MECANISMO DE TOLERANCIA A FALLOS OPTIMIZADO PARA RED ENTRE PARES.

Dispositivo de gestión de una red entre pares o punto a punto compuesta por un conjunto de nodos (N1,

N2, N3, N4) repartidos entre un conjunto de equipos de procesamiento (M1, M2, M3) y organizada en una forma circular, de modo que cada nodo posee un único nodo sucesor, incluyendo dicho dispositivo de gestión unos medios de admisión para insertar un nuevo nodo en el seno de dicha red entre pares y estando caracterizado porque dichos medios de admisión están previstos además para determinar un par de nodos adyacentes desplegados en un mismo equipo de procesamiento y para insertar dicho nuevo nodo entre los dos nodos de dicho par

La presente invención concierne al despliegue de una red entre pares o punto a punto en un conjunto de equipos de procesamiento. Más en particular, concierne a la utilización de estas redes entre pares para aplicaciones de telecomunicaciones.

Se conoce la distribución de determinadas aplicaciones de telecomunicaciones, en particular en un conjunto de 5 nodos de procesamiento. De esta manera, cada nodo no procesa más que una parte de las peticiones dirigidas a la aplicación y es posible dimensionar, de manera ocasionalmente dinámica, el número de nodos en función de los recursos necesarios para procesar esas peticiones. Semejante arquitectura permite asimismo con facilidad hacer la aplicación tolerante a fallos, debido a la redundancia inherente a los nodos entre sí.

No obstante, para determinadas aplicaciones se plantea el problema de la localización de información 10 contextual en el seno de este conjunto de nodos. En efecto, ciertas aplicaciones como un elemento de señalización pueden necesitar la memorización de un contexto entre dos mensajes que a él son dirigidos. Este contexto puede permitir procesar un mensaje siguiente de manera apropiada. Tal es el caso de un elemento de señalización SIP o «proxy SIP», que tiene que procesar una petición en función del estado de la sesión SIP (por «Session Initiation Protocol»). 15

Para este tipo de aplicaciones, es necesario, por una parte, guardar esa información contextual, pero también poder localizarla en el momento oportuno.

Un posible acercamiento consiste en disponer de una base de datos centralizada a la que tiene acceso cada uno de los nodos y que puede guardar y recuperar la información contextual de las sesiones que estos gestionan.

Sin embargo, cuando esta base de datos centralizada se implementa en un disco duro o en un soporte físico 20 equivalente, el tiempo de acceso a la información adquiere un carácter penalizador y hace esta solución inadecuada para las aplicaciones que demandan muy cortos tiempos de respuesta, como las aplicaciones de telecomunicaciones.

Implementar la base de datos en memoria permite eludir este problema del tiempo de acceso pero la necesidad de incorporar redundancia para repartir la carga de los accesos y para satisfacer las restricciones de tolerancia a fallos torna complejo el sistema. Se trata de hecho de constituir una red de bases distinta del conjunto de nodos de 25 procesamiento. Tal acercamiento, además de que no parece intelectualmente muy satisfactorio, origina problemas de configuración y no es ni flexible ni sencillo de gestionar.

Las redes entre pares permiten, mediante la utilización de una tabla hash distribuida, resolver estos problemas de una manera automática y transparente para el desarrollador de la aplicación y para los dispositivos que, externos a la aplicación, tengan que comunicarse con ella. 30

La figura 1 esquematiza una red entre pares o punto a punto compuesta por N nodos X1, X2, X3, X4... XN.

La información contextual que ha de memorizarse es asociada con claves que se distribuyen entre este conjunto de nodos. Generalmente, esta distribución se efectúa mediante una función hash que permite proyectar el espacio de las claves hacia el espacio de los nodos, obteniendo al propio tiempo un buen reparto de la carga entre esos nodos. 35

A partir de la clave, se puede dar con la información contextual. La aplicación de la misma función hash permite determinar el nodo asociado a esa clave y recuperar seguidamente la información almacenada en ese nodo y asociada a la clave.

Con objeto de hacer el sistema tolerante a fallos, generalmente está previsto que cada asociación entre una clave e información contextual se halle replicada en un segundo nodo. De esta manera, si el primer nodo deja de 40 funcionar, la información contextual puede ser recuperada desde ese segundo nodo.

Un algoritmo simple y comúnmente utilizado para determinar qué nodo tiene que guardar la copia de la información contextual consiste en elegir el sucesor, es decir, el nodo siguiente en el orden de la red entre pares. El interés de tal elección es que, en caso de avería de un nodo, la localización de la copia de la información contextual es inmediata. Se evita así un período de incertidumbre a consecuencia de una avería, que precisa de un procedimiento 45 suplementario para gestionar correctamente este período sin incurrir en el riesgo de responder de manera errónea a una petición.

Así, si la función hash aplicada a la clave buscada designa al nodo X2 y este último ya no es accesible o ya no contiene la información a consecuencia de un mal funcionamiento, el sistema determina automáticamente que en el nodo X3 se encuentra una copia de la información contextual buscada. 50

Estas implementaciones de una red entre pares están explicadas con más detalle en el artículo «Chord: A Scalable Peer-to-peer Lookup Service for Internet Applications» de Ian Stoica, Robert Morris, David Karger, M. Frans Kaashoek y Hari Balakrishnan, ACM SIGCOMM 2001, San Diego, CA, Agosto de 2001, pp. 149-160, así como en la

solicitud de patente estadounidense US2007/230482.

Con todo, en la práctica, el problema técnico de la tolerancia a fallos sigue planteándose. En efecto, las redes entre pares se despliegan en la práctica en redes de equipos de procesamiento. Al ser estos equipos cada vez más potentes, es ventajoso desplegar varios nodos en un mismo equipo. En el ejemplo de la figura 1, los nodos X2 y X3 se hallan situados en el equipo M2, los nodos X1 y XN se hallan situados en el equipo M1 y el nodo X4 se halla situado en 5 el equipo M3.

En consecuencia, si un equipo de procesamiento experimenta un mal funcionamiento, los nodos presentes pueden verse afectados y dejar de funcionar. Así, si el equipo de procesamiento M2 sufre una avería, los dos nodos X2 y X3 dejan de funcionar.

Ahora bien, según el algoritmo clásico consistente en localizar la copia de la información en el nodo sucesor, la 10 información guardada en el nodo X2 está duplicada en el nodo X3. En consecuencia, pese al mecanismo de tolerancia a averías del estado de la técnica, la información contextual asociada al nodo ya no está disponible.

Por lo tanto, el estado de la técnica es inadecuado para procurar una suficiente tolerancia a averías. La finalidad de la presente invención es subsanar esta carencia mejorando la gestión de una red entre pares o punto a punto. 15

Para tal fin, la invención tiene por principal objeto un dispositivo de gestión de una red entre pares compuesta por un conjunto de nodos repartidos entre un conjunto de equipos de procesamiento y organizada en una forma circular, de modo que cada nodo posee un único nodo sucesor. El dispositivo de gestión incluye medios de admisión (o componente de admisión) para insertar un nuevo nodo en el seno de la red entre pares.

Éste se caracteriza porque los medios de admisión están previstos además para determinar un par de nodos 20 adyacentes desplegados en un mismo equipo de procesamiento y para insertar ese nuevo nodo entre los dos nodos del par así determinado.

Los medios de admisión pueden ser, por ejemplo, un componente de admisión puesto en práctica por un dispositivo distinto de dichos nodos, o un componente de admisión implementado por la totalidad o parte de los nodos de la red entre pares. 25

La invención tiene asimismo por objeto un elemento de comunicación que incluye al menos una interfaz con una red de comunicaciones que contiene otros elementos de comunicación, y una red entre pares para el procesamiento de peticiones provenientes de esos otros elementos de comunicación. La red entre pares está constituida por nodos repartidos entre un conjunto de equipos de procesamiento y organizados en una forma circular, de modo que cada nodo posee un único nodo sucesor. Esta red entre pares está asociada además con un dispositivo de 30 gestión que incluye medios de admisión para insertar un nuevo nodo en el seno de la red entre pares.

El elemento de comunicación según la invención está previsto para que se guarde en los nodos información contextual utilizada para el procesamiento de las peticiones y se caracteriza porque los medios de admisión están además previstos para determinar un par de nodos adyacentes desplegados en un mismo equipo de procesamiento y para insertar ese nuevo nodo entre los dos nodos del par de que se trate. 35

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1. Dispositivo de gestión de una red entre pares o punto a punto compuesta por un conjunto de nodos (N1, N2, N3, N4) repartidos entre un conjunto de equipos de procesamiento (M1, M2, M3) y organizada en una forma circular, de modo que cada nodo posee un único nodo sucesor, incluyendo dicho dispositivo de gestión unos medios de admisión para insertar un nuevo nodo en el seno de dicha red entre pares y estando caracterizado porque dichos medios de 5 admisión están previstos además para determinar un par de nodos adyacentes desplegados en un mismo equipo de procesamiento y para insertar dicho nuevo nodo entre los dos nodos de dicho par.

2. Dispositivo de gestión según la reivindicación precedente, en el que dichos medios de admisión son un componente de admisión puesto en práctica por un dispositivo distinto de dichos nodos.

3. Dispositivo de gestión según la reivindicación precedente, en el que dichos medios de admisión son un 10 componente de admisión implementado por la totalidad o parte de dichos nodos.

4. Elemento de comunicación (E2) que incluye al menos una interfaz con una red de comunicaciones (NTEL) que contiene otros elementos de comunicación (E1), y una red entre pares (Np2p) para el procesamiento de peticiones (Req) provenientes de dichos otros elementos de comunicación, estando constituida dicha red entre pares por nodos (N1, N2, N3, N4, N5) repartidos entre un conjunto de equipos de procesamiento y organizados en una forma circular, de modo que 15 cada nodo posee un único nodo sucesor e incluyendo un dispositivo de gestión que comprende medios de admisión para insertar un nuevo nodo en el seno de dicha red entre pares, cuyo elemento de comunicación está previsto para que se guarde en dichos nodos información contextual utilizada para el procesamiento de dichas peticiones y se caracteriza porque dichos medios de admisión están además previstos para determinar un par de nodos adyacentes desplegados en un mismo equipo de procesamiento y para insertar dicho nuevo nodo entre los dos nodos de dicho par. 20

5. Elemento de comunicación según la reivindicación precedente, en el que dicha información contextual está duplicada en los nodos sucesores.

6. Elemento de comunicación según una de las reivindicaciones 4 ó 5, en el que dichos medios de admisión son un componente de admisión puesto en práctica por un dispositivo distinto de dichos nodos.

7. Elemento de comunicación según una de las reivindicaciones 4 ó 5, en el que dichos medios de admisión 25 son un componente de admisión implementado por la totalidad o parte de dichos nodos.

8. Elemento de comunicación según una de las reivindicaciones 4 a 7, en el que dicha interfaz con una red de comunicaciones es apta para transmitir mensajes de señalización acordes con el protocolo SIP.