Brevet FR2865878A1 — publié le 20050805

Attributiion automatique de numéro de réseau pour un équipement de coMmunication au sein d'un réseau IPv6 La presen invention est relative aux xréseaux de communication de 5 type internet, et plus précisément ceux basés sur la pile protocolaire 1Pv6 (1 fernet Pratocol version 6). Elle concerne plus particulièrement la configuration automatique d'un tel réseau. Un reseau de ce type est constitué d'un 'ensemble d'équipements, 10 généralement appelés routeurs. , dont le rôle est d'acheminer un trafic de données entre un érnetteur'et Un.destinataire. Chaque équipement de réseau disposé d'une ou plusieurs interfaces et chacune de ces interfaces lui permet de communiquer avec un ou plusieurs autres équipements de réseau. Sur la figure 1 annexée, l'équipement R, dispose de deux interfaces IA, et 1A2. L'interface IA2 lui permet de communiquer avec un unique équipement R0, via son interface I L'interface 1 lui permet de communiquer avec deux équipements connectés au même lien, R via leurs interfaces respectives l et Ic. Dans la réalité, un équipement ou routeur dispose de 2 ou 3 interfaces au minimum. Il doit donc aiguiller chaque paquet de donnees entrant dap'uis l'une de ses interfaces, vers l'un ou l'autre de ses autres interfaces. Ce choix n'est pas trivial. Ce mécanisme de choix est appelé routage . Afin de pouvoir acheminer correctement le trafic d'un point à un autre, chaque équipement de réseau a à sa disposition une table dite de routage qui met en correspondance un ensemble d'adresses et une interface de sortie. ainsi, un équipement recevant un paquet de données ayant pour destination tel adresse, sera en mesure de déterminer vers laquelle de ses interfaces il lui faut l'env.0j'er. Avant qu'un réseau de communication puisse acheminer- ainsi un 30 trafic de données, il est donc necessaire e passer par une étape de 1 osq?s^syci Pp 05328\ PREMDEP\FIT\proietbr.doc 2865878 2' configuration du réseau, durant laquelle notaMrrient des adresses t être attribuées à chacune des interfaces de chacun des équipements de ce réseau, puis construire les tables de routage. Les specifications d'un réseau IPv6 sont précisées dans le RFC 2460 de I'IETF (lnlernet Engineering Task Force). Le document 1P Version 6 Addressing Architecture draft-ietf-ipv6-oddr-arch-v4-00.txt) précise plus particulièrement la façon dont les adresses de ces interfaces doivent être constituées. Plusieurs types d'adresses existent mais nous hous intéresserons aux adresses global unicast , c'est-à-dire celles permettent d'identifier de façon unique une interface d'un équipement de communication, au sein d'un réseau. Dans le cas du réseau 'dit internet reliant une pluralité de sous-réseau à travers le monde, cette unicité doit être recherchée au niveau moridigi, Ces.adresses. global.unicast seront Par la suite. simplement ap"pèlées adresses globales pour davantage de clarté dans le texte. Une adresse de ce type est principalement composée de deux parties première partie (typicpeffient sûr 64 bits), et seconde une partie une (typiquement sur 64 bits; l'adresse globale étant alors sur 128 bits au total . La seconde partie est constituée à partir d'un identifiant unique de l'interface. 'La façon dont cette partie est constituée est précisée dans le paragraphe 2.5.1 du document Versian 6 Addressing Architecture . Elle peut être constituée à partir d'un identifiant universél, ar exemple du type défini par la norme 1E5E MAC pour Media Àccess Controt ) ou IEEE EUI-64 (pour Extended Universel Identifier). Cette seconde partie peut être facilement déterminée par chaque équipement de réseau de façon autonome et automatique. Il n'existe toutefois pas de procédé automatique permettant à un équipement de réseau de déterminer,la première partie, généralement 30 appelée numéro de réseau . i as 3 2iiisY-cil ria F:\salie\Flos32s^PREmBEP^FI'r\proieibr.doc 2865878 3 Actuellement, dans lés réseaux de type 1Pv6, cette partie est déterminée de façon manuelle par un opérateur en charge de la configuration du réseau. Celui-ci se connecte sûr chaque équipement de réseau afin de lui attribuer une adresse globale pour chaque interface, idéalement selon un plan d'adressage optimise Un tel plan d'adressage peut être conforme la méthodologie décrite dans le RFC 3177 intitulé IAB/IESG Récdrnffiehdations IPv6 Address Allocations fo Sites . Cette allocation manuelle des adresses globales présente de nombreux inconvénients Notamment, elle nécessite un temps important et l'occupation d'une équipe de techniciens spécialisés, Elle ne permet pas non plus facilement une reconfiguration de la topologie du réseau ou l'txiout d'un nouvel équipeméht dans un réseau pré-existant. Surtout, elle est susceptible d'engendrer des erreurs car les techniciens aussi compétents soient-ils, sont sujets aux erreurs h moines Ces erreurs s'ont d'autant plus nombreuses que le réSeaë est important, et donc difficiles à détecter puis à corriger. Un besoin d'automatiser la configuration des réseaux de communication, et notamment l'attribution des adresses globales des interfaces est apparu. Une première étape vers cette automatisation a été divulguée par les docurnehts Automafic Préfix Delegation Prot000l for Internet Protocol version 6 (lPv6) de B. Haberrnan et J Martin (draft-haberman-ipngwgauto-prefix-02.txt) publié en février 2002, et Hierarchicai Prefix Delegation Protocol for Intemet Protocol Version 6 (iPv6) de Byung-Yeob Kim, Kyeong'-Jin Lee, Jung- Soo Park et Hyoung-Jun Kim (draft-bykim-ipv6-hpd-00.txt) publié en octobre 2003. Ces deux documents sont des drafts IETF, disponibles sur le site web de l'IETF (Internet Engineering Task Force) sous les noms de fichiers indiqués entre parenthèses ci-avant. De ces documents, il est connu d'attribuer à un équipement de réseau 30 un préfixe d'adresse de façon automatique à partir d'un préfixe d'adresse F:\ Salle\ F1053 28\ PREMDEP\FI'T\ projptbr.cipc 2865878 4 fourni par un autre equipernent de réseau. Ce dernier est appelé délégateur d'adresses et le mécanisme est lui-même appelé délégation d'adresse . Un tel mécanisme est toutefois insuffisant puisqu'il ne s'agit que de l'attribution d'un préfixe d'adresse de l'équipement de réseau. Il n'est nullement question dans ces deux documents d'attribuer des adresses globales aux interfaces de ces 'écluibementsde réseau- or, une telle attribution est nécessaire pour parvenir à une automatisation complète de la configuration du reseau, et l'attribution des adressés globales d'interface présente des difficultés laissées sous silence dans ces documents. Le problème technique lui se pose est donc d'attribuer une adresse lobule unique à chacune des interfaces de chacun des équ pernents d'un réseau de communication de type IPvb.. %Ur Ce faire, l'invention paur objet un équipement de communication pour un réseau de communication internet, notamment 11'v& comportant un ensemble drInterfaces, chacune de celles-ci étant connectées à un ou plusieurs' autres equlpements de communication, L'équipement (ou routeur) dispose de moyens pour recevoir un préfixe d'adresse depuis un' premier autre equipement de communication sur une première interface L'équipement de communication selon l'invention se caractérise en ce qu'il dispose en outre d'un moyen d'attribution pour attribuer à chacune de ces interfaces, urié adresse globale déterminée à partir notamment du préfixe d'adresse. Selon une mise en ceuvre de l'invention, le moyen d'attribution détermine l'adresse globale d'une 'de ces interfaces en concatenant un numéro de réseau et un identificateur d'interface, le numéro de réseau contenant le préfixe d'adresse et formant un sous-espcice d'adressage de celui formé par le préfixe d'adresse. Selon un mode de réalisation préférentiel, le moyen d'attribution peut 30 de surcroît attribuer à la première interface, le même numéro de réseau que 2 É . 105328/SYC/l F: \Salle\ F Q5328\ PREMIDf P\ FIT\rgojetbr.doc 2865878 5 celui attribué par ce premier équipement de communication à l'interface connectée à la première interface. Selon une mise en oeuvre de l'invention, un et un, seul numéro de réseau est attribué par lien. Un e'quipernent de réseau, selon l'invention est donc capable de configurer ses interfaces avec une adresse globale unique, c'est-à-dire unique pour l'ensemble du réseau de communication. Cette configuration est automatique pour chaque équipement de réseau et le réseau peut donc se configurer entièrement automatiquement de façon récursive, à partir d'un fixe initial qui peut lui être attribue de façon automatique ou non. L'invention et d'autres de ses aVantdge-s apparaîtront de façeh plus 15 claire dans la description qui va suivre en liaison avec les figures annexées, donc un petit descriptif suit La figure 1, déjà commenté, schématise un réseau de communication formé de 4 équipements. La figure 2 illustre e format d'une adresse globale d'interface selon 20 l'invention. La figure 3 schématise un réseau de communication, et le déroulement du procédé décrit sur ce réseau. Selon l'invention, une adresse globale d'interface est composée de 4 parties, ainsi qu'illustré par la figure 2. Selon une mise en oeuvre de l'invention utilisant le protocole 11''v6, la taille totale de cette adresse globale est de 128 bits. La partie la plus à droite U est formée à partir d'un identifiant universel ainsi qu'il est connu de l'état de la technique et ainsi qu'il a été 105328/SYCJIPD 05328\ PREMDEP\ FIT\ KojetbrAoc 2865878 6 explique précédemment. Selon mise en oeuvre IPy6, la taille de ce champ U est de 64 bits. La partie la plus a gauche est un préfixe P qui est fournie par un outre équipement du réseau de communication. Comme nous le verrons ultérieurement, la taille de ce préfixe est variable et dépend de la position de l'équipement dans la topologie du reseau de communication lors du processus de délégation d'adresses. La partie référencée N est un numéro, permettant la dérivation de la reSselirée'unique P en plusieurs réSsoùrcée de plus petite taille. La partie suivante, référencée Z, peut être consii-ïuèe par exemple, que de t Généralement, après -son déma'rrage s'il ne possède pas de préfixe global un équipement e ré-seau transmet une requête sur l'ensemble de ses interfaces afin d'obtenir un préfixe d'adresse Tant qu'il ne reçoit pas ce préfixe, il attend car il ne peut pas détermîner les adresses globales de ses interfaces. Dès qu'il a reçu un préfixe, peut reprendre le procédé d'attribution des adresses globales d'interfaces S'il reçoit plusieurs préfixes de la part de' plusieurs autres équipements connecte'S via ses interfaces, un arbitrage peut être effectué. Il peut par exemple être choisi de prendre le premier préfixe obtenu, et considérer ['équipement duquel il provient comme délégateur pour lui suite du processus. Une fois ce préfixe obtenu l'équipement de réseau peut déterminer une adresse globale pour l'ensemble de ses interfaces, hormis selon une mise en oeuvre préférentielle de l'invention celle du délégateur , c'est-à-dire celle connecté à l'équipement de réseau qui lui a fourni le préfixe. Nous verrons ultérieurement que cette interface peut être judicieusement configuree i 053 28/SYC/i P SdIre\ PREMDEP\FIT\P rOWibr. doc avec la valeur du préfixe reçu, ce qui garanti de bonnes propriétés d'agrégation des routes dans les équipements en amont du délégateur. Ces adresses globales sont déterminées selon le schéma ci-dessus, c'est-âdire en utilisant le préfixe reçu pour construire le champ P, et l'identifiant universel pour construire le champ U. Selon un mode de réalisation de l'invention, l'équipement ne détermine pas l'adresse globale de l'interface par laquelle le préfixe lui a été transmis. L'équipement détermine ensuite un ensemble de sous-préfixes SP définissant autant d'espace d'adressage plus limité que celui définit par le préfixe P. Ces sous-préfixes SP contiennent donc le préfixe P, et lui concatènent par la droite un certain nombre de bits (partie N), Ces sous- préfixes SP, et les espaces d'adressages as'sociés, peuvent 15 être utilisés par l'équipement pour son usage propre ou bien pour être délégués à d'autres équipements de communication. II peut y avoir différentes façons pour déterminer ces sous-préfixes S à partir des préfixes P. Le tableau ci-dessous donne la liste des souspréfixes SP qui peuvent être formées à partir d'un préfixe P. Dans cet exemple, il a été choisi de concaténer 3 bits supplémentaires à gauche du préfixé pour former les sous-préfixes. Ces sous-préfixes sont donc au nombre de 8 puisque 23 = 8. La première colonne donne les sous-préfixes en base hexadécimale, la seconde colonne donne les mêmes valeurs en binaire P-0000 P-0000 0000 0000 0000 P-2000. P-0010 0000 0000 0000 P-4000 P-0100 0000 0000 0000 P- 6000 P-01 10 0000 0000 0000 P-8000 P4000 0000 0000 00.00. P-A000 P-101'0 0000 0000 0000 105328/Sl'C/IPD F:\Salle\F 105328\PREMDEP\FIT\projetbr.doc 2865878 8 P- 0000 P21100 0000 0000 0000 P-Eë00 P-T Tl 0 '0000 0000 0000 Dans cet exemple, il a été choisi que chaque sous-préfixe aurait là même taille (taille du prefixe P + 3bits) formant autant de sous-espaces d'adressage égaux. D'autres mises en oeuvre sont bien évidemment possibles. Pour ce qui est de la distribution des sous préfixes, là encore, plusieurs mises en oeuvre sont possibles. Il peut s'agir par eXeMple du procédé de délégation précédemment décrit et plus amplement spécifié dans les documents cites ci-dessus. Dans cette àituafion l'équipement en question agit comme un délégateur de préfiXe vis-à,-vis des autres équipements connectés à 1 0 ses interfaces. Selon un mode particulier de réalisation de l'invention, on peut optimiser l'utilisation de la capacité d'adressage des adresses globales, en choisissant la longueur à ajouter au préfixe reçu en fonction du nombre d'équipe-lents connectés. Ainsi, si un équipement possède n équipements connectés à lui, alors il faut log2(n) bits pour représenter ce -hombre d'équipement, où log2 représente le logarithrne en base binaire. Cet espace d'adressage lié à ce nombre n peut Permettre de numeroter les equlpernents voisins, c'est-a- 20, dire ceux qui sont connectés directement à ses interfaces. Si, par exemple, l'équipementpossède 3 équipements voisins, alors il peut les numéroter sur 2 bits (Iog2(3)=2) et ils pourront prendre comme numéro identificateur 1, 2 et 3, soit en binaire 01 , 10 et II respectivernen Sachant qu'un équipement voisin est accessible à travers une interface 25 de l'équipement en question une mise en oeuvre de (Invention propose de numéroter une interface donnée en fonction du préfixe attribué a celle-ci à partir par cet équipement voisin. Par exemple, sur la figure 1, l'équipement RA 105328/SYC/IPD F;\Salle\F105328\PREMDEMIT\projetbr.doc 2865878 9 attribué le même numéro à son interface liA? le préfixe qui a été attribué à l'équipement RD. Pour ce qui est de l'interface lm, un arbitrage peut être effectué entre les numéros attribués c équipements Rs et Rc, Puisque ceux-ci sont 5 connectés a cette même interface 1 à ce qui est requis par le protocole IPv6, La propriété supplémentaire qui consiste à en déterminer au plus une est très intéressante puisqu'elle perMet d'économiser les ressources d'adressage. En effet, un même numéro de réSeaU est ainsi utilisé pour interfaces, ce qui permet l'économie de deux numéros de réseau qui pourront ainsi être ut i 'ses pour d au re$ usag s. Ainsi, sur la figure 1, les numéros de réseau (i.e. les 64 bits de poids. fort des adresses globales) des "interfaces 1 1 et 1 sont les même La figure 3 illustre le déroulement du procédé selon l'invention sur un 20 réseau de petite taille. L'équipement R a acquis un préfixe initial valant" 2001:db8:1:0000::0/48. La signification de ce format est explicitée dans les documents précédemment cités sur les formats d'adresses dans le protocole IPv6. Il est toutefois important de noter ici que /48 indique la longueur en bits de ce préfixe et que celui-ci est sur 64 bits au Maximum. Par la suite, pour les adresses globales d'interface nous ne mentionnerons pas la partie U de l'identifiant universel. Ce préfixe initial est utilisé par l'équipement R pour déterminer les sous pretixes qu'il va transmettre à ses équipements voisins en tant que délégateur. Dans cet exemple, on attribue 3 bits supplémentaires pour Ce procédé permet ainsi de déterminer au moins une même adresse globale pour les interfaces d'équipements connectés ensemble, conformément 05328isy-ceD P:\S'alle\F105328\PREMDEP\FMprojetbr.doc 2865878 10 découper l'espace d'adressage en 23=8 espaces plus petits (le champ N est de taille 3 bits). On attribue donc un premier sous espace à l'équipement R2, par exemple 001 et à l'équipement R5 un second sous espace, par exemple Olu . Les sous-préfixes transmis aux équipements R2 et R5 sont respectivement 2001:db8: 1:2000: : 0/51 et 2001:db8: 4000:0/51. L'équipement attribue des n urnfrOS r.esequ 9ses ces en fonction des attribués aux équipements connectes à ces.: sous-préfixes.:... . . 10 interfaces. On obtient donc pour l'interface 110 le numéro de réS'edU 2001 68.1 2000::0/64. Comme indiquer précédemment, on peut compléter ce numéro de réseau sur 64 bits par par exemple l'identifiant universel pour obtenir les 128 bits de adresse glo ale d'interface lPv6. On obtient de même pour ('interface 1 le numero de réseau sur 64 bits: 2001d b8:1:4000::0/64. Les équipements R2 et R5 procèdent ensuite de la même façon, par exemple dès qu'ils sont en possession du préfixe transmis par le délégateur RI. Les processus peuvent donc en partie être exécutés parallèlement sur les 20 différents équipements. L'équipement R2 attribue CqMrne, numéro de, reseau çi,l'interface 12o, le même numéro de ré'seà'ù que celui attribué à l'interface 1i. par l'équipement R1. De la même façon que précédemment, l'équipement R2 attribue 3 bits supplémentaires pour découper en 8 son espace d'adressage déterminé par le préfixe fourni par l'équipement délégateur RI. L'équipement R5 se voit fournir un sous-préfixe par l'équipement R1. Il est en quelque sorte au même niveau dans l'arbre de délégation que 105328/SYC/1 PD F: \S61le \ F105328\ PREMPEP\FIT\ projetbr.doc 2865878 11 l'équipement R2. Par conséquent, il n'est pas considéré par l'équipement R2 pour l'attribution d'un sous-préfixe. L'équipement R2 attribue donc un premier sous-espace à l'équipement R4, par exemple déterminé par 001 en binaire (bits du champ N) et un second sous-espace o l'équipeffient R5 déterminé par exemple par 010 . Les sous-préfixes qui leur sont transmis sont donc respectivement :0/64 et 2001:db8:1:2800::0/64 puisque 2400 s'écrit en binaire '001- 001-00... et 2800 , 001-01-0-00... . On remarque que le premier groupe de gauche ( 001 ) est constitué des 3 bits attribués à l'équipement R2 par l'équipement R1. Le numéro de réseaudes interfaces 12c. et 15, ne peut être attribue deÉ la même façon et est donc negociee entre les deux équipements R2 et R5. Sur l'exemple de la figure 3, il a été négocié que celui-ci devait être déterminé par l'équipement R5. Par conséquent, ce numéro de réseau des interfaces 12, et 15c contient le sous-préfixe de l'équipement R5 au même titre que le numéro de réseau de 1"interface] pour laquelle la situation est identique. L'équipement R5 attribue donc. 3 bits supplémentaires (sur cet exemple) pour découper en $ parties son espace d'adressage. II attribue donc un premier sous-espace détermine par exemple par la valeur 001 pour l'interface 15 et un second sous-espace déterminé par exemple par la valeur 010 pOUr l'interface 15c. Les numeros de réseau de ces deux interfaces sont alors 2001:db8-1.4400::0/64 pour l'interface 1 et 2001:db$:1:4$00::0/64 pour l'interface 15c. Pour ce qui est des interfaces 1 1 et 14, la situation est différente puisqu'il existe ici une relation de délégation entre l'équipement R2 d'une part et les équipements R et R4 d'autre part Là encore, une négociation peut avoir lieu afin de déterminer si c'est le sous-préfixe attribué à l'équipement R3 ou celui attribué à l'équipement R4 qui doit être utilisé. Cette negociation permet 105328/SYC/1PP F:\Salle\F1.0532.8\PREMDEPVIT\projétbr.doc 2865878 12 de n'utiliser qu'un seul préfixe de réseau pour l'ensemble des interfaces, mais une autre Mise en oeuvre pourrait être de choisir des adresses de réseau différentes selon un autre mécanisme de négociation ou bien sans negociation. Dans l'exemple de la figure 3, c'est le sous-préfixe attribué à l'équipement R4 qui a été choisi. Le numéro de réseau de ces trois interfaces 12b, 13b et 14 est donc 2001:c1b81:2400::OJ64. Un avantage supplémentaire de l'invention est que, comme le procédé est t chaque équipernent du réseau attribue des adresses globales à ses interfaces qui sont forrnees a partir d'un prefixe fourni par le délégateur. Autrement dit, du point de vue de ce délégateur, tous les numéros de réseau et donc toutes les adresses globales des interfaces des équipements auxquels il a fourni un préfixe, sont des adresses agrégeables de ce préfixe. Par adresses agrégeables , on entend des adresses constituées a partir d'un même préfixe. Aussi, ces adresses agrégeables peuvent être mémorisées sous la forme d'une unique entrée dans la table de routage de l'équipement délégateur. 11 en découle un gai-ri en espace de mémorisation dans l'équipement de réseau et un gain de temps pour rechercher la borine entrée dans cette table de routage, lorsque 1 equipeffient doit acheminer des paquets de données. 05328/SYC/IPDt F:\Salle\F105328\PREIVIDEP \FIT \projetbr.doc 2865878 13 REVENDICATIONS 1) Equipement de communication (R2pour un réseau de communication internet, comportant ensemble d'interfaces 12a, 12bi 12J, chacune desdites interfaces &tant connectées a' un ou plusieurs autres équipements de communication (R1, R3, R4, R5), disposant de moyens pour recevoir un préfixe d'adresse depuis un premier autre équipement de communication (RI) sur une première interface (120), caractérisé en ce qu'il dispose en outre d'un moyen d'attribution pour attribuer a chacune desdites interfaces (12b, 12,), une adresse globale déterminée à partir notamment dudit préfixe d'adresse. 2) Equipement de communication selon la revendication 1, dans lequel ledit moyen d'attribution détermine l'adresse globale d'une desdites interfaces en concate'nant ijn numéro de réseau et un identificateur d'interface, ledit numéro de réseau ontenant ledit Préfixe d'adresse et formant un sous-espace d'adressage de celui formé par ledit préfixe d'adresse. 3) Equipeffient de communication selon la revendication précédente, dans lequel ledit moyen d'attribution attribue à ladite première interface, le même numéro de réseaù que celui attribue, par ledit premier équipement de communication a l'interface connectes à ladite premiere interface. 4) Equipement de communication selon l'une des revendications précédentes, dans lequel ledit réseau de communication est de type IPv6. 5) Équipement de communication selon l'une des revendications 2 à 3, dans lequel un et un seul numéro de réseau est attribué par lien. 1 Q532 8/SYPI PD F: Sali F 1 (2153 28\ PREMIDEP\ FIT\ projetbr. doc