LIMITACIÓN DE TRÁFICO MEDIANTE COMPROBACIÓN DE ADMISIBILIDAD PARA UNA RED SIN CONEXIÓN, ORIENTADA A PAQUETES CON TRANSMISIÓN DE NIVEL DE QOS.

Procedimiento para la limitación de tráfico en una red sin conexión,

orientada a paquetes, para una transmisión eficaz con nivel de QoS de paquetes de datos de al menos una clase de prioridad, en el que para un grupo de paquetes de datos que deben encaminarse a través de la red de una clase de prioridad se realizan comprobaciones de admisibilidad, caracterizado porque - las comprobaciones de admisibilidad comprenden una comprobación de admisibilidad respecto a la entrada de red y a la salida de red, y - la transmisión del grupo de paquetes de datos con la prioridad requerida sólo se admite, si las comprobaciones de admisibilidad tienen un resultado positivo

Limitación de tráfico mediante comprobación de admisibilidad para una red sin conexión, orientada a paquetes con transmisión de nivel de QoS.

La invención se refiere a un procedimiento, a una red, a un nodo marginal y a un servidor para la limitación de tráfico en una red sin conexión, orientada a paquetes, para una transmisión eficaz con nivel de QoS de paquetes de datos de al menos una clase de prioridad.

La integración de servicios de telecomunicaciones y de datos conlleva una serie de requisitos respecto a la técnica de conmutación y las redes. Para ser adecuadas de igual manera para infoentretenimiento y tráfico comercial, las redes usadas deben tener una alta capacidad, permitir la transmisión en tiempo real, ser fiables y garantizar un alto grado de seguridad. Además como condición adicional se encuentran unos costes lo más reducidos posible.

Los servicios de datos se desarrollan actualmente en gran medida a través de redes IP (redes basadas en el Protocolo de Internet), que funcionan sin conexión - a nivel de IP - y orientadas a paquetes. Los progresos en la tecnología de los encaminadores han conducido al desarrollo de encaminadores IP, que con respecto a la capacidad del tráfico de datos conmutado y tiempos de retardo por colas de espera posibilitan principalmente servicios de telecomunicación y servicios con gran consumo de ancho de banda tales como vídeo bajo demanda o videoconferencias en tiempo real.

Las dificultades surgen en el caso de un grado de utilización elevado de la red IP, con el que los tiempos de retardo aumentan exponencialmente o en el caso de la acumulación en exceso de tráfico de datos en tramos individuales, que actúan entonces como cuello de botella y limitan la tasa de transmisión.

Por estas dificultades en las redes IP convencionales no es posible, en la medida deseada, garantizar una calidad de servicio elevada - denominada en la bibliografía en la mayoría de los casos calidad de servicio (QoS, Quality of Service).

Los perfeccionamientos tienen como objetivo poder hacer compromisos mejores con respecto a la calidad de servicio, sin perder las ventajas de la reducida complejidad y flexibilidad de la red IP.

El modelo de servicios diferenciados (Diff-Serv, Differentiated Services) se basa en la observación de que el procesamiento de mejor esfuerzo (best-effort) de paquetes de datos en la red IP conduce a las dificultades mencionadas anteriormente en la garantía de la calidad de servicio. Convencionalmente los paquetes de datos se transmiten, si es posible, de manera rápida y completa, sin que se den garantías respecto a la fiabilidad y la seguridad de la transmisión. En caso de una utilización elevada o sobrecarga de la red se produce un empeoramiento de la calidad de servicio por retrasos o el descarte de paquetes de datos.

El concepto Diff-Serv tiene como objetivo una mejor calidad de servicio para servicios con requisitos de calidad elevados mediante la introducción de clases de servicio. Se habla en este contexto a menudo también de un modelo CoS (class of service, clase de servicio). El concepto Diff-Serv se describe en las RFC publicadas por la IETF con los números 2474 y 2475. Las RFC 2638 y 2998 tratan aspectos adicionales del concepto. En el marco del concepto Diff-Serv, con ayuda de un campo DS (Differentiated Services, servicios diferenciados) en la cabecera IP de los paquetes de datos mediante la fijación del parámetro DSCP (DS codepoint, punto de código DS) se realiza una priorización del tráfico de paquetes. Esta priorización tiene lugar con ayuda de una asignación de recursos "por salto" ("per hop"), es decir los paquetes se procesan de manera diferente en los nodos según la clase de servicio (class of service) fijada en el campo DS mediante el parámetro DSCP. En este contexto se usa la expresión comportamiento por salto (PBH, per-hop behavior). Por ejemplo en el transcurso de un PBH se da preferencia a clases de servicio superiores con respecto a la puesta en cola y el procesamiento de colas de espera en los nodos.

Los elementos centrales de una red que se basa en el concepto Diff-Serv son las subredes DS - en la bibliografía inglesa denominadas a menudo DS domain (dominio DS) o single routing domain (dominio de único encaminamiento) - y los nodos marginales DS. En muchos casos una subred corresponderá a la red de un proveedor de servicios (service provider domain, dominio de proveedor de servicios). En el caso de los nodos marginales DS se diferencia entre nodos de acceso DS (ingress nodes, nodos de ingreso) y nodos de salida DS (egress nodes, nodos de egreso). Los paquetes de datos llegan a través de un nodo de acceso DS a una subred DS y abandonan la subred a través de un nodo de salida DS. Un nodo marginal DS puede reunir en este sentido la funcionalidad de un nodo de acceso DS para el tráfico entrante y de un nodo de salida DS para el tráfico saliente. La funcionalidad de los nodos marginales DS comprende la selección de paquetes de datos de manera correspondiente al parámetro DSCP y el marcado de paquetes de datos con ayuda de parámetros DSCP. Además existe la posibilidad en la subred DS, con ayuda de dispositivos para la gestión y el control del tráfico de datos (traffic conditioning, acondicionamiento del tráfico) de tomar medidas de control tal como la medición de flujos de datos, la distribución de paquetes de datos en colas de espera o el descarte de paquetes de datos. Estas medidas de control se toman a menudo en nodos de acceso DS o nodos de salida DS. En el marco del acondicionamiento del tráfico, los paquetes de datos pueden clasificarse y compararse con un perfil de tráfico previsto para la correspondiente clase de servicio (por ejemplo ancho de banda, recursos). En caso de desviaciones con respecto al perfil de tráfico pueden tomarse medidas, tales como la puesta en cola en una cola de espera o el descarte de paquetes de datos.

Normalmente en una subred DS se priorizan flujos (flows) o conexiones. La priorización tiene lugar en el nodo de acceso DS para la correspondiente subred DS dado el caso mediante la fijación o la modificación del parámetro DSCP. En los nodos dentro de la red (core nodes, nodos centrales) se lee el parámetro DSCP y se asigna a recursos de manera correspondiente a la priorización. La interpretación del parámetro DSCP y la asignación de recursos de los nodos internos individuales tienen lugar independientemente entre sí (comportamiento por salto). En el nodo de salida se revierte eventualmente una modificación del parámetro DSCP en el nodo de acceso, es decir el DSCP se restablece al valor original. De esta manera puede adaptarse el DSCP localmente, es decir según la subred y sus propiedades.

El concepto Diff-Serv evita procedimientos de reserva complejos de trayectos o ancho de banda y permite la priorización del tráfico de datos. En el caso de una transmisión a través de varias subredes se establecen clases de servicio con ayuda de los denominados acuerdos de nivel de servicio (SLA, Service Level Agreements) para toda la transmisión y se transforman por las subredes individuales tal como se describió anteriormente en el marco del acondicionamiento del tráfico. Sin embargo, en la práctica se producen cuellos de botella temporales y/o locales por ejemplo por la acumulación de tráfico de datos en tramos individuales. Por regla general, los paquetes de datos con el mismo destino, desde el momento en el que coinciden en un nodo, siguen la misma vía ajustada. En el caso de cuellos de botella el concepto Diff-Serv se encarga de que los paquetes de datos con una prioridad baja experimenten en primer lugar retrasos o descarte. La calidad de transmisión para los paquetes de datos altamente priorizados se mejora con ello, pero no pueden garantizarse normas de calidad por ejemplo para la transmisión en tiempo real. En el marco del concepto Diff-Serv sólo cabría la posibilidad de garantizar una transmisión con nivel de QoS, es decir una transmisión, en la que pueden proporcionarse y mantenerse determinados compromisos de calidad, si los perfiles de tráfico se ajustan con una utilización tan reducida de la subred, que los picos de carga se absorberían mediante el ancho de banda de reserva. Por regla general esto no se hace por motivos económicos, es decir debido a la reducida utilización de red resultante de ello. Por este motivo se habla en relación con el concepto Diff-Serv de un enfoque de CoS (clase de servicio) y no de un enfoque...

1. Procedimiento para la limitación de tráfico en una red sin conexión, orientada a paquetes, para una transmisión eficaz con nivel de QoS de paquetes de datos de al menos una clase de prioridad, en el que para un grupo de paquetes de datos que deben encaminarse a través de la red de una clase de prioridad se realizan comprobaciones de admisibilidad, caracterizado porque

- las comprobaciones de admisibilidad comprenden una comprobación de admisibilidad respecto a la entrada de red y a la salida de red, y

- la transmisión del grupo de paquetes de datos con la prioridad requerida sólo se admite, si las comprobaciones de admisibilidad tienen un resultado positivo.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque

- el grupo de paquetes de datos viene dado por los paquetes de datos de un flujo de tráfico o por los paquetes de datos de la clase de prioridad acumulados en un puerto.

3. Procedimiento según la reivindicación 2, caracterizado porque

- el flujo de tráfico viene dado por un flujo, está asociado a una conexión o comprende paquetes de datos con una información de dirección común.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque

- en el marco de las comprobaciones de admisibilidad se tiene en cuenta el grado de utilización relativo a la capacidad total de la red y el ancho de banda disponible de los accesos a la red por el lado de entrada y por el lado de salida que han de usarse en la transmisión del grupo de paquetes de datos.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque

- en el marco de las comprobaciones de admisibilidad se tiene en cuenta el grado de utilización de la red y de los accesos a la red por el lado de entrada y por el lado de salida que han de usarse en la transmisión del grupo de paquetes de datos, el tráfico de la clase de prioridad del flujo de tráfico que ha de transmitirse y/o el tráfico de una clase de prioridad, que es superior o igual a la clase de prioridad del grupo de paquetes de datos.

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque

- en caso de un resultado negativo de las comprobaciones de admisibilidad se rechaza el grupo de paquetes de datos.

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque

- para el grupo de paquetes de datos que ha de encaminarse a través de la red se registran parámetros de tráfico en la red, que comprenden una información relativa a los recursos de transmisión necesa- rios.

8. Procedimiento según la reivindicación 7, caracterizado porque

- según los parámetros de tráfico registrados se realiza una reserva de recursos de transmisión.

9. Procedimiento según la reivindicación 7, caracterizado porque

- durante la transmisión del flujo de tráfico se comprueba que se cumplen los parámetros de tráfico registrados.

10. Procedimiento según la reivindicación 7, caracterizado porque

- los paquetes de datos no registrados se bloquean/se descartan.

11. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque

- sólo se realizan comprobaciones de admisibilidad para tráfico priorizado.

12. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque

- los paquetes de datos no priorizados se transmiten con calidad best-effort.

13. Red sin conexión, orientada a paquetes, para la transmisión de datos con medios para la realización de una comprobación de admisibilidad en la entrada de red y en la salida de red para la transmisión de un grupo de paquetes de datos de una clase de prioridad, que ha de encaminarse a través de la red.

14. Red según la reivindicación 13, caracterizada porque

- la red está dimensionada según valores límite para factores que determinan la QoS.

15. Red según la reivindicación 14, caracterizada porque

- la red está dimensionada según valores máximos para la probabilidad estadística, con la que se superan los valores límite de los factores que determinan la QoS.

16. Red según una de las reivindicaciones 13 a 15, caracterizada porque

- la red corresponde a un dominio de único encaminamiento.

17. Red según una de las reivindicaciones 13 a 16, caracterizada porque

- puede realizarse una transmisión de datos a través de la red con ayuda del protocolo IP.

18. Nodo marginal para su uso en una red sin conexión, orientada a paquetes, según la reivindicación 13, caracterizado porque

- el nodo marginal está equipado con medios para la realización de una comprobación de admisibilidad en la entrada de red o en la salida de red para la transmisión de un flujo de tráfico de una clase de prioridad, que ha de encaminarse a través de la red.

19. Nodo marginal según la reivindicación 18,

- con medios para la monitorización de parámetros de tráfico registrados en la red.

20. Servidor para su uso en una red sin conexión, orientada a paquetes, según la reivindicación 13, caracterizado porque

- el servidor está equipado con medios para la realización de una comprobación de admisibilidad en la entrada de red y en la salida de red para la transmisión de un grupo de paquetes de datos de una clase de prioridad, que ha de encaminarse a través de la red.

21. Servidor según la reivindicación 20,

- con medios para la monitorización de parámetros de tráfico registrados en la red.