Un nodo de borde de un dominio de red (10) que comprende al menos un nodo de entrada (11) para recibir y encaminar unidades de datos que pertenecen a una pluralidad de flujos en dicho dominio de red (10),

una pluralidad de encaminadores interiores (13, 14, 15) para encaminar dichas unidades de datos a través de dicho dominio de red (10), y al menos un nodo de salida (12) para encaminar dichas unidades de datos fuera de dicho dominio de red (10), estando dispuesto al menos uno de dichos encaminadores interiores (13, 14, 15) para detectar (7121) si está sometido a una situación de congestión, y para marcar de congestión las unidades de datos encaminadas (7122) si está sujeto a dicha situación de congestión, estando dicho nodo dispuesto para actuar como dicho nodo de salida (12) y que comprende: un elemento de control (123, 712) dispuesto para realizar una función de tratamiento de la congestión que comprende: - una parte (S31) para detectar la presencia de unidades de datos marcadas de congestión que llegan a dicho nodo de borde, - una parte (S32) para reaccionar ante la detección de la presencia de unidades de datos marcadas de congestión solicitando un proceso de control de la congestión, caracterizado porque el proceso de control de congestión está dispuesto para: 1a) enviar (S32) a dicho nodo de entrada (11) una instrucción para terminar uno o más flujos para de este modo reducir una carga de tráfico, 1b) esperar (S33) un periodo de tiempo determinado previamente (Trelax) y después determinar si las unidades de datos marcadas de congestión están todavía llegando a dicho nodo de borde, y 1c) si las unidades de datos marcadas de congestión están todavía llegando, se repiten los pasos 1a) a 1b)

CAMPO DEL INVENTO

La presente aplicación se refiere a un nodo de borde de un dominio de red que comprende uno o más nodos de entrada, una pluralidad de encaminadores interiores y uno o más nodos de salida, a un encaminador interior de tal dominio de red, y a los correspondientes métodos de control de un nodo de borde y un encaminador interior.

ANTECEDENTES DEL INVENTO

En el campo de las comunicaciones se usa ampliamente el transporte por conmutación de paquetes. Recientemente, las soluciones de transporte con base en IP han recibido más atención. IP significa Protocolo de Internet. El interés en IP es al menos parcialmente debido a la flexibilidad y al amplio despliegue de las tecnologías IP. Sin embargo, las redes de comunicación tales como las redes de telefonía tienen características diferentes cuando se comparan con las redes IP tradicionales debido a que las redes de comunicación normalmente desean ser simples, no caras y ser capaces de proporcionar una Calidad de Servicio (QoS) definida. Debido a las exigencias de la Calidad de Servicio es importante el control de la congestión del tráfico en las redes de comunicación.

Uno de los conceptos para proporcionar QoS en redes IP es la reserva de recursos en encaminadores por señalización a lo largo del trayecto de los datos. Como ejemplo, la organización de normalización del Grupo de Trabajo de Ingeniería de Internet (IETF) ha especificado un protocolo de señalización llamado RSVP (Protocolo de Reserva de Recursos) para realizar reservas de recursos en encaminadores IP y para proporcionar servicios integrados para tráfico en tiempo real y en tiempo no real en Internet (véase por ejemplo R. Braden y otros: Protocolo de Reserva de Recursos (RSVP) – versión 1 “Especificación Funcional”, RFC2205, Septiembre 1997; R. Braden y otros: “Servicios Integrados en la Estructura de Internet; una visión general”, RFC 1633, 1994; J. Roclawski: “El Uso de RSVP con Servicios Integrados IETF”, RFC2210, Septiembre 1997). En esta tecnología los mensajes de señalización RSVP reservan recursos en cada encaminador a lo largo del trayecto de los datos antes de enviar un flujo de tráfico en tiempo real. Los flujos en tiempo real se admiten en la red si los recursos han sido reservados con éxito en cada encaminador a lo largo del trayecto de los datos.

Este método requiere almacenar estados de reserva por flujo en cada encaminador a lo largo del trayecto de los datos. Los estados de reserva son estados transitorios, lo que significa que tienen que ser renovados mediante el envío periódico de mensajes de renovación. Si un estado reservado no es renovado, el estado y los correspondientes recursos se eliminan después de un periodo de fin de temporización. Las reservas pueden también ser eliminadas mediante mensajes explícitos de anulación. Con la ayuda de los estados por flujo los mensajes RSVP siguen siempre la corriente ascendente y descendente del trayecto de los datos. Por lo tanto, es capaz de interfuncionar con protocolos de encaminamiento normales. Si el tráfico es reencaminado, por ejemplo debido a la sobrecarga de un encaminador, los mensajes de renovación realizan reservas en el nuevo trayecto de los datos. El almacenamiento de estados por flujo en cada encaminador también permite la posibilidad de reparación del trayecto local. Después del reencaminamiento, si no hay recursos suficientes para soportar todos los flujos deseados para el nuevo trayecto, algunos flujos pueden ser terminados.

El almacenamiento y mantenimiento de los estados por flujo en cada encaminador puede ser un problema en redes grandes, en las que el número de flujos, y por tanto el número de estados de reserva puede ser alto. En respuesta a este problema de escalabilidad de RSVP, el IETF especificó un método de agregación que permite realizar reservas para flujos agregados (véase RFC3175, Septiembre 2001). Los estados de reserva agregados no son necesariamente creados, modificados o renovados para cada solicitud de flujo.

El método RSVP de agregación es capaz de hacer una decisión de control de admisión solamente en un nivel de agregación, lo que significa que todos los flujos que se tratan conjuntamente como un agregado se terminan si no hay recursos suficientes en un nuevo trayecto después del reencaminamiento.

Como medio para proporcionar QoS en redes a gran escala, se propuso una estructura denominada Servicios Diferenciados (DiffServ), véase RFC 2475, 1998 en la estructura DiffServ la escalabilidad se consigue ofreciendo servicios en una base agregada más que por flujo, y disponiendo el sistema de forma que se conserve lo máximo posible la información de estado por flujo en los nudos de borde de la red, y solamente la información de estado agregado se conserve en los nodos interiores. La diferenciación del servicio se consigue usando un campo específico en el encabezamiento IP, el denominado campo de Servicios Diferenciados (DS). Los paquetes se clasifican en grupos Per-Hop Behaviour (PHB) en los nodos de borde DiffServ. Los paquetes son tratados en encaminadores DiffServ de acuerdo con el PHB indicado en el campo DS del encabezamiento de mensaje. La estructura DiffServ no especifica modo alguno para dispositivos de fuera del dominio para reservar dinámicamente recursos o indicaciones de recepción de disponibilidad de recursos de red. En la práctica, los proveedores de servicio dependen de los Acuerdos de Nivel de Servicio (SLAs) en un periodo de tiempo de abono que estáticamente definen los parámetros del tráfico que será aceptado de un cliente.

Las redes DiffServ proporcionan QoS para tráfico en tiempo real de una forma escalable. La DiffServ es una estructura estática en la que el tráfico está limitado en los bordes del dominio, y los nodos interiores tienen que ser diseñados con unas dimensiones apropiadas. No existen mecanismos dinámicos para tratar un sobrevalor debido al reencaminamiento dentro del dominio, de forma que los nodos y enlaces interiores necesitan ser sobredimensionados con respecto a la carga media con el fin de proporcionar una garantía de QoS al menos hasta un cierto nivel.

El grupo de trabajo de Siguientes Pasos en Señalización (NSIS) del IETF está trabajando en un protocolo para abordar las exigencias de nueva señalización en redes IP, véase RFC 3726, Abril 2004. El protocolo de aplicación de señalización de QoS del NSIS es similar al RSVP aunque tiene algunas características adicionales tales como el que soporta modelos de QoS diferentes. Uno de los modelos QoS es la Gestión de Recursos en DiffServ (RMD). El RMD define métodos de control de admisión escalables para redes DiffServ. También incluye una función de control de congestión que es capaz de terminar varios flujos en una situación de congestión con el fin de mantener un QoS requerido para el resto de los flujos.

Una característica importante de las redes IP y de algunas otras redes conmutadas por paquetes en comparación con otras tecnologías usadas en comunicaciones, tales como ATM o SDH es que los protocolos de encaminamiento IP se adaptan automáticamente a los cambios de topología, por ejemplo, si un enlace o nodo falla, el tráfico es automáticamente reencaminado. Sin embargo, puede darse el problema de que el nuevo trayecto no sea capaz de soportar todos los flujos reencaminados, por ejemplo debido a una falta de anchura de banda. En tal situación es conveniente una gestión de la congestión.

La RMD define funciones para notificar a nodos de borde de un dominio DiffServ sobre la congestión que ocurre en los encaminadores interiores. Estas notificaciones están basadas en el “marcado de nuevo” de los paquetes de datos en el campo DS en los encaminadores interiores en proporción a la sobrecarga. Un nodo de borde puede entonces medir el número de paquetes marcados y enviar un mensaje de terminación para algunos flujos, si es necesario para reducir la carga de tráfico.

Un algoritmo para reaccionar ante la congestión está, por ejemplo, descrito en Andràs Csàzàr, Attila Takàcs, Robert Szabo, Vlora Rexhept y Georgios Karagiannis “Tratamiento de la Congestión Grave con Gestión de Recursos en DiffServ a Petición”, en las actas de Interfuncionamiento 2002. La Segunda Conferencia Internacional de Redes de Ordenadores IFIP-TC6, volumen 2345 de INCS, páginas 443-464, 2002, Pisa, Italia, o en Lars Westberg, Andràs Csàszàr, Georgios Karagiannis, Adam Marquetant, David Parlain, Octavian Pop, Vlora Rexhept, Robert Szabo y Attila Takàcs “Gestión de Recursos en DiffServ (RMD): Una Visión de Conjunto de Funcionalidad... [Seguir leyendo]

1. Un nodo de borde de un dominio de red (10) que comprende al menos un nodo de entrada (11) para recibir y encaminar unidades de datos que pertenecen a una pluralidad de flujos en dicho dominio de red (10), una pluralidad de encaminadores interiores (13, 14, 15) para encaminar dichas unidades de datos a través de dicho dominio de red (10), y al menos un nodo de salida (12) para encaminar dichas unidades de datos fuera de dicho dominio de red (10), estando dispuesto al menos uno de dichos encaminadores interiores (13, 14, 15) para detectar (7121) si está sometido a una situación de congestión, y para marcar de congestión las unidades de datos encaminadas (7122) si está sujeto a dicha situación de congestión, estando dicho nodo dispuesto para actuar como dicho nodo de salida (12) y que comprende:

un elemento de control (123, 712) dispuesto para realizar una función de tratamiento de la congestión que comprende:

- una parte (S31) para detectar la presencia de unidades de datos marcadas de congestión que llegan a dicho nodo de borde,

- una parte (S32) para reaccionar ante la detección de la presencia de unidades de datos marcadas de congestión solicitando un proceso de control de la congestión,

caracterizado porque

el proceso de control de congestión está dispuesto para:

1a) enviar (S32) a dicho nodo de entrada (11) una instrucción para terminar uno o más flujos para de este modo reducir una carga de tráfico,

1b) esperar (S33) un periodo de tiempo determinado previamente (Trelax) y después determinar si las unidades de datos marcadas de congestión están todavía llegando a dicho nodo de borde, y

1c) si las unidades de datos marcadas de congestión están todavía llegando, se repiten los pasos 1a) a 1b).

2. El nodo de borde de la reivindicación 1, en el que dicho elemento de control (123, 712) está dispuesto de tal modo que dicho proceso de control de congestión comprende además la fijación (S502, S506) de un valor de un parámetro de reducción de carga en respuesta a la detección de unidades de datos marcadas de congestión, y disponer dicha instrucción de forma que instruya a dicho nodo de entrada (11) para terminar uno o más flujos para así reducir la carga de tráfico de acuerdo con dicho valor de dicho parámetro de reducción de carga.

3. El nodo de borde de la reivindicación 2, en el que dicho elemento de control (123, 712) está dispuesto de forma que dicho parámetro de reducción de carga se exprese en términos de una carga absoluta y de una carga relativa.

4. El nodo de borde de la reivindicación 2 ó 3, en el que dicho elemento de control (123, 712) está dispuesto de forma que dicho proceso de control de congestión comprenda además una rutina de detección y de selección de flujo para detectar qué flujos están afectados por la congestión, y dicha instrucción comprenda una indicación de flujos de los que uno o más han de ser terminados de acuerdo con dicho valor de dicho parámetro de reducción de carga.

5. El nodo de borde de las reivindicaciones 2 a 4, en el que dichas unidades de datos marcadas de congestión pueden comprender un primer marcador o un segundo marcador, indicando dicho primer marcador que una carga de tráfico en un nodo interior (13, 14, 15) excede un primer umbral de carga, e indicando dicho segundo marcador que una carga de tráfico en un nodo interior (13, 14, 15) excede un segundo umbral de carga que corresponde a una carga más alta que dicho primer umbral de carga, y dicho elemento de control (123, 712) está dispuesto de forma que dicho proceso de control de congestión comprende además la fijación de dicho parámetro de reducción de carga en respuesta a la detección de dicho primer marcador y a un segundo valor de reducción de carga en respuesta a la detección de dicho segundo marcador, correspondiendo dicho segundo valor de reducción de carga a una reducción de carga mayor que dicho primer valor de reducción de carga.

6. El nodo de borde de la reivindicación 5, en el que dicho elemento de control (123, 712) está dispuesto de forma que dicho segundo valor de reducción de carga corresponde a una reducción de carga que es igual a la diferencia entre el segundo umbral de carga y el primer umbral de carga.

7. El nodo de borde de la reivindicación 5, en el que dicho elemento de control (123, 712) está dispuesto de forma que dicho segundo valor de reducción de carga corresponde a una reducción de carga que es igual al cociente de la diferencia entre el segundo umbral de carga y el primer umbral de carga, dividido por el segundo umbral de carga.

8. El nudo de borde de las reivindicaciones 5 a 7, en el que dicho elemento de control (123, 712) está dispuesto de forma que dicho proceso de control de congestión comprende además un procedimiento para:

5a) enviar a dicho nodo de entrada (11) dicha instrucción para terminar uno o más flujos para de este modo reducir una carga de tráfico que corresponde a un primer valor transitorio de reducción de carga,

5b) esperar dicho periodo de tiempo previamente determinado (Trelax) y después determinar si las unidades de datos marcadas de congestión que contienen dicho primer marcador están todavía llegando a dicho nodo de borde,

5c) si todavía se detecta dicho primer marcador se fija dicho parámetro de reducción de carga en un nuevo primer valor transitorio de reducción de carga menor que el valor previo provisional de reducción de carga y se repiten los pasos 5a) y 5b).

9. El nodo de borde de la reivindicación 8, en el que dicho elemento de control (123, 712) está dispuesto de forma que dicha fijación de dicho nuevo primer valor transitorio de reducción de carga menor que el valor transitorio previo está dispuesto de forma que una suma de una secuencia total de primeros valores transitorios de reducción de carga fijados es menor o igual que el segundo valor de reducción de carga.

10. El nodo de borde de una de las reivindicaciones 1 a 9, en el que dicho elemento de control (123, 712) está dispuesto de forma que dicho periodo de tiempo previamente determinado (Trelax) es un valor fijado.

11. El nodo de borde de las reivindicaciones 1 a 9, en el que dicho periodo de tiempo previamente determinado (Trelax) es un valor adaptable, y dicho elemento de control (123, 712) está dispuesto de forma que se proporciona una rutina de adaptación para dicho periodo de tiempo previamente determinado (Trelax).

12. El nodo de borde de la reivindicación 11, en el que dicho elemento de control (123, 712) está dispuesto de forma que dicha función de tratamiento de congestión comprende una rutina para determinar una indicación de un tiempo de propagación de una unidad de datos desde dicho nodo de entrada (11) a dicho nodo de salida (12), y dicha rutina de adaptación está dispuesta para adaptar dicho periodo de tiempo previamente determinado (Trelax) sobre la base de de dicha identificación de un tiempo de propagación de una unidad de datos.

13. El nodo de borde de la reivindicación 12, en el que dicha rutina para la determinación de una indicación de un tiempo de propagación de una unidad de datos comprende la monitorización de uno o más mensajes de renovación, mensajes de petición/respuesta y mensajes de señalización de mantenimiento intercambiados entre dicho nodo de entrada (11) y dicho nodo de salida (12).

14. Un encaminador interior para un dominio de red (10) que comprende al menos un nodo de entrada (11) para recibir y encaminar unidades de datos que pertenecen a una pluralidad de flujos a dicho dominio de red (10), una pluralidad de encaminadores interiores (13, 14, 15) para encaminar dichas unidades de datos a través de dicho dominio de red (10), y al menos un nodo de salida (12) para encaminar dichas unidades de datos fuera de dicho dominio de red (10), comprendiendo dicho encaminador interior un elemento de control (123, 712),

caracterizado porque

el elemento de control (123) está dispuesto para detectar (7121) si una carga en dicho encaminador interior excede un primer umbral de carga o un segundo umbral de carga más alto que dicho umbral de carga, y para generar (7122) unidades de datos marcadas de congestión que comprenden un primer marcador si la carga de tráfico excede el primer umbral de carga y un segundo marcador si la carga de tráfico excede el segundo umbral de carga, en el que las unidades de datos marcadas de congestión son enviadas al nodo de salida (12) de forma que puedan ser detectadas y que provoquen una reacción en dicho nodo de salida solicitando un proceso de control de congestión (S31, S32, S33).

15. Un método para controlar un nodo de salida (12) de un dominio de red (10) que comprende al menos un nodo de entrada (11) para recibir y encaminar unidades de datos que pertenecen a una pluralidad de flujos al interior de dicho dominio de red (10), una pluralidad de encaminadores interiores (13, 14, 15) para encaminar dichas unidades de datos a través de dicho dominio de red (10), y al menos un nodo de salida (12) para encaminar dichas unidades de datos hacia fuera de dicho dominio de red (10), estando al menos uno de dichos encaminadores (13, 14, 15) dispuesto para detectar (7121) si está sometido a una situación de congestión y para marcar de congestión las unidades de datos encaminadas (7122) si está sujeto a dicha situación de congestión, que comprende:

realizar una función de tratamiento de congestión que comprende:

- una parte (S31) para detectar la presencia de las unidades de datos marcadas de congestión que llegan a dicho nodo de borde,

- una parte (S32) para reaccionar frente a la detección de la presencia de unidades de datos marcadas de congestión solicitando un proceso de control de congestión,

caracterizado porque

el proceso de control de congestión comprende: 1a) enviar (S32) a dicho nodo de entrada (11) una instrucción para terminar uno o más flujos para así reducir una carga de tráfico,

1b) esperar (S33) un periodo de tiempo determinado previamente (Trelax) y después determinar si las unidades de datos marcadas de congestión están todavía llegando a dicho nodo de borde, y

5 1c) si las unidades de datos marcadas de congestión están todavía llegando, se repiten los pasos 1a) a 1b).

16. El método de la reivindicación 15, en el que dicho método está adaptado para controlar un nodo de borde de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 2 a 13.

17. Un método para controlar un encaminador interior de un dominio de red (10) que comprende al menos un nodo de entrada (11) para recibir y encaminar unidades de datos que pertenecen a una pluralidad de flujos al interior

10 de dicho dominio de red (10), una pluralidad de encaminadores interiores (13, 14, 15) para encaminar dichas unidades de datos a través de dicho dominio de red (10), y al menos un nodo de salida (12) para encaminar dichas unidades de datos hacia fuera de dicho dominio de red, que comprende:

detectar si una carga en dicho encaminador interior excede un primer umbral de carga (S83) o un segundo umbral de carga (S81) que es más alto que dicho primer umbral de carga, y generar unidades de datos marcadas de congestión que comprenden un primer marcador si la carga de tráfico excede el primer umbral de carga (S83) y un segundo marcador si la carga de tráfico excede el segundo umbral de carga (S82), en el que las unidades de datos marcadas de congestión se envían al nodo de salida (12) de forma que puedan ser detectadas y que provoquen una reacción en dicho nodo de salida solicitando un proceso de control de congestión (S31, S32, S33).

18. Un producto de programa informático que comprende partes de código de programa dispuestas para ejecutar todos los pasos del método de una de las reivindicaciones 15 a 17 cuando se ejecutan en un nodo de red programable.

19. Un producto de programa informático que comprende el programa informático de la reivindicación 18.