ES2302977T3 - Procedimiento de configuracion automatica de un equipo de telefono sobre ip y/o de datos, sistema y equipo que lo implementan. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento de configuración automática de un equipo determinado (11'', 21'') de una red de transmisión de datos por conmutación de paquetes (1) en la cual se han definido por lo menos una primera subred virtual (1c) para equipos de red de un primer tipo (11) y por lo menos una segunda subred virtual (1d) para equipos de red de un segundo tipo (21), estando conectado físicamente dicho equipo determinado a cualquiera de entre dichas primera y segunda subredes virtuales y perteneciendo a cualquiera de entre dichos primer y segundo tipos, estando caracterizado el procedimiento porque el equipo efectúa las etapas que consisten en: - emitir (71, 91) en modo de difusión sobre la subred virtual a la cual está conectado físicamente, una primera petición de concesión que comprende un identificador, TID, del tipo al cual pertenece; - recibir (72 a 74; 92 a 94), en respuesta a dicha primera petición de concesión, una primera concesión que contiene una dirección, @ IP/1c, en la subred virtual a la cual está conectado físicamente, un identificador, VID, de la subred virtual de los equipos del tipo al cual pertenece, y, si no pertenece al tipo de equipos de la subred virtual a la cual está conectado, una información, TAG, de activación de etiquetado de tramas con dicho identificador; - si dicha primera concesión contiene dicha información de activación de etiquetado: - liberar (75) dicha primera concesión; - emitir (76) en modo de difusión, sobre la subred virtual de los equipos del tipo al cual pertenece, una segunda petición de concesión etiquetada con dicho identificador de la subred virtual de los equipos del tipo al cual pertenece; y, - recibir (77 a 79), en respuesta a dicha segunda petición de concesión, una segunda concesión que contiene una dirección, @ IP/1d, en la subred virtual de los equipos del tipo al cual pertenece; - si no, mantener dicha primera concesión.
Description
Procedimiento de configuración automática de un
equipo de teléfono sobre IP y/o de datos, sistema y equipo que lo
implementan.
La presente invención se refiere a la tecnología
ToIP (del inglés "Telephony over IP" que significa telefonía
sobre IP), la cual se basa en la utilización de redes IP
("Internet Protocol") existentes y en la coexistencia de flujos
de informaciones de telefonía (en lo sucesivo flujos ToIP) con otros
flujos de informaciones (en lo sucesivo flujos de datos).
Con el fin de garantizar comunicaciones de
calidad satisfactoria, la red, y eventualmente los aparatos
telefónicos (denominados también teléfonos IP), deben gestionar la
calidad de servicio (QoS), es decir, el control del tiempo límite de
entrega de paquetes IP, de la fluctuación (es decir, la variación
del tiempo límite de entrega de los paquetes), y de la pérdida de
paquetes. Esta gestión se puede realizar bien aplicando un protocolo
específico tal como el protocolo DiffServ ("Differentiated
Services", RFC 2474 y RFC 2475) el cual actúa en el nivel 3 (capa
de red del modelo de referencia OSI) mediante etiquetado
("tagging" en inglés) de los paquetes con un nivel de
prioridad, o bien aplicando un protocolo tal como la norma "VLAN
Tagging" IEEE 802.1 Q/P del IEEE que actúa en el nivel 2 (capa
de enlace del modelo de referencia OSI) mediante etiquetado de las
tramas con un identificador de subred virtual y un nivel de
prioridad.
Incluso si los equipos existentes de la red son
compatibles con el protocolo DiffServ, el etiquetado de las tramas
según la norma 802.1 Q/P resulta ventajoso si la red, por ejemplo,
una red Ethernet (ver la norma IEEE 802.3, recuperada en la ISO bajo
la nomenclatura ISO 8802.3), ya presenta una estructura de subredes
virtuales, por ejemplo, de tipo VLAN ("Virtual Local Area
Network"), para las diferentes aplicaciones informáticas. Por
ejemplo, la red puede comprender una VLAN "de datos" para
transportar los flujos de datos, y una VLAN "de telefonía" para
transportar los flujos ToIP. Efectivamente, en este caso, cada
equipo terminal de la red ya marca sus tramas con un identificador
de VLAN implementando la versión 802.1 Q de la norma. Por lo tanto,
es suficiente implementar la versión 802.1 Q/P de la norma para que
un teléfono IP etiquete sus tramas con un identificador de VLAN y un
nivel de prioridad, lo cual permite garantizar una QoS
satisfactoria.
Según la versión actual del IP (IPv4), un equipo
de red necesita los siguientes parámetros para funcionar, los cuales
forman lo que se denomina concesión y constituyen el objeto de un
procedimiento de configuración:
- -
- una dirección única en la red (dirección IP);
- -
- una máscara de subred (o "subnet mask"), la cual identifica a la subred IP a la cual pertenece el equipo entre el conjunto de redes IP interconectadas; y,
- -
- la dirección del encaminador por defecto con el cual se debe comunicar el equipo ("DeFault Gateway", o DFG).
Hay disponibles otros parámetros para las
necesidades específicas de cada aplicación. En total, se dispone de
63 parámetros. Esta es la razón por la que la configuración de los
equipos efectuada manualmente durante la instalación de cada uno de
ellos resulta fastidiosa, sobre todo para los teléfonos IP los
cuales no disponen más que de un teclado de teléfono como interfaz
hombre/máquina.
Existe la necesidad que consiste en permitir que
un teléfono IP reciba automáticamente sus parámetros IP de un
servidor de configuración tal como un servidor DHCP ("Dynamic Host
Configuration Protocol", RFC 3361) en cada puesta en servicio
("boot" en inglés). Por puesta en servicio, se entiende la
conexión física y/o eléctrica del equipo a la red. Esto permite en
efecto simplificar la gestión de la red, en particular, el
despliegue masivo de aparatos telefónicos en la red IP existente
aunque también su mantenimiento. La configuración automática de los
parámetros IP evita efectivamente la necesidad de introducir en el
teclado de cada aparato telefónico las informaciones IP y las
informaciones de QoS (es decir, las informaciones específicas, por
ejemplo, para el DiffServ ó para el 802.1 Q/P) que constituyen los
parámetros de su concesión. A tal efecto, el cliente DHCP del
aparato telefónico solicita directamente estos parámetros al
servidor DHCP con ayuda del campo "class identifier" de una
petición de concesión ("lease" en inglés). A continuación, el
servidor DHCP le envía los parámetros con la ayuda del campo
"Vendor Specific information" de una oferta de concesión.
Un entorno de trabajo de un usuario comprende en
general un teléfono IP y un sistema informático tal como un
ordenador de uso general (en lo sucesivo, PC, por "Personal
Computer"). Por lo tanto, es necesario gestionar la coexistencia
de diferentes protocolos y normas los cuales son aplicados durante
la puesta en servicio del teléfono IP ó del PC, a saber, el DHCP, el
Relay DHCP, la IEEE 802.1 Q/P y/o el DiffServ, y la IEEE 802.3. Se
recuerda que el DHCP permite que todo sistema IP reciba
dinámicamente su configuración de red de un servidor DHCP. El Relay
DHCP el cual se corresponde con un capítulo del DHCP, es una
funcionalidad que, cuando se implementa en los encaminadores IP,
permite retransmitir las solicitudes emitidas por los clientes DHCP
hacia un servidor DHCP conectado en una red diferente (red remota en
un enlace WAN ó VLAN diferente). La norma IEEE 802.1 Q/P permite
definir subredes virtuales y destinarles prioridades de tratamiento
diferentes. El DiffServ es un protocolo de etiquetado de la
prioridad de una trama IP. Finalmente, la norma IEEE 802.3 define el
formato de las tramas Ethernet.
Cuando el teléfono IP y el PC de una misma
estación de trabajo están conectados a la red IP por dos puertos de
acceso físicos independientes, el tratamiento de los protocolos y
las normas se realiza de manera completamente distinta para los
equipos activos de la red. De este modo, se puede llevar a la
práctica una política de subredes virtuales de QoS y de
configuración automática por separado para el teléfono IP y para el
PC.
En cambio, durante la utilización de un
conmutador para conectar los dos equipos a la red IP a través de un
solo puerto de acceso físico, la diferenciación necesaria entre los
dos equipos ya no se puede realizar con las funciones básicas de los
protocolos y las normativas llevados a la práctica. Uno de estos
conmutadores es, por ejemplo, un conmutador de Ethernet con tres
puertos. El mismo está integrado, por ejemplo, en el teléfono IP
para permitir el despliegue de la telefonía sobre IP sin que sea
necesario modificar la arquitectura de una red existente para volver
a añadir un puerto de acceso físico dedicado a telefonía por cada
estación de trabajo. En ese caso pueden aparecer ciertos problemas
vinculados a la secuenciación de operaciones durante la puesta en
servicio del teléfono IP. Estos problemas están vinculados al
funcionamiento específico del protocolo DHCP y de la norma IEEE
802.1. Se deduce que el teléfono IP y el PC reciben una concesión
que se encuentra forzosamente en la misma VLAN. Eso significa que
el flujo ToIP y el flujo de datos están mezclados, y son tratados
con la misma prioridad.
Por lo tanto, es deseable garantizar una
transparencia de funcionamiento del teléfono IP que integra un
conmutador, con respecto al PC al cual está conectado y que es
también un cliente DHCP, durante la puesta en servicio del teléfono
IP ó del PC, cuando estos equipos efectúan su solicitud de concesión
y cuando los mismos reciben informaciones de configuración.
El fabricante de equipos de red Cisco ha
propuesto una tecnología, la cual se basa en la aplicación de un
protocolo suplementario denominado CDP ("Cisco Discovery
Protocol"). Este protocolo es completamente privativo. Se
encuentra únicamente en ciertos conmutadores de Ethernet, ciertos
encaminadores y en los teléfonos IP fabricados por Cisco.
Durante su puesta en servicio, el teléfono IP
utiliza el protocolo CDP para identificarse en el conmutador de
Ethernet de Cisco. Este último reconoce este tipo de cliente y
coloca automáticamente las tramas Ethernet siguientes en la VLAN
"de telefonía" cuyo número ha sido configurado previamente en
cada uno de los conmutadores de Ethernet de la red.
Si un PC está conectado al mismo puerto de
acceso físico de la red Ethernet por medio de dicho conmutador de
Ethernet, el conmutador diferencia automáticamente entre los dos
equipos basándose en las direcciones MAC ("Media Access
Control") de cada uno de ellos. Las tramas Ethernet procedentes
del PC son dirigidas hacia la VLAN "de datos", la cual
típicamente está parametrizada en el puerto del conmutador que las
recibe, y las tramas emitidas por el teléfono IP son difundidas
sobre la VLAN "de telefonía". Así pues, el conjunto de flujos
ToIP de cada teléfono IP de la red se orienta dinámicamente en una
VLAN independiente a la cual se le aplica la prioridad deseada.
Evidentemente, este procedimiento de
configuración es completamente automático, pudiéndose configurar de
forma centralizada los parámetros de número de VLAN y de prioridad
por parte de la herramienta de administración de la red. Sin
embargo, la solución se basa completamente en un protocolo privativo
disponible únicamente en ciertos conmutadores de Ethernet y
encaminadores Cisco (solamente los más recientes). En particular, el
procedimiento descrito anteriormente ya no funciona si la red
comprende otros equipos que no sean los correspondientes de Cisco.
El documento WO 00/77983 A1 (21/12/2000) da a conocer un método
según el preámbulo de la reivindicación 1.
Además, el conjunto de teléfonos IP recibe una
concesión que se encuentra obligatoriamente sobre exactamente la
misma VLAN "de telefonía". Por otro lado, en ciertas
organizaciones o empresas, son necesarias varias VLAN "de
telefonía" diferentes para responder a las necesidades de
protección y de aislamiento de las diferentes subredes
telefónicas.
La invención pretende remediar los
inconvenientes de la técnica anterior citada anteriormente.
A tal efecto, un primer aspecto de la invención
propone un procedimiento de configuración automática de un equipo
determinado de una red de transmisión de datos por conmutación de
paquetes en la cual se han definido por lo menos una primera subred
virtual para equipos de red de un primer tipo y por lo menos una
segunda subred virtual para equipos de red de un segundo tipo. El
equipo está conectado físicamente a cualquiera de entre dichas
primera y segunda subredes virtuales. El mismo pertenece a
cualquiera de entre dichos primer y segundo tipos. El procedimiento
comprende las etapas según las cuales el equipo efectúa las etapas
que consisten en:
- -
- emitir en modo de difusión ("broadcast" en inglés), sobre la subred virtual a la cual está conectado físicamente, una primera petición de concesión que comprende un identificador del tipo al cual pertenece;
- -
- recibir, en respuesta a dicha primera petición de concesión, una primera concesión que contiene una dirección en la subred virtual a la cual está conectado físicamente, un identificador de la subred virtual de los equipos del tipo al cual pertenece, y, si no pertenece al tipo de equipos de la subred virtual a la cual está conectado, una información de activación de etiquetado de tramas con dicho identificador de subred virtual;
- -
- si dicha primera concesión contiene dicha información de activación de etiquetado:
- -
- liberar dicha primera concesión;
- -
- emitir en modo de difusión, sobre la subred virtual de los equipos del tipo al cual pertenece, una segunda petición de concesión etiquetada con dicho identificador de la subred virtual de los equipos del tipo al cual pertenece; y,
- -
- recibir, en respuesta a dicha segunda petición de concesión, una segunda concesión que contiene una dirección en la subred virtual de los equipos del tipo al cual pertenece;
- -
- si no, mantener dicha primera concesión.
Un segundo aspecto de la invención se refiere a
un sistema que comprende una red de transmisión de datos por
conmutación de paquetes en la cual se han definido por lo menos una
primera subred virtual para equipos de red de un primer tipo y por
lo menos una segunda subred virtual para equipos de red de un
segundo tipo. El sistema comprende además un equipo determinado el
cual está conectado físicamente a una cualquiera de entre dichas
primera y segunda subredes virtuales. El equipo pertenece a
cualquiera de entre dichos primer y segundo tipos. El equipo está
adaptado para llevar a la práctica un procedimiento según el primer
aspecto.
Un tercer aspecto de la invención se refiere a
un equipo de una red de transmisión de datos por conmutación de
paquetes en la cual se han definido por lo menos una primera subred
virtual para equipos de red de un primer tipo y por lo menos una
segunda subred virtual para equipos de red de un segundo tipo. El
equipo pertenece a cualquiera de entre dichos primer y segundo
tipos. El mismo comprende unos medios para ejecutar un procedimiento
según el primer aspecto.
Las nociones de tipo de equipos y de subredes
virtuales de los equipos de un tipo determinado no son limitativas.
De este modo, se diseña un conjunto de equipos que el administrador
de la red puede desear agrupar sobre una misma subred virtual según
un criterio determinado o una combinación de criterios determinados.
Por ejemplo, uno de los criterios puede hacer referencia a la
naturaleza de los equipos (particularmente, los equipos terminales o
los equipos de sistema, respectivamente, para la telefonía o para
los datos, se pueden agrupar bajo subredes virtuales distintas).
Otro de los criterios puede ser geográfico (todos los equipos
situados en un edificio determinado o una zona local determinada se
pueden agrupar bajo una misma subred virtual). Todavía otro de los
criterios puede ser funcional (los equipos terminales de un grupo de
usuarios identificados se pueden agrupar bajo una misma subred
virtual, con independencia de su posición geográfica), etc.
La red principal es por ejemplo una red local
(LAN ó "Local Area Network") con una red Ethernet como red
troncal. Las subredes virtuales son, por ejemplo, redes VLAN. Las
subredes virtuales se definen y gestionan, por ejemplo, según la
norma IEEE 802.1 Q/P. Según esta norma, la primera proposición de
concesión contiene además un número de prioridad asociado al equipo.
En este caso, la segunda petición de concesión contiene de forma
ventajosa este número de prioridad.
Los equipos del primer y/o del segundo tipo son,
por ejemplo, equipos terminales. Los equipos del primer tipo son,
por ejemplo, ordenadores PC, y los equipos del segundo tipo son, por
ejemplo, teléfonos IP. Sin embargo, la invención también se puede
llevar a la práctica en equipos de red tales como pasarelas ToIP u
otros.
El servidor de configuración es, por ejemplo, un
servidor DHCP, es decir, el mismo implementa el protocolo de
configuración DHCP. La materialización práctica de la invención es
compatible con arquitecturas de red a las que prestan servicio uno
solo o varios servidores de configuración.
El tratamiento de la primera petición de
concesión lo realiza un primer servidor de configuración el cual
puede estar conectado físicamente o no a la subred virtual con la
cual está conectado físicamente el equipo. En caso negativo, la
primera petición de concesión en modo difusión se retransmite en
modo unidifusión ("unicast" en inglés) hacia dicho primer
servidor de configuración a través de uno o varios encaminadores
adecuados, tales como unos encaminadores que implementan el
protocolo Relay DHCP en el ejemplo.
Del mismo modo, el tratamiento de la segunda
petición de concesión lo realiza dicho primer servidor de
configuración o un segundo servidor de configuración el cual puede
estar conectado físicamente o no a la subred virtual de equipos a la
cual pertenece el equipo en cuestión. En caso negativo, la segunda
petición de concesión en modo de difusión se retransmite en modo
unidifusión hacia dicho primer o segundo servidor de configuración a
través de uno o varios encaminadores adecuados.
Si es el mismo servidor de configuración (es
decir, dicho primer servidor de configuración) el que presta
servicio a las primera y segunda subredes virtuales y realiza el
tratamiento de las primera y segunda peticiones de concesión, este
servidor de configuración gestiona unos primer y segundo intervalos
de direcciones ("scope" en inglés) respectivamente en las
primera y segunda subredes virtuales. De manera general, el mismo
gestiona un intervalo de direcciones por cada subred virtual a la
que presta servicio. De este modo, si dicho servidor es además el
único servidor de configuración de la red, el mismo gestiona un
intervalo de direcciones por cada subred virtual de la red.
Así pues, la invención se basa de forma
ventajosa en la utilización de protocolos y normas convencionales:
IEEE 802.3, IEEE 802.1 Q/P, DHCP y Relay DHCP. La misma es por lo
tanto completamente independiente con respecto a los equipos
existentes en la red.
Cada equipo se configura completamente, y de
forma totalmente dinámica, según las informaciones suministradas por
el (o los) servidor(es) de configuración. No se requiere
ninguna intervención suplementaria del administrador de la red para
configurar la QoS. El despliegue y sobre todo el mantenimiento de
las grandes redes telefónicas sobre IP resultan por lo tanto más
sencillos.
El administrador de la red puede establecer
tantas subredes virtuales como sean necesarias de cada tipo,
parametrizando únicamente el (o los) servidor(es) de
configuración. Además, la modificación de las subredes virtuales es
sencilla, modificando la parametrización del (o de los)
servidor(es) de configuración sin tener que intervenir en los
equipos terminales conectados a la red principal.
El primer equipo y el segundo equipo pueden
funcionar simultáneamente como cliente del protocolo de
configuración. Aunque estén conectados a la red principal por el
mismo puerto de acceso físico, los mismos reciben concesiones de
configuración sobre subredes virtuales diferentes y, por lo tanto,
están conectados a subredes virtuales diferentes. De este modo se
garantiza la QoS adecuada para cada tipo de equipo.
De este modo se posibilita la utilización del
cableado existente con un único puerto de acceso físico, es decir,
una única toma de red, por usuario (gracias a un conmutador
integrado en uno de los equipos) separando los flujos de
informaciones adecuados para cada tipo de equipo en subredes
virtuales distintas, de las cuales cada una de ellas es configurable
de forma dinámica.
La materialización práctica de la invención
facilita considerablemente la instalación masiva y el mantenimiento
de teléfonos IP en infraestructuras de redes tales como grandes
redes troncales ("backbones" en inglés) de Ethernet, del tipo
de las correspondientes desplegadas en los campus universitarios o
los emplazamientos de empresas.
Además, se pueden beneficiar otros equipos que
no sean equipos terminales, tales como, por ejemplo, las pasarelas
ToIP ó otros equipos de la red. Para ellos, las ventajas de la
invención son menores que para los equipos terminales puesto que
estos equipos no integran ningún conmutador de Ethernet que permita
concatenarlos con equipos informáticos.
Otras características y ventajas de la invención
se pondrán de manifiesto todavía a partir de la lectura de la
descripción siguiente. La misma es únicamente ilustrativa y debe
leerse en relación con los dibujos adjuntos, en los que:
- la figura 1 es un esquema de un ejemplo de
sistema de transmisión de datos por conmutación de paquetes;
- la figura 2 es un esquema que ilustra
ejemplos de topología de red con subredes virtuales de un sistema
según la figura 1;
- la figura 3 es un diagrama de tiempos del
intercambio de mensajes de un ejemplo de materialización práctica
del procedimiento según la invención en un primer caso; y,
- la figura 4 es un diagrama de tiempos de
intercambios de mensajes de un ejemplo de materialización práctica
del procedimiento según la invención en un segundo caso.
En la figura 1 se ha representado
esquemáticamente un ejemplo de sistema informático basado en una red
de transmisión de datos por conmutación de paquetes, en particular
una red IP de tipo LAN.
La red comprende, por ejemplo, como red troncal
1, una red Ethernet que comprende uno o varios conmutadores de
Ethernet. Unos equipos de red están conectados a la red troncal 1.
Estos equipos comprenden equipos terminales y equipos de
sistema.
Los equipos terminales comprenden ordenadores PC
designados bajo la referencia general 11 y aparatos telefónicos
(teléfonos IP) designados bajo la referencia general 21. Los
aparatos teléfonos 21 pueden ser aparatos dedicados o aparatos
telefónicos emulados en un ordenador (denominados
"soft-phone" en la jerga de los expertos en la
materia).
En principio, cada equipo terminal está
conectado físicamente a la red IP por medio de un puerto de acceso
físico respectivo. Así, este puerto de acceso físico puede estar
destinado a una subred virtual de equipos del tipo del equipo
terminal considerado. No obstante, cuando se despliega un servicio
de telefonía sobre IP en una red IP existente, puede suceder que el
cableado de la red sea tal que haya disponible un único puerto de
acceso físico en la red por cada estación de trabajo de usuario. En
este caso es posible incorporar un conmutador de Ethernet dentro de
los aparatos telefónicos 21 para permitir la conexión, por ejemplo,
de un PC y de un aparato telefónico a dicho puerto de acceso físico
en la red. Esta opción evita la modificación del cableado de la
red.
De este modo, en el ejemplo representado, un
puerto de acceso físico 41 es compartido por un PC 11' y un aparato
telefónico 21'. En el ejemplo, el aparato telefónico 21' comprende
un conmutador 50 de 3 puertos de comunicación, a saber, un puerto de
salida 51, y dos puertos de entrada 52 y 53. El puerto 51 está
conectado al puerto de acceso físico 41 de la red. El puerto 52 está
conectado al PC 11' para recibir el flujo "de datos"
proveniente de este PC y el puerto 53 recibe el flujo ToIP del
aparato telefónico 21'.
Evidentemente, el conmutador también puede estar
incluido dentro del PC 11', o puede ser externo al PC 11' y al
aparato telefónico 21'.
Los equipos de sistema comprenden un servidor de
red 10 el cual gestiona las aplicaciones "de datos" de la red,
un servidor de llamadas 20 el cual gestiona las aplicaciones "de
telefonía" de la red, así como eventualmente una pasarela ToIP 23
que garantiza la interfaz de la red Ethernet con la red telefónica
conmutada 24 (RTC). El servidor de llamadas 20 establece
dinámicamente la correspondencia entre los números de llamada de los
aparatos telefónicos y sus direcciones IP respectivas.
Para permitir una gestión eficaz de la QoS para
la telefonía, en particular, es posible definir varias redes
virtuales del tipo VLAN según la norma IEEE 802.1 Q/P.
Además, es posible una configuración automática
de cada equipo terminal durante su puesta en servicio implementando
en la red un protocolo de configuración dinámica tal como el
DHCP.
Estas diferentes características se ilustran
mediante el esquema de la figura 2 en la cual los mismos elementos
que en la figura 1 llevan las mismas referencias.
En el ejemplo de la figura 2, la red 1 de la
figura 1 está dividida en cuatro subredes virtuales 1a a 1d. Estas
subredes virtuales son del tipo VLAN, y la transmisión de datos
entre ellas se gestiona mediante un encaminador 100. Por lo tanto,
se distingue:
- -
- una VLAN "de datos/sistema" 1a para los equipos de sistema que gestionan las aplicaciones "de datos", a la cual está conectado el servidor de red 10;
- -
- una VLAN "de telefonía/sistema" 1b para los equipos de sistema que gestionan las aplicaciones "de telefonía", a la cual están conectados el servidor de llamadas 20 y el encaminador 23;
- -
- una VLAN "de datos/terminales" 1c, para los equipos terminales del tipo "de datos", a la cual están conectados los PC; y,
- -
- una VLAN "de telefonía/terminales" 1d, para los equipos terminales del tipo "data", a la cual están conectados los aparatos telefónicos 21.
Este ejemplo mantiene por lo tanto, para la
definición de subredes virtuales, un criterio que hace referencia a
la naturaleza de los equipos de red. Se observará sin embargo que,
por ejemplo, debido a una limitación vinculada al cableado, el
puerto de comunicación 41 al cual está conectado físicamente el
aparato telefónico 21' (a través del conmutador 50) pertenece a la
subred virtual 1c. Se recuerda que el PC 11' está también conectado
físicamente, a través del conmutador 50, al puerto de comunicación
41 que está destinado a la subred virtual 1c.
Además, a la red está conectado por lo menos un
servidor de configuración 30, tal como un servidor DHCP. El servidor
de configuración 30 tiene como función distribuir dinámicamente las
configuraciones de los equipos, particularmente los equipos
terminales, durante su puesta en servicio.
En un primer ejemplo, correspondiente al caso de
la figura 2, el servidor 30 es el único servidor de configuración de
la red y está conectado físicamente a la subred virtual 1c. En un
segundo ejemplo, el servidor 30 es el único servidor de
configuración de la red, y está conectado físicamente a otra subred
virtual, por ejemplo, la subred virtual 1a. En un tercer ejemplo, la
red comprende un segundo servidor de configuración 30' el cual está
conectado físicamente a la VLAN 1d, además del servidor 30.
Finalmente, en un cuarto ejemplo, el segundo servidor de
configuración 30' está conectado físicamente a la VLAN 1b. La
conexión de los servidores 30 y 30' de acuerdo con el segundo, el
tercer y el cuarto ejemplos citados se ilustra en la figura 2 con
trazos discontinuos.
En el caso de una topología de red tal como la
correspondiente representada en la figura 2, si no se toma ninguna
precaución, la materialización práctica del protocolo DHCP durante
la puesta en servicio del aparato telefónico 21' tendrá como
resultado que el mismo recibirá del servidor 30 una concesión (en
particular una dirección IP) en la subred virtual 1c. En el mejor de
los casos, el flujo ToIP de este aparato telefónico 21' se mezclará
con el flujo de datos de los PC 11 y 11', lo cual resulta muy
perjudicial en términos de calidad de servicio QoS. En el peor de
los casos, el aparato telefónico 21' no tiene acceso al servidor de
llamadas 20. Por lo tanto no se puede registrar en el servidor, lo
cual significa que permanecerá en activo. Esta es la razón por la
que conviene que el aparato telefónico 21' reciba una concesión en
la subred 1d de terminales telefónicos.
Los diagramas de tiempos de intercambios de
mensajes de la figura 3 y de la figura 4 ilustran un ejemplo de
materialización práctica del procedimiento, durante la puesta en
servicio del aparato telefónico 21' y del PC 11'
respectivamente.
En el caso de las figuras 3 y 4, se considera el
primer ejemplo citado anteriormente según el cual el servidor de
configuración 30 está conectado físicamente a la subred 1c, y según
el cual el mismo es además el único servidor de configuración de la
red. En este caso, este servidor gestiona un primer intervalo de
direcciones en la subred 1c y un segundo intervalo de direcciones en
cada una de las otras subredes, especialmente en la VLAN 1d. Además,
el encaminador 100 implementa el protocolo Relay DHCP para
retransmitir hacia el servidor 30 las peticiones DHCP emitidas en
modo difusión en las otras subredes, especialmente en la VLAN
1d.
Véase en primer lugar el caso ilustrado en la
figura 3, el cual se corresponde con la puesta en marcha del equipo
21'. Se recuerda que este equipo no pertenece al tipo de equipos de
la VLAN a la cual está conectado físicamente. Efectivamente, el
mismo es un aparato telefónico conectado físicamente al puerto de
comunicación 41 el cual está destinado a la VLAN "de
datos/terminales" 1c.
En una etapa 71 el equipo 21' emite una primera
petición de concesión. En esta fase, el equipo 21' no conoce ni su
dirección IP ni la dirección IP del servidor DHCP que presta
servicio a la VLAN 1c. Por lo tanto, esta solicitud se emite en modo
de difusión según la norma IEEE 802.3, en el interior de la VLAN 1c
a la cual está conectada físicamente el equipo 21' como cliente
DHCP. En el ejemplo, se trata de un mensaje DHCP denominado
"Discover". El mismo se completa, en un campo "Class
identifier", con un identificador TID ("Terminal
IDentifier") del tipo de equipos al cual pertenece el equipo 21',
es decir, un identificador adecuado para los aparatos telefónicos de
la red. Esta petición es recibida y procesada por el servidor de
configuración 30 que está conectado a la VLAN 1c.
En una etapa 72, el servidor de configuración 30
envía una primera oferta de concesión al aparato telefónico, en
respuesta a la primera petición de concesión. Se trata de un mensaje
DHCP denominado "offer". Este mensaje se emite según la norma
IEEE 802.3. La concesión propuesta contiene los parámetros típicos,
a saber: una dirección IP (indicada como @IP/1c en línea nueva) en
la subred virtual 1c, una máscara de subred ("subnet"), y la
dirección del encaminador por defecto (DFG). La dirección IP es una
dirección del intervalo de direcciones de la VLAN 1c que es
gestionada por el servidor 30.
Además, cuando se aplica la norma IEEE 801.1
Q/P, un campo "Vendor Specific Option" de la concesión contiene
también un identificador VID ("Vlan IDentifier") de la VLAN 1d,
es decir, de la VLAN de equipos del tipo al cual pertenece. Este
identificador VID es un campo de 12 bits el cual indica la dirección
IP de la VLAN.
Además, como el equipo 21' no pertenece al tipo
de equipos de la VLAN 1c a la cual el mismo está conectado
físicamente, la concesión contiene adicionalmente, también en el
campo "Vendor Specific Option" antes citado, una información de
activación de etiquetado de tramas. Esta información comprende un
bit TAG determinado el cual por ejemplo en este caso se fija al
valor 1. Esta información significa que el equipo 21' debe etiquetar
sus tramas con el identificador de la VLAN 1d.
La primera concesión contiene adicionalmente,
siempre dentro del campo "Vendor Specific Option", un número de
prioridad PRIO asociado al equipo. Este número está codificado
dentro de un campo de 3 bits. De aquí se deduce que se pueden
definir ocho niveles de prioridad, lo cual permite privilegiar
ciertas aplicaciones con respecto a
otras.
otras.
Según el protocolo DHCP, el equipo 21' envía a
continuación, en una etapa 73, un mensaje DHCP denominado
"Request" para aceptar la concesión. Seguidamente, el servidor
30 le envía, en una etapa 74, un mensaje DHCP denominado "ACK"
para confirmar la asignación de la concesión. Estos dos mensajes se
emiten según la norma IEEE 803.2.
Simplificando, las etapas 72 a 74 se pueden
resumir diciendo que el equipo 21' recibe la primera concesión tal
como se ha descrito anteriormente en el presente documento.
Cuando la información de activación de
etiquetado de las tramas está presente (es decir, cuando el bit TAG
está fijado a 1), el equipo 21' libera la primera concesión
enviando, en una etapa 75, un mensaje DHCP denominado
"Release". Este mensaje se envía según la norma IEEE 802.3.
En una etapa 76, el equipo envía a continuación
una segunda petición de concesión. En esta fase, el equipo 21'
conoce la dirección IP de la VLAN 1d de equipos del tipo al cual
pertenece el mismo, aunque no conoce la dirección del servidor DHCP
que presta servicio a esta VLAN. Esta es la razón por la que la
segunda petición de concesión se emite en modo de difusión en el
interior de la VLAN 1d. La misma se emite según la norma IEEE 802.1
Q, es decir, se etiqueta con el identificador VID de la VLAN 1d. Si
la primera oferta de concesión contiene un número de prioridad, la
segunda petición de concesión se emite según la norma IEEE 802.1
Q/P, es decir, que la misma se etiqueta además con el número de
prioridad PRIO. En el ejemplo, la segunda petición de concesión es
también un mensaje "discover". Este mensaje también se
completa, dentro del campo "Class identifier", con el
identificador del tipo de equipos al cual pertenece el equipo 21'.
Esta petición es recibida y procesada por el servidor de
configuración 30 que está conectado a la VLAN 1c.
En una etapa 77, el servidor 30 envía al equipo
21', en respuesta a la segunda petición de concesión, una segunda
proposición de concesión que contiene una dirección IP en la VLAN
1d, es decir, la subred virtual de equipos del tipo al cual
pertenece el equipo. Esta dirección se indica como "@IP/1c" en
la figura. Se trata de un mensaje "offer" emitido según la
norma IEEE 802.3. El mismo contiene además las mismas informaciones
que la primera oferta de concesión emitida en la etapa 72.
En una etapa 78, el equipo 21' acepta la segunda
proposición de concesión enviando un mensaje "Request" mediante
la utilización del enmascaramiento de la norma IEEE 802.1 Q/P. A
continuación, el servidor 30 le envía, en una etapa 79, un mensaje
"ACK" para confirmar la asignación de la segunda concesión.
Este último mensaje se emite según la norma IEEE 802.3.
Simplificando, las etapas 77 a 79 se pueden
resumir diciendo que el equipo 21' recibe la segunda concesión tal
como se ha descrito anteriormente en el presente documento.
En una etapa 80, el equipo 21' envía a
continuación un mensaje en modo unidifusión al servidor de llamadas
20 con el fin de registrarse en este servidor. Este mensaje se emite
según la norma IEEE 802.1 Q/P, es decir, que el mismo se etiqueta
con el identificador de la VLAN 1d, y, llegado el caso, con el
número de prioridad destinado al equipo 21'.
A cambio, el servidor de llamadas 20 envía al
equipo 21', en una etapa 81, la señalización en modo unidifusión,
según la norma IEEE 802.1 Q/P, es decir, etiquetada con el número de
la VLAN 1d.
En una etapa 82, el equipo 21' comienza a enviar
informaciones de telefonía (flujo ToIP) hacia otros aparatos
telefónicos 21, o hacia la RTC a través de la pasarela ToIP 23. Los
paquetes de este flujo ToIP se producen conforme a la norma IEEE
802.1 Q/P, es decir, que los mismos se etiquetan con el
identificador de la VLAN 1d, con el número de prioridad destinado al
equipo 21'.
Pasemos a continuación al caso ilustrado en la
figura 4, correspondiente a la puesta en marcha del equipo 11'. Al
contrario que el equipo 21', este equipo pertenece al tipo de
equipos de la VLAN a la cual está conectado físicamente.
Las etapas 91 a 94 son idénticas respectivamente
a las etapas 71 a 74 que se han descrito más arriba en relación con
el equipo 21'. No obstante, en este caso, el mensaje de la respuesta
92 no contiene las informaciones del campo "Vendor Specific
Option".
Esta es la razón por la que el equipo 11'
conserva la primera concesión recibida en la etapa 92 con la primera
proposición de concesión. En una etapa 95, el equipo 11' comienza a
enviar informaciones "de datos" (flujo de datos) hacia otros PC
11, o hacia el servidor de red 10. Los paquetes de este flujo de
datos se producen conforme a la norma IEEE 802.3, es decir, que los
mismos no se etiquetan.
Por lo tanto, el conmutador 50 debe ser capaz de
recibir paquetes etiquetados (los correspondientes al flujo ToIP
proveniente del equipo 21') y paquetes no etiquetados (los
correspondientes al flujo de datos proveniente del equipo 11'). No
todos los conmutadores de Ethernet del mercado satisfacen esta
condición, conviene seleccionar un conmutador compatible. Se aplica
la misma limitación al conmutador de Ethernet de la red 1 a la cual
está conectado el conmutador 50.
Considérese a continuación el caso del segundo
ejemplo contemplado más arriba, según el cual el servidor 30 es el
único servidor de configuración de la red, y está conectado
físicamente a otra subred virtual que no es la VLAN 1c,
particularmente, en el ejemplo, a la subred virtual 1a. En este
caso, la primera petición de concesión enviada en la etapa 71 ó en
la etapa 91 y la segunda petición de concesión enviada en la etapa
76 son retransmitidas hacia el servidor 30' por el encaminador 100.
A tal efecto, el encaminador 100 implementa el protocolo Relay
DHCP.
Considérese a continuación el caso del tercer
ejemplo contemplado más arriba, según el cual la red comprende un
segundo servidor de configuración 30' que está conectado físicamente
a la VLAN 1d, además del servidor 30 que está conectado físicamente
a la VLAN 1c. En este caso, el intercambio de mensajes de las etapas
76 a 79 tiene lugar entre el equipo 21' y el servidor 30' en lugar
del servidor 30, puesto que el servidor 30 no dispone de un
intervalo de direcciones para la telefonía, siendo gestionado este
intervalo de direcciones por el servidor 30'.
Considérese a continuación el caso del cuarto
ejemplo contemplado más arriba, según el cual la red comprende un
segundo servidor de configuración 30' que está conectado físicamente
a la VLAN 1a, además del servidor 30 que está conectado físicamente
a la VLAN 1c. En este caso, por una parte, la segunda petición de
concesión enviada en la etapa 76 se retransmite hacia el servidor
30', por medio del encaminador 100 que implementa a tal efecto el
protocolo Relay DHCP. Por otra parte, el intercambio de mensajes de
las etapas 76 a 79 tiene lugar entre el equipo 21' y el servidor 30'
en lugar del servidor 30. El servidor 30 no necesita, tampoco en
este ejemplo, gestionar un intervalo de direcciones para la
telefonía, ya que este intervalo de direcciones es gestionado por el
servidor 30'.
Claims (24)
1. Procedimiento de configuración automática de
un equipo determinado (11', 21') de una red de transmisión de datos
por conmutación de paquetes (1) en la cual se han definido por lo
menos una primera subred virtual (1c) para equipos de red de un
primer tipo (11) y por lo menos una segunda subred virtual (1d) para
equipos de red de un segundo tipo (21), estando conectado
físicamente dicho equipo determinado a cualquiera de entre dichas
primera y segunda subredes virtuales y perteneciendo a cualquiera de
entre dichos primer y segundo tipos, estando caracterizado el
procedimiento porque el equipo efectúa las etapas que consisten
en:
- -
- emitir (71, 91) en modo de difusión sobre la subred virtual a la cual está conectado físicamente, una primera petición de concesión que comprende un identificador, TID, del tipo al cual pertenece;
- -
- recibir (72 a 74; 92 a 94), en respuesta a dicha primera petición de concesión, una primera concesión que contiene una dirección, @IP/1c, en la subred virtual a la cual está conectado físicamente, un identificador, VID, de la subred virtual de los equipos del tipo al cual pertenece, y, si no pertenece al tipo de equipos de la subred virtual a la cual está conectado, una información, TAG, de activación de etiquetado de tramas con dicho identificador;
- -
- si dicha primera concesión contiene dicha información de activación de etiquetado:
- -
- liberar (75) dicha primera concesión;
- -
- emitir (76) en modo de difusión, sobre la subred virtual de los equipos del tipo al cual pertenece, una segunda petición de concesión etiquetada con dicho identificador de la subred virtual de los equipos del tipo al cual pertenece; y,
- -
- recibir (77 a 79), en respuesta a dicha segunda petición de concesión, una segunda concesión que contiene una dirección, @IP/1d, en la subred virtual de los equipos del tipo al cual pertenece;
- -
- si no, mantener dicha primera concesión.
2. Procedimiento según la reivindicación 1, en
el que la primera concesión contiene además un número de prioridad,
PRIO, asociado al equipo, y según el cual dicha segunda petición de
concesión contiene dicho número de prioridad.
3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2,
en el que la primera petición de concesión en modo de difusión se
retransmite en modo unidifusión, a través de por lo menos un
encaminador adecuado (100), hacia un primer servidor de
configuración (30 - trazos discontinuos) que no está conectado
físicamente a la subred virtual a la cual está conectado físicamente
el equipo.
4. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3, en el que la segunda petición de concesión
en modo de difusión se retransmite en modo unidifusión, a través de
por lo menos un encaminador adecuado (100), hacia el primer servidor
de configuración o hacia un segundo servidor de configuración (30')
que no está conectado físicamente, los cuales no están conectados
respectivamente a la subred virtual de equipos del tipo al cual
pertenece el equipo.
5. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4, en el que la primera petición de concesión y
la segunda petición de concesión son tratadas por exactamente el
mismo servidor de configuración que gestiona un primer intervalo de
direcciones en la primera subred virtual y un segundo intervalo de
direcciones en la segunda subred virtual.
6. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que la red de transmisión de
datos es una red Ethernet definida por la norma IEEE 802.3.
7. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que las subredes virtuales están
definidas por la norma IEEE 802.4 Q/P.
8. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que los equipos del primer tipo
y/o los equipos del segundo tipo son equipos terminales.
9. Procedimiento según la reivindicación 8, en
el que los equipos del primer tipo comprenden ordenadores de uso
general, y/o en el que los equipos del segundo tipo comprenden
aparatos telefónicos.
10. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que el equipo (21') comprende un
conmutador (50) que tiene un puerto de comunicación de salida (51)
para la conexión física a la red y por lo menos dos puertos de
comunicación de entrada, de entre los cuales uno (53) está adaptado
para recibir/emitir un flujo de paquetes de/hacia el equipo, y de
entre los cuales el otro (52) está adaptado para recibir/emitir un
flujo de paquetes de/hacia un equipo del segundo tipo (11') si el
equipo es del primer tipo o de/hacia un equipo del primer tipo si el
equipo es del segundo tipo.
11. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 3 a 10, en el que el servidor o servidores de
configuración llevan a la práctica el protocolo de configuración
DHCP.
12. Sistema que comprende una red de transmisión
de datos por conmutación de paquetes (1) en la cual se han definido
por lo menos una primera subred virtual (1c) para equipos de red de
un primer tipo (11) y por lo menos una segunda subred virtual (1d)
para equipos de red de un segundo tipo (21), que comprende además un
equipo (11', 21') determinado que está conectado físicamente a
cualquiera de entre dichas primera y segunda subredes virtuales y
que pertenece a cualquiera de entre dichos primer y segundo tipos,
en el que dicho equipo está adaptado para llevar a la práctica un
procedimiento según la reivindicación 1.
13. Sistema según la reivindicación 2, en el que
la primera concesión contiene además un número de prioridad, PRIO,
asociado al equipo, y en el que la segunda petición de concesión
contiene dicho número de prioridad.
14. Sistema según la reivindicación 12 ó 13, que
comprende además por lo menos un encaminador (100) para
retransmitir, en modo unidifusión, la primera petición de solicitud
hacia un primer servidor de configuración (30 - trazos discontinuos)
del sistema, que no está conectado físicamente a la subred virtual a
la cual está conectado físicamente el equipo.
15. Sistema según cualquiera de las
reivindicaciones 12 a 14, que comprende además un encaminador (100)
adaptado para retransmitir, en modo unidifusión, la segunda petición
de concesión hacia el primer servidor de configuración o hacia un
segundo servidor de configuración del sistema (30'), que no está
conectado físicamente, que no están conectados respectivamente a la
subred virtual de equipos del tipo al que pertenece el equipo.
16. Sistema según cualquiera de las
reivindicaciones 12 a 15, que comprende, para el tratamiento de la
primera petición de concesión y de la segunda petición de concesión,
exactamente el mismo servidor de configuración que gestiona un
primer intervalo de direcciones en la primera subred virtual y un
segundo intervalo de direcciones en la segunda subred virtual.
17. Sistema según cualquiera de las
reivindicaciones 12 a 16, en el que la red de transmisión de datos
es una red Ethernet definida por la norma IEEE 802.3.
18. Sistema según cualquiera de las
reivindicaciones 12 a 17, en el que las subredes virtuales están
definidas por la norma IEEE 802.1 Q/P.
19. Sistema según cualquiera de las
reivindicaciones 12 a 18, en el que los equipos del primer tipo y/o
los equipos del segundo tipo son equipos terminales.
20. Sistema según la reivindicación 19, en el
que los equipos del primer tipo comprenden ordenadores de uso
general, y/o en el que los equipos del segundo tipo comprenden
aparatos telefónicos.
21. Sistema según cualquiera de las
reivindicaciones 12 a 20, en el que el equipo (21') comprende un
conmutador (50) que tiene un puerto de comunicación de salida (51)
para la conexión física a la red y por lo menos dos puertos de
comunicación de entrada, de entre los cuales uno (53) está adaptado
para emitir/recibir un flujo de paquetes de/hacia el equipo, y de
entre los cuales el otro (52) está adaptado para emitir/recibir un
flujo de paquetes de/hacia un equipo del segundo tipo (11') si el
equipo es del primer tipo o de/hacia un equipo del primer tipo si el
equipo es del segundo tipo.
22. Sistema según cualquiera de las
reivindicaciones 12 a 21, en el que el servidor o servidores de
configuración llevan a la práctica el protocolo de configuración
DHCP.
23. Equipo de una red de transmisión de datos
por conmutación de paquetes (1) en el que se han definido por lo
menos una primera subred virtual (1c) para equipos de red de un
primer tipo (11) y por lo menos una segunda subred virtual (1d) para
equipos de red de un segundo tipo (21), perteneciendo el equipo a
cualquiera de entre dichos primer y segundo tipos y comprendiendo
unos medios para realizar un procedimiento según la reivindicación 1
ó 2.
24. Equipo según la reivindicación 23, que
comprende un conmutador (50) que tiene un puerto de comunicación de
salida (51) para la conexión física a la red y por lo menos dos
puertos de comunicación de entrada (52, 53), de entre los cuales uno
está adaptado para recibir/emitir un flujo de paquetes de/hacia el
equipo, y de entre los cuales el otro está adaptado para
recibir/emitir un flujo de paquetes de/hacia un equipo del segundo
tipo si el equipo es del primer tipo o de un equipo del primer tipo
si el equipo es del segundo tipo.
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