ES2306260T3 - Sistema de gestion de ancho de banda adaptativo para tunel capacitivo de matrices de comunicacion variables en el tiempo. - Google Patents
Sistema de gestion de ancho de banda adaptativo para tunel capacitivo de matrices de comunicacion variables en el tiempo. Download PDFInfo
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Abstract
Procedimiento para seguir túneles capacitivos en una red que presenta multitud de nodos (1..12), en el que sobre los tramos de unión entre los nodos pueden instalarse túneles para capacidad de transmisión de datos, y en consecuencia - se determina la matriz de circulación en la red, - con base en la matriz de circulación para un tramo de unión se adjudica un túnel capacitivo respectivo, - con base en un acontecimiento de activación se determina una matriz de circulación actualizada en la red, caracterizado porque - la magnitud del túnel capacitivo se adapta a la matriz de circulación actualizada.
Description
Sistema de gestión de ancho de banda adaptativo
para túnel capacitivo de matrices de comunicación variables en el
tiempo.
El objeto de la solicitud se refiere a un
sistema de gestión de ancho de banda adaptativo para túneles
capacitivos, para evitar el bloqueo y el bajo rendimiento para
matrices de comunicación variables en el tiempo.
El objeto de la solicitud se refiere a un
procedimiento para seguir túneles capacitivos en una red que
presente multitud de nodos.
En sistemas de comunicación existen túneles
capacitivos estáticos, que dividen virtualmente el ancho de banda
de una red. Estos pueden ser por ejemplo
Border-to-Border Budgets (BBBs) en
el caso de un Network Admision control (NAC) basado en BBB o
también túneles de capacidad fija en un entorno (G)MPLS. El
dimensionamiento de los túneles capacitivos presenta hasta ahora
las siguientes particularidades:
- -
- la capacidad se mide estáticamente en una oferta de comunicación,
- -
- si la oferta de comunicación para un túnel varía en el tiempo, es necesario asumir el valor máximo para el dimensionamiento.
De forma correspondiente a estas
particularidades el procedimiento actual para dimensionar los
túneles capacitivos puede designarse también como Static Bandwidth
Allocation (SBA).
El problema de las ofertas de comunicación
variables se ha resuelto hasta ahora con SBA, lo que se corresponde
con un Overprovisioning (sobrealimentación capacitiva), cuando las
Busy-Hours para comunicación en los diferentes
túneles se producen alternadas en el tiempo. En la bibliografía se
cita con frecuencia para solucionar el problema SBA el llamado
Multi-Hour Design (MHD). En el caso de MHD de redes,
sin embargo, se diseña la red a intervalos fijos completamente de
nuevo, lo que entre otras cosas produce también una variación del
Routing (esquema de rutas) y del Load Balancing (distribución de
cargas). Por ello se lleva a cabo una intervención masiva en la
red.
El documento "Models for network design,
servicing and monitoring of ATM networks based on the virtual path
concept" de Mehdi D., hace patente un procedimiento conforme al
preámbulo de la reivindicación 1.
El objeto de la solicitud se basa en el problema
de indicar un procedimiento para la gestión de ancho de banda en
una red de comunicación, en el que no sea necesario modificar ni el
Routing ni el Load Balancing en la red.
El problema es resuelto mediante las
particularidades de la reivindicación 1.
En el caso del objeto de la solicitud se limitan
las acciones necesarias - al contrario que en el MHD general - de
forma ventajosa a la variación de las capacidades de túnel sin que
sean necesarias variaciones en la configuración en la red.
Con respecto al MHD no varía nada en la
configuración (Routing, Load Balancing) de los nodos dentro de la
red. Se obtienen ventajas de la reducción del número de las
reconfiguraciones necesarias, que afectan exclusivamente a los
nodos marginales que gestionan las capacidades del túnel (en la
figura todos los nodos menos el 6) de la red. Por medio de esto
puede ahorrarse señalización en la red y se estabiliza el estado de
la red.
En las reivindicaciones subordinadas se indican
perfeccionamientos ventajosos del objeto de la solicitud.
El objeto de la solicitud se explica con más
detalle a continuación como ejemplo de ejecución en un volumen
necesario para el entendimiento, con base en una figura. Con ello
muestra:
La figura una representación de principio de una
red de telecomunicación.
La red de telecomunicación representada en la
figura está formada por una multitud de nodos de red 1 a 12 y
tramos de unión que unen los mismos. En el curso de una unión de
comunicación pueden transmitirse por ejemplo datos transmitidos
según el protocolo de Internet entre nodos de red, en donde la unión
de comunicación discurre en general a través de una multitud de
nodos, por ejemplo 2, 12, 11, 6 y 7. En la red de telecomunicación
pueden instalarse túneles capacitivos, que reservan ancho de banda
de transmisión pasando por uno o varios tramos de unión. La reserva
de ancho de banda de transmisión puede realizarse para un servicio
especial, por ejemplo para una transmisión de datos con requisito
de tiempo real, como por ejemplo transmisión de voz con requisito
de Quality of Service (QoS). Un túnel capacitivo ocupa una fracción
ajustable hasta el ancho de banda o la capacidad de transmisión de
un tramo de unión.
La red de telecomunicación se caracteriza por su
topología y los anchos de banda de enlace correspondientes. Para
esto se da una matriz de comunicación. Existen métodos para
distribuir la capacidad de red entre túneles virtuales, de tal modo
que los flujos de todos los conjuntos
Border-to-Border (b2b) tienen
aproximadamente la misma probabilidad de bloqueo, véase: Menth
Michael, Gehrsitz Sebastian y Milbrandt Jens "Fair Assignment of
Efficient Network Admission Control Budgets", páginas
1121-1130, septiembre de 2003, Berlín, Alemania.
Este procedimiento puede llamarse "Budget Assignment" (BA). Un
procedimiento de este tipo puede ampliarse también a seguridad de
caída, véase: Michael Menth, Jens Milbrandt y Stefan Kopf
"Capacity Assignment for NAC Budgets in Resilient Networks",
páginas 193 - 198, junio de 2004, Viena, Austria. Estos
procedimientos se aplican a matrices de comunicación estáticas. Sin
embargo, si varía la comunicación a lo largo del tiempo, es
necesario adoptar para la distribución de capacidad de una matriz de
comunicación, que contiene los máximos temporales de los
respectivos conjuntos b2b. Sin embargo, es mejor adaptar la
adjudicación de capacidad a la matriz de circulación actual, lo que
a continuación se designa como "Adaptive Bandwith Management"
(ABM).
Se utiliza un procedimiento para medir o
determinar la matriz de comunicación, lo que por ejemplo puede
conseguirse mediante protocolización de las consultas a las
entidades BBB NAC. Por medio de esto puede asumirse la matriz de
comunicación actual como dada. Con base en la carga de comunicación
actual, que se da como matriz de comunicación para la red y se mide
como consecuencia de la composición de la comunicación (distribución
de las magnitudes de consulta) y de las magnitudes del túnel,
pueden calcularse las respectivas probabilidades de bloqueo y no
tienen que medirse, lo que técnicamente también sería
problemático.
Se identifican dos opciones para ABM (Adaptive
Bandwidth Management):
- \quad
- El algoritmo de Bandwidth Allocation se utiliza para calcular de nuevo y configurar las capacidades de todos los túneles. Para la activación del CCR existen fundamentalmente dos posibilidades:
- 1.1
- El CCR se lleva a cabo a intervalos periódicos prefijados, es decir, con independencia del estado de red. Se trata del modo de proceder intuitivo. Un pequeño intervalo de actualización exige una elevada potencia de cálculo y produce una gran complejidad de señalización y configuración. Por el contrario, un gran intervalo de actualización produce un largo tiempo de reacción. Ambos extremos son indeseados.
- 1.2
- El CCR se ejecuta mediante una activación explícita. Para esto se proponen dos mecanismos.
- \quad
- Tolerance Intervals (TI)
- 1.2.1
- Definimos para cada túnel un límite inferior y otro superior para la probabilidad de bloqueo. Una actualización sólo se lleva a cabo cuando han variado significativamente las probabilidades de bloqueo, es decir, cuando la probabilidad de bloqueo ha descendido por debajo del límite inferior específico del túnel o se ha superado el superior. La reacción ante el descenso por debajo del límite inferior es importante en tanto que por medio de esto puede reducirse la probabilidad de bloqueo para otros túneles mediante una nueva adjudicación de capacidad. Existen varias posibilidades de determinar los límites superior e inferior para la probabilidad de bloqueo, es decir un intervalo de tolerancia. El parámetro p es con ello la probabilidad de bloqueo planeada del túnel respectivo y c un parámetro de libre elección, con el que puede regularse la probabilidad de actualización:
- 1.2.1.1.
- Determinación lineal: [p(1-c), p(1+c)]
- 1.2.1.2.
- Determinación logarítmica: [p*exp(-c), p*exp(c)]
- 1.2.2.
- Reduction Threshold (RT)
- \quad
- El Trigger sólo se activa cuando la aplicación del algoritmo BA conduce a una reducción clara de la probabilidad de bloqueo actual en al menos un túnel. Para especificar la clara reducción puede utilizarse de nuevo un límite inferior lineal o uno logarítmico (Reduction Threshold). El parámetro p es con ello la probabilidad de bloqueo actual del túnel respectivo y c un parámetro de libre elección, con el que puede regularse la probabilidad de actualización:
- 1.2.2.1.
- Límite lineal: p(1-c)
- 1.2.2.2.
- Límite logarítmico: p*exp(-c). Debido a que aquí se trata de un límite unilateral, no existe una diferencia real respecto al límite lineal. Esta sólo debe aclarar el orden de magnitudes en el que puede estar situado el límite.
- \quad
- Aquí se retiene durante la aplicación del algoritmo BA una determinada porción de las capacidades de enlace en un Free Resource Pool (FRP) y el resto se entrega a los túneles. Las probabilidades de bloqueo que se obtienen por medio de esto se utilizan como valores planos. La variación de las magnitudes de túnel se produce ahora selectivamente, es decir, ya no se adaptan de nuevo las capacidades de todos los túneles sino sólo de aquellos cuya probabilidad de bloqueo haya variado significativamente. El algoritmo BA deja igual las capacidades de todos los otros túneles y reduce o aumenta las capacidades de los túneles críticos y, de este modo, de las probabilidades de bloqueo acudiendo a la ayuda de las capacidades en el FRP, de tal modo que se alcanzan de nuevo los valores planos de las probabilidades de bloqueo.
- 2.1.
- El SCR necesita para activarse el método basado en TI. En el caso del método basado en RT se aplicaría la capacidad en el FRP durante el primer control, para reducir las probabilidades de bloqueo actuales, incluso si todavía no han variado con relación a los valores planos. La consecuencia sería una marcha en vacío prematura del FRP, en donde la capacidad no se utiliza necesariamente para túneles que superan sus valores planos.
- 2.2
- En el caso de que existan probabilidades de bloqueo por fuera del TI y ya no puedan reducirse mediante el algoritmo BA, porque en el FRP ya no se dispone de suficiente capacidad, se vuelve a llevar a cabo el CCR con la reserva de capacidades para el FRP, lo que conduce también a nuevos valores planos para las probabilidades de bloqueo.
Claims (7)
1. Procedimiento para seguir túneles capacitivos
en una red que presenta multitud de nodos (1..12), en el que sobre
los tramos de unión entre los nodos pueden instalarse túneles para
capacidad de transmisión de datos, y en consecuencia
- -
- se determina la matriz de circulación en la red,
- -
- con base en la matriz de circulación para un tramo de unión se adjudica un túnel capacitivo respectivo,
- -
- con base en un acontecimiento de activación se determina una matriz de circulación actualizada en la red,
caracterizado porque
- -
- la magnitud del túnel capacitivo se adapta a la matriz de circulación actualizada.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque el acontecimiento de activación se da
mediante el desarrollo de un intervalo de tiempo prefijado.
3. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque el acontecimiento de activación se da
mediante la superación de un umbral de circulación superior del
tramo de unión, como el que se determina mediante la matriz de
circulación actualizada.
4. Procedimiento según la reivindicación 3,
caracterizado porque el acontecimiento de activación se da
mediante al descender por debajo de un umbral de circulación
inferior, como el que se determina mediante la matriz de
circulación actualizada, del tramo de unión.
5. Procedimiento según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque todos los
túneles capacitivos de todos los tramos de unión se adaptan a la
matriz de circulación actualizada.
6. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque se mantiene
preparado una reserva de capacidad de transmisión de datos común
para varios túneles, en donde al superar un umbral de circulación
superior o al descender por debajo de un umbral de circulación
inferior un túnel capacitivo extrae capacidad de transmisión de
datos de la reserva o lo devuelve a la reserva.
7. Procedimiento según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque sólo se
lleva a cabo si conduce a una reducción clara de la probabilidad de
bloqueo actual en el caso de al menos un túnel capacitivo.
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