ES2319771T3 - Mantenimiento de la accesibilidad de una red movil basandose en identificadores de nombres temporales. - Google Patents

Abstract

Procedimiento para operar una red móvil (Red Móvil) para proporcionar un servicio de accesibilidad para conectar nodos portátiles (PN) de la red móvil (Red Móvil) a al menos una red fija externa (red propia de MR, red propia de PN) a través de al menos un encaminador móvil (MR), caracterizado porque se asignan identificadores de nombres temporales a los nodos portátiles (PN) y se mapean con direcciones accesibles actuales de los nodos portátiles (PN) mediante al menos un servidor de nombres proxy (DNS de PROXY de MR).

Description

Mantenimiento de la accesibilidad de una red móvil basándose en identificadores de nombres temporales.

La invención se refiere a un procedimiento para operar una red móvil según el preámbulo de la reivindicación 1 y a una red móvil que está adaptada para llevar a cabo este procedimiento.

El documento US 2003/095523A1 da a conocer un procedimiento y un aparato para proporcionar movilidad de IP para redes móviles.

El documento WO 02/47415A da a conocer un sistema de comunicación y un procedimiento para establecer una conexión con un elemento de red de servicio.

En el curso del uso acelerado y generalizado de servicios basados en redes en todas las áreas de la vida diaria, la disponibilidad de tales servicios mientras se viaja en vehículos de transporte público se ha vuelto cada vez más importante para los usuarios. Por lo tanto, las empresas de transporte en países industrializados se esfuerzan en proporcionar la base técnica para ello, es decir, desarrollar y establecer soluciones de redes móviles adecuadas para un uso comercial. Recientemente, ha resultado ser un centro de atención principal de estos desarrollos el proporcionar una conexión fiable entre la red móvil y redes fijas externas a los medios de tráfico.

Si una red móvil cambia su punto de unión a una red externa como Internet, deben tomarse medidas específicas para los nodos unidos a la misma. Si no se toma ninguna medida, los nodos dentro de la red móvil perderán conectividad.

Esta situación la describen o bien los nodos móviles que se mueven independientemente en direcciones similares con una velocidad similar o bien un grupo de nodos que se desplazan como una única unidad. Los atributos significativos que constituyen una red móvil de este tipo pueden describirse mediante el comportamiento de movimiento común de los nodos individuales dentro de un sistema de referencia y la adyacencia relativa de los nodos individuales a lo largo de todo el intervalo de tiempo considerado.

Una realización importante es una red de vehículos gestionada, en la que una red está ubicada dentro de un vehículo y proporciona acceso a clientes que se desplazan, por ejemplo en un tren, "gestionada" se refiere en este contexto a la circunstancia de que la infraestructura de red en un vehículo de transporte público de pasajeros pertenece a y la operan organizaciones administrativas que identifican una cadena de valor para ofrecer a sus clientes servicios electrónicos de comunicación, información y entretenimiento.

Una posible topología de red para una red de este tipo con conectividad a una red(es) externa(s) se ilustra en la figura 1. Varios nodos PN1...PN3 portátiles se autentican con una red VN de vehículos. Hay varias razones potenciales de por qué un nodo móvil quiere tener acceso a través de la red de vehículos en lugar de tener una conexión directa con la red en tierra. Un encaminador móvil MR (mobile router), que representa el nodo de pasarela, mantiene conectividad con la tierra a través de una o más redes de acceso de radio. La red móvil puede estar conectada a redes externas a través de más de un MR, aunque en la siguiente descripción sólo se supone un único MR por motivos de simplicidad. Mientras que la red está en movimiento, puede ser que el encaminador móvil MR tenga que restablecer la conexión con un nuevo encaminador de acceso candidato e incluso nuevas redes de acceso candidatas. Algunos de los nodos portátiles pueden establecer comunicación con nodos correspondientes fuera de la red móvil y especialmente quieren mantener una accesibilidad y conectividad continuas con una red propia. Entonces es necesario encaminar adecuadamente una nueva conexión desde un nodo correspondiente a un nodo portátil a la ubicación actual de la red móvil. Posiblemente sea necesaria una actualización de ubicación para un número considerable de nodos móviles, en función del requisito individual de cada nodo portátil para mantener la accesibilidad.

Otra realización posible de una red móvil de este tipo es una red de área personal (PAN), con una serie de nodos portátiles que forman una red ad hoc colaborativa espontánea, en la que algunos de estos nodos pueden actuar como nodos de pasarela a redes externas.

Los mecanismos para restablecer la conexión con redes externas pueden considerarse como que tienen dos fases. La primera fase, que se denomina "conectividad", permite que los nodos dentro de la red móvil accedan a una red externa para iniciar comunicaciones. La segunda fase, que se denomina "accesibilidad", es para permitir que los nodos externos inicien comunicaciones con nodos dentro de la red móvil.

Es un objetivo de la invención proporcionar un procedimiento para solucionar el problema de la accesibilidad de nodos para nodos en redes móviles asignando nombres de anfitrión temporales a los nodos unidos a estas redes móviles.

Por un lado, este objetivo se consigue mediante un procedimiento que comprende las características de la reivindicación 1 y, por otro lado, mediante una red móvil que comprende las características de la reivindicación 13.

Por lo tanto, es una característica básica de la invención incluir modelos, como por ejemplo modelos de direccionamiento basados en NAT (Network Address Translation, traducción de direcciones de red), que no pueden soportarse con enfoques existentes con respecto a la accesibilidad. Esto se realiza de tal modo que, en caso de que la red móvil itinere entre redes que ejecutan diferentes protocolos de conexión en red (tales como IPv4 e IPv6), aún pueda mantenerse la accesibilidad.

De este modo, la invención presentada reduce la ineficacia en la comunicación. En la figura 3 se muestra un posible flujo de mensajes para soportar accesibilidad.

En el caso de una red de acceso estática, se proporciona una opción para soportar accesibilidad mediante el uso de un servicio de nombres. Las entidades de red (nodos y usuarios) tienen nombres para identificarse a sí mismos. La comunicación con estas entidades va precedida entonces de una fase en la que se revela la dirección encaminable asociada con el nombre. DNS es el sistema usado más habitualmente para el mapeo de nombres con direcciones. En este sistema, un nombre que se supone que nunca cambiará o que lo hará rara vez, se mapea con una dirección IP que ocasionalmente puede cambiar.

Como sistema de nombres también puede considerarse SIP (session initiation protocol, protocolo de iniciación de sesión) para permitir el control de llamadas en sesiones multimedia basadas en IP. Mediante el uso de SIP URI se direccionan los participantes en una sesión SIP. Un servidor SIP puede reubicar una solicitud de sesión, si el participante al que se llama redirige las llamadas entrantes a un participante SIP diferente. Esto es similar al concepto de DNS, aunque SIP no resuelve nombres con direcciones para ningún cliente de SIP.

Diferentes procedimientos que podrían considerarse para gestionar la accesibilidad para dispositivos móviles únicos son:

1) actualizar directamente el mapeo nombre-dirección, por ejemplo, la solución de DNS dinámico: cuando cambia la dirección IP de un nodo móvil, el sistema DNS mapea el nombre con la nueva dirección. Aunque el DNS dinámico no se ha propuesto como una solución para las redes móviles, es sencillo extender el concepto a este caso.

2) crear un mapeo entre la dirección que está registrada en el sistema de nombres y la nueva dirección usada por el nodo. El mapeo se lleva a cabo por un agente que intercepta paquetes previstos para el terminal móvil y los encapsula hacia la nueva dirección. En esta situación, el mapeo de nombre con dirección se mantiene sin cambios. En esto se basan las soluciones basadas en IP móvil. Se han propuesto una serie de soluciones basadas en MIP para redes móviles.

Los detalles reales de la solución dependen del procedimiento que se use para direccionar la red móvil y los nodos dentro de esa red. Se usarán las definiciones siguientes:

MR = encaminador móvil, el dispositivo que realmente se mueve por y conecta la red móvil a redes externas.

PN = nodo portátil, un nodo que está conectado a redes externas a través del encaminador móvil. Puede haber muchos PN que pueden conectarse con un MR.

CN = nodo correspondiente, un nodo dentro de Internet que se comunica con el PN.

CoA = dirección de custodia, una dirección asignada por una red visitada a un nodo que entra en la misma.

MIP = IP móvil. Se trata de un procedimiento para garantizar que los nodos portátiles permanecen accesibles, permitiéndoles asociar una CoA con su dirección propia conocida (por ejemplo, registrada en DNS). El MIP básico supone que la red es fija y sólo se mueve el terminal de extremo.

GN = red en tierra, una red en tierra entrega paquetes entre la red móvil y una red de Internet/IP externa. Proporciona conectividad inalámbrica al MR.

NAT = traducción de direcciones de red, un mecanismo para traducir entre direcciones IP, encaminables en redes IP externas, es decir Internet, y una representación privada de direcciones IP, que pueden usarse dentro de un (sub)dominio de red local.

A continuación se explica, para los diferentes modelos de direccionamiento, cómo en ocasiones podrían usarse soluciones de MIP y DNS dinámico para solucionar el problema de la accesibilidad.

Dirección asignada por la red propia de MR

Este es el enfoque que actualmente se busca dentro del IETF NEMO WG (grupo de trabajo de movilidad de redes). El encaminador móvil obtiene una dirección encaminable, su CoA, desde la red en tierra usando mecanismos convencionales. El encaminador móvil está asociado con una red propia, que no es móvil. Dentro de esta red propia es un agente de IP móvil el que garantiza que los mensajes direccionados a rutas a través del encaminador móvil se encapsulan hacia la CoA actual, que globalmente puede encaminarse, del encaminador móvil. Una subred (u otro grupo) de direcciones se asigna a la red móvil mediante la red propia del encaminador móvil. Estas direcciones se asignan entonces a PN que se unen al encaminador móvil. Esto garantiza que los PN pueden iniciar comunicaciones con Internet.

Para obtener una solución MIP que presente accesibilidad, se supone que el PN también tiene habilitado MIP. El PN registra la dirección recibida desde el encaminador móvil en su agente propio. La dirección recibida desde el encaminador móvil nunca cambia mientras que el PN está unido a la misma red móvil, por tanto la accesibilidad del PN no es un problema una vez que se ha llevado a cabo esta actualización de relación inicial con el agente propio.

Usando DNS dinámico puede proporcionarse un enfoque similar para mantener la accesibilidad, en el que el PN actualiza su servidor DNS con la dirección IP recibida desde el MR mientras cambia el punto de unión inalámbrico. Esta solución tiene un encaminamiento más eficaz que la solución basada en MIP, aunque sigue sin ser muy eficaz porque todo el tráfico hacia el PN sigue dirigiéndose a través de, y encapsulándose desde, la red propia de MR.

El inconveniente de las dos soluciones anteriores es que el tráfico se encamina indirectamente hacia la red móvil a través de un túnel entre la red propia del PN o la red propia del encaminador móvil y el propio encaminador móvil. En el primer caso, se requiere un túnel adicional entre el agente propio de PN y el PN, lo que lleva a un túnel doble con una sobrecarga de comunicaciones elevada. Esta configuración se ilustra en la figura 2.

Direcciones asignadas por la red visitada

En esta situación, en vez de obtener una CoA simple desde la red visitada, el encaminador móvil obtiene una subred (o algún otro grupo) de direcciones desde la red visitada. Entonces, el MR asigna estas direcciones a PN. Esto garantiza que los PN pueden iniciar comunicaciones con Internet. A medida que el MR cambia de redes visitadas, por ejemplo la red móvil realiza un traspaso entre dos dominios de red diferentes, deben cambiarse las direcciones IP asignadas al PN.

Para una solución basada en MIP que incluye accesibilidad en esta situación, se supone que PN también tiene habilitado MIP. El PN registra la dirección recibida desde el encaminador móvil en su agente propio. Para una solución de DNS dinámico con respecto a la accesibilidad, el PN actualiza su servidor DNS con la dirección recibida desde el MR mientras se produce el traspaso de la red móvil.

En ambos casos, la desventaja principal de este enfoque, desde el punto de vista de la accesibilidad, es que se generan ráfagas de señalización, entre los PN y los agentes propios de MIP de PN o servidor DNS de PN, cada vez que la red se mueve para actualizar la información de direccionamiento de IP debido al hecho de que cada PN tiene que enviar individualmente notificaciones de actualización de movilidad.

Solución de agente externo de MIP de MR con respecto al direccionamiento

En esta situación, el encaminador móvil permite al PN mantener su dirección propia. El MR contiene entradas por anfitrión para cada PN registrado. El MR actúa como un agente externo de MIP, por tanto indica al PN la dirección de red actual del MR, es decir la CoA que tendría que registrar el PN en el agente propio de PN para conseguir accesibilidad.

Esta solución requiere que el PN tenga una pila de protocolos MIP ejecutándose para interpretar correctamente el concepto de las dos direcciones, concretamente la dirección propia y la CoA.

Las desventajas de este enfoque, desde el punto de vista de la accesibilidad, son las ráfagas de señalización entre los PN y los agentes propios de MIP de PN que se generan cada vez que se mueve la red. Además, la solución es ineficaz debido al uso de un encapsulado y encaminamiento indirectos desde el agente propio.

Direccionamiento basado en NAT

Otro procedimiento para gestionar la movilidad de redes es que el MR tenga habilitada NAT. El MR asigna direcciones privadas a los PN.

La NAT puede ser sin indicación de estado, es decir que la configuración de direccionamiento se basa en mecanismos tales como anuncio de encaminador (router advertisement) y detección de enlace. En este caso, el MR obtiene un conjunto de direcciones desde la red en tierra y proporciona un mapeo 1:1 entre estas direcciones y las direcciones privadas usadas. Este modelo de direccionamiento tiene ventajas sobre la opción anterior en la que las direcciones desde la red visitada se asignan directamente a los PN, porque los eventos de movilidad están ocultos a los PN.

Si la NAT tiene indicación de estado completa, es decir, si hay algún mecanismo como DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol, protocolo de configuración dinámica de anfitrión), el MR obtiene sólo una dirección (su CoA) de la red en tierra, y gestiona la traducción de direcciones necesaria. Este enfoque es útil puesto que actualmente las redes en tierra sólo asignan direcciones únicas a nodos.

Este modelo de direccionamiento es tal vez el más importante puesto que sería posible su implementación con la tecnología existente. A diferencia que las demás opciones, el PN ignora los detalles de la red en tierra, así por ejemplo un terminal IPv4 no sabrá que la red en tierra que soporta movilidad es realmente IPv6. Probablemente esto será una cuestión importante puesto que los dispositivos actuales son todos IPv4, pero probablemente las redes móviles futuras serán de las primeras redes en operar usando IPv6.

Ni las soluciones basadas en MIP ni en DNS dinámico para la accesibilidad funcionan en esta situación, puesto que los PN no saben su dirección correcta encaminable y por tanto no pueden actualizar correctamente ninguno de los sistemas. El registro de la dirección IP privada, asignada, en un agente propio MIP o DNS evitaría el mantenimiento de la accesibilidad. Puede ser posible concebir soluciones para superar estos problemas, basándose en pasarelas en la capa de aplicación (ALQ), que proporcionan función de traducción para información relacionada con dirección en la capa de aplicación. Sin embargo, cualquier solución de este tipo estará llena de problemas de seguridad. Parte de una solución la proporciona RFC2694, extensiones de DNS para NAT. En esta situación, la dirección privada del PN se registra en una función de servidor de nombres que está ubicado en la red privada. Cuando la red privada recibe una solicitud DNS, una pasarela a nivel de aplicación especial (DNS-ALG) para manipular mensajes DNS intercepta la respuesta DNS (que contiene la dirección privada). Esta ALG (pasarela a nivel de aplicación) solicita que la función NAT establezca una relación temporal entre la dirección de anfitrión privada solicitada y una dirección pública. La ALG puede sustituir entonces la dirección privada por la dirección pública devuelta. Se mantiene el estado temporal para el mapeo de direcciones, dando al CN algo de tiempo para establecer una conexión con el PN después de que se haya respondido a la solicitud de resolución de nombre. Si no se establece ninguna conexión, el estado finalizará y la dirección pública se devuelve al grupo de direcciones NAT para su uso futuro.

La invención especifica un sistema que mejora los servicios de nombres con el uso de nombres temporales con el fin de mantener la accesibilidad de manera eficaz para nodos portátiles que se unen a redes móviles. Los detalles de la solución dependen de los esquemas anteriores de asignación de dirección in situ, lo que también es válido para enfoques del estado de la técnica, concretamente las soluciones de DNS dinámico y MIP descritas anteriormente. Sin embargo, esta solución también es aplicable para algunas soluciones de direccionamiento NAT en las que no se aplican las soluciones MIP y DNS.

La invención incluye una sugerencia para asignar nombres temporales y soporte de accesibilidad para nodos portátiles unidos a redes móviles para las siguientes situaciones de direccionamiento:

- Dirección asignada por la red propia de MR

- Dirección asignada por la red visitada

- NAT (traducción de direcciones de red) sin indicación de estado configurada estáticamente

- NAT sin indicación de estado configurada dinámicamente

- NAT con indicación de estado completa

Aspectos y realizaciones adicionales de la invención se describen a continuación, para varios escenarios de aplicación, y con referencia a las figuras.

La figura 1 muestra un diagrama esquemático de una configuración de red móvil de la técnica anterior,

la figura 2 muestra una configuración de red móvil en la que el tráfico se encamina indirectamente,

la figura 3 muestra un flujo de mensajes a modo de ejemplo para soporte de accesibilidad según un primer aspecto de la invención,

la figura 4 muestra un flujo de mensajes a modo de ejemplo para soporte de accesibilidad según un segundo aspecto de la invención,

la figura 5 muestra un flujo de mensajes a modo de ejemplo para soporte de accesibilidad según un tercer aspecto de la invención,

la figura 6 muestra un flujo de mensajes a modo de ejemplo para soporte de accesibilidad según un cuarto aspecto de la invención,

la figura 7 muestra un flujo de mensajes a modo de ejemplo para soporte de accesibilidad según un quinto aspecto de la invención.

Todas las situaciones tienen en común el hecho de que el PN puede obtener un nombre temporal para su uso mientras está unido a la red móvil. Esto podría concebirse fácilmente como parte de un proceso de autorización y autenticación de usuario que se ejecuta habitualmente, en el que un usuario intenta conectarse a una red de acceso pública. En la situación específica, descrita por la invención, el nodo portátil se une físicamente a la red móvil y puede solicitar soporte para accesibilidad con redes externas. A continuación, independientemente del modo de direccionamiento real usado, el PN recibe una dirección IP desde el MR, por ejemplo a través de configuración dinámica con DHCP. Como parte de una nueva opción DHCP, también recibe un identificador de nombre temporal, adecuado para su uso (por ejemplo como una identidad "CNAME" DNS para un servicio de nombre basado en DNS). En este ejemplo usa el procedimiento DNS UPDATE para mapear su nombre convencional con el nuevo CNAME en su servidor DNS propio. A continuación, el encaminador móvil necesita actualizar un servidor DNS proxy, que está ubicado en un dominio de servicio dentro de la infraestructura de red fija, con el nuevo registro de dirección de nombre. Además, el encaminador móvil necesita gestionar las configuraciones nombre temporal con dirección para todos los nodos portátiles registrados. Los detalles precisos de esto dependerán del modelo de direccionamiento usado para soportar la red móvil. El DNS se usa como ejemplo de servidor de nombres principal simplemente porque es el sistema de resolución de nombres utilizado más habitualmente en Internet. Sin embargo, también enfatiza algunos problemas técnicos que suponen un desafío en el caso de NAT con indicación de estado completa, porque soporta una serie de procedimientos para resolver nombres.

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Dirección asignada por la red propia de MR

En este caso el encaminador móvil asigna a un PN una dirección obtenida desde la red propia de MR. Para usar este nombre para la accesibilidad, es necesario que se produzcan dos eventos:

- el MR registra el mapeo de nombre temporal con dirección del PN en uno o más servidores de nombres proxy

- el PN garantiza que su servidor de nombres en el dominio de red propia puede encontrar el servidor proxy, bien sea registrando explícitamente la dirección del servidor de nombres proxy en su servidor de nombres, o bien, en un sistema tal como DNS, mapeando su nuevo nombre temporal con su nombre conocido.

El proceso se ilustra en la figura 3.

A continuación, un CN puede ponerse en contacto con el PN usando el nombre permanente del PN y el proceso normal de resolución de nombre con dirección. Cuando se mueve la red, sólo tiene que actualizarse el mapeo entre el MR y su agente propio, es decir no tienen que enviarse mensajes a servidores de nombres proxy para este evento. Sin embargo, este enfoque todavía se ve afectado por ineficacias de encapsulado.

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Dirección asignada por la red visitada

En este caso el PN obtiene una dirección topológicamente correcta desde la red en tierra (GN). La GN puede asignar un conjunto de direcciones al encaminador móvil (MR), y puede asignarse una dirección de entre este conjunto a un PN. (Alternativamente la GN puede asignar una dirección individual directamente al PN, el MR sólo transmite el mensaje correspondiente al PN).

Un flujo de mensajes a modo de ejemplo para soporte de accesibilidad se ilustra en la figura 4.

Al igual que antes, el PN obtiene su configuración IP y un nombre temporal. Para usar este nombre para la accesibilidad, es necesario que se produzcan dos eventos:

-

el MR registra el mapeo de nombre temporal con dirección del PN en uno o más servidores de nombres proxy

-

el PN garantiza que el servidor de nombres en el dominio de red propia pueda encontrar el servidor proxy, bien sea registrando explícitamente la dirección del servidor de nombres proxy en su servidor de nombres en el dominio de red propia, o bien, en un sistema tal como DNS, mapeando su nuevo nombre temporal con su nombre conocido.

-

A continuación, un CN puede ponerse en contacto con el PN usando el nombre permanente del PN y el proceso normal de resolución de nombre con dirección.

Las ventajas específicas pueden observarse cuando se mueve la red, puesto que no todos y cada uno de los PN tienen que señalizar su servidor de nombres. En su lugar, se envía un único mensaje directamente por el MR al (a los) servidor(es) de nombres proxy. En caso de que estén usándose varios servidores de nombres proxy, el MR tiene que mantener una relación entre los PN y los servidores de nombres proxy asociados.

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Soporte de accesibilidad cuando se gestionan direcciones usando NAT sin indicación de estado

El proceso se ilustra en la figura 5. En este modelo de direccionamiento, el encaminador móvil obtiene una subred de direcciones encaminables desde la red visitada. Asocia un nodo con una dirección de este grupo de subred pero realmente asigna al nodo una dirección privada. Este enfoque minimiza la magnitud de reconfiguración que tiene que realizar el nodo portátil cada vez que la red móvil se ve afectada por un cambio de dirección.

La traducción de direcciones de red (NAT) es necesaria en el encaminador móvil para todos los datagramas IP que pasan el borde de red de la red móvil. El soporte de accesibilidad funciona de la misma manera que se describió anteriormente, actualizando el PN su servidor de nombres en el dominio de red propia y actualizando el MR uno o más servidores de nombres proxy. Este enfoque minimiza la sobrecarga de señalización en la conexión inalámbrica entre el encaminador móvil y las redes fijas reduciendo las ráfagas de señalización provocadas por un evento de movilidad. También minimiza la sobrecarga de señalización reduciendo el número de consultas DNS transmitidas a través de la interfaz inalámbrica. Este enfoque también garantiza la accesibilidad, a pesar del hecho de que el nodo portátil ignore su verdadera dirección IP.

Soporte de accesibilidad para direcciones asignadas mediante NAT con indicación de estado completa

En este modelo de direccionamiento, el encaminador móvil obtiene sólo uno o unas pocas (un conjunto limitado de) direcciones públicas desde la red fija. A continuación, el MR asigna una dirección de entre un conjunto de direcciones privadas a cada nodo portátil. A continuación se usa la NAT para garantizar que se consigue la conectividad. Esta NAT puede incluir números de puerto TCP/UDP específicos con una dirección privada específica o, si se ha obtenido un conjunto limitado de direcciones públicas, puede usarse un mapeo uno a uno dinámico (según se requiera) entre direcciones públicas y privadas. Esto proporciona la conectividad gestionada por NAT que habilita el PN para que actualice su servidor de nombres con su identificador de nombre temporal al igual que antes.

Sin embargo, el MR ya no puede actualizar el(los) servidor(es) de nombres proxy de MR con un mapeo de nombre temporal con dirección encaminable para el PN puesto que no existe un mapeo simple de este tipo. Por ejemplo, a un PN sólo se le asigna una dirección IP privada, cuando se une a la red móvil, puesto que sólo quiere usar servicios locales. Sin embargo un CN puede querer establecer una conexión con su PN, es decir es necesario resolver el nombre del PN con una dirección IP pública, que todavía no se ha asignado. En el caso de un sistema DNS y NAT basado en una dirección pública única, el sistema DNS no puede devolver un número de puerto UDP o TCP a un CN de modo que el MR nunca podrá identificar para qué PN está prevista una comunicación entrante. Cuando la dirección encaminable se establece dinámicamente bajo demanda, el(los) servidor(es) de nombres proxy, no puede(n) saber qué asociación dinámica realizar (puesto que el MR puede estar usando varias direcciones con fines de salida, de conectividad). Las soluciones a estas situaciones requieren un tratamiento incluso más novedoso en la estructura de los servidores de nombres proxy.

La aplicación directa de una solución basada en relación temporal (tal como se describe en RFC2964 también para el escenario de red móvil tampoco resultaría porque la suposición es que el servidor de nombres está dentro de la red privada, de modo que la ALG puede interceptar los mensajes desde el servidor antes de abandonar la red privada. Sin embargo, en el caso de la red móvil, esto significaría que el servidor de nombres tiene una dirección IP cambiante, al igual que su red móvil, y por tanto no puede formar parte del sistema de nombres.

Una solución de este problema se ilustra en la figura 6. Esta figura muestra un escenario que requiere que una parte del servidor de nombres proxy (su entrada) se mantenga estática dentro de la red fija, mientras que la mayor parte de la funcionalidad del servidor de nombres se mantiene dentro de la red móvil. La entrada del servidor proxy recibe solicitudes de resolución de nombres desde nodos externos y devuelve respuestas adecuadas. La propia resolución de nombres se procesa dentro de la red móvil.

La segunda situación se producía cuando sólo una dirección IP encaminable se asocia con un número potencialmente elevado de nodos portátiles. Para proporcionar conectividad entre el PN y redes externas, por ejemplo Internet, el encaminador móvil proporciona entonces funcionalidad NAT. En este caso es posible el mapeo de una dirección pública con muchas direcciones privadas incluyendo información adicional tal como un número de puerto TCP o UDP en el proceso de traducción. Sin embargo, tal información de puerto no es una parte habitual del sistema de nombres de Internet más significativo, DNS. Este problema es más complejo que el caso anterior, puesto que el sistema DNS sólo puede devolver la misma dirección única para cada consulta de CN, de modo que se requiere un mecanismo diferente para habilitar la NAT de MR para que mapee conexiones entrantes con PN.

Puesto que el sistema DNS permite consultas DNS recursivas, en el caso general no puede solucionarse este problema, sino sólo cuando se realizan no recursivas. Para estos tipos de consultas, el solicitante de resolución de nombre original, es decir, el CN puede identificarse en el servidor de nombres que finalmente trata la solicitud. La solución descrita en este caso se basa en la suposición de que la funcionalidad DNS se divide entre una entrada dentro de la red fija y un elemento de procesamiento en asociación estrecha con la NAT y el MR.

Un flujo de mensajes a modo de ejemplo para consultas DNS no recursivas se ilustra en la figura 7. En este caso, el DNS que gestiona la pasarela a nivel de aplicación (sistema DNS_ALG) recuerda la dirección IP del CN que realizó la consulta DNS y el nombre de PN solicitado. A continuación se consulta esta información de relación cuando entra una solicitud de conexión por parte del CN en el MR, para habilitar la NAT para que identifique el PN similar. La dirección privada puede derivarse a partir del nombre temporal dado al PN. De nuevo, esta solución requiere dos componentes de servidor de nombres: un servidor de nombres proxy ubicado en la red fija y un servidor de nombres local ubicado conjuntamente con el dispositivo de NAT, más específicamente un traductor de puertos de dirección de red porque incluye información de puerto TCP / UDP para mapear entre una dirección IP pública y muchas privadas.

La invención soporta accesibilidad de nodos portátiles en redes móviles por un intervalo más amplio de modelos de direccionamiento que las soluciones actuales. Puede usarse como una sustitución de IP móvil (MIP) o DNS dinámico, y es adecuada para la accesibilidad para una solución de direccionamiento diferente, incluyendo direccionamiento basado en NAT. Información de relación adicional en el traductor de direcciones de red permite resolver claramente solicitudes de relación complejas.

Cuando se usa con traducción de direcciones de red, la solución lleva a un uso de red más eficaz. Se consigue el encaminamiento directo al nodo portátil y se evitan IP en túneles IP.

Cuando se usa con traducción de direcciones de red, algunas formas de direccionamiento correcto topológico y asignación de dirección de red propia de MR, la solución evita ráfagas de señalización desde los PN a agentes de accesibilidad en el dominio de red propia sobre el enlace de red visitada-encaminador móvil. Puesto que normalmente esto es un cuello de botella para un enlace inalámbrico, esta reducción de señalización es muy importante.

No es necesario que un nodo portátil soporte software de MIP adicional y tenga un agente propio de MIP. El nodo portátil sabe, por definición, que es portátil, es decir puede conectarse a una red fuera del dominio de red propia y obtener una dirección temporal y potencialmente un nombre temporal. No necesita saber que es móvil, o parte de una red móvil, aunque se supone que se requiere algún medio para mantener la conectividad durante una sesión existente, podrían suponerse protocolos de gestión de sesión tales como SIP, o protocolos de transporte conocedores de movilidad tales como DCCP.

La solución es independiente de la versión IP, pueden soportarse nodos portátiles con pila de protocolos IPv4 o IPv6 con servicio de accesibilidad basado en nombres temporales.

El registro de nombres en grupo llevado a cabo por un encaminador móvil para varios nodos portátiles unidos a la red móvil puede reducir significativamente la cantidad de información de registro que ha de enviarse sobre un enlace de radio. Sin embargo, el registro de nombres en grupo sólo es posible en escenarios en los que un grupo de nodos portátiles registra nombres temporales más o menos simultáneamente en el mismo dominio de red propia.

La invención no está limitada a los aspectos y realizaciones específicos descritos anteriormente, sino que también puede llevarse a cabo con numerosas modificaciones y combinaciones de los mismos.

Claims (14)

1. Procedimiento para operar una red móvil (Red Móvil) para proporcionar un servicio de accesibilidad para conectar nodos portátiles (PN) de la red móvil (Red Móvil) a al menos una red fija externa (red propia de MR, red propia de PN) a través de al menos un encaminador móvil (MR), caracterizado porque se asignan identificadores de nombres temporales a los nodos portátiles (PN) y se mapean con direcciones accesibles actuales de los nodos portátiles (PN) mediante al menos un servidor de nombres proxy (DNS de PROXY de MR).

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la asignación de los identificadores de nombres temporales forma parte de una autenticación de los nodos portátiles (PN) al entrar en la red móvil (Red Móvil).

3. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la asignación de los identificadores de nombres temporales se lleva a cabo en cualquier momento después de finalizar una autenticación, en respuesta a solicitudes de nombre dedicadas.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por un registro de grupo de una pluralidad de identificadores de nombres temporales para varios nodos portátiles (PN) unidos a una red móvil (Red Móvil) mediante el encaminador móvil (MR).

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el encaminador móvil (MR) actualiza el servidor o servidores de nombres proxy (DNS de PROXY de MR) con información de dirección reciente de los nodos portátiles (PN) en respuesta a cualquier cambio de dirección, para garantizar que en el servidor o servidores de nombres proxy (DNS de PROXY de MR) hay disponible información suficiente para resolver solicitudes de nombre, como un mensaje de actualización de movilidad y registro.

6. Procedimiento según la reivindicación 5, caracterizado porque el encaminador móvil (MR) proporciona al servidor o servidores de nombres proxy (DNS de PROXY de MR) una dirección para reenviar una solicitud de resolución de nombre a un servidor de nombres local en caso de que el servidor de nombres proxy (DNS de PROXY de MR) no pueda resolver una solicitud de nombre por sí mismo.

7. Procedimiento según la reivindicación 5 ó 6, caracterizado porque varios encaminadores móviles (MR) en una red móvil (Red Móvil) envían, actuando conjuntamente, mensajes de actualización de movilidad y registro a un servidor de nombres proxy (DNS de PROXY de MR).

8. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el servicio de accesibilidad basado en identificadores de nombres temporales soporta un esquema de traducción de direcciones directo en el que cada dirección privada de un nodo portátil se corresponde con una dirección pública, o agregación de direcciones, en el que una dirección pública se mapea con una pluralidad de direcciones privadas.

9. Procedimiento según la reivindicación 8, caracterizado porque en el esquema de traducción de direcciones que comprende agregación de direcciones se reenvía una solicitud de resolución de nombre desde el servidor proxy de nombres a un servidor de nombres local de la red móvil (Red Móvil) que está asociado con el nombre de dominio del nombre temporal registrado del nodo portátil.

10. Procedimiento según la reivindicación 9, caracterizado porque el servidor de nombres local de la red móvil (Red Móvil) identifica si una solicitud de resolución de nombre es recursiva o no recursiva y responde a una solicitud recursiva enviando un mensaje de error.

11. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se soporta un modelo dinámico de traducción de direcciones, en el que un nodo portátil obtiene una dirección pública basándose en una solicitud de resolución de nombre de un nodo correspondiente que está ubicado fuera de la red móvil (Red Móvil), que incluye reenviar una solicitud de resolución de nombre desde el servidor proxy de nombres a un servidor de nombres local de la red móvil (Red Móvil) que está asociado con el nombre de dominio del nombre temporal registrado del nodo portátil.

12. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se asigna el nombre temporal al nodo portátil usando una nueva opción de protocolo de configuración dinámica de anfitrión.

13. Red móvil (Red Móvil) adaptada para llevar a cabo el procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque comprende:

una pluralidad de nodos portátiles (PN),

al menos un encaminador móvil (MR) para proporcionar acceso a al menos una red externa para los nodos portátiles (PN) y un servidor de nombres proxy (DNS de PROXY de MR) para mapear los identificadores de nombres temporales con direcciones accesibles actuales de los nodos portátiles (PN).

14. Red móvil (Red Móvil) según la reivindicación 13, caracterizada por al menos un servidor de nombres local de la red móvil (Red Móvil) que está asociado con el nombre de dominio del nombre temporal registrado del nodo portátil.