Procédé d'acheminement de messages sur un réseau et système de mise en œuvre du procédé

La présente invention concerne un procédé d'acheminement de messages sur un réseau et un routeur de mise en œuvre du procédé. Le procédé s'applique notamment aux échanges de messages sur des réseaux constitués de sous-réseaux hétérogènes.

Pour répondre aux besoins grandissants d'échanges de données entre applications informatiques tout en s'appuyant sur une seule et même infrastructure matérielle et logique, des systèmes permettant de traiter des flux unifiés de messages ont été créés. Ces systèmes, souvent désignés par l'acronyme anglo-saxon ESB pour « Entreprise Service Bus », permettent à des applications hétérogènes de communiquer, ces applications étant, par exemple, des outils de messagerie, des applications orientées service (SOA pour « Service Ohented Architecture ») ou encore des logiciels de dissémination de données. Les ESB sont bien adaptés à une installation sur des réseaux locaux utilisant le protocole Internet IP (Internet Protocol), lesquels réseaux offrent une bande passante importante. Cependant, lorsque ces applications sont interconnectées via un ou plusieurs sous-réseaux contraints — notamment en termes de capacité de débit — , des effets indésirables peuvent survenir, telles que des pertes de messages ou des temps de transmission inacceptables.

Par ailleurs, certains outils prennent en compte le caractère contraint de certains sous-réseaux. A titre d'exemple, des outils de messagerie ont été développés en vue d'optimiser les transmissions de courriers à travers des réseaux de radiocommunications. Néanmoins, ces outils sont des applications particulières développées pour répondre à des besoins spécifiques ; ils ne sont pas prévus pour transporter des messages issus d'applications multiples.

En plus des problèmes d'hétérogénéité au niveau des capacités des sous-réseaux, un système d'acheminement de messages doit, si possible, permettre de s'adapter aux changements de topologie du réseau et/ou de déterminer dynamiquement des routes de transmission en fonction des destinataires d'un message.

Enfin, les conditions d'exploitation du réseau impliquent parfois de devoir s'adapter à la mobilité des applications et des noeuds du réseau. Un but de l'invention est de proposer un routeur de messages apte à servir de nœud au sein d'un réseau comportant un ou plusieurs sous-réseaux contraints, ledit routeur permettant à des applications hétérogènes connectées sur le réseau de pouvoir émettre et/ou recevoir des messages, à travers une interface unique, tout en tenant compte de la qualité de service à apporter dans l'acheminement d'un message. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé d'acheminement de messages mis en œuvre dans un routeur d'un réseau distribué comportant un ou plusieurs sous-réseaux hétérogènes, ledit procédé étant mis en œuvre au niveau de la couche OSI 7, caractérisé en ce qu'au moins un sous-réseau est contraint, le procédé comportant au moins les étapes suivantes :

- traiter un format unique pour l'ensemble des messages afin d'unifier les flux de messages provenant d'applications hétérogènes ;

- pour un message donné, identifier les prochains routeurs à atteindre pour acheminer le message vers son ou ses destinataires ;

- pour un message donné, identifier la qualité de service de transmission requise pour le message via l'analyse du contenu dudit message ; - affecter des priorités aux messages en fonction des exigences de qualité de service identifiées à l'étape précédente ;

- adapter le contenu du message pour traverser un sous-réseau contraint, ces adaptations étant déterminées en fonction des capacités du sous-réseau contraint et du contenu du message.

Selon un mode de réalisation, au moins un sous-réseau contraint est un sous-réseau de radiocommunications.

Le destinataire d'un message peut être marqué comme optionnel via un champ spécifique du protocole d'adressage, un destinataire optionnel étant desservi s'il est connecté à l'un des routeurs de messages choisis pour acheminer le message vers ses destinataires non optionnels.

Selon un mode de réalisation, un message est formaté selon le standard SOAP, le format d'adressage utilisé dans le message étant une extension du standard WS-addressing permettant de spécifier plusieurs

destinataires au message, ladite extension étant effectuée par l'ajout d'un champ spécifique dans l'entête du message.

L'invention a également pour objet un routeur de messages au sein d'un réseau interconnectant un ou plusieurs sous-réseaux contraints, le routeur comportant un module d'acheminement exécutant les étapes du procédé tel que décrit plus haut, le module d'acheminement interagissant avec un module LOC pour identifier les prochains routeurs à atteindre.

Selon un mode de réalisation, le routeur de messages enregistre un ou plusieurs groupes de distribution dans le module LOC, un groupe de distribution regroupant plusieurs identifiants de simples destinataires ou de groupes de distribution, un groupe de distribution étant précisé comme destinataire d'un message de la même façon qu'un simple destinataire.

Selon un mode de réalisation, le routeur de messages comporte un module de signalisation réservant des ressources sur des sous-réseaux pour des applications souhaitant établir des sessions de distribution aux exigences de qualité de services particulières, le module d'acheminement interagissant avec le module de signalisation pour établir les priorités de transfert aux messages. Selon un mode de réalisation, le routeur de messages comporte au moins les trois interfaces suivantes : o une première interface UFF d'affiliation permet à une application de demander à enregistrer sa localisation auprès du réseau ; o une deuxième interface l _RE s, permet à une source d'établir une session pour transmettre un flux de messages requérant une qualité de service particulière ; o une troisième interface IMSG, permet à une source de déposer un message à distribuer vers des destinataires spécifiés dans le message.

L'invention a également pour objet un système de distribution de messages entre une source et un ou plusieurs destinataires connectés sur un réseau distribué comprenant un ou plusieurs sous-réseaux contraints, comportant plusieurs routeurs de messages tels que décrits plus haut, les messages étant transmis par bonds d'un routeur de messages à un autre,

l'arbre de distribution d'un message étant établi bond à bond afin de s'adapter aux changements de topologie du réseau.

Selon un mode de réalisation du système de distribution de messages, au moins un sous-réseau contraint est encadré par au moins deux passerelles de transfert, une première passerelle de transfert traitant les messages transmis entre un premier routeur de messages et un sous- réseau contraint, une seconde passerelle de transfert traitant les messages transmis entre un second routeur de message et ledit sous-réseau contraint, chaque passerelle adaptant un message, issu ou à destination du routeur auquel elle est connectée, au protocole spécifique du sous-réseau contraint.

D'autres caractéristiques apparaîtront à la lecture de la description détaillée donnée à titre d'exemple et non limitative qui suit faite en regard de dessins annexés qui représentent : - la figure 1 , une illustration d'un réseau comportant des routeurs mettant en œuvre le procédé selon l'invention,

- la figure 2, un exemple de mode de réalisation d'un routeur de messages selon l'invention.

La figure 1 illustre un réseau comportant plusieurs routeurs mettant en œuvre le procédé selon l'invention. Le réseau 100 est formé de routeurs de messages 101 interconnectant des sous-réseaux 102a, 102b, 102c, 102d. Les sous-réseaux sont, par exemple, des sous-réseaux hétérogènes. Le procédé selon l'invention est mis en œuvre au niveau de la couche OSI 7. Le terme message se réfère dans la présente application au niveau 7.

Dans l'exemple de la figure 1 , chaque sous-réseau 102a, 102b, 102c, 102d est de nature différente. Trois sous-réseaux 102a, 102b, 102c sont des réseaux de radiocommunications fonctionnant sur des bandes de fréquences différentes. Le premier sous-réseau 102a occupe une partie de la bande UHF (« Ultra High Frequency »), le second réseau 102b occupe la bande VHF (« Very High Frequency ») et le troisième réseau 102c est un réseau HF (« High Frequency »). Un quatrième sous-réseau 102d est un réseau local haut débit fonctionnant sur le protocole Internet IP (« Internet

Protocol »). Chacun de ces sous-réseaux 102a, 102b, 102c, 102d a donc des capacités de transport inégales.

Un routeur de messages est, selon sa disposition au sein du réseau 100, soit un nœud de transit entre plusieurs sous-réseaux, soit un point d'accès pour des applications utilisatrices du réseau 100, soit encore les deux à la fois. Dans l'exemple, quatre routeurs 101 a, 101 b, 101 c, 101d sont des points d'accès au réseau 100, deux routeurs 101 e, 101 f sont des nœuds de transit, et un routeur 101 g est à la fois un point d'accès au réseau 100 et un nœud de transit. Plus précisément, le premier routeur 101 a et le deuxième routeur 101 b sont des points d'accès au premier sous-réseau 102a, le troisième routeur 101 c est un point d'accès au troisième sous- réseau 102c, le quatrième routeur 101d est un point d'accès au quatrième sous-réseau 102d. Le cinquième routeur 101 e est un nœud de transit entre le premier sous-réseau 102a et le troisième sous-réseau 102c et le sixième routeur 101 f est un nœud de transit entre le premier sous-réseau 102a et le deuxième sous-réseau 102b. Enfin, le septième routeur 101 g est à la fois un nœud de transit entre le deuxième sous-réseau 102b et le quatrième sous- réseau 102d et un point d'accès au réseau 100.

Les routeurs 101 a, 101 b, 101 c, 101d, 101 g remplissant le rôle de point d'accès au réseau 100 peuvent notamment être connectés aux applications 104a, 104b, 104c, 104d suivantes : o des grilles de dissémination de données 104a, celles-ci mettant en relation des producteurs de données avec des consommateurs de données ; o des applications liées aux architectures orientées services 104b ou, selon la terminologie anglo-saxonne, applications SOA pour « Service Ohented Architecture », ces applications lorsqu'elles sont déployées autour de sous-réseaux contraints devant alors bénéficier d'un système performant de distribution de messages ; o des applications existantes 104c, telles que la messagerie, la messagerie instantanée, le transfert de fichiers, ces applications étant généralement désignées par le terme « legacy » ; o des applications 104d de réplication (par exemple pour la réplication de bases de données) et/ou de signalisation (par exemple pour

transmettre des informations de mise à jour sur la connexion/déconnexion de postes connectés au réseau 100).

Les applications suscitées, de natures hétérogènes, sont pour le réseau 100, des sources et/ou des destinataires de messages, lesquels messages sont produits dans un format unique. L'unification des flux de messages est notamment obtenue par le choix d'un protocole d'échange facilitant l'interopérabilité entre applications différentes. Dans l'exemple, les messages respectent un protocole d'échange fondé sur les Services Web, et plus particulièrement sur le standard SOAP (« Simple Object Access Protocol »). Un intérêt du routeur selon l'invention est qu'il traite les messages au niveau application, ce qui permet notamment d'appliquer une politique de qualité en fonction de la nature des messages transportés.

Par ailleurs, des passerelles de transfert 103a, 103b, 103c sont disposées respectivement autour de chaque sous-réseau contraint 102a, 102b, 102c, de manière à permettre l'adaptation des messages aux protocoles spécifiques de ces sous-réseaux contraints 102a, 102b, 102c. Ces passerelles sont disposées par paires, une première passerelle étant disposée pour traiter des messages entrant dans un sous-réseau, une seconde passerelle étant disposée pour traiter des messages sortant de ce même sous-réseau, les passerelles prenant l'une et l'autre alternativement la fonction de passerelle entrante ou sortante selon le sens d'acheminement des messages. Par exemple, une passerelle 103c traitant un message entrant dans un sous-réseau 102a, 102b, 102c adapte ledit message audit sous-réseau (par exemple fragmente le message, reçoit des acquittements, gère les ré-émissions) et la passerelle duale 103c', c'est à dire la passerelle traitant ce message en sortie du sous-réseau, applique l'opération duale (ici reconstitue le message à partir des fragments formés par la précédente passerelle 103c, gère l'envoi des acquittements). Il est à noter, dans l'exemple de la figure 1 , qu'aucune passerelle de transfert n'est placée entre les routeurs de messages 101 d, 101 g et le quatrième sous-réseau 102d IP haut débit. En effet, le protocole de transport IP utilisé sur ces sous-réseaux 102d étant natif à SOAP, il n'est pas nécessaire d'adapter le message pour le transmettre sur ce sous-réseau 102d.

La figure 2 présente un exemple de mode de réalisation d'un routeur de messages selon l'invention. Le routeur 101 a à 101 f selon l'invention comprend trois interfaces avec le niveau application.

Une première interface I _AFF d'affiliation permet à une application de demander à enregistrer sa localisation auprès du réseau 100 ou de s'inscrire dans un groupe de distribution, cette notion de groupe de distribution étant détaillée par la suite. En effet, le routeur 101 a à 101 g offre la possibilité d'adresser le message à un groupe de distribution, c'est à dire à plusieurs destinataires regroupés sous un seul identifiant. Une demande d'affiliation générée par une application connectée au routeur de messages 101 a, 101 b, 101 c, 101 d, 101 g est effectuée en spécifiant l'identifiant de ladite application, dans l'exemple, en utilisant le standard WS-addressing. Il n'est pas effectué d'affiliation pour les routeurs de messages étant de simple nœuds de transit, comme les cinquième 101 e et sixième 101 f routeurs de messages.

Une deuxième interface l _RE s permet à une source d'établir une session pour transmettre ou recevoir un flux de messages requérant une qualité de service particulière, par exemple en termes de latence — dans ce cas, la demande de réservation de ressources est formulée par l'application réceptrice — ou de débit — dans ce cas, la demande de réservation de ressources est formulée par l'application émettrice — . Dans l'exemple, cette session est ensuite utilisée pour transmettre un flux de messages SOAP. Pour propager les exigences de qualité de service de la session vers les couches sous-jacentes du modèle OSI (« Open Systems Interconnection »), un protocole de réservation de ressources tel que RSVP (« Resource ReSerVation Protocol ») peut alors être mis en œuvre.

Une troisième interface I _MSG permet à une source de déposer un message à distribuer vers un ou plusieurs destinataires spécifiés dans le message. L'adressage à plusieurs destinataires est effectué grâce à une extension du standard WS-addressing : un champ est ajouté dans l'entête du message SOAP. La nature d'un destinataire — obligatoire ou optionnel — peut être précisée, de même qu'un identifiant peut désigner un groupe de distribution. Un destinataire qualifié d'optionnel est desservi s'il peut l'être depuis l'arbre de distribution déterminé pour desservir les destinataires obligatoires du message. Le caractère optionnel ou obligatoire d'un

destinataire est, dans l'exemple, spécifié dans un champ spécifique du protocole d'adressage. A titre d'exemple, une source connectée au premier routeur 101 a émet un message dont les destinataires sont les suivants : un destinataire obligatoire connecté au quatrième routeur 101d, un destinataire optionnel connecté au troisième routeur 101 c, et un autre destinataire optionnel connecté au septième routeur 101 g. L'arbre de distribution du message est déterminé pour acheminer le message vers le seul destinataire obligatoire, lequel est connecté au quatrième routeur 101d. Le chemin suivi par le message comprendra donc respectivement les routeurs suivants : le premier routeur 101 a, le sixième routeur 101 f, le septième routeur 101 g et le quatrième routeur 101d. Parmi les destinataires optionnels, seul celui connecté au septième routeur 101 g est alors desservi. Il est à noter qu'un destinataire optionnel peut, en outre, être un groupe de distribution.

Le routeur comporte un module d'acheminement 201 , un module de localisation et de routage 202, un module de signalisation 203 et un annuaire technique 204.

Le module de localisation et de routage 202, qualifié de « module LOC » 202 par la suite, élabore l'arbre de distribution d'un message en tenant compte notamment de la localisation des destinataires du message, de la topologie instantanée du réseau 100 et des sous-réseaux 102a à 102d, ainsi que des capacités de ces sous-réseaux. Le module LOC 202 peut, par exemple, être le module LOC décrit dans le brevet référencé FR2878676 du demandeur Thaïes, l'un des intérêts de ce module LOC étant qu'il permet de s'adapter aux changements de topologie du réseau grâce à une mise à jour de ses tables de localisation et de routage. Le module LOC 202 permet également de gérer des groupes de distribution, chacun desdits groupes étant, par exemple, reconnu par un identifiant de type URI (« Uniform Resource Identifier »). Cette URI particulière est définie dans une base de données du module LOC 202 et correspondant à plusieurs URI de simples destinations ou de groupes.

Le module LOC 202 est mis à jour entre autres grâce à des messages de d'affiliation de localisation émis par les applications locales utilisatrices du réseau 100 et reçus, dans l'exemple par la première interface U _FF d'affiliation, ces messages informant le module LOC 202 :

o du rattachement / détachement des applications à ce routeur de messages afin que le module LOC 202 puisse construire la topologie instantanée du réseau 100 (en recoupant sa connaissance locale avec la connaissance qu'il a des autres modules LOC déployés sur le réseau) ; o de la présence ou non des destinations référencées dans les groupes de distribution afin de mettre à jour la base de données distribuée définissant lesdits groupes de distribution.

Le module de signalisation 203 réserve des ressources sur des sous-réseaux 102a à 102d pour des applications souhaitant établir des sessions de distribution aux exigences de qualité de services particulières, par exemple un temps de latence et/ou un débit garanti ou encore un contrôle de la variation du temps de latence.

L'annuaire technique 204 fournit les informations nécessaires à l'administration du routeur de messages 101 a à 101 g. Ces informations sont, par exemple, des données de configuration définissant la politique de qualité de service du routeur de messages 101 a à 101 g ou les identifiants des applications autorisées à utiliser les services du routeur de messages 101 a à 101 g.

Lorsqu'un message est reçu par un routeur de messages 101 a à 101 g, le module d'acheminement 201 demande au module LOC 202 d'identifier le ou les prochains routeurs 101 a à 101 g à atteindre, autrement dit, le ou les prochains bonds permettant d'acheminer le message vers son ou ses destinataires. Si ces destinataires sont locaux, c'est à dire connectés au routeur de message courant, le message est transmis directement aux applications concernées, par exemple, à un serveur de messagerie ou à un intermédiaire de dissémination de données. Si, au contraire, ces destinataires sont distants, le module d'acheminement 201 effectue, pour chaque prochain bond, une copie du message. Dans chacune de ces copies, il mentionne les destinataires obligatoires qui doivent être servis par ce prochain bond ainsi que les destinataires optionnels potentiellement atteignables via ce bond. Les interactions entre le module d'acheminement

201 et le module LOC 202 sont représentées par une double flèche 211 sur la figure 2. Le routage bond par bond est réalisé au niveau 7.

L'arbre de distribution du message est ainsi établi bond par bond, et non pas en une seule fois. Cette caractéristique permet d'adapter dynamiquement l'arbre de distribution aux changements de topologie du réseau 100 et de faciliter la gestion de destinataires optionnels.

Lorsque le prochain bond transmet un message vers un sous- réseau ne disposant pas de capacité IP, le module LOC 202 précise les adresses de ce sous-réseau à utiliser pour distribuer le message. En cas de transfert sur un réseau contraint, le module d'acheminement 201 : (i) compresse, si nécessaire, le contenu du message, (ii) vérifie si certaines pièces jointes doivent être retirées, la décision de retrait étant prise, par exemple, en fonction la taille desdites pièces jointes, (iii) transfère le message avec ses paramètres (notamment l'adresse de la passerelle de transfert de sortie) vers une passerelle de transfert MTG, laquelle gère l'adressage et les adaptations au protocole spécifique du sous-réseau contraint.

En cas de transfert du message sur un sous-réseau disposant de capacités de connexion multipoint, ou « multicast », le module d'acheminement 201 confie le message à un module passerelle 205 capable de gérer un protocole de transfert avec acquittement ou non vers les destinataires.

Dans l'exemple, lorsqu'une application sollicite la distribution d'un message à destination d'un groupe via l'interface I _MSG , le module d'acheminement 201 demande au module LOC 202 d'identifier les destinataires correspondant à cet identifiant de groupe. Selon un autre mode de réalisation, l'identifiant de groupe n'est pas résolu et le message est transmis aux prochains routeurs de messages en conservant cet identifiant de groupe.

Le module d'acheminement 201 met en œuvre une gestion de la qualité de service dans la distribution des messages.

D'une part, le module d'acheminement 201 gère pour un même prochain bond des sessions différenciées selon la précédence des messages. Ainsi, le module 201 :

o marque les paquets d'un même message de façon univoque, de sorte que ces paquets disposent d'une priorité de transfert correspondant aux caractéristiques du message, o transfère les messages urgents sans avoir à attendre le transfert de message moins urgents et/ou de taille importante.

D'autre part, le module d'acheminement 201 permet la transmission de flux de messages sur une session préalablement initialisée par le module de signalisation 203, des ressources ayant alors été réservées sur les sous-réseaux à traverser pour cette session. Le module permet ainsi de respecter des temps de latence et/ou des débits souhaités dans le transfert des messages d'une session.

Le routeur selon l'invention comporte de multiples avantages, notamment grâce à la construction bond à bond de l'arbre de distribution d'un message. Il permet de gérer simplement des destinataires optionnels, s'adapte à la mobilité des applications connectées au réseau, prend en charge la gestion de groupes de destinataires, permet de transmettre des flux de données unifiés en multipoint, le tout à travers un réseau pouvant comprendre un ou plusieurs sous-réseaux contraints.

La présente invention identifie la qualité de service et affecte des priorités au niveau 7 indépendamment des services de qualité de service QoS offerts par les couches sous-jacentes. En fonction, des capacités des réseaux, qui sont hétérogènes, l'invention est capable d'exploiter les fonctions de QoS disponibles sur ces réseaux.