.
Hay diversos mecanismos de transporte:
- -
- mecanismo de transporte específico del servidor, dependiente de los elementos de red de la red básica subordinada,
- -
- mecanismo de transporte independiente del servidor (default), para la comunicación entre elementos de red contiguos, por ejemplo dentro de la capa de aplicación.
Si ha identificado el gestor de interfaz en base
a la información de la que dispone que el elemento de red en el que
él mismo reside está ligado directamente con la red básica
competente para la ejecución de la llamada, entonces se convierte
esta llamada funcional al formato específico del sistema de la
correspondiente red básica y se transfiere para su ejecución al
elemento de red conectado de la red básica.
La actualización dinámica de las informaciones
sobre capacidades de una red se asegura cuando, al estar disponibles
nuevas funciones básicas de la red y servicios básicos de la red,
cada elemento (servidor) que se encuentra en la red actualiza
informaciones para la actualización de los mecanismos de transporte
específicos del servidor y los distribuye a otros elementos de red
(clientes), en base a las cuales en estos elementos de red se
adaptan las interfaces y otras informaciones (por ejemplo tablas de
enrutado).
Si el elemento de red en el que reside el gestor
de la interfaz no está conectado directamente con el elemento de red
competente para la ejecución de la llamada, entonces se transfiere
esta llamada a un mecanismo estandarizado de transporte. Este
asegura que la llamada funcional se retransmite de manera adecuada a
elementos de red que reciben esta llamadas como servidores y las
ejecutan o que como clientes aseguran su procesamiento.
Si funciona el elemento de red en ese momento en
el modo de ejecución (como servidor), entonces están activas las
siguientes funcionalidades en la capa de desarrollo y puesta a
disposición de servicios:
- -
- Firewall (cortafuegos)
- -
- control de accesos
- -
- filtro
para la vigilancia y control de las
llamadas y avisos
recibidos.
La funcionalidad de la red incluye entonces,
para la ejecución de las llamadas funcionales y de servicios, las
siguientes tareas:
- -
- control de los enlaces (Connection Control)
- -
- control de llamadas (Call Control)
- -
- programas de usuario (User Programs)
- -
- control de características de prestaciones (Feature Control)
- -
- conmutación
- -
- elección de vías
- -
- transporte.
El sistema operativo de la red puede estructurar
toda la red de telecomunicaciones en varias capas, los dominios
funcionales de la red. Mediante estos dominios de red se determina
el tipo y forma de las llamadas de aplicación en llamadas de función
parcial y de servicio parcial, etc. Este principio permite el ya
mencionado enrutado jerárquico.
Puesto que las informaciones sobre las
capacidades de los elementos de red se intercambian en capas
jerárquicas, necesita cada elemento de red sólo el conocimiento de
las capacidades funcionales de una cantidad limitada de elementos de
red. En función de las exigencias relativas a la duración del
procesamiento y a la velocidad de procesamiento de las llamadas,
pueden elegirse en el elemento de red (que funciona como cliente)
distintos elementos de red (que funcionan como servidores) y
activarse los mecanismos de transporte específicos del servidor
unidos con los mismos, para optimizar los tiempos de procesamiento y
los tiempos de recorrido de la red. Los dominios funcionales pueden
orientarse por ejemplo a las redes básicas existentes, o también a
distintas estructuras organizativas o también operadores de red.
Los dominios de red a su vez pueden estar
compuestos por elementos de red núcleo y por elementos de red
estándar. Todos los elementos de red deben contener informaciones
(para la elección de la vía) sobre qué clases de funciones y
servicios pueden ser ejecutadas en qué dominios.
Los elementos de red núcleo son esencialmente
competentes para la ejecución de las solicitudes de aplicación y
llamadas de servicio y funcionales.
Al respecto deben evitarse circunstancias bajo
las cuales las llamadas no pueden ser ejecutadas con la calidad de
servicio necesaria (anchura de banda, tiempo, etcétera). Para ello
pueden priorizarse exigencias de aplicación y llamadas de servicio y
funcionales y asignarse correspondientemente a los recursos
existentes de los distintos elementos de red de ejecución. Para el
funcionamiento óptimo de estos elementos de red, es necesaria una
actualización dinámica de las tablas de elección de ruta y con ello
una actualización continua del tipo, volumen y lugar de las
funciones de red disponibles, servicios de red y recursos de
red.
Los elementos estándar de red asumen por el
contrario en particular funciones de reconocimiento y clasificación,
así como de la elección de vía en aquellas llamadas funcionales y de
servicios que no pueden ser ejecutadas por un elemento de red. Para
ello son necesarios por ejemplo los siguientes mecanismos para el
tratamiento de llamadas:
- -
- retransmisión de la llamada a un dominio de red con la correspondiente clase de servicios y funcional
- -
- retransmisión de la llamada a un elemento de red con la correspondiente clase de servicio y funcional
- -
- retransmisión de la llamada a un elemento de red o a un dominio de red del que se conoce que allí se ejecutan servicios y funciones o clases de servicios y funciones similares,
- -
- rechazo de llamadas.
Los elementos de red estándar asumen también
funciones del control de accesos para dominios de red, por ejemplo
en los casos en los que existen limitaciones especiales relativas a
la ejecución de aplicaciones, funciones y servicios. Las llamadas
son admitidas, rechazadas o también dotadas de una prioridad.
A continuación se describirá la invención en
base a ejemplos de ejecución. Al respecto muestran
figura 1 una arquitectura de red distribuida a
modo de ejemplo con distintas redes de comunicación y de datos
físicas subordinadas,
figura 2 igualmente una arquitectura de red
distribuida que ha sido repartida en tres capas lógicas,
figura 3 un elemento de red que comunica
mediante un mecanismo de transporte específico del servidor con una
red básica física,
figura 4 una llamada de aplicación que viene de
un gestor API de un cliente, que se fracciona y se retransmite a los
nudos de red que la ejecutan (servidor),
figura 5 la estructura de un elemento de red
como capa de cliente,
figura 6 la estructura de un elemento red como
capa de servidor,
figura 7 una arquitectura de red distribuida a
modo de ejemplo con dos redes físicas subordinadas, así como un
ofertante de servicios.
Las limitaciones relativas a las
figuras/ejemplos de ejecución, no rigen necesariamente para la
invención.
La figura 1 muestra esquemáticamente una
arquitectura de red distribuida que se manifiesta en tres capas. En
la capa más inferior (NT) en esta imagen pueden verse las más
diversas redes físicas, tal como existen actualmente. Se trata de
redes de datos (CN, Corporate Networks (redes corporativas),
Internet) y redes de telecomunicaciones (MN, PSTN), pudiendo
pensarse en muchas otras. En particular, no hay entre las distintas
redes hasta ahora ningún enlace o sólo enlaces muy
insuficientes.
La capa intermedia (PT) muestra ahora la
arquitectura de red distribuida, que se establece "a través" de
las redes físicas (NT) y que sirve para la integración de servicios.
Las distintas redes físicas están entonces conectadas a través de al
menos un enlace (1) y una interfaz adecuada en un elemento de red
(3) con una red de datos (2). La representación de la red de datos
como anillo es aquí sólo una posibilidad, no siendo de importancia
la estructura de la red de datos para la invención.
En esta red de datos (PT) se encuentran los
elementos de red (3, 5) distribuidos, esencialmente del mismo tipo,
que pueden adaptarse en relación con las exigencias en cuanto a su
capacidad de prestaciones. Los elementos individuales (5) pueden
también utilizarse exclusivamente para el control de la red,
poniendo a disposición para ello los servicios y funciones
necesarios. Otros elementos de red (3) asumen la comunicación y
colaboración con las redes físicas inferiores (NT) y ponen a
disposición las interfaces necesarias para ello.
La colaboración y el intercambio de
informaciones (por ejemplo para el registro de elementos de red,
servicios y funciones) son controlados por el sistema operativo de
red (6) distribuido. Este reside en los diferentes elementos de red
(3, 5). En la "capa" más superior (RT) se encuentran las redes
o elementos de red de los ofertantes e integradores de servicios que
tratan a los clientes. Estos están igualmente conectados a la red de
datos mediante interfaces (4) adecuadas. A su través se intercambian
las informaciones necesarias para ello (para la autentificación de
los usuarios, administración de los servicios, facturación de la
utilización de servicios, etc.). Esto puede realizarse a través de
interfaces independientes del sistema, lo que asegura una clara
simplificación de la comunicación también de distintos ofertantes de
servicios e integradores de servicios entre sí.
La figura 2 muestra otra estructura posible de
una arquitectura de red distribuida. En particular son posibles en
cada nivel varias redes dispuestas en paralelo (PT1, PT2) y (PSTN1,
MN, PSTN2, Internet).
En los elementos de red existen también las
correspondientes interfaces específicas del sistema, cuando se
produce el acceso a diversos elementos de red de las capas más
inferiores.
Puede accederse también a varias redes básicas
(NT) del mismo tipo asociadas en paralelo (PSTN1 y PSTN2), por
ejemplo redes fijas de distintos países u operadores. Si acceden
varios elementos de red "supraordinados" de distintos
ofertantes de servicios (PT1, PT2) a una red básica (Internet),
entonces se reparten los recursos de la red de base dinámicamente
(línea discontinua).
La figura 3 describe una llamada a una
aplicación (Application), que tiene lugar por parte del usuario de
un servicio de valor añadido. Esta llamada de aplicación se
fracciona entonces primeramente en el elemento de red en varias
funciones parciales y servicios parciales (función parcial 1,
servicios parcial 2). El elemento de red detecta a continuación que
está unido directamente con la red básica inferior, que pone a
disposición las funciones y servicios necesarios (función a,
servicio b, c). Con un mecanismo de transporte específico del
servidor, transmite el elemento de red 1 a través de la interfaz (1)
dependiente del sistema las llamadas funcionales a la red básica
inferior (PSTN). Ahora puede el elemento de red directamente
conectado ejecutar varias de estas llamadas (función a, servicio c)
y retransmiten las otras llamadas (servicio b) a un elemento de red
contiguo, que ofrece la funcionalidad necesaria (ver al respecto
también la figura 4).
La figura 4 muestra un detalle de la nueva
arquitectura, que está supraordinada a las redes físicas.
Se representan 4 elementos de red
(NN1-NN4, Network Node (nudo de red), elemento de
red), que están unidos a través de una red de datos y que
intercambian llamadas funcionales y de servicios e informaciones, de
forma controlada por un sistema operativo de red distribuido.
Un gestor API residente en uno de los elementos
de red (cliente) enruta las llamadas pertenecientes a aplicaciones
de funciones y servicios de red a los elementos de red ejecutores
(NN b, c, d). Para ello pone a disposición el gestor API las
informaciones de enrutado necesarias en toda la red. Estas
informaciones son intercambiadas entre los elementos de red y
mantenidas consistentes.
Los recursos distribuidos por toda la red pueden
utilizarse de esta manera. Con ello es posible por ejemplo una
división de la carga, pudiendo ser llamadas las mismas funciones en
varios elementos de red.
El ejemplo representado en la figura contiene
una llamada que incluye varias llamadas parciales (x, y, z). El
primer elemento de red llamado no puede no obstante procesar la
llamada parcial, ya que no pone a disposición las funciones
necesarias o su capacidad ya esta completamente utilizada. El mismo
transmite las llamadas funcionales y de servicio al elemento de red
contiguo, y así puede seguirse procesando una aplicación (xyz) en
este ejemplo en tres elementos de red distintos en paralelo. Un
elemento de red (NN2) asume el procesamiento de la parte funcional
(x), el elemento de red (NN3) el procesamiento de (y) y el elemento
de red (NN4) el procesamiento de (z).
El enrutado de las distintas funciones y
servicios parciales a los elementos de red que las han de procesar
puede estar controlado por diversos criterios. Indiquemos aquí a
modo de ejemplo la existencia de las funciones y servicios
necesarios, así como el grado de carga de los distintos elementos.
Otro criterio puede ser la longitud de la vía hasta el nudo que
realiza el procesamiento, pudiendo pensarse también en otros
criterios.
En la figura 5 puede verse la estructura
funcional de un elemento de red como cliente.
La capa de aplicación (Application Layer) más
superior está configurada sólo en el cliente. Las llamadas de
aplicación (3rd party application), se fraccionan aquí en llamadas
funcionales y de servicios y se siguen procesando.
La capa de desarrollo de servicios y puesta a
disposición de servicios está compuesta por un gestor de interfaces
(gestor de interfaces), por ejemplo un API (Application Programming
Interface, interfaz de programación de aplicación), que asume las
siguientes tareas:
- -
- poner a disposición una cierta cantidad de interfaces abiertas independientes del sistema,
- -
- asumir las llamadas a través de estas interfaces y transformarlas en las correspondientes llamadas funcionales y de servicios,
- -
- elegir la vía de las llamadas funcionales y de servicios,
- -
- actualizar las informaciones para la elección de vías, con lo que los nuevos elementos de red y las nuevas funciones y servicios son tenidos en cuenta con la mayor rapidez posible,
- -
- generar el enlace interno con los mecanismos de transporte.
Los servicios y funciones que se necesitan con
frecuencia son procesados igualmente (servicios básicos). A ello
pertenecen por ejemplo la conversión de direcciones, gestión de
datos, vigilancias.
En un mecanismo de transporte específico del
servidor, se transfiere la llamada funcional o de servicio
directamente a un elemento de red competente en una red de base para
el procesamiento. El formato de llamada entonces utilizado depende
de la red de base inferior, por ejemplo MAP.
En caso contrario (mecanismo de transporte
estándar), se retransmite la llamada a un elemento de red contiguo,
que la fracciona a su vez, según necesidades, la transfiere a una
red de base para su ejecución o a un elemento de red contiguo.
La capa funcional del elemento de red (NEF) es
la interfaz física para el transporte de llamadas de informaciones a
elementos de red contiguos.
La figura 6 muestra la estructura funcional de
un elemento de red como servidor.
La capa de aplicación no se ha configurado
aquí.
El desarrollo y puesta a disposición de
servicios tiene para el funcionamiento del elemento de red las
siguientes tareas:
- -
- Firewall (cortafuegos)
- -
- control de accesos
- -
- filtro
- -
- vigilancia y control de llamadas.
La tercera capa (NEF, capa funcional del
elemento de red) es competente para ejecutar las llamadas
funcionales y de servicios, en particular:
- -
- control de enlaces
- -
- conservación de los datos
- -
- control de las características de prestaciones
- -
- control del transporte.
Para especificar aún la arquitectura de red
descrita en la figura 1, se toma como base en la figura 7 una
configuración definida con más precisión, a modo de ejemplo.
Un usuario (71) obtiene un servicio de valor
añadido, que está compuesto por un servicio de red fija y un
servicio de telefonía móvil. Los servicios son puestos a disposición
por dos operadores de red diferentes (PSTN, 77a) y (MN, 76a). El
ofertante de servicios memoriza y gestiona en su centro de atención
a clientes (ABC, administración, facturación, centro de atención al
cliente) el perfil del cliente y realiza facturaciones de tasas de
los servicios de valor añadido vendidos (72a).
El ofertante de servicios retransmite al
integrador de servicios a través de una interfaz (72), por ejemplo
realizado mediante un API (Application Programming Interface,
interfaz de programación de aplicación), las informaciones
relevantes, como identificación del cliente, número de llamada a la
red fija, número de llamada a la red móvil, perfil de servicios,
para obtener el correspondiente servicio del ofertante de
servicios.
En base a los parámetros de servicio solicitados
por el ofertante de servicios, se controlan para ello por parte del
integrador de servicios mediante un elemento de red (74) los
correspondientes elementos de red (73, 75) unidos con las redes
físicas de los operadores de red, que sirven a las interfaces (76,
77) adecuadas para ello. Estas interfaces están orientadas a las
exigencias específicas del sistema de la correspondiente red
física.
En el caso de que el usuario (71) aún no estaba
activado en los operadores de red, entonces esto sucede mediante la
ejecución de la solicitud del integrador de servicios por parte de
los operadores de red. Los servicios básicos y características de
prestaciones necesarios se ajustan. El equipo que tiene éxito del
usuario como abonado a servicios es señalizado de retorno por el
operador de red y de éste al ofertante de servicios, según el
principio de transacción. Un elemento de red adecuado (73 ó 75) del
integrador de servicios recibe este aviso de retorno, lo evalúa y
detecta en base al servicio de valor añadido solicitado por el
ofertante de servicios otros servicios y funciones que se necesitan
y con ello elementos de red (73 ó 75). A continuación retransmite
las informaciones necesarias a través de la red de enlace (2) a los
elementos de red participantes (73, 75). Estos a su vez retransmiten
tras el procesamiento de la información llegada las solicitudes aún
existentes a los correspondientes elementos de red de los operadores
de red que se encuentran en (MN) o (PSTN).
Si están activadas todas las prestaciones de los
operadores de red necesarias para un servicio de valor añadido del
ofertante de servicios y están confirmadas a través de la interfaz
(76, 77), confirma el integrador de servicios la liberación completa
del servicio de valor añadido para un ID de cliente a través de la
interfaz (72) al ofertante de servicios, que informa al cliente de
esta liberación, por ejemplo a través del punto de atención al
cliente (CCP, Customer Contact Point) a través de la interfaz (72a).
Con ello puede utilizar el cliente el servicio de valor añadido.
Las informaciones dependientes de la
utilización, que se detectan en base a la utilización de los
servicios básicos en los elementos de red de los operadores de red,
se retransmiten primeramente a través de la interfaz (76, 77) a los
integradores de servicios. En los elementos de red (73), (75), (74)
se reúnen estas informaciones en función de los servicios de valor
añadido integrados puestos a disposición del ofertante de servicios,
son dotados de un distintivo (User-ID,
Service-ID) y se retransmiten al centro de atención
al cliente (ABC) a través de una interfaz (72). Con ello está ahora
el ofertante de servicios en condiciones de asignar las
informaciones recibidas al correspondiente perfil del cliente, de
evaluarlas y de facturarlas (8).
- ABC
- Administration, Billing, Customer-care Center (Administración, facturación, centro de atención al cliente)
- AMA
- Automatic Message Accounting (Cómputo automático de mensajes)
- API
- Application Programming Interface (Interfaz de programación de aplicación)
- CN
- Corporate Networks (Redes corporativas)
- INAP
- Intelligent Network Aplication Part) Parte de aplicación de red inteligente
- ISDN
- Integrated Services Digital Network (Red digital de servicios integrados)
- ITU
- International Telecommunication Union (Unión Internacional de Telecomunicaciones)
- MAP
- mobile application part (parte de aplicación móvil)
- NEF
- Capa funcional del elemento de red
- POTS
- Plain old Telephone Service (Servicio telefónico tradicional)
- SCP
- Service Control Point (Punto de Control del Servicio)
- SS7
- Signalling System No 7 (Sistema de señalización nº 7).
Sistema operativo distribuido
Tannenbaum, A.S.,
Prentice Hall Internacional, 1995
Q.1200
ITU-T General Recomendations On
Telephone Switching And Signalling - Intelligent Network (3/93)
(Recomendaciones generales ITU-T para la conmutación
y señalización telefónica - Red Inteligente (3/93)).
Claims (15)
1. Procedimiento para el control de una
arquitectura de red en capas (RT, PT, NT), que consta de elementos
de red (3,5) en una red compuesta por redes básicas de
telecomunicaciones físicas (CN, MN, PSTN, Internet), mediante un
sistema operativo que está dividido en tres capas funcionales:
- -
- una capa de aplicación
- -
- una capa de desarrollo y puesta a disposición de servicios,
- -
- una capa funcional del elemento de red (NEF),
integrando el procedimiento a través de estos
elementos de red funciones de red distribuidas, servicios de red y
servicios básicos de red de las redes básicas físicas que se
encuentran debajo y poniéndolas a disposición a través de interfaces
independientes del sistema (1), funcionando entre sí los componentes
del sistema operativo residentes en los mismos o distintos elementos
de red según el principio cliente-servidor y
capacitando los componentes del sistema
operativo a un elemento de red para funcionar tanto como cliente
como también como servidor, en función de que un elemento de red
solicite o ejecute un servicio de red o una función de red.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque
es posible una ampliación de la red procedente
de redes físicas de datos y/o comunicaciones insertando
dinámicamente otros elementos de red u otras redes básicas
físicas.
3. Procedimiento según una de las
reivindicaciones precedentes,
caracterizado porque pueden fraccionarse
aplicaciones en llamadas funcionales de la red (función parcial 1) o
llamadas de servicio de la red (función parcial 2) y estas llamadas
funcionales o de servicio de la red son procesadas por
- -
- un elemento de red
- -
- o bien por varios elementos de red, que pueden ser distintos en cuanto a su función básica.
4. Procedimiento según la reivindicación 3,
caracterizado porque
- -
- las llamadas funcionales de la red (función parcial 1, parte x) y las llamadas de servicio de la red (servicio parcial 2, parte y) se conducen a elementos de red (3, 5, NNa) adecuados dentro de la red y
- -
- los elementos de red convierten las llamadas en llamadas correspondientes a las redes básicas físicas correspondientes de servicios de red (servicio b, y), servicios básicos de red (servicio c, z) y funciones básicas de red (función a, x) y
- -
- se envían a elementos de red (NNb, NNc, NNd) que poseen las funciones y servicios (básicos) de red necesarios y
- -
- son procesados por éstos.
5. Procedimiento según una de las
reivindicaciones precedentes,
caracterizado porque la capa de
desarrollo y puesta a disposición de servicios realiza al menos una
de las siguientes funciones:
- -
- conversión de aplicaciones a través de las correspondientes interfaces en llamadas funcionales y de servicios de la red (gestor de interfaces)
- -
- retransmisión de las llamadas funcionales y de servicios de la red de la manera adecuada (mecanismo de transporte)
- -
- gestión de los recursos,
- -
- tarificación de los servicios,
- -
- procesamiento de los datos de tarificación registrados para realizar la tarificación,
- -
- gestión de seguridad,
- -
- procesamiento de avisos de error,
- -
- vigilancia de transacciones (vigilancia),
- -
- gestión de informaciones.
6. Procedimiento según una de las
reivindicaciones precedentes,
caracterizado porque en un elemento de
red que funciona como servidor, la capa de desarrollo y puesta a
disposición de servicios pone a disposición funciones para las
siguientes tareas:
- -
- control (control)
- -
- ejecución (ejecución) y
- -
- vigilancia (vigilancia) de llamadas funcionales y de servicio recibidas.
7. Procedimiento según una de las
reivindicaciones precedentes,
caracterizado porque en un elemento de
red que funciona como cliente, la capa de desarrollo y puesta a
disposición de servicios realiza las siguientes tareas:
- -
- gestionar una interfaz (gestor de interfaz)
- -
- ofrecer servicios básicos que se necesitan frecuentemente (servicios básicos),
- -
- ofrecer al menos un mecanismo de transporte especifico del servidor,
- -
- ofrecer un mecanismo de transporte estándar.
8. Procedimiento según la reivindicación 7,
caracterizado porque la gestión de la
interfaz puede incluir las siguientes funciones:
- -
- puesta a disposición de interfaces independientes del sistema de la capa de desarrollo y puesta a disposición de servicios hacia la capa de aplicación,
- -
- aceptar las llamadas de aplicación y conversión en llamadas funcionales y de servicios específicas del sistema,
- -
- distribución de las llamadas funcionales y de servicios específicas del sistema en función de la información memorizada en los elementos de red mediante la distribución de las funcionalidades entre los elementos de red que realizan el procesamiento,
- -
- actualización dinámica de la información sobre la distribución de las funciones y servicios entre los distintos elementos de red y las informaciones adecuadas de elección de rutas,
- -
- generación de enlaces internos con los mecanismos de transporte específicos del sistema.
9. Procedimiento según la reivindicación 7 u
8,
caracterizado porque un mecanismo de
transporte específico del servidor convierte y retransmite las
llamadas funcionales y de servicio a él transferidas a un formato
específico del sistema en función de los elementos de red inferiores
(servidor) asignados.
10. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 7 a 9.
caracterizado porque un mecanismo de
transporte estándar convierte las llamadas funcionales y de
servicios a él transferidas a un formato especifico en función de
los elementos de red contiguos y las retransmite a éstos.
\newpage
11. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 7 a 10,
caracterizado porque está asegurada una
actualización dinámica de las informaciones contenidas en los
elementos de red (clientes) sobre los servicios o funciones
disponibles en la red, mediante un mecanismo de actualización en el
que
- -
- tras introducir una nueva función o un nuevo servicio
- -
- los elementos de red (servidor) actualizan las informaciones de los mecanismos de transporte a ellos pertenecientes y las distribuyen a los elementos de red que utilizan los mecanismos de transporte contiguos y subordinados, y
- -
- en los elementos de red (clientes) pueden actualizarse otras informaciones.
12. Procedimiento según una de las
reivindicaciones precedentes,
caracterizado porque la transmisión y
ejecución de las llamadas funcionales y de servicios recibidas se
asegura mediante funciones básicas de red y servicios básicos por la
capa funcional del elemento de red (NEF).
13. Procedimiento según una de las
reivindicaciones precedentes,
caracterizado porque la red está dividida
en dominios de red funcionales compuestos por elementos de red
núcleo y elementos de red estándar.
14. Procedimiento según la reivindicación
13,
caracterizado porque las solicitudes de
aplicación y las llamadas funcionales y de servicios son ejecutados
por los elementos de red núcleo, estando asegurado que esto sucede
con la calidad de servicio solicitada o necesaria.
15. Procedimiento según la reivindicación
13,
caracterizado porque los elementos de red
estándar
- -
- detectan
- -
- clasifican
- -
- tratan, siempre que esto no lo realicen los elementos de red, o
- -
- retransmiten llamadas funcionales y de servicio.
Applications Claiming Priority (2)
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| DE19848115 | 1998-10-19 | ||
| DE19848115 | 1998-10-19 |
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