FR2985133A1

FR2985133A1 - Procede et dispositif pour la validation de reseaux

Info

Publication number: FR2985133A1
Application number: FR1104010A
Authority: FR
Inventors: Marc Fumey
Original assignee: Thales SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 2011-12-22
Filing date: 2011-12-22
Publication date: 2013-06-28
Anticipated expiration: 2031-12-22
Also published as: US9071515B2; FR2985133B1; US20130163456A1

Abstract

L'invention concerne un procédé pour la validation d'un réseau par un module de vérification, le réseau comportant une pluralité de routeurs, chacun des routeurs comportant une pluralité de ports de sortie, chacun des ports de sortie des routeurs étant associé à un budget en bande passante (PBC), un budget en une latence par priorité (PLB) et une pluralité de grains de budget réseau (NBG), ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend, pour chacun des ports de chacun des routeurs, des étapes de : - calcul d'une latence consommée (PortLatency) sur le port de sortie du routeur à partir des grains de budget réseau (NBG) et du budget en bande passante (PBC), - vérification de l'adéquation de la latence consommée (PortLatency) sur le port de sortie avec le budget en latence par priorité (PLB) du port de sortie du routeur, - émission par le module de vérification d'un signal indiquant le résultat de la vérification.

Description

Procédé et dispositif pour la validation de réseaux L'invention concerne la validation de réseaux et plus particulièrement de réseaux avioniques. Les fonctions avioniques installées dans des équipements situés en zone protégée, en cabine ou du côté des passagers d'un aéronef 5 remplissant les diverses fonctions nécessaires à l'accomplissement d'un vol, communiquent entre eux par l'intermédiaire d'un réseau. Certaines de ces fonction étant critiques, comme par exemple le système de freinage ou le système de gestion du vol (connus aussi sous l'appellation anglaise « Braking System » et « Flight Management System » 10 ou l'acronyme FMS), le réseau leur permettant d'échanger des messages doit répondre à certaines contraintes de déterminisme et en particulier, garantir une latence maximale pour les communications. Pour des raisons de performance, de cout et de limitation du cablage avion, les choix se sont tournés vers des réseaux commutés, et 15 l'utilisation du standard Ethernet. Les réseaux Ethernet classiques ne permettent pas d'assurer ce déterminisme. En particulier, ils ne garantissent pas de latence maximale pour les communications. C'est pour cette raison que dans le domaine de l'avionique, on utilise des réseaux Ethernet commutés (ou Switched 20 Ethernet) auxquels on ajoute une surcouche réseau. Cette surcouche est décrite dans le standard ARINC 664. Le fonctionnement de cette surcouche repose sur une limitation de la bande passante et sur une distribution des messages sur le réseau de telle sorte qu'il est possible de déterminer une latence maximale d'un bout à 25 l'autre du réseau. Le réseau comporte des routeurs chargés de la transmission des messages. Ces routeurs reçoivent des messages par des ports d'entrée et les transmettent par des ports de sortie. Sur un réseau commuté, quelque soit le standard utilisé (Ethernet 30 ou autre), la latence est principalement engendrée par les ports de sortie des routeurs. En effet, chacun des ports de sortie comporte une file d'attente dans laquelle les messages sont placés les uns à la suite des autres avant d'être transmis.

Une fois qu'une taille maximale de message et un délai minimal entre messages sont définis, il est possible de déterminer une latence maximale pour chacun des ports de sortie de chaque routeur du réseau. La latence maximale d'un bout à l'autre du réseau dépend donc 5 principalement des paramètres suivants : - la taille maximale des messages (aussi appelée maximum frame size), - le délai minimal entre deux messages (aussi appelée Minimum delay between frames ou BAG pour Bandwidth Gap), - la latence cumulée engendrée par les routeurs sur un chemin donné. 10 Selon l'art connu, pour fournir un moyen de ségrégation entre flux de données et garantir le déterminisme de ces réseaux, on définit des liens virtuel de telle façon que les caractéristiques essentielles à la qualification du système soient garantie sur tous le réseau. Un lien virtuel est un canal de communication pour lequel il est possible de définir des qualités de services 15 démontrées (typiquement, bande passante et latence). Dans l'état de l'art actuel sur les réseaux commutés, un lien virtuel doit inclure les caractéristiques d'espacement (BAG), de taille de messages (Maximum Frame Size) et le routage employé pour l'acheminement des messages (liens parcourus). 20 Une fois que les liens virtuels sont définis, ces caractéristiques essentielles, en particulier la bande passante et la latence, sont garanties pour chaque lien virtuel indépendamment de l'utilisation qui est faite des autres liens virtuels : - La bande passante d'un lien virtuel est disponible quelque soit 25 l'utilisation qui est faite des autres liens virtuels. - La latence dans le pire cas est garantie quelque soit l'utilisation qui est faite des autres liens virtuels. La définition d'un lien virtuel inclut les paramètres suivants : - le temps minimal entre deux messages (Bag), 30 - la taille maximale d'un message (MaxFrameSize) pouvant être transmis sur ce lien virtuel, - les liens utilisés, c'est-à-dire le chemin physique correspondant à ce lien virtuel, permettant d'identifier les routeurs et les ports des routeurs empruntés, - la priorité permettant d'optimiser la latence pour les échanges de données les plus critiques. A partir de ces données, la bande passante et la latence d'un lien virtuel peuvent être déterminées de la façon suivante : La bande passante disponible est égale au rapport entre la taille maximale d'un message et le temps minimal entre deux messages (MaxFrameSize / Bag). La latence (d'un bout à l'autre du réseau) est déterminée à l'aide d'un algorithme spécifique, qualifié pour le domaine avionique et prenant en 10 compte tous les liens virtuels définis sur le réseau. Ces deux caractéristiques liées aux liens virtuels permettent de garantir le déterminisme du réseau. Cependant, comme on l'a vu plus haut, le calcul de la latence ne peut être effectué que lorsque tous les liens virtuels sont définis. Ceci pose les problèmes suivants lors de la définition d'un 15 réseau : - Les liens virtuels peuvent être définis seulement lorsque les flux de donnés correspondants sont suffisamment caractérisés, ce qui intervient assez tardivement dans la définition du réseau ; - La connaissance des liens utilisés est nécessaire à la définition des 20 liens virtuels et donc au calcul de latence. Ceci n'est possible que lorsque l'architecture du réseau est déterminée. - La garantie de déterminisme ne peut être fournie que lorsque tous les liens virtuels sont définis. Ces contraintes ne permettent pas de valider de façon précoce la 25 définition d'un réseau auxquelles sont associées des contraintes en latence. En effet, tous les VLs doivent être définis pour déterminer si les contraintes de latence sont respectées par le réseau. L'invention vise à pallier les problèmes cités précédemment en 30 proposant une méthode de validation d'un réseau permettant garantir une latence maximale sans définir précisément les flux de données au sein du réseau et, en particulier, sans définir de liens virtuels. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé pour la validation d'un réseau par un module de vérification, le réseau comportant une pluralité 35 de routeurs, chacun des routeurs comportant une pluralité de ports de sortie, chacun des ports de sortie des routeurs étant associé à un budget en bande passante (PBC), un budget en une latence par priorité (PLB) et une pluralités de grains de budget réseau (NBG), ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend, pour chacun des ports de chacun des routeurs, des étapes de : - calcul d'une latence consommée (PortLatency) sur le port de sortie du routeur à partir des grains de budget réseau (NBG) et du budget en bande passante (PBC), vérification de l'adéquation de la latence consommée (PortLatency) sur le port de sortie avec le budget en latence par priorité (PLB) du port de sortie du routeur, émission par le module de vérification d'un signal indiquant le résultat de la vérification. Avantageusement, le réseau étant associé à une pluralité de 15 canaux de communications, chacun des canaux de communication comportant une contrainte sur un intervalle de temps entre les messages, une taille de message maximale émis et un chemin comprenant une succession de ports traversés constituant, comportant en outre : une étape de détermination de la latence sur au moins un chemin de 20 communication, et - une étape de vérification de l'adéquation entre la latence des ports sur le chemin et les budgets en latence par priorité (PLB). Avantageusement, un grain de budget réseau (NBG) comporte les 25 paramètres suivants : une taille maximale de message (NBG_MaxFrameSize) pour tout canal de communication pouvant être associés à ce grain de budget réseau. un budget en taille de données (NBG_Size) représentant le cumul 30 maximum en taille des canaux de communication pouvant être associés au grain de budget réseau, une limite en latence cumulée (NBG_MaxInputDelay), représentant la latence cumulée maximale autorisée sur la partie du chemin précédent le port pour les canaux de communication pouvant être 35 associés au grain de budget réseau. - une contrainte sur un intervalle de temps entre messages (NBG_Inter) pour les canaux de communication pouvant être associés au grain de budget réseau.

Avantageusement, la contrainte sur un intervalle de temps (NBG_Inter) représente un espacement minimum entre deux messages sur un canal de communication associé à ce grain de budget réseau ou une période temporelle entre des créneaux réservés pour l'emission de messages.

Avantageusement, l'étape de vérification détermine si la latence consommée (PortLatency) est inférieure ou égale à la latence budgétisée (PLB). Avantageusement, l'étape de vérification comprend en outre : une étape de calcul de la bande passante consommée par un NBG (NBG_Bandwidth) selon la relation suivante : NBG_Bandwidth = NBG_Size / NBG_Inter Où NBG_Size est le budget en taille du grain de budget réseau et 20 NBG_Inter la contrainte sur un intervalle de temps entre messages, et une étape pour déterminer si pour chacun des ports de sortie des routeurs du réseau, la somme des bandes passantes des NBG associés à ce port est inférieure ou égale au budget en bande-passante (PBC) de ce 25 port. Avantageusement, la latence consommée (PortLatency) sur le port de sortie du routeur suit la relation suivante : PortLatency(Px) = LtcyFo + C1 + C2 + C3 Avec : 30 Px la priorité pour laquelle est calculée la latence consommée, LtcyFo est une valeur représentant la latence correspondant au passage de messages de priorités supérieures ou égales à Px, Cl est une première valeur de correction représentant la latence correspondant à l'émission de trame de priorité inférieure à Px, C2 est une deuxième valeur de correction représentant la latence correspondant à l'émission de trame de priorité égale à Px, C3 est une troisième valeur de correction représentant la latence correspondant à l'émission de trame de priorité supérieure à Px.

Avantageusement, la valeur (LtcyFo) représentant la latence correspondant au passage de messages de priorités supérieures ou égales suit la relation suivante : LtcyFo (Px) = ENBG avec une priorité supérieure ou égale à Px (NBG_Size) / PBC Avec NBG_Size le budget en taille du grain de budget réseau, PBC la capacité en bande passante du routeur. Avantageusement, la première valeur de correction (Cl) 15 représentant la latence correspondant à l'émission de message de priorité inférieure à Px suit la relation suivante : Cl = Max NBG avec une priorité inférieure à Px (NBG_MaxFrameSize) Avec NBG_MaxFrameSize la taille maximale d'un message (MaxFrameSize) pour les canaux de communication associés à ce grain de 20 budget réseau NBG. Avantageusement, la deuxième valeur de correction (C2) représentant la latence correspondant à l'émission de message de priorité égale à Px suit la relation suivante : C2 = ENBG avec la même priorité Int(NBG MaxlnputDelay/NBG Inter)* 25 NBG Size / PBC Avec NBG MaxlnputDelay la limite en latence cumulée pour ce grain de budget réseau, NBG_Inter une période ou un temps minimal entre deux 30 messages, NBG_Size le budget en taille du grain de budget réseau, PBC la capacité en bande passante du routeur Avantageusement, la troisième valeur de correction (C3) 35 représentant la latence correspondant à l'émission de trame de priorité supérieure à Px suit la relation suivante : Tant que C3 augmente : C3 = ENBG with same priority Int((NBG_MaxInputDelay PortLatency)/NBG_Inter) * NBG_Size / PBC Avec NBG MaxlnputDelay la limite en latence cumulée pour ce grain de budget réseau, PortLatency la latence consommée (PortLatency) sur le port de sortie, NBG_Inter une période ou un temps minimal entre deux io messages, NBG_Size le budget en taille du grain de budget réseau. Avantageusement, l'étape de vérification établit en outre la compatibilité d'un chemin de communication (path) avec un NBG des ports 15 utilisés pour la communicationpar la relation suivante: E Previous ports on path PLB 5 NBG_MaxlnputDelay Avec PLB le budget en une latence par priorité d'un port de sortie 20 NBG_MaxlnputDelay la limite en latence cumulée pour ce grain de budget réseau. Avantageusement, l'étape de vérification comprend en outre une étape pour déterminer si pour chacun des NBG, la bande passante utilisée 25 du NBG (c'est-à-dire la somme des bandes passantes des canaux de communication associés à ce NBG) est être inférieure à la bande passante du NBG, la quatrième vérification étant est exprimée par la relation suivante : E CC sur NBG (CCMaxFrameSize) 5 NBG_Size Où 30 CCMaxFrameSize la taille maximale d'un message (MaxFrameSize) pouvant être transmis sur ce canal de communication, NBG_Size le budget en taille du grain de budget réseau. L'invention concerne aussi un dispositif pour la validation d'un 35 réseau, le réseau comportant une pluralité de routeurs, chacun des routeurs comportant une pluralité de ports de sortie, chacun des ports de sortie des routeurs étant associé à un budget en bande passante (PBC) et un budget10 en une latence par priorité (PLB), ledit dispositif comportant une mémoire pour stocker des budgets en bande passante (PBC) et des budgets en une latence par priorité (PLB) et un module de calcul mettant en oeuvre le procédé selon l'invention.

L'invention concerne aussi un routeur comportant une pluralité de ports de sortie, ledit routeur comportant une mémoire pour stocker des budgets en bande passante (PBC) et des budgets en une latence par priorité (PLB) et un module de calcul mettant en oeuvre le procédé selon l'invention. Le procédé selon l'invention a pour avantage d'utiliser directement des objectifs de latence dans les budgets de réseau contrairement aux méthodes connues qui n'offrent que des garanties de déterminisme démontrables à terme et globalement. 15 Le procédé selon l'invention permet calculer et de vérifier la latence d'un port indépendamment des autres ports du réseau. L'utilisation du PLB pour le calcul de la latence permet d'avoir une approche linéaire pour l'évaluation de la latence. La détermination de latence par le procédé selon l'invention 20 proposée utilise des budgets (c'est-à-dire des limites) alloués à des ports. Un des avantages de l'invention est l'indépendance des ports entre eux dans l'évaluation de latence, et en particulier la disparition d'une dépendance d'un port précédent à un port suivant sur un canal de communication. Cette caractéristique permet des approches d'évaluation d'un réseau précoces 25 dans le processus de conception du réseau. La latence est évaluée sur des canaux de communication potentiels (sans qu'il soit identifié un réel lien virtuel). Cette caractéristique ouvre la voie à des méthodes de définition de réseau à partir d'objectifs généraux de latence. L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages 30 apparaîtront à la lecture de la description détaillée et à l'aide des figures parmi lesquelles : La figure 1 présente un exemple réseau sur lequel on peut appliquer le procédé selon l'invention. Les figures 2a et 2b montrent comment la bande passante et la 35 latence sont distribuées en différents budgets.

Le procédé selon l'invention permet de valider un réseau comportant des routeurs où chacun des routeurs étant associés à un budget en bande passante (PBC) et un budget en latence par priorité (PLB). La figure 1 présente un exemple réseau sur lequel on peut appliquer le procédé selon l'invention. Le réseau relie entre eux un premier équipement ES1, un deuxième équipement ES2 et un troisième équipement ES3. Le réseau comporte un premier routeur Sw1, un deuxième routeur Sw2, un troisième routeur Sw3, un quatrième routeur Sw4 et un cinquième routeur Sw5.

La latence est une conséquence du séquencement du flot de données sur les ports de sortie des routeurs. Des budgets de latences sont donc attribués à ces ports de sortie. Les budgets sont organisés en deux niveaux : les indicateurs globaux ou budgets globaux et les grains qui représentent une fraction des budgets globaux. Un budget est une quantité disponible ou attribuée d'une ressource physique que l'on ne pas pas dépasser. La ressource est par exemple la bande passante du réseau ou la latence du réseau. Les capacités d'un port de sortie (d'un routeur) sont exprimées par une capacité en bande passante ou PBC (pour port bandwidth capability) et une latence par priorité ou PLB (pour port latency budget). Pour chacun des ports de chacun des routeurs du réseau, on dispose donc d'un budget en bande-passante (PBC) et d'un budget en latence par priorité (PLB). Le budget en bande-passante (PBC) représente la bande passante disponible sur ce port. Le budget en latence par priorité (PLB) 25 représente la latence maximum de ce port pour une priorité donnée. Par exemple, pour le cinquième routeur Sw5, on dispose d'un budget en latence pour la priorité 2 (PLB-P2) de 611 microsecondes, d'un budget en latence pour la priorité 3 (PLB-P3) de 2491 microsecondes, d'un budget en latence pour la priorité 4 (PLB-P4) de 3851 microsecondes. 30 Ces indicateurs globaux sont découpés en différents indicateurs appelés grains de budget réseau (appelé par la suite NBG pour Network Budget Grain). Ces NBGs correspondent à une part des capacités physiques du port d'un routeur pouvant être allouée en vue d'être utilisé pour des communications, tout en assurant les objectifs suivants : 35 - être définis indépendamment les uns des autres, - permettre le calcul garanti de la latence d'un port en n'utilisant que les NBG du port, ce qui assure l'indépendance entre un chemin (suivi par un message circulant sur le réseau) et le calcul de latence d'un port, - permettre de vérifier au niveau d'un port pris isolément qu'un budget de latence PLB n'est pas dépassé, - permettre de vérifier la compatibilité aux budgets des canaux de communication ou des liens virtuels que l'on veut définir sur le réseau. Un NBG comprend les valeurs suivantes: - Une priorité indiquant la priorité des liens virtuels pouvant être associés à ce NBG, - Un budget en taille (NBG_Size) représentant l'enveloppe (autrement dit la somme) des tailles des canaux de communication associés à ce NBG, - une contrainte sur un intervalle de temps entre messages (NBG_Inter) représentant un espacement minimum entre deux messages (appelé Bag) sur un canal de communication associé à ce grain de budget réseau ou réprésentant une période temporelle entre des créneaux réservés pour l'emission de messages. - un délai maximal (de latence cumulée depuis l'émissions d'un message) autorisé à l'entrée du routeur pour tout canal de communication associés à ce NBG (NBG_MaxlnputDelay). Le paramètre NBG_Size est une taille en données du grain de budget réseau, correspondant à un budget en taille consommé par le paramètre Maximum Frame Size des canaux de communication associés à ce grain de budget réseau.

Cette définition des NBGs a pour avantage de permettre de calculer la latence d'un port de sortie d'un routeur en utilisant uniquement les budgets définis pour ce port. Le calcul de latence est donc réalisé indépendamment des autres ports et indépendamment des chemins de communications (en particulier des liens virtuels ou canaux de communication) et de leur routage. Les figures 2a et 2b montrent comment la bande passante et la latence sont distribuées en différents budgets. La figure 2a représente quatre PLB correspondant à quatre priorité (Très élevée, élevée, faible, très faible). Des NBGs sont alloués aux PLBs.

Un autre avantage découlant de la définition des budgets PLB et NBG est de permettre l'évaluation de réserves (aussi appelées spares) en latence: On appelle réserve locale la différence entre la latence 5 consommée et la latence budgétée. On appelle réserve globale la différence entre la latence budgétée et la capacité du port de sortie. La figure 2b représente un PLC d'un port de sortie d'un routeur auquel sont alloués des NBGs. 10 On décrit à présent la façon dont la bande passante et la latence peuvent être calculées à partir des valeurs présentées ainsi que des vérifications associées pour effectuer la validation du réseau. La latence sur un port de sortie d'un routeur (PortLatency) peut être calculée pour une priorité donnée en utilisant les NBG définis sur le port. 15 Les calculs ci après sont donnés à titre d'exemple. Le procédé selon l'invention peut aussi s'appliquer avec d'autres méthodes d'estimation de la latence plus ou moins précises. On utilise par exemple les relations suivantes : PortLatency(Px) = LtcyFo + C1 + C2 + C3 20 Avec : Px la priorité pour laquelle est calculée la latence, LtcyFo est une valeur représentant la latence correspondant au passage de messages de priorités supérieures ou égales à Px, Cl est une première valeur de correction représentant la latence 25 correspondant à l'émission de la plus grande trame de priorité inférieure à Px, C2 est une deuxième valeur de correction représentant la latence correspondant à l'émission de trames supplémentaires de priorité égale à Px, C3 est une troisième valeur de correction représentant la latence correspondant à l'émission de trames supplémentaires de priorité supérieure 30 à Px. La valeur (LtcyFo) représentant la latence correspondant au passage de messages de priorités supérieures ou égales suit la relation suivante : LtcyFo (Px) = ENBG avec une priorité supérieure ou égale à Px (NBG_Size) / PBC Avec NBG_Size est la taille en données du grain de budget réseau et PBC la capacité en bande passante du port.

La première valeur Cl représentant la latence correspondant à l'émission de la plus grande trame de priorité inférieure à Px suit la relation suivante : Cl = Max NBG avec une priorité inférieure à Px (NBG_MaxFrameSize) Avec NBG_MaxFrameSize la taille maximale d'un message 10 (MaxFrameSize) pour toute communication associée à ce NBG. La deuxième valeur C2 représentant la latence correspondant à l'émission de trames supplémentaires de priorité égale à Px suit la relation suivante : 15 C2 = ENBG de même priorité Int(NBG_MaxInputDelay / NBG_Inter)* NBG Size / PBC Avec NBG_MaxlnputDelay le délai de latence cumulée maximal autorisé à l'entrée du routeur pour les communications associées à ce NBG. 20 La troisième valeur C3 représentant la latence correspondant à l'émission de trames supplémentaires de priorité supérieure à Px suit la relation suivante : C3 = ENBG de priorité supérieure Int((NBG_MaxInputDelay + PortLatency)/NBG_Inter) * NBG_Size/PBC 25 NBG_MaxlnputDelay le délai de latence cumulée maximal autorisé à l'entrée du routeur pour les canaux de communications associées à ce NBG. Le calcul de cette correction se fait de manière récursive dans une boucle itérative où la latence du port est réajustée et donne lieu à une 30 nouvelle évaluation de C3. La convergence est assurée si la bande passante induite par les NBG ne dépasse pas la capacité du lien PBC. Une première vérification consiste à déterminer la cohérence entre 35 les budgets de latence (PLB) et les grains de budget réseau (NBG). Cette vérification est exprimée par la relation suivante : PortLatency É PLB pour chaque priorité Un des principaux avantages de l'invention est de pouvoir 5 effectuer cette vérification sur chacun des ports individuellement. L'invention permet un calcul aussi simple que celui de méthodes linéaires d'évaluation de la latence, basées sur les PLB tout en offrant des garanties similaires (en terme de tenue de latence sur le réseau) à des méthodes d'évaluation plus complexes. 10 Plusieurs autres vérifications permettent de garantir qu'un lien virtuel que l'on veut définir ultérieurement est compatible des budgets définis. Il est aussi intéressant de vérifier que l'ensemble des canaux de communication définis et associés à un NBG ne dépassent pas le budget 15 représenté par le NBG. Les vérifications suivantes peuvent avantageusement être faites lors de la définition des canaux de communication ou des liens virtuels : En parcourant le chemin défini par un lien virtuel ou proposé pour un canal de communication, on peut calculer la latence cumulée sur chaque 20 port traversé par ce lien virtuel par la relation suivante : Latence_Cumulée (Porta) = E ports précédents PLB Avec Latence_Cumulée (Porta) la latence cumulée depuis l'émission avant le port Porta. On pourra donc vérifier la compatibilité du lien virtuel ou du canal 25 de communication et de son NBG associé par les relations suivantes : Latence_Cumulée (Porta) 5 NBG_MaxlnputDelay MaxFrameSize NBG_MaxFrameSize Avec NBG_MaxlnputDelay le délai de latence cumulée maximal autorisé à l'entrée du routeur pour les communication associées à ce NBG. 30 A chaque instant, on pourra aussi vérifier pour chaque NBG sur chaque port une règle sur la taille par la relation suivante : E canaux de communication associés au NBG MaxFrameSize É NBG_Size Avec NBG_Size le budget en taille du grain de budget réseau.

Chaque NBG représente une part de la bande passante d'un des ports d'un routeur. La bande passante consommée par un NBG (NBG_Bandwidth) est calculée de la façon suivante : NBG_Bandwidth = NBG_Size / NBG_Inter Où NBG_Size est le budget en taille du grain de budget réseau et NBG_Inter une contrainte sur un intervalle de temps entre messages. Les vérifications suivantes peuvent être réalisées : Une première vérification consiste à déterminer si pour chacun 10 des ports de sortie des routeurs du réseau, la bande passante allouée (ou PBB pour Port budgeted bandwidth) sur ce port de sortie (c'est-à-dire la somme des bandes passantes des NBG associés à ce port) est inférieure au budget en bande-passante (PBC) de ce port. Cette vérification est exprimée par la relation suivante : 15 PBB = E NBG du Port (NBG_Bandwidth) 5 PBC Où NBG_Bandwidth est la bande passante consommée par un NBG et PBC le budget en bande-passante du port. Avantageusement, une deuxième vérification peut être effectuée si les liens virtuels sont déterminés. La deuxième vérification consiste à 20 déterminer si pour chacun des NBG, la bande passante utilisée du NBG (c'est-à-dire la somme des bandes passantes des liens virtuels associés à ce NBG) est être inférieure à la bande passante du NBG. Cette vérification est exprimée par la relation suivante : E liens virtuels sur NBG (VI-MaxFrameSize) 5 NBG_Size 25 OÙ VI-MaxFrameSize la taille maximale d'un message (MaxFrameSize) pouvant être transmis sur ce lien virtuel et NBG_Size est le budget en taille du grain de budget réseau. L'invention concerne aussi un dispositif de vérification d'un réseau 30 permettant de définir des liens virtuels satisfaisant les relations présentées ci-dessus. Le dispositif est configuré pour mettre en oeuvre le procédé selon l'invention et comprend donc des budgets en latence et en bande passante. Le dispositif effectue les vérifications associées à ces budgets. Dans ce mode de réalisation, le module de vérification est par exemple un module 35 logiciel exécuté sur un calculateur générique comportant un processeur et une mémoire de stockage. Le signal émis par le module est par exemple un message adressé à une interface homme machine affichant le résultat de la vérification. L'invention concerne aussi un routeur. Le routeur comprend une mémoire pour stocker des paramètres de PLB et de NBG. Le routeur comprend en outre un module de calcul configuré pour mettre en oeuvre le procédé selon l'invention. Le routeur selon l'invention peut contrôler la configuration du réseau lors de son initialisation et en particulier : la définition des liens virtuels, les PLB et les NBG.

Un ensemble de NBG alloué à un système (par exemple une fonction avionique sous responsabilité d'un concepteur de système) est une partition du réseau a l'intérieur de laquelle il est possible de définir des liens virtuels. Comme pour une partition de mémoire ou une partition temporelle, 15 des contrôles sont définis de façon à assurer une ségrégation complète entre ces partitions. Ces contrôles sont mis en oeuvre par biais des relations entre les budgets, en particulier les relations entre PLB et NBG et les relations entre les VLs et les NBGs. Le procédé selon l'invention est illustré sur l'exemple de réseau de 20 la figure 1, de type A664. On suppose que l'on doit établir des communications entre des applications installées sur les équipements ES1, ES2 et ES3. On suppose qu'il existe une latence fixe en sortie des équipements ES1, ES2 et ES3 que l'on fixe par exemple à 500 ps. Le réseau comporte cinq routeurs Sw1, Sw2, Sw3, Sw4 et Sw5. 25 Chacun des routeurs est associé à un PLB défini pour les messages de priorités 3 (noté PLB-P3), pour Sw1 on a PLB-P3 = 931ps, pour Sw2 on a PLB-P3 = 1631ps, pour Sw3 on a PLB-P3 = 931ps, pour Sw4 on a PLB-P3 = 1631ps, et pour Sw5 on a PLB-P3 = 2491ps. Des NBGs (représentés en bleu) sont définis pour les ports de 30 sortie des routeurs et alloués aux différentes applications. Parmi ces NBGs, on distingue des NBGs dont la priorité est 3 et le bag 32. Ces NBGs sont alloués pour notre système (fonction avionique - par exemple Train Avant ou « Landing Gear »).

Le système est libre de définir des liens virtuels entre les équipements ES1 ou ES2 et ES3. Il est seulement limité par les NBGs et les PLB définis. Par exemple, des liens virtuels de priorités 3 et de bag 32 peuvent être définis depuis le deuxième équipement ES2 vers le troisième équipement ES3 via le troisième routeur Sw 3, le quatrième routeur Sw4 et le cinquième routeur Sw5. La latence maximale garantie, calculée en utilisant les PLB, est de 5533ps. Des liens virtuels de priorités 3 et de bag 32 ne peuvent pas être o définis depuis le premier équipement ES1 vers le troisième équipement ES3 via le premier routeur Sw 1, le deuxième routeur Sw2, le quatrième routeur Sw4 et le cinquième routeur Sw5 parce que la latence cumulée, calculée en utilisant les PLBs est supérieure au paramètre MaxlnputDelay sur le port en entrée du routeur SW4.

15 Des liens virtuels de priorités 3 et de bag 32 pourrait être définis depuis le premier équipement ES1 vers le troisième équipement ES3 via le premier routeur Sw 1, le quatrième routeur Sw4 et le cinquième routeur Sw5 si un NBG identique était défini sur le port de sortie du premier routeur Sw1 relié au quatrième routeur Sw4 (on voit ici un exemple d'évaluation 20 indépendante d'un chemin pré-défini ou d'un lien virtuel). Le procédé selon l'invention peut être utilisé dans un procédé de définition d'un réseau avec des contraintes de latence. Un tel procédé de définition comprend les étapes suivantes. Une première étape comprend la définition d'objectifs de latence 25 entre des ports d'émission et des ports de réception. Une deuxième étape comprend la définition de budgets de latence sur les ports de sortie (PLB) compatibles avec les objectifs fixés à l'étape précédente. Une troisième étape comprend la détermination des 30 caractéristiques principales des budgets (en particulier les paramètres NBG_Size et Delayln) à partir des PLB. Cette étape permet de valider la définition d'un réseau de façon précoce, en particulier avant même d'avoir défini des flots de données et des liens virtuels. Ces différentes étapes peuvent être en partie automatisées, et la 35 simplicité de l'évaluation des latences au niveau global (linéaire avec les PLB) permet d'envisager des algorithmes d'aide à la conception. Il est donc possible de comparer différentes alternatives d'architectures de réseau et de sélectionner la meilleure au regard par exemple du nombre de routeurs, du nombre de câbles reliant les équipements entre eux, de la latences ou encore de la réserve en latence. Avantageusement, le procédé de définition d'un réseau avec des contraintes de latence comprend en outre une quatrième étape comprenant la démultiplicationdes NBG et leur distribution à des tiers participant à la définition du réseau. La distribution de NBG à des tiers leur permet de définir des liens virtuels sur des ports identifiés. Si ces liens virtuels respectent la définition des NBGs alors la latence est garantie sur le réseau. Une cinquième étape comprend la définition de liens virtuels par les tiers à partir des NBGs distribués. Une sixième étape comprend la validation du réseau aux regards 15 des contraintes de latence définies à l'aide du procédé selon l'invention.

Claims

REVENDICATIONS1. Procédé pour la validation d'un réseau par un module de vérification, le réseau comportant une pluralité de routeurs, chacun des routeurs comportant une pluralité de ports de sortie, chacun des ports de sortie des routeurs étant associé à un budget en bande passante (PBC), un 5 budget en une latence par priorité (PLB) et une pluralités de grains de budget réseau (NBG), ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend, pour chacun des ports de chacun des routeurs, des étapes de : calcul d'une latence consommée (PortLatency) sur le port de sortie du routeur à partir des grains de budget réseau (NBG) et du budget en o bande passante (PBC), vérification de l'adéquation de la latence consommée (PortLatency) sur le port de sortie avec le budget en latence par priorité (PLB) du port de sortie du routeur, émission par le module de vérification d'un signal indiquant le résultat 15 de la vérification.
2. Procédé pour la validation d'un réseau selon la revendication 1, le réseau étant associé à une pluralité de canaux de communications, chacun des canaux de communication comportant une contrainte sur un 20 intervalle de temps entre les messages, une taille de message maximale émis et un chemin comprenant une succession de ports traversés constituant, comportant en outre : une étape de détermination de la latence sur au moins un chemin de communication, et 25 une étape de vérification de l'adéquation entre la latence des ports sur le chemin et les budgets en latence par priorité (PLB).
3. Procédé pour la validation d'un réseau selon la revendication 2, dans lequel un grain de budget réseau (NBG) comporte les paramètres 30 suivants : une taille maximale de message (NBG_MaxFrameSize) pour tout canal de communication pouvant être associés à ce grain de budget réseau.un budget en taille de données (NBG_Size) représentant le cumul maximum en taille des canaux de communication pouvant être associés au grain de budget réseau, une limite en latence cumulée (NBG_MaxlnputDelay), représentant la latence cumulée maximale autorisée sur la partie du chemin précédent le port pour les canaux de communication pouvant être associés au grain de budget réseau. une contrainte sur un intervalle de temps entre messages (NBG_Inter) pour les canaux de communication pouvant être associés au grain de budget réseau.
4. Procédé pour la validation d'un réseau selon la revendication 3, dans lequel la contrainte sur un intervalle de temps (NBG_Inter) représente un espacement minimum entre deux messages sur un canal de communication associé à ce grain de budget réseau ou une période temporelle entre des créneaux réservés pour l'emission de messages.
5. Procédé pour la validation d'un réseau selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'étape de vérification détermine si 20 la latence consommée (PortLatency) est inférieure ou égale à la latence budgétisée (PLB).
6. Procédé pour la validation d'un réseau selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'étape de vérification comprend en 25 outre : une étape de calcul de la bande passante consommée par un NBG (NBG_Bandwidth) selon la relation suivante : NBG_Bandwidth = NBG_Size / NBG_Inter Où 30 NBG_Size est le budget en taille du grain de budget réseau et NBG_Inter la contrainte sur un intervalle de temps entre messages, et une étape pour déterminer si pour chacun des ports de sortie des routeurs du réseau, la somme des bandes passantes des NBG associésà ce port est inférieure ou égale au budget en bande-passante (PBC) de ce port.
7. Procédé pour la validation d'un réseau selon l'une des 5 revendications précédentes, dans lequel la latence consommée (PortLatency) sur le port de sortie du routeur suit la relation suivante : PortLatency(Px) = LtcyFo + C1 + C2 + C3 Avec : Px la priorité pour laquelle est calculée la latence consommée, lo LtcyFo est une valeur représentant la latence correspondant au passage de messages de priorités supérieures ou égales à Px, Cl est une première valeur de correction représentant la latence correspondant à l'émission de trame de priorité inférieure à Px C2 est une deuxième valeur de correction représentant la latence 15 correspondant à l'émission de trame de priorité égale à Px, C3 est une troisième valeur de correction représentant la latence correspondant à l'émission de trame de priorité supérieure à Px
8. Procédé pour la validation d'un réseau selon la revendication 7, 20 dans lequel, la valeur (LtcyFo) représentant la latence correspondant au passage de messages de priorités supérieures ou égales suit la relation suivante : LtcyFo (Px) = NBG avec une priorité supérieure ou égale à Px (NBG_Size) / PBC Avec 25 NBG_Size le budget en taille du grain de budget réseau, PBC la capacité en bande passante du routeur.
9. Procédé pour la validation d'un réseau selon l'une des revendications 7 ou 8, dans lequel la première valeur de correction (Cl ) 30 représentant la latence correspondant à l'émission de message de priorité inférieure à Px suit la relation suivante : Cl = Max NBG avec une priorité inférieure à Px (NBG_MaxFrameSize) Avec NBG_MaxFrameSize la taille maximale d'un message (MaxFrameSize) pour les canaux de communication associés à ce grain de 35 budget réseau NBG.
10. Procédé pour la validation d'un réseau selon l'une des revendications 7 à 9, dans lequel la deuxième valeur de correction (C2) représentant la latence correspondant à l'émission de message de priorité 5 égale à Px suit la relation suivante : C2 = ENBG avec la même priorité Int(NBG MaxlnputDelay/NBG Inter)* NBG Size / PBC Avec NBG MaxlnputDelay la limite en latence cumulée pour ce grain de 10 budget réseau, NBG_Inter une période ou un temps minimal entre deux messages, NBG_Size le budget en taille du grain de budget réseau, PBC la capacité en bande passante du routeur 15
11. Procédé pour la validation d'un réseau selon l'une des revendications 7 à 10, dans lequel la troisième valeur de correction (C3) représentant la latence correspondant à l'émission de trame de priorité supérieure à Px suit la relation suivante : 20 Tant que C3 augmente : C3 = ENBG with same priority I nt((NBG_MaxInputDelay + PortLatency)/NBG_Inter)* NBG_Size / PBC Avec NBG MaxlnputDelay la limite en latence cumulée pour ce grain de 25 budget réseau, PortLatency la latence consommée (PortLatency) sur le port de sortie, NBG_Inter une période ou un temps minimal entre deux messages, 30 NBG_Size le budget en taille du grain de budget réseau.
12. Procédé pour la validation d'un réseau selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'étape de vérification établit en outre la compatibilité d'un chemin de communication (path) avec un NBG des 35 ports utilisés pour la communicationpar la relation suivante: E Previous ports on path PLB É NBG_MaxlnputDelayAvec PLB le budget en une latence par priorité d'un port de sortie NBG_MaxlnputDelay la limite en latence cumulée pour ce grain de budget réseau. 13 Procédé pour la validation d'un réseau selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'étape de vérification comprend en outre une étape pour déterminer si pour chacun des NBG, la bande passante utilisée du NBG (c'est-à-dire la somme des bandes passantes des canaux de communication associés à ce NBG) est être inférieure à la bande passante du NBG, la quatrième vérification étant est exprimée par la relation suivante : E CC sur NBG (CCMaxFranneSize) 5 NBG_Size Où CCMaxFrameSize la taille maximale d'un message (MaxFrameSize) pouvant être transmis sur ce canal de communication, NBG_Size le budget en taille du grain de budget réseau. 14. Dispositif pour la validation d'un réseau, le réseau comportant une pluralité de routeurs, chacun des routeurs comportant une pluralité de ports de sortie, chacun des ports de sortie des routeurs étant associé à un budget en bande passante (PBC) et un budget en une latence par priorité (PLB), ledit dispositif comportant une mémoire pour stocker des budgets en bande passante (PBC) et des budgets en une latence par priorité (PLB) et un module de calcul mettant en oeuvre le procédé selon l'une des revendications 1 à
13. 15. Routeur comportant une pluralité de ports de sortie, ledit routeur comportant une mémoire pour stocker des budgets en bande passante (PBC) et des budgets en une latence par priorité (PLB) et un module de calcul mettant en oeuvre le procédé selon l'une des revendications 1 à 13.