ES2355687T3 - Procedimiento de optimización del reparto de una pluralidad de recursos de red entre una pluralidad de flujos aplicativos. - Google Patents
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Abstract
- Procedimiento de optimización del reparto de una pluralidad de fuentes de red entre una pluralidad de flujos de datos generados por una pluralidad de aplicaciones, siendo susceptibles dichos flujos de tomar un número n de caminos [ABi], i = 1 a n, que unen al menos un sitio A y al menos un sitio B en una red (6) de telecomunicaciones, procedimiento caracterizado porque comprende: - una primera fase que consiste en determinar a cada instante t para cada flujo un valor U(t) que representa la utilización por dicho flujo de al menos un recurso de red entre la pluralidad de recursos de red disponibles, un valor D(t) que representa la demanda de recurso de red necesaria y suficiente para que el flujo satisfaga un objetivo de rendimiento preestablecido para dicha aplicación, y un valor C(t) que representa una restricción que limita el recurso de red atribuible al flujo considerado, - una segunda fase que consiste en: - calcular, en función de dichos valores U(t), D(t) y C(t), un valor DE(t) que representa la cantidad de recurso de red efectivamente necesaria en un instante t para satisfacer el objetivo de rendimiento de dicho flujo en función de la restricción C(t), del tipo de aplicación que genera dicho flujo y del tipo de utilización de dicha aplicación, y en - calcular en función de los diferentes valores DE(t), y para cada camino de transmisión [ABi], i = 1 a n, un valor DDEi(t) que representa la densidad de demanda efectiva en dicho camino teniendo en cuenta el conjunto de los flujos intercambiados entre los sitios A y B, - una tercera fase que consiste en repartir dinámicamente los flujos generados por las diferentes aplicaciones entre los diferentes caminos [ABi], i = 1 a n, en función de las densidades de demanda efectiva DDEi(t) en los caminos [ABi], i = 1 a n.
Description
CAMPO TÉCNICO
La presente invención se sitúa en el campo de las telecomunicaciones y se refiere más específicamente a un procedimiento de optimización del reparto de una pluralidad de recursos de red entre una pluralidad de flujos de datos generados por una pluralidad de aplicaciones, siendo susceptibles 5 dichos flujos de tomar un número n de caminos [ABi], i = 1 a n, que unen al menos un sitio A y al menos un sitio B en una red de telecomunicaciones.
La invención se refiere igualmente a un dispositivo y un programa adaptados para poner en marcha el procedimiento.
Este procedimiento y este dispositivo pueden ponerse en marcha sea cual sea la extensión 10 geográfica de la red, sea cual sea el caudal encauzado por esta y sea cual sea el número de usuarios de esta red.
ESTADO DE LA TÉCNICA ANTERIOR
Las redes de telecomunicaciones en modo paquete se caracterizan porque las informaciones encauzadas se transportan en grupos llamados paquetes constituidos esencialmente por un 15 encabezamiento que contiene las informaciones para el encauzamiento del paquete en la red y unos datos a transmitir.
Se insertan informaciones de direccionamiento en los encabezamientos para permitir la identificación de los flujos de información por las aplicaciones finales. Los paquetes se transportan a través de la red, y toman a voluntad de esta red medios de transmisión y de conmutación variados. 20
La principal tecnología puesta en marcha actualmente para estas redes de telecomunicación en modo paquete es el protocolo IP (Internet Protocol). Este protocolo se utiliza de un extremo a otro, y puede utilizarse en redes de transmisión muy diversas. Un ejemplo de red en modo paquete es la red Internet, que funciona con el protocolo IP. Algunos ejemplos de medios de transmisión y de conmutación asociados al protocolo IP son las redes Ethernet, RNIS (Red Numérica de Integración de Servicio), FR 25 (Frame Relay), ATM (Asynchronous Transfer Mode), SDH (Synchronous Digital Hierarchy), SONET (Synchronous Optical Network), MPLS (Multiprotocol Label Switching), o incluso DWDM (Dense Wavelength Digital Multiplexing), etc.
Un ejemplo de uso de red que funciona con el protocolo IP está constituido por las VPN (Virtual Private Networks) o redes privadas virtuales. Estas redes ofrecen una interconexión a nivel IP de manera 30 exclusiva para un grupo de usuarios dado (típicamente una empresa o una organización que tiene varios establecimientos), utilizando una estructura de red repartida (por ejemplo Internet).
Los paquetes se emiten típicamente mediante un gran número de fuentes que funcionan independientemente unas de otras.
La figura 1 da un ejemplo de tal red 2. 35
Los usuarios 4 pueden ser o bien usuarios individuales o bien agencias, empresas que tienen su propia red local interna, etc.
La red 6 de tránsito representa la parte central, generalmente de gran capacidad y que cubre un gran territorio (el mundo entero en el caso de la red Internet). Esta red es compartida generalmente por una multitud de usuarios y/o de redes privadas. 40
Las redes 8 de acceso son generalmente de caudal medio o lento, y se comparten entre usuarios localizados en una zona geográfica limitada. El “bucle local”, unión de hilo, óptica, radio, etc. entre el usuario y el proveedor del servicio de acceso, se considera más adelante como que forma parte de la red de acceso.
La figura 2 muestra diferentes casos posibles de redes de acceso. Las convenciones de 45 escritura son las siguientes:
- Para las redes:
Carrier (en idioma inglés): transportador de grandes cantidades de información en distancias largas; realiza también la interconexión con otros carriers, que permite así en el caso de la red Internet una interoperabilidad entre los usuarios de los diferentes suministradores de servicio Internet ISP (Internet 50 Service Provider en idioma inglés).
IAP (Internet Acces Provider en idioma inglés): suministrador de acceso a la red; recolecta el tráfico para la cuenta del ISP, este último suministra típicamente a sus usuarios diversos servidores de autentificación, de hospedaje de sitio web, de tarifación, de mensajería, etc. así como el acceso a la red de tránsito.
Bucle local (Local Loop en idioma inglés): unión (de hilo, óptica, radio...) que une el usuario a la 5 red.
TELCO: operador telefónico, a menudo propietario del bucle local.
- Para los equipamientos:
CPE (Customer Premices Equipment en idioma inglés): equipamiento de usuario conectado a la red (en general un enrutador de acceso). 10
MUX: multiplexor/demultiplexor (hay de numerosas clases: telefónicos, xDSL, SDH, etc.).
NAS (Network Acces Server, en idioma inglés): servidor de acceso a la red; puede ser también un enrutador de acceso.
R: enrutador (o conmutador).
Se puede ver que hay numerosas configuraciones posibles. Cada uno de los equipamientos 15 (CPE, MUX, NAS, R...) corresponde a una función de concentración de tráfico y de puesta en común de recursos de telecomunicación.
Con el desarrollo prodigioso de los intercambios de informaciones a través de las redes de telecomunicación, se convierte en esencial para los operarios asegurar una calidad de servicio a sus clientes. La calidad de servicio está constituida por el conjunto de las características pertinentes que 20 afectan la transferencia de las informaciones entre dos puntos dados de una red. Se encuentra en particular:
- calidad del acceso al servicio;
- la disponibilidad del servicio;
- el tiempo de reposición en servicio en caso de fallo; 25
- calidad del servicio de transferencia de información;
- el retraso de transferencia de las informaciones entre la fuente y el destino;
- la variación del retraso de transferencia de las informaciones (la distorsión fortuita);
- la degradación de las informaciones transportadas (pérdidas, errores).
La calidad de servicio está principalmente unida al estado de congestión de los diferentes 30 elementos de la red tomados por las informaciones durante su transferencia. Aunque exista una infinidad de gradaciones, se puede esquematizar los casos de funcionamiento encontrados mediante estos dos modos:
- o bien no hay ninguna reserva de recurso, y la red hace lo mejor posible para trasladar las informaciones hasta el destinatario; 35
- o bien hay una reserva de recurso, y la cantidad de informaciones inyectadas en la red está más o menos estadísticamente controlada.
En todos los casos, unos sistemas de almacenamiento temporal en cola de espera (memorias), situados en cada punto de multiplexado, de concentración o de conmutación, permiten tratar las simultaneidades de llegada de los paquetes. La tasa instantánea de ocupación de memoria encontrada 40 por un paquete y la política de gestión (prioridad, número de colas de espera, regla de vaciado, rechazo...) puesta en marcha al nivel de cada cola de espera determinan el tiempo pasado por un paquete en este dispositivo, así como su rechazo eventual.
Rendimiento de un extremo a otro
El rendimiento de un extremo a otro, tal como es constatado por las aplicaciones de fuentes de 45 flujos y los usuarios (humanos o máquinas) que utilizan estas aplicaciones, depende no solamente del dimensionamiento de la red, sino también de los mecanismos de gestión del tráfico implementado en la red. Algunos de estos mecanismos son muy generales y presentan un funcionamiento con una granularidad importante, otros son muy finos, y presentan un funcionamiento diferenciado flujo por flujo. La productividad de estas aplicaciones está fuertemente unida a las características técnicas de la red de un extremo a otro, tales como retrasos, pérdidas y capacidad de intercambio en términos de banda pasante. 5
Congestión
Las uniones entre sitios sufren una carga variable en función, por una parte de la cantidad de comunicaciones que se transporta, y por otra parte del comportamiento efectivo de cada una de estas comunicaciones.
La carga presentada puede por supuesto ser superior a la capacidad de la unión: esto es lo 10 que se llama una congestión.
En las situaciones de congestión, es la red la que se convierte en el elemento preponderante en lo que se refiere al rendimiento de un extremo a otro de las aplicaciones. Es, por lo tanto, necesario, ya sea evitar las congestiones sobredimensionando la red, ya sea administrar las congestiones de manera que no se degraden los rendimientos de este lado de un umbral predeterminado. 15
Elasticidad de los flujos aplicativos
Los flujos aplicativos generados pueden tener diferentes comportamientos en función de la naturaleza de la aplicación que los genera así como características de la red. Un factor particularmente importante a tener en cuenta es la elasticidad de los flujos, es decir su capacidad de utilizar más o menos el recurso de red, particularmente la banda pasante, puesta a su disposición. 20
Esta característica está unida por una parte a la naturaleza misma de la aplicación, y por otra parte al tipo de protocolo de un extremo a otro que se utiliza. Por ejemplo, los flujos intercambiados por el protocolo UDP no son en general elásticos, mientras que los que son intercambiados por el protocolo TCP son en general medianamente o muy elásticos.
Así por ejemplo: 25
- Un flujo en tiempo real no es en general prácticamente elástico: no se adapta al recurso de red puesto a su disposición. Esto se traduce por el hecho de que este flujo no podrá adaptarse correctamente a un recurso insuficiente, y que la aplicación no funciona por lo tanto en esta situación. Además, si el recurso está en exceso, la aplicación no utilizará el suplemento de recurso disponible. Un ejemplo de aplicación de fuente de flujo en tiempo real no elástica es el transporte de la voz. 30
- Un flujo transaccional es medianamente elástico: se adapta medianamente al recurso puesto a su disposición. Resulta que si el recurso es insuficiente, las transacciones son largas para ser ejecutadas y, que si el recurso está en exceso, la aplicación no utilizará más que el suplemento de recurso débilmente. Un ejemplo de aplicación de fuente de flujo transaccional elástico es la entrada de datos de formulario. 35
Por el contrario, un flujo de transferencia de datos se caracteriza muy a menudo por una gran elasticidad: se adapta al recurso puesto a su disposición. Cuando el recurso sea insuficiente, el tiempo tomado por la transferencia se alargará, pero inversamente este flujo será capaz de utilizar un gran recurso de red, y de disminuir así el tiempo tomado por la transferencia de los datos. Un ejemplo de aplicación de fuente de flujo de transferencia elástica es la copia de ficheros. 40
Coste de la red
El coste de la red, sea para el operario de la red o para un cliente que le compra el servicio, está unido en gran parte al nivel de recurso, particularmente en caudal, disponible para transportar flujos aplicativos entre diferentes usuarios. De forma general, cuanto más elevados son los caudales disponibles, más cara es la red. También, para controlar el gasto de la red, conviene limitar su 45 dimensionamiento de manera que utiliza lo mejor posible el recurso disponible.
Problemática de la elección de la mejor unión
En cierto número de casos, puede ser interesante tener varias uniones disponibles entre los sitios fuente y los sitios destino con el fin de, por ejemplo, aumentar la disponibilidad de los sitios así unidos, o incluso aumentar el recurso total disponible en el sitio. 50
De una forma general, estas diferentes uniones pueden presentar características diferentes:
- el caudal: por ejemplo un acceso costoso de caudal débil y un acceso poco costoso de caudal fuerte;
- los rendimientos: por ejemplo el tiempo de tránsito y la probabilidad de pérdida de informaciones;
- la carga instantánea; 5
- el nivel de seguridad: por ejemplo un acceso primario MPLS (de Multiprotocol Label Switching) y un acceso secundario de tipo Internet;
- la disponibilidad (probabilidad de una avería total de un acceso)
- etc.
Por otro lado, las diferentes comunicaciones pueden tener exigencias de niveles diferentes 10 (rendimiento, disponibilidad, seguridad...) en función de la naturaleza de las aplicaciones y de la sensibilidad de las informaciones intercambiadas.
Se plantea entonces la cuestión de decidir el mejor reparto de los flujos aplicativos entre las uniones disponibles, para obtener el mejor compromiso coste/rendimiento.
La figura 3 presenta la relación general entre el rendimiento aplicativo y el nivel del recurso 15 asignado para que la aplicación intercambie sus datos: se encuentran tres zonas distintas, ya sea una primera zona Z1 de subcapacidad, una segunda zona Z2 de capacidad adaptada, y una tercera zona Z3 de sobrecapacidad. Entre la primera zona Z1 y la tercera zona Z3, la productividad de una aplicación crece con el rendimiento de red, después llega al máximo en un valor asintótico que corresponde a la zona de sobrecapacidad. Es por ejemplo inútil que una transacción pueda ser ejecutada más rápido que 20 las operaciones de entrada de datos que la hacen funcionar. Estas zonas dependen en gran parte de los modos de gestión del tráfico implementados en la red así como de la naturaleza de las aplicaciones que intercambian informaciones. Una sobrecapacidad conduce a un sobrecoste de funcionamiento, una subcapacidad conduce a una mala productividad.
Las soluciones conocidas en la técnica anterior, véase por ejemplo el documento FR 2842677 25 A1 (IPANEMA TECHNOLOGIES [Fr] publicado el 23 de enero de 2004 (23-01-2004), para resolver este problema se fundan en la utilización de diferentes criterios utilizados de manera independiente o combinados entre ellos, tales como por ejemplo:
- reparto estático, que consiste en orientar los flujos que están orientados en función de la naturaleza de la aplicación (o de la identidad del emisor o del receptor) que genera los datos que 30 constituyen estos flujos,
- reparto estadístico, en el que cada nuevo flujo tiene una probabilidad definida en una de las uniones disponibles,
- reparto dinámico que consiste en orientar los flujos en función de la carga media de las uniones, 35
- etc.
Estos mecanismos no consiguen su objeto más que imperfectamente, en particular a causa de la naturaleza elástica de la mayoría de los flujos aplicativos: las uniones tendrán tendencia a estar cargadas (congestionadas) por un número débil de flujos aplicativos elásticos, y el conjunto de los flujos estará repartido independientemente del impacto de estas congestiones en las diferentes aplicaciones. 40
Otra solución conocida consiste en sobredimensionar las uniones. No obstante, es muy difícil determinar la capacidad de red realmente necesaria en función de los objetivos de la entidad que utilizan esta red. Por ejemplo en una empresa, los flujos “de confort" tales como el acceso personal a Internet, la música en línea, los voluminosos documentos anexos de los correos electrónicos, etc. entrarán en competición con las aplicaciones más importantes (aplicaciones profesionales, de dinero electrónico, etc.) 45 respecto a la empresa, sin que sea posible regular simplemente el equilibrio.
Además de su coste, el sobredimensionamiento crónico fomenta las “malas prácticas” de utilización de la red, lo que conduce a un aumento regular de la proporción de los flujos poco críticos en la red.
El objeto de la invención es asegurar un reparto de la carga que permita controlar lo mejor 50 posible los rendimientos de un extremo a otro, el coste de la red, el dimensionamiento de la capacidad de la red, y los diferentes estados de congestión de manera que se obtiene una utilización óptima de los recursos de la red garantizando la productividad de las aplicaciones que generan los flujos intercambiados vía la red.
EXPOSICIÓN DE LA INVENCIÓN
Este objeto se alcanza por medio de un procedimiento de optimización del reparto de una 5 pluralidad de fuentes de red entre una pluralidad de flujos de datos generados por una pluralidad de aplicaciones, siendo susceptibles dichos flujos de tomar un número n de caminos [ABi], i = 1 a n, que unen al menos un sitio A y al menos un sitio B en una red de telecomunicaciones.
El procedimiento según la invención comprende:
- una primera fase que consiste en determinar a cada instante t para cada flujo un valor U(t) 10 que representa la utilización por dicho flujo de al menos un recurso de red entre la pluralidad de recursos de red disponibles, un valor D(t) que representa la demanda de recurso de red necesaria y suficiente para que el flujo satisfaga un objetivo de rendimiento preestablecido para dicha aplicación, y un valor C(t) que representa una restricción que limita el recurso de red atribuible al flujo considerado,
- una segunda fase que consiste en: 15
• calcular, en función de dichos valores U(t), D(t) y C(t), un valor DE(t) que representa la cantidad de recurso de red efectivamente necesaria en un instante t para satisfacer el objetivo de rendimiento de dicho flujo en función de la restricción C(t), del tipo de aplicación que genera dicho flujo y del tipo de utilización de dicha aplicación, y en
• calcular en función de los diferentes valores DE(t), y para cada camino de transmisión [ABi], i 20 = 1 a n, un valor DDE i(t) que representa la densidad de demanda efectiva en dicho camino teniendo en cuenta el conjunto de los flujos intercambiados entre los sitios A y B,
- una tercera fase que consiste en repartir dinámicamente los flujos generados por las diferentes aplicaciones entre los diferentes caminos [ABi], i = 1 a n, en función de las densidades de demanda efectiva DDE i (t) en los caminos [ABi], i = 1 a n. 25
El valor DDEi(t) caracteriza la demanda efectiva en el recurso considerado devuelto a la capacidad del camino.
Según la invención, para cada flujo intercambiado entre los sitios A y B, la fase de regulación comprende las siguientes etapas:
- medir el valor del uso U(t), 30
- determinar el valor de la demanda D(t),
- determinar el valor de la restricción C(t),
- calcular el valor de la demanda efectiva DE(t),
- calcular las densidades de demanda efectiva DDEi(t) en cada camino [ABi], i = 1 a n, teniendo en cuenta el conjunto de los flujos intercambiados entre los sitios A y B, 35
- modificar el reparto de los flujos en los caminos [ABi], i = 1 a n, de manera que equilibran las densidades de demanda efectiva en los caminos disponibles.
El procedimiento según la invención se aplica igualmente para orientar uno o varios flujos nuevamente generados hacia el mejor camino, es decir el camino que tendrá la densidad de demanda efectiva más pequeña entre el conjunto de los caminos posibles una vez realizada la orientación. 40
En este caso, la fase de regulación comprende un proceso discontinuo que comprende las siguientes etapas:
cuando aparece un nuevo flujo antes de ser cargado entre el sitio A y el sitio B:
- identificar la naturaleza de la aplicación que genera dicho nuevo flujo,
- determinar el valor D(t) inicialmente asociado a este nuevo flujo, 45
- efectuar una proyección de la densidad de demanda efectiva DDEi(t) en cada camino [ABi], i = 1 a n, en la hipótesis de que el nuevo flujo tomase cada uno de dichos caminos,
- orientar el nuevo flujo hacia el camino que tiene la proyección más pequeña de densidad de demanda efectiva DDEi(t).
La proyección de la densidad de demanda efectiva en los caminos disponibles es una estimación de lo que sería la densidad de demanda efectiva en estos caminos si el nuevo flujo aplicativo 5 los tomase.
Nótese que el reparto de los flujos entre los diferentes caminos [ABi], i = 1 a n, se efectúa además en función del nivel de seguridad de cada uno de dichos caminos [ABi], i = 1 a n, y/o del nivel de calidad asegurado por cada uno de dichos caminos [ABi], i = 1 a n, y/o del coste financiero de la utilización de cada uno de dichos caminos [ABi], i = 1 a n. 10
En una variante de puesta en marcha del procedimiento según la invención, cada flujo intercambiado entre los sitios A y B es un agregado de varios flujos individuales.
En esta variante, los flujos individuales se agregan en función de la topología de la red, y/o de la tipología de los flujos, y/o del número de flujos para cada aplicación, y/o de la criticidad de cada flujo.
En un ejemplo de aplicación del procedimiento según la invención, el recurso de red repartido 15 entre los diferentes flujos representa la banda pasante global disponible para intercambiar estos flujos durante una comunicación entre los sitios A y B.
En esta aplicación, el valor U(t) representa el caudal efectivamente utilizado para transmitir un flujo entre los sitios A y B, el valor D(t) representa el caudal necesarios y suficiente para que el flujo generado satisfaga el objetivo de rendimiento preestablecido asociado a la aplicación que genera dicho 20 flujo, el valor C(t) representa el valor máximo del caudal autorizado por la red para transmitir el flujo considerado, y el valor DE(t) representa una estimación del caudal efectivamente necesario para que dicho flujo satisfaga su objetivo de rendimiento teniendo en cuenta sus características de elasticidad.
El valor DE(t) es definido de la siguiente forma:
- en ausencia de limitación del caudal (flujo aplicativo no restringido por la red), DE(t)=Min[U(t), 25 D(t)]; y
- en presencia de limitaciones de caudal (flujo aplicativo restringido por la red en el valor C(t)):
• cuando C(t) es superior a D(t), se tiene también DE(t)=Min [U(t), D(t)]
No obstante, se puede observar que, como por definición de la restricción C(t) se tiene U(t)∼ C(t) y que por otra parte C(t) > D(t), se tiene finalmente: DE(t)=D(t), y 30
• cuando C(t) es inferior o igual a D(t), no se puede hacer más que una estimación a priori de la demanda efectiva DE(t): DE(t)=D(t).
En este modo de realización, para un camino dado [ABi], i = 1 a n, de banda pasante disponible BWi, tomada por una pluralidad de flujos Fj, j = 1 a F, el valor de la densidad de demanda efectiva DDEi(t) en el instante t es igual a la suma de las demandas efectivas DEj(t) de cada flujo dividido por la banda 35 pasante total BWi de dicho camino:
DDEi(t) = [∑(j=1aF) DEj(t)]/BWi
En caso de nuevos flujos antes de ser intercambiados entre los sitios A y B, si se supone que la densidad de demanda efectiva de cada camino DDEi(t) es ya determinada, la proyección de densidad de demanda efectiva para el camino durante la llegada del nuevo flujo (nf) se calcula como sigue: 40
Proj[DDEi(t)] = DDEi(t) + Dnf(t)/BW.
Se observa entonces que:
• Proj[DDEi(t)] inferior a 100% indica que el camino está subcargado, y por lo tanto es capaz de recibir el nuevo flujo aplicativo que continúa satisfaciendo los rendimientos de los ya presentes,
• Proj[DDEi(t)] superior o igual a 100% indica que el camino está sobrecargado, y que no puede 45 atribuir suficientes recursos para satisfacer los rendimientos de todos los flujos.
En este caso, es posible ya sea desfavorecer ciertos flujos, juzgados menos críticos, para protegerlos de otros, juzgados más críticos, ya sea restringir todos los flujos de forma idéntica.
El procedimiento según la invención es puesto en marcha por medio de un dispositivo que comprende:
• unos medios para determinar en cada instante t para cada flujo un valor U(t) que representa la utilización por dicho flujo de al menos un recurso de red entre la pluralidad de recursos de red 5 disponibles, un valor D(t) que representa la demanda de recurso de red necesaria y suficiente para que el flujo satisfaga un objetivo de rendimiento preestablecido para dicha aplicación, y un valor C(t) que representa una restricción que limita el recurso de red atribuible al flujo considerado, y para calcular, en función de dichos valores U(t), D(t) y C(t), un valor DE(t) que representa el recurso de red efectivamente necesario en un instante t para que dicho flujo satisfaga el objetivo de rendimiento en presencia de la 10 restricción C(t), del tipo de aplicación que genera dicho flujo y del tipo de utilización de dicha aplicación,
• unos medios para calcular en función de los diferentes valores DE(t), y para cada camino de transmisión [ABi], i = 1 a n, un valor DDEi(t) que representa la densidad de demanda efectiva de dicho recurso de red en dicho camino teniendo en cuenta el conjunto de los flujos intercambiados entre los sitios A y B y para repartir dinámicamente los flujos generados entre los diferentes caminos [ABi], i = 1 a n, en 15 función de las densidades de demanda efectiva DDEi(t) de los caminos [ABi], i = 1 a n.
Según la invención, dichos medios comprenden:
dichos medios (19) comprenden:
- un módulo para medir el valor U(t) para cada flujo intercambiado en el transcurso de una comunicación entre el sitio A y el sitio B, 20
- un módulo para determinar el valor D(t),
- un módulo para determinar el valor C(t),
- un módulo para calcular el valor DE(t),
- un módulo para calcular las densidades de demanda efectiva DEEi(t) en cada camino [ABi], i = 1 a n, teniendo en cuenta el conjunto de los flujos intercambiados entre los sitios A y B, 25
- un módulo para repartir los flujos en los caminos [ABi], i = 1 a n, de manera que equilibran las densidades de demanda efectiva de los caminos disponibles.
Preferentemente, dichos medios comprenden además:
- un módulo para identificar un nuevo flujo que intercambia informaciones entre el sitio A y el sitio B, 30
- un módulo para determinar el valor D(t) asociado inicialmente a este nuevo flujo,
- un módulo para efectuar una proyección de la densidad de demanda efectiva en cada camino [ABi], i = 1 a n, en la hipótesis de que el nuevo flujo tomase cada uno de dichos caminos,
- un módulo para orientar el nuevo flujo hacia el camino i que tiene la proyección más pequeña de densidad de demanda efectiva DDEi(t). 35
El procedimiento según la invención es implementado por medio de un programa almacenado en un soporte conectable a una red de telecomunicaciones adaptado para la optimización del reparto de una pluralidad de recursos de red entre una pluralidad de flujos donados generados por una pluralidad de aplicaciones, siendo dichos flujos susceptibles de tomar un número n de caminos [ABi], i = 1 a n, que unen al menos un sitio A y al menos un sitio B en una red de telecomunicaciones. 40
Este programa comprende:
- unas instrucciones para determinar en cada instante t para cada flujo un valor U(t) que representa la utilización por dicho flujo de al menos un recurso de red entre la pluralidad de recursos de red disponibles, un valor D(t) que representa la demanda de recurso de red necesaria y suficiente para que el flujo satisfaga un objetivo de rendimiento preestablecido para dicha aplicación, y un valor C(t) que 45 representa una restricción que limita el recurso de red atribuible al flujo considerado, y
- unas instrucciones para:
• calcular, en función de dichos valores U(t), D(t) y C(t), un valor DE(t) que representa la cantidad de recurso de red efectivamente necesario en un instante t para satisfacer el objetivo de rendimiento de dicho flujo en función de la restricción C(t), del tipo de aplicación que genera dicho flujo y del tipo de utilización de dicha aplicación, y para
• calcular en función de los diferentes valores DE(t) y para cada camino de transmisión [ABi], i 5 = 1 a n, un valor DDEi(t) que representa la densidad de demanda efectiva en dicho camino teniendo en cuenta el conjunto de los flujos intercambiados entre los sitios A y B, y
- unas instrucciones para repartir dinámicamente los flujos generados por las diferentes aplicaciones entre los diferentes caminos [ABi], i = 1 a n, en función de las densidades de demanda efectiva DDEi(t) en los caminos [ABi], i = 1 a n, 10
- unas instrucción para medir el valor U(t) para cada flujo intercambiado en el transcurso de una comunicación entre el sitio A y el sitio B,
- unas instrucciones para determinar el valor D(t),
- unas instrucciones para determinar el valor C(t),
- unas instrucciones para calcular el valor DE(t), 15
- unas instrucciones para calcular las densidades de demanda efectiva respectivas DDEi(t) de cada camino [ABi], i = 1 a n, para el conjunto de los flujos intercambiados entre los sitios A y B,
- unas instrucciones para repartir los flujos en los caminos [ABi], i = 1 a n, de manera que equilibran las densidades de demanda efectivas en los caminos disponibles.
En un modo preferido de realización, el programa según la invención comprende además: 20
- unas instrucciones para identificar un nuevo flujo que intercambiar entre el sitio A y el sitio B,
- unas instrucciones para medir el valor D(t) asociado inicialmente a este nuevo flujo,
- unas instrucciones para calcular una proyección de la densidad de demanda efectiva DDEi(t) de cada camino [ABi], i = 1 a n, en la hipótesis de que el nuevo flujo tomase cada uno de dichos caminos,
- unas instrucciones para orientar el nuevo flujo hacia el camino i que tiene la proyección más 25 pequeña de la densidad de demanda efectiva DDEi(t).
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Otras características y ventajas de la invención resultarán de la descripción que va a seguir, tomada a título de ejemplo no limitativo, en referencia a las figuras adjuntas en las que:
- la figura 1 representa un esquema general de una red de transmisión en la que se pone en 30 marcha el procedimiento según la invención;
- la figura 2 representa diferentes topologías de redes de acceso;
- la figura 3 representa una curva que ilustra el rendimiento de una aplicación en función de los rendimientos de la red:
- las figuras 4 y 5 representan esquemáticamente dos sitios A y B que intercambian datos vía 35 varios accesos a una red de telecomunicaciones;
- la figura 6 representa un ejemplo de curva que ilustra la variación en el transcurso del tiempo del uso y de la demanda de caudal por una aplicación que genera un flujo entre los sitios A y B;
- la figura 7 representa la variación en el transcurso del tiempo de la demanda efectiva para un flujo no restringido según la invención; 40
- la figura 8 representa la variación en el transcurso del tiempo de la demanda efectiva para un flujo cuya restricción es superior a la demanda según la invención;
- la figura 9 representa la variación en el transcurso del tiempo de la demanda efectiva para un flujo cuya restricción es inferior a la demanda según la invención;
- la figura 10 representa un organigrama que ilustra un procedimiento de optimización del 45 reparto de los flujos establecidos en un conjunto de recursos repartidos según la invención;
- la figura 11 un organigrama que ilustra un procedimiento de orientación de los nuevos flujos en un conjunto de recursos repartidos según la invención.
EXPOSICIÓN DETALLADA DE MODOS DE REALIZACIÓN PARTICULARES
En referencia a la figura 4, dos sitios A y B unidos a una red 10 de interconexión son 5 susceptibles de intercambiar informaciones vía n caminos [AB1], [AB2], ..., [ABn]. La capacidad de cada uno de estos caminos se denomina BW[ABi] (en bits/segundo), con i que pertenece a [1..n].
En referencia a la figura 5, cada uno de los sitios A y B comprende al menos un equipamiento de acceso a la red 11, al menos un concentrador/conmutador 14, y eventualmente al menos una estación 16 de trabajo, y al menos un servidor 18 de aplicación. 10
Las estaciones 16 de trabajo y los servidores 18 son terminales de diferentes naturalezas (teléfonos, cámaras, pantallas, ordenadores, sistemas de almacenamiento...) susceptibles de intercambiar flujos aplicativos en el transcurso de una comunicación entre los sitios A y B.
Según la invención, cada uno de los sitios A y B comprende además al menos un orientador/regulador 19 programado para optimizar el reparto de los flujos aplicativos en los diferentes 15 caminos disponibles entre los sitios A y B. A este afecto, a cada flujo aplicativo se asocia un conjunto de valores que lo caracteriza: el uso, la demanda, la restricción y la demanda efectiva de caudal durante la duración de la comunicación (transacción, llamada telefónica, videoconferencia...).
Uso asociado a un flujo aplicativo
En función de la actividad de los usuarios, los flujos aplicativos evolucionan en permanencia, 20 en número, en naturaleza y en cantidad las informaciones intercambiadas.
El uso es variable en el tiempo y representa la utilización efectiva de la red por los flujos aplicativos (típicamente en número de elementos binarios –bit- por segundo). Su medida es por lo tanto objetiva. El uso correspondiente a cada flujo puede ser en un segundo tiempo clasificado y agregado según diferentes criterios. Entre los que: 25
- la topología de red: acceso entrantes, acceso salientes;
- la tipología de los flujos: cuanto flujo para cada aplicación;
- la criticidad de los flujos: nivel de importancia de cada flujo.
Demanda asociada al flujo aplicativo
El valor demanda está unido a los objetivos asociados a cada flujo aplicativo. Este valor 30 informa sobre el caudal necesario y suficiente (típicamente en bit/s) para que el flujo satisfaga el objetivo de rendimiento asociado a la aplicación que lo genera. Nótese que la demanda no está correlacionada directamente con el uso. En particular como es ilustrado por la figura 6:
- la demanda puede ser mayor que el uso porque las restricciones aplicadas en el flujo no le permiten alcanzar su objetivo. En este caso es la red la que limita el caudal. 35
- la demanda puede ser más grande que el uso porque la aplicación no necesita realmente tal recurso (por ejemplo los datos a transmitir son poco numerosos, y el flujo no utiliza toda la capacidad de red que le es ofertada). En este caso es la aplicación la que limita el caudal.
- la demanda puede ser más pequeña que el uso porque el recurso de red es suficiente, incluso en exceso, y que la aplicación es suficientemente elástica para utilizarlo. En este caso, el caudal puede 40 ser limitado por la aplicación o por la red, pero la demanda es ampliamente atendida.
El valor de la demanda asociada a un flujo aplicativo puede ser adquirido por diferentes medios, por ejemplo:
- por configuración estática que consiste en destinar previamente un valor de demanda a un flujo aplicativo, y cuando el flujo es reconocido, se efectúa la asociación con la demanda; 45
- por señalización: las aplicaciones señalan a la red su propia demanda. Este es el caso particularmente de los flujos en tiempo real tales como la telefonía, por ejemplo para redes que utilizan el protocolo IP. En este caso, las aplicaciones señalan a la red su propia demanda a través del protocolo RSVP (de Resource ReSerVation Protocol), o el protocolo SIP (de Session Initiation Protocol). En este caso, la asociación entre un flujo y una demanda tiene en cuenta dinámicamente el valor señalado:
- por defecto: en el caso de que no haya ni configuración previa, ni señalización de la demanda por la aplicación, un valor por defecto de demanda puede ser atribuido al flujo.
Para simplificar las explicaciones, se considerará que desde que el flujo aplicativo es 5 detectado, su demanda es validada; cuando cesa, su demanda vale cero.
Sin embargo, el procedimiento según la invención se aplica aunque la demanda de un flujo aplicativo dado varía de forma continua en el tiempo.
Restricción aplicada en el flujo aplicativo
El parámetro restricción en un flujo aplicativo representa la limitación de recurso aplicado para 10 la red en el flujo aplicativo considerado (típicamente en bit/s).
El mecanismo que ejerce la restricción puede tomar diferentes formas.
En particular este mecanismo puede consistir en:
- una limitación simple del caudal global de las uniones: en este caso el recurso es repartido de forma más o menos arbitraria entre los flujos. Es principalmente el comportamiento de los protocolos de 15 transporte de tipo TCP, UDP, STP, por ejemplo, cuando entran en competición directa. El resultado final depende entonces esencialmente del recurso de red, del número de flujos en competición y de su elasticidad;
- un mecanismo de asignación de los recursos: en este caso, un dispositivo de asignación ejerce una regulación en los flujos aplicativos. Esta restricción puede ser calculada y aplicada en los flujos 20 de diversas maneras. Puede igualmente aplicarse ya sea en los flujos tomados aisladamente, ya sea en grupos de flujos.
A título de ejemplo de mecanismos de asignación de los recursos, se pueden citar: los mecanismos de reserva fija o semifija (configuración estática); los mecanismos de reserva dinámica (que analizan y tratan los elementos de señalización emitidos por la aplicación y de los que se deduce una 25 estimación de la necesidad de recurso para el flujo aplicativo); los mecanismos adaptativos de alcance local al acceso o global en la red (de un extremo a otro) y que buscan repartir dinámicamente el recurso entre todos los flujos activos según las situaciones de congestión que pueden encontrarse.
Así, en el transcurso de una comunicación entre los sitios A y B, cuando el flujo aplicativo es detectado, su restricción es estimada y ejercida si es conveniente, y cuando la transmisión de dicho flujo 30 cese, su restricción asociada se convierte en indeterminada.
En función de los dispositivos puestos en marcha, no siempre puede ser posible estimar la restricción. Por ejemplo, en ausencia de congestión, es posible que la única información que se puede determinar sea que el flujo no está restringido (es decir, restricción > uso). Nótese que el procedimiento según la invención se aplica aunque la restricción aplicada en un flujo varía en el transcurso del tiempo. 35
Demanda efectiva asociada al flujo aplicativo
Para numerosas aplicaciones, el recurso efectivamente consumido (fuera de restricción unida a la red) por un flujo aplicativo varía considerablemente en el tiempo. Esta variación puede ser debida al comportamiento de los protocolos de comunicación (TCP), a las fases de actividad unidas a la aplicación misma, por ejemplo un flujo aplicativo consumirá muchos recursos durante la visualización de un nuevo 40 formulario de entrada de datos, pero pocos recursos en la fase de llenado de este formulario por un operador. De este hecho, no es óptimo asociar al flujo una demanda constante, ya que esta será sobredimiensionada en un número de situaciones.
Según un modo preferido de realización de la invención, se introduce la noción de demanda efectiva en el instante t (denominada DE(t)) de la siguiente forma: 45
- cuando el flujo aplicativo no es restringido como es ilustrado por la figura 7, es decir cuando su caudal no está limitado por la red, entonces restricción(t) > uso(t), y
DE(t) = Min[uso(t); demanda(t)]
- cuando el flujo aplicativo es restringido por la red de tal manera que la restricción es superior a la demanda, como es ilustrado por la figura 8, entonces restricción(t) > demanda(t), y 50
DE(t) = Min[uso(t); demanda(t)] = demanda(t)
- cuando el flujo aplicativo es restringido por la red de tal manera que la restricción es inferior o igual a la demanda, como es ilustrado por la figura 9, entonces restricción(t) ≤ demanda(t), y
DE(t) = demanda(t)
Nótese que la demanda efectiva DE(t) es variable en el tiempo. 5
Densidad de demanda efectiva DDE(t)
La densidad de demanda efectiva (DDE) en un camino caracteriza su tasa de carga efectiva, es decir reducido a las demandas efectivas.
El objeto de la invención es equilibrar las densidades de demanda efectiva de cada camino disponible entre dos sitios, de manera que obtiene el mejor rendimiento de conjunto posible. 10
Según la invención, para un camino dado de capacidad total BW, y tomado por los flujos aplicativos 1 a F, se define el valor de la densidad de demanda efectiva en el instante t sumando las demandas efectivas de cada flujo y reduciendo el valor en la capacidad total del camino:
DDE(t) = [∑(j=1aF) DEj(t)]/BW
Nótese que: 15
- DDE(t) inferior a 100% significa que el camino está subcargado, y por lo tanto capaz de recibir nuevos flujos aplicativos satisfaciendo los ya presentes,
- DDE(t) superior o igual a 100% significa que el camino está sobrecargado, y que no puede atribuir suficientes recursos a cada flujo. En este caso, es posible ya sea desfavorecer ciertos flujos poco críticos para proteger otros más críticos, ya sea restringir todos los flujos de una forma idéntica. 20
Es importante señalar que la noción de densidad de demanda efectiva es diferente de la noción de congestión del camino.
En efecto, un camino puede congestionarse, es decir, la suma de los usos alcanza su capacidad máxima, cuando la densidad de demanda efectiva de este camino es inferior a 100%, particularmente a causa de la elasticidad de los flujos. Por el contrario, un camino no congestionado, es 25 decir, para el que la suma de los usos no alcanza la capacidad máxima del camino, tendrá siempre una densidad de demanda efectiva inferior a 100%.
La optimización del reparto de varios flujos aplicativos en los diferentes caminos disponibles entre el sitio A y el sitio B puede hacerse ya sea según un proceso continuo en ausencia de nuevos flujos (figura 10), ya sea según un proceso discontinuo cuando un nuevo flujo debe ser intercambiado entre los 30 sitios A y B (figura 11).
El proceso continuo permite redisponer periódicamente los flujos aplicativos entre los diferentes caminos posibles, mientras que el proceso discontinuo permite elegir el mejor camino para un nuevo flujo aplicativo en el momento de su aparición. Este último proceso se aplica durante el paso activo de un flujo aplicativo. Se trata esencialmente de determinar sobre qué camino orientar este nuevo flujo. 35
A parte de la llegada de un nuevo flujo aplicativo, otros parámetros pueden variar en cada uno de los caminos e influyen por ello la densidad de demanda efectiva de estos caminos. Entre estos parámetros, cítense por ejemplo:
- la parada de ciertos flujos,
- la variación de la demanda efectiva de ciertos flujos (cambio de su perfil de actividad), 40
- la variación de la capacidad del camino (que puede ir hasta su indisponibilidad completa).
Existen entonces dos estrategias posibles:
- no intervenir para redisponer los flujos, teniendo en cuenta las paradas de los flujos antiguos (lo que hace disminuir la densidad de demanda efectiva) y la llegada de nuevos flujos para calcular progresivamente un buen equilibrio; 45
- intervenir periódicamente redisponiendo los diferentes flujos para equilibrar de nuevo las densidades de demanda efectiva en los caminos disponibles.
El periodo de redisposición depende de la implementación, de la velocidad de variación de los diferentes parámetros y de la precisión del equilibrio que se busca. En las redes actuales, un periodo razonable se extiende típicamente de algunos segundos a algunos minutos.
La figura 10 ilustra esquemáticamente las etapas esenciales de un proceso continuo. 5
La etapa 20 corresponde al principio de un nuevo periodo de redisposición.
En la etapa 22, el orientador/regulador 19 determina el uso U(t) de cada flujo aplicativo.
En la etapa 24, el orientador/regulador 19 determina la demanda D(t) de cada flujo aplicativo.
En la etapa 26, el orientador/regulador 19 determina la restricción C(t) aplicada en cada flujo aplicativo. Esta restricción puede ser aplicada al nivel del orientador/regulador 19 mismo o incluso en un 10 equipamiento externo, por ejemplo el equipamiento de acceso a la red 11. Puede tener en cuenta la naturaleza del flujo, de su criticidad, etc.
En la etapa 28, el orientador/regulador 19 calcula la demanda efectiva DE(t) de cada flujo aplicativo, y después determina la densidad de demanda efectiva DDE(t) de cada camino.
En la etapa 30, el orientador/regulador 19 determina las redisposiciones óptimas según la 15 política elegida para equilibrar la densidad de demanda efectiva DE(t) de cada camino.
Según una característica del procedimiento de la invención, para estimar a priori el impacto del desplazamiento de un flujo existente, denominado af, de un antiguo camino de capacidad denominado BWac hacia un nuevo camino de capacidad denominado BWnc en las densidades de demanda efectiva respectivas de estos dos caminos, se utiliza la función ProjEff[DDE(t)] que representa la proyección 20 efectiva de densidad de demanda efectiva, definida como sigue:
- impacto en el nuevo camino:
ProjEff[DDEnc(t)] = DDEnc(t) + DEaf(t)/BWnc
- impacto en el antiguo camino:
ProjEff[DDEac(t)] = DDEac(t) - DEaf(t)/BWac 25
El orientador/regulador 19 está programado para utilizar uno o varios de los criterios de redisposición siguientes:
- no hacer nada: tener en cuenta la parada de los flujos para hacer disminuir la densidad de demanda efectiva y con la llegada de nuevos flujos para aproximarse progresivamente del equilibrio entre los caminos, 30
- redisponer únicamente los flujos que tienen una fuerte demanda (fuerte valor de D(t) o incluso una fuerte demanda efectiva (fuerte valor de DE(t)),
- redisponer únicamente los flujos que tienen una vida útil larga (estimada según la naturaleza del flujo o según un aprendizaje de la vida útil de flujos aplicativos similares en el pasado).
Nótese que el procedimiento según la invención puede ser implementado por medio de 35 algoritmos similares a los puestos en marcha para optimizar los dispositivos de almacenamiento de bloques de información de tamaños variados (discos duros, etc.).
En la etapa 32, el orientador/regulador 19 aplica las modificaciones eventuales de camino para cada uno de los flujos aplicativos sobre los que ha decidido la redisposición.
El proceso discontinuo es descrito por la figura 11. 40
La etapa 40 corresponde a la detección de la aparición de un nuevo flujo intercambiado entre los sitios A y B.
En la etapa 42, el orientador/regulador 19 identifica el nuevo flujo. Esta tarea consiste, por una parte, en reconocer la naturaleza de la aplicación cuyas informaciones son llevadas por este nuevo flujo, y por otra parte, en determinar el sitio de destino de este flujo. Este nuevo flujo aplicativo se denominará 45 "nf".
En la etapa 44, que conoce la naturaleza de la aplicación, el orientador/regulador 19 deduce de esto la demanda asociada al nuevo flujo aplicativo (por ejemplo por una tabla configurada a partir de un dispositivo externo, o incluso analizando los elementos de señalización que pueden acompañar a este flujo). Esta demanda Dnf(t) es a priori constante durante toda la vida del flujo, y pasa de nuevo a cero cuando el flujo cesa de estar presente. Puede igualmente ser variable en el tiempo (por ejemplo gracias a 5 los elementos de señalización). Se puede señalar que en esta etapa no se conoce todavía el comportamiento efectivo del nuevo flujo.
En la etapa 46, el orientador/regulador 19 efectúa una proyección de la densidad de demanda efectiva DDE(t) en el conjunto de los caminos disponibles. Se trata de una estimación de lo que sería la densidad de demanda efectiva DDE(t) de estos caminos si el nuevo flujo aplicativo los tomara. 10
Si se supone que la densidad de demanda efectiva DDE(t) de cada camino está ya determinada, por ejemplo por el proceso continuo, la proyección de densidad de demanda efectiva para el camino durante la llegada del nuevo flujo (nf) se calcula en la etapa 46 de la siguiente manera:
Proj[DDE(t)] = DDE(t) + Dnf(t)/BW.
En la etapa 48, el orientador/regulador 19 determina el camino óptimo CO para el nuevo flujo 15 aplicativo que tiene el valor más débil de proyección de densidad de demanda efectiva entre el conjunto de los caminos posibles. En la etapa 50, el orientador/regulador 19 orienta entonces el nuevo flujo (nf) por el camino óptimo (CO) tal como se determina en la etapa precedente.
Esta orientación puede realizarse de diversas maneras, en función de las tecnologías de red (emisión en una interfaz física particular, marcado del flujo con un indicador que se utilizará para 20 seleccionar el interfaz del equipamiento de acceso, emisión de un mando hacia un órgano de orientación situado en otra parte en el camino, etc.).
Nótese que el procedimiento según la invención se aplica a unos grupos de flujos aplicativos antes que a los flujos individuales sin salir del cuadro de la invención.
En este caso, basta con remplazar: 25
- el uso de un flujo aplicativo U(t) por el uso del grupo de flujo Ug(t),
- la demanda de un flujo aplicativo D(t) por la demanda del grupo de flujo Dg(t),
- la restricción aplicada en un flujo aplicativo C(t) por la restricción aplicada en el grupo de flujo Cg(t),
- la demanda efectiva de un flujo aplicativo DE(t) por la demanda efectiva del grupo de flujo 30 DEg(t),
- etc.
Un caso en el que es particularmente interesante trabajar en grupos de flujos aplicativos se encuentra en las redes de tipo MPLS con clases de servicio, siendo los grupos llamados "Behavior Aggregate". 35
Nótese igualmente que los criterios de la elección del camino pueden completarse según las circunstancias y el contexto por otros parámetros asociados a las uniones disponibles tal como por ejemplo:
- el nivel de seguridad,
- el coste, 40
- el nivel de calidad,
- etc.
El dispositivo que pone en marcha el procedimiento según la invención es ya sea un enrutador de acceso dispuesto en la entrada de una red de interconexión, ya sea un multiplexor dispuesto en la red de interconexión, ya sea un servidor de acceso a la red. 45
Claims (20)
- REIVINDICACIONES
- 1.- Procedimiento de optimización del reparto de una pluralidad de fuentes de red entre una pluralidad de flujos de datos generados por una pluralidad de aplicaciones, siendo susceptibles dichos flujos de tomar un número n de caminos [ABi], i = 1 a n, que unen al menos un sitio A y al menos un sitio B en una red (6) de telecomunicaciones, procedimiento caracterizado porque comprende: 5- una primera fase que consiste en determinar a cada instante t para cada flujo un valor U(t) que representa la utilización por dicho flujo de al menos un recurso de red entre la pluralidad de recursos de red disponibles, un valor D(t) que representa la demanda de recurso de red necesaria y suficiente para que el flujo satisfaga un objetivo de rendimiento preestablecido para dicha aplicación, y un valor C(t) que representa una restricción que limita el recurso de red atribuible al flujo considerado, 10- una segunda fase que consiste en:• calcular, en función de dichos valores U(t), D(t) y C(t), un valor DE(t) que representa la cantidad de recurso de red efectivamente necesaria en un instante t para satisfacer el objetivo de rendimiento de dicho flujo en función de la restricción C(t), del tipo de aplicación que genera dicho flujo y del tipo de utilización de dicha aplicación, y en 15• calcular en función de los diferentes valores DE(t), y para cada camino de transmisión [ABi], i = 1 a n, un valor DDEi(t) que representa la densidad de demanda efectiva en dicho camino teniendo en cuenta el conjunto de los flujos intercambiados entre los sitios A y B,- una tercera fase que consiste en repartir dinámicamente los flujos generados por las diferentes aplicaciones entre los diferentes caminos [ABi], i = 1 a n, en función de las densidades de 20 demanda efectiva DDEi(t) en los caminos [ABi], i = 1 a n.
- 2.- Procedimiento según la reivindicación 1, en el que, para cada flujo intercambiado entre los sitios A y B, la fase de regulación comprende las siguientes etapas:- medir el valor del uso U(t),- determinar el valor de la demanda D(t), 25- determinar el valor de la restricción C(t),- calcular el valor de la demanda efectiva DE(t),- calcular las densidades de demanda efectiva DDEi(t) en cada camino [ABi], i = 1 a n, teniendo en cuenta el conjunto de los flujos intercambiados entre los sitios A y B,- modificar el reparto de los flujos en los caminos [ABi], i = 1 a n, de manera que equilibran las 30 densidades de demanda efectiva en los caminos disponibles.
- 3.- Procedimiento según la reivindicación 1, que comprende además las siguientes etapas cuando un flujo nuevo que debe ser intercambiado entre el sitio A y el sitio B aparece:- identificar la naturaleza de la aplicación que genera dicho nuevo flujo,- determinar el valor D(t) inicialmente asociado a este nuevo flujo, 35- efectuar una proyección de la densidad de demanda efectiva Proj[DDEi(t)] en cada camino [ABi], i = 1 a n, en la hipótesis de que el nuevo flujo tomase cada uno de dichos caminos,- orientar el nuevo flujo hacia el camino que tiene la proyección más pequeña de densidad de demanda efectiva [DDEi(t)].
- 4.- Procedimiento según la reivindicación 2 o la reivindicación 3, caracterizado porque el 40 reparto de los flujos entre los diferentes caminos [ABi], i = 1 a n, se efectúa además en función del nivel de seguridad de cada uno de dichos caminos [ABi], i = 1 a n, y/o del nivel de calidad asegurado por cada uno de dichos caminos [ABi], i = 1 a n, y/o del coste financiero de la utilización de cada uno de dichos caminos [ABi], i = 1 a n.
- 5.- Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4, en el que cada flujo intercambiado 45 entre los sitios A y B es un agregado de varios flujos individuales.
- 6.- Procedimiento según la reivindicación 5, en el que dichos flujos individuales se agregan en función de la topología de la red, y/o de la tipología de los flujos, y/o del número de flujos para cada aplicación, y/o de la criticidad de cada flujo.
- 7.- Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 6, en el que dicho recurso de red representa la banda pasante global disponible para intercambiar flujos durante una comunicación entre los sitios A y B y porque el valor U(t) representa el caudal efectivamente utilizado para transmitir un flujo 5 entre los sitios A y B, el valor D(t) representa el caudal necesario y suficiente para que el flujo generado satisfaga el objetivo de rendimiento preestablecido asociado a la aplicación que genera dicho flujo, el valor C(t) representa el valor máximo del caudal autorizado por la red para transmitir el flujo considerado, y el valor DE(t) representa el caudal efectivamente necesario por dicho flujo en función de limitaciones de caudal, del tipo de aplicación que genera dicho flujo y del tipo de utilización de dicha aplicación para 10 satisfacer el objetivo de rendimiento durante dicha comunicación entre los sitios A y B.
- 8.- Procedimiento según la reivindicación 7, en el que el valor DE(t) es variable en el tiempo y se define de la siguiente forma:- cuando el recurso consumido por el flujo no está limitado por la red: DE(t)=Min[U(t), D(t)]; y- cuando el recurso consumido por el flujo está limitado por la red con el valor C(t): DE(t)= D(t). 15
- 9.- Procedimiento según la reivindicación 7, en el que para un camino dado [ABi], i = 1 a n, de banda pasante disponible BWi, tomado por una pluralidad de flujo Fj, j = 1 a F, el valor de la densidad de demanda efectiva DDEi(t) en el instante t es igual a la suma de las demanda efectivas DEj(t) de cada flujo dividido por la banda pasante total BWi de dicho camino:DDEi(t) = [∑(j=1aF) DEj(t)]/BWi 20
- 10.- Procedimiento según las reivindicaciones 3 y 10, caracterizado porque, si aparecen nuevos flujos que deben ser intercambiados entre los sitios A y B, la proyección de densidad de demanda efectiva para el camino [ABi] durante la llegada del nuevo flujo (nf) se calcula como sigue:Proj[DDEi(t)]= DDEi(t) + Dnf(t)/BWirepresentando BWi el recurso repartido entre las aplicaciones que generan los flujos en el camino [ABi]. 25
- 11.- Dispositivo de optimización del reparto de una pluralidad de recursos de red entre una pluralidad de aplicaciones, siendo dichos flujos susceptibles de tomar un número n de caminos [ABi], i = 1 a n, que unen al menos un sitio A y al menos un sitio B en una red (6) de telecomunicaciones, dispositivo caracterizado porque comprende:• unos medios (19) para determinar en cada instante t para cada flujo un valor U(t) que 30 representa la utilización por dicho flujo de al menos un recurso de red entre la pluralidad de recursos de red disponibles, un valor D(t) que representa la demanda de recurso de red necesaria y suficiente para que el flujo satisfaga un objetivo de rendimiento preestablecido para dicha aplicación, y un valor C(t) que representa una restricción que limita el recurso de red atribuible al flujo considerado, y para calcular, en función de dichos valores U(t), D(t) y C(t), un valor DE(t) que representa el recurso de red efectivamente 35 necesario en un instante t para que dicho flujo satisfaga el objetivo de rendimiento en presencia de la restricción C(t), del tipo de aplicación que genera dicho flujo y del tipo de utilización de dicha aplicación,• unos medios para calcular en función de los diferentes valores DE(t), y para cada camino de transmisión [ABi], i = 1 a n, un valor DDEi(t) que representa la densidad de demanda efectiva de dicho recurso de red en dicho camino teniendo en cuenta el conjunto de los flujos intercambiados entre los sitios 40 A y B y para repartir dinámicamente los flujos generados entre los diferentes caminos [ABi], i = 1 a n, en función de las densidades de demanda efectiva DDEi(t) de los caminos [ABi], i = 1 a n.
- 12.- Dispositivo según la reivindicación 11, caracterizado porque dichos medios (19) comprenden:- un módulo para medir el valor U(t) para cada flujo intercambiado en el transcurso de una 45 comunicación entre el sitio A y el sitio B,- un módulo para determinar el valor D(t),- un módulo para determinar el valor C(t),- un módulo para calcular el valor DE(t),- un módulo para calcular las densidades de demanda efectiva DDE(t) en cada camino [ABi], i = 50 1 a n, teniendo en cuenta el conjunto de los flujos intercambiados entre los sitios A y B,- un módulo para repartir los flujos en los caminos [ABi], i = 1 a n, de manera que equilibran las densidades de demanda efectiva de los caminos disponibles.
- 13.- Dispositivo según la reivindicación 11, caracterizado porque dichos medios (19) comprenden además: 5- un módulo para identificar un nuevo flujo que intercambia informaciones entre el sitio A y el sitio B,- un módulo para determinar el valor D(t) asociado inicialmente a este nuevo flujo,- un módulo para efectuar una proyección de la densidad de demanda efectiva en cada camino [ABi], i = 1 a n, en la hipótesis de que el nuevo flujo tomase cada uno de dichos caminos, 10- un módulo para orientar el nuevo flujo hacia el camino i que tiene la proyección más pequeña de densidad de demanda efectiva Proj[DDEi(t)].
- 14.- Dispositivo según la reivindicación 12 o la reivindicación 12, caracterizado porque consiste en un enrutador de acceso dispuesto en la entrada de una red de interconexión.
- 15.- Dispositivo según la reivindicación 12 o la reivindicación 13, caracterizado porque consiste 15 en un multiplexor dispuesto en la red de interconexión.
- 16.- Dispositivo según la reivindicación 12 o la reivindicación 13, caracterizado porque consiste en un servidor de acceso a la red.
- 17.- Programa almacenado en un soporte conectable a una red de telecomunicaciones adaptado para la optimización del reparto de una pluralidad de flujos de datos generados por una 20 pluralidad de aplicaciones, siendo dichos flujos susceptibles de tomar un número n de caminos [ABi], i = 1 a n, que unen al menos un sitio A y al menos un sitio B en una red (6) de telecomunicaciones, caracterizado porque comprende:- unas instrucciones para determinar en cada instante t para cada flujo un valor U(t) que representa la utilización por dicho flujo de al menos un recurso de red entre la pluralidad de recursos de 25 red disponibles, un valor D(t) que representa la demanda de recurso de red necesaria y suficiente para que el flujo satisfaga un objetivo de rendimiento preestablecido para dicha aplicación, y un valor C(t) que representa una restricción que limita el recurso de red atribuible al flujo considerado, y- unas instrucciones para:• calcular, en función de dichos valores U(t), D(t) y C(t), un valor DE(t) que representa la 30 cantidad de recurso de red efectivamente necesario en un instante t para satisfacer el objetivo de rendimiento de dicho flujo en función de la restricción C(t), del tipo de aplicación que genera dicho flujo y del tipo de utilización de dicha aplicación, y para• calcular en función de los diferentes valores DE(t) y para cada camino de transmisión [ABi], i = 1 a n, un valor DDEi(t) que representa la densidad de demanda efectiva en dicho camino teniendo en 35 cuenta el conjunto de los flujos intercambiados entre los sitios A y B, y- unas instrucciones para repartir dinámicamente los flujos generados por las diferentes aplicaciones entre los diferentes caminos [ABi], i = 1 a n, en función de las densidades de demanda efectiva DDEi(t) en los caminos [ABi], i = 1 a n,
- 18.- Programa según la reivindicación 17, que comprende además: 40- unas instrucción para medir el valor U(t) para cada flujo intercambiado en el transcurso de una comunicación entre el sitio A y el sitio B,- unas instrucciones para determinar el valor D(t),- unas instrucciones para determinar el valor C(t),- unas instrucciones para calcular el valor DE(t), 45- unas instrucciones para calcular las densidades de demanda efectiva respectivas DDEi(t) de cada camino [ABi], i = 1 a n, para el conjunto de los flujos intercambiados entre los sitios A y B,- unas instrucciones para repartir los flujos en los caminos [ABi], i = 1 a n, de manera que se equilibran las densidades de demanda efectivas en los caminos disponibles.
- 19.- Programa según la reivindicación 17, que comprende además:- unas instrucciones para identificar un nuevo flujo a intercambiar entre el sitio A y el sitio B,- unas instrucciones para medir el valor D(t) asociado inicialmente a este nuevo flujo, 5- unas instrucciones para calcular una proyección de la densidad de demanda efectiva Proj[DDEi(t)] de cada camino [ABi], i = 1 a n, en la hipótesis de que el nuevo flujo tomase cada uno de dichos caminos,- unas instrucciones para orientar el nuevo flujo hacia el camino i que tiene la proyección más pequeña de la densidad de demanda efectiva Proj[DDEi(t)]. 10
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