ES2882074T3 - Técnicas para la planificación de tráfico de datos de ruta múltiple - Google Patents

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Abstract

Dispositivo planificador (110) de múltiples rutas para planificar tráfico (102) de datos para su transmisión a través de al menos una ruta (111) de datos de un primer tipo y al menos una ruta (112) de datos de un segundo tipo, comprendiendo el dispositivo planificador (110) de múltiples rutas: al menos una ruta (111) de datos de un primer tipo; al menos una ruta (112) de datos de un segundo tipo; y un planificador (113) configurado para planificar parte del tráfico (102) de datos para una transmisión a través de la por lo menos una ruta (111) de datos de un primer tipo y planificar parte del tráfico de datos para una transmisión retardada a través de la por lo menos una ruta (112) de datos de un segundo tipo cuando se detecta un patrón de tráfico en ráfagas del tráfico de datos, en el que la parte del tráfico de datos planificada para una transmisión retardada a través de la por lo menos una ruta de datos de un segundo tipo es al menos una primera parte del tráfico de datos que desborda un umbral de capacidad de la por lo menos una ruta de datos de un primer tipo, y en el que cuando se detecta el patrón de tráfico en ráfagas, el planificador (113) está configurado además para: retardar el acceso a la ruta (112) de datos del segundo tipo basándose en una señal de activación o una función de limitación de acceso, y almacenar en memoria intermedia y planificar para su transmisión en un momento posterior a través de la por lo menos una ruta (111) de datos de un primer tipo al menos una segunda parte del tráfico de datos que desborda el umbral de capacidad de la por lo menos una ruta de datos de un primer tipo.

Description

DESCRIPCIÓN
Técnicas para la planificación de tráfico de datos de ruta múltiple
CAMPO TÉCNICO
La divulgación se refiere a técnicas para planificar el tráfico de datos para su transmisión a través de múltiples rutas de las cuales al menos una ruta es de un primer tipo, en particular una ruta de datos económica y al menos otra ruta es de un segundo tipo, en particular una ruta de datos costosa. La divulgación se refiere además a un planificador de rutas múltiples y a un método para planificar el tráfico de datos de rutas múltiples. En particular, la divulgación se refiere a la detección y ecualización del tráfico en ráfagas para descongestionar rutas determinadas en escenarios de rutas múltiples.
ANTECEDENTES
Varios protocolos multirruta como el MPTCP según "A. Ford y C. Raiciu y M. Handley y O. Bonaventure, "TCP Extensions for Multipath Operation with Multiple Addresses", RFC n.° 6824, enero de 2013", el QUIC de Múltiples Rutas según "Ryan Hamilton y Jana lyengar y lan Swett y Alyssa Wilk, "QUIC: A UDP-Based Secure and Reliable Transport for HTTP/2", draft-tsvwg-quic-protocol-02, enero de 2016", el Protocolo de Vinculación de Túneles GRE de Huawei según "N. Leymann y C. Heidemann y M. Zhang y B. Sarikaya y M. Cullen, "Huawei's GRE Tunnel Bonding Protocol", RFC n.° 8157, mayo de 2017" y muchos otros ofrecen agregación de capacidad a través de varias rutas. Estas rutas pueden tener diferentes costes, por ejemplo, económicas y costosas o expresadas en otros términos. Por ejemplo, la ruta económica puede ser una ruta WiFi y la ruta costosa puede ser una ruta LTE (Evolución de Largo Plazo). El coste no significa inevitablemente un pago directo, también se puede definir en términos de latencia, fiabilidad y muchos otros.
El documento WO 2017/220149 A1 se refiere a un nodo de red para planificar paquetes para su transporte a través de una conexión de Protocolo de Control de Transmisión de Múltiples Rutas (MPTCP) utilizando al menos dos conexiones TCP como subflujos MPTCP. Los paquetes para el transporte a través de la segunda conexión TCP se retardan un intervalo de tiempo, que es sustancialmente igual a la diferencia en el retardo de sentido directo. La primera conexión TCP puede ser un "enlace más económico", por ejemplo una conexión DSL mientras que la segunda conexión TCP 113 puede ser un "enlace de mayor coste", por ejemplo una conexión celular. Los paquetes pueden planificarse para su transporte a través de la segunda conexión TCP en respuesta a la detección de que una cola de espera o memoria intermedia que está asociada a la primera conexión TCP está llena o ha alcanzado un cierto umbral. Alternativamente, los paquetes se pueden planificar para su transporte a través de la segunda conexión TCP al detectar una congestión de la primera conexión TCP, por ejemplo determinando que el retardo de sentido directo o el tiempo de ida y vuelta para la primera conexión TCP supera un umbral. Los paquetes que están planificados para su transporte a través de la segunda conexión TCP se retardan un intervalo de tiempo que es sustancialmente igual a la diferencia en el retardo de sentido directo.
El documento US 9,888,054 B2 se refiere a un método para materializar una aplicación en tiempo real en un dispositivo móvil. El dispositivo móvil puede comunicar inicialmente los paquetes de audio/vídeo sobre el primer canal de comunicación con el dispositivo remoto. Durante la comunicación en tiempo real, el dispositivo móvil puede medir la calidad de un canal de enlace descendente del primer canal. Si el dispositivo móvil no ha recibido paquetes desde el dispositivo remoto durante el primer período de tiempo de umbral, el dispositivo móvil puede establecer un segundo canal de comunicación para la transmisión de los paquetes de audio/vídeo con el dispositivo remoto.
El documento US 2017/295104 A1 se refiere a métodos, sistemas y dispositivos para comunicación inalámbrica. Un equipo de usuario (UE) puede actuar como un dispositivo de retransmisión y recibir un mensaje de un dispositivo fuente. El mensaje puede incluir un indicador de latencia. El UE puede identificar una métrica de tolerancia al retardo asociada al mensaje basándose en el indicador de latencia. El UE puede identificar, para cada interfaz aérea de un conjunto de interfaces aéreas, una métrica de coste asociada a la transmisión del mensaje. El UE puede seleccionar una interfaz aérea del conjunto de interfaces aéreas basándose en la métrica de tolerancia al retardo y la métrica de coste. El UE puede transmitir el mensaje a un dispositivo de destino sobre la interfaz aérea seleccionada.
Un servicio de uso frecuente en internet es la transmisión en flujo continuo de vídeo en tiempo no real, que generalmente es de naturaleza por ráfagas. Una fuente de vídeo intenta llenar una memoria intermedia en el sumidero lo más rápido posible y se detiene si la memoria intermedia está llena. Tan pronto como la memoria intermedia está vacía a cierto nivel, la fuente intenta nuevamente llenar la memoria intermedia del sumidero. En un escenario de múltiples rutas, donde se proporciona capacidad adicional, la fuente de vídeo utilizará todas las rutas de datos disponibles para llenar la memoria intermedia del sumidero lo más rápido posible y, por lo tanto, puede combinar la capacidad de una ruta más económica con la capacidad de una ruta costosa. Este comportamiento puede no ser deseado para el cliente, especialmente si la ruta más económica es suficiente para satisfacer la demanda sin influir significativamente en la QoE (Calidad de la Experiencia).
SUMARIO DE LA INVENCIÓN
Según la presente invención, se proporciona un dispositivo según la reivindicación 1, y un método tal como en la reivindicación 12. Las reivindicaciones dependientes definen adicionalmente realizaciones.
El objeto de la presente invención es proporcionar un concepto para planificar eficientemente el tráfico de datos, en particular el tráfico de datos en ráfagas, en escenarios de rutas múltiples en los que se encuentran disponibles rutas económicas y costosas.
Los objetos anteriores y otros se consiguen con la materia en cuestión de las reivindicaciones independientes. Otras formas de implementación son evidentes a partir de las reivindicaciones dependientes, la descripción y las figuras.
Una idea principal presentada en esta divulgación es retardar el tráfico desbordante de una ruta más económica, por ejemplo el tráfico de pico que no cabe en la ruta más económica, con el fin de llenar la ruta más económica con él en un momento posterior, por ejemplo en los espacios entre las ráfagas del tráfico de datos en ráfagas y, por lo tanto, evitar o al menos limitar el uso de una ruta de datos costosa.
Los métodos y sistemas que se presentan a continuación pueden ser de varios tipos. Los elementos individuales descritos pueden realizarse mediante componentes de hardware o software, por ejemplo, componentes electrónicos que pueden fabricarse mediante diversas tecnologías e incluyen, por ejemplo, chips semiconductores, ASICs, microprocesadores, procesadores de señales digitales, circuitos eléctricos integrados, circuitos electroópticos y/o componentes pasivos.
Los dispositivos, sistemas y métodos que se presentan a continuación son capaces de transmitir información a través de una red de comunicación. El término red de comunicación se refiere a la infraestructura técnica sobre la que tiene lugar la transmisión de señales. La red de comunicación comprende esencialmente la red de conmutación en la que tiene lugar la transmisión y conmutación de las señales entre los dispositivos y plataformas estacionarios de la red de radiocomunicaciones móvil o red fija, y la red de acceso en la que tiene lugar la transmisión de las señales entre un dispositivo de acceso de la red y el terminal de comunicación. La red de comunicaciones puede comprender tanto componentes de una red de radiocomunicaciones móvil como componentes de una red fija. En la red móvil, la red de acceso también se denomina interfaz aérea e incluye, por ejemplo, una estación base (NodoB, eNodoB, celda de radiocomunicaciones) con antena móvil para establecer la comunicación con un terminal de comunicación como se ha descrito anteriormente, por ejemplo, un teléfono móvil o un dispositivo móvil con adaptador móvil o un terminal de máquina. En la red fija, la red de acceso incluye, por ejemplo, un DSLAM (multiplexor de acceso de línea de abonado digital) para conectar los terminales de comunicación de múltiples participantes basados en cables. A través de la red de conmutación, la comunicación se puede transferir a otras redes, por ejemplo, a otros operadores de red, por ejemplo redes foráneas.
En los sistemas de comunicaciones e informáticos, el modelo de Interconexión de Sistemas Abiertos (modelo OSI) define un modelo conceptual que caracteriza y estandariza las funciones de comunicación sin tener en cuenta su estructura y tecnología internas subyacentes. Su objetivo es la interoperabilidad de diversos sistemas de comunicación con protocolos estándar. El modelo divide un sistema de comunicación en capas de abstracción. La versión original del modelo definía siete capas: capa física (capa 1), capa de enlace de datos (capa 2), capa de red (capa 3), capa de transporte (capa 4), capa de sesión (capa 5), capa de presentación (capa 6) y capa de aplicación (capa 7).
Según un primer aspecto, la invención se refiere a un dispositivo planificador de múltiples rutas para planificar el tráfico de datos con vistas a su transmisión a través de al menos una ruta de datos de un primer tipo y al menos una ruta de datos de un segundo tipo, comprendiendo el dispositivo planificador de múltiples rutas: al menos una ruta de datos de un primer tipo; al menos una ruta de datos de un segundo tipo; y un planificador configurado para planificar el tráfico de datos con vistas a su transmisión a través de la por lo menos una ruta de datos de un primer tipo y para planificar el tráfico de datos con vistas a su transmisión retardada a través de la por lo menos una ruta de datos de un segundo tipo. En una forma de implementación ejemplificativa del dispositivo planificador de rutas múltiples, se dispone una conmutación entre la por lo menos una ruta de datos de un primer tipo y la por lo menos una ruta de datos de un segundo tipo. En una forma de implementación ejemplificativa del dispositivo planificador de rutas múltiples, la conmutación entre la por lo menos una ruta de datos de un primer tipo y la por lo menos una ruta de datos de un segundo tipo se basa en un umbral de capacidad de la por lo menos una ruta de datos de un primer tipo y/o se basa en una función de distribución de tráfico para distribuir tráfico entre la por lo menos una ruta de datos de un primer tipo y la por lo menos una ruta de datos de un segundo tipo. Esta suposición (o implementación ejemplificativa) no debe entenderse como una limitación, sino como un ejemplo descriptivo a lo largo de esta divulgación. Cualquier tipo de función de distribución puede combinarse con un retardo de la transmisión a través de la por lo menos una ruta de datos de un segundo tipo.
Un dispositivo planificador de rutas múltiples de este tipo puede planificar de manera eficiente el tráfico de datos, en particular el tráfico de datos en ráfagas, en escenarios de rutas múltiples donde hay rutas económicas y costosas disponibles. El tráfico desbordante de una ruta más económica, por ejemplo el tráfico de pico que no cabe en la ruta más económica puede retardarse para llenar la ruta más económica con él en un momento posterior, por ejemplo en los espacios entre las ráfagas del tráfico de datos en ráfagas.
En una forma de implementación ejemplificativa del dispositivo planificador de múltiples rutas, la transmisión del tráfico de datos a través de la por lo menos una ruta de datos de un segundo tipo es más costosa que la transmisión de tráfico de datos a través de la por lo menos una ruta de datos de un primer tipo, en particular más costosa con respecto a la latencia, fiabilidad, capacidad, complejidad y/o coste.
Esto proporciona la ventaja de que el tráfico de datos se puede transmitir de forma flexible a través de diferentes rutas de datos que tienen diferentes costes, por ejemplo, a través de una ruta de datos WiFi económica y una ruta de datos LTE costosa. El coste no significa inevitablemente un pago directo, también se puede definir en términos de latencia, fiabilidad y muchos otros.
En una forma de implementación ejemplificativa del dispositivo planificador de rutas múltiples, el planificador está configurado para planificar el tráfico de datos para su transmisión retardada a través de la ruta de datos del segundo tipo si se detecta un patrón de tráfico en ráfagas del tráfico de datos.
Esto proporciona la ventaja de que cuando se retarda la transmisión en situaciones de tráfico con ráfagas, el tráfico de pico que utilizará la ruta de datos del segundo tipo, es decir, la ruta de datos costosa puede caer en el espacio entre dos picos de tráfico de datos con ráfagas y, por lo tanto, puede ser transmitido por la ruta de datos del primer tipo, es decir, la ruta de datos económica. Es decir, se puede reducir el coste de transmisión.
En una forma de implementación ejemplificativa del dispositivo planificador de rutas múltiples, el planificador está configurado para detectar un patrón de tráfico en ráfagas basándose en un comportamiento de pico del tráfico de datos planificado para su transmisión a través de la por lo menos una ruta de datos de un segundo tipo.
Esto proporciona la ventaja de que el tráfico de datos en ráfagas se puede detectar fácilmente comprobando la ruta de datos del segundo tipo.
En una forma de implementación ejemplificativa del dispositivo planificador de rutas múltiples, el planificador está configurado para retardar el acceso a la por lo menos una ruta de datos de un segundo tipo sobre la base de una señal de activación.
Esto proporciona la ventaja de que la señal de activación puede garantizar las mismas condiciones para la planificación. La señal de activación puede ser predeterminada o se puede ajustar según la situación del tráfico. Por tanto, el dispositivo planificador de rutas múltiples se puede aplicar en diferentes tipos de situaciones de tráfico. En una forma de implementación ejemplificativa del dispositivo planificador de rutas múltiples, la señal de activación se basa en un parámetro de tráfico o una combinación de parámetros de tráfico.
Esto proporciona la ventaja de que el parámetro de tráfico se puede seleccionar de acuerdo con la situación de tráfico respectiva, lo que permite ajustar la señal de activación para distribuir de manera óptima el tráfico de datos entre rutas de datos económicas y costosas.
En una forma de implementación ejemplificativa del dispositivo planificador de rutas múltiples, la señal de activación se basa en el último uso de una ruta, Tlpu y un retardo de acceso a la ruta correspondiente, TRetardo.
Esto proporciona la ventaja de que el retardo para el tráfico de datos en ráfagas se puede seleccionar de manera adecuada para proporcionar un uso adecuado de las rutas de datos económicas y costosas.
En una forma de implementación ejemplificativa del dispositivo planificador de rutas múltiples, el planificador está configurado para retardar el acceso a la por lo menos una ruta de datos de un segundo tipo si el último uso de ruta, Tlpu es superior a un umbral.
Esto proporciona la ventaja de que el tráfico en ráfagas se puede detectar de forma fiable y la planificación se puede ajustar de forma óptima.
En una forma de implementación ejemplificativa del dispositivo planificador de rutas múltiples, el planificador está configurado para denegar el acceso a la por lo menos una ruta de datos de un segundo tipo durante un tiempo correspondiente al retardo de acceso a la ruta, TRetardo.
Esto proporciona la ventaja de que se puede ajustar un retardo mínimo durante el cual no se usa la ruta de datos del segundo tipo, es decir, la ruta de datos costosa.
En una forma de implementación ejemplificativa del dispositivo planificador de rutas múltiples, la señal de activación se basa en un volumen de datos, un volumen de datos en un período de tiempo predefinido o una combinación de los mismos.
Esto proporciona la ventaja de que la señal de activación se puede seleccionar de manera óptima en función de las condiciones del tráfico.
En una forma de implementación ejemplificativa del dispositivo planificador de rutas múltiples, la señal de activación se basa en información sobre espacios en la transmisión del tráfico de la por lo menos una ruta de datos del primer tipo.
Esto proporciona la ventaja de que la señal de activación se puede seleccionar de manera óptima basándose en información o el conocimiento sobre espacios en la transmisión del tráfico en la ruta de datos del primer tipo, por ejemplo la ruta de datos más económica.
En una forma de implementación ejemplificativa del dispositivo planificador de rutas múltiples, la señal de activación se basa en métodos heurísticos.
Esto proporciona la ventaja de que la señal de activación se puede seleccionar de manera óptima basándose en la aplicación de dicha heurística.
En una forma de implementación ejemplificativa del dispositivo planificador de rutas múltiples, el planificador está configurado para retardar el acceso a la por lo menos una ruta de datos de un segundo tipo sobre la base de una función de limitación de acceso.
Esto proporciona la ventaja de que la función de limitación de acceso proporciona un acceso menos estricto a la ruta de datos del segundo tipo que la función de retardo. Por tanto, se puede realizar un acceso más fluido a la ruta de datos del segundo tipo.
En una forma de implementación ejemplificativa del dispositivo planificador de rutas múltiples, la función de limitación de acceso comprende una función de pendiente, en particular una función exponencial, una función de rampa o una función de escalón.
Esto proporciona la ventaja de que se pueden implementar varios diseños para materializar la función de limitación de acceso. Dependiendo de la situación del tráfico, se puede seleccionar una función de limitación de acceso adecuada, lo que proporciona un alto grado de flexibilidad.
En una forma de implementación ejemplificativa del dispositivo planificador de rutas múltiples, el planificador está configurado para almacenar temporalmente el tráfico de datos que desborda el umbral de capacidad y planificar el tráfico de datos almacenados temporalmente para su transmisión a través de la por lo menos una ruta de datos de un primer tipo.
Esto proporciona la ventaja de que el tráfico de datos desbordante se puede almacenar temporalmente en una memoria intermedia y se puede transmitir en un momento posterior cuando la ruta de datos del primer tipo esté vacía. Por tanto, los costes de transmisión pueden reducirse evitando el uso de la ruta de datos costosa.
En una forma de implementación ejemplificativa del dispositivo planificador de rutas múltiples, la por lo menos una ruta de datos de un primer tipo comprende una memoria intermedia de envío configurada para almacenar temporalmente el tráfico de datos desbordante, en el que el tamaño de la memoria intermedia de envío es ajustable en función del tráfico de datos desbordante.
Esto proporciona la ventaja de que mediante el uso de dicha memoria intermedia, dependiendo del tamaño de la memoria intermedia, se puede evitar o al menos limitar el acceso a la ruta de datos del segundo tipo y, por lo tanto, se pueden reducir los costes de transmisión de datos.
De acuerdo con un segundo aspecto, la invención se refiere a un método para planificar el tráfico de datos multirruta para su transmisión a través de por lo menos una ruta de datos de un primer tipo y al menos una ruta de datos de un segundo tipo, comprendiendo el método: planificar el tráfico de datos para su transmisión a través de la por lo menos una ruta de datos de un primer tipo y planificar el tráfico de datos para una transmisión retardada a través de la por lo menos una ruta de datos de un segundo tipo. En una forma de implementación ejemplificativa del método, el método comprende además conmutar entre la por lo menos una ruta de datos de un primer tipo y la por lo menos una ruta de datos de un segundo tipo. En una forma de implementación ejemplificativa del método, la conmutación entre la por lo menos una ruta de datos de un primer tipo y la por lo menos una ruta de datos de un segundo tipo se basa en un umbral de capacidad de la por lo menos una ruta de datos de un primer tipo y/o se basa en una función de distribución del tráfico. Esta suposición (o implementación ejemplificativa) no debe entenderse como una limitación, sino como un ejemplo descriptivo a lo largo de esta divulgación. Cualquier tipo de función de distribución puede combinarse con un retardo de la transmisión a través de la por lo menos una ruta de datos de un segundo tipo.
Un método de este tipo puede planificar de manera eficiente el tráfico de datos, en particular el tráfico de datos en ráfagas, en escenarios de múltiples rutas donde hay disponibles rutas económicas y costosas. El tráfico desbordante de una ruta más económica, por ejemplo el tráfico de pico que no cabe en la ruta más económica, puede retardarse para llenar con él la ruta más económica en un momento posterior, por ejemplo los espacios entre las ráfagas del tráfico de datos en ráfagas.
Según un tercer aspecto, la invención se refiere a un soporte no transitorio legible por ordenador en el que se almacenan instrucciones de ordenador que, cuando son ejecutadas por un ordenador, hacen que el ordenador realice el método de acuerdo con el segundo aspecto de la invención.
Según un cuarto aspecto, la invención se refiere a un producto de programa informático que comprende código de programa para realizar el método de acuerdo con el segundo aspecto de la invención, cuando se ejecuta en un ordenador o un procesador.
Las realizaciones de la invención se pueden implementar en hardware y/o software.
En esta divulgación se aplican los siguientes acrónimos:
GRE Encapsulación de Enrutamiento Genérico
LPU Último Uso Pasado
MPTCP TCP de Múltiples Rutas
OSI Interconexión de Sistemas Abiertos
QUIC Conexiones UDP Rápidas a Internet
TCP Protocolo de Control de Transporte
UDP Protocolo de Datagramas de Usuario
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Se describirán otras realizaciones de la invención con respecto a las siguientes figuras, en las que:
La figura 1 muestra un ejemplo de sistema 100 de comunicación por rutas múltiples con dos rutas de tipo diferente, en particular de coste diferente según la divulgación;
La figura 2 muestra un diagrama de caudal 200 que ilustra un patrón de tráfico ejemplificativo en un escenario de rutas múltiples, que requiere desbordamiento de una ruta a otra según la divulgación;
La figura 3 muestra un diagrama de caudal 300 que ilustra un desplazamiento ideal 300 de tráfico desbordante hacia la ruta más económica según la divulgación;
La figura 4 muestra un diagrama de caudal 400 que ilustra una detección de picos y un retardo de uso de ruta en una ruta costosa según la divulgación;
La figura 5 muestra un diagrama de caudal 500 que ilustra una detección de picos y un comportamiento de prolongación de pendiente de una ruta costosa según la divulgación;
Las figuras 6a, 6b y 6c muestran diagramas de caudal 600a, 600b, 600c que ilustran una memoria intermedia de ráfagas en una ruta más económica para absorber tráfico desbordante hasta cierto punto de acuerdo con la divulgación; y
La figura 7 muestra un diagrama esquemático que ilustra un método 700 para planificar el tráfico de datos de múltiples rutas para su transmisión a través de al menos una ruta de datos de un primer tipo y al menos una ruta de datos de un segundo tipo según la divulgación.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE REALIZACIONES
En la siguiente descripción detallada se hace referencia a los dibujos adjuntos, que forman parte de la divulgación, y en los que se muestran, a modo de ilustración, aspectos específicos en los que se puede ubicar la presente invención. Se entiende que se pueden utilizar otros aspectos y se pueden realizar cambios estructurales o lógicos sin desviarse del alcance de la presente invención. La siguiente descripción detallada, por lo tanto, no debe tomarse en un sentido limitativo, ya que el alcance de la presente invención está definido por las reivindicaciones adjuntas.
Por ejemplo, se entiende que una divulgación en relación con un método descrito también puede ser válida para un dispositivo o sistema correspondiente configurado para realizar el método y viceversa. Por ejemplo, si se describe un paso de método específico, un dispositivo correspondiente puede incluir una unidad para realizar el paso de método descrito, incluso si dicha unidad no se describe o ilustra explícitamente en las figuras. Además, se entiende que las características de los diversos aspectos ejemplificativos descritos en este documento pueden combinarse entre sí, a menos que se indique específicamente lo contrario.
La figura 1 muestra un ejemplo de sistema 100 de comunicaciones de múltiples rutas con dos rutas de diferente tipo, en particular de diferente coste. En el lado de transmisión, se usa un generador 101 para generar tráfico 102 de datos para un planificador 113 de un dispositivo planificador 110 de múltiples rutas. El planificador 113 planifica el tráfico 102 de datos para una transmisión a través de una ruta de datos de un primer tipo (1) 111 que está asociada a una canalización económica y una transmisión a través de una ruta de datos de un segundo tipo (2) 112 que está asociada a una canalización de datos costosa. En el lado del receptor, ambas rutas 111, 112 de datos se combinan para la recepción en un receptor 103.
La figura 1 representa un enfoque genérico para el uso de múltiples rutas, donde se puede aplicar cada uno de los protocolos mencionados anteriormente, es decir, el MPTCP, QUIC de Múltiples Rutas y el Protocolo de Vinculación de Túneles GRE de Huawei. La figura 1 diferencia entre dos rutas 111, 112, que tienen costes diferentes (económica, costosa). El coste no significa inevitablemente un pago directo, también se puede definir en latencia, fiabilidad y muchas otras. Una conexión individual de Capa 3 OSI ó Capa 4 OSI ya puede beneficiarse de una mayor capacidad. Uno de los servicios de uso frecuente en internet es la transmisión en flujo continuo de vídeo en tiempo no real. Por lo tanto, uno de los patrones de tráfico común, si la capacidad en la ruta no es el cuello de botella, es en ráfagas con espacios en el medio. La fuente de vídeo intenta llenar una memoria intermedia en el sumidero lo más rápido posible y se detiene si la memoria intermedia está llena. Tan pronto como la memoria intermedia está vacía a cierto nivel, la fuente intenta nuevamente llenar la memoria intermedia del sumidero lo más rápido posible.
Para resolver o mitigar el problema técnico descrito anteriormente, la divulgación presenta una solución que se basa en retardar el uso de una ruta costosa. Además, a continuación se presentan tres implementaciones ejemplificativas diferentes.
El concepto no se limita a dos rutas como se muestra en la figura 1 con fines ilustrativos, puede gestionar un número cualquiera de rutas siempre que haya información sobre el coste de la ruta. Siempre que se solicita a la ruta costosa 112 que transmita tráfico, intenta detectar un patrón de tráfico en ráfagas, por ejemplo reconociendo un comportamiento de pico en la ruta costosa 112. Si así lo considera, retarda el acceso a la ruta costosa 112. Si se observa una solicitud de mayor duración a la ruta costosa 112, se concede acceso, porque ya no se considera ningún pico o la ruta 111 más económica no puede satisfacer la demanda de capacidad. Este diseño puede estar directamente relacionado con el planificador 110 de rutas múltiples que se muestra en la figura 1, pero también puede aplicarse externamente.
A continuación, se describe con más detalle el dispositivo planificador 110 de rutas múltiples.
El dispositivo planificador 110 de rutas múltiples puede usarse para planificar tráfico 102 de datos para su transmisión a través de al menos una ruta de datos de un primer tipo, por ejemplo la ruta 111 como se muestra en la figura 1 y al menos una ruta de datos de un segundo tipo, por ejemplo la ruta 112 como se muestra en la figura 1. El dispositivo planificador 110 de rutas múltiples comprende: al menos una ruta 111 de datos de un primer tipo; al menos una ruta 112 de datos de un segundo tipo; y un planificador 113. El planificador 113 está configurado para planificar el tráfico 102 de datos para una transmisión a través de la por lo menos una ruta 111 de datos de un primer tipo y para planificar el tráfico 102 de datos para una transmisión retardada a través de la por lo menos una ruta 112 de datos de un segundo tipo. En una implementación ejemplificativa, el planificador 113 puede configurarse para planificar el tráfico 102 de datos para una transmisión retardada a través de la por lo menos una ruta 112 de datos de un segundo tipo sobre la base de un umbral 201 de capacidad de la por lo menos una ruta 111 de datos de un primer tipo, por ejemplo como se muestra en las figuras 2 a 6 y/o sobre la base de una función de distribución del tráfico. El uso de capacidad de la por lo menos una ruta 111 de datos de un primer tipo como umbral para el desbordamiento en la por lo menos una ruta 112 de datos de un segundo tipo es de naturaleza descriptiva a lo largo de esta divulgación. Cualquier tipo de función de distribución puede combinarse con un retardo de la transmisión a través de la por lo menos una ruta de datos de un segundo tipo.
La transmisión del tráfico 102 de datos a través de la por lo menos una ruta 112 de datos de un segundo tipo es más costosa que la transmisión del tráfico 102 de datos a través de la por lo menos una ruta 111 de datos de un primer tipo, en particular más costosa con respecto a la latencia, fiabilidad, capacidad, complejidad y/o coste.
El planificador 113 puede configurarse para planificar el tráfico 102 de datos para una transmisión retardada a través de la ruta 112 de datos del segundo tipo si se detecta un patrón de tráfico en ráfagas del tráfico 102 de datos. El planificador 113 puede configurarse para detectar un patrón de tráfico en ráfagas sobre la base de un comportamiento de pico del tráfico 102 de datos planificado para su transmisión a través de la por lo menos una ruta 112 de datos de un segundo tipo.
El planificador 113 puede configurarse para retardar el acceso a la por lo menos una ruta 112 de datos de un segundo tipo sobre la base de una señal de activación. La señal de activación puede basarse en un parámetro de tráfico o una combinación de parámetros de tráfico. La señal de activación puede basarse en el último uso de la ruta, Tlpu 402, por ejemplo como se describe más adelante con respecto a la figura 4 y en un retardo de acceso a la ruta correspondiente, TRetardo 403 (véase la figura 4). El planificador 113 puede configurarse para retardar el acceso a la por lo menos una ruta 112 de datos de un segundo tipo si el último uso de la ruta, Tlpu 402 es superior a un umbral, por ejemplo como se describe más adelante con respecto a la figura 4. El planificador 113 puede configurarse para denegar el acceso a la por lo menos una ruta 112 de datos de un segundo tipo durante un tiempo correspondiente al retardo de acceso a la ruta, TRetardo 403, por ejemplo como se describe más adelante con respecto a la figura 4. La señal de activación puede basarse en un volumen de datos, un volumen de datos en un período de tiempo predefinido o una combinación de los mismos.
El planificador 113 puede configurarse para retardar el acceso a la por lo menos una ruta 112 de datos de un segundo tipo sobre la base de una función 503 de limitación de acceso, por ejemplo como se describe más adelante con respecto a la figura 5. La función 503 de limitación de acceso puede comprender una función 503 de pendiente, en particular una función exponencial 503, por ejemplo como se describe más adelante con respecto a la figura 5, una función de rampa o una función de escalón.
El planificador 113 puede configurarse para almacenar en memoria intermedia el tráfico 102b de datos que desborda el umbral 201 de capacidad y para planificar el tráfico 102b de datos almacenado en memoria intermedia para su transmisión a través de la por lo menos una ruta 111 de datos de un primer tipo, por ejemplo como se describe más adelante con respecto a las figuras 6a, 6b y 6c. La por lo menos una ruta 111 de datos de un primer tipo puede comprender una memoria intermedia 601 de envío configurada para almacenar en memoria intermedia el tráfico 102b de datos desbordante, por ejemplo como se describe más adelante con respecto a las figuras 6a, 6b, 6c. El tamaño de la memoria intermedia 601 de envío puede ajustarse basándose en el tráfico 102b de datos desbordante. El uso de capacidad de la por lo menos una ruta 111 de datos de un primer tipo como umbral para el desbordamiento en la por lo menos una ruta 112 de datos de un segundo tipo es de naturaleza descriptiva a lo largo de esta divulgación. Cualquier tipo de función de distribución puede combinarse con un retardo de la transmisión a través de la por lo menos una ruta de datos de un segundo tipo.
La figura 2 muestra un diagrama de caudal 200 que ilustra un patrón de tráfico ejemplificativo en un escenario de rutas múltiples, que requiere el desbordamiento de una ruta a otra según la divulgación.
Como se ha descrito anteriormente con respecto a la figura 1, uno de los servicios de uso frecuente a través de internet es la transmisión en flujo continuo de vídeo en tiempo no real. Por lo tanto, uno de los patrones de tráfico común, si la capacidad de la ruta no es el cuello de botella, es en ráfagas con espacios en medio. En la figura 2 se muestra un patrón de tráfico similar. En el caso de un escenario de rutas múltiples, donde se proporciona capacidad adicional, el tráfico en ráfagas se ve tentado a utilizar esto y combina finalmente la capacidad de una ruta más económica 111 con la capacidad de una ruta costosa 112.
En el ejemplo de la figura 2, el tiempo pasado está en el lado derecho del eje del tiempo, mientras que el tiempo actual se muestra en el origen del diagrama. El tráfico es por ráfagas con una primera ráfaga que comprende un tráfico básico 102a y un tráfico 102b de pico y una segunda ráfaga que comprende un tráfico básico 102c y un tráfico 102d de pico. Un umbral 201 de capacidad indica el límite entre el tráfico básico y el tráfico de pico. El tráfico básico 102a, 102 de cada ráfaga está llenando la canalización económica 111 mientras que el tráfico 102b, 102d de pico de cada ráfaga está llenando la canalización costosa 112.
La figura 3 muestra un diagrama de caudal 300 que ilustra un desplazamiento ideal 300 de tráfico desbordante hacia la ruta más económica según la divulgación. En este diagrama, el tiempo pasado está en el lado derecho del eje del tiempo, mientras que el tiempo actual se muestra en el origen del diagrama. El tráfico corresponde al tráfico mostrado en la figura 2, es por ráfagas con una primera ráfaga que comprende un tráfico básico 102a y un tráfico 102b de pico y una segunda ráfaga que comprende un tráfico básico 102c y un tráfico 102d de pico. El tráfico 102b, 102d de pico se desplaza de la canalización costosa 112 a la canalización económica 111. El tráfico de datos desplazado se indica mediante los signos de referencia 102e y 102f. El umbral 201 de capacidad indica el límite entre el tráfico básico y el tráfico de pico.
En este ejemplo, la capacidad de la ruta 111 más económica es suficiente y el desbordamiento 102b, 102d cabe en los espacios entre las ráfagas como se muestra en la figura 3. En principio, los patrones de tráfico con ráfagas no se limitan a servicios de transmisión en flujo continuo de vídeo en tiempo no real, es solo un ejemplo.
La señal de activación para retardar el acceso a una ruta costosa 112 puede determinarse mediante diferentes parámetros o una combinación de parámetros. A continuación se presentan algunos ejemplos, pero los mismos no comprenden todas las posibilidades para establecer y obtener un punto de activación y cómo retardar el acceso a una ruta costosa.
La figura 4 muestra un diagrama de caudal 400 que ilustra una detección de picos y un retardo en el uso de la ruta en una ruta costosa de acuerdo con la divulgación. En este diagrama, el tiempo pasado está nuevamente en el lado derecho del eje del tiempo, mientras que el tiempo actual se muestra en el origen del diagrama. El tráfico corresponde al tráfico mostrado en las figuras 2 y 3, es por ráfagas con una primera ráfaga que comprende un tráfico básico 102a y un tráfico 102b de pico y una segunda ráfaga que comprende un tráfico básico 102c y un tráfico 102d de pico. El tráfico 102d de pico se desplaza al menos parcialmente 401 con un tiempo de retardo, TRetardo 403 desde la canalización costosa 112 a la canalización económica 111. El tráfico de datos al menos parcialmente desplazado se indica mediante el signo de referencia 102g. El umbral 201 de capacidad indica el límite entre el tráfico básico y el tráfico de pico.
En la implementación que se muestra en la figura 4, se especifican dos parámetros, el último uso de la ruta (Tlpu) 402 y el retardo de acceso a la ruta correspondiente (TRetardo) 403. Sobre la base del último uso de una ruta costosa 112, en comparación con una solicitud de ruta actual, se garantiza un patrón de tráfico en ráfagas. Si Tlpu es superior a un umbral definido, el acceso a la ruta es denegado por un tiempo TRetardo. Esto le dará a la ruta 111 más económica la posibilidad, si hay capacidad disponible, de transmitir una mayor parte de la solicitud general. Tlpu no es obligatorio y se puede sustituir por cualquier otro mecanismo de activación. Por ejemplo, puede utilizar la información sobre el volumen de datos o el volumen de datos en un período de tiempo definido o una combinación. Además, puede utilizar la información sobre espacios de la transmisión de tráfico de la ruta 111 más económica o en métodos heurísticos generales.
La figura 5 muestra un diagrama de caudal 500 que ilustra la detección de picos y el comportamiento de prolongación de pendiente de una ruta costosa según la divulgación. El mecanismo que se muestra en la figura 5 es similar al que se muestra en la figura 4, pero no define un TRetardo, en su lugar lo sustituye por una limitación 503 de acceso de eliminación lenta, por ejemplo una función exponencial o una función de rampa o una función de on/off. Tlpu 402 de nuevo se puede utilizar como punto de activación para esa limitación. Este escenario también se puede implementar aplicando un algoritmo especial de control de congestión con una pendiente reducida. En una implementación ejemplificativa, se puede definir un parámetro para limitar la función de prolongación de pendiente en el tiempo, similar a TRetardo 403.
Las figuras 6a, 6b y 6c muestran diagramas de caudal 600a, 600b, 600c que ilustran la memoria intermedia de ráfagas en una ruta más económica para absorber el tráfico desbordante hasta cierto punto según la divulgación. En estos diagramas, el tiempo pasado está nuevamente en el lado derecho del eje del tiempo, mientras que el tiempo actual se muestra en el origen del diagrama. El tráfico corresponde al tráfico mostrado en las figuras 2 a 5, es por ráfagas con una primera ráfaga mostrada que comprende un tráfico básico 102a y un tráfico 102b de pico.
Con respecto a las figuras 6a, b, c, se aplica otro concepto, que se centra en almacenar en memoria intermedia, antes de aplicar la planificación, el tráfico desbordante 102b y transmitirlo por la ruta 111 más económica. La figura 6a muestra una alta demanda de tráfico (ráfaga), que se desbordaría en la ruta costosa 112. La idea mostrada en la figura 6b es presionar/desplazar 602 la parte 102b de desbordamiento a la memoria intermedia 601 de envío de la ruta económica 111 y, si es necesario, aumentar la memoria intermedia 601 de envío para almacenar temporalmente la parte 102b de desbordamiento. Otra expresión comúnmente utilizada para tal memoria intermedia 601 es memoria intermedia de ráfagas. Puede ser una memoria intermedia inherente al protocolo de red, una memoria intermedia de dispositivo, una memoria intermedia de interfaz o cualquier otra memoria intermedia, que se puede utilizar, por lo tanto, siempre que la memoria intermedia esté dispuesta antes del cuello de botella de la ruta económica 111 como se muestra en la figura 6c. Esto da como resultado un nivel de llenado más alto de la memoria intermedia 601 de envío porque reprime el tráfico ya planificado en esa ruta 111. El tamaño, respectivamente, la extensión de tamaño para la descongestión de la memoria intermedia 601 de envío es similar al impacto de TRetardo mostrado en las figuras 4 y 5. Sin embargo, el desplazamiento del tráfico 102b de desbordamiento a la memoria intermedia de envío tiene el riesgo de un mayor retardo de extremo a extremo.
La figura 7 muestra un diagrama esquemático que ilustra un método 700 para planificar el tráfico de datos de múltiples rutas para su transmisión a través de al menos una ruta de datos de un primer tipo y al menos una ruta de datos de un segundo tipo según la divulgación. El tráfico de datos puede corresponder al tráfico 102, 102a, 102b, 102c, 102d, 102e, 102f, 102g de datos como se muestra con respecto a las figuras 1 a 6.
El método 700 comprende planificar 701 el tráfico 102 de datos para su transmisión a través de la por lo menos una ruta 111 de datos del primer tipo, por ejemplo una ruta 111 de datos de un primer tipo o económica como se ha descrito anteriormente con respecto a las figuras 1 a 6. El método 700 comprende además: si se solicita la por lo menos una ruta 112 de datos del segundo tipo, planificar 702 el tráfico 102 de datos para la transmisión retardada a través de la por lo menos una ruta 112 de datos de un segundo tipo, por ejemplo como se ha descrito anteriormente con respecto a las figuras 1 a 6.
El método 700 puede implementarse en un dispositivo planificador 110 de múltiples rutas como se ha descrito anteriormente con respecto a las figuras 1 a 6.
El método 700 puede incluir pasos adicionales, tales como, por ejemplo, de acuerdo con los bloques de computación descritos anteriormente con referencia a la figura 1 ó los mecanismos descritos anteriormente con respecto a las figuras 2 a 6.
El método 700 se puede implementar en un ordenador. Otro aspecto de la invención se refiere a un soporte no transitorio legible por ordenador en el que se almacenan instrucciones de ordenador que, cuando son ejecutadas por un ordenador, hacen que el ordenador realice el método 700.
Otro aspecto de la invención está relacionado con un producto de programa informático que comprende código de programa para realizar el método 700 ó las funcionalidades descritas anteriormente, cuando se ejecuta en un ordenador o un procesador. El método 700 puede implementarse como código de programa que puede almacenarse en un soporte informático no transitorio. El producto de programa informático puede implementar las técnicas descritas anteriormente con respecto a las figuras 1 a 6.
Si bien una característica o aspecto particular de la divulgación puede haberse dado a conocer con respecto a solo una de varias implementaciones o realizaciones, dicha característica o aspecto puede combinarse con otra u otras características o aspectos de las otras implementaciones o realizaciones según se desee y resulte ventajoso para cualquier aplicación dada o particular. Además, en la medida en que los términos "incluir", "tener", "con" u otras variantes de los mismos se utilicen en la descripción detallada o en las reivindicaciones, se pretende que dichos términos sean inclusivos de una manera similar al término " comprender". Además, los términos "ejemplificativo", "por ejemplo" y "p. ej." se entienden simplemente como un ejemplo, en lugar de lo mejor u óptimo. Es posible que se hayan utilizado los términos "acoplado" y "conectado", junto con derivados. Debe entenderse que estos términos pueden haberse utilizado para indicar que dos elementos cooperan o interactúan entre sí independientemente de si están en contacto físico o eléctrico directo, o no están en contacto directo entre sí.

Claims (12)

REIVINDICACIONES
1. Dispositivo planificador (110) de múltiples rutas para planificar tráfico (102) de datos para su transmisión a través de al menos una ruta (111) de datos de un primer tipo y al menos una ruta (112) de datos de un segundo tipo, comprendiendo el dispositivo planificador (110) de múltiples rutas:
al menos una ruta (111) de datos de un primer tipo;
al menos una ruta (112) de datos de un segundo tipo; y
un planificador (113) configurado para
planificar parte del tráfico (102) de datos para una transmisión a través de la por lo menos una ruta (111) de datos de un primer tipo y planificar parte del tráfico de datos para una transmisión retardada a través de la por lo menos una ruta (112) de datos de un segundo tipo cuando se detecta un patrón de tráfico en ráfagas del tráfico de datos,
en el que la parte del tráfico de datos planificada para una transmisión retardada a través de la por lo menos una ruta de datos de un segundo tipo es al menos una primera parte del tráfico de datos que desborda un umbral de capacidad de la por lo menos una ruta de datos de un primer tipo, y en el que cuando se detecta el patrón de tráfico en ráfagas, el planificador (113) está configurado además para:
retardar el acceso a la ruta (112) de datos del segundo tipo basándose en una señal de activación o una función de limitación de acceso, y
almacenar en memoria intermedia y planificar para su transmisión en un momento posterior a través de la por lo menos una ruta (111) de datos de un primer tipo al menos una segunda parte del tráfico de datos que desborda el umbral de capacidad de la por lo menos una ruta de datos de un primer tipo.
2. Dispositivo planificador (110) de múltiples rutas de la reivindicación 1,
en el que el planificador (113) está configurado para planificar la parte del tráfico (102) de datos para una transmisión retardada a través de la por lo menos una ruta (112) de datos de un segundo tipo sobre la base de una función de distribución de tráfico con el fin de distribuir el tráfico de datos entre la por lo menos una ruta (111) de datos de un primer tipo y la por lo menos una ruta (112) de datos de un segundo tipo.
3. Dispositivo planificador (110) de múltiples rutas de la reivindicación 1 ó 2,
en el que la transmisión del tráfico (102) de datos a través de la por lo menos una ruta (112) de datos de un segundo tipo es más costosa que la transmisión de tráfico (102) de datos a través de la por lo menos una ruta (111) de datos de un primer tipo, en particular más costosa con respecto a la latencia, fiabilidad, capacidad, complejidad y/o coste.
4. Dispositivo planificador (110) de múltiples rutas de una de las reivindicaciones anteriores,
en el que el planificador (113) está configurado para detectar el patrón de tráfico en ráfagas basándose en un comportamiento de pico del tráfico (102) de datos planificado para su transmisión a través de la por lo menos una ruta (112) de datos de un segundo tipo.
5. Dispositivo planificador (110) de múltiples rutas de la reivindicación 4,
en el que la señal de activación se basa en un parámetro de tráfico o una combinación de parámetros de tráfico.
6. Dispositivo planificador (110) de múltiples rutas de la reivindicación 4 ó 5,
en el que la señal de activación se basa en un último uso de la ruta, Tlpu (402) y un retardo de acceso a la ruta correspondiente, TRetardo (403).
7. Dispositivo planificador (110) de múltiples rutas de la reivindicación 6,
en el que el planificador (113) está configurado para retardar el acceso a la por lo menos una ruta (112) de datos de un segundo tipo si el último uso de la ruta, Tlpu (402) es superior a un umbral.
8. Dispositivo planificador (110) de múltiples rutas de la reivindicación 7,
en el que el planificador (113) está configurado para retardar el acceso a la por lo menos una ruta (112) de datos de un segundo tipo durante un tiempo correspondiente al retardo de acceso a la ruta, TRetardo (403).
9. Dispositivo planificador (110) de múltiples rutas de la reivindicación 5,
en el que la señal de activación se basa en un volumen de datos, un volumen de datos en un período de tiempo predefinido o una combinación de los mismos, y/o
en el que la señal de activación se basa en información sobre espacios en la transmisión del tráfico de la por lo menos una ruta (111) de datos de un primer tipo, y/o
en el que la señal de activación se basa en métodos heurísticos.
10. Dispositivo planificador (110) de múltiples rutas de la reivindicación 1,
en el que la función (503) de limitación de acceso comprende una función (503) de pendiente, en particular una función exponencial (503), una función de rampa o una función de escalón.
11. Dispositivo planificador (110) de múltiples rutas de la reivindicación 1,
en el que la por lo menos una ruta (111) de datos de un primer tipo comprende una memoria intermedia (601) de envío configurada para almacenar en memoria intermedia el tráfico (102b) de datos desbordante, en el que el tamaño de la memoria intermedia (601) de envío es ajustable en función del tráfico (102b) de datos desbordante.
12. Método (700) para planificar tráfico (102) de datos de múltiples rutas para su transmisión a través de al menos una ruta (111) de datos de un primer tipo y al menos una ruta (112) de datos de un segundo tipo, comprendiendo el método (700):
planificar, por un planificador (113), parte del tráfico (102) de datos para una transmisión a través de la por lo menos una ruta (111) de datos de un primer tipo y planificar parte del tráfico de datos para una transmisión retardada a través de la por lo menos una ruta (112) de datos de un segundo tipo cuando se detecta un patrón de tráfico en ráfagas del tráfico de datos,
en el que la parte del tráfico de datos planificada para una transmisión retardada a través de la por lo menos una ruta de datos de un segundo tipo es al menos una primera parte del tráfico de datos que desborda un umbral de capacidad de la por lo menos una ruta de datos de un primer tipo,
y en el que cuando se detecta el patrón de tráfico en ráfagas, el método comprende además que el planificador (113):
retarde el acceso a la ruta (112) de datos del segundo tipo sobre la base de una señal de activación o una función de limitación de acceso, y
almacene en memoria intermedia y planifique para una transmisión en un momento posterior a través de la por lo menos una ruta (111) de datos de un primer tipo al menos una segunda parte del tráfico de datos que desborda el umbral de capacidad de la por lo menos una ruta de datos de un primer tipo.
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