ES2804527T3 - Supervisión no intrusiva de una conexión - Google Patents

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Procedimiento para la supervisión de la utilización de una primera conexión en una red de líneas de datos, en particular en una red de telefonía móvil, caracterizado por que se establece una segunda conexión lógica independiente, a la que está asociada una prioridad menor que a la primera conexión y que compite con la primera conexión por la velocidad de datos en la red de líneas de datos, donde a través de la segunda conexión se envían datos de test con pequeño volumen de datos, donde la recepción de los datos de test se detecta y donde una detección completa de los datos de test señaliza una utilización no completa de la primera conexión.

Description

DESCRIPCIÓN
Supervisión no intrusiva de una conexión
La invención se refiere a un procedimiento y un sistema para la supervisión de la utilización de una primera conexión a supervisar en una red de líneas de datos, que comprende en particular una red de telefonía móvil.
De forma conocida, los operadores de red tienen la necesidad de supervisar el cumplimiento de los SLAs (“service level agreements [acuerdos de nivel de servicio]”), que ha cerrado con sus clientes y documentarlo respectivamente para una justificación posterior. En tales SLAs se les garantizan a los clientes determinadas velocidades de datos para su tráfico de datos, que no deben ser constantes sin falta. Este es en particular el caso luego cuando el operador de red ha garantizado la facilitación de velocidades de datos por encima de determinados valores umbral y cuando estas velocidades de datos se exigen por parte del cliente. Por ejemplo, es posible que a un cliente para el 50% de su tráfico de datos se le asegure una velocidad de datos con un valor umbral de 10 Mbit/s y para otro 50% del tráfico de datos un valor umbral de 20 Mbit/s.
Cuando estas velocidades de datos no se pudieron poner a disposición excepcionalmente debido a una utilización de red especialmente elevada, el cliente tendría derechos por el contrato frente al operador de red. A fin de oponerse a estos derechos, para el operador de red es conveniente controlar la utilización de la primera conexión puesta a disposición del cliente, que está en relación con la velocidad de datos garantizada.
A este respecto, hasta ahora los sistemas conocidos no ponen a disposición parámetros, en particular no la velocidad de datos alcanzable, directamente para el registro. Es posible la utilización parcial del sistema hasta el límite de solicitación que, no obstante, se prohíbe durante el funcionamiento normal, ya que de este modo se influye de forma negativa no solo en la conexión individual, sino en todo el sistema. En el caso más grave, tales test de solicitación contribuyen a que los valores acordados contractualmente en otras partes del sistema global no se puedan cumplir. Actualmente hay dos formas de proceder para supervisar la disponibilidad actual, respectivamente la utilización.
Así, por un lado, se puede medir directamente la velocidad de datos usada actualmente en la primera conexión en el destino. Si esta se sitúa por encima del valor umbral acordado, el SLA se aplica como satisfecho. No obstante, si la velocidad de datos se sitúa por debajo del valor umbral, no está claro si el cliente exige actualmente una velocidad de datos muy baja o si el sistema no es capaz de proporcionar una velocidad de datos deseada más elevada. Con este modo de proceder no se puede diferenciar entonces si el cliente exige una velocidad de datos que se sitúa por debajo del valor umbral acordado y el sistema proporciona esta velocidad de datos, o si el sistema solo puede proporcionar actualmente una velocidad de datos más pequeña, que se sitúa por debajo del valor umbral, pero el cliente tuviese necesidad de una velocidad de datos más elevada. Así este modo de proceder no es suficiente para la supervisión del SLA.
Por otro lado, según se ha mencionado ya arriba - en los períodos de baja solicitación se puede introducir una carga adicional en el marco del test de solicitación hasta el límite de solicitación en el sistema, a fin de valorar la velocidad de datos alcanzable. No obstante, dado que la velocidad de datos disponible actualmente es desconocida, en el sistema se aplica una carga adicional generada artificialmente hasta la utilización total, lo que conduce a que una parte de los datos útiles reales no se pude procesar. Además, esta carga generada artificialmente conduce a repercusiones en otras zonas del sistema global, de modo que los SLAs acordados ya no se pueden satisfacer en otras zonas del sistema global.
Todos los procedimientos conocidos se basan en una intervención directa en el sistema y en mediciones de parámetros internos del sistema, donde como tales se pueden determinar, por ejemplo, las pérdidas de paquetes en el caso de sobrecarga o tiempos de tránsito de dos caminos. También se conocen mediciones con paquetes espaciales de distinto tamaño, que permiten medir sistemas parciales ("Variable Packet Size Probing"). Otros métodos se basan en mediciones absolutas del tiempo de tránsito de un camino o en la medición de tiempos de tránsito relativos entre paquetes en el flujo de datos útiles. En cualquier caso, todos los procedimientos conocidos parten de que tiene lugar la transmisión de datos útiles y la supervisión de la solicitación de sobrecarga en la misma conexión lógica.
En el procedimiento con intervención directa en el sistema existente y en la medición de parámetros internos del sistema en ocasiones se debe modificar el sistema, dado que es la excepción que un sistema determine la velocidad de datos disponible máxima actualmente para una conexión lógica y pueda informar hacia fuera. En sistemas con varios sistemas parciales, estos deben soportar respectivamente diferentes composiciones de conexiones lógicas. Finalmente, la velocidad de datos alcanzable en una conexión lógica depende la mayoría de las veces no solo de parámetros externos del sistema, sino también del volumen de datos que se transmite en las otras conexiones lógicas.
Los métodos, que se basan en la medición de pérdidas de paquetes en el caso de sobrecarga, son similares a los del TCP convencional. Parten de la suposición de que no aparecen pérdidas de paquetes, en tanto que se hace funcionar la conexión por debajo del límite de utilización. No obstante, en los sistemas que trabajan de forma inherente con pérdidas de paquetes, esta suposición solo está satisfecha de forma insuficiente. El uso de TCP en la verdadera conexión de datos también conduce a que los mecanismos de regulación mantengan bajas las pérdidas de paquetes, en tanto que reducen implícitamente la velocidad de datos. Esto dificulta de nuevo una diferenciación del caso de la menor demanda de velocidad de datos.
Los métodos, que se basan en la medición de los tiempos de tránsito de dos caminos, también son parte de los mecanismos TCP (opcionales) para la regulación de los volúmenes de datos. Para ello se requiere una modificación de la cabecera de los datos útiles. Sin embargo, los tiempos de tránsito fluctuantes influyen en los resultados. Por lo demás, en todos los procedimientos basados en el tiempo de tránsito es difícil la supervisión de valores umbral de velocidades de datos, dado que la relación entre la utilización relativa del sistema y los cambios de los tiempos de tránsito se puede determinar indirectamente y solo de forma condicionada cuantitativamente.
El "variable packet size probing" arriba mencionado es inexacto y requiere el intercalado de paquetes de datos especiales de un tamaño no a despreciar, que provocan por consiguiente una carga adicional significativa.
Junto a la necesidad de referencias de tiempo exacta en los puntos finales, los métodos presuponen en base a las mediciones de tiempo de transito de un camino que las colas formen las fuentes de retrasos y cambios de retrasos en el sistema global. No obstante, esto solo se puede presuponer en pocos sistemas. Así, justo en sistemas de telefonía móvil se produce un uso de conexiones con tiempos de tránsito claramente diferentes, entre los que también se cambia durante la vida útil de una conexión. Además, se debe intervenir en la conexión con datos útiles, a fin de introducir marcas para la determinación de los tiempos de tránsito. En último término, los métodos también requieren el intercalado de paquetes en el flujo de datos útiles en base a la medición de tiempos de tránsito relativos. Dado que tales procedimientos reaccionan de forma sensible a los cambios en el caudal de datos útiles también por debajo del límite de utilización, no son apropiados para los fines aquí en debate.
El documento US2012/0224495 A1 da a conocer un procedimiento para la supervisión de las potencias de una primera conexión en una red de líneas de datos, donde se verifica si se conserva un "Service Level Agreement" acordado entre operador y clientes. Con esta finalidad se generan datos de test con un formato propio por un primer terminal y se envían a través de la misma conexión que los datos útiles. Un segundo terminal recibe los datos de test y los devuelve al primer terminal, donde se analizan. A los datos de test se asocia una prioridad más baja.
El objeto de la invención es ahora crear ahora un procedimiento y sistema a implementar con medios sencillos para la supervisión de la utilización de la primera conexión a examinar, que se las arregle sin intervenciones molestas en el sistema continuo y proporcione el resultado exacto.
Este objeto se consigue mediante el procedimiento según la reivindicación 1 y el sistema según la reivindicación 12. Configuraciones preferidas se deducen de las reivindicaciones.
El núcleo de la invención consiste según la reivindicación en primer lugar en que junto a la primera conexión lógica a supervisar se establece una segunda conexión lógica independiente a la que, no obstante, está asociada una prioridad menor en relación con la primera conexión. Esto significa que los paquetes de datos, que se deben enviar a través de una primera conexión, tienen la primacía frente a los paquetes en la segunda conexión. Además, la segunda conexión es tal que compite con la primera conexión por la velocidad de datos en la red de líneas de datos. Cuando así la velocidad de datos total a disposición en la red de líneas de datos se consume por la primera conexión, no queda una velocidad de datos para la segunda conexión, de modo que los datos enviados a través de ella no llegan al destino.
En esta constelación se envían entonces según la invención datos de test en forma de pequeños paquetes de datos con pequeño volumen de datos a través de la segunda conexión. La recepción de estos datos de test en el destino se detecta. Cuando ahora el pequeño volumen de datos de test pese a la menor prioridad puede llegar al menos casi completamente a través de la red de líneas de datos, esto señaliza que la utilización de la primera conexión todavía no fue completa, que por tanto todavía se podría haber transmitido en la primera conexión. Cuando por el contrario no llegan los datos de test, esto muestra que la capacidad correspondiente de la red está ocupada completamente por la primera conexión. Según la implementación, los paquetes de datos no transmitidos se almacenan de forma intermedia y se entregan posteriormente o se desechan completamente.
Por consiguiente, una recepción detectada de los datos de test en el destino señaliza la utilización todavía no completa del sistema en el momento de la medición. Cuando por parte del operador de red durante toda la duración de la primera conexión se puede comprobar la recepción de datos de test, entonces el cliente no tiene ningún motivo para poner en duda la satisfacción del SLA.
A este respecto, en relación con la invención con “pequeños paquetes de datos con pequeño volumen de datos” se consideran paquetes de tal tamaño cuyo volumen de datos no solicita notablemente la capacidad a disposición de la red. A este respecto, ha resultado ser ventajoso que los datos de test se envíen en paquetes con una velocidad de datos entre 10 bytes y como máximo 100 kbytes por segundo. En último término se aplica que cuanto menores son los paquetes de datos, tanto más sensiblemente se puede medir la utilización de la primera conexión.
Además, en este punto se menciona que la primera conexión lógica a supervisar puede ser parte de una conexión global compleja a partir de varias conexiones parciales lógicas individuales, de las que es responsable en particular el operador de red. Con la medición según la invención en una conexión global se determina entonces la capacidad de la “cuello de botella” de la conexión global.
Según se representa arriba, una recepción de los datos de test señaliza una utilización todavía no completa de la primera conexión. Sin embargo, ninguna recepción de datos de test en el destino no significa sin falta que no esté a disposición una velocidad de datos garantizada en el SLA, dado que el cliente en el momento de la medición podría haber usado precisamente una velocidad de datos exagerada en relación a la garantizada. Entonces tampoco se habrían transmitido los datos de test a través de la segunda conexión. Pero el cliente tampoco tendría ningún motivo para poner en duda el SLA. Por lo tanto, es especialmente ventajoso que el operador de red determine a ser posible de forma continua adicionalmente a la recepción de los datos de test todavía el caudal de datos de los datos útiles a través de la primera conexión a supervisar en el destino mientras exista. Entonces puede poner la velocidad de datos así determinada de los datos útiles en relación con una velocidad de datos predeterminada, en particular garantizada contractualmente y establecer si la velocidad de datos garantizada en el SLA se ha sobrepasado. Con la medición combinada de la recepción de los datos de test y los datos útiles, el operador de red puede satisfacer cualquier comprobación del cumplimiento de sus obligaciones.
Con este modo de proceder combinado es posible por consiguiente generar valores de medición que permitan una evaluación de si se logra o no la velocidad de datos garantizada en el SLA. Según se ha descrito, para ello se determina ventajosamente la velocidad de datos alcanzada actualmente y además se verifica si esta velocidad de datos está limitada por la exigencia actualmente baja por parte del cliente o por la capacidad momentánea del sistema. Solo para el caso de que la limitación esté condicionada por la capacidad del sistema, esto se valora como no satisfacción del SLA.
En comparación a los procedimientos conocidos hasta ahora, el modo de proceder según la invención permite supervisar de forma continua y completa el cumplimiento del SLA respecto a la velocidad de datos sin cargar el sistema de manera inadmisible. El procedimiento según la invención solo condiciona a este respecto una pequeña interacción con los flujos de datos útiles a supervisar, dado que se basa en el uso de la segunda conexión lógica independiente. Además, el modo de proceder según la invención se destaca por una elevada sensibilidad con influencia simultáneamente pequeña sobre los parámetros a supervisar. El procedimiento también se puede implementar técnicamente de forma proporcionalmente sencilla.
Mediante el uso de la conexión lógica adicional con menor prioridad produce un efecto mucho mejor mesurable en el caso de sobrecarga del sistema, que en sistemas en los que las mediciones se realizan en la misma conexión lógica, que también porta los datos útiles a supervisar. El método aquí descrito es además robusto frente a tiempos de tránsito variables, condicionados por el sistema durante el procedimiento de medición.
La determinación del estado actual de la primera conexión y por consiguiente del sistema / sistema parcial a supervisar en el destino de los paquetes o en un punto intermedio se puede determinar a través de la velocidad de datos de los datos útiles que llega actualmente al destino / punto intermedio. Pero el estado de utilización actual de la primera conexión también se puede determinar mediante la medición de un parámetro.
Para la documentación es especialmente ventajoso que los datos de test se envíen en un orden temporal definido y la recepción correspondiente de los datos de test se registre a fines de protocolo. Cuanto más pequeños paquetes de datos se envíen por unidad de tiempo, tanto mayor es la resolución temporal de la medición. En particular es ventajoso que los datos de test se envíen de forma continua mientras exista la primera conexión.
Además, es ventajoso cuando en la recepción de los datos de test se determina un parámetro determinado, que permita sacar conclusiones sobre el alcance de la utilización de la primera conexión, por tanto, el alcance de su límite de capacidad. Este parámetro puede ser una pérdida de paquetes, un tiempo de tránsito de paquetes aumentado en relación a un valor umbral, un cambio del tiempo de tránsito de paquetes, o una evaluación de una diferencia del tiempo de tránsito de paquetes. Además, también son concebibles otros métodos que son apropiados para detectar la utilización de una conexión lógica individual.
En una forma de realización especial se proveen los paquetes de los datos de test con marcas, donde como marcas se usan en particular números de secuencia y/o registros de tiempo.
En el flujo de los datos útiles también se pueden marcar los paquetes de datos con números de secuencia y/o registros de tiempo, a fin de poder compensar un retraso independiente de la carga, que aparece potencialmente de los paquetes de datos en las conexiones lógicas. Además, se puede realizar una evaluación de los paquetes de datos marcados en el flujo de datos útiles con la finalidad de la compensación de retardos independientes de la carga. En este caso se manipulan los datos útiles.
Para evitar la manipulación de los datos útiles puede ser razonable enviar a través de la primera conexión datos de calibración adicionales con un pequeño volumen de datos, que solo se forman por pequeños paquetes de datos marcados con números de secuencia y/o registros de tiempo, donde en principio es suficiente enviar los números de secuencia y/o registros de tiempo por sí solo como datos de calibración. Estos datos de calibración se pueden usar entonces de la manera mencionada para la calibración de los datos de test recibidos a través de la segunda conexión.
Para la priorización de una conexión se usan ventajosamente las clases predeterminadas del respectivo estándar de la conexión, como por ejemplo clases QCI. Por consiguiente, a la segunda conexión está asociada una clase de prioridad menor que la primera conexión. Si a la primera conexión está asociada ya la clase con la prioridad más pequeña, es ventajoso elevar esta para liberar la clase con prioridad más pequeña para la segunda conexión.
En otra forma de realización, el estado del sistema se puede agregar a través de varios intervalos de supervisión y ponerse a disposición para un procesamiento posterior adicional.
En conjunto para la documentación es ventajoso cuando se almacenan y/o transfieren los resultados. A este respecto, la determinación de los resultados se puede realizar alternativamente a través del sistema a medir o de otros modos.
Conforme a la invención se proporcionan por consiguiente los valores de medición mediante los que se puede valorar si un SLA se satisface o no respecto a la velocidad de datos alcanzable. Para ello, por un lado, se determina la velocidad de datos actualmente lograda y, por su lado, se verifica si esta velocidad de datos está limitada por la exigencia actualmente pequeña por parte del cliente o por la capacidad momentánea del sistema. En el caso de que la limitación esté condicionada por la capacidad del sistema, esto se valora como no satisfacción del SLA. En esta invención se implementan los dos aspectos parciales de la medición en las diferentes conexiones lógicas. Según la invención, la segunda conexión lógica tiene una menor prioridad que la primera conexión lógica a supervisar, pero compite por los mismos recursos que la primera conexión lógica a supervisar verdaderamente.
El modo de proceder según la invención se puede aplicar en todos los sistemas, que permiten el uso de conexiones lógicas con diferentes prioridades y tienen en cuenta estrictamente estas prioridades en la distribución de recursos. Esto se da, por ejemplo, en sistemas celulares de telefonía móvil con QoS handling (QCI), en el campo IP (802.1p, 802.1q, TOS, Ds Cp ) y - con limitaciones - también en WLAN (802.11e).
La invención se describe a continuación más en detalle mediante las figuras. Muestran:
La Figura 1: una medición de la segunda conexión y
la Figura 2: una medición de la segunda conexión.
La figura 1 muestra una red de líneas de datos 1, que está representada solo como “caja negra” y puede implementar distintas conexiones lógicas de diferentes priorizaciones. En el presente caso están representadas cuatro conexiones con flechas entrantes y salientes. A este respecto, la primera conexión está representada con una prioridad de N mediante la flecha entrante 2 y una segunda conexión con una prioridad N-1 por la flecha entrante 3. Las respectivas flechas salientes 2’ y 3’ simbolizan el respectivo otro lado de la conexión. En la segunda conexión 3 se envían los datos de test 4 y se detectan la recepción de los datos de test en el extremo 5 de la conexión 2. El envío de los datos de test no tiene ninguna influencia en las conexiones con mayor prioridad que están representados por el paréntesis 6. La utilización de la primera conexión 2 se determina, según se describe, a través de la recepción, respectivamente la recepción restante de los datos de test.
En la figura 2 se muestra el mismo sistema, donde la monitorización de los datos de test no está representada por motivos de claridad. En este caso, el caudal de datos de la primera conexión a supervisar 2 solo se determina en el destino 7 y se pone en relación a una velocidad de datos predeterminada, en particular garantizada contractualmente.
La combinación de ambos procedimientos conduce a la comprobación fiable de en qué medida se satisface un SLA respecto a la velocidad de datos alcanzable.

Claims (12)

REIVINDICACIONES
1. Procedimiento para la supervisión de la utilización de una primera conexión en una red de líneas de datos, en particular en una red de telefonía móvil,
caracterizado por que
se establece una segunda conexión lógica independiente, a la que está asociada una prioridad menor que a la primera conexión y que compite con la primera conexión por la velocidad de datos en la red de líneas de datos, donde a través de la segunda conexión se envían datos de test con pequeño volumen de datos, donde la recepción de los datos de test se detecta y donde una detección completa de los datos de test señaliza una utilización no completa de la primera conexión.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
donde el caudal de datos de la primera conexión a supervisar se determina en el destino y se pone en relación a una velocidad de datos predeterminada, en particular garantizada contractualmente.
3. Procedimiento según la reivindicación 1 o 2,
donde los datos de test se envían en un orden temporal definido y la recepción correspondiente de los datos de test se registra a fines de protocolo.
4. Procedimiento según la reivindicación 3,
donde los datos de test se envían de forma continua mientras exista la primera conexión.
5. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores,
donde durante la recepción de los datos de test se determina un parámetro que permite sacar conclusiones del alcance de la utilización de la primera conexión, donde el parámetro es en particular una pérdida de paquetes, un tiempo de tránsito de paquetes elevado, un cambio del tiempo de tránsito de paquetes o una diferencia del tiempo de tránsito de paquetes.
6. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores,
donde los paquetes de los datos de test se proveen de marcas, donde las marcas son en particular números de secuencia y/o registros de tiempo.
7. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores,
donde los datos de test se envían en paquetes con una velocidad de datos entre 10 bytes y 100 kbytes por segundo.
8. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores,
donde para la priorización se usan clases estandarizadas, en particular clases QCI, donde a la segunda conexión está asociada una clase de prioridad menor que a la primera conexión.
9. Procedimiento según la reivindicación 8,
donde para la primera conexión se usa una clase de prioridad mayor cuando hasta ahora se usa la clase con la prioridad más baja.
10. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores,
donde los datos de calibración con pequeño volumen de datos se envían en la primera conexión, que se usan para la calibración de los datos de test recibidos a través de la segunda conexión.
11. Uso del procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores para el control del cumplimiento de los acuerdos de nivel de servicio (Service Level Agreements, SLA), entre un operador de red y un cliente.
12. Sistema que comprende una red de líneas de datos (1), así como medios para la realización del procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores.
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