IT202000004624A1 - Misura di perdite di pacchetti in una rete di comunicazioni a commutazione di pacchetto - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

Della Domanda di Brevetto per Invenzione Industriale dal titolo:

?MISURA DI PERDITE DI PACCHETTI IN UNA RETE DI COMUNICAZIONI A COMMUTAZIONE DI PACCHETTO?

DESCRIZIONE

Settore tecnico

La presente invenzione riguarda il settore delle reti di comunicazioni. In particolare, la presente invenzione riguarda un metodo per scambiare pacchetti in una rete di comunicazioni a commutazione di pacchetto, un metodo per eseguire misure di perdite di pacchetti e una rete a commutazione di pacchetto configurata per implementare tali metodi.

Stato della tecnica

In una rete di comunicazioni a commutazione di pacchetto, flussi di pacchetti sono trasmessi da nodi sorgente a nodi di destinazione attraverso eventuali nodi intermedi. Reti a commutazione di pacchetto esemplificative sono reti IP (Internet Protocol), reti Ethernet e reti MPLS (Multi-Protocol Label Switching).

I pacchetti non raggiungono sempre i loro nodi di destinazione, ossia possono essere persi durante la trasmissione attraverso la rete. La perdita di pacchetti ? dovuta a diversi motivi. Ad esempio, un nodo o un collegamento possono guastarsi o interrompersi, o i pacchetti possono essere scartati da un nodo a causa di una congestione delle sue porte. Inoltre, i pacchetti possono essere scartati da un nodo in quanto contengono errori di bit.

Quando si fornisce un servizio di comunicazioni (in particolare, un servizio di voce o dati in tempo reale come una chiamata, una chiamata di gruppo, una videoconferenza, etc.) per mezzo di una rete a commutazione di pacchetto, una misura di prestazioni in termini di perdita di pacchetti su flussi di pacchetti che trasportano il servizio fornisce un'indicazione della qualit? di servizio (QoS) percepita dagli utenti finali del servizio. In aggiunta, la perdita di pacchetti pu? richiedere una ritrasmissione e quindi ridurre l'efficienza della rete di comunicazioni. Pertanto, la misurazione della perdita di pacchetti di flussi di pacchetti in una rete di comunicazioni ? di particolare interesse per gli operatori di rete.

Come noto, QUIC (Quick UDP Internet Connections) ? un protocollo di rete di livello di trasporto (livello 4) progettato per supportare connessioni multiplate tra due terminazioni (client e server) su User Datagram Protocol (UDP). Per consentire la rilevazione di eventuali perdite di pacchetti da parte delle terminazioni, il protocollo QUIC prevede la trasmissione di una conferma ogni volta che una terminazione riceve un pacchetto dall?altra terminazione. Quando un pacchetto ? trasmesso e non viene ricevuta alcuna conferma entro una soglia temporale predefinita, il pacchetto trasmesso viene dichiarato perso.

Sono state proposte anche tecniche che consentono misure di perdite di pacchetti da parte di un osservatore intermedio ubicato tra le due terminazioni.

M. Cociglio et al.: Internet Draft "New Spin bit enabled measurements with one or two more bits draft-cfb-ippm-spinbit-new-measurements-01", 1 luglio 2019 descrive una misura di perdita di pacchetti round-trip per cui il client genera un treno di pacchetti marcati aventi un bit dell?intestazione dedicato (detto anche loss bit) impostato a 1. Il server riflette il treno di pacchetti marcati, che ? quindi riflesso nuovamente dal client e quindi dal server. Pertanto, il treno di pacchetti marcati viaggia avanti e indietro due volte tra client e server. Un osservatore ubicato tra client e server rileva due volte il treno di pacchetti marcati trasmessi in una stessa direzione e, in base al numero di pacchetti marcati a ogni passaggio del treno, calcola una perdita di pacchetti round-trip.

A. Ferrieux et al.: Internet Draft "Packet Loss Signaling for Encrypted Protocols draft-ferrieuxhamchamhaoui-quic-lossbits-03", 16 gennaio 2020 descrive un'estensione del protocollo QUIC introducendo due bit nell'header di pacchetto, ovvero un bit Q (sQuared Signal Bit) e un bit L (Loss event bit). Ciascuna terminazione imposta il valore del bit Q in ciascun pacchetto uscente. Il valore del bit Q ? commutato ogni N pacchetti uscenti (N essendo tipicamente uguale a 64). Ogni terminazione implementa inoltre un contatore di perdite non segnalate che viene aumentato di 1 ogni volta che un pacchetto ? dichiarato perso usando il meccanismo di rilevazione di perdite previsto dal QUIC. Il bit L di un pacchetto uscente ? impostato a 1 se il contatore ? positivo, altrimenti ? impostato a 0. Il contatore viene ridotto ogni volta che viene trasmesso un pacchetto con bit L uguale a 1. Un osservatore ubicato tra le due terminazioni conta i pacchetti con il bit Q uguale a 1 o 0 e/o con bit L uguale a 1 o 0 e, in base a tali numeri, fornisce tipi diversi di misure di perdite di pacchetti monodirezionali (one-way), incluse misurazioni da terminazione a terminazione (end-to-end) (ovvero, perdita di pacchetti dalla terminazione trasmittente alla terminazione ricevente), misure upstream (ovvero, perdita di pacchetti dalla terminazione trasmittente all'osservatore) e misure downstream (ovvero, perdita di pacchetti dall'osservatore alla terminazione ricevente).

Riassunto dell'invenzione

La Richiedente ha percepito la necessit? di fornire una tecnica migliorata per consentire a un osservatore intermedio di fornire misure di perdite di pacchetti, incluse misure monodirezionali come misure da terminazione a terminazione, misure upstream e misure downstream.

Secondo la tecnica descritta da A. Ferrieux et al., infatti, il valore del bit L impostato nei pacchetti uscenti da ogni punto terminale dipende dal meccanismo QUIC tramite cui la terminazione stessa dichiara un pacchetto trasmesso perso, cosa che a sua volta dipende dal fatto che la terminazione riceva o non riceva dall?altra terminazione una conferma entro una soglia temporale predefinita.

La mancanza di ricezione della conferma tuttavia non significa necessariamente che il pacchetto trasmesso sia stato effettivamente perso. Ad esempio, la conferma stessa pu? essere stata persa, oppure a causa di una congestione la conferma pu? essere stata ricevuta presso la terminazione dopo lo scadere della soglia temporale. In tutte queste situazioni, la terminazione che ha trasmesso il pacchetto dichiara il pacchetto perso, aumenta il contatore di perdite non segnalate e quindi imposta il bit L di un pacchetto uscente a 1. Il numero di pacchetti in uscita con bit L uguale a 1 pu? quindi non essere indicativo del numero di pacchetti trasmessi che sono stati effettivamente persi. Le misure di perdite di pacchetti basate sul conteggio di pacchetti con bit L uguale a 1 o 0 come rilevate da un osservatore intermedio potrebbe pertanto essere imprecise.

Inoltre, se le terminazioni e l'osservatore sono gestiti da entit? diverse, l'entit? che gestisce l'osservatore essenzialmente non ha alcun controllo del meccanismo tramite cui i punti terminali dichiarano perso un pacchetto. Qualora questo meccanismo fosse rimosso o modificato dall'entit? che gestisce le terminazioni, il meccanismo per impostare il bit L potrebbe non funzionare pi? e tutti i tipi di misure di perdite di pacchetti basate sul bit L diventerebbero quindi infattibili.

Alla luce di quanto sopra, la Richiedente ha affrontato il problema di fornire metodi per scambiare pacchetti ed eseguire una misura di perdita di pacchetti su pacchetti scambiati tra due nodi di una rete di comunicazioni a commutazione di pacchetto, che superino i suddetti inconvenienti.

In particolare, la Richiedente ha affrontato il problema di fornire metodi per scambiare pacchetti ed eseguire una misura di perdita di pacchetti su pacchetti scambiati tra due nodi di una rete di comunicazioni a commutazione di pacchetto (ad esempio, ma non esclusivamente, due terminazioni di una connessione QUIC), che consenta a un osservatore situato tra i due nodi di fornire misure di perdite di pacchetti precise, incluse misure monodirezionali quali misure da terminazione a terminazione, misure upstream e misure downstream.

Secondo forme di realizzazione della presente invenzione, questo problema ? risolto da un metodo in cui i pacchetti scambiati dai due nodi comprendono un primo campo (nel seguito denominato anche "campo di marcatura") e un secondo campo (nel seguito denominato anche "campo di marcatura riflessa"). Ciascuno dei due nodi imposta il valore del campo di marcatura dei suoi pacchetti uscenti, il valore essendo commutato in modo alternato tra un primo e un secondo valore (per esempio 1 e 0) ogni N pacchetti uscenti, N essendo un numero intero predefinito. Inoltre, almeno uno dei nodi imposta il valore del campo di marcatura riflessa dei suoi pacchetti uscenti in base ai valori del campo di marcatura dei pacchetti entranti ricevuti dall'altro nodo. Questo comportamento dei due nodi determina il seguente scambio di pacchetti.

Un primo nodo (ad es. il client di una connessione QUIC) commuta tra il valore del campo di marcatura nei suoi pacchetti uscenti da trasmettere al secondo nodo (ad es. il server della connessione basata su QUIC) ogni ad esempio N = 64 pacchetti. Il flusso di pacchetti uscenti trasmessi dal primo nodo ? quindi in forma di una sequenza di blocchi contigui di N = 64 pacchetti, la quale sequenza comprende blocchi di pacchetti con campo di marcatura uguale a 1 che si alternano nel tempo con blocchi di pacchetti con campo di marcatura uguale a 0.

Dato che il secondo nodo si comporta allo stesso modo, anche il primo nodo riceve dal secondo nodo una sequenza di blocchi contigui di pacchetti entranti, la quale sequenza comprende blocchi di pacchetti con campo di marcatura uguale a 1 che si alternano nel tempo con blocchi di pacchetti con campo di marcatura uguale a 0. Se per un blocco non si ? verificata alcuna perdita di pacchetti, il numero di pacchetti entranti in tale blocco come ricevuto dal primo nodo ? uguale a N, altrimenti ? minore di N.

Mentre il primo nodo sta ricevendo tale flusso di pacchetti entranti, imposta il valore del campo di marcatura riflessa dei suoi pacchetti uscenti in base ai valori dei campi di marcatura dei pacchetti entranti ricevuti dall'altro nodo. Ad esempio, se il tasso di pacchetti nelle due direzioni ? sostanzialmente uguale, il primo nodo pu? copiare il valore del campo di marcatura di ogni pacchetto entrante nel campo di marcatura riflessa di un rispettivo pacchetto uscente.

Un osservatore situato tra i due nodi pu? quindi rilevare e contare i pacchetti trasmessi dal primo nodo al secondo nodo, che hanno il loro campo di marcatura e il loro campo di marcatura riflessa impostato a 0 o 1 come descritto sopra. Conoscendo a priori il valore di N, l'osservatore pu? usare tali conteggi di pacchetti per fornire tipi diversi di misure di perdite di pacchetti, incluse misure monodirezionali quali misure da terminazione a terminazione, misure upstream o misure downstream.

Ad esempio, contando il numero di pacchetti con campo di marcatura uguale a 1 o 0 (ad es. per mezzo di due contatori separati), l'osservatore pu? fornire per ogni blocco una misura di perdita di pacchetti dal primo nodo all'osservatore.

Inoltre, l'osservatore pu? anche contare il numero di pacchetti con campo di marcatura riflessa uguale a 1 o 0 (ad es. per mezzo di due contatori separati). Dato che i valori del campo di marcatura riflessa in questi pacchetti uscenti dal primo nodo sono correlati ai valori del campo di marcatura nei pacchetti entranti presso il primo nodo dal secondo nodo, questo numero tiene in considerazione sia le eventuali perdite di pacchetti verificatesi durante la trasmissione dal secondo nodo al primo nodo, sia le eventuali perdite di pacchetti verificatesi durante la trasmissione dal primo nodo all'osservatore.

L'osservatore pu? quindi fornire per ogni blocco una misura di perdita di pacchetti dal secondo nodo al primo nodo e poi all'osservatore.

Le misure di cui sopra possono essere combinate (eventualmente con misure simili previste nella direzione opposta, se l'osservatore ? bidirezionale) per fornire ulteriori tipi di misure, come misure da terminazione a terminazione e/o misure downstream. Possono essere forniti altri tipi di misure, se ? possibile implementare pi? osservatori tra i due nodi.

Si noter? che queste misure di perdite di pacchetti, in particolare quelle basate sul o che coinvolgono il campo di marcatura riflessa, vantaggiosamente sono molto precise.

Poich?, come discusso sopra, il primo nodo imposta i valori del campo di marcatura riflessa nei suoi pacchetti uscenti in base ai valori del campo di marcatura nei pacchetti entranti dal secondo nodo, il numero di pacchetti con campo di marcatura riflessa uguale a 1 o 0 come rilevato dall?osservatore ? indicativo del numero di pacchetti trasmessi dal secondo nodo che sono stati effettivamente persi in quanto non sono stati ricevuti dal primo nodo. Altri eventi che inducono i nodi a dichiarare perso un pacchetto (come la perdita della conferma dall'altro nodo o la ricezione della conferma una volta trascorsa la soglia temporale) non hanno alcun impatto sul valore del bit di campo di marcatura riflessa nei pacchetti uscenti.

Inoltre, il valore del campo di marcatura riflessa ? indipendente dal meccanismo tramite cui i nodi dichiarano perso un pacchetto, o da qualsiasi altro meccanismo interno dei nodi previsto a scopi diversi dal consentire all'osservatore di eseguire le misure secondo l'invenzione. Pertanto, vantaggiosamente, l'entit? che esegue la misura di perdita di pacchetti ha un controllo maggiore dell'implementazione delle misure di perdite di pacchetti, dato che fa affidamento soltanto su meccanismi dedicati (ovvero marcatura alternata e riflessione) che sono implementati presso i nodi allo scopo specifico di sopportare tali misure.

Secondo un primo aspetto, la presente invenzione fornisce un metodo per scambiare pacchetti tra due nodi di una rete di comunicazioni a commutazione di pacchetto, ciascun pacchetto comprendendo un campo di marcatura e un campo di marcatura riflessa, il metodo comprendendo:

a) presso ciascuno dei due nodi, impostare il valore del campo di marcatura in pacchetti uscenti da trasmettere all'altro nodo, tale valore essendo commutato in modo alternato tra un primo valore di marcatura e un secondo valore di marcatura ogni N pacchetti uscenti, N essendo un numero intero predefinito; e

b) presso almeno uno dei due nodi, mentre pacchetti entranti vengono ricevuti dall'altro nodo, impostare il valore del campo di marcatura riflessa dei pacchetti uscenti in base al valore del campo di marcatura dei pacchetti entranti.

I pacchetti entranti trasportano un segnale di marcatura che consiste nella sequenza di valori del campo di marcatura nei pacchetti entranti e i pacchetti uscenti trasportano un segnale di marcatura riflessa che consiste nella sequenza di valori del campo di marcatura riflessa nei pacchetti uscenti, e la fase b) preferibilmente comprende trasmettere almeno un ciclo del segnale di marcatura riflessa in risposta alla ricezione di almeno un ciclo del segnale di marcatura.

Preferibilmente, la fase b) comprende impostare le ampiezze dei cicli del segnale di marcatura riflessa secondo le ampiezze dei cicli del segnale di marcatura, le ampiezze essendo espresse come numero di pacchetti per ogni ciclo.

Secondo una forma di realizzazione, alla fase b) la trasmissione di un ciclo del segnale di marcatura riflessa comprende:

b1) quando viene avviata la trasmissione di questo ciclo del segnale di marcatura riflessa, impostare un'ampiezza di questo ciclo del segnale di marcatura riflessa uguale all'ampiezza dell'ultimo ciclo del segnale di marcatura di cui ? stata completata la ricezione; e

b2) se, prima della fine della trasmissione di questo ciclo del segnale di marcatura riflessa, viene completata la ricezione di almeno un ulteriore ciclo del segnale di marcatura, aggiornare l'ampiezza di questo ciclo del segnale di marcatura riflessa in base all'ampiezza di detto almeno un ulteriore ciclo di detto segnale di marcatura.

Preferibilmente, alla fase b2) l?aggiornare l'ampiezza di questo ciclo del segnale di marcatura riflessa comprende impostare l'ampiezza di questo ciclo di detto segnale di marcatura riflessa uguale all'ampiezza media di detto almeno un ulteriore ciclo di detto segnale di marcatura.

Preferibilmente, la fase b) comprende trasmettere R cicli del segnale di marcatura riflessa in risposta alla ricezione di un ciclo del segnale di marcatura, R essendo un numero intero che approssima il rapporto tra un tasso di trasmissione dei pacchetti uscenti e un tasso di ricezione dei pacchetti entranti.

In questo caso, l'ampiezza di ciascuno degli R cicli del segnale di marcatura riflessa ? uguale all'ampiezza dell'un ciclo del segnale di marcatura, le ampiezze essendo espresse come numero di pacchetti per ciclo.

In alternativa, la fase b) comprende trasmettere un ciclo del segnale di marcatura riflessa in risposta alla ricezione di R cicli del segnale di marcatura, R essendo un numero intero che approssima il rapporto tra un tasso di ricezione dei pacchetti entranti e un tasso di trasmissione dei pacchetti uscenti.

In questo caso, l'ampiezza dell'un ciclo del segnale di marcatura riflessa ? uguale a una media delle ampiezze degli R cicli del segnale di marcatura, le ampiezze essendo espresse come numero di pacchetti per ciclo.

Secondo un secondo aspetto, la presente invenzione fornisce un metodo per eseguire una misura di perdita di pacchetti su pacchetti scambiati tra due nodi di una rete di comunicazioni a commutazione di pacchetto, ciascun pacchetto comprendendo un campo di marcatura e un campo di marcatura riflessa, il metodo comprendendo le fasi del metodo di cui sopra e:

c) presso un dispositivo osservatore, rilevare i pacchetti uscenti, fornire un primo parametro in base al valore del campo di marcatura nei pacchetti uscenti rilevati e un secondo parametro in base al valore del campo di marcatura riflessa nei pacchetti uscenti rilevati, ed eseguire la misura di perdita di pacchetti in base al numero N in combinazione con il primo parametro e/o il secondo parametro.

Secondo un terzo aspetto, la presente invenzione fornisce una rete di comunicazioni a commutazione di pacchetto comprendente due nodi per scambiare pacchetti, ciascun pacchetto comprendendo un campo di marcatura e un campo di marcatura riflessa, in cui:

- ciascuno dei due nodi ? configurato per impostare il valore del campo di marcatura in pacchetti uscenti da trasmettere all'altro nodo, il valore essendo commutato in modo alternato tra un primo valore di marcatura e un secondo valore di marcatura ogni N pacchetti uscenti, N essendo numero intero predefinito; e

- almeno uno dei due nodi ? configurato inoltre per, mentre vengono ricevuti pacchetti entranti dall'altro nodo, impostare il valore del campo di marcatura riflessa dei pacchetti uscenti secondo il valore del campo di marcatura dei pacchetti entranti.

Preferibilmente, la rete di comunicazioni a commutazione di pacchetto comprende inoltre un dispositivo osservatore configurato per rilevare i pacchetti uscenti, fornire un primo parametro in base al valore del campo di marcatura nei pacchetti uscenti rilevati e un secondo parametro in base al valore del campo di marcatura riflessa nei pacchetti uscenti rilevati, ed eseguire la misura di perdita di pacchetti in base al numero N in combinazione con il primo parametro e/o il secondo parametro.

Breve descrizione dei disegni

La presente invenzione diventer? pi? chiara dalla seguente descrizione dettagliata, fornita a titolo esemplificativo e non limitativo, che deve essere letta con riferimento ai disegni allegati, in cui:

- la Figura 1 mostra schematicamente una rete di comunicazioni a commutazione di pacchetto configurata per scambiare pacchetti in modo da consentire misure di perdite di pacchetti round-trip secondo una forma di realizzazione della presente invenzione;

- la Figura 2 mostra schematicamente la struttura di un pacchetto scambiato nella rete di comunicazioni della Figura 1, secondo forme di realizzazione della presente invenzione;

- la Figura 3 mostra un segnale di marcatura e un segnale di marcatura riflessa esemplificativi trasportati da un flusso di pacchetti uscenti da un nodo che opera secondo una forma di realizzazione della presente invenzione;

- la Figura 4 mostra schematicamente segnali di marcatura e segnali di marcatura riflessa esemplificativi scambiati tra due nodi che operano secondo una forma di realizzazione della presente invenzione;

- la Figura 5 mostra misure esemplificative che possono essere eseguite da un osservatore intermedio situato tra i due nodi della Figura 4;

- la Figura 6 ? un diagramma di flusso del meccanismo di riflessione eseguito da ogni nodo secondo una forma di realizzazione vantaggiosa della presente invenzione; e

- le Figure 7(a) e 7(b) mostrano un segnale di marcatura in entrata e segnali di marcatura in uscita esemplificativi forniti da un nodo che opera secondo il diagramma di flusso della Figura 6.

Descrizione dettagliata di forme di realizzazione preferite

dell'invenzione

La Figura 1 mostra schematicamente una rete di comunicazioni a commutazione di pacchetto 100 configurata per scambiare pacchetti in modo da consentire misure di perdite di pacchetti secondo forme di realizzazione della presente invenzione.

La rete di comunicazioni 100 comprende una pluralit? di nodi interconnessi reciprocamente da collegamenti fisici secondo una qualsiasi topologia nota, inclusi i due nodi 1 e 2 mostrati nella Figura 1. I nodi 1 e 2 possono essere connessi da un singolo collegamento fisico o dalla concatenazione di vari collegamenti fisici e nodi intermedi (non mostrato nei disegni). La rete di comunicazioni 100 pu? essere ad esempio una rete IP.

Il nodo 1 ? configurato per trasmettere pacchetti Pk al nodo 2, mentre il nodo 2 ? configurato per trasmettere pacchetti Pk' al nodo 1. I pacchetti Pk possono appartenere a uno stesso flusso di pacchetti (ossia, possono avere tutti uno stesso indirizzo sorgente e uno stesso indirizzo di destinazione) o a flussi di pacchetti diversi i cui percorsi si sovrappongono tra i nodi 1 e 2. Analogamente, i pacchetti Pk' possono appartenere a uno stesso flusso di pacchetti o a flussi di pacchetti diversi i cui percorsi si sovrappongono tra i nodi 2 e 1.

I pacchetti Pk, Pk' sono formattati secondo un certo protocollo di rete. A titolo di esempio non limitativo, il protocollo di rete pu? essere il summenzionato protocollo QUIC, o TCP (Transmission Control Protocol).

Come illustrato schematicamente nella Figura 2, ciascun pacchetto Pk, Pk' comprende un payload PL e un header H (o pi? header relativi a livelli di rete diversi, ad esempio un header IP e un header QUIC). Il payload PL comprende dati utente. L'header H comprende informazioni di inoltro di pacchetti (non mostrate nella Figura 2), ossia informazioni che consentono ai nodi della rete 100 di gestire correttamente i pacchetti Pk, Pk' in modo che questi raggiungano i loro nodi di destinazione.

Secondo forme di realizzazione della presente invenzione, ogni pacchetto Pk, Pk' preferibilmente comprende un primo campo (nel seguito denominato anche "campo di marcatura") MF e un secondo campo (nel seguito denominato anche "campo di marcatura riflessa") RMF. Il campo di marcatura MF e il campo di marcatura riflessa RMF possono fare parte dello stesso header H che comprende le informazioni di inoltro di pacchetti, come mostrato nella Figura 2. Secondo altre forme di realizzazione, il campo di marcatura MF e il campo di marcatura riflessa RMF possono essere ubicati in altre parti dei pacchetti Pk, Pk'. Ad esempio, se i pacchetti Pk, Pk' comprendono altri header oltre all'header H, il campo di marcatura MF e il campo di marcatura riflessa RMF possono essere inclusi in uno qualsiasi di tali ulteriori header. Assumendo ad esempio che i pacchetti Pk, Pk' comprendano un header IP H, comprendente informazioni di inoltro di pacchetti, e un header QUIC, il campo di marcatura MF e il campo di marcatura riflessa RMF possono essere compresi nell'header QUIC.

Ogni campo MF, RMF comprende uno o pi? bit. Ogni campo MF, RMF pu? essere posto ad uno tra un primo valore di marcatura VA (ad esempio 0, nel caso di campi MF, RMF di un bit) e un secondo valore di marcatura VB (ad esempio 1, nel caso di campi MF, RMF di 1 bit).

Secondo forme di realizzazione della presente invenzione, ciascun nodo 1, 2 preferibilmente imposta il valore del campo di marcatura MF di ciascun pacchetto uscente Pk, Pk' da trasmettere all'altro nodo 2, 1 in modo da implementare una tecnica di marcatura alternata. In particolare, ciascun nodo 1, 2 preferibilmente commuta tra il valore del campo di marcatura MF tra primo e secondo valore di marcatura VA, VB ogni N pacchetti uscenti Pk, Pk'. Preferibilmente, il numero N ? un numero intero predefinito. Pi? preferibilmente, il numero N ? una potenza di 2, ad esempio 2<6>=64. Il numero N pu? essere fisso o pu? essere variabile. In particolare, secondo una variante, il nodo 1, 2 pu? variare il numero N in un insieme discreto di numeri interi, ciascun numero intero dell'insieme essendo una potenza di 2.

I meccanismi di marcatura alternata implementati dai due nodi 1 e 2 non sono necessariamente sincronizzati reciprocamente, ossia ciascun nodo 1, 2 decide autonomamente quando il valore di marcatura applicabile ai suoi pacchetti uscenti Pk, Pk' va commutato in base al numero dei suoi pacchetti uscenti soltanto, indipendentemente dal comportamento dell'altro nodo 2, 1. Il flusso di pacchetti uscenti Pk, Pk' trasmessi da ogni nodo 1, 2 ? quindi in forma di una sequenza di blocchi contigui di N pacchetti, la quale sequenza comprende blocchi di N pacchetti Pk, Pk' con campo di marcatura MF uguale a VA che si alternano nel tempo con blocchi di N pacchetti Pk, Pk' con campo di marcatura MF uguale a VB.

Dato che entrambi i nodi 1, 2 si comportano allo stesso modo, ciascun nodo 1, 2 riceve dall'altro nodo 2, 1 un flusso di pacchetti entranti Pk', Pk in forma di una sequenza di blocchi contigui di pacchetti Pk', Pk, la quale sequenza comprende blocchi di pacchetti Pk', Pk con campo di marcatura MF uguale a VA che si alternano nel tempo con blocchi di pacchetti Pk', Pk con campo di marcatura MF uguale a VB. Se per un blocco non si ? verificata alcuna perdita di pacchetti, il numero di pacchetti entranti Pk', Pk in tale blocco ? uguale a N, altrimenti ? minore di N.

Mentre il nodo 1, 2 sta implementando la marcatura alternata di cui sopra sui suoi pacchetti uscenti Pk, Pk' e sta ricevendo il flusso di pacchetti entranti Pk', Pk dall'altro nodo 2, 1, esso preferibilmente implementa anche un meccanismo di riflessione per cui imposta il valore del campo di marcatura riflessa RMF dei suoi pacchetti uscenti Pk, Pk' in base ai valori del campo di marcatura MF dei pacchetti entranti Pk, Pk'. Assumendo che i tassi di trasmissione di pacchetti nelle due direzioni siano uguali, la riflessione eseguita da ciascun nodo 1, 2 pu? prevedere ad esempio di copiare il valore VA o VB del campo di marcatura MF di ciascun pacchetto entrante Pk', Pk nel campo di marcatura riflessa RMF di un rispettivo pacchetto uscente Pk, Pk'.

Come menzionato sopra, tale riflessione ? preferibilmente eseguita in parallelo all'impostazione alternata continua del campo di marcatura MF che il nodo 1, 2 esegue sui pacchetti uscenti Pk, Pk'. Pertanto, i valori del campo di marcatura MF e del campo di marcatura riflessa RMF in ciascun pacchetto uscente Pk, Pk' non sono correlati, il primo essendo soltanto dettato dal meccanismo di marcatura alternata e il secondo essendo dettato esclusivamente invece dal meccanismo di riflessione.

Pertanto, il flusso di pacchetti uscenti Pk, Pk' trasmessi da ciascun nodo 1, 2 essenzialmente trasporta due segnali non correlati, ossia un segnale di marcatura MS che consiste nella sequenza di valori del loro campo di marcatura MF e un segnale di marcatura riflessa RMS che consiste nella sequenza di valori del loro campo di marcatura riflessa RMF. Entrambi questi segnali sono in forma di onde quadre che commutano tra VA e VB.

La Figura 3 ? un diagramma che mostra un segnale di marcatura e un segnale di marcatura riflessa esemplificativi trasportati dal flusso di pacchetti uscenti Pk, Pk' come trasmesso dal nodo 1, 2.

Dato che il nodo 1, 2 commuta il valore del campo di marcatura MF ogni N pacchetti uscenti, il segnale di marcatura MS ? un'onda quadra periodica in cui l'ampiezza di ogni ciclo ? uguale a N, l'ampiezza essendo espressa come numero di pacchetti per ciclo. Pertanto, il segnale di marcatura MS ha un periodo 2N e un ciclo di lavoro del 50%.

Dato che, invece, il campo di marcatura riflessa RMF ? impostato in base al campo di marcatura MF dei pacchetti entranti Pk', Pk, le sue caratteristiche dipendono dalla perdita di pacchetti che tali pacchetti Pk', Pk hanno subito durante la trasmissione dall'altro nodo 2, 1 al nodo 1, 2. In generale, il segnale di marcatura riflessa RMS non ? periodico e l'ampiezza di ogni ciclo, espressa come numero di pacchetti per ciclo, dipende dal numero di pacchetti Pk', Pk che sono stati persi nel blocco corrispondente a tale ciclo come trasmesso dall'altro nodo 2, 1. A titolo esemplificativo, la Figura 3 mostra una situazione in cui alcuni dei cicli hanno ampiezza uguale a N (che significa che non ? stato perso alcun pacchetto Pk', Pk nel blocco corrispondente) e alcuni altri cicli hanno ampiezza minore di N (che significa che uno o pi? pacchetti Pk', Pk sono stati persi nel blocco corrispondente).

La Figura 4 mostra segnali di marcatura e segnali di marcatura riflessa esemplificativi trasmessi (ossia, trasportati dal flusso di pacchetti trasmesso) da ogni nodo 1 e 2.

Come illustrato nella Figura 4, il nodo 1 trasmette un segnale di marcatura a onda quadra MS1 con periodo 2N e ciclo di lavoro del 50%. A causa della perdita di pacchetti subita dai pacchetti Pk durante la trasmissione dal nodo 1 al nodo 2, il segnale di marcatura MS1 pu? perdere la sua periodicit?, per cui il segnale di marcatura MS1' come ricevuto dal nodo 2 appare distorto. Il nodo 2 riflette tale segnale di marcatura MS1' in un segnale di marcatura riflessa RMS2 avente la stessa forma (si assume che i tassi di pacchetti nelle due direzioni siano uguali), che viene quindi trasmesso al nodo 1.

Nel frattempo, anche il nodo 2 trasmette al nodo 1 un segnale di marcatura a onda quadra MS2 con periodo 2N e ciclo di lavoro del 50%. A causa della perdita di pacchetti subita dai pacchetti Pk' durante la trasmissione dal nodo 2 al nodo 1, il segnale di marcatura MS2 pu? perdere la sua periodicit?, per cui il segnale di marcatura MS2' come ricevuto dal nodo 1 appare distorto. Il nodo 1 riflette tale segnale di marcatura MS2' in un segnale di marcatura riflessa RMS1 avente la stessa forma (si assume che i tassi di pacchetti nelle due direzioni siano uguali) che viene quindi trasmesso al nodo 2.

Un osservatore 10 situato tra i nodi 1 e 2 pu? quindi rilevare il flusso di pacchetti Pk trasmesso dal nodo 1 al nodo 2 e/o il flusso di pacchetti Pk' trasmesso dal nodo 2 al nodo 1 e, in base al segnale di marcatura MS e al segnale di marcatura riflessa RMS trasportati da tali flussi, fornire tipi diversi di misure di perdite di pacchetti, incluse misure monodirezionali quali misure da terminazione a terminazione, misure upstream o misure downstream.

La Figura 5 mostra tre casi esemplificativi in cui vengono usati tre tipi diversi di osservatori.

La Figura 5(a) mostra un caso in cui l'osservatore 10 ? in grado di rilevare soltanto il flusso di pacchetti Pk trasmesso dal nodo 1 al nodo 2, e quindi soltanto il segnale di marcatura MS1 e il segnale di marcatura riflessa RMS1. L'osservatore 10 pu? di conseguenza fornire misure di perdite di pacchetti in base a tali segnali soltanto.

Ad esempio, l'osservatore 10 pu? implementare due coppie di contatori, ovvero una prima coppia di contatori CA<M>, CB<M >che contano il numero di pacchetti Pk il cui campo di marcatura MF ? uguale a VA e VB, rispettivamente; e una seconda coppia di contatori CA<RM>, CB<RM >che contano il numero di pacchetti Pk il cui campo di marcatura riflessa RMF ? uguale a VA e VB, rispettivamente.

Conoscendo a priori il valore di N e usando la prima coppia di contatori CA<M>, CB<M>, l'osservatore 10 pu? fornire una misura di perdita di pacchetti PL(1?10) dal nodo trasmittente 1 all'osservatore 10, come descritto ad esempio da WO 2010/072251 a nome della stessa Richiedente.

Inoltre, conoscendo a priori il valore di N e usando la seconda coppia di contatori CA<RM>, CB<RM>, l'osservatore 10 pu? fornire una misura di perdita di pacchetti PL(2?1?10) dal nodo 2 al nodo 1 e poi all'osservatore 10. Dato che il valore del campo di marcatura riflessa RMF nei pacchetti uscenti Pk ? ottenuto tramite riflessione presso il nodo 1 del campo di marcatura MF nei pacchetti Pk' entranti dal nodo 2, i contatori CA<RM>, CB<RM >tengono conto sia di eventuali perdite di pacchetti sui pacchetti Pk' verificatesi durante la trasmissione dal nodo 2 al nodo 1, sia di eventuali perdite di pacchetti verificatesi durante la trasmissione di pacchetti Pk dal nodo 1 all'osservatore 10. Anche in questo caso, la misura pu? essere eseguita secondo WO 2010/072251 a nome della stessa Richiedente.

La Figura 5(b) mostra un caso in cui l'osservatore 10 ? in grado di rilevare soltanto il flusso di pacchetti Pk' trasmesso dal nodo 2 al nodo 1, e quindi soltanto il segnale di marcatura MS2 e il segnale di marcatura riflessa RMS2. L'osservatore 10 pu? di conseguenza fornire solo misure di perdite di pacchetti basate su tali segnali.

Il funzionamento pu? essere lo stesso descritto sopra, ossia l'osservatore 10 pu? implementare due coppie di contatori (una prima coppia di contatori che conta il numero di pacchetti Pk' il cui campo di marcatura MF ? uguale a VA e VB rispettivamente; e una seconda coppia di contatori che conta il numero di pacchetti Pk' il cui campo di marcatura riflessa RMF ? uguale a VA e VB rispettivamente), e usare i valori di tali contatori ad esempio come descritto da WO 2010/072251 a nome della stessa Richiedente per fornire una misura di perdita di pacchetti PL(2?10) dal nodo trasmittente 2 all'osservatore 10 e/o una misura di perdita di pacchetti PL(1?2?10) dal nodo 1 al nodo 2 e poi all'osservatore 10.

La Figura 5(c) mostra un caso in cui l'osservatore 10 ? in grado di rilevare sia il flusso di pacchetti Pk sia il flusso di pacchetti Pk'. L'osservatore 10 pu? quindi fornire tutte le misure di perdite di pacchetti descritte sopra in relazione alle Figure 5(a) e 5(b). Tali misure possono essere combinate per fornire ulteriori misure di perdite di pacchetti.

Ad esempio, misure semi-round-trip (ossia, dall'osservatore 10 al nodo 1 o 2 e di nuovo all'osservatore 10) sui due lati dell'osservatore 10 possono essere calcolate dall'osservatore 10 come:

- PL(10?1?10) = PL(2?1?10) - PL(2?10); e

- PL(10?2?10) = PL(1?2?10) - PL(1?10).

Inoltre, possono essere calcolate dall'osservatore 10 misure da terminazione a terminazione (ossia, dal nodo 1 al nodo 2 e viceversa) come:

- PL(2?1) = PL(2?1?10) - PL(1?10); e

- PL(1?2) = PL(1?2?10) - PL(2?10).

Inoltre, misure downstream (ossia, dall'osservatore 10 al nodo ricevente 1 o 2) possono essere calcolate dall'osservatore 10 come:

- PL(10?2) = PL(1?2) - PL(1?10).; e

- PL(10?1) = PL(2?1) - PL(2?10).

Si nota che l'osservatore 10 pu? essere implementato presso il nodo 1 o presso il nodo 2. In questo caso, le misure di perdite di pacchetti di cui sopra basate esclusivamente sul campo di marcatura MF sono misure da terminazione a terminazione, mentre le misure di perdite di pacchetti basate esclusivamente sul campo di marcatura riflessa RMF sono misure round-trip.

In ogni caso, si pu? apprezzare che queste misure di perdite di pacchetti, in particolare, quelle basate sui o che coinvolgono i valori del campo di marcatura riflessa RMF nei pacchetti Pk e/o Pk', vantaggiosamente sono molto precise.

Poich?, come discusso sopra, presso ogni nodo 1, 2 il valore del campo di marcatura riflessa RMF nei pacchetti uscenti Pk, Pk' ? impostato in base ai valori del campo di marcatura MF nei pacchetti Pk', Pk entranti dall'altro nodo 2, 1, il numero di pacchetti Pk, Pk' con campo di marcatura riflessa RMF uguale a VA o VB come rilevato dall'osservatore 10 ? indicativo del numero di pacchetti Pk', Pk trasmessi dall'altro nodo 2, 1 che sono stati effettivamente persi. Altri eventi che inducono i nodi 1 e 2 a dichiarare perso un pacchetto (come la perdita della conferma dall'altro nodo o la ricezione della conferma una volta trascorsa la soglia temporale) non hanno alcun impatto sul valore del campo di marcatura riflessa RMF nei pacchetti uscenti Pk, Pk'.

Inoltre, il valore del campo di marcatura riflessa RMF ? indipendente da qualsiasi meccanismo (ad esempio, il meccanismo descritto sopra previsto dal protocollo QUIC) per cui i nodi 1 e 2 dichiarano perso un pacchetto Pk o Pk', o qualsiasi altro meccanismo interno dei nodi 1 e 2 che ? previsto per scopi diversi dal consentire all'osservatore 10 di eseguire le misure sopradescritte. Pertanto, vantaggiosamente, l'entit? che esegue le misure di perdite di pacchetti ha un controllo maggiore dell'implementazione delle misure, dato che fa affidamento soltanto su un meccanismi dedicati (ossia, marcatura alternata e riflessione) che sono implementati presso i nodi 1, 2 allo scopo specifico di sopportare tali misure.

Nella descrizione di cui sopra, si ? assunto che i tassi di trasmissione di pacchetti nelle due direzioni sia sostanzialmente uguale. Questo consente di implementare il meccanismo di riflessione ad esempio copiando il valore del campo di marcatura MF di ciascun pacchetto entrante Pk', Pk nel campo di marcatura riflessa RMF di un corrispondente pacchetto uscente Pk', Pk'. In generale, tuttavia, i tassi di trasmissione di pacchetti nelle due direzioni possono essere molto diverse tra loro. Ad esempio, su una connessione QUIC, il tasso di trasmissione di pacchetti del server pu? essere molto maggiore rispetto al tasso di trasmissione di pacchetti del client (ad esempio da 2:1 a 10:1). In questo caso, il meccanismo di riflessione presso i due nodi diventa critico. Presso il nodo con tasso di trasmissione di pacchetti minore, infatti, i pacchetti entranti che devono essere riflessi si accumulerebbero indefinitamente. D?altro canto, presso il nodo con tasso di trasmissione di pacchetti maggiore, il meccanismo di riflessione sarebbe discontinuo. In ogni caso, il meccanismo di riflessione non potrebbe funzionare correttamente e non potrebbe essere eseguita alcuna misura di perdita di pacchetti.

La Richiedente ha realizzato che gli inconvenienti di cui sopra possono essere risolti implementando la fase di riflessione presso ogni nodo 1, 2 secondo il diagramma di flusso mostrato nella Figura 6.

Come illustrato nella Figura 6, quando viene iniziata una misura di perdita di pacchetti, il nodo 1, 2 inizialmente pone il valore del campo di marcatura riflessa RMF nei pacchetti uscenti Pk, Pk' a un valore iniziale (ad esempio VA) (fase 600).

Quando viene iniziata la sessione di misura, i nodi 1 e 2 iniziano entrambi a impostare il campo di marcatura MF dei loro pacchetti uscenti Pk, Pk' secondo la tecnica di marcatura alternata, come descritto sopra. Pertanto, ogni nodo 1, 2 inizia a ricevere un flusso di pacchetti entranti Pk', Pk' dall'altro nodo, che trasporta un segnale di marcatura MS'.

Quando il nodo 1, 2 completa la ricezione del primo ciclo del segnale di marcatura MS' (fase 601), preferibilmente pone un'ampiezza di ciclo media AV, espressa come numero di pacchetti per ciclo, uguale all'ampiezza, espressa come numero di pacchetti per ciclo, dell'ultimo ciclo del segnale di marcatura MS' di cui ? stata completata la ricezione (ossia, l'ampiezza N0 del primo ciclo, alla prima iterazione) (fase 602).

Il completamento della ricezione del primo ciclo del segnale di marcatura MS' pu? essere determinato dal nodo 1, 2 alla fase 601 come primo cambiamento di valore nel campo di marcatura MF dei pacchetti entranti Pk', Pk dopo l'inizio della sessione di misura. Ulteriori dettagli sull'implementazione della fase 601 saranno forniti nel seguito.

Il nodo 1, 2 commuta quindi il valore di marcatura applicabile al campo di marcatura riflessa RMF sui pacchetti uscenti Pk, Pk' che andranno trasmessi da quel momento in poi (fase 603).

Quindi, per ogni pacchetto uscente Pk, Pk' da trasmettere (fase 604), il nodo 1, 2 preferibilmente pone il suo campo di marcatura riflessa RMF uguale al valore di marcatura attualmente applicabile determinato alla fase 603 (fase 605). Finch? il numero di pacchetti uscenti Pk, Pk' il cui campo di marcatura riflessa RMF ? stato posto uguale al valore di marcatura applicabile dall'ultima fase di commutazione 603 ? minore dell'ampiezza di ciclo media AV (fase 606), il nodo 1, 2 preferibilmente continua a usare il valore di marcatura attualmente applicabile, trasmettendo in questo modo un ciclo del segnale di marcatura riflessa RMS.

Quando il nodo 1, 2 determina invece che tale numero ? diventato uguale all'ampiezza di ciclo media AV, il nodo 1, 2 preferibilmente termina il ciclo attuale del segnale di marcatura riflessa RMS e ne inizia uno nuovo. L?iniziare un nuovo ciclo del segnale di marcatura riflessa RMS comprende tornare alle fasi 602 e 603, ossia porre il valore dell'ampiezza di ciclo media AV uguale all'ampiezza dell'ultimo ciclo del segnale di marcatura MS' di cui ? stata completata la ricezione e commutare nuovamente il valore di marcatura applicabile. Il nodo 1, 2 ripete quindi il ciclo 604-605-606 per trasmettere il nuovo ciclo del segnale di marcatura riflessa RMS.

Le fasi di cui sopra sono ripetute ciclicamente, fino alla fine della sessione di misura (fase 609).

Mentre le fasi di cui sopra vengono eseguite, il nodo 1, 2 continua a ricevere il segnale di marcatura MS' dall'altro nodo 2, 1. Durante ogni iterazione del ciclo 604-605-606, il nodo 1, 2 preferibilmente aggiorna di conseguenza il valore dell'ampiezza di ciclo media AV usata nelle verifiche 606.

In particolare, come descritto sopra, a ogni iterazione della fase 602 che avvia un nuovo ciclo del segnale di marcatura riflessa RMS, il nodo 1, 2 inizialmente pone il valore di AV uguale all'ampiezza dell'ultimo ciclo del segnale di marcatura MS' di cui ? stata completata la ricezione. Se, durante la corrispondente iterazione del ciclo 604-605-606, il nodo 1, 2 completa la ricezione di un ulteriore ciclo del segnale di marcatura MS' (fase 607), il nodo 1, 2 preferibilmente aggiorna il valore dell'ampiezza di ciclo media AV in base all'ampiezza di tale ulteriore ciclo (fase 608).

Il completamento della ricezione di un ciclo del segnale di marcatura MS' pu? essere determinato dal nodo 1, 2 alla fase 607 come cambiamento di valore nel campo di marcatura MF dei pacchetti entranti Pk', Pk. Ulteriori dettagli sull'implementazione della fase 607 saranno forniti nel seguito.

La fase 608 preferibilmente comprende l'aggiornamento del valore dell'ampiezza di ciclo media AV mediando il suo valore iniziale come impostato alla fase 602 con l'ampiezza dell'ulteriore ciclo ricevuto. Tale calcolo della media viene preferibilmente ripetuto ricorsivamente ogni volta che viene completata la ricezione di un ulteriore ciclo del segnale di marcatura MS' prima della fine dell'iterazione del ciclo 604-605-606.

Pertanto, se alla fase 602 l'ampiezza di ciclo media AV viene inizialmente posta uguale all'ampiezza N0 dell'ultimo ciclo del segnale di marcatura MS' di cui ? stata completata la ricezione e, durante la corrispondente iterazione del ciclo 604-605-606, il nodo 1, 2 completa la ricezione di un primo ulteriore ciclo di ampiezza N1 (fase 607), AV viene quindi aggiornato come AV=(N0+N1)/2 (fase 608). Se, durante la stessa iterazione del ciclo 604-605-606, il nodo 1, 2 completa la ricezione di un secondo ulteriore ciclo di ampiezza N2 (fase 607), AV viene quindi aggiornato come AV=(N0+N1+N2)/3 (fase 608). E cos? via, finch? l'iterazione del ciclo 604-605-606 non viene terminata (verifica della fase 606 negativa) e il nodo 1, 2 non torna alla fase 602, impostando in questo modo un nuovo valore per AV.

Tale meccanismo per impostare AV all'inizio di ogni iterazione del ciclo 604-605-606 e aggiornare il suo valore durante la stessa iterazione vantaggiosamente consente di fornire un meccanismo di riflessione che pu? funzionare correttamente anche quando i tassi di trasmissione di pacchetti nelle due direzioni sono diversi.

Le Figure 7(a) e 7(b) mostrano un segnale di marcatura MS' esemplificativo ricevuto presso il nodo 1, 2 e il segnale di marcatura riflessa RMS fornito dal nodo 1, 2 a seguito dell'esecuzione del diagramma di flusso della Figura 6, in due scenari diversi. L'asse delle ascisse indica il tempo.

La Figura 7(a) illustra un caso in cui il tasso di trasmissione di pacchetti del nodo 1, 2 ? minore del tasso di trasmissione di pacchetti dell'altro nodo 2, 1. Ad esempio, si assume che il tasso di trasmissione di pacchetti del nodo 1, 2 sia met? del tasso di trasmissione di pacchetti dell'altro nodo 2, 1. Pertanto, il tasso di pacchetti Pk', Pk entranti presso il nodo 1, 2 ? due volte il tasso di pacchetti Pk, Pk' uscenti dal nodo 1, 2. I pacchetti entranti Pk', Pk trasportano un segnale di marcatura MS'. Le ampiezze dei cicli del segnale di marcatura MS' (espresse in numero di pacchetti entranti) sono indicate come N0, N1, N2, N3, etc.

Quando viene iniziata la sessione di misura, il nodo 1, 2 inizialmente imposta il valore del campo di marcatura riflessa RMF nei pacchetti uscenti Pk, Pk' a un valore iniziale VA o VB (fase 600). Quando il nodo 1, 2 completa la ricezione del primo ciclo del segnale di marcatura MS' (fase 601), pone l'ampiezza di ciclo media AV uguale alla sua ampiezza N0 (fase 602) e commuta il valore di marcatura applicabile (fase 603).

Quindi, il nodo 1, 2 inizia a porre il campo di marcatura riflessa RMF al valore di marcatura attualmente applicabile (ciclo 604-605-606). Dato che il tasso di pacchetti entranti ? maggiore del tasso di pacchetti uscenti, la ricezione del secondo ciclo del segnale di marcatura MS' di ampiezza N1 (fase 607) ? completata prima che il numero di pacchetti uscenti il cui campo di marcatura riflessa RMF ? stato posto uguale al valore di marcatura attualmente applicabile raggiunga AV=N0. Pertanto, il nodo aggiorna il valore di AV come AV=(N0+N1)/2 (fase 608).

Quando il numero di pacchetti uscenti il cui campo di marcatura riflessa RMF ? stato posto uguale al valore di marcatura attualmente applicabile raggiunge AV=(N0+N1)/2, il nodo 1, 2 termina il primo ciclo del segnale di marcatura riflessa RMS e inizia un secondo ciclo, ponendo l'ampiezza di ciclo media AV uguale all'ampiezza N2 dell'ultimo ciclo del segnale di marcatura MS' di cui ? stata completata la ricezione (fase 602) e commutando il valore di marcatura applicabile (fase 603).

Quindi, il nodo 1, 2 inizia a porre il campo di marcatura riflessa RMF uguale al valore di marcatura attualmente applicabile (ciclo 604-605-606). Dato che il tasso di pacchetti entranti ? nuovamente maggiore del tasso di pacchetti uscenti, la ricezione del quarto ciclo del segnale di marcatura MS' di ampiezza N3 (fase 607) ? completata prima che il numero di pacchetti uscenti il cui campo di marcatura riflessa RMF ? stato posto uguale al valore di marcatura attualmente applicabile raggiunga AV=N2. Pertanto, il nodo aggiorna il valore di AV come AV=(N2+N3)/2 (fase 608).

Quando il numero di pacchetti uscenti il cui campo di marcatura riflessa RMF ? stato posto uguale al valore di marcatura attualmente applicabile raggiunge AV=(N2+N3)/2, il nodo 1, 2 termina il secondo ciclo del segnale di marcatura riflessa RMS come descritto sopra. E cos? via.

Pertanto, il nodo 1, 2 essenzialmente "riunisce" R cicli consecutivi del segnale di marcatura MS' ricevuto in un singolo ciclo del segnale di marcatura riflessa RMS, la cui ampiezza ? la media delle ampiezze degli R cicli riuniti. Il numero R di cicli riuniti ? essenzialmente un numero intero che approssima il rapporto tra i tassi di pacchetti nelle due direzioni (R = 2 nella situazione esemplificativa della Figura 7(a)). Pertanto, la durata temporale di un ciclo del segnale di marcatura riflessa RMS ? sostanzialmente uguale alla durata cumulativa degli R cicli riuniti del segnale di marcatura MS' ricevuto. Questo vantaggiosamente consente di evitare un accumulo indefinito dei valori del campo di marcatura riflessa RMF nei pacchetti entranti Pk', Pk da riflettere presso il nodo 1, 2, che congestionerebbe il meccanismo di riflessione presso il nodo 1, 2 e impedirebbe alla misura di perdita di pacchetti di funzionare correttamente.

La Figura 7(b) illustra un caso in cui il tasso di trasmissione di pacchetti del nodo 1, 2 ? maggiore del tasso di trasmissione di pacchetti dell'altro nodo 2, 1. Ad esempio, si assume che il tasso di trasmissione di pacchetti del nodo 1, 2 sia il doppio del tasso di trasmissione di pacchetti dell'altro nodo 2, 1. Pertanto, il tasso di pacchetti Pk', Pk entranti presso il nodo 1, 2 ? la met? del tasso di pacchetti Pk, Pk' uscenti dal nodo 1, 2. I pacchetti entranti Pk', Pk trasportano un segnale di marcatura MS'. Le ampiezze dei cicli del segnale di marcatura MS' (espresse in numero di pacchetti entranti) sono indicate come N0, N1, N2, N3, etc.

Quando la sessione di misura viene iniziata, il nodo 1, 2 pone inizialmente il valore del campo di marcatura riflessa RMF nei pacchetti uscenti Pk, Pk' a un valore iniziale VA o VB (fase 600). Quando il nodo 1, 2 completa la ricezione del primo ciclo del segnale di marcatura MS' (fase 601), pone l'ampiezza di ciclo media AV uguale alla sua ampiezza N0 (fase 602) e commuta il valore di marcatura applicabile (fase 603).

Quindi, il nodo 1, 2 inizia a porre il campo di marcatura riflessa RMF uguale al valore di marcatura attualmente applicabile (ciclo 604-605-606). Dato che il tasso di pacchetti entranti ? minore del tasso di pacchetti uscenti, il nodo 1, 2 non completa la ricezione di alcun ciclo del segnale di marcatura MS' prima che il numero di pacchetti uscenti in cui campo di marcatura riflessa RMF ? stato posto uguale al valore di marcatura attualmente applicabile raggiunga AV=N0. Pertanto, il nodo 1, 2 non esegue alcun aggiornamento del valore di AV=N0 durante la trasmissione del primo ciclo del segnale di marcatura riflessa RMS.

Quando il numero di pacchetti uscenti il cui campo di marcatura riflessa RMF ? stato posto uguale al valore di marcatura attualmente applicabile raggiunge AV=N0, il nodo 1, 2 termina il primo ciclo del segnale di marcatura riflessa RMS e inizia un secondo ciclo ponendo l'ampiezza di ciclo media AV uguale all'ampiezza dell'ultimo ciclo del segnale di marcatura MS' di cui ? stata completata la ricezione, che ? ancora N0 (fase 602), e commutando il valore di marcatura applicabile (fase 603).

Quindi, il nodo 1, 2 inizia a porre il campo di marcatura riflessa RMF al valore di marcatura attualmente applicabile (ciclo 604-605-606). Di nuovo, il nodo 1, 2 non completa la ricezione di alcun ciclo del segnale di marcatura MS' prima che il numero di pacchetti uscenti il cui campo di marcatura riflessa RMF ? stato posto uguale al valore di marcatura attualmente applicabile raggiunga AV=N0. Pertanto, il nodo 1, 2 non esegue alcun aggiornamento del valore di AV=N0 neanche durante la trasmissione del secondo ciclo del segnale di marcatura riflessa RMS.

Quindi, il nodo 1, 2 termina il secondo ciclo del segnale di marcatura riflessa RMS e inizia un terzo ciclo ponendo l'ampiezza di ciclo media AV uguale all'ampiezza N1 dell'ultimo ciclo del segnale di marcatura MS' di cui ? stata completata la ricezione (fase 602) e commutando il valore di marcatura applicabile (fase 603).

Anche durante il terzo ciclo, il nodo 1, 2 non completa la ricezione di alcun ciclo del segnale di marcatura MS' prima che il numero di pacchetti uscenti il cui campo di marcatura riflessa RMF ? stato posto uguale al valore di marcatura attualmente applicabile raggiunga AV=N1. Pertanto, il nodo 1, 2 non esegue alcun aggiornamento del valore di AV=N1 neanche durante la trasmissione del terzo ciclo del segnale di marcatura riflessa RMS.

Quindi, il nodo 1, 2 termina il terzo ciclo del segnale di marcatura riflessa RMS e inizia un quarto ciclo ponendo l'ampiezza di ciclo media AV uguale all'ampiezza dell'ultimo ciclo del segnale di marcatura MS' di cui ? stata completata la ricezione, che ? di nuovo N1 (fase 602), e commutando il valore di marcatura applicabile (fase 603).

Anche durante il quarto ciclo, il nodo 1, 2 non completa la ricezione di alcun ciclo del segnale di marcatura MS' prima che il numero di pacchetti uscenti il cui campo di marcatura riflessa RMF ? stato posto uguale al valore di marcatura attualmente applicabile raggiunga AV=N1. Pertanto, il nodo 1, 2 non esegue alcun aggiornamento del valore di AV=N1 neanche durante la trasmissione del quarto ciclo del segnale di marcatura riflessa RMS.

Il nodo 1, 2 termina quindi il quarto ciclo del segnale di marcatura riflessa RMS come descritto sopra (fasi 602, 603). E cos? via.

Pertanto, il nodo 1, 2 essenzialmente "replica" ogni ciclo del segnale di marcatura MS' in un numero R di cicli del segnale di marcatura riflessa RMS, le cui ampiezze, in termini di numero di pacchetti, sono tutte uguali all'ampiezza del ciclo ricevuto. Il numero R di cicli replicati ? essenzialmente un numero intero che approssima il rapporto tra i tassi di pacchetti nelle due direzioni (R = 2 nella situazione esemplificativa della Figura 7(b)). Pertanto, la durata temporale cumulativa degli R cicli replicati del segnale di marcatura riflessa RMS ? sostanzialmente uguale alla durata del ciclo corrispondente del segnale di marcatura MS' ricevuto. Questo vantaggiosamente consente di evitare interruzioni nel meccanismo di riflessione, che impedirebbero alla misura di perdita di pacchetti di funzionare correttamente.

Anche quando viene implementata la riflessione secondo l'algoritmo della Figura 6, l'osservatore 10 pu? eseguire misure di perdite di pacchetti in base al segnale di marcatura MS e al segnale di marcatura riflessa RMS trasmessi in una delle due direzioni (si vedano le Figure 5(a) e 5(b)) o in entrambe le direzioni (si veda la Figura 5(c)). Dato che i tassi di trasmissione di pacchetti nelle due direzioni sono diversi, per combinare misure di perdite di pacchetti derivate da segnali trasmessi in direzioni opposte, l'osservatore 10 preferibilmente calcola i loro valori medi prima di combinarle. Questo garantisce che le misure di perdite di pacchetti combinati siano coerenti, nonostante i tassi di trasmissione di pacchetti diversi nelle due direzioni.

Va notato inoltre che le misure di perdite di pacchetti basate sui valori del campo di marcatura riflessa RMF presentano un ritardo rispetto a quelle basate sul valore del campo di marcatura MF, per via del ritardo introdotto dal meccanismo di riflessione stesso che inizia solo dopo il completamento della ricezione del primo ciclo del segnale di marcatura RM'. In caso di misura di perdita di pacchetti ottenuta usando entrambi i segnali, tale ritardo introduce un'imprecisione nel risultato di misura relativa al primo periodo di misura. Pertanto, tale misura viene preferibilmente scartata.

Alle fasi 601 e 607, il nodo 1, 2 completa la ricezione di un ciclo del segnale di marcatura MS'. In entrambe le fasi, il nodo 1, 2 pu? concludere che la ricezione di un ciclo del segnale di marcatura MS' ? completata quando rileva un cambiamento del valore di marcatura compresa nel campo di marcatura MF dei pacchetti entranti Pk', Pk.

Tuttavia, possono verificarsi errori di sequenza di ricezione che coinvolgono i pacchetti entranti Pk', Pk al confine tra due cicli del segnale di marcatura MS.

Per gestire tali errori, il nodo 1, 2 pu? attendere la ricezione di un numero predefinito di pacchetti entranti Pk', Pk (ad esempio 5 pacchetti entranti) aventi il valore di marcatura successivo, prima di concludere che la ricezione del ciclo precedente ? stata completata.

In alternativa, il nodo 1, 2 pu? concludere che la ricezione di un ciclo del segnale di marcatura MS' ? stata completata quando viene ricevuto il primo pacchetto entrante Pk', Pk con il valore di marcatura successivo. Questo consente di evitare di introdurre ritardi nel meccanismo di riflessione. D'altra parte, tuttavia, gli ultimi pacchetti entranti Pk', Pk aventi il valore di marcatura precedente verrebbero contati come parte del ciclo successivo del segnale di marcatura MS', la cui ampiezza sarebbe quindi aumentata e potrebbe anche essere maggiore di N. Se N non ? fisso (ad esempio pu? essere variato in un intervallo discreto comprendente potenze diverse di 2), l'osservatore 10 viene preferibilmente fornito di un meccanismo a soglia che gli consente di determinare, per ogni ciclo del segnale di marcatura riflessa RMS la cui ampiezza ? maggiore di N, se questo comprende la riflessione degli ultimi pacchetti Pk', Pk o se il numero N ? stato aumentato, ad esempio aumentato alla potenza maggiore di 2.

Secondo una prima variante dell'algoritmo nella Figura 6, la verifica alla fase 606 prevede di confrontare il numero di pacchetti uscenti il cui campo di marcatura riflessa RMF ? stato posto uguale al valore di marcatura applicabile con il valore di AV arrotondato al numero intero pi? vicino. A causa degli aggiornamenti del valore di AV (fasi 607-608), la media delle ampiezze di cicli rilevanti del segnale di marcatura MS' eseguita alla fase 608 pu? infatti fornire un numero non intero.

Inoltre, dato che l'arrotondamento del valore di AV pu? introdurre un errore, secondo un'altra variante tale errore pu? essere ridotto al minimo come segue.

Una variabile RE ? inizializzata a 0 e, alla fine di ogni iterazione del ciclo 604-605-606, ? aggiornata come RE = round(AV+RE) - AV. Questo valore di RE verr? quindi usato nelle verifiche 606 dell'iterazione successiva del ciclo 604-605-606, dove il numero di pacchetti uscenti il cui campo di marcatura riflessa RMF stato posto uguale al valore di marcatura applicabile sar? confrontato con il valore arrotondato di AV pi? il valore di RE.

Secondo ancora un'altra variante, la fase 608 in cui il valore dell'ampiezza di ciclo media AV viene aggiornato ogni volta che viene completata la ricezione di un ciclo del segnale di marcatura MS' preferibilmente prevede di escludere dal calcolo della media l'ampiezza dell'ultimo ciclo del segnale di marcatura MS' la cui ricezione ? stata completata durante la trasmissione dell'ultimo ciclo del segnale di marcatura riflessa RMS, se tale ampiezza era gi? stata usata per aggiornare il valore di AV durante la trasmissione dell'ultimo ciclo del segnale di marcatura riflessa RMS. Questo viene preferibilmente eseguito per ogni iterazione del ciclo 604-605-606 a eccezione del primo. Anche secondo le varianti sopra descritte, le misure di perdite di pacchetti basate sui, o che coinvolgono i, valori del campo di marcatura riflessa RMF nei pacchetti uscenti Pk, Pk' vantaggiosamente sono molto precise.

Anche secondo queste varianti, infatti, presso ciascun nodo 1, 2 il valore del campo di marcatura riflessa RMF nei pacchetti uscenti Pk, Pk' ? impostato in base ai valori del campo di marcatura MF in pacchetti Pk', Pk in entrata dall'altro nodo 2, 1. Pertanto, il numero di pacchetti Pk, Pk' con campo di marcatura riflessa RMF uguale a VA o VB come rilevato dall'osservatore 10 ? indicativo del numero di pacchetti Pk', Pk trasmessi dall'altro nodo 2, 1 che sono stati effettivamente persi. Altri eventi che inducono i nodi 1 e 2 a dichiarare perso un pacchetto (come la perdita della conferma dall'altro nodo o la ricezione della conferma una volta trascorsa la soglia temporale) non hanno alcun impatto sul valore del campo di marcatura riflessa RMF nei pacchetti uscenti Pk, Pk'.

Inoltre, il valore del campo di marcatura riflessa RMF ? indipendente da qualsiasi meccanismo (ad esempio il meccanismo sopra descritto previsto dal protocollo QUIC) per cui i nodi 1 e 2 dichiarano perso un pacchetto Pk o Pk', o qualsiasi altro meccanismo interno dei nodi 1 e 2 sotto il controllo esclusivo della loro entit? di gestione. Pertanto, vantaggiosamente, l'entit? che gestisce l'osservatore 10 ha il pieno controllo dell'implementazione delle misure di perdite di pacchetti.

La Richiedente ha stimato che il metodo descritto fornisce misure di perdite di pacchetti precise specialmente quando il tasso di perdita di pacchetti non supera il 20-25% in entrambe le direzioni. Dato che nella maggior parte dei tipi di connessioni (in particolare nelle connessioni basate su QUIC) la trasmissione di pacchetti viene interrotta quando il tasso di perdita di pacchetti supera il 30%, il metodo descritto ? pertanto in grado di funzionare correttamente in tutti i contesti in cui una misura di perdita di pacchetti ? fattibile e significativa.

Claims (12)

1. RIVENDICAZIONI 1. Un metodo per scambiare pacchetti tra due nodi (1, 2) di una rete di comunicazioni a commutazione di pacchetto (100), ciascun pacchetto (Pk, Pk') comprendendo un campo di marcatura (MF) e un campo di marcatura riflessa (RMF), detto metodo comprendendo: a) presso ciascuno di detti due nodi (1, 2), impostare il valore di detto campo di marcatura (MF) in pacchetti uscenti (Pk, Pk') da trasmettere all'altro nodo (2, 1), detto valore essendo commutato in modo alternato tra un primo valore di marcatura (VA) e un secondo valore di marcatura (VB) ogni N pacchetti uscenti, N essendo un numero intero predefinito; e b) presso almeno uno di detti due nodi (1, 2), mentre pacchetti entranti (Pk', Pk) vengono ricevuti dall'altro nodo (2, 1), impostare il valore di detto campo di marcatura riflessa (RMF) di detti pacchetti uscenti (Pk, Pk') in base al valore del campo di marcatura (MF) di detti pacchetti entranti (Pk', Pk).
2. 2. Il metodo secondo la rivendicazione 1, in cui detti pacchetti entranti (Pk', Pk) trasportano un segnale di marcatura (MS') che consiste nella sequenza di valori di detto campo di marcatura (MF) in detti pacchetti entranti (Pk', Pk), e detti pacchetti uscenti (Pk, Pk') trasportano un segnale di marcatura riflessa (RMS) che consiste nella sequenza di valori di detto campo di marcatura riflessa (RMF) in detti pacchetti uscenti (Pk, Pk'), la fase b) comprendendo trasmettere almeno un ciclo di detto segnale di marcatura riflessa (RMS) in risposta alla ricezione di almeno un ciclo di detto segnale di marcatura (MS').
3. 3. Il metodo secondo la rivendicazione 2, in cui la fase b) comprende impostare le ampiezze dei cicli di detto segnale di marcatura riflessa (RMS) in base alle ampiezze dei cicli di detto segnale di marcatura (MS'), dette ampiezze essendo espresse come numero di pacchetti per ciclo.
4. 4. Il metodo secondo la rivendicazione 3, in cui alla fase b) la trasmissione di un ciclo di detto segnale di marcatura riflessa (RMS) comprende: b1) quando viene avviata la trasmissione di detto ciclo di detto segnale di marcatura riflessa (RMS), porre un'ampiezza di detto ciclo di detto segnale di marcatura riflessa (RMS) uguale all'ampiezza dell'ultimo ciclo di detto segnale di marcatura (MS') di cui ? stata completata la ricezione; e b2) se, prima della fine della trasmissione di detto ciclo di detto segnale di marcatura riflessa (RMS), viene completata la ricezione di almeno un ulteriore ciclo di detto segnale di marcatura (MS'), aggiornare l'ampiezza di detto ciclo di detto segnale di marcatura riflessa (RMS) in base all'ampiezza di detto almeno un ulteriore ciclo di detto segnale di marcatura (MS').
5. 5. Il metodo secondo la rivendicazione 4, in cui alla fase b2) detto aggiornare comprende porre l'ampiezza di detto ciclo di detto segnale di marcatura riflessa (RMS) uguale all'ampiezza media di detto almeno un ulteriore ciclo di detto segnale di marcatura (MS').
6. 6. Il metodo secondo la rivendicazione 4 o 5, in cui detta fase b) comprende trasmettere R cicli di detto segnale di marcatura riflessa (RMS) in risposta alla ricezione di un ciclo di detto segnale di marcatura (MS'), R essendo un numero intero che approssima il rapporto tra un tasso di trasmissione di detti pacchetti uscenti (Pk, Pk') e un tasso di ricezione di detti pacchetti entranti (Pk', Pk).
7. 7. Il metodo secondo la rivendicazione 6, in cui l'ampiezza di ciascuno di detti R cicli di detto segnale di marcatura riflessa (RMS) ? uguale all'ampiezza di detto un ciclo di detto segnale di marcatura (MS'), dette ampiezze essendo espresse come numero di pacchetti per ciclo.
8. 8. Il metodo secondo la rivendicazione 4 o 5, in cui detta fase b) comprende trasmettere un ciclo di detto segnale di marcatura riflessa (RMS) in risposta alla ricezione di R cicli di detto segnale di marcatura (MS'), R essendo un numero intero che approssima il rapporto tra un tasso di ricezione di detti pacchetti entranti (Pk', Pk) e un tasso di trasmissione di detti pacchetti uscenti (Pk, Pk').
9. 9. Il metodo secondo la rivendicazione 8, in cui l'ampiezza di detto un ciclo di detto segnale di marcatura riflessa (RMS) ? uguale a una media delle ampiezze di detti R cicli di detto segnale di marcatura (MS'), dette ampiezze essendo espresse come numero di pacchetti per ciclo.
10. 10. Un metodo per eseguire una misura di perdita di pacchetti su pacchetti scambiati tra due nodi (1, 2) di una rete di comunicazioni a commutazione di pacchetto (100), ciascun pacchetto (Pk, Pk') comprendendo un campo di marcatura (MF) e un campo di marcatura riflessa (RMF), detto metodo comprendendo le fasi del metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 8 e: c) presso un dispositivo osservatore (10), rilevare detti pacchetti uscenti (Pk, Pk'), fornire un primo parametro in base al valore di detto campo di marcatura (MF) in detti pacchetti uscenti (Pk, Pk') rilevati e un secondo parametro in base al valore di detto campo di marcatura riflessa (RMF) in detti pacchetti uscenti (Pk, Pk') rilevati, ed eseguire detta misura di perdita di pacchetti in base a detto numero N in combinazione con detto primo parametro e/o detto secondo parametro.
11. 11. Una rete di comunicazioni a commutazione di pacchetto (100) comprendente due nodi (1, 2) per scambiare pacchetti (Pk, Pk'), ogni pacchetto (Pk, Pk') comprendendo un campo di marcatura (MF) e un campo di marcatura riflessa (RMF), in cui: - ciascuno di detti due nodi (1, 2) ? configurato per impostare il valore di detto campo di marcatura (MF) in pacchetti uscenti (Pk, Pk') da trasmettere all'altro nodo (2, 1), detto valore essendo commutato in modo alternato tra un primo valore di marcatura (VA) e un secondo valore di marcatura (VB) ogni N pacchetti uscenti, N essendo un numero intero predefinito; e - almeno uno di detti due nodi (1, 2) ? configurato inoltre, mentre vengono ricevuti pacchetti entranti (Pk', Pk) dall'altro nodo (2, 1), per impostare il valore di detto campo di marcatura riflessa (RMF) di detti pacchetti uscenti (Pk, Pk') in base al valore del campo di marcatura (MF) di detti pacchetti entranti (Pk', Pk).
12. 12. La rete di comunicazioni a commutazione di pacchetto (100) secondo la rivendicazione 11, comprendente inoltre un dispositivo osservatore (10) configurato per rilevare detti pacchetti uscenti (Pk, Pk'), fornire un primo parametro in base al valore di detto campo di marcatura (MF) in detti pacchetti uscenti (Pk, Pk') rilevati e un secondo parametro in base al valore di detto campo di marcatura riflessa (RMF) in detti pacchetti uscenti (Pk, Pk') rilevati, ed eseguire detta misura di perdita di pacchetti in base a detto numero N in combinazione con detto primo parametro e/o detto secondo parametro.