PROCEDIMIENTO Y DISPOSITIVO DE CONTROL A DISTANCIA DE LA CONGESTION DE FLUJOS DE MALLAS EN UNA RED DE TELECOMUNICACION EN MODO PAQUETE.
Procedimiento de control remoto de la congestión de flujos de mallas intercambiados en una red de telecomunicación en modo paquete entre un número N de sitios centrales Ci (12) provistos de equipos activos de gestión de flujos y un número M de sitios remotos Dm (14) desprovistos de tales equipos,
intercambiando dichos sitios centrales (12) entre ellos información destinada específicamente a la gestión de los flujos intercambiados entre cada uno de los sitios centrales (12) y cada uno de los sitios remotos (14), procedimiento caracterizado porque comprende las siguientes etapas:
- asociar dinámicamente cada sitio remoto (14) a un subconjunto de sitios centrales (12) en función del tráfico realmente comprobado,
- establecer una matriz de tráfico dinámico que indique, para cada sitio remoto (14), el grupo de sitios centrales (12) que intercambia datos con este sitio remoto (14) durante un periodo de observación dado,
- intercambiar entre los diferentes sitios centrales (12) de cada grupo información mínima sobre el tráfico en tiempo real con cada uno de dichos sitios remotos (14),
- definir a partir de la información intercambiada en la etapa anterior una imagen local que indique el estado de precongestión para el tráfico de cada sitio remoto (14),
- calcular reglas de gestión del tráfico de (respectivamente hacia) cada sitio remoto (14) en función de la imagen definida en la etapa anterior
Tipo: Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: W06069376EP.
Solicitante: IPANEMA TECHNOLOGIES.
Nacionalidad solicitante: Francia.
Dirección: 28 RUE DE LA REDOUTE,92260 FONTENAY AUX ROSES.
Inventor/es: GRENOT, THIERRY, BONNET,FLORIAN, IMBERT,BERNARD, PROVOST,JACQUES.
Fecha de Publicación: .
Fecha Concesión Europea: 16 de Septiembre de 2009.
Clasificación Internacional de Patentes:
- H04L12/24E2
Clasificación PCT:
- H04L12/24 ELECTRICIDAD. › H04 TECNICA DE LAS COMUNICACIONES ELECTRICAS. › H04L TRANSMISION DE INFORMACION DIGITAL, p. ej. COMUNICACION TELEGRAFICA (disposiciones comunes a las comunicaciones telegráficas y telefónicas H04M). › H04L 12/00 Redes de datos de conmutación (interconexión o transferencia de información o de otras señales entre memorias, dispositivos de entrada/salida o unidades de tratamiento G06F 13/00). › Disposiciones para el mantenimiento o la gestión.
- H04L12/56
Fragmento de la descripción:
Procedimiento y dispositivo de control a distancia de la congestión de flujos de mallas en una red de telecomunicación en modo paquete.
Campo técnico
La invención se sitúa en el campo de las telecomunicaciones y se refiere más específicamente a un procedimiento de control remoto de la congestión de flujos de mallas intercambiados en una red de telecomunicación en modo paquete entre un número N de sitios centrales Ci provistos de equipos de gestión de flujos y un número M de sitios remotos Dm que no comprenden tales equipos.
La invención también se refiere a un dispositivo destinado a poner en práctica este procedimiento.
La invención se aplica sin importar la extensión geográfica de la red, la velocidad de transmisión de datos enviada por esta y el número de usuarios de esta red. En particular, funciona en el caso en el que los usuarios de un mismo sitio remoto Dm se comunican simultáneamente con varios sitios centrales Ci, formando así flujos de mallas.
La invención es independiente de las tecnologías de red en modo paquete, pero está particularmente adaptada a las redes que utilizan el protocolo IP (Internet Protocol), como por ejemplo, la red Internet o redes VPN (Virtual Private Networks o Redes Privadas Virtuales). Estas últimas ofrecen una interconexión a nivel IP de manera privativa para un grupo de usuarios dado (normalmente una empresa u organización con varios establecimientos), al tiempo que utilizan una infraestructura de red compartida (por ejemplo, Internet).
Estado de la técnica anterior
Las redes de telecomunicación en modo paquete se caracterizan porque la información enviada se transmite en grupos llamados paquetes, constituidos esencialmente por un encabezamiento que contiene la información para el envío del paquete en la red y de los datos que se han de transmitir. La información de direccionamiento contenida en los encabezamientos permite identificar flujos de información entre las aplicaciones finales. Estos paquetes se transmiten a través de la red y toman, a conveniencia de esta red, medios de transmisión y de conmutación muy variados. La tecnología principalmente utilizada hoy en día para estas redes de telecomunicación en modo paquete es el protocolo IP (Internet Protocol). Este protocolo se utiliza de principio a fin y puede transmitirse por redes de transmisión muy diferentes, como por ejemplo, redes Ethernet, redes FR (Frame Relay), redes ATM (Asynchronous Transfer Mode), redes SDH (Synchronous Digital Hierarchy), redes SONET (Synchronous Optical Network), redes MPLS (Multiprotocol Label Switching) o incluso redes DWDM (Dense Wavelength Digital Multiplexing), etc.
Clásicamente los paquetes se emiten por un gran número de orígenes que funcionan independientemente unos de otros, hacia un gran número de destinos que también funcionan independientemente unos de otros.
La figura 1 muestra un ejemplo de una red como esta:
Los usuarios 2 pueden ser usuarios individuales, agencias, empresas (que tienen su propia red local interna), etc.
La red 4 de tránsito representa la parte central, generalmente de gran capacidad y que cubre un gran territorio (el mundo entero en el caso de la red Internet). Esta red la comparten generalmente una multitud de usuarios y/o redes privadas.
Las redes 6 de acceso tienen generalmente un flujo de datos medio o lento y las comparten usuarios situados en una zona geográfica limitada. El "bucle local", vínculo por cable, óptico, por radio, etc., entre el usuario y el proveedor del servicio de acceso se considera, por consiguiente, que forma parte de la red de acceso.
Calidad de Servicio
La Calidad de Servicio está constituida por el conjunto de las características pertinentes que afectan a la transferencia de información entre dos puntos dados de una red. Se define especialmente por:
- - la calidad del acceso al servicio;
- - la disponibilidad del servicio;
- - el tiempo de reestablecimiento del servicio en caso de fallo;
- - la calidad del servicio de transferencia de información;
- - el tiempo de transferencia de información transcurrido entre el origen y el destino;
- - la variación del tiempo de transferencia de información transcurrido (la inestabilidad);
- - la degradación de la información transmitida (pérdidas, errores);
- - la cantidad de información que se puede transmitir de manera efectiva por la red (ancho de banda).
La extensión geográfica, la gran utilización en común de los equipos de infraestructura entre muchos usuarios, la variedad de los flujos intercambiados y la complejidad de las arquitecturas desplegadas hacen muy difícil la predicción y la garantía de la Calidad del Servicio en tales redes.
La velocidad de transmisión de datos que se puede transmitir entre dos usuarios dados, el tiempo de transferencia de información transcurrido, la variación en el tiempo de este tiempo transcurrido (la inestabilidad) y la tasa de pérdida asociada son elementos fundamentales de esta Calidad del Servicio. Su control es lo único que permite desplegar servicios profesionales críticos (transporte de la voz, de las imágenes, de las transacciones, de los datos críticos, comercio electrónico, etc.).
Una forma normal de mejorar la calidad del servicio consiste en aumentar la capacidad de la red. Sin embargo, dado el gran coste de inversión y de utilización de estas redes, se desea utilizarlas al máximo y por lo tanto, una solución muy cara como esta tiene un uso limitado.
Dispositivos (protocolos, equipos de transmisión, de conmutación, de enrutamiento, etc.), dependientes de la naturaleza de las diferentes redes pueden ponerse en práctica para gestionar estos elementos de Calidad del Servicio. Se basan generalmente en mecanismos de prioridad y de reserva de recursos para la solicitud (AATM, RSVP sobre IP...) o para la configuración (ATM, DiffServ sobre IP...). Estos dispositivos tienen en general un alcance limitado solamente a una parte de la red. Al estar en constante mutación, interactúan difícilmente.
En todos los casos, el resultado depende en gran medida del comportamiento de los usuarios origen: velocidad de transmisión de datos de emisión, regularidad del tráfico, matriz de tráfico, etc.. Este comportamiento es muy difícil de prever, debido a la gran variedad de las aplicaciones que utilizan las redes (transporte de la voz, de imágenes, transferencia de archivos, consulta de bases de datos, etc.), de la multiplicidad de los usuarios presentes y de la gran variedad de sus necesidades.
También en todos los casos el resultado depende en gran medida de las reglas de ingeniería y de la configuración de los múltiples parámetros de la red. Estas reglas son muy difíciles de determinar, en particular debido al tamaño de las redes, a la gran variedad de las tecnologías utilizadas en un momento dado (parque no homogéneo) y de la multiplicidad de las organizaciones (operadores de acceso al servicio, operadores de puntos de presencia, transportadores a larga distancia, etc.) implicados desde el principio hasta el fin del camino.
El fenómeno de la congestión en las redes
La congestión se define como un estado en el que el uso del recurso alcanza la capacidad máxima que este recurso es capaz de proporcionar. En el caso de las redes, se trata esencialmente del ancho de banda: una unión o un elemento de unión se congestiona cuando la velocidad de transmisión de datos de información se aproxima, alcanza e incluso intenta sobrepasar la velocidad de transmisión de datos máxima que esta unión o este elemento de unión es capaz de transmitir sin degradación (pérdida de información, retraso...).
La Calidad del Servicio está relacionada principalmente con la congestión de los diferentes elementos de la red tomados por la información durante su transferencia. Aunque existe una infinidad de gradaciones, se puede hacer un esquema de los casos de funcionamiento a los que se enfrentan estos dos modos:
- O bien no hay ninguna asignación de recursos y la red hace lo posible para hacer llegar la información hasta el destinatario, según la actividad de los orígenes;
- O bien hay un mecanismo de asignación de recursos y la cantidad de información...
Reivindicaciones:
1. Procedimiento de control remoto de la congestión de flujos de mallas intercambiados en una red de telecomunicación en modo paquete entre un número N de sitios centrales Ci (12) provistos de equipos activos de gestión de flujos y un número M de sitios remotos Dm (14) desprovistos de tales equipos, intercambiando dichos sitios centrales (12) entre ellos información destinada específicamente a la gestión de los flujos intercambiados entre cada uno de los sitios centrales (12) y cada uno de los sitios remotos (14), procedimiento caracterizado porque comprende las siguientes etapas:
- asociar dinámicamente cada sitio remoto (14) a un subconjunto de sitios centrales (12) en función del tráfico realmente comprobado,
- establecer una matriz de tráfico dinámico que indique, para cada sitio remoto (14), el grupo de sitios centrales (12) que intercambia datos con este sitio remoto (14) durante un periodo de observación dado,
- intercambiar entre los diferentes sitios centrales (12) de cada grupo información mínima sobre el tráfico en tiempo real con cada uno de dichos sitios remotos (14),
- definir a partir de la información intercambiada en la etapa anterior una imagen local que indique el estado de precongestión para el tráfico de cada sitio remoto (14),
- calcular reglas de gestión del tráfico de (respectivamente hacia) cada sitio remoto (14) en función de la imagen definida en la etapa anterior.
2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque dicha gestión de los flujos comprende las siguientes etapas previas:
- configurar automáticamente los equipos activos de gestión de flujos (30) de los sitios centrales (12) en función de estos reagrupamientos dinámicos,
- para cada sitio remoto (14), coordinar los equipos activos (30) de manera que se gestione en tiempo real el tráfico con destino o procedente de los mismos sitios centrales hacia/de este sitio remoto (14).
3. Procedimiento según la reivindicación 2, caracterizado porque, para cada sitio remoto (14) y para cada sesión de intercambio de datos de (respectivamente hacia) este sitio remoto (14), el cálculo de las reglas de gestión del tráfico se ejecuta localmente en cada sitio central (12) y comprende las siguientes etapas:
- detectar precongestiones próximas a la capacidad máxima de intercambio de (respectivamente hacia) este sitio,
- repartir los recursos de transmisión entre las diferentes sesiones en función de los estados de precongestión detectada, de la naturaleza y del número de estas sesiones.
4. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la ejecución del establecimiento de una matriz de tráfico dinámico se distribuye entre los equipos activos de gestión de flujos (30) de los diferentes sitios centrales (12) de manera que cada sitio central Ck:
- determina una lista de sitios remotos Dm con los que ha intercambiado la información durante el periodo de observación,
- intercambia periódicamente dicha lista con el resto de sitios centrales Ci (12),
- constituye una base (Mim) de información que es la matriz en el conjunto de los sitios centrales Ci (12) y de los sitios remotos Dm (14),
- deduce, para cada sitio remoto n (14), los sitios centrales (Ckn) (12) con los que el sitio remoto n ha intercambiado información durante la observación considerada.
5. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el establecimiento de la matriz dinámica de tráfico se ejecuta periódicamente durante un primer bucle de tratamiento que tiene una duración adaptada para establecer una matriz de tráfico asociada, teniendo en cuenta la superposición de todos los tipos de tráfico durante dicho periodo.
6. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque los intercambios de información entre los sitios centrales (12) y la definición de una imagen local que indica el estado de precongestión se ejecutan periódicamente durante un segundo bucle de tratamiento que tiene una duración adaptada para establecer una matriz del tráfico en tiempo real de manera que se detectan en tiempo real los diferentes estados de congestión.
7. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el cálculo de las reglas de gestión del tráfico se ejecuta periódicamente durante un tercer bucle de tratamiento que tiene una duración muy corta con respecto a las duraciones de ejecución del primer y segundo bucles de tratamiento de manera que se regula el tráfico en tiempo real, en función del tipo y de la cantidad de flujos intercambiados entre los sitios centrales (12) y los sitios remotos (14).
8. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el establecimiento de una matriz de tráfico dinámico lo gestiona un equipo de gestión central de la siguiente manera:
- cada equipo activo (30) de cada sitio central (12) efectúa una medición de actividad para el tráfico entre el mismo y cada sitio remoto (14), en los dos sentidos de comunicación,
- el equipo de gestión centralizada recoge periódicamente la información de tráfico en todos los equipos activos (30) de cada sitio central (12),
- el equipo de gestión centralizada deduce de esta para cada sitio remoto (14) la lista de los sitios centrales (12) con los que intercambia información,
- el equipo de gestión centralizada comunica al equipo activo (30) de cada sitio central (12) dichas listas.
9. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque el número N de sitios centrales Ci (12) es inferior al número M de sitios remotos Dm (14).
10. Dispositivo de control remoto de la congestión de flujos de mallas intercambiados en una red de telecomunicación en modo paquete entre un número N de sitios centrales Ci (12) provistos de equipos activos de gestión de flujos (30) y un número M de sitios remotos Dm (14) no comprendiendo tales equipos, dispositivo caracterizado porque comprende:
- medios para establecer una matriz de tráfico que indica, para cada sitio remoto (14), el grupo de sitios centrales (12) que intercambian datos con este sitio remoto (14) durante un periodo de observación dado,
- medios para intercambiar entre los diferentes sitios centrales (12) de cada grupo información mínima sobre el tráfico en tiempo real con cada uno de dichos sitios remotos (14),
- medios para definir a partir de la información intercambiada una imagen local que indica el estado de congestión a nivel de cada sitio remoto (14),
- medios para calcular y aplicar reglas de gestión del tráfico de (respectivamente hacia) cada sitio remoto (14) en función de la imagen definida.
11. Dispositivo según la reivindicación 10, caracterizado porque dichos medios para establecer una matriz de tráfico se disponen en cada sitio central (12).
12. Dispositivo según la reivindicación 10, caracterizado porque dichos medios para establecer una matriz de tráfico se disponen en un equipo de gestión central dispuesto en la red (10).
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