Brevet FR2878676A1 — publié le 20060602

SYSTEME DE ROUTAGE MULTIPLE-TOPOLOGIE ET MULTIPLE- SERVICES La présente invention concerne un système de routage multiple-topologie et multiple-services. Le système est développé pour fonctionner sur différents types de sousréseaux de transport (IP, radio,..) et pour interconnecter les services fonctionnant sur ces sous-réseaux, dans un cadre de mobilité des utilisateurs et des noeuds formant les réseaux de services. De nombreux protocoles de routage dynamique ont été o développés par le passé pour différents types de commutateurs existant (commutateur de circuits, commutateur de paquets ou cellules en mode connecté, routeur, etc....). Ces protocoles de routage sont systématiquement dédiés à un seul type de réseau et sont partie intégrante de la technologie développée pour un réseau donné. Ces protocoles décrivent soit des mécanismes de routage internes à un réseau, soit des mécanismes de routage entre réseaux de même nature. Actuellement, les développements dans ce domaine portent sur des systèmes basés sur: le routage multi-topologie permettant d'instancier les mécanismes de routage d'une même technologie pour des topologies différentes, le routage tenant compte de la qualité de service et des réservations de ressources, du routage sur les réseaux mobiles (Adhoc, etc...). Les protocoles de routage connus de l'art antérieur sont généralement incomplets et ne prennent pas en compte certaines spécificités des réseaux, telles que la mobilité, l'optimisation des ressources disponibles, etc. Certaines études connues de l'art antérieur ont notamment porté sur la mobilité des adresses de niveau réseau (mobile IP, mobilité dans IPV6) et ont conduit à des solutions nécessitant la mise en place de tunnels pouvant créer des boucles de flux inefficaces sur les réseaux ayant des segments contraints. Néanmoins les protocoles ne tiennent pas compte du routage dynamique requis au niveau service, adressant au travers d'un même protocole de routage divers services pouvant avoir une topologie différente. Ils ne prennent pas en compte la distribution de flux multidestinataire au travers d'un arbre de distribution élaboré dynamiquement de façon distribué pour chaque instance de flux. Ces mécanismes ne traitent pas des problèmes d'interconnexion de services portés sur des réseaux de nature différente. Le système de routage selon l'invention traite notamment de la mobilité des utilisateurs et des serveurs, de la distribution des flux multidestinataires au travers d'arbres de distribution élaborés dynamiquement selon la liste de distribution, de la localisation des utilisateurs et de la topologie instantanée des réseaux supports. II répond notamment aux questions suivantes: sur quels serveurs les destinataires sont-ils joignables (mobilité des utilisateurs) et comment acheminer la communication depuis le serveur source vers le ou les serveurs destinataires. L'invention concerne un système de routage de flux entre plusieurs noeuds, Ni, composant un réseau, le flux étant émis par une source et étant destiné à une ou plusieurs destinations en tenant compte des contraintes de mobilité des utilisateurs et des noeuds du réseau, caractérisé en ce que: É un noeud, Ni, du réseau comprend un module de service, xSVi, une ou plusieurs passerelles de transfert, xTGi, une fonction LOC adaptée à élaborer pour chaque service une table d'acheminement exploitée sur requête des modules de service, xSVi, É un serveur LOC est connecté, pour un service donné, au travers d'un groupe de noeud de service, SNGi, aux autres LOCi. Une fonction LOC, sur information de routage reçue d'un autre LOCi, est par exemple adaptée à É déterminer les itinéraires réels utilisés pour propager le flux au travers du réseau, É tenir à jour une base de données d'information d'expédition distincte par service. Une fonction LOCi peut contenir un répertoire d'emplacement où l'utilisateur s'est précédemment fait inscrire, le répertoire étant distribué dans chaque unité autonome du réseau. L'invention concerne aussi un procédé de routage multiple-topologie et multiple services destiné à fonctionner sur un sous-réseau de transport comprenant plusieurs noeuds, Ni, et destiné à interconnecter les services fonctionnant sur ces réseaux caractérisé en ce qu'il comporte au moins les étapes suivantes: É localiser les utilisateurs des services et communiquer, différentes informations: la localisation des utilisateurs présents dans le réseau, des informations d'accessibilité et de topologie portant sur tous les liens existants entre les modules de service xSV des différents services, É élaborer l'arbre de distribution associé à un flux entre une source et plusieurs destinations en tenant compte de la liste de distribution et de la topologie instantanées du système et de la localisation des utilisateurs. Le procédé peut aussi comporter l'étape suivante: un module de service, xSVi, souhaitant acheminer un flux vers une ou plusieurs destinations interroge une fonction de localisation adaptée à élaborer pour chaque service une table d'acheminement qui fournit pour chaque destination du flux: le prochain point d'accès et de relayage de service xSVi. La table d'acheminement fournit par exemple le couple de xTG à utiliser pour joindre ce prochain bond. Le système et le procédé, objets de l'invention, présentent notamment comme particularité de fonctionner au niveau service. L'invention traite notamment les fonctions suivantes: le traitement de la localisation des utilisateurs des services et la communication des informations de localisation à tous les noeuds du réseau, la prise en compte des diverses topologies associées à la présence des noeuds de commutation de services (téléphonie, messagerie, distribution de contenu,. .), l'élaboration de la route entre une source et une ou plusieurs destinations en tenant compte de la liste de distribution et de la topologie instantanée du système, et de la localisation des utilisateurs. Le procédé de routage permet d'utiliser efficacement les réseaux dont certaines artères principales sont contraintes en débit (par exemple les liens satellite, les liens très haute fréquence ou VHF (Very High Frequency), les liens ultra haute fréquence ou UHF (Ultra High Frequency)) ; la liste de distribution d'un contenu ou d'un message sont pris en compte, le transfert du contenu à distribuer ne sera fait qu'une seule fois sur les artères contraintes. Il définit un protocole de routage et de localisation partagé par tous les services. Ceci a pour conséquence d'éviter le développement d'un protocole pour chaque service. Au moyen de ce protocole on établit une connectivité de bout en bout au niveau service via des sous-réseaux supports de nature différente. Le protocole ainsi développé offre une vision de gestion de la 25 connectivité au niveau des services, qui est inexistante dans les implémentations actuelles. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront mieux à la lecture de la description qui suit d'un exemple de réalisation donné à titre illustratif et nullement limitatif annexé des figures qui représentent: É La figure 1 un exemple de services ayant des topologies différentes, par exemple le service de la téléphonie et le service de la messagerie, É La figure 2 un exemple d'architecture pour le routage des flux selon l'invention, É La figure 3 un exemple d'interconnexion des composants LOC via des groupes de service, É La figure 4 un exemple de décomposition d'un domaine de mobilité. La figure 1 montre la différence de topologies d'interconnexion des plans services pouvant exister pour deux services donnés; par exemple pour le service de téléphonie et pour le service de la messagerie. Les passerelles de transfert sont spécifiques pour un service donné. Pour la téléphonie, le plan service PT comporte par exemple plusieurs modules LCC ayant notamment pour fonction de contrôler les communications et le multimédia, des modules GTW ayant pour fonction d'assurer l'interconnexion des services phonies avec des services phonies d'autres réseaux, des composants QSM qui traitent la gestion de la qualité de service sur les artères du coeur de réseau. Les modules LCC sont par exemple considérés comme la plate-forme applicative pour les systèmes de téléphonie en vue de la fourniture de services et de téléphonie évolués. Pour la messagerie, le plan service Pm comprend par exemple plusieurs composants MTG ayant pour fonction de spécifier les adaptations fonctionnelles requises pour le transport de messages sur un réseau autre, des composants MSG en charge du système de messagerie. La figure 2 schématise un exemple de système de routage de flux selon l'invention entre plusieurs noeuds Ni. Le système comporte plusieurs points d'accès et de relayage de service, xSVi, des passerelles de transfert, xTGi permettant l'adaptation des flux à transférer aux capacités du sous- réseau. Un module adapté à traiter le routage pour l'ensemble de services, dénommé LOCi est associé à chaque xSVi du système de routage. Lorsqu'un module de service, xSVi, souhaite acheminer un flux vers une ou plusieurs destinations (un ou plusieurs noeuds du réseau), il interroge le module LOCi local associé au xSVi qui fournit l'information d'étape suivante ou next-hop (flux acheminé de xSVB vers xSVG) et éventuellement les informations sur les passerelles de transfert xTG à utiliser. Lors de chacune des requêtes du xSV la fonction LOC (réalisée par exemple sous forme de composant offrant des services) donne pour chaque destination du flux: le io bond suivant de relayage (xSVi) de l'information et le couple de xTG (la première est la passerelle d'entrée sur le réseau traversé et la deuxième est la passerelle de sortie) à utiliser pour joindre ce prochain bond. Un module xSV regroupe les fonctions de relayage et de point d'accès (par exemple le module xSV peut inclure une boîte aux lettres dans 15 le cas d'une messagerie). Le module LOC contient par exemple un répertoire d'emplacement où l'utilisateur s'est précédemment fait inscrire, ici le répertoire est par exemple distribué dans chaque unité autonome du réseau; Pour élaborer l'arbre de distribution associé à un flux entre une source et plusieurs destinations en tenant compte des contraintes de mobilité des utilisateurs et des noeuds du réseau, les fonctions LOC (Localisation et routage) s'échangent les informations suivantes: la localisation des utilisateurs présents dans le réseau, des informations d'accessibilité et de topologie portant sur tous les liens existants entre les modules de service xSV des différents services. Pour propager l'information dont ils disposent, les serveurs LOCi sont interconnectés de la manière suivante:l'interconnexion des serveurs LOC s'effectue pour un service donné au travers d'un SNG (groupement de LOC qui sont en visibilité directe qui représente un réseau donné au niveau service ou en anglo-saxon, service node group) ayant notamment pour fonction de diffuser une information reçue par tous les LOC connectés sur ce groupe de noeud de service. Un même serveur LOC peut faire partie de plusieurs SNG. Une information transmise par un serveur LOC dans un SNG est reçue par tous les LOC connectés sur ce SNG. La figure 3 schématise un exemple d'organisation en groupe de noeud de service SNG de l'interconnexion de réseau présenté en figure 2. L'information ainsi propagée par les SNG permet à chaque composant LOC connecté, d'élaborer, pour un service donné, la table io d'acheminement des informations qui est exploitée par les requêtes émises par les modules de service xSV. Ceci est effectué au moyen d'algorithmes connus par exemple de type Vecteur de Distance ou Etat de Liens. L'invention est par exemple utilisée pour la mise en place d'une structure en domaines permettant de limiter le nombre d'informations de routage échangées et de contrôler les flux entrant et sortant d'un réseau donné. Une telle structure présente notamment l'avantage de définir le domaine de mobilité des utilisateurs et les zones dans lesquelles les serveurs ou point d'accès xSV peuvent se déplacer. Un domaine de mobilité d'utilisateurs est composé par exemple de différents types de réseaux (réseau d'infrastructure, réseau radio haut débit, réseau radio bas débit, etc.) ou de réseaux contrôlés par des responsabilités administratives différentes. Ces réseaux constituent en fait des zones de service autonomes ou ASA. La figure 4 représente un exemple de décomposition d'un domaine de mobilité, sur lequel les utilisateurs des services peuvent se déplacer en plusieurs zones de services autonomes ASA. Un ensemble de point d'accès ou relais de service (xSV) peut être déplacé avec la fonction LOC qui y est attachée sans entraîner de reconfiguration par administration au sein d'un ASA. Les LOC interconnectés par des SNG forment une zone de service autonome ASA, au sein de laquelle les fonctions LOC peuvent se déplacer avec les xSV qui y sont attachés. Les accessibilités et la topologie au sein d'une même zone ASA sont connus de tous les LOC d'un même ASA. Les liaisons entre ASA ne propagent pas les accessibilités internes aux ASA, mais ne propagent vers les zones ASA adjacentes que l'accessibilité des ASA et de ce fait limitent le volume d'informations de routage échangées sur le réseau. Ces solutions sont similaires à celles développées pour les réseaux de paquets, mais elles ont été appliquées aux topologies formées par des réseaux au niveau interconnexion des serveurs fournissant le service. Un réseau externe est considéré comme une zone autonome ASA par le système de routage selon l'invention. Les exemples de réalisation décrits précédemment adressent la gestion dynamique des topologies formées par des réseaux de service. Elles adressent les réseaux sur lesquels une gestion distribuée de la mobilité est requise (mobilité des noeuds de service, et mobilité des utilisateurs des services). L'invention s'applique notamment sur les réseaux dont certaines artères principales sont contraintes en débit (satellite, faisceau hertzien, artères de réseau Adhoc, ...), car elle permet de prendre en compte la liste de distribution d'un contenu ou d'un message et permet d'assurer que le transfert du contenu à distribuer ne sera fait qu'une seule fois sur les artères contraintes. L'invention permet aussi de créer une connectivité de bout en bout pour le service, même si les sous-réseaux supports sont de nature hétérogène. REVENDICATIONS 1 - Système de routage de flux entre plusieurs noeuds, Ni, composant un réseau, le flux étant émis par une source et étant destiné à une ou plusieurs destinations en tenant compte des contraintes de mobilité des utilisateurs et des noeuds du réseau, caractérisé en ce que: É un noeud, Ni, du réseau comprend un module de service, xSVi, une ou plusieurs passerelles de transfert, xTGi, une fonction LOC adaptée à élaborer pour chaque service une table d'acheminement exploitée sur requête des modules de service, xSVi, É un serveur LOC est connecté, pour un service donné, au travers d'un groupe de noeud de service, SNGi, aux autres modules de routage LOCi. 2 - Système de routage selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'une fonction LOC, sur information de routage reçue d'un autre LOCI, est adaptée à É déterminer les itinéraires réels utilisés pour propager le flux au travers du réseau, É tenir à jour une base de données d'information d'expédition distincte par service. 3 Système de routage selon la revendication 1 caractérisé en ce que une fonction LOCi contient un répertoire d'emplacement où l'utilisateur s'est précédemment fait inscrire, le répertoire étant distribué dans chaque unité autonome du réseau. 4 Procédé de routage multiple-topologie et multiple services destiné à fonctionner sur un réseau de transport comprenant plusieurs noeuds, Ni, et destiné à interconnecter les services fonctionnant sur ces réseaux caractérisé en ce qu'il comporte au moins les étapes suivantes: É localiser les utilisateurs des services et communiquer, différentes informations: la localisation des utilisateurs présents dans le réseau, des informations d'accessibilité et de topologie portant sur tous les liens existants entre les modules de service xSVi des différents services, É élaborer l'arbre de distribution associé à un flux entre une source et plusieurs destinations en tenant compte de la liste de distribution et de la topologie instantanées du système et de la localisation des utilisateurs. Procédé selon la revendication 4 caractérisé en ce qu'un module de service, xSVi, souhaitant acheminer un flux vers une ou plusieurs destinations interroge une fonction de localisation adaptée à élaborer pour chaque service une table d'acheminement qui fournit pour chaque destination du flux: le prochain point d'accès et de relayage de service xSVi. 6 Procédé selon la revendication 5 caractérisé en ce que la table d'acheminement fournit le couple de xTG à utiliser pour joindre le prochain bond.