ES2309521T3 - Disposicion y metodo para la reasignacion retardada de direcciones. - Google Patents
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Abstract
Una disposición (100 1) en una red de comunicaciones, para asignar direcciones a los usuarios o clientes que se conectan a la red, que comprende al menos unos medios (101) de almacenamiento de direcciones, que contienen una pluralidad de direcciones, y unos medios de control de la asignación para, a partir de dichos medios (101) de almacenamiento de direcciones, asignar direcciones a usuarios o clientes, y para detectar cuando se libera una dirección o cuando se desconecta un usuario o un cliente que tiene asignada una dirección. caracterizada porque los medios (101) de almacenamiento de direcciones guardan direcciones en cuatro estados diferentes (1, 2, 3, 4) que dependen del estado de uso de las direcciones, comprendiendo dichos estados un primer estado para guardar direcciones (1) disponibles para la asignación a un usuario, un segundo estado para guardar direcciones (2) ocupadas por los usuarios, un tercer estado para guardar direcciones (3) liberadas por los usuarios, pero todavía no disponibles para la asignación, y un cuarto estado para guardar direcciones (4) en un estado de espera, y porque comprende, para cada dirección, medios de almacenamiento con una agrupación de direcciones, medios de retardo que comprende un único temporizador para permitir el control del periodo de tiempo mínimo que debe transcurrir antes de que una dirección que ha sido asignada a un usuario, sea reutilizada, es decir, asignada de nuevo a un usuario, de forma que el periodo de tiempo mínimo antes de la reutilización de cada dirección sea garantizado, siendo dicho temporizador único utilizado para la activación de una transferencia de todas las direcciones contenidas en dicho tercer estado liberado, a dicho cuarto estado de espera, al expirar por primera vez, y para activar una transferencia de todas las direcciones contenidas en dicho cuarto estado de espera, a dicho primer estado disponible, al expirar el temporizador la vez subsiguiente.
Description
Disposición y método para la reasignación
retardada de direcciones.
La presente invención está relacionada con una
disposición para asignar direcciones, en una red de comunicaciones,
a clientes o usuarios que se conectan a la red. La disposición
comprende al menos unos medios de almacenamiento de direcciones que
contienen una agrupación, o una pluralidad, de direcciones, y medios
de control de la asignación para asignar direcciones, partiendo de
dicha agrupación, a los usuarios o clientes, y detectar cuándo se
libera una dirección o cuándo un cliente o un usuario con una
dirección asignada se desconecta o es desconectado. La invención
está relacionada también con un nodo de un sistema de comunicaciones
móviles que comprende una disposición para asignar direcciones a
usuarios o clientes que se conectan a la red. El nodo comprende
medios de almacenamiento para almacenar una pluralidad de
direcciones para ser asignadas a usuarios o clientes.
Aún más, la invención está relacionada con un
método para proporcionar, en una red de comunicaciones, la
asignación de direcciones a usuarios o clientes.
En redes que implementan un direccionamiento
dinámico, la asignación de direcciones ha de ser utilizada para
proporcionar direcciones temporales a los usuarios o clientes que se
conectan a la red. Tales direcciones son asignadas desde un servidor
de la red o desde un homólogo. Se han estandarizado varios
protocolos para manejar tal asignación de direcciones. Un protocolo
estandarizado, es el Protocolo de Configuración Dinámica del
Ordenador Central (DHCP), consultar los RFC ("Request for
Comments" o Solicitudes de Comentarios) 2131 3315. Otro de tales
protocolos es el de "Remote Authentication Dial in User
Services" o Marcación de Autenticación Remota en los Servicios de
Usuario (RADIUS), estandarizado en RFC 2865.
Sin embargo, en un sistema de comunicaciones
móviles, tal como el GPRS ("GSM Packet Radio Service" o
Servicio de Radio por Paquetes de GSM), el CDMA 2000 ("Code
Division Multiple Access" o Acceso Múltiple por División de
Código) etc., ocurren con frecuencia las conexiones a la red y las
conexiones se mantienen típicamente sólo durante periodos cortos. Se
utilizan direcciones IPv4 o IPv6 (Las versiones 4 y 6,
respectivamente del Protocolo de Internet), que identifican
unívocamente al usuario y las direcciones deben ser guardadas en
múltiples nodos, tales como los nodos de los sistemas de
autenticación, en sistemas de facturación, y en pasarelas de
aplicaciones y servidores de aplicaciones, por toda la red. Entre
otras cosas, debido al hecho de que las direcciones se guardan en
una pluralidad de lugares, se hace problemática una rápida
asignación y liberación de las direcciones cuando se vuelven a
utilizar las mismas direcciones.
Actualmente las direcciones se asignan
principalmente de una manera circular, y una dirección liberada
solamente será reutilizada cuando todas las demás direcciones han
sido asignadas a los usuarios. Sin embargo, con tal solución, no
puede garantizarse que una dirección no sea reutilizada
inmediatamente tras su liberación. El número de direcciones que se
requieren es alto, y para impedir que las direcciones sean
reutilizadas demasiado rápidamente, se requieren agrupaciones de
direcciones todavía más grandes. También es un problema que los
sistemas de asignación utilizados hoy día para la asignación de
direcciones IPv4 o IPv6, no puedan garantizar un retardo antes de
reutilizar un dirección, lo que significa que en realidad las
direcciones serán reutilizadas frecuentemente o reutilizadas más o
menos inmediatamente al liberarse, lo que hace más fácil predecir
las direcciones IP del usuario. Por tanto, hay un problema, en tales
sistemas, en que las direcciones IP del usuario final, por ejemplo,
las direcciones de móviles, portátiles, etc., se pueden predecir
fácilmente y ser utilizadas para fines ilícitos, lo que es un serio
problema.
El documento US6246670 describe una disposición
para asignar direcciones al usuario o a clientes que se conectan a
la red, comprendiendo unos medios de almacenamiento para guardar una
pluralidad de direcciones y medios de control de la asignación para
asignar direcciones a los usuarios o clientes.
Es por tanto un objeto de la invención
proporcionar una disposición como se ha mencionado inicialmente, a
través de la cual se hace más difícil la predicción de direcciones
asignadas. Es un objeto adicional más de la invención proporcionar
una disposición a través de la cual la asignación de direcciones, en
sistemas de direccionamiento dinámico, pueda proporcionarse de una
manera más segura y confiable que hasta ahora. Un objeto adicional
más es proporcionar una disposición a través de la cual se pueda
proporcionar la asignación de direcciones de una manera más sencilla
y flexible. Otro objeto es proporcionar una disposición a través de
la cual se pueda proporcionar una asignación de direcciones en una
manera más rápida y fácil, al tiempo que se garantiza que no se
reutiliza inmediatamente una dirección y la misma dirección, al ser
liberada. Además, es un objeto proporcionar una disposición a
través de la cual el número de direcciones que necesitan ser
guardadas en una agrupación para fines de asignación se pueda
reducir, pero cumpliendo los requisitos prevalecientes como
seguridad durante la asignación de direcciones. Es también un objeto
proporcionar una disposición a través de la cual se pueda manejar un
gran número de direcciones y ser asignadas de una manera segura.
También es un objeto de la invención
proporcionar un nodo en una red de comunicaciones, a través del cual
se puedan conseguir uno o más de los objetos antes mencionados.
Aún más, es un objeto de la invención sugerir un
método para asignar direcciones de una manera segura y fiable, y al
mismo tiempo de una manera rápida y preferiblemente sin requerir
ningún aumento en el número de direcciones requeridas en una
agrupación, en comparación con los sistemas conocidos. También es un
objeto de la invención sugerir un método a través del cual se puedan
conseguir uno o más de los objetos antes mencionados.
La invención está definida por las
reivindicaciones anexas.
Por tanto, se proporciona una disposición como
se ha mencionado inicialmente, que comprende, para cada agrupación
de direcciones, o medios de almacenamiento de direcciones que
contienen una agrupación de direcciones, medios de retardo para
permitir el control del periodo de tiempo mínimo que debe
transcurrir antes de que una dirección que ha sido asignada a un
usuario se reutilice nuevamente, es decir, sea asignada de nuevo a
un usuario, de forma tal que se pueda garantizar el periodo de
tiempo mínimo antes de reutilizar cada dirección. Dichos medios de
retardo comprenden particularmente un número limitado dado de
temporizadores, y más en particular comprende un temporizador.
Los medios de almacenamiento de direcciones
mantienen las direcciones en cuatro estados diferentes. Un primer
estado comprende un estado para guardar direcciones que están
disponibles para su asignación a un usuario, un segundo estado es un
estado para guardar direcciones ocupadas por los usuarios, un tercer
estado es un estado para guardar direcciones liberadas por un
usuario, pero que todavía no están disponibles para la asignación, y
finalmente un cuarto estado es un estado para guardar direcciones en
estado de espera. Particularmente, dicho único temporizador se
utiliza para la activación de una transferencia de todas las
direcciones de la agrupación o de una agrupación, cuyas direcciones
se guardan en dicho tercer estado, indicado también como liberado, a
dicho cuarto estado, indicado también como estado de espera, al
expirar un primer tiempo, y para iniciar la transferencia de todas
las direcciones guardadas en dicho cuarto estado de espera, a dicho
primer estado disponible, al expirar el siguiente tiempo del
temporizador. La asignación de direcciones en dicho primer estado
disponible para los usuarios puede hacerse de distintas maneras. En
una implementación, la dirección más baja guardada en dicho primer
estado es seleccionada o asignada a un usuario que requiera una
dirección. En un modo de realización alternativo, se selecciona y se
asigna una dirección arbitraria mantenida en un primer estado, a un
usuario que solicita una dirección. Se puede utilizar cualquier
algoritmo o método de selección apropiados.
Particularmente, una dirección se mantiene sin
utilizar durante un periodo de tiempo que es igual o más largo que
un retardo de tiempo seleccionado de manera controlable y más corto
o igual al doble del tiempo de retardo fijado. En una
implementación, el tiempo de retardo es (re)configurable,
mientras que en otros modos de realización, es fijo. En un modo de
realización particular, se utiliza un solo medio de retardo o
temporizador para todas las direcciones gestionadas por la
disposición (si hay una o más agrupaciones), o uno para cada
agrupación si la disposición comprende más de una agrupación.
La disposición se implementa particularmente o
está comprendida dentro o asociada (en comunicación) con un nodo de
un sistema de comunicaciones móviles (por ejemplo, comunicación de
soporte para datos en paquetes). El sistema móvil puede ser, por
ejemplo, un GPRS o un sistema UMTS o un CDMA 2000, etc.
En una implementación, el nodo dentro o en
asociación/comunicación con el cual se implementa la disposición
comprende un GGSN (Nodo Pasarela de Soporte GPRS) o un CGSN (Nodo
Combinado de Soporte de GPRS).
En otra implementación, la disposición está
comprendida o asociada o en comunicación con un servidor, por
ejemplo un servidor Radius-AAA o un servidor DHCP.
Particularmente, las direcciones en la agrupación son direcciones
IPv4 o IPv6. Sin embargo, el concepto puede ser también implementado
naturalmente dentro o en comunicación con otros nodos o servidores u
homólogos en general.
Por tanto, se sugiere también un nodo en un
sistema de comunicaciones móviles, siendo el nodo de una clase como
la que se ha mencionado inicialmente, comprendiendo o comunicándose
con una disposición que comprende medios de retardo para permitir el
control del periodo de tiempo mínimo que debe transcurrir antes de
que una dirección que haya sido asignada a un usuario, sea
reutilizada, es decir, sea asignado nuevamente a un usuario, de
forma que pueda garantizarse el transcurso de un periodo de tiempo
mínimo antes de reutilizar dicha dirección. Particularmente, dichos
medios de retardo comprenden un solo temporizador. Los medios de
almacenamiento guardan preferiblemente direcciones en cuatro estados
diferentes, que comprenden particularmente un primer estado para
guardar direcciones disponibles para la asignación a un usuario, un
segundo estado para guardar direcciones ocupadas por los usuarios,
un tercer estado para guardar direcciones liberadas por los
usuarios, pero todavía no disponibles para la asignación, y un
cuarto estado para guardar direcciones en un estado de espera.
Particularmente, dicho (único) temporizador se utiliza para la
activación de transferencia de todas las direcciones de la/una
agrupación en la cual las direcciones se mantienen en un tercer
estado, liberado, a dicho cuarto estado de espera en la primera
expiración, y para activar una transferencia de todas las
direcciones desde dicho cuarto estado de espera, a dicho primer
estado disponible, tras la siguiente expiración. El tiempo de
retardo puede ser particularmente configurable.
Alternativamente,
es fijo.
es fijo.
En un modo de realización, el nodo comprende un
nodo de soporte de datos en paquetes en un sistema de comunicaciones
que admita la comunicación de datos en paquetes. Particularmente,
comprende un GGSN o un CGSN de UMTS/GPRS o un nodo con una
funcionalidad similar. Más en general, puede comprender cualquier
nodo homólogo en una red con una funcionalidad de asignación de
direcciones a los usuarios. En una implementación particular,
comprende un nodo con un servidor, o un servidor, tal como por
ejemplo un DHCP o un servidor Radius AAA, que asigna direcciones en
tiempo real.
La invención, con el fin de resolver uno o más
de los objetos mencionados anteriormente, proporciona también un
método, en una red de comunicaciones, para proporcionar la
asignación de direcciones a los usuarios o clientes. El método
comprende los pasos de: proporcionar direcciones en medios de
almacenamiento de direcciones que comprenden una agrupación dentro o
asociada con un nodo o un servidor de la red; mantener las
direcciones en cuatro estados diferentes dependiendo del estado de
uso de las respectivas direcciones; transferir todas las direcciones
guardadas en un tercer estado, en el cual se liberan las direcciones
de ser asignadas a un usuario, al expirar un temporizador, a un
cuarto estado de espera; transferir todas las direcciones del cuarto
estado de espera al expirar dicho temporizador en la vez siguiente,
a un primer estado disponible, en el cual dichas direcciones están
disponibles para la asignación a los usuarios, de forma tal que,
para cada respectiva dirección, se pueda garantizar un mínimo
retardo de tiempo antes de reutilizar dicha dirección.
El método comprende particularmente los pasos
de, cuando un usuario o cliente solicita una dirección, asignar la
dirección más baja en el primer estado disponible, en el cual se
guardan las direcciones y para el cual ha transcurrido al menos el
retardo de tiempo mínimo garantizado. Particularmente, el método
comprende la asignación de direcciones, sustancialmente en tiempo
real. Las direcciones son particularmente direcciones IPv4 o IPv6.
La red comprende particularmente una red de comunicaciones móviles.
El método puede ser implementado en nodos de un sistema de
comunicaciones que admita la comunicación de datos en paquetes,
tales como los nodos de la red, por ejemplo los GGSN o los CGSN o en
servidores, tales como los servidores Radius o servidores DHCP.
Particularmente, el método comprende el paso de:
configurar el tiempo de retardo, es decir, el tiempo de expiración
del temporizador.
Se describirá en lo que sigue la invención con
más detalle, de una manera no limitativa, y con referencia a los
dibujos que se acompañan, en los cuales:
La figura 1 ilustra conceptualmente una
disposición de acuerdo con el concepto inventivo,
La figura 2 ilustra esquemáticamente un diagrama
de bloques en el que la disposición de acuerdo con la invención se
implementa en un entorno de oficina, por ejemplo implementada en (o
para) un servidor DHCP,
La figura 3 es un diagrama esquemático de
bloques que ilustra una implementación del concepto inventivo, en el
que la disposición está provista o asociada con un servidor Radius
conectado a un GGSN,
La figura 4A es un diagrama esquemático de
bloques que ilustra una disposición de acuerdo con el concepto
inventivo, asociada con un GGSN,
La figura 4B es un diagrama esquemático de
bloques de una implementación, en la cual la disposición está
dispuesta en un CGSN,
La figura 5 ilustra esquemáticamente, con
referencia a un eje de tiempos, la variación del tiempo de retardo
real, y
La figura 6 es un diagrama de flujo que ilustra
un modo de realización del concepto inventivo.
La figura 1 ilustra esquemáticamente una
disposición 100 de asignación, de acuerdo con el concepto inventivo,
con medios 10 de almacenamiento de direcciones, que comprenden una
agrupación de direcciones en la cual se guardan las direcciones en
cuatro estados diferentes.
La disposición 100 de asignación puede estar
provista, como se ha mencionado anteriormente en la solicitud, de un
nodo de red, tal como por ejemplo un GGSN o un CGSN, puede estar
asociada o estar en comunicación con tal nodo o cualquier otro nodo
que gestione la asignación de direcciones, o puede estar dispuesta
en medios de servidor que gestionan o asignan direcciones, o puede
estar en comunicación con medios de servidor que asignan o gestionan
direcciones. En la figura 1, están ilustrados los cuatro estados
diferentes, es decir, un primer estado o estado disponible, 1, un
segundo estado o estado ocupado, 2, un tercer estado o estado de
liberación, 3, y un cuarto estado o estado de espera, 4. Se
proporciona el software para mantener, al menos, información sobre
las diferentes direcciones en los diferentes estados y, en
comparación con sistemas conocidos, ha de configurarse un parámetro
adicional, que es un periodo de tiempo mínimo antes de permitir que
direcciones individuales sean reutilizadas. De acuerdo con la
invención, el estado liberado y el estado de espera están separados
con el fin de ser capaces de evitar el uso de un temporizador, o de
iniciar un temporizador, para que sea gestionada cada dirección
independiente. Generalmente, por ejemplo en los GGSN o en otros
nodos que realizan la misma funcionalidad, siempre que se confirme
la gestión del direccionamiento, se pueden utilizar incluso cientos
de miles de direcciones. Iniciar y gestionar un temporizador por
cada dirección, no sería por tanto factible, pero debido a las
limitaciones en cuanto concierne a la capacidad de almacenamiento,
así como cuanto concierne a la utilización del procesador. Por
tanto, si se utilizasen un estado de liberación y de espera
combinados, significaría que se requeriría varias veces más
capacidad de almacenamiento por cada dirección. Por tanto, de
acuerdo con el concepto inventivo, solamente hay un único
temporizador por cada disposición de asignación, o un temporizador
por cada medio de almacenamiento de direcciones.
Se supone en la figura 1 que las direcciones
x_{0}, x_{1}, x_{3}, x_{4}, x_{5}, x_{i}, x_{17},
están en el primer estado, el disponible, lo que significa que todas
ellas están disponibles para la asignación a un usuario de la red.
Con el fin de explicar el concepto inventivo, se supone en este caso
que un usuario solicita una dirección y que, de cualquier manera
apropiada, se selecciona una dirección por medio de la disposición
de asignación, es decir, de acuerdo con cualquier criterio,
arbitrariamente o de acuerdo con algún algoritmo. El concepto
inventivo no está limitado a ninguna forma específica de seleccionar
direcciones para la asignación desde el estado disponible 1. Así, en
este caso, se supone que se asigna la dirección x_{i}. Esta
gestión no está ilustrada en ninguna figura, sino simplemente la
gestión de la disposición de asignación, ya que se conoce la propia
asignación de la dirección y, lo que es importante para el concepto
inventivo es cómo se gestionan las direcciones en la disposición de
asignación. Por tanto, como se selecciona y se asigna una dirección
x_{i}, se pone en el segundo estado, el ocupado 2, en cuyo estado
las direcciones se consideran que van a ser utilizadas por ejemplo
en la red GPRS, en el GGSN y en todas las redes externas conectadas.
Una dirección entra en el segundo estado ocupado 2, en cualquier
momento cuando se asigna a un usuario. En este caso, se supone que
las direcciones x_{2}, x_{6}, x_{7}, x_{8}, x_{11},
x_{i}, son gestionadas por el momento en el segundo estado ocupado
2. Se supone después que el usuario al cual se ha asignado la
dirección x_{i}, se desconecta o es desconectado. Se libera
entonces x_{i} y se transfiere desde el segundo estado ocupado 2,
al tercer estado liberado 3. El estado liberado 3 es un estado que
se utiliza para almacenar una dirección antes de ser transferida al
estado de espera, 4. Las direcciones son introducidas en el estado
liberado 2 en cualquier momento, cuando un usuario se desconecta o
es desconectado. Una dirección en el estado liberado 2 se considera
que está liberada, por ejemplo en el GGSN, en la red GPRS y en todas
las redes externas conectadas. En el estado liberado 2, la dirección
no será asignada. En este particular modo de realización se supone
que las direcciones x_{9}, x_{10}, x_{14}, x_{i}, están en
el tercer estado liberado. Se supone entonces que uno o el único
temporizador expira. La expiración del temporizador (en cuanto se
refiere a las direcciones en el tercer estado, inicia entonces una
transferencia sustancialmente simultánea de todas las direcciones.
En el tercer estado liberado, se transfieren al cuarto estado de
espera por ejemplo todas las direcciones x_{9}, x_{10},
x_{11}, x_{i}, en el mismo instante. Una dirección guardada en
el estado de espera se considera liberada en el GGSN, en la red GPRS
y en todas las redes externas conectadas. Así, cuando el
temporizador expira una vez más, las direcciones x_{9}, x_{10},
x_{14}, x_{i}, son transferidas todas ellas sustancialmente de
una manera simultánea al primer estado disponible 1. Debe quedar
claro que esta figura se ilustra como refiriéndose a momentos de
tiempo diferentes para los respectivos estados y pretende ilustrar
el procedimiento cuando una dirección (x_{i}) es transferida desde
un estado a otro.
Si, por ejemplo, se consideran dos direcciones,
la dirección a1 utilizada por el usuario móvil A y la dirección b1
utilizada por el usuario móvil B, el procedimiento podría ser, por
ejemplo, como sigue: El usuario A con dirección a1 se desconecta. La
dirección a1 es entonces transferida de manera sustancialmente
inmediata al estado liberado. Se supone después que el único
temporizador expira y que la dirección a1 es transferida entonces al
estado de espera. El usuario B con la dirección b1 se desconecta y
la dirección b1 entra en el estado liberado. Entonces expira de
nuevo el temporizador único. La dirección b1 entra entonces en el
estado de espera, mientras que cuando expira el temporizador, a1
entra en el estado disponible, es decir, es la segunda vez que
expira el temporizador en cuanto se refiere a la dirección a1,
mientras que es la primera vez que expira el temporizador en cuanto
se refiere a la dirección b1. En ambos casos, naturalmente, también
las demás direcciones del estado liberado entran en el estado
disponible al mismo tiempo, mientras que todas las demás direcciones
que están en el estado de espera entran al mismo tiempo en el estado
disponible al expirar el temporizador.
El retardo es el mínimo periodo de tiempo que
debe transcurrir antes de reutilizar una dirección. La longitud del
retardo podría ser configurable o fija. Generalmente, un retardo
largo tiene el impacto de que las direcciones serán guardadas
durante un tiempo más largo y de que se necesitarán más direcciones.
Por ejemplo, si se conectan 100 estaciones móviles y solicitan una
dirección cada segundo y se desconectan 100 estaciones móviles y
liberan una dirección cada segundo, y por ejemplo con un retardo de
60 segundos antes de ser reutilizadas, se solicitarán 60 x 100 =
6000 direcciones antes de que expire el temporizador y se pondrán en
estado de espera direcciones del estado liberado. Sin embargo, este
es el caso mejor, el instante real en el tiempo en el cual se libera
una dirección ha de ser considerado. Si el temporizador único
expira a las 00:00, una dirección liberada en 00:01 se guardará
realmente durante 59 segundos y después se pone en estado de espera
durante 60 segundos. Para calcular el caso peor, el retardo será
duplicado; entonces se necesitarán 60 x 2 x 100 = 12000
direcciones.
Como se ha mencionado anteriormente, una
disposición de acuerdo con la presente invención puede ser
implementada de diversas maneras. La figura 2 ilustra una
disposición 100_{1} de asignación de direcciones, implementada en
un entorno de red de una oficina. Cualquier ordenador, por ejemplo
el iMAC 200A, la estación de trabajo 200B, un servidor 200C, una
estación móvil 200D de usuario y un portátil 200E se supone que
envían una solicitud de dirección, definida por el protocolo DHCP.
La solicitud llegará al servidor DHCP, que utiliza en este caso el
procedimiento de asignación de direcciones que se ha descrito
anteriormente, la solicitud será contestada y entonces se
proporciona la dirección IP en la respuesta a la petición. Debe
quedar clara que la implementación del concepto inventivo no es
ventajosa en tal entorno, como lo sería en un entorno en el que
hubiera muchas conexiones cortas, por ejemplo en redes inalámbricas.
Sin embargo, por ejemplo para fines de seguimiento, se puede
requerir que las direcciones sean guardadas durante una cantidad de
tiempo particular y, por tanto, el concepto inventivo puede ser
implementado con ventaja en tales sistemas.
La figura 3 ilustra esquemáticamente la
implementación del concepto inventivo en un sistema de
comunicaciones móviles. Una estación móvil, MS1 210A, que en este
caso comprende un ordenador portátil o MS2 210B, que en este caso
comprende un teléfono móvil, puede conectarse a la estación base 93
de radio, que se comunica con una disposición 92 de conmutación, que
a su vez establece una conexión entre la estación móvil MS1 o MS2 y,
en este caso, un SGSN 91. Cuando se ha terminado esto, de una manera
convencional, se supone que la estación móvil está unida pero
todavía no conectada.
Se supone que una estación móvil MS1 o MS2
inicia una conexión para conectarse a la red para la transferencia
de datos, por ejemplo, navegación por Internet, envío de correos
electrónicos, etc. El GGSN 90 (Nodo Pasarela de Soporte a GPRS) será
contactado entonces por el SGSN 91 para solicitar acceso por ejemplo
a Internet, y opcionalmente una dirección IP (IPv4 o IPv6) desde el
servidor Radius 110_{2}. El GGSN 90 envía entonces una petición al
servidor Radius para obtener una dirección IP y el servidor Radius
110_{2} lanza entonces el proceso de asignación de una dirección
IP utilizando la disposición 100_{2} de asignación, de acuerdo con
el concepto inventivo, incluyendo la funcionalidad de retardo
garantizado. El servidor Radius 110_{2} utiliza por tanto, en esta
implementación, el procedimiento inventivo de asignación de
direcciones para proporcionar una dirección a la estación móvil. El
servidor Radius 110_{2} extrae entonces una dirección en la
disposición 100_{2} de asignación de direcciones con retardo de
tiempo, que comprende una agrupación 10_{2} de direcciones (medios
de almacenamiento de direcciones). La dirección extraída es
reenviada a través del GGSN 90, SGSN 91, la central 92 y estación
base 93, a la estación móvil MS1 o MS2. La dirección asignada puede
ser ventajosamente compartida/utilizada en nodos multimedia y de
facturación, (por ejemplo, un servidor multimedia 111) en un modo de
realización opcional y ventajoso. En tales modos de realización, los
sistemas multimedia y/o de facturación pueden ser informados de la
dirección IP asignada. Como tales sistemas pueden mantener la
dirección después de haber sido liberada, el procedimiento de
asignación garantizada con retardo de tiempo, de acuerdo con el
concepto inventivo, puede ser implementado con ventajas.
En una etapa posterior, se supone que la
estación móvil se desconecta de Internet o detiene la transferencia
de datos. Así, la MS, una vez que ha terminado de utilizar los
datos, por ejemplo Internet o el correo electrónico, reenvía una
petición de desconexión, que alcanzará al SGSN 91. El SGSN 91
solicita entonces del GGSN 90 que libere la dirección IP que
previamente había asignado. El GGSN 90 reenvía entonces una petición
al servidor Radius 110_{2}, para que libere la dirección IP. El
servidor Radius informa a la disposición 100_{2} de asignación de
direcciones y después el procedimiento será como el descrito con
referencia a la figura 1 anterior. En el modo de realización
particular ilustrado, se supone que la disposición 100_{2} de
asignación de direcciones está asociada y en comunicación con el
servidor Radius 110_{2}. En una implementación alternativa, la
disposición de asignación de direcciones podría haber sido dispuesta
en un nodo que comprenda el servidor Radius y la disposición de
asignación de direcciones (y posiblemente otros elementos).
La figura 4A muestra una implementación
alternativa del concepto inventivo, en el cual la disposición
100_{3} de asignación de direcciones está asociada o en
comunicación con el GGSN 90_{3} en lugar de estarlo con un
servidor radio 110_{3}. También en este modo de realización debe
quedar claro que la disposición 100_{3} de asignación de
direcciones podría estar dispuesta, alternativamente, en el nodo
GGSN 93. En este modo de realización, también se ilustran los medios
105_{3} de control de la asignación; también podrían estar
incluidos naturalmente en los otros modos de realización, pero
pueden funcionar de cualquier manera conocida o apropiada,
efectuando la asignación real una vez que se ha proporcionado una
dirección, de acuerdo con el concepto inventivo, y estableciendo
cuándo se desconecta un usuario, etc.
En lo que sigue se explicará el modo de
realización de la figura 4A. Se supone que una estación móvil MS1
220A o MS2 220B se une a la red conectándose primero a la estación
base 93_{3}. La estación base 93_{3} se comunica con la
disposición 92_{3} de conmutación, que a su vez establece una
conexión desde la estación móvil (MS1 o MS2) con el SGSN 91_{3}.
Como en el modo de realización precedente, la estación móvil en esta
etapa se considera que está unida, pero no conectada.
En un paso posterior, se supone que la estación
móvil MS1/MS2 inicia una conexión para datos, por ejemplo navegando
por Internet, enviando correo electrónico, etc. El GGSN 90_{3}
será contactado entonces por el SGSN 91_{3} para solicitar el
acceso a Internet y opcionalmente una dirección IP (IPv4 o IPv6). El
GGSN 90_{3} será solicitado para que proporcione una dirección IP
e inicie el proceso de asignación de una dirección IP, de acuerdo
con el concepto inventivo por el GGSN 90_{3}, solicitando la
asignación de una dirección desde la disposición 100_{3} de
asignación de direcciones, como se describe por ejemplo con
referencia a la figura 1. La dirección será reenviada a través del
SGSN 91_{3}, de la disposición 92_{3} de conmutación, de la
estación base 93_{3}, a la estación móvil MS1 o MS2.
Como en el modo de realización precedente, la
dirección asignada puede ser compartida o utilizada en nodos
multimedia y/o de facturación. Posteriormente, cuando la estación
móvil se desconecta, por ejemplo, de Internet o detiene la
transferencia de datos, reenviará una petición de desconexión, que
alcanza al SGSN 91_{3} (debe quedar claro que el MS puede ser
desconectado también por la red, etc. No importa, naturalmente, si
la desconexión está iniciada desde el lado de la MS o desde el lado
de la red, siendo lo importante que sea desconectada). Sin embargo,
se supone que el SGSN 91_{3} solicita al GGSN que libere la
dirección IP previamente asignada y el GGSN envía una petición de
liberación a la disposición 100_{3} de asignación de direcciones,
como se ha estudiado anteriormente, y el procedimiento continuará
como se ha estudiado, por ejemplo, con referencia a la figura
1.
La figura 4B muestra una implementación similar
a la de la figura 4A, pero con la diferencia de que el SGSN y el
GGSN están combinados en un GGSN (un nodo combinado de soporte de
GPRS), incluyendo tanto la funcionalidad de un SGSN como de un GGSN.
En este caso, también se ilustra que la disposición 100_{4} de
asignación de direcciones con la agrupación 10_{4} de direcciones
y los medios 105_{4} de control de la asignación, están dispuestos
en el CGSN 90_{4}. Naturalmente, la disposición 100_{4} de
asignación de direcciones podría estar dispuesta alternativamente
externa al SGSN, compárese con la figura 4A, y se supone en este
caso que el GGSN 90_{4} se comunica con uno o más servidores, que
en este caso están ilustrados meramente como un servidor 110_{4},
no siendo de importancia el funcionamiento del concepto inventivo.
En otros aspectos, el funcionamiento es similar al descrito
anteriormente con referencia a las figuras 1-4A. (En
las figuras 2, 3 4A, la disposición de asignación podría estar
dispuesta también, naturalmente, en el propio nodo).
La figura 5 ilustra una relación entre el
retardo y el número de direcciones requeridas o utilizadas. Se
ilustra con referencia a una escala de tiempos y se supone que
solamente hay un temporizador T1. Así, se supone que T1 expira en el
instante 00:00:00. En t = 00:00:00 se supone que se libera la
dirección 1.1.1.1. Entonces entra de manera más o menos instantánea
en el estado liberado. Algo más tarde, en t = 00:00:59, se supone
que se libera la dirección 2.2.2.2 y más o menos instantáneamente en
el estado liberado. Entonces, cuando t = 00:01:00, se supone que
expira T1 (con respecto a estas direcciones, la primera vez). Las
direcciones 1.1.1.1. y 2.2.2.2., que están ambas en el estado
liberado, son transferidas entonces simultáneamente al estado de
espera. Tras el transcurso de un periodo adicional de expiración de
T1, cuando t = 00:02:00, T1 expira por segunda vez para las
respectivas direcciones. Esto inicia la transferencia de las
direcciones 1.1.1.1. y 2.2.2.2. del estado de espera al estado
disponible. A continuación, T1 expira en t = 00:03:00, lo que sin
embargo no afecta a las direcciones en cuestión.
Esto demuestra la relación entre el retardo y el
número de direcciones utilizadas. En el caso "peor", cuando se
libera una dirección en el inicio relativo de un ciclo, el tiempo
real antes de que la dirección entre en el estado disponible es casi
el doble que el tiempo de retardo. La dirección 1.1.1.1. en este
caso ilustra el caso "peor" cuando se libera una dirección
sustancialmente en ese comienzo de ciclo del temporizador, mientas
que la dirección 2.2.2.2. muestra el caso "mejor" en el que se
libera una dirección sustancialmente al final del ciclo del
temporizador. Debe quedar claro que esta figura es extremadamente
simplificada y que está meramente incluida para ilustrar las
relaciones y el caso "peor" y "mejor",
respectivamente.
La figura 6 es un diagrama de flujo que ilustra
esquemáticamente el procedimiento en el que una estación móvil
solicita la asignación de una dirección, y cómo se gestiona dicha
dirección en la disposición de asignación de direcciones. Así, se
supone que MS solicita una dirección, 101. En este modo de
realización, se supone que por ejemplo un GGSN solicita la dirección
desde la disposición 102 de asignación de direcciones. Debe quedar
claro que no tiene que ser un GGSN, podría ser simplemente también
un CGSN o un servidor tal como el servidor Radius o un DHCP, etc., o
más en general cualquier homólogo/nodo que gestione la asignación de
direcciones. La disposición de asignación de direcciones selecciona
entonces una dirección, por ejemplo arbitrariamente, entre las
direcciones guardadas en el primer estado disponible 103. Una vez
seleccionada, la dirección es reenviada, en este caso, a través del
GGSN a la MS, 104A (a través del SGSN, etc.). En la disposición de
asignación de direcciones la dirección seleccionada es transferida
al estado ocupado, es decir, el segundo estado, 104B. Esto se
supone que tiene lugar sustancialmente de manera simultánea. También
se supone que la MS permanece conectada durante algún tiempo, 105A.
Entre tanto, la dirección seleccionada se mantiene en estado
ocupado, 104. Sin embargo, tras algún tiempo, se supone que la MS se
desconecta, 106A. La dirección seleccionada previamente asignada se
libera entonces y se transfiere al estado liberado. A continuación,
cuando expira el temporizador único de la disposición de asignación
de direcciones, la dirección seleccionada es transferida, junto con
las demás direcciones del estado liberado, al estado de espera,
106B. A continuación, cuando expira el temporizador T1 la vez
siguiente, la dirección seleccionada es transferida al estado
disponible, junto con todas las demás direcciones del estado de
espera, 106C.
Debe quedar claro que la invención no está,
naturalmente, limitada a los modos de realización específicos
ilustrados, sino que puede ser variada de distintas maneras dentro
del alcance de las reivindicaciones anexas. Es una ventaja de la
invención que las direcciones sean asignadas sustancialmente en
tiempo real con una velocidad alta, y que para cada dirección se
pueda garantizar un tiempo de retardo durante el cual la dirección
no puede ser reasignada. Esto puede ser particularmente ventajoso
par la asignación de direcciones IPv6, ya que habrá incluso más
asignaciones de direcciones cuando hay una cantidad casi ilimitada
de direcciones IPv6 y, por tanto, las velocidades de asignación de
direcciones aumentarán presumiblemente. Debe quedar claro que el
concepto inventivo puede ser implementado en cada nodo o por cada
nodo que gestione la asignación de direcciones. También debe quedar
claro que la propia asignación (selección) de direcciones puede ser
efectuada utilizando cualquier algoritmo entre las direcciones en
estado disponible. Además, son posibles numerosas variaciones en
otros aspectos.
Es una ventaja de la invención que pueda
garantizarse un retardo para cada dirección en un escenario de
tráfico. También es una ventaja que se requerirán menos direcciones
si se implementan esquemas de asignación circular de
direcciones.
Claims (23)
1. Una disposición (100_{1}) en una red de
comunicaciones, para asignar direcciones a los usuarios o clientes
que se conectan a la red, que comprende al menos unos medios (101)
de almacenamiento de direcciones, que contienen una pluralidad de
direcciones, y unos medios de control de la asignación para, a
partir de dichos medios (101) de almacenamiento de direcciones,
asignar direcciones a usuarios o clientes, y para detectar cuando se
libera una dirección o cuando se desconecta un usuario o un cliente
que tiene asignada una dirección.
caracterizada porque
los medios (101) de almacenamiento de
direcciones guardan direcciones en cuatro estados diferentes (1, 2,
3, 4) que dependen del estado de uso de las direcciones,
comprendiendo dichos estados un primer estado para guardar
direcciones (1) disponibles para la asignación a un usuario, un
segundo estado para guardar direcciones (2) ocupadas por los
usuarios, un tercer estado para guardar direcciones (3) liberadas
por los usuarios, pero todavía no disponibles para la asignación, y
un cuarto estado para guardar direcciones (4) en un estado de
espera, y porque comprende, para cada dirección, medios de
almacenamiento con una agrupación de direcciones, medios de retardo
que comprende un único temporizador para permitir el control del
periodo de tiempo mínimo que debe transcurrir antes de que una
dirección que ha sido asignada a un usuario, sea reutilizada, es
decir, asignada de nuevo a un usuario, de forma que el periodo de
tiempo mínimo antes de la reutilización de cada dirección sea
garantizado, siendo dicho temporizador único utilizado para la
activación de una transferencia de todas las direcciones contenidas
en dicho tercer estado liberado, a dicho cuarto estado de espera, al
expirar por primera vez, y para activar una transferencia de todas
las direcciones contenidas en dicho cuarto estado de espera, a dicho
primer estado disponible, al expirar el temporizador la vez
subsiguiente.
2. Una disposición, según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes,
caracterizada porque
se selecciona la dirección más baja mantenida en
dicho primer estado disponible, para la asignación a un usuario que
solicita una dirección.
\vskip1.000000\baselineskip
3. Una disposición, según la reivindicación
1,
caracterizada porque
se selecciona una dirección arbitraria en dicho
primer estado disponible y es asignada a un usuario que solicita una
dirección.
\vskip1.000000\baselineskip
4. Una disposición, según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes,
caracterizada porque
se mantiene sin utilizar una dirección durante
un periodo de tiempo que es igual o más largo que un retardo de
tiempo seleccionado controlablemente, y más corto o igual que el
doble del retardo de tiempo prefijado.
\vskip1.000000\baselineskip
5. Una disposición, según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes,
caracterizada porque
el retardo de tiempo es configurable.
\vskip1.000000\baselineskip
6. Una disposición, según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes,
caracterizada porque
se utiliza un
único medio de retardo o temporizador para todas
las direcciones gestionadas por la disposición.
\vskip1.000000\baselineskip
7. Una disposición, según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes,
caracterizada porque
la disposición se implementa, o está
comprendida, o está asociada, con un nodo de un sistema de
comunicaciones móviles que admite la comunicación de datos en
paquetes.
\vskip1.000000\baselineskip
8. Una disposición, según la reivindicación
7,
caracterizada porque
el sistema móvil es un GPRS o un sistema
UMTS.
\vskip1.000000\baselineskip
9. Una disposición, según la reivindicación
8,
caracterizada porque
el nodo comprende un GGSN o un CGSN.
\vskip1.000000\baselineskip
10. Una disposición, según la reivindicación 7 u
8,
caracterizada porque
la disposición está comprendida o está asociada
con un servidor, por ejemplo un servidor Radius AAA o un servidor
DHCP.
\vskip1.000000\baselineskip
11. Una disposición, según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes,
caracterizada porque
las direcciones son direcciones IPv4 o IPv6.
\vskip1.000000\baselineskip
12. Un nodo en un sistema de comunicaciones
móviles, que comprende o está asociado con una disposición para
asignar direcciones a usuarios/abonados que se conectan a la red,
que comprende medios (101) de almacenamiento de direcciones con una
pluralidad o una agrupación de direcciones, para asignar a los
usuarios o abonados,
caracterizado porque
comprende medios de retardo que comprenden un
único temporizador, para permitir el control del mínimo periodo de
tiempo que ha de transcurrir antes de que una dirección que ha sido
asignada a un usuario pueda ser reutilizada, es decir, asignada de
nuevo a un usuario, de forma que se puede garantizar el transcurso
de un periodo de tiempo mínimo antes de la reutilización de cada
dirección, donde los medios de almacenamiento de direcciones
mantienen las direcciones en cuatro estados diferentes (1, 2, 3, 4),
comprendiendo dichos estados un primer estado para guardar
direcciones (1) disponibles para la asignación a un usuario, un
segundo estado para guardar direcciones (2) ocupadas por los
usuarios, un tercer estado para guardar direcciones (3) liberadas
por los usuarios, pero todavía no disponibles para la asignación, y
un cuarto estado para guardar direcciones (4) en un estado de
espera, y dicho temporizador único se utiliza para, en una primera
expiración, activar una transferencia de todas las direcciones
contenidas en dicho tercer estado liberado, a dicho cuarto estado de
espera y, en la siguiente expiración, activar una transferencia de
todas las direcciones de la agrupación contenidas en dicho cuarto
estado de espera, a dicho primer estado
disponible.
disponible.
\vskip1.000000\baselineskip
13. Un nodo según la reivindicación 12,
caracterizado porque
el tiempo de retardo es configurable.
\vskip1.000000\baselineskip
14. Un nodo según la reivindicación 12,
caracterizado porque
el tiempo de retardo del temporizador es
fijo.
\newpage
15. Un nodo según cualquiera de las
reivindicaciones 12-14,
caracterizado porque
comprende un nodo de soporte de datos en
paquetes, en un sistema de comunicaciones que admite la comunicación
de datos en paquetes.
\vskip1.000000\baselineskip
16. Un nodo según la reivindicación 15,
caracterizado porque
comprende un GGSN o un CGSN de UMTS/GPRS, o un
nodo con una funcionalidad similar.
\vskip1.000000\baselineskip
17. Un nodo según cualquiera de las
reivindicaciones 12-16,
caracterizado porque
comprende o está asociado con un nodo con un
servidor, por ejemplo un servidor DHCP o Radius AAA, que asignan
direcciones en tiempo real.
\vskip1.000000\baselineskip
18. Un método para proporcionar, en una red de
comunicaciones, la asignación de direcciones a usuarios/clientes,
que se conectan a la red, que comprenden al menos unos medios (101)
de almacenamiento de direcciones, que contienen una pluralidad de
direcciones y unos medios de control de la asignación para, a partir
de dichos medios de almacenamiento de direcciones, asignar
direcciones a los usuarios o clientes, y para detectar cuándo una
dirección es liberada o cuándo se desconecta un usuario o cliente
que tiene asignada una dirección,
caracterizado porque
comprende los pasos de:
- -
- proporcionar una pluralidad de direcciones en unos medios (101) de almacenamiento de direcciones, comprendidos o asociados con un nodo o un servidor en la red,
- -
- mantener las direcciones en cuatro estados diferentes (1, 2, 3, 4), dependiendo del estado de uso de las respectivas direcciones,
- -
- transferir todas las direcciones guardadas en un tercer estado, en el cual las direcciones se liberan de ser asignadas a un usuario, al expirar un temporizador, a un cuarto estado, de espera,
- -
- transferir todas las direcciones del cuarto estado de espera, al expirar dicho temporizador la vez siguiente, al primer estado, disponible, en el cual dichas direcciones están disponibles para la asignación a los usua- rios,
- -
- guardar las direcciones ocupadas por los usuarios, en un segundo estado,
- -
- de forma que, para cada respectiva dirección, se puede garantizar un tiempo de retardo mínimo, antes de reutilizar dicha dirección.
\vskip1.000000\baselineskip
19. Un método según la reivindicación 18,
caracterizado porque
comprende los pasos de, cuando un usuario o
cliente solicita una dirección:
\vskip1.000000\baselineskip
- -
- asignar la dirección más baja en el primer estado, disponible, en el que se mantienen las direcciones y para el cual al menos ha transcurrido el tiempo de retardo mínimo garantizado.
\vskip1.000000\baselineskip
20. Un método según la reivindicación 18 o
19,
caracterizado porque
las direcciones son asignadas sustancialmente en
tiempo real.
\vskip1.000000\baselineskip
21. Un método según cualquiera de las
reivindicaciones 18-20,
caracterizado porque
las direcciones son direcciones IPv4 o IPv6 y
porque la red es una red de comunicaciones móviles.
\vskip1.000000\baselineskip
22. Un método según cualquiera de las
reivindicaciones 18-21,
caracterizado porque
se implementa en un nodo de un sistema de
comunicaciones que admite la comunicación de datos en paquetes, por
ejemplo, un GGSN o un CGSN o un servidor, por ejemplo, un servidor
Radius o un servidor DHCP.
\vskip1.000000\baselineskip
23. Un método según cualquiera de las
reivindicaciones 18-22,
caracterizado porque
comprende los pasos de:
- -
- configurar el tiempo de retardo, es decir, el tiempo de expiración del temporizador.
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