Reserva de recursos sincronizados de tiempo en redes con paquetes conmutados.

Método para programar unas reservas de recursos en una red de comunicaciones con paquetes conmutados,

en donde dicho método comprende las etapas, tratadas en el nivel de la capa de enlace de datos del modelo de Interconexión de Sistemas Abiertos, OSI, de:

• incluir una información de tiempo en cada solicitud, emitida por un primer nodo (Hi) de la red y reenviada por al menos un segundo nodo (Sj) de la red, y que solicita una reserva de recursos para recibir un flujo definido por especificaciones en un momento que está representado por dicha información de tiempo, y

• almacenar dicha información de tiempo, incluida en cada solicitud del primer nodo de la red enviada en correspondencia con las especificaciones de flujo asociadas, en al menos una base de datos relacionada gestionada por un segundo nodo (Sj) de la red que participa en dicho reenvío de la solicitud.

DESCRIPCIÓN.

Reserva de recursos sincronizados de tiempo en redes con paquetes conmutados Campo de la invención.

La presente invención se refiere al campo de las redes de comunicación, y más precisamente a la gestión de la reserva de recursos en redes con paquetes conmutados.

Antecedentes de la invención.

Los nuevos esfuerzos de normalización, como los realizados en la organización de la IEEE, permiten realmente considerar la estricta aplicación de la reserva de recursos en el nivel OSI 2 (Capa de Enlaces) . Sin embargo, todos estos mecanismos no están correlacionados en el tiempo y por lo tanto no permiten indicar el momento final de una reserva actual o planificar una reserva futura.

En el presente documento el término "recurso" se refiere a todas las variables de la red, tales como la anchura de banda, la fluctuación y el tiempo de espera, por ejemplo, que caracterizan un flujo (o tren) de datos entre dos nodos a través de una infraestructura dada.

Algunos entornos, tal como los entornos de producción de vídeo profesional y los de transmisión, son unos entornos muy sensibles al tiempo. Por lo tanto, se ha propuesto sustituir la infraestructura de punto a punto que normalmente han usado con una red con paquetes conmutados. No obstante, esto implica tener en cuenta todos los tiempos de espera que pudieran influir en las calidades de funcionamiento de todo el sistema.

El modelo OSI bien conocido (ilustrado esquemáticamente en la Figura 1 y normalizado por la organización ISO) define un marco de funcionamiento en red para aplicar unos medios de comunicación en siete capas. Las capas 1 a 4 están a cargo del transporte de los datos en un medio de comunicación dado, en tanto que las capas 5 a 7 se usan para permitir diferentes aplicaciones para comunicación independientemente de la infraestructura de comunicación usada.

El paradigma establecido por el documento WO2008/113791 es que ningún dispositivo de la red central (procesamiento de la capa 2 OSI) puede configurarse para tratar la conmutación de imágenes a partir de una interpretación de los datos transportados en un entorno que cumple la norma IEEE 802.1, por lo que el documento WO2008/113791 propone un dispositivo específico para realizar esta tarea (capas 5/6/7 OSI) .

La presente invención solamente se refiere a la capa 2 OSI, es decir a la capa de enlace de datos. Por lo tanto, todos los mecanismos descritos a partir de ahora están tratados en la capa 2 OSI.

Como es sabido por el experto en la técnica, los conmutadores de la red central son equipos de la red central que envían tráfico en la información contenida en el encabezamiento de la capa 2. Este "reenvío" difiere del "encaminamiento" que se refiere a las operaciones en la información de la capa 3.

Estos conmutadores de la red central solamente envían tráfico a las direcciones usando una tabla de reenvío que asocia una dirección del equipo físico a uno de sus puertos. Cuando una trama es recibida por un conmutador de la red central, su encabezamiento de la capa 2 da la dirección del equipo físico y por lo tanto una entrada asociada a la tabla de reenvío, que designa el puerto al que el conmutador de la red central tiene que reenviar la trama. Debido a que operan en un nivel bajo, los procesos de los conmutadores de la red se aplican en el equipo físico, que permite la gestión de sus tiempos de espera.

El Grupo de Trabajo (TG) de Conexión en Puente de Audio/Video (AVB) de la IEEE 802.1, que forma parte de la IEEE 802.1, tiene como fin proporcionar unas especificaciones que permitirán los servicios de flujo de datos de bajo tiempo de espera sincronizados en el tiempo a través de las redes 802. Este TG comprende un subgrupo "IEEE 802.1AS: Temporización y Sincronización" que tiene como fin definir a través de una Capa 2 normal un servicio de sincronización del tiempo que es apropiado para las exigencias más estrictas de las aplicaciones de la electrónica de consumidor.

La norma 802.1AS especifica el protocolo y los procedimientos que deben usarse para asegurar que se cumplan las exigencias de sincronización de las aplicaciones sensibles al tiempo, tales como las de audio y video, a través de las Redes de Área Local de Conexión en Puente y Virtuales que constan de unos medios LAN en los que las demoras de transmisión son fijas y simétricas, tales como los enlaces duplex completos IEEE 802.3, por ejemplo. Esto incluye el mantenimiento del tiempo sincronizado durante la operación normal y la siguiente adición, la eliminación del fallo de los componentes de la red así como la reconfiguración de la red. Esta norma 802.1AS especifica el uso de las especificaciones IEEE 1588 cuando sean aplicables en el contexto de las normas IEEE 802.1D y 802.1Q. La sincronización de una señal de temporización proporcionada externamente (por ejemplo, una norma de temporización reconocida tal como UTC o TAI) no forma parte de esta norma pero no está excluida.

El grupo de trabajo IEEE 802.1AVB comprende otros dos subgrupos, los 802.1Qat y 802.1Qav, que se refieren al nuevo mecanismo de reserva de recursos.

La norma 802.1Qat tiene como fin definir un sistema de control de admisión que permite puentes para garantizar los recursos necesarios para los flujos de Audio/Video (AV) . Especifica los protocolos, procedimientos y objetos gestionados, que pueden ser usados por los mecanismos de capa superior existentes, que permite que los recursos de red se reserven para flujos de tráfico específicos que atraviesan una red de área local conectada en puente. Identifica los flujos de tráfico a un nivel suficiente para que los conmutadores determinen los recursos requeridos y proporcionen un mecanismo para el mantenimiento dinámico de esos recursos.

Esta norma proporciona un protocolo de señalización para hacer posible la gestión de recursos de un extremo a otro de la reserva de recursos de los flujos garantizados con QoS. El protocolo de señalización facilita el registro, eliminación del registro, y retención de la información de reserva de recursos en los elementos de red pertinentes. El protocolo de señalización es un componente esencial de la configuración automática en aplicaciones de red de área local conectadas en Puente que requieren unas garantías de tiempo de espera y de anchura de banda. La aplicación de las actuales tecnologías IEEE 802 para flujos de datos de alta calidad sensibles al tiempo permite a los usuarios aumentar la carga de sus redes de forma desconocida en la medida en la que la experiencia del usuario está influida negativamente. Para proporcionar la capacidad de QoS coherente garantizada, la disponibilidad de los recursos de la red a lo largo de toda la vía de los datos tiene que ser asegurada antes de que tenga lugar la transmisión. Esto requiere la definición de descriptores del flujo de tráfico y de un protocolo para señalar la reserva de recursos a lo largo de la vía de los flujos de un extremo a otro extremo. Se usa el protocolo de registro múltiple (MRP) como una base para este protocolo.

La norma 802.1Qav tiene como objeto mejorar las reglas de reenvío de tramas de conexión en puente de la norma 802.1 para soportar los flujos AV. Permite a los conmutadores proporcionar garantías para la transmisión de datos de audio video (tráfico AV) en tiempo real de sensibilidad a las pérdidas y sensibilidad al tiempo (esto es, una variación ligada al tiempo de espera y a la entrega) . Especifica la medición de ingresos según la prioridad, la regeneración de la prioridad y los algoritmos de drenaje de cola teniendo en cuenta la temporización. Se asignan los valores de prioridad codificados de Red de Área Local Virtual (VLAN) , en conjunto, para segregar tramas entre las colas controladas y no controladas, que permiten el soporte simultáneo para el tráfico AV y otro tráfico conectado enpuente en y entre las Redes de Área Local por cable e inalámbricas (WLANs) . Esta norma especifica las mejoras de la función de reenvío de los conmutadores de red anteriormente mencionados (que cada vez se usan más para interconectar los dispositivos que soportan las aplicaciones de flujos de datos de audio y video) para proporcionar garantías de calidad de funcionamiento que permitan el tráfico sensible al tiempo en una red de área local y para armonizar la pérdida por demora, fluctuación y de paquetes de las redes de la Capa 2.

Los nuevos trabajos de normalización en marcha antes mencionados permiten la sincronización precisa de los elementos de red conectados (nodo extremo y equipo de la red central) y asegurar una reserva estricta de recursos. No obstante, incluso si su fin es soportar aplicaciones sensibles al tiempo, no están totalmente relacionados debido a que la... [Seguir leyendo]

REIVINDICACIONES.

1. Método para programar unas reservas de recursos en una red de comunicaciones con paquetes conmutados, en donde dicho método comprende las etapas, tratadas en el nivel de la capa de enlace de datos del modelo de Interconexión de Sistemas Abiertos, OSI, de:

incluir una información de tiempo en cada solicitud, emitida por un primer nodo (Hi) de la red y reenviada por al menos un segundo nodo (Sj) de la red, y que solicita una reserva de recursos para recibir un flujo definido por especificaciones en un momento que está representado por dicha información de tiempo, y almacenar dicha información de tiempo, incluida en cada solicitud del primer nodo de la red enviada en correspondencia con las especificaciones de flujo asociadas, en al menos una base de datos relacionada 10 gestionada por un segundo nodo (Sj) de la red que participa en dicho reenvío de la solicitud.

2. Un primer nodo (Hi) de la red destinado a estar conectado a una red de comunicaciones con paquetes conmutados, en donde dicho primer nodo de la red comprende unos medios de procesamiento dispuestos, cada vez que dicho primer nodo (Hi) de la red desea solicitar una reserva de recursos para recibir un flujo definido por unas especificaciones, i) para generar una solicitud que incluye dichas especificaciones de flujo y una información de tiempo que representa un momento en el que dicho primer nodo (Hi) de la red desea comenzar a recibir dicho flujo, y ii) para transmitir dicha solicitud generada a un segundo nodo (Sj) de la red al que dicho primer nodo (Hi) de la red está conectado, de modo que dicha solicitud pueda ser reenviada en el nivel de la capa de enlace de datos del modelo de Interconexión de Sistemas Abiertos, OSI, a otros nodos (Sj) de la red de dicha red de comunicaciones por paquetes conmutados.

3. Un segundo nodo (Sj) de la red para una red de comunicaciones con paquetes conmutados que comprende unos medios de procesamiento dispuestos, cuando dicho segundo nodo (Sj) de la red ha recibido una solicitud emitida por un primer nodo (Hi) de la red y que incluye las especificaciones de un flujo y una información de tiempo que representa un momento en el que dicho primer nodo (Hi) de la red desea comenzar a recibir dicho flujo, para almacenar dicha información de tiempo en correspondencia con las especificaciones del flujo asociadas en una base de datos relacionada de dicho segundo nodo (Sj) de la red, con el fin de que el último (Sj) sea capaz de reenviar, en el nivel de la capa de enlace de datos del modelo de Interconexión de Sistemas Abiertos, OSI, dicho flujo solicitado a dicho primer nodo (Hi) de la red solicitante a partir del momento representado por dicha información de tiempo almacenada.