ES2298971T3 - Procedimiento de dimensionado de unidades de transporte de flujos afluentes sobre un enlace entre dos nodos de una red de transporte. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento de dimensionado de unidades de transporte de flujos afluentes sobre un enlace entre dos nodos de una red de transporte, donde dicha red de transporte está prevista para garantizar uniones multipunto, y donde dicho procedimiento se caracteriza. para cada una de dicha uniones multipunto que implican a dicho enlace, por lo siguiente: a) una etapa de determinación del caudal a aprovisionar para el transporte sobre dicho enlace de todos los flujos afluentes de dicha unión multipunto, donde el caudal a aprovisionar (Di) para un flujo afluente (Fi) se define por el caudal máximo esperado (Ei) ponderado por un factor dependiente de la encapsulación de los paquetes de dicho flujo afluente, y b) una etapa de determinación del caudal necesario para el transporte por dichas unidades de transporte de dichos flujos afluentes de dicha unión multipunto, procedimiento caracterizado porque, para cada una de dicha uniones multipunto, dicha etapa b) consiste en calcular el caudal necesario para el transporte por dichas unidades de transporte de dichos flujos afluentes de dicha unión multipunto como que es la suma más pequeña de los caudales a aprovisionar determinados en la etapa a) de los flujos afluentes de dicha unión multipunto que circulan, por una parte, en un sentido y, por otra parte, en el otro sentido, sobre dicho enlace.
Description
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Procedimiento de dimensionado de unidades de
transporte de flujos afluentes sobre un enlace entre dos nodos de
una red de transporte.
La presente invención se refiere a un
procedimiento de dimensionado de unidades de transporte de flujos
afluentes sobre un enlace entre dos nodos de una red de transporte.
En una aplicación particular de la presente invención, dicha red de
transporte es una red de jerarquía síncrona, del tipo SDH o SONET,
donde dichas unidades de transporte de flujos afluentes son
entonces contenedores virtuales, por ejemplo VC12, reagrupados en
grupos de contenedores virtuales VCG. En lo que se refiere a los
flujos afluentes, dichos flujos pueden ser flujos Ethernet, por
consiguiente en conformidad con la norma IEEE 802.3.
El documento
US-6377583-B1 describe un método de
dimensionado de unidades de transporte entre dos nodos de una red
de transporte, método que incluye la determinación de parámetros de
tráfico como el caudal necesario.
En la Fig. 1, se han representado dos nodos Nj y
Nj+1 de una red de transporte que comprende M nodos. Los
nodos Nj y Nj+1 están unidos entre sí por un enlace bidireccional
L. Cada uno de estos nodos Nj y Nj+1 también está unido a
otro nodo, o a otros nodos, de la misma red de transporte (no
representados). Están previstos para recibir y emitir flujos
afluentes, así como también para encaminarlos o enrutarlos sobre
diferentes enlaces afluentes LA. En la red de M nodos, el
número total de enlaces afluentes es P.
En la Fig. 2, se ha representado un nodo N que
esencialmente está constituido por un multiplexor ADM de
adición/retirada (Add and Drop Multiplexer) que recibe aguas arriba
y aguas abajo flujos multiplexados por enlaces L_{U} y L_{D},
por una matriz de conmutación X_{C} para conmutar entre sí los
flujos afluentes sobre los enlaces afluentes LA y los que se emiten
desde el multiplexor ADM y, finalmente, por unidades de adaptación
UA1 y UA2 previstas para adaptar la estructura de datos de los
flujos sobre los enlaces afluentes LA y de los flujos emitidos por
el multiplexor ADM, o destinados al mismo.
Por ejemplo, la red de transporte es una red del
tipo de Jerarquía Síncrona, por ejemplo SDH o SONET, aunque las
tramas que circulan sobre los enlaces L entre nodos son tramas de
multiplexado temporal (por ejemplo, STM-1,
STM-4, etc. u OC-1,
OC-3, etc.) constituidas por contenedores virtuales
(por ejemplo VC12, VC3, VC4, etc. ó VC11, VC2, etc.). En lo que
concierne a SDH, particularmente se podrá remitir a las
recomendaciones del ITU G.707 y G.783. Además, los contenedores
virtuales se agregan a través de una operación de concatenación
virtual o inmediata para constituir un grupo de contenedores
virtuales, denominado VCG.
Siempre a título de ejemplo, los enlaces
afluentes LA llevan flujos Ethernet que, por lo tanto, están en
conformidad con la norma IEEE 802.3. En este último caso, las
unidades de adaptación UA1 y UA2 son unidades que funcionan según
un protocolo de adaptación que puede ser del tipo PPP
(Point-to-Point Protocol [Protocolo
Punto-a-Punto]) definido
particularmente en la solicitud para comentarios RFC2615 del IETF,
del tipo X86 del título de la recomendación del ITU o del tipo GFP
(Generic Framing Procedure [Procedimiento Genérico de Entramado])
que es objeto de la recomendación G.7041 del ITU.
En lo que sigue de la descripción, se
considerará una red de transporte del tipo SDH, afluentes Ethernet y
el protocolo de adaptación GFP, pero se comprenderá que la
invención no se limita a este caso particular.
Se considera, en una red, una unión multipunto
establecida entre n nodos de dicha red. Se observará entonces
que p flujos afluentes están afectados por esta unión
multipunto. Se observará además que, en esta red, se pueden
establecer varias uniones multipunto, cada una de ellas con nodos
diferentes o no, en número diferente o no.
Se considera ahora un enlace L entre dos nodos
adyacentes cualesquiera Nj y N_{j+1} de la red.
Cuando se considera una sola unión multipunto de
n nodos, sobre el enlace L, circulan p flujos, unos en
un sentido y los otros en el otro sentido. Más precisamente, a
partir del nodo Nj (ver Fig. 1), el enlace L transmite con destino
al nodo N_{j+1} un cierto número de flujos, por ejemplo q
flujos, mientras que a partir del nodo Nj+1 el enlace L transmite
con destino al nodo Nj (p-q) flujos.
Se observará que el enlace L es bidireccional de
forma que el caudal que circula en un sentido es igual que el
caudal que circula en el otro sentido.
Cada flujo de orden i, anotado como F_{i},
sobre un enlace LA_{i}, presenta un caudal que puede variar entre
un valor nulo y un valor máximo denominado caudal de cresta, anotado
como PIR_{i} (como Peak Information Rate [Tasa de Información
Pico]). El operador responsable de la gestión de la red de
transporte garantiza un caudal que de hecho se denomina caudal
garantizado, anotado como E_{i}, algunas veces denominado CIR
(como Commited Information Rate [Tasa de Información Entregada]), y
espera que el usuario solo sobrepasará raramente este caudal
garantizado más allá de un caudal que se denomina aquí caudal máximo
esperado y que se anota como E'_{i}.
Dicho procedimiento de dimensionado de las
unidades de transporte de flujos afluentes de una unión multipunto,
sobre un enlace, entre dos nodos adyacentes de una red de
transporte, incluye una etapa de determinación del caudal a
aprovisionar para el transporte, sobre dicho enlace, de cada flujo
afluente de la unión, y una etapa de determinación del caudal
necesario para el transporte sobre dicho enlace, por las unidades de
transporte, de todos los dichos flujos afluentes de dicha
unión.
De forma general, el caudal a aprovisionar para
el transporte sobre dicho enlace de un flujo afluente de una unión
multipunto específica es igual al caudal máximo esperado E'_{i}
ponderado por un factor, denominado factor de encapsulación,
dependiente de la encapsulación de los paquetes del flujo afluente
considerado en las unidades de transporte de la red de
transporte.
Actualmente, la determinación del caudal
necesario para el transporte sobre dicho enlace, por dichas unidades
de transporte, de todos los dichos flujos afluentes de una unión
multipunto específica, consiste en buscar los valores máximos de
caudal que permitan el transporte de los flujos efluentes en dichas
unidades de transporte. Esta solución presenta el inconveniente de
no proporcionar valores óptimos, aunque la banda pasante de cada
enlace de la red no está optimizada.
El objeto de la presente invención es resolver
este problema particular y proponer un procedimiento de dimensionado
de unidades de transporte para el transporte de los flujos
afluentes de una unión multipunto sobre un enlace entre dos nodos
de una red de transporte que participa en dicha unión, procedimiento
que no presente los inconvenientes mencionados anteriormente.
Para efectuar esto, para cada una de dichas
uniones multipunto que constituyen dicha red de transporte, el
caudal necesario para el transporte por dicha unidades de transporte
de dichos flujos afluentes de dicha unión multipunto es igual a la
suma más pequeña de los caudales a aprovisionar de los flujos
afluentes de dicha unión multipunto que circulan, por una parte, en
un sentido y, por otra parte, en el otro sentido, sobre dicho
enlace.
Según otra característica de la invención, el
caudal necesario para el transporte, por dichas unidades de
transporte, de todos los flujos afluentes de todas las uniones
multipunto que constituyen la red de transporte que implica a dicho
enlace, es la suma de los caudales necesarios para el transporte
sobre dicho enlace de cada una de las uniones multipunto
determinadas anteriormente.
Ventajosamente, ello conlleva además, para cada
una de dichas uniones multipunto que implican a dicho enlace, una
etapa de determinación del número de unidades de transporte
necesarias para el transporte sobre dicho enlace de todos los
flujos afluentes de dicha unión multipunto como que es igual al
número entero superior o igual a la relación del caudal necesario
para el transporte sobre dicho enlace de dicha unión multipunto
determinada anteriormente por el caudal útil de una unidad de
transporte.
Cuando cada flujo afluente está ligado a un
contrato de tráfico que define un caudal garantizado y un caudal de
cresta, dicha etapa de determinación del caudal a aprovisionar para
el transporte sobre dicho enlace de cada flujo afluente comprende
lo siguiente:
- -
- la determinación del caudal máximo esperado de cada flujo afluente por adición del caudal garantizado definido por el contrato de tráfico ligado a dicho flujo y de un sobre-caudal igual a la diferencia entre el caudal de cresta y el caudal garantizado de dicho contrato de tráfico ponderado por un factor de riesgo, y además
- -
- la ponderación del resultado por un factor de encapsulación igual a la relación del número de octetos necesarios en una trama de la red de transporte para el transporte del flujo afluente que concierne al número de octetos de dicho flujo afluente.
La presente invención también concierne a un
procedimiento de dimensionado de unidades de transporte de flujos
afluentes sobre un enlace entre dos nodos de una red de transporte,
donde dicha red de transporte está prevista para garantizar uniones
multipunto. Como anteriormente, es del tipo que incluye, para cada
unión multipunto que implica a dicho enlace, una etapa de
determinación del caudal a aprovisionar para el transporte sobre
dicho enlace de todos los flujos afluentes de dicha unión
multipunto, y una etapa de determinación del caudal necesario para
el transporte por dichas unidades de transporte de dichos flujos
afluentes de dicha unión multipunto. Se caracteriza porque dicha
etapa de determinación del caudal necesario para el transporte de
dichos flujos afluentes incluye, para cada una de las uniones
multipunto que implican a dicho enlace:
- -
- una etapa de determinación del caudal necesario para el transporte de dichos flujos afluentes, de dicha unión multipunto, sobre dicho enlace, en cada topología lógica sin volver a cerrar un circuito, que puede tomar dicha unión multipunto, donde dicho caudal necesario en una topología lógica es igual a la suma más pequeña de los caudales a aprovisionar de los flujos afluentes de dicha unión multipunto que circulan, por una parte en un sentido y, por otra parte en el otro sentido, sobre dicho enlace,
- -
- una etapa de determinación del caudal necesario para el transporte sobre dicho enlace de dichos flujos afluentes de dicha unión multipunto igual al caudal máximo de entre los caudales necesarios de todas las topologías lógicas que puede tomar cada unión multipunto de dicha red de transporte.
\global\parskip1.000000\baselineskip
El caudal a aprovisionar para dicho enlace de la
red de transporte es entonces la suma de los caudales necesarios
para el transporte sobre este enlace de cada una de las uniones
multipunto precitadas.
Por ejemplo, para determinar cada topología
lógica que puede tomar cada unión multipunto de dicha red de
transporte, dicho procedimiento incluye una etapa de simulación, a
partir de una topología lógica de funcionamiento normal, de una
avería sobre un enlace de dicha red de transporte después de aplicar
un protocolo de establecimiento de la nueva topología lógica de
socorro de dicho enlace, por ejemplo, por la aplicación de un
protocolo específico.
Las características de la invención mencionadas
anteriormente, así como también otras características de la misma,
aparecerán más claramente con la lectura de la descripción siguiente
de un ejemplo de realización, descripción que se ha efectuado en
relación con los dibujos adjuntos, entre los que:
La Fig. 1 es un esquema que presenta dos nodos
de una red de transporte unidos entre sí por un enlace sobre el que
circulan unidades de transporte de flujos afluentes que pueden estar
dimensionadas según un procedimiento en conformidad con la presente
invención.
La Fig. 2 es un esquema sinóptico de un nodo de
una red de transporte que puede aplicar un procedimiento según la
presente invención.
Las Figs 3 a 6 son esquemas que presentan los
nodos de una red de transporte que están implicados en una única
unión multipunto, aquí, a título de ejemplo en anillo, y ello, en
respectivamente cuatro topologías lógicas diferentes.
La Fig. 7 es una vista de dos nodos de una red
de transporte, unidos entre si por un enlace que soporta varias
uniones multipunto de la red de transporte.
En lo que sigue de la descripción, se
considerará una red de transporte del tipo SDH, afluentes Ethernet y
el protocolo de adaptación GFP, pero se comprenderá que la
invención no se limita a este caso particular.
En la Fig. 1, se han representado dos nodos Nj y
Nj+1 de una red de transporte que participa en el establecimiento
de una unión multipunto que implica, por ejemplo, n nodos. Estos dos
nodos Nj y Nj+1 están unidos entre sí por un mismo enlace
bidireccional L. Cada uno de ellos también está unido a otro u otros
nodos de la misma red de transporte (no representados). Están
previstos para recibir y para emitir flujos sobre enlaces afluentes
LA y también para encaminar los diferentes flujos recibidos para
volverlos a emitir. Se considera una unión multipunto que implica
n nodos y un número total de enlaces afluentes igual a
p, donde el número total de flujos que se pueden
intercambiar los nudos implicados en la unión multipunto es entonces
también p.
En lo que sigue de la descripción se considerará
una sola unión multipunto aunque entre los dos nodos N_{j} y
N_{j+1} de la red de transporte, sobre un enlace L circulan
p flujos de la manera siguiente: q flujos en un
sentido y (p-q) flujos en el otro
sentido.
Se observará que el enlace L es bidireccional de
manera que el caudal que se asigna en un sentido es igual al caudal
que se asigna en el otro sentido.
Se recuerda que cada flujo de orden i, anotado
como F_{i}, presenta un caudal que puede variar entre un valor
nulo y un valor máximo denominado caudal de cresta, anotado como
PIR_{i} (como Peak Information Rate [Tasa de Información Pico]).
El operador responsable de la gestión de la red de transporte
garantiza un caudal garantizado, anotado como E_{i}, y espera que
el usuario solo sobrepasará raramente este caudal garantizado más
allá de un caudal máximo esperado, anotado como E'_{i}. Para
poder transportar el flujo F_{i}, es necesario aprovisionar un
caudal D_{i} para este flujo
F_{i}.
F_{i}.
El problema que busca resolver la presente
invención es el de dimensionar las unidades de transporte tales
como grupos de contenedores virtuales VCG de manera que se permita
el transporte entre dos nodos de red de todos los flujos afluentes
de una unión multipunto específica. Estas unidades de transporte
permiten así el transporte de un caudal, anotado como
D_{VCGj/j+1} y denominado caudal necesario para el transporte
sobre dicho enlace entre dos nodos de los flujos afluentes de dicha
unión multipunto, siendo j y j+1 los órdenes de los dos nodos
considerados.
Según la presente invención, el caudal necesario
D_{VCGj,j+1} que se asigna a un grupo VCGj,j+1 para el transporte
sobre un enlace L entre dos nodos j y j+1 de la red de todos los
flujos afluentes de una unión multipunto es igual a la suma más
pequeña de los caudales a aprovisionar D_{i} de los q flujos que
circulan en un asentido y de los (p-q) flujos que
circulan en el otro sentido de dicho enlace L considerado. Así pues,
se puede escribir lo siguiente:
Según esta expresión, se puede ver que la
limitación de tráfico entre dos nodos de la red de transporte está
proporcionada por los caudales más débiles, es decir, por los
caudales que son necesarios y suficientes para que los flujos
respeten los contratos de tráfico.
En el caso en que la red de transporte prevea la
encapsulación de los flujos afluentes en unidades de transporte
previstas cada una de ellas para el transporte de un caudal útil
específico D_{Cn}, el número de unidades necesarias para el
transporte entre dos nodos j y j+1 de los flujos afluentes de una
unión multipunto es igual a:
Por ejemplo, en el caso de una red de transporte
del tipo con Jerarquía Síncrona SDH, la encapsulación de los flujos
se efectúa en los contenedores en los que el caudal útil
transportado es Cn. Cada contenedor esta provisto a continuación de
un encabezado de manera que forma lo que se denomina un contenedor
virtual, anotado como VCn, que requiere un caudal D_{VCn} para su
transporte. N_{j,j+1} representa el número de contenedores
virtuales de un mismo tipo para garantizar el transporte de todos
los afluentes de una unión multipunto entre dos nodos j y j+1
implicados en dicha unión.
Se recuerda aquí que, para la jerarquía SDH, el
caudal útil transportado y el caudal requerido para el transporte
por un contenedor de un tipo específico se menciona en la tabla que
se indica a continuación:
Como N_{j,j+1} es necesariamente un número
entero y como, generalmente, el resultado de la división
anteriormente mencionada no es un número entero, el valor retenido
es el entero inmediatamente superior o igual.
A continuación se va a explicitar el caudal
D_{i} que es necesario aprovisionar para el transporte de un
flujo afluente elemental F_{i} de una unión multipunto entre todo
par de nodos j y j+1 de una red de transporte implicados en dicha
unión y, ello, en el caso en que dicho flujo afluente elemental es
un flujo Ethernet. Teniendo en cuenta un contrato de tráfico que
define para el flujo F_{i}, por una parte, el caudal garantizado
E_{i} (E_{i} se denomina comúnmente CIR (como Commited
Information Rate [Tasa de Información Entregada]) y, por otra
parte, el caudal de cresta PIR_{i} (caudal denominado comúnmente
como Peak Information Rate [Tasa de Información Pico]), el caudal
máximo esperado E'_{i} de un flujo Ethernet F_{i} (ver
definición escrita anteriormente) se puede proporcionar por la
relación siguiente:
E'_{i} = E_{i}
+ \alpha (PIR_{i} -
E_{i})
donde \alpha es el coeficiente de
riesgo elegido por el operador de servicios que gestiona la red
considerada (se observará que \alpha es un número comprendido
entre 0 y
1).
Teniendo en cuenta el hecho de que la
encapsulación de tramas Ethernet en unidades de transporte de la red
de transporte demanda algunos octetos suplementarios, el caudal
D_{i} que es necesario aprovisionar para el transporte del flujo
afluente F_{i} es superior en un factor k al caudal máximo
esperado del flujo Ethernet a transportar, lo que se puede
escribir como:
D_{i} = k
\cdot
E'_{i}
El factor de encapsulación k es igual a la
relación del número de octetos requeridos en una trama de la red de
transporte para el trasporte del flujo afluente considerado con
respecto al número de octetos de dicho flujo afluente.
Se observará pues que k depende del número de
octetos suplementarios que se agregan a cada trama Ethernet durante
su encapsulación y, por lo tanto, depende del método de
encapsulación aplicado.
Se pueden prever diversos procedimientos de
encapsulación: PPP, X86, GFP, etc. A título de ejemplo, interesará
la encapsulación GFP. Sobre los detalles de esta encapsulación, se
deberá consultar útilmente la recomendación G.7041 del ITU.
Durante esta encapsulación, a la trama Ethernet
se agregan 8 nuevos octetos: Se trata (dados aquí a título de
información) de los octetos denominados PLI, cHEC, Tipo y tHEC. Por
le contrario, ni los octetos del preámbulo (siete octetos que
contienen la secuencia de bits 10101010), ni el octeto del
delimitador (secuencia binaria 10101011) ni los octetos de intergap
(Inter-Packet Gap = IPG) de la trama Ethernet no se
vuelven a coger en la trama GFP.
Se prevén dos opciones. Según la primera opción,
durante la encapsulación GFP se utilizan cuatro octetos de
verificación de trama GFP (Frame Check Secuence = FCS [Secuencia de
Verificación de Trama]. En este caso, el número de octetos
realmente utilizados es superior en 12 octetos al número de octetos
de la trama Ethernet. Así pues, por ejemplo, para una trama de 64
octetos, el factor k toma el siguiente valor:
k = (64 +
12)/64 =
1.1875.
De acuerdo con la segunda opción, durante la
encapsulación GFP no se utilizan los cuatro octetos de verificación
de trama. En este caso, el número de octetos realmente utilizados es
superior en 8 octetos al número de octetos de la trama Ethernet. De
esta forma, para una trama de 64 octetos, por ejemplo, el factor k
siempre toma el siguiente valor:
k = (64 +
8)/64 =
1.125.
Una tercera opción consiste en utilizar los
cuatro octetos FCS y prever un encabezamiento extendido (payload
extension header [encabezamiento de extensión de carga útil]) de
cuatro octetos. El factor k toma entonces el siguiente valor:
k = (64 +
16)/64 =
1.25.
Como no se ha controlado normalmente la longitud
de las tramas, durante la determinación del factor k, se
considerará el caso más desfavorable de las tramas más cortas, o sea
las tramas de 64 octetos indicadas anteriormente. Sin embargo,
también se podrá calcular k como se hace para otras longitudes de
tramas. Por ejemplo, longitudes de trama de 1548 octetos para las
tramas denominadas ISL o incluso la longitud de las tramas
denominadas Jumbo.
A continuación se va a proporcionar un ejemplo
de dimensionado para la encapsulación de flujo Ethernet en
contenedores del tipo VC-12 en conformidad con la
jerarquía SDH. Para efectuar esto, se considera una unión
multipunto que implica cuatro nodos N1, N2, N3 y N4 de una red. En
la Fig. 3 se han representado estos cuatro nodos N1, N2, N3 y N4 (y
únicamente ellos) unidos entre sí en anillo, sin embargo con el
enlace L4 entre los nodos N1 y N4 representado en línea de trazos,
que normalmente únicamente se utiliza como enlace de socorro. En
este ejemplo, cada uno de los nodos N1, N2, N3 y N4 comprende un
enlace afluente LA1, LA2, L3 y L4. Se puede constatar que el enlace
L1 entre el nodo N1 y el nodo N2 transporta, en un sentido, el flujo
F1 emitido por el enlace afluente LA1 y, en el otro sentido, los
flujos F2, F3 y F4 emitidos respectivamente por los enlaces
afluentes LA2, LA3 y LA4. De la misma manera, el enlace L2 entre los
nudos N2 y N3 transporta, en un sentido, los flujos F1 y F2 y, en
el otro sentido, los flujos F3 y F4. En cuanto al enlace L3 entre
los nodos N3 y N4, transporta, en un sentido, los flujos F1, F2 y
F3 y, en el otro sentido, el flujo F4.
A título de ejemplo numérico, el enlace afluente
Ethernet LA1 tiene un caudal garantizado E_{1} = 10 M bits/s y un
caudal de cresta PIR_{1} = 20 Mbits/s, el enlace afluente Ethernet
LA2 tiene un caudal garantizado E_{2} = 10 M bits/s y un caudal
de cresta PIR_{2} = 20 Mbits/s, el enlace afluente Ethernet LA3
tiene un caudal garantizado E_{3} = 20 M bits/s y un caudal de
cresta PIR_{3} = 30 Mbits/s y el enlace afluente Ethernet LA4
tiene un caudal garantizado E_{4} = 10 M bits/s y un caudal de
cresta PIR_{4} = 20 Mbits/s. Se supone que el coeficiente de
riesgo \alpha es igual a 0,1 y que la encapsulación es una
encapsulación GFP sin octetos de verificación FCS, de tramas
Ethernet de 64 octetos que no retoman su preámbulo, su delimitador
(entonces, el factor de encapsulación es de 1,125).
Los caudales D_{1}, D_{2} y D_{4} a
aprovisionar para cada grupo de canales virtuales para el
transporte, respectivamente, de los flujos afluentes F_{1},
F_{2} y F_{4} son iguales a:
D_{1} = D_{2}
= D_{4} = 1.125 [10 + 0.1(20 - 10)] = 12.375\
Mbits/s
De la misma forma, el caudal D_{3} a
aprovisionar para el grupo de canales virtuales para el transporte
del flujo afluente F_{3} es igual a:
D_{3} = 1.125
[20 + 0.1(30 - 20)] = 23.625\
Mbits/s
Si interesa para el enlace entre los dos nodos
N1 y N2:
D_{VCG1/2} =
min [(D1);(D2 + D3 + D4)] = 12.375\
Mbits/s
\newpage
Si interesa para el enlace L2 entre los dos
nodos N2 y N3, el caudal D_{VCG2/3} necesario para el grupo de
canales virtuales VCG2/3 de este enlace es, en conformidad con la
relación proporcionada a continuación:
D_{VCG2/3} =
min [(D1 + D2);(D3 + D4)] = 24.75\
Mbits/s
El caudal D_{VCG3/4} necesario para el grupo
de canales virtuales VCG3/4 es el siguiente:
D_{VCG3/4} =
min [(D1 + D2 + D3);(D4)] = 12.375\
Mbits/s
Teniendo en cuenta el hecho de que un contenedor
virtual VC-12 presenta un caudal útil de 2,176
Mbits/s, los números de contenedores virtuales
VC-12 necesarios para transportar estos caudales son
los siguientes:
N_{1/2} =
entero\_superior \ [12.375/2.176] =
6
N_{2/3} =
entero\_superior \ [24.75/2.176] =
12
N_{3/4} =
entero\_superior \ [12.375/2.176] =
6
En una red como la que está cuestionándose aquí,
se han previsto procedimientos para que, en caso de rotura de un
enlace entre dos nodos, poder modificar la topología lógica de una
unión multipunto de la red de transporte y de esta manera aplicar
enlaces de socorro para el re-encaminamiento del
tráfico. Por ejemplo, la nueva topología lógica se determina por un
protocolo específico, tal como el protocolo denominado STP (Spanning
Tree Protocol : Norma IEEE 802.1d [Protocolo de Árbol de
Extensión]), o RSTP (Rapid Spanning Tree Protocol : Norma IEEE
802.1w [Protocolo de Arbol de Extensión Rápida]) o MSTP (Multiple
Spanning Tree Protocol : Norma IEEE 802.1s [Protocolo de Arbol de
Extensión Múltiple]).
Un modo particular (modo de gestión) del
protocolo STP que es específico con Ethernet permite, con fines
particularmente de dimensionar lo más eficazmente posible los
grupos de canales virtuales VCG transportados sobre los enlaces de
red, simular una avería para la que un enlace específico (elegido
por configuración de la simulación) entre dos nodos se corta y,
después de re-convergencia del protocolo STP,
proporcionar una nueva topología lógica de la unión multipunto
afectada como consecuencia de esta avería. Según la presente
invención, se determina entonces para cada uno de los enlaces de la
red en su nueva topología lógica el caudal necesario para el
transporte de todos los flujos afluentes en cada uno de los grupos
transportados y, a continuación, el número de contenedores
virtuales necesarios para garantizar el tráfico entre cada par de
nodos.
Se va a proporcionar un ejemplo considerando una
unión multipunto en una red de transporte en la que la topología
lógica es la que ya se ha proporcionado en la Fig. 3. Por lo tanto,
esta unión implica cuatro nodos N1, N2, N3 y N4 unidos entre sí.
Cada uno de los nodos N1, N2, N3, N4 recibe un enlace afluente LA1,
LA2, LA3, LA4 de caudal máximo esperado E'_{1}, E'_{2},
E'_{3}, E'_{4}. Lógicamente, los nodos N1 y N4 no están unidos
entre sí porque el enlace L4 entre estos dos es un enlace de
socorro.
En la Fig. 4, se ha representado la misma unión
multipunto, en la misma red, en una topología lógica de socorro
como consecuencia de un corte del enlace L1 entre los nodos N1 y N2.
Se constata que el enlace L2 entre el nodo N2 y el nodo N3
transporta ahora, en un sentido, únicamente el flujo F2 emitido por
enlace afluente LA2 y, en el otro sentido, los flujos F1, F3 y F4
emitidos respectivamente por los enlaces afluentes LA1, LA3 y LA4,
y el enlace L3 entre los nodos N3 y N4 transporta, en un sentido,
los flujos F2 y F3 y, en el otro sentido, los flujos F1 y F4. En
cuanto al enlace L4 entre los nodos N1 y N4, transporta, en un
sentido, el flujo F1 y, en el otro sentido, los flujos F2, F3
y
F4.
F4.
En la Fig. 5, se ha representado la misma unión
multipunto, en la misma red, en una topología lógica de socorro
como consecuencia de un corte del enlace L2 entre los nodos N2 y N3.
Se constata que el enlace L3 entre el nodo N3 y el nodo N4
transporta ahora, en un sentido, únicamente el flujo F3 emitido por
enlace afluente LA3 y, en el otro sentido, los flujos F1, F2 y F4
emitidos respectivamente por los enlaces afluentes LA1, LA2 y LA4.
El enlace L4 entre los nodos N1 y N4 transporta, en un sentido, los
flujos F1 y F2 y, en el otro sentido, los flujos F3 y F4. En cuanto
al enlace L1 entre los nodos N1 y N2, transporta, en un sentido, los
flujos F1, F3 y F4 y, en el otro sentido, el flujo F2.
Asimismo, en la Fig. 6 se ha representado la
misma unión multipunto, en la misma red, en una topología lógica de
socorro como consecuencia de un corte del enlace L3 entre los nodos
N3 y N4. Se constata que el enlace L1 entre el nodo N1 y el nodo N2
transporta ahora, en un sentido, los flujos F4 y F1 respectivamente
emitidos por los enlaces afluentes LA4 y LA1 y, en el otro sentido,
los flujos F2 y F3 emitidos respectivamente por los enlaces
afluentes LA2 y LA3. El enlace L4 entre los nodos N1 y N4
transporta, en un sentido, únicamente el flujo F4 y, en el otro
sentido, los flujos F1, F2 y F3. En cuanto al enlace L2 entre los
nodos N2 y N3, transporta, en un sentido, los flujos F1, F2 y F4 y,
en el otro sentido, únicamente el flujo F3.
En las redes de transporte de estructura más
compleja, el establecimiento de la nueva topología lógica, como
consecuencia de un corte de enlace, se efectúa por un protocolo del
tipo STP (o RSTP, o MSTP). Este mismo protocolo también permite
simulaciones de corte de enlaces en los que la elección se efectúa
por configuración por el juego de las prioridades asociadas a los
enlaces de la red.
Se va a considerar el dimensionado del enlace L4
que une los nodos N1 y N4 cuando se corta uno de los otros
enlaces.
Cuando se corta el enlace L1 entre los nodos N1
y N2, el caudal necesario para el grupo VCG4/1 para el transporte
entre los nodos N1 y N4 del flujo F1 por una parte, y de los flujos
F2, F3 y F4, por otra parte, que se le anota como D_{VCG4/1|1/2},
se proporciona por la relación siguiente:
D_{VCG4/1|1/2}
= min [(D_{1});(D_{2} +D_{3} +
D_{4})]
El número, anotado como N_{4/1|1/2}, de
contenedores virtuales VC12 que debe comprender el grupo VCG_{4/1}
para garantizar el tráfico cuando se corta el enlace 1/2 es
entonces:
Asimismo, se podría mostrar que, cuando se corta
el enlace entre los nodos N2 y N3, el caudal necesario para el
grupo VCG4/1 para el transporte entre los nodos N1 y N4 de los
flujos F1 y F2, en un sentido, y de los flujos F3 y F4, en el otro
sentido, que se anota como D_{VCG4/1|2/3}, se proporciona por la
relación siguiente:
D_{VCG4/1|2/3}
= min [(D_{1} + D_{2});(D_{3} +
D_{4})]
El número de contenedores virtuales VC12 que
entonces debe comprender el grupo VCG_{4/1} es entonces:
Finalmente, cuando se corta en enlace entre los
nodos 3 y 4, el caudal necesario para el grupo VCG4/1 para el
transporte entre los nodos N1 y N4 del flujo F4, en un sentido, y de
los flujos F1, F2 y F3, en el otro sentido, que se anota como
D_{VCG4/1|3/4}, se proporciona por la relación siguiente:
D_{VCG4/1|3/4}
= min [(D_{4});(D_{1} + D_{2} +
D_{3})]
El número de contenedores virtuales VC12 que
entonces debe comprender el grupo VCG_{4/1} es entonces:
El dimensionado óptimo del grupo VCG4/1 para el
conjunto de topologías lógicas posibles de la unión multipunto de
la red se proporciona entonces de forma que permitirá el transporte
de un caudal necesario D igual al más grande de estos caudales
necesarios calculados para cada topología:
D_{VCG4/1} =
max [D_{VCG4/1|1/2}; D_{VCG4/1|2/3};
D_{VCG4/1|3/4}]
Entonces el número de contenedores virtuales
asignados a un enlace será el siguiente:
\vskip1.000000\baselineskip
\newpage
A continuación, se va a proporcionar un ejemplo
numérico. Supongamos que los caudales garantizados sobre los
enlaces afluentes LA1, LA2, LA3 y LA4 de los nodos N1, N2, N3 y N4,
sean respectivamente los siguientes:
E1 = E2 = E3 =
E4 = 10\
Mbits/s
En cuanto a los caudales de cresta de estos
interfaces, dichos caudales son respectivamente los siguientes:
PIR_{1} =
PIR_{2} = PIR_{3} = PIR_{4} = 20\
Mbits/s
El coeficiente de riesgo del operador se supone
que es de 0,1. Así pues, los caudales máximos esperados para los
enlaces afluentes LA1, LA2, LA3 y LA4 son los siguientes:
E'_{1} =
E'_{2} = E'_{3} = E'_{4} = 10 + 0.1(20 - 10) = 11\
Mbits/s
Se supone que el coeficiente de encapsulación es
1,125 (protocolo GFP sin octetos de verificación FCS, sin
reposición en las tramas GFP del preámbulo y del delimitador) aunque
los caudales a aprovisionar D_{1}, D_{2}, D_{3} y D_{4}
para el transporte de cada flujo afluente son los siguientes:
D_{1} = D_{2}
= D_{3} = D_{4} = 1.125\ x\ 11\ Mbits/s = 12.375\
Mbits/s
Los caudales necesarios para el transporte de
todos los flujos sobre el enlace L4 cuando los enlaces L1, L2 y L3
están respectivamente cortados son entonces los siguientes:
- \quad
- D_{VCG4/1|1/2} = 1.125\ x\ min [(11);(3 x 11)] = 12.375\ Mbits/s
- \quad
- D_{VCG4/1|2/3} = 1.125\ x\ min [(11 + 11);(11 + 11)] = 24.75\ Mbits/s
- \quad
- D_{VCG4/1|3/4} = 1.125\ x\ min [(3 x 11);(11)] = 12.375\ Mbits/s
El caudal D_{VCG4/1} asignado al grupo VCG4/1
será entonces de 24,75 Mbits/s. En cuanto al número de contenedores
VC12, será entonces el siguiente:
N_{VCG4/1} =
entero\_superior [24.75/2.176] =
12
Igual que se ha considerado el enlace L4 entre
los nodos N1 y N4, es necesario considerar cada enlace L1, L2, L3,
en todas las topologías lógicas posibles de la unión multipunto de
la red, después de establecer el caudal a aprovisionar en el grupo
correspondiente como que es el mayor caudal a aprovisionar de entre
los caudales a aprovisionar respectivamente calculados en estas
topologías lógicas.
Hasta aquí, únicamente se ha considerado una
unión multipunto en una red. Ahora se va a considerar que en una
red se pueden establecer varias uniones multipunto, donde cada una
de ellas implica un cierto número de nodos de la red, número que
puede ser diferente del de otra unión multipunto, de los enlaces
entre dos nodos de la red que pueden estar repartidos por varias
uniones multipunto.
En lo que sigue de la descripción, se va a
tratar de un enlace que une dos nodos de una red, nodos que están
implicados en varias uniones multipunto. En la Fig. 7 se representan
dos nodos N_{j} y N_{j+1} unidos por tal enlace L. Este enlace
L es el soporte de Z uniones multipunto L_{1}, ..., L_{z}, ...,
L_{Z}. Una unión multipunto L_{z} autoriza la transmisión de
p_{z} flujos afluentes que, sobre el enlace L_{j,j+1}, se
reparten de la forma siguiente: q_{z} flujos afluentes transitan
desde el nodo N_{j} hacia el nodo N_{j+1} y
(p_{z}-q_{z}) flujos afluentes transitan en el
otro sentido, es decir desde el nodo N_{j+1} hacia el nodo
N_{j}.
Si para una unión L_{z} se aplica el
procedimiento de dimensionado que se ha descrito anteriormente, se
obtiene lo siguiente:
- -
- el caudal necesario, anotado como D^{z}_{VCGj,j+1}, que se asigna al grupo VCGj,j+1 para el transporte sobre el enlace L_{j,j+1} entre los dos nodos N_{j} y N_{j+1} de todos los flujos afluentes de la unión multipunto L_{z}, caudal que viene proporcionado por la relación siguiente:
\vskip1.000000\baselineskip
- -
- el número de unidades de transporte necesarias para el transporte entre los dos nodos N_{j} y N_{j+1} de todos los flujos afluentes de la unión multipunto L_{z}, número que viene proporcionado por la relación siguiente:
El caudal necesario para el transporte entre los
dos nodos N_{j} y N_{j+1} de todos los flujos afluentes de
todas las uniones multipunto L_{z} que implican a dichos dos nodos
es la suma de los caudales necesarios D^{z}_{VCGj,j+1} para el
transporte sobre este enlace de cada una de las uniones multipunto
L_{1} a L_{z}, lo que se puede escribir como:
En cuanto al número de unidades de transporte,
dicho número es igual a la suma de los números N^{z}_{j,j+1} de
unidades de transporte necesarias para el transporte entre los dos
nodos N_{j} y N_{j+1} de todos los flujos afluentes de todas
las uniones multipunto L_{1} a L_{z}, o sea:
Claims (11)
1. Procedimiento de dimensionado de unidades de
transporte de flujos afluentes sobre un enlace entre dos nodos de
una red de transporte, donde dicha red de transporte está prevista
para garantizar uniones multipunto, y donde dicho procedimiento se
caracteriza. para cada una de dicha uniones multipunto que
implican a dicho enlace, por lo siguiente:
- a)
- una etapa de determinación del caudal a aprovisionar para el transporte sobre dicho enlace de todos los flujos afluentes de dicha unión multipunto, donde el caudal a aprovisionar (D_{i}) para un flujo afluente (F_{i}) se define por el caudal máximo esperado (E_{i}) ponderado por un factor dependiente de la encapsulación de los paquetes de dicho flujo afluente, y
- b)
- una etapa de determinación del caudal necesario para el transporte por dichas unidades de transporte de dichos flujos afluentes de dicha unión multipunto,
procedimiento caracterizado
porque, para cada una de dicha uniones multipunto, dicha etapa b)
consiste en calcular el caudal necesario para el transporte por
dichas unidades de transporte de dichos flujos afluentes de dicha
unión multipunto como que es la suma más pequeña de los caudales a
aprovisionar determinados en la etapa a) de los flujos afluentes de
dicha unión multipunto que circulan, por una parte, en un sentido y,
por otra parte, en el otro sentido, sobre dicho
enlace.
2. Procedimiento de dimensionado según la
reivindicación 1, caracterizado porque el caudal necesario
para el transporte, por dichas unidades de transporte, de todos
los flujos afluentes de todas las uniones multipunto que implican a
dicho enlace, es la suma de los caudales necesarios para el
transporte sobre este enlace de cada una de las uniones multipunto
determinadas en la etapa b).
3. Procedimiento de dimensionado según la
reivindicación 1, caracterizado porque además comprende, para
cada una de dichas uniones multipunto que implican a dicho enlace,
una etapa c) de determinación del número de unidades de transporte
necesarias para el transporte, sobre dicho enlace, de todos los
flujos afluentes de dicha unión multipunto, como que es igual al
número entero superior o igual a la relación del caudal necesario
para el transporte sobre este enlace de dicha unión multipunto
determinado en la etapa b) con respecto al caudal útil de una
unidad de transporte.
4. Procedimiento de dimensionado según una de
las reivindicaciones anteriores, donde cada flujo afluente está
ligado a un contrato de tráfico que define un caudal garantizado y
un caudal de cresta, procedimiento caracterizado porque
dicha etapa a) comprende lo siguiente:
- -
- la determinación del caudal máximo esperado de cada flujo afluente por adición del caudal garantizado definido por el contrato de tráfico ligado a dicho flujo y de un sobre-caudal igual a la diferencia entre el caudal de cresta y el caudal garantizado de dicho contrato de trafico ponderado por un factor de riesgo, y después
- -
- la ponderación del resultado por un factor de encapsulación igual a la relación del número de octetos necesarios en una trama de la red de transporte para el transporte del flujo afluente que concierne al número de octetos de dicho flujo afluente.
5. Procedimiento de dimensionado de unidades de
transporte de flujos afluentes sobre un enlace entre dos nodos de
una red de transporte, donde dicha red de transporte está prevista
para garantizar las uniones multipunto, procedimiento que incluye,
para cada unión multipunto que implica a dicho enlace:
- a)
- una etapa de determinación del caudal a aprovisionar para el transporte, sobre dicho enlace, de todos los flujos afluentes de dicha unión multipunto, donde el caudal a aprovisionar (D_{i}) para un flujo afluente (F_{i}) se define por el caudal máximo esperado (E_{i}) ponderado por un factor dependiente de la encapsulación de los paquetes de dicho flujo afluente, y
- b)
- una etapa de determinación del caudal necesario para el transporte por dichas unidades de transporte de dichos flujos afluentes de dicha unión multipunto,
y por el hecho de que dicha etapa
de determinación del caudal necesario para el transporte de dichos
flujos afluentes incluye, para cada una de las uniones multipunto
que implican a dicho
enlace:
- -
- una etapa de determinación del caudal necesario para el transporte de dichos flujos afluentes de dicha unión multipunto sobre dicho enlace en cada topología lógica, sin que se vuelva a cerrar el circuito, que puede tomar dicha unión multipunto, donde dicho caudal necesario en una topología lógica es igual a la suma más pequeña de los caudales a aprovisionar determinados en la etapa a) de los flujos afluentes de dicha unión multipunto que circulan, por una parte, en un sentido y, por otra parte, en el otro sentido, sobre dicho enlace,
- -
- una etapa de determinación del caudal necesario para el transporte sobre dicho enlace de dichos flujos afluentes de dicha unión multipunto, igual al caudal máximo de entre los caudales necesarios de todas las topologías lógicas que puede tomar dicha red de transporte.
6. Procedimiento de dimensionado según la
reivindicación 5, caracterizado porque el caudal necesario
para el transporte por dichas unidades de transporte de todos los
flujos afluentes de todas las uniones multipunto que implican a
dicho enlace es la suma de los caudales necesarios para el
transporte sobre este enlace de cada una de las uniones multipunto
determinadas en la etapa b).
7. Procedimiento de dimensionado según las
reivindicaciones 5 ó 6, caracterizado porque además
comprende, para cada una de dichas uniones multipunto que implican
a dicho enlace, una etapa c) de determinación del número de
unidades de transporte necesarias para el transporte sobre dicho
enlace de todos los flujos afluentes de dicha unión multipunto como
que es igual al número entero superior o igual a la relación del
caudal necesario para el transporte sobre este enlace de dicha
unión multipunto determinado en la etapa b) con respecto al caudal
útil de una unidad de transporte.
8. Procedimiento de dimensionado según una de
las reivindicaciones 5 a 7, donde cada flujo afluente está ligado a
un contrato de tráfico que define un caudal garantizado y un caudal
de cresta, procedimiento caracterizado porque dicha etapa a)
comprende lo siguiente:
- -
- la determinación del caudal máximo esperado de cada flujo afluente por adición del caudal garantizado definido por el contrato de tráfico ligado a dicho flujo y de un sobre-caudal igual a la diferencia entre el caudal de cresta y el caudal garantizado de dicho contrato de trafico ponderado por un factor de riesgo, y después
- -
- la ponderación del resultado por un factor de encapsulación igual a la relación del número de octetos necesarios en una trama de la red de transporte para el transporte del flujo afluente que concierne al número de octetos de dicho flujo afluente.
9. Procedimiento de dimensionado según una de
las reivindicaciones 5 a 8, caracterizado porque, para
determinar cada topología lógica que puede tomar cada unión
multipunto de dicha red de transporte, dicho procedimiento incluye
una etapa de simulación, a partir de una topología lógica de
funcionamiento normal, de una avería sobre un enlace de dicha red
de transporte después de aplicar un protocolo de establecimiento de
la nueva topología lógica de socorro de dicho enlace.
10. Procedimiento de dimensionado según una de
las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque dichos
flujos afluentes son flujos Ethernet que, por lo tanto, están en
conformidad con la norma IEEE 802.3.
11. Procedimiento de dimensionado según una de
las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la
encapsulación de los flujos afluentes en dichas unidades de
transporte está en conformidad con un protocolo del tipo PPP, X86 ó
GFP.
Applications Claiming Priority (2)
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