IT201800004914A1

IT201800004914A1 - Misura di prestazioni in una rete di comunicazioni a commutazione di pacchetto

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Publication number: IT201800004914A1
Application number: IT102018000004914A
Authority: IT
Priority date: 2018-04-27
Filing date: 2018-04-27
Publication date: 2019-10-27

Description

DESCRIZIONE

Della Domanda di Brevetto per Invenzione Industriale dal titolo:

“MISURA DI PRESTAZIONI IN UNA RETE DI COMUNICAZIONI A COMMUTAZIONE DI PACCHETTO”

DESCRIZIONE

Settore tecnico

La presente invenzione riguarda il settore delle reti di comunicazioni. In particolare, la presente invenzione riguarda un metodo per eseguire una misura di prestazioni in una rete di comunicazioni a commutazione di pacchetto e una rete a commutazione di pacchetto configurata per implementare tale metodo.

Stato della tecnica

In una rete di comunicazioni a commutazione di pacchetto, i flussi di pacchetto sono trasmessi da nodi sorgente a nodi di destinazione attraverso eventuali nodi intermedi. Reti a commutazione di pacchetto esemplificative sono le reti IP (Internet Protocol), le reti Ethernet e le reti MPLS (Multi-Protocol Label Switching).

I pacchetti non sempre raggiungono i loro nodi di destinazione, ovvero possono essere persi durante la trasmissione attraverso la rete. La perdita di pacchetti è dovuta a diverse ragioni. Per esempio, un nodo o collegamento può guastarsi o pacchetti possono essere scartati da un nodo per via di una congestione delle sue porte. Inoltre, i pacchetti possono essere scartati da un nodo poiché contengono errori di bit.

Inoltre, ciascun pacchetto è trasmesso in un istante di trasmissione dal nodo sorgente ed è ricevuto in un istante di ricezione dal nodo di destinazione. Il tempo trascorso tra l'istante di trasmissione e l'istante di ricezione è tipicamente denominato "ritardo monodirezionale" (one-way delay). Il ritardo monodirezionale di un pacchetto dipende principalmente dal numero di eventuali nodi intermedi attraversati dal pacchetto dalla sorgente alla destinazione, dal tempo di permanenza del pacchetto presso ogni nodo e dal tempo di propagazione lungo i collegamenti.

Inoltre, i pacchetti possono avere diversi ritardi monodirezionali. La differenza tra ritardi monodirezionali di due pacchetti dello stesso flusso di pacchetti è denominato "interarrival jitter" (o, brevemente, "jitter").

Quando un servizio di comunicazioni (in particolare, un servizio di voce o dati in tempo reale quali una chiamata, una teleconferenza, una videoconferenza, etc.) è fornito da una rete a commutazione di pacchetto, una misura di prestazioni in termini di perdita di pacchetti, ritardo monodirezionale e/o jitter sui flussi di pacchetti che trasportano il servizio fornisce un'indicazione della qualità di servizio (QoS) percepita dagli utenti finali del servizio. In aggiunta, la perdita di pacchetti e il ritardo/jitter elevato possono richiedere la ritrasmissione e quindi ridurre l'efficienza della rete di comunicazioni. Pertanto, la misura della perdita di pacchetti, del ritardo monodirezionale e/o del jitter di flussi di pacchetti in una rete di comunicazioni è di particolare interesse per gli operatori di rete.

WO 2010/072251, a nome della stessa Richiedente, descrive un metodo per misurare la perdita di pacchetti su un flusso di pacchetti che utilizza una tecnica di marcatura alternata, secondo la quale il flusso di pacchetti da misurare viene suddiviso in blocchi di pacchetti comprendenti un bit di marcatura impostato a un primo valore (per esempio "1") e blocchi di pacchetti comprendenti un bit di marcatura impostato ad un secondo valore (per esempio "0"). Il valore di marcatura è commutato periodicamente, in modo tale che i blocchi di pacchetti marcati con il primo valore siano intercalati con i blocchi di pacchetti marcati con il secondo valore.

WO 2011/079857, a nome della stessa Richiedente, descrive un metodo per eseguire misure temporali (ritardo monodirezionale e/o jitter monodirezionale) che utilizza la tecnica di marcatura alternata descritta sopra.

WO 2013/174417, a nome della stessa Richiedente, descrive un metodo per eseguire misure temporali medie che utilizza la tecnica di marcatura alternata descritta sopra.

WO 2015/090364, a nome della stessa Richiedente, descrive un metodo per eseguire misure temporali su un flusso di pacchetti che prevede di dividere il flusso di pacchetti in blocchi alternati (in modo esemplificativo, e senza limitazione, utilizzando la tecnica di marcatura alternata descritta sopra) e, per ogni blocco, marcare un numero di pacchetti come campioni da sottoporre a misure temporali singole. Il campionamento viene applicato in modo tale che trascorra almeno un tempo minimo tra pacchetti campione consecutivi, che sia minore di un periodo di marcatura ma sufficientemente lungo da impedire eventuali errori di sequenza di ricezione che coinvolgano pacchetti campione consecutivi.

Sono note tecniche che forniscono misure RTT (round-trip time), al posto delle misure del tempo monodirezionali. Tali tecniche sono particolarmente utili poiché non richiedono la reciproca sincronizzazione degli orologi locali presso i vari nodi di rete.

Come noto, QUIC (Quick UDP Internet Connections) è un protocollo di rete del livello di trasporto (livello 4) progettato per supportare connessioni multiplate tra due punti finali su protocollo UDP (User Datagram Protocol). Per gestire gli errori di sequenza di ricezione, la header (intestazione) QUIC comprende un campo di numero di pacchetto, in cui un numero di pacchetto viene scritto in ciascun pacchetto al momento della sua trasmissione.

B. Trammel et al.: Internet draft "The addition of a Spin Bit to the QUIC Transport Protocol draft-trammel-quic-spin-01", 13 dicembre 2017, descrive l'aggiunta di un cosiddetto "spin bit spin di latenza" (o, brevemente, "spin bit") nella header QUIC, che consente misure RTT su due flussi di pacchetti contro-propaganti scambiati tra due nodi. Secondo l'Internet draft, entrambi i nodi (denominati anche "client" e "server") inizialmente trasmettono i rispettivi pacchetti con il valore dei loro spin bit impostato a 0. Il client inizia una misura RTT impostando il valore del suo spin bit a 1. Questo cambio del valore di spin bit può essere visto come un fronte del segnale di spin bit trasmesso dal client al server. Quando il server riceve tale fronte, esso cambia il valore del proprio spin bit da 0 a 1. In tal modo il server sostanzialmente riflette il fronte del segnale di spin bit di nuovo verso il client. Quando il client riceve il fronte riflesso del segnale di spin bit dal server, esso commuta il valore del suo spin bit di nuovo a 0. Ciò può essere visto come un altro fronte nel segnale di spin bit trasmesso dal client al server, che è ricevuto presso il server e riflesso di nuovo al client come descritto sopra. Dato che possono verificarsi errori di sequenza di ricezione che coinvolgono pacchetti attorno ai fronti del segnale di spin bit, i fronti del segnale di spin bit come ricevuti presso il server possono non essere netti, ovvero possono presentare oscillazioni del valore di spin bit. Per filtrare tali oscillazioni, il draft Internet prevede di ritardare la riflessione dei fronti del segnale di spin bit presso il server utilizzando un meccanismo basato sul valore del numero di pacchetto sopra menzionato incluso nella header QUIC dei pacchetti ricevuti. Fondamentalmente, il server non cambia il suo valore di spin bit finché il numero di pacchetto nei pacchetti ricevuti non ha raggiunto il suo valore massimo. Un RTT approssimativo può quindi essere misurato in qualsiasi punto di misura intermedio posto tra il client e il server, come durata di un periodo di spin bit, ovvero del tempo che intercorre tra il passaggio nella stessa direzione (per esempio dal client al server) di due fronti consecutivi del segnale di spin bit.

Riassunto dell'invenzione

La Richiedente ha notato che la tecnica di spin bit di cui sopra sostanzialmente risulta in una marcatura alternata di entrambi i flussi contropropaganti di pacchetti scambiati tra client e server. Quindi, due punti di misura forniti in posizioni intermedie tra client e server potrebbero fornire misure di prestazioni secondo WO 2010/072251, WO 2011/079857 e WO 2013/174417 sopra menzionati.

Tuttavia, la tecnica di spin bit non consente ai punti di misura intermedi di identificare nessun pacchetto campione specifico che possa essere sottoposto a una misura temporale singola.

La Richiedente ha notato che una tecnica di campionamento come descritto in WO 2015/090364 sopra menzionato, implementata separatamente in ogni direzione, fornirebbe in ogni direzione pacchetti campione che potrebbero essere sottoposti a misure temporali singole monodirezionali.

Tuttavia, tali pacchetti campione non possono essere correlati per fornire misure di RTT singole affidabili tra i due punti di misura intermedi.

Alla luce di quanto sopra, la Richiedente ha affrontato il problema di fornire un metodo per eseguire una misura di prestazioni in una rete di comunicazioni a commutazione di pacchetto, che sia applicabile in uno scenario in cui viene applicata la marcatura alternata in due direzioni contropropaganti (a titolo di esempio e non di limitazione, utilizzando la tecnica di spin bit sopra descritta) e che al contempo consenta ad uno o più punti di misura intermedi di identificare pacchetti campione specifici in ciascuna direzione, che possono essere sottoposti a misure temporali singole, in particolare a misure di RTT.

Nella seguente descrizione e nelle rivendicazioni, l'espressione "eseguire una misura di prestazioni in una rete di comunicazioni a commutazione di pacchetto" indicherà un'operazione di misurare una perdita di pacchetto e/o un ritardo e/o un jitter a cui è soggetta una pluralità di pacchetti campione selezionati tra una pluralità di pacchetti scambiati tra due nodi della rete di comunicazioni a commutazione di pacchetto.

Secondo forme di realizzazione della presente invenzione, il problema di cui sopra è risolto mediante un metodo in cui un primo nodo e un secondo nodo di una rete di comunicazioni scambiano pacchetti comprendenti un valore di marcatura, che è commutato in modo alternato (per esempio, periodicamente) tra due valori di marcatura alternativi in modo da implementare una marcatura alternata in ogni direzione. La commutazione eseguita dal secondo nodo dipende dal valore di marcatura compreso nei pacchetti ricevuti dal primo nodo. Durante ogni periodo compreso tra due commutazioni consecutive del valore di marcatura applicabile a pacchetti da trasmettere al secondo nodo (indicato anche qui di seguito "periodo di marcatura"), il primo nodo scrive un valore di campionamento in un pacchetto da trasmettere al secondo nodo. Alla ricezione dal primo nodo di ciascun pacchetto comprendente il valore di campionamento, il secondo nodo copia il valore di campionamento in un pacchetto da trasmettere al primo nodo. Uno o più punti di misura quindi forniscono parametri di prestazioni relativi ai pacchetti comprendenti il valore di campionamento, sulla cui base viene quindi eseguita una misura di prestazioni.

Nella presente descrizione e nelle rivendicazioni, l'espressione "copiare il valore di campionamento" indicherà un'operazione di scrittura in un pacchetto da trasmettere al primo nodo di un valore di campionamento che dipende dal valore di campionamento compreso nel pacchetto ricevuto dal primo nodo. Il valore di campionamento da scrivere può essere uguale al valore di campionamento compreso nel pacchetto ricevuto o può essere diverso. In ogni caso, esiste una relazione biunivoca, predeterminata, che è nota sia al secondo nodo sia all' uno o più punti di misura, tra il valore di campionamento che il secondo nodo scrive nel pacchetto da trasmettere al primo nodo e il valore di campionamento compreso nel pacchetto che il secondo nodo riceve dal primo nodo.

Il fatto che il primo nodo generi un singolo pacchetto campione per ogni periodo di marcatura e che il secondo nodo rifletta il valore di campionamento alla ricezione di ogni pacchetto campione garantisce che durante ogni periodo di marcatura tra il primo nodo e il secondo nodo sia scambiata una singola coppia di pacchetti campione contro-propaganti , che comprendono sia lo stesso valore di campionamento sia lo stesso valore di marcatura (o, almeno, i valori di campionamento reciprocamente correlati, come descritto sopra).

Quindi, in ciascuna direzione i pacchetti campione possono essere identificati singolarmente dal punto (dai punti) di misura, che possono eseguire su di essi misure temporali monodirezionali in base ai loro parametri di prestazioni, come descritto da WO 2015/090364 sopra menzionato.

Inoltre, il punto (i punti) di misura può (possono) anche eseguire misure di RTT in base ai parametri di prestazioni (in particolare, ai timestamp) generati per ogni coppia di pacchetti campione contro-propaganti. Quest'ultima operazione trae particolare beneficio dal comportamento del primo nodo e del secondo nodo. Entro ogni periodo di marcatura, infatti, è attesa una singola coppia di pacchetti campione contro-propaganti, su cui sarà effettuata la misura di RTT. Il punto (i punti) di misura può (possono) pertanto identificarli in modo univoco e non ambiguo in base al loro valore di marcatura e al loro valore di campionamento, fornendo in questo modo misure di RTT affidabili e precise. Se, per esempio, durante un periodo di marcatura il pacchetto campione "riflesso" viene perso prima di raggiungere il punto (i punti) di misura, il punto (i punti) di misura è (sono) in grado di rilevare la perdita (il pacchetto campione "riflesso" atteso durante il periodo di marcatura attuale non viene trovato tra i pacchetti trasmessi dal secondo nodo al primo nodo) e pertanto non forniscono la misura di RTT in base ai campioni per tale periodo di marcatura.

Inoltre, un punto di misura può anche fornire una misura di RTT tra il primo nodo e il secondo nodo in base ai parametri di prestazioni (in particolare, ai timestamp) generati per due pacchetti campione consecutivi trasmessi nella stessa direzione (per esempio dal primo nodo al secondo nodo). Questo è vantaggiosamente più semplice per il punto di misura rispetto alla misura nota descritta sopra come durata del periodo di spin bit. L'identificazione dei pacchetti campione nel flusso di pacchetti in una data direzione è infatti più immediata per un punto di misura rispetto all'identificazione dei fronti del segnale di spin bit che, come descritto sopra, possono non essere netti.

Secondo un primo aspetto, la presente invenzione fornisce un metodo per eseguire una misura di prestazioni in una rete di comunicazioni a commutazione di pacchetto, il metodo comprendendo:

a) scambiare tra un primo nodo e un secondo nodo della rete di comunicazioni pacchetti comprendenti un valore di marcatura, in cui il valore di marcatura è commutato in modo alternato tra due valori di marcatura alternativi, la commutazione del valore di marcatura da applicare a pacchetti da trasmettere al primo nodo da parte del secondo nodo dipendendo dal valore di marcatura compreso nei pacchetti ricevuti presso il secondo nodo dal primo nodo;

b) presso il primo nodo, durante ogni periodo di marcatura, scrivere un valore di campionamento in un pacchetto da trasmettere al secondo nodo;

c) presso il secondo nodo, alla ricezione del primo nodo di ciascun pacchetto comprendente il valore di campionamento, copiare il valore di campionamento in un pacchetto da trasmettere al primo nodo; e d) presso almeno un punto di misura, fornire parametri di prestazioni relativi ai pacchetti comprendenti il valore di campionamento, la misura di prestazioni essendo basata sui parametri di prestazioni.

Preferibilmente, nella fase b) il primo nodo scrive il valore di campionamento nell'n<esimo >pacchetto da trasmettere dopo l'inizio di ciascun periodo di marcatura, n essendo un numero intero uguale a o maggiore di 1. Secondo una prima forma di realizzazione, nella fase a) sia il primo nodo, sia il secondo nodo commutano il valore di marcatura da applicare ai pacchetti da trasmettere all'altro nodo al rilevamento di un cambio del valore di marcatura nei pacchetti ricevuti dall'altro nodo.

Secondo la prima forma di realizzazione, nella fase a) la commutazione del valore di marcatura da applicare ai pacchetti da trasmettere all'altro nodo comprende, presso il primo nodo e/o presso il secondo nodo, per ogni pacchetto ricevuto dall'altro nodo, verificare se il pacchetto ricevuto ha un valore di marcatura diverso dal pacchetto ricevuto in precedenza e, in caso affermativo:

- commutare il valore di marcatura da applicare a pacchetti da trasmettere all'altro nodo e disabilitare l'ulteriore commutazione del valore di marcatura da applicare a pacchetti da trasmettere all'altro nodo fino a quando viene soddisfatta una condizione predefinita;

- all'occorrenza della condizione predefinita, consentire l'ulteriore commutazione del valore di marcatura da applicare a pacchetti da trasmettere all'altro nodo.

Secondo varianti della prima forma di realizzazione, la condizione predefinita è una delle seguenti:

- è trascorso un intervallo di sicurezza avente una durata predefinita; - un numero di pacchetto compreso in pacchetti ricevuti dall'altro nodo è aumentato fino ad un valore massimo, è ritornato a 0 e quindi ha raggiunto nuovamente il valore che era compreso nel pacchetto ricevuto il cui valore di marcatura era diverso da quello del pacchetto ricevuto in precedenza; o

- N pacchetti sono stati ricevuti dall'altro nodo, N essendo un numero predefinito.

Secondo una seconda forma di realizzazione, nella fase a) il secondo nodo commuta il valore di marcatura da applicare a pacchetti da trasmettere al primo nodo con un ritardo rispetto al rilevamento di un cambio del valore di marcatura in pacchetti ricevuti dal primo nodo.

Secondo la seconda forma di realizzazione, nella fase c) copiare il valore di campionamento comprende verificare se il valore di marcatura del pacchetto ricevuto comprendente il valore di campionamento è uguale al valore di marcatura attualmente applicato a pacchetti da trasmettere al primo nodo e:

c1) in caso affermativo, copiare il valore di campionamento in un pacchetto da trasmettere al primo nodo;

c2) in caso negativo, attendere fino a che il valore di marcatura da applicare ai pacchetti da trasmettere al primo nodo viene nuovamente commutato e quindi eseguire la fase c1).

Secondo una variante della seconda forma di realizzazione, nella fase c) copiare il valore di campionamento comprende, quando il pacchetto comprendente il valore di campionamento viene ricevuto presso il secondo nodo dal primo nodo:

- scrivere il valore di marcatura del pacchetto ricevuto e il valore di campionamento in una variabile locale inizializzata presso il secondo nodo;

- verificare se il valore di marcatura attualmente applicato ai pacchetti da trasmettere al primo nodo è uguale a una porzione della variabile locale;

- in caso affermativo, eseguire la fase c1) e resettare la variabile locale; - in caso negativo, mantenere la variabile locale fino alla successiva commutazione del valore di marcatura da applicare ai pacchetti da trasmettere al primo nodo.

Secondo una forma di realizzazione:

- la fase b) comprende, durante ogni periodo di marcatura, scrivere un numero k di diversi valori di campionamento in un corrispondente numero k di pacchetti, rispettivamente, da trasmettere al secondo nodo (2);

- la fase c) comprende, alla ricezione dal primo nodo di ogni pacchetto comprendente uno qualsiasi del numero k di valori di campionamento, copiare il valore di campionamento in un pacchetto da trasmettere al primo nodo; e

- la fase d) comprende fornire parametri di prestazioni relativi a pacchetti comprendenti uno qualsiasi del numero k di valori di campionamento. Preferibilmente, nella fase d) i parametri di prestazioni comprendono timestamp che indicano il tempo di transito dei pacchetti comprendenti il valore di campionamento attraverso almeno un punto di misura.

Secondo una forma di realizzazione, nella fase d) la fornitura dei parametri di prestazioni è eseguita da due punti di misura.

Secondo una tale forma di realizzazione, preferibilmente, nella fase d) la misura di prestazioni comprende una misura temporale monodirezionale e/o una misura temporale di round-trip tra i due punti di misura.

Opzionalmente, la misura di prestazioni comprende una misura di prestazioni round-trip tra il primo nodo e il secondo nodo come misurata dall'almeno un punto di misura in base ai parametri di prestazioni relativi ai pacchetti comprendenti il valore di campionamento.

Secondo un secondo aspetto, la presente invenzione fornisce una rete di comunicazioni a commutazione di pacchetto configurata per eseguire una misura di prestazioni, la rete comprendendo:

- un primo nodo e un secondo nodo configurati per scambiarsi pacchetti comprendenti un valore di marcatura, in cui il valore di marcatura è commutato in modo alternato tra due valori di marcatura alternativi, il secondo nodo essendo configurato per commutare il valore di marcatura da applicare a pacchetti da trasmettere al primo nodo a seconda del valore di marcatura compreso nei pacchetti ricevuti dal primo nodo, in cui:

- il primo nodo è configurato, durante ciascun periodo di marcatura, per scrivere un valore di campionamento in un pacchetto da trasmettere al secondo nodo;

- il secondo nodo è configurato, alla ricezione dal primo nodo di ciascun pacchetto comprendente il valore di campionamento, per copiare il valore di campionamento in un pacchetto da trasmettere al primo nodo; e

- almeno un punto di misura configurato per fornire parametri di prestazioni relativi ai pacchetti comprendenti il valore di campionamento, la misura di prestazioni essendo basata sui parametri di prestazioni.

Breve descrizione dei disegni

La presente invenzione risulterà più chiara dalla seguente descrizione dettagliata, fornita a titolo di esempio e non di limitazione, da leggere con riferimento ai disegni allegati, in cui:

- la Figura 1 mostra schematicamente una rete di comunicazioni a commutazione di pacchetto in cui è implementato il metodo per eseguire misure di prestazioni secondo le forme di realizzazione della presente invenzione;

- la Figura 2 mostra schematicamente la struttura di un pacchetto scambiato nella rete di comunicazioni della Figura 1, secondo le forme di realizzazione della presente invenzione;

- la Figura 3 è un diagramma di flusso del funzionamento di un primo nodo della rete di comunicazioni della Figura 1, secondo le forme di realizzazione della presente invenzione;

- le Figure 4a e 4b sono diagrammi di flusso del funzionamento di un secondo nodo della rete di comunicazioni della Figura 1, secondo due forme di realizzazione della presente invenzione;

- la Figura 5 sono diagrammi temporali che rappresentano schematicamente il funzionamento dei due nodi secondo i diagrammi di flusso delle Figure 3, 4a e 4b; e

- la Figura 6 mostra schematicamente il funzionamento dei punti di misura inclusi nella rete di comunicazioni della Figura 1, secondo le forme di realizzazione della presente invenzione.

Descrizione dettagliata delle forme di realizzazione preferite dell'invenzione

La Figura 1 mostra schematicamente una rete di comunicazioni a commutazione di pacchetto 100 configurata per eseguire misure di prestazioni secondo una forma di realizzazione della presente invenzione. La rete di comunicazioni 100 comprende una pluralità di nodi reciprocamente interconnessi da collegamenti fisici secondo una qualsiasi topologia nota, inclusi i due nodi 1 e 2 mostrati nella Figura 1. I nodi 1 e 3 possono essere connessi mediante un singolo collegamento fisico o mediante la concatenazione di diversi collegamenti fisici e nodi intermedi (non mostrati nei disegni). La rete di comunicazioni 100 può essere per esempio una rete IP.

Il nodo 1 è configurato per trasmettere pacchetti Pk al nodo 2, mentre il nodo 2 è configurato per trasmettere pacchetti Pk' al nodo 1, come rappresentato schematicamente nella Figura 1. I pacchetti Pk possono appartenere ad uno stesso flusso di pacchetti (ovvero, possono avere tutti lo stesso indirizzo sorgente e lo stesso indirizzo destinazione) o a flussi di pacchetti diversi i cui percorsi si sovrappongono tra i nodi 1 e 2. Analogamente, i pacchetti Pk' possono appartenere ad uno stesso flusso di pacchetti o a flussi di pacchetti diversi i cui percorsi si sovrappongono tra i nodi 2 e 1.

I pacchetti Pk, Pk' sono formattati secondo un certo protocollo di rete. A titolo di esempio non limitativo, il protocollo di rete può essere il protocollo QUIC sopra menzionato.

Come mostrato schematicamente nella Figura 2, ogni pacchetto Pk, Pk' comprende un payload (carico utile) PL e una header H. Il payload PL comprende dati utente. La header H di ogni pacchetto Pk, Pk' è formattata secondo il protocollo di rete supportato dalla rete 100 e comprende informazioni di inoltro di pacchetti (non mostrate nella Figura 2), ovvero informazioni che consentono ai nodi della rete 100 di gestire correttamente i pacchetti Pk, Pk' in modo che raggiungano i loro nodi di destinazione.

Secondo forme di realizzazione della presente invenzione, la header H di ogni pacchetto Pk, Pk' preferibilmente comprende anche un campo di marcatura MF e un campo di campionamento SF.

Il campo di marcatura MF comprende uno o più bit, preferibilmente un singolo bit. Il campo di marcatura MF può essere impostato a uno qualsiasi di due valori di marcatura diversi MA, MB (per esempio "1" e "0", in caso di un campo di marcatura a singolo bit) per implementare una tecnica di marcatura alternata, come verrà descritto in dettaglio qui di seguito.

Il campo di campionamento SF comprende uno o più bit. Nella seguente descrizione, per semplicità, si farà riferimento a un caso in cui il campo di campionamento SF comprende un singolo bit. Il campo di campionamento SF può essere quindi impostato a un valore di campionamento SV che indica un pacchetto da sottoporre a misura temporale singola (indicato anche nella seguente descrizione come "pacchetto campione") o a un valore di non campionamento NSV che indica un pacchetto da non sottoporre a misura temporale singola (indicato anche nella seguente descrizione come "pacchetto non campione"). Per esempio, nel caso di campo di campionamento SF a singolo bit, il valore di campionamento SV può essere "1" e il valore di non campionamento NSV può essere "0".

La header H di ogni pacchetto Pk, Pk' può anche comprendere un campo di numero di pacchetto (non mostrato nella Figura 2) in cui un numero di sequenza può essere scritto alla trasmissione del pacchetto Pk, Pk'. Il campo di numero di pacchetto può essere per esempio quello previsto dal protocollo QUIC sopra menzionato.

Con riferimento ora al diagramma di flusso della Figura 3, verrà ora descritto in dettaglio il funzionamento del nodo 1, che trasmette i pacchetti Pk al nodo 2 e riceve i pacchetti Pk' dallo stesso, secondo una forma di realizzazione della presente invenzione.

Il nodo 1 preferibilmente implementa una tecnica di marcatura alternata sui pacchetti Pk. In particolare, il nodo 1 preferibilmente scrive nel campo di marcatura MF di ogni pacchetto Pk da trasmettere un valore di marcatura, che è commutato in modo alternato tra i due valori di marcatura MA e MB. Il tempo che intercorre tra le due commutazioni consecutive del valore di marcatura è chiamato qui di seguito "periodo di marcatura". Quindi, durante un periodo di marcatura, il nodo 1 trasmette al nodo 2 i pacchetti Pk aventi il loro campo di marcatura MF impostato a uno dei valori MA, MB, per esempio MA. Quindi, alla fine del periodo di marcatura, il nodo 1 commuta all'altro valore di marcatura MB, in modo tale che durante il successivo periodo di tempo trasmetta al nodo 2 i pacchetti Pk aventi il loro campo di marcatura impostato a MB. E così via. La commutazione iterata tra i due valori di marcatura MA, MB risulta nel fatto che il flusso di pacchetti Pk viene diviso in blocchi di pacchetti Pk marcati con MA e blocchi di pacchetti Pk marcati con MB reciprocamente intercalati, ovvero che si alternano nel tempo.

Preferibilmente, il nodo 1 commuta il valore di marcatura al rilevamento di un cambio del valore di marcatura nei pacchetti Pk' ricevuti dal nodo 2 (come verrà descritto in dettaglio qui di seguito, anche il nodo 2 preferibilmente implementa una marcatura alternata sui pacchetti Pk'). Quest'ultima situazione, che si verifica per esempio quando viene applicata la tecnica di spin bit sopra descritta del protocollo QUIC, risulta in periodi di marcatura di durata variabile, a seconda del tempo di round-trip tra i nodi 1 e 2. Ciò tuttavia non è limitativo. Per esempio, secondo altre varianti, il nodo 1 può commutare il valore di marcatura ogni T secondi, T avendo un valore predeterminato. Tale valore può essere costante, fornendo pertanto periodi di marcatura aventi tutti una durata pari a T. In alternativa, T può essere commutato tra due valori diversi, fornendo in questo modo periodi di marcatura con una certa durata che si alternano nel tempo a periodi di marcatura con un'altra durata. In alternativa, il nodo 1 può commutare il valore di marcatura ogni N pacchetti Pk trasmessi al nodo 2. In questo caso, il periodo di marcatura dipende dalla frequenza di pacchetti dal nodo 1 al nodo 2, che può essere variabile e quindi fornire periodi di marcatura di durata variabile.

Con riferimento ora al diagramma di flusso della Figura 3, per implementare una misura di prestazioni secondo forme di realizzazione della presente invenzione, all'inizio di ogni periodo di marcatura (fase 30) innescato dal nodo 1 che commuta il valore di marcatura applicabile da MA o MB o viceversa, il nodo 1 marca uno dei pacchetti Pk da trasmettere al nodo 2 come pacchetto campione (fase 31). Preferibilmente, tale pacchetto è il primo da trasmettere dopo l'inizio del periodo di marcatura. A tale scopo, il nodo 1 preferibilmente scrive in tale Pk:

(i) il valore di marcatura applicabile attualmente (per esempio MA) nel suo campo di marcatura MF; e

(ii) il valore di campionamento SV nel suo campo di campionamento SF. Quindi, fino alla fine del periodo di marcatura attuale (fase 32), il nodo 1 continua a marcare i pacchetti Pk da trasmettere al nodo 2 come pacchetti non campione (fase 33), scrivendo:

(i) il valore di marcatura applicabile attualmente (per esempio MA) nei loro campi di marcatura MF; e

(ii) il valore di non campionamento NSV nei loro campi di campionamento SF.

Alla fine del periodo di marcatura, il nodo 1 commuta il valore di marcatura (per esempio da MA a MB) (fase 34) e ritorna alla fase 30. Le fasi da 31 a 34 vengono quindi iterate in ogni periodo di marcatura. In questo modo, il nodo 1 divide il flusso di pacchetti Pk in blocchi di pacchetti Pk marcati con MA e blocchi di pacchetti marcati con MB reciprocamente intercalati, come descritto sopra. Inoltre, il nodo 1 marca il primo pacchetto Pk trasmesso durante ogni periodo di marcatura come un pacchetto campione.

Si noterà che, secondo altre varianti non mostrate nei disegni, il nodo 1 potrebbe marcare come pacchetto campione non il primo pacchetto Pk da trasmettere durante ogni periodo di marcatura, ma uno successivo. Il nodo 1 per esempio potrebbe marcare come pacchetto campione l'n<esimo >pacchetto Pk da trasmettere durante ogni periodo di marcatura, in cui n è un numero intero avente un valore predefinito (per esempio 5). In questo modo, quando inizia un nuovo periodo di marcatura, il nodo 1 marca i primi n-1 pacchetti Pk da trasmettere come pacchetti non campione, quindi l'n<esimo >come un pacchetto campione. Quindi, se devono essere trasmessi ulteriori pacchetti Pk prima che termini il periodo di marcatura, il nodo 1 li marca come pacchetti non campione. Se occorre trasmettere meno di n pacchetti durante un periodo di marcatura, durante tale periodo di marcatura non verrà marcato nessun pacchetto Pk come pacchetto campione. In ogni caso, il nodo 1 deve garantire che non sia fornito non più di un pacchetto campione per ogni periodo di marcatura.

Con riferimento ora al diagramma di flusso della Figura 4, verrà descritto in dettaglio il funzionamento del nodo 2 che riceve i pacchetti Pk dal nodo 1 e che trasmette i pacchetti Pk' allo stesso secondo una prima forma di realizzazione della presente invenzione.

Analogamente al nodo 1, il nodo 2 implementa una tecnica di marcatura alternata sui pacchetti Pk'. In particolare, il nodo 2 preferibilmente scrive nel campo di marcatura MF di ogni pacchetto Pk' da trasmettere un valore di marcatura, che è commutato in modo alternato tra due valori di marcatura MA e MB. Preferibilmente, il nodo 2 commuta il valore di marcatura applicato ai pacchetti Pk' da trasmettere al nodo 1 a seconda del valore di marcatura compreso nei pacchetti Pk ricevuti dal nodo 1. In particolare, il nodo 2 preferibilmente commuta il valore di marcatura al rilevamento di un cambio del valore di marcatura nei pacchetti ricevuti Pk, per esempio come descritto sopra con riferimento alla tecnica di spin bit del protocollo QUIC. Quindi, quando il nodo 2 determina che il valore di marcatura nei pacchetti ricevuti Pk è cambiato per esempio da MA a MB, esso preferibilmente commuta il valore di marcatura applicabile ai pacchetti Pk' da MA a MB. Quindi, anche presso il nodo 2 la commutazione iterata tra i due valori di marcatura MA, MB risulta nel flusso di pacchetti Pk' che viene diviso in blocchi di pacchetti Pk' marcati con MA e blocchi di pacchetti Pk' marcati con MB reciprocamente intercalati, ovvero che si alternano nel tempo.

Secondo le forme di realizzazione della presente invenzione, mentre il nodo 2 implementa la marcatura alternata sui pacchetti Pk' da trasmettere al nodo 1, esso monitora anche continuamente la ricezione di eventuali pacchetti campione Pk dal nodo 1.

In particolare, con riferimento al diagramma di flusso della Figura 4a, mentre il nodo 2 non riceve nessun pacchetto campione Pk dal nodo 1 (fase 41), esso preferibilmente marca i pacchetti Pk' da trasmettere al nodo 1 come pacchetti non campione (fase 42), scrivendo:

(ii) un valore di non campionamento NSV nei loro campi di campionamento SF.

Quando il nodo 2 determina che è necessaria una commutazione del valore di marcatura da applicare ai pacchetti Pk' (fase 43), il nodo 2 commuta il valore di marcatura (per esempio da MA a MB) (fase 44) e ritorna alla fase 41. Fintanto che continua a non ricevere alcun pacchetto campione Pk dal nodo 1, il nodo 2 quindi itera le fasi da 41 a 44. In questo modo il nodo 2 divide il flusso di pacchetti Pk' in blocchi di pacchetti Pk' marcati con MA e blocchi di pacchetti marcati con MB reciprocamente intercalati, come descritto sopra.

Quando il nodo 2 riceve dal nodo 1 un pacchetto campione Pk, esso preferibilmente marca il successivo pacchetto Pk' da trasmettere al nodo 1 come un pacchetto campione (fase 46). A tal fine, il nodo 2 preferibilmente scrive nel successivo pacchetto Pk' da trasmettere al nodo 1:

(ii) un valore di campionamento SV nel suo campo di campionamento SF. Si può apprezzare che, per via del fatto che il nodo 2 commuta il valore di marcatura applicato ai pacchetti Pk' a seconda del valore di marcatura compreso nei pacchetti Pk ricevuti dal nodo 1, il valore di marcatura applicato dal nodo 2 a tale pacchetto Pk' nella fase 46 è tipicamente uguale al valore di marcatura compreso nel pacchetto campione Pk ricevuto dal nodo 1.

Quindi, il nodo 2 preferibilmente ritorna alla fase 43, ovvero continua a trasmettere pacchetti non campione Pk' con il valore di marcatura applicabile attualmente (fase 42), fino a quando determina che è necessaria un'ulteriore commutazione del valore di marcatura da applicare ai pacchetti Pk' (fasi 43, 44). Tale operazione continua fino alla ricezione di un successivo pacchetto campione Pk dal nodo 1, che innesca di nuovo l'esecuzione della fase 46. Quindi, secondo i diagrammi di flusso delle Figure 3 e 4a, il nodo 1 fornisce un singolo pacchetto campione per ogni periodo di marcatura e il secondo nodo 2 fornisce un singolo pacchetto campione contro-propagante corrispondente per ogni pacchetto campione ricevuto dal nodo 1. Questo garantisce che, durante ogni periodo di marcatura, tra i nodi 1 e 2 sia scambiata una singola coppia di pacchetti campione contro-propaganti , che comprendono sia lo stesso valore di campionamento sia lo stesso valore di marcatura.

Quindi, in ogni direzione i pacchetti campione possono essere identificati mediante qualsiasi punto di misura (posto per esempio tra i nodi 1 e 2 o presso uno qualsiasi dei nodi 1 o 2), che può eseguire sugli stessi misure temporali monodirezionali e/o misure di RTT in base ai loro parametri di prestazioni, come verrà descritto in dettaglio qui di seguito.

Nella precedente descrizione, si assume che - quando un pacchetto campione Pk è ricevuto presso il nodo 2 - il valore di marcatura attualmente applicato dal nodo 2 ai pacchetti Pk' sia uguale al valore di marcatura compreso nel pacchetto campione ricevuto Pk.

Tuttavia, in alcuni casi, il valore di marcatura applicato attualmente dal nodo 2 ai pacchetti Pk' potrebbe essere diverso dal valore di marcatura compreso nel pacchetto campione ricevuto Pk. Ciò può avvenire, per esempio, quando il nodo 2 ritarda la commutazione del valore di marcatura, per filtrare le oscillazioni del valore di marcatura dei pacchetti ricevuti Pk per via degli errori di sequenza di ricezione che si verificano tra i pacchetti Pk trasmessi dal nodo 1 al confine tra periodi di marcatura consecutivi. Tale ritardo può essere basato, per esempio, sul valore del numero di pacchetto compreso nei pacchetti ricevuti Pk, come descritto sopra con riferimento alla tecnica di spin bit nota.

La Figura 4b è un diagramma di flusso del funzionamento del nodo 2 secondo un'altra forma di realizzazione della presente invenzione, che è applicabile in situazioni in cui il valore di marcatura applicato attualmente dal nodo 2 ai pacchetti Pk' potrebbe essere diverso dal valore di marcatura compreso nel pacchetto campione ricevuto Pk.

Le fasi da 41 a 44 sono uguali a quelle nel diagramma di flusso della Figura 4a. Quindi, non verrà ripetuta una descrizione dettagliata.

Secondo questa forma di realizzazione, quando il nodo 2 riceve dal nodo 1 un pacchetto campione Pk, esso preferibilmente verifica il valore di marcatura scritto nel suo campo di marcatura MF (fase 45).

Se il valore di marcatura compreso nel campo di marcatura MF del pacchetto campione ricevuto Pk è uguale al valore di marcatura applicato attualmente dal nodo 2 ai pacchetti Pk' da trasmettere al nodo 1, il nodo 2 preferibilmente marca il pacchetto successivo Pk' da trasmettere al nodo 1 come un pacchetto campione (fase 46). A tal fine, il nodo 2 preferibilmente scrive nel pacchetto successivo Pk' da trasmettere al nodo 1:

(ii) il valore di campionamento SV nel suo campo di campionamento SF. Quindi, il nodo 2 preferibilmente ritorna alla fase 43, ovvero continua a trasmettere pacchetti non campione Pk' con il valore di marcatura applicabile attualmente (fase 42) fino a quando deterna che il valore di marcatura che sta applicando ai pacchetti Pk' deve essere commutato (fasi 43, 44). Tale operazione continua fino alla ricezione di un successivo pacchetto campione Pk dal nodo 1, che innesca una nuova verifica della fase 45.

Se, invece, nella fase 45 si determina che il valore di marcatura compreso nel campo di marcatura MF del pacchetto campione ricevuto Pk è diverso dal valore di marcatura applicato attualmente dal nodo 2 ai pacchetti Pk' da trasmettere al nodo 1 (cosa che può avvenire per esempio se il nodo 2 sta ritardando la commutazione del valore di marcatura), il nodo 2 preferibilmente continua a marcare i pacchetti Pk' da trasmettere al nodo 1 come pacchetti non campione (fase 47) fino a a quando determina che il valore di marcatura che sta applicando ai pacchetti Pk' deve essere commutato (fasi 48, 49).

Quindi, il nodo 2 preferibilmente ritorna alla fase 45, verificando quindi di nuovo se il valore di marcatura compreso nel campo di marcatura MF del pacchetto campione ricevuto Pk è uguale al valore di marcatura applicabile in seguito alla commutazione della fase 49. Tale nuova verifica 45 fornisce un risultato positivo, che induce il nodo 2 a eseguire la fase 46 descritta sopra di marcare il successivo pacchetto Pk' da trasmettere al nodo 1 come un pacchetto campione. Dato che il valore di marcatura è stato commutato, nella fase 46 il valore di marcatura attualmente applicabile da scrivere nel campo di marcatura MF del pacchetto campione Pk' sarà quello che segue la commutazione della fase 49.

Secondo un'implementazione esemplificativa delle forme di realizzazione della Figura 4b, in cui sia il campo di marcatura MF, sia il campo di campionamento SF comprendono un singolo bit, il nodo 2 può inizializzare una variabile locale di 2 bit LV=(b1, b2). Quando un pacchetto campione Pk viene ricevuto dal nodo 1 (fase 41), il nodo 2 preferibilmente scrive il valore del campo di marcatura MF (denominato anche qui di seguito "bit di marcatura") e il valore del campo di campionamento SF (denominato anche qui di seguito "bit di campionamento") nei bit b1 e b2 della variabile locale LV, rispettivamente. Per eseguire la verifica della fase 45, il bit b1 della variabile locale LV viene confrontato con il valore di marcatura applicabile attualmente dal nodo 2 ai pacchetti Pk'.

Se il risultato della verifica nella fase 45 è positivo, la fase 46 descritta sopra viene eseguita e il valore della variabile locale LV viene resettato prima di ritornare alla fase 43. Il valore della variabile locale LV è quindi (0, 0) fino alla ricezione del successivo pacchetto campione Pk presso il nodo 2.

Se invece il risultato della verifica nella fase 45 è negativo, il valore della variabile locale LV viene mantenuto fino a che il valore di marcatura viene commutato (fasi 48, 49) e il nodo ritorna alla fase 45. La verifica viene quindi ripetuta confrontando il bit b1 della variabile locale LV con la marcatura applicabile in seguito alla fase di commutazione 49. Se il risultato di questa verifica è positivo, il nodo 2 esegue la fase 46 e resetta il valore della variabile locale LV prima di ritornare alla fase 43 e di attendere nuovi pacchetti campione.

Il risultato del comportamento dei nodi 1 e 2 secondo i diagrammi di flusso delle Figure 3, 4a e 4b è rappresentato schematicamente nei diagrammi temporali della Figura 5.

La Figura 5(a) mostra schematicamente l'evoluzione del valore di marcatura applicato dal nodo 1 nella base temporale t1 del nodo 1, sotto forma di un'onda quadra avente due valori corrispondenti ai due valori di marcatura MA e MB (per esempio valore alto per MA e valore basso per MB). La Figura 5(a) mostra anche i pacchetti Pk trasmessi dal nodo 1 che funziona secondo il diagramma di flusso della Figura 3. Si può vedere che, entro ogni periodo di marcatura, il primo pacchetto trasmesso è un pacchetto campione (linee oblique). Quindi, una sequenza di pacchetti campione Pk1, Pk2, Pk3, Pk4, Pk5, … viene trasmessa dal nodo 1 al nodo 2, i pacchetti campione dispari Pk1, Pk3, Pk5, … avendo il valore di marcatura MA e i pacchetti campione pari Pk, Pk4, … avendo il valore di marcatura MB.

La Figura 5(b) mostra i pacchetti Pk, inclusi i pacchetti campione Pk1, Pk2, Pk3, Pk4, Pk5, … come ricevuti dal nodo 2, nella base temporale del nodo 2. La Figura 5(b) mostra schematicamente anche l'evoluzione del valore di marcatura applicato dal nodo 2 nella base temporale t2 del nodo 2, sotto forma di un'onda quadra avente due valori corrispondenti ai due valori di marcatura MA e MB (per esempio valore alto per MA e valore basso per MB).

La Figura 5(b) si riferisce a una situazione in cui il valore di marcatura di ciascun pacchetto campione Pk1, Pk2, Pk3, Pk4, Pk5, … è uguale al valore di marcatura applicato attualmente dal nodo 2 ai pacchetti Pk' e il nodo 2 si comporta secondo il diagramma di flusso della Figura 4a. Secondo il diagramma di flusso della Figura 4a, alla ricezione di ogni pacchetto campione Pk1, Pk2, Pk3, Pk4, Pk5, … il nodo 2 marca il successivo pacchetto Pk' da trasmettere al nodo 1 come un pacchetto campione (fase 46), trasmettendo quindi al nodo 1 una sequenza di pacchetti campione Pk1', Pk2', Pk3', Pk4', Pk5', ….

La Figura 5(c) rappresenta invece una situazione in cui il valore di marcatura di ciascun pacchetto campione Pk1, Pk2, Pk3, Pk4, Pk5, … potrebbe essere diverso dal valore di marcatura applicato attualmente dal nodo 2 ai pacchetti Pk' e il nodo 2 si comporta secondo il diagramma di flusso della Figura 4b.

In particolare, nella Figura 5(c) si assume che, mentre il valore di marcatura dei pacchetti campione Pk1, Pk2, Pk4 e Pk5 è uguale al valore di marcatura applicato attualmente dal nodo 2 ai pacchetti Pk' alla ricezione di Pk1, Pk2, Pk4 e Pk5 presso il nodo 2, il valore di marcatura del pacchetto campione Pk3 è diverso dal valore di marcatura applicato attualmente dal nodo 2 alla ricezione di Pk3 presso il nodo 2. Ciò può verificarsi, per esempio, se il nodo 2 sta espressamente ritardando la commutazione del valore di marcatura applicato al pacchetto Pk' per filtrare le oscillazioni del valore di marcatura e il pacchetto campione Pk3 è ricevuto presso il nodo 2 prima che il nodo 2 abbia deciso di commutare il valore di marcatura.

In una tale situazione, pertanto, mentre per i pacchetti campione Pk1, Pk2, Pk4 e Pk5 il risultato della verifica 45 è positivo, per il pacchetto campione Pk3 il risultato della verifica 45 è negativo. Secondo il diagramma di flusso della Figura 4b, alla ricezione del pacchetto campione Pk3 il nodo 2 quindi continua a marcare i pacchetti Pk' da trasmettere al nodo 1 come pacchetti non campione (fase 47), finché il nodo 2 decide di commutare il valore di marcatura (fase 49). Dopo la fase di commutazione 49, la verifica della fase 45 viene ripetuta e fornisce un risultato positivo e quindi il nodo 2 marca il successivo pacchetto Pk' da trasmettere al nodo 1 come un pacchetto campione (fase 46). Anche in questo caso, pertanto, il nodo 2 trasmette al nodo 1 un pacchetto campione Pk3' corrispondente al pacchetto campione Pk3, la cui trasmissione è tuttavia ritardata rispetto alla ricezione del pacchetto campione Pk3.

È possibile apprezzare che sia nel caso della Figura 5(b) sia nel caso della Figura 5(c), ogni pacchetto campione Pk1', Pk2', Pk3', Pk4', Pk5', … vantaggiosamente ha lo stesso valore di marcatura MA o MB del corrispondente pacchetto campione Pk1, Pk2, Pk3, Pk4, Pk5, … da cui è stato originato. In altri termini, ogni pacchetto campione Pk1, Pk2, Pk3, Pk4, Pk5, … originato dal nodo 1 è vincolato al suo periodo di marcatura (e quindi al suo valore di marcatura) anche dopo che è "riflesso" presso il nodo 2.

Per eseguire le misure di prestazioni sui pacchetti campione Pk1, Pk2, Pk3, Pk4, Pk5, … e sui corrispondenti pacchetti campione Pk1', Pk2', Pk3', Pk4', Pk5', …, possono essere forniti due punti di misura 10 e 20 in posizioni intermedie tra i nodi 1 e 2, come mostrato schematicamente nella Figura 1. Ciò non è limitativo. Secondo forme di realizzazione non mostrate nei disegni, possono essere forniti uno o più punti di misura in posizioni intermedie tra i nodi 1 e 2 o presso i nodi 1 e 2 stessi.

Ciascun punto di misura 10, 20 identifica i pacchetti campione in entrambe le direzioni in base al loro valore di campionamento SV e genera almeno un parametro di prestazioni (per esempio un timestamp) per ogni pacchetto campione identificato, che viene qui utilizzato per fornire misure di prestazioni.

Per esempio, la Figura 6 mostra una situazione in cui i nodi 1 e 2 scambiano i pacchetti Pk e Pk' secondo i diagrammi di flusso delle Figure 3 e 4 descritte sopra, assumendo che i nodi 1 e 2 implementino la tecnica di spin bit nota del protocollo QUIC. Sia il campo di marcatura MF sia il campo di campionamento SF comprendono un singolo bit. Si assume che il valore di campionamento SV sia pari a "1" e si assume che il valore di non campionamento NSV sia pari a "0". È possibile apprezzare che il nodo 2, che funge da server nel meccanismo di spin bit, ritarda la riflessione dei fronti del segnale di spin bit secondo la tecnica di spin bit nota e corrispondentemente ritarda la trasmissione dei pacchetti campione Pk1', Pk2' secondo il diagramma di flusso della Figura 4b descritta sopra. In questo modo, durante ciascun periodo di marcatura viene vantaggiosamente fornita una singola coppia di campioni Pk1-Pk1' e Pk2-Pk2' avente lo stesso valore di marcatura (ovvero "1" per Pk1-Pk1' e "0" per Pk2-Pk2').

Come mostrato nella Figura 6, il punto di misura 10 può fornire un timestamp T10(Pk1), T10(Pk1'), T10(Pk2), T10(Pk2') per ogni pacchetto campione identificato Pk1, Pk1', Pk2, Pk2' e, analogamente, il punto di misura 20 può fornire un timestamp T20(Pk1), T20(Pk1'), T20(Pk2), T20(Pk2') per ogni pacchetto campione identificato Pk1, Pk1', Pk2, Pk2'. I timestamp possono quindi essere raccolti (per esempio presso un server di gestione che coopera con i punti di misura 10, 20, non mostrato nei disegni) ed elaborati per eseguire diverse misure temporali.

Possono essere eseguite misure temporali monodirezionali utilizzando i timestamp relativi allo stesso pacchetto campione, come descritto in WO 2015/090364 sopra menzionato.

Per esempio, possono essere calcolati ritardi monodirezionali tra i due punti di misura 10, 20 per ogni singolo pacchetto campione Pk1, Pk1', Pk2, Pk2' come segue:

OWD(Pk1) = T20(Pk1) - T10(Pk1);

OWD(Pk1') = T10(Pk1) - T20(Pk1');

OWD(Pk2) = T20(Pk2) - T10(Pk2);

OWD(Pk2') = T10(Pk2') - T20(Pk2').

Inoltre, possono anche essere eseguite misure di RTT tra i punti di misura 10, 20 in base ai timestamp generati per ogni coppia di pacchetti campione contro-propaganti. Quest'ultima operazione in particolare trae beneficio dal comportamento dei nodi 1 e 2. Entro ogni periodo di marcatura, infatti, presso ogni punto di misura 10, 20 è attesa una singola coppia di pacchetti campione contro-propaganti, sui quali deve essere eseguita la misura di RTT. I punti di misura 10, 20 possono pertanto identificarli in modo univoco e non ambiguo in base al loro valore di marcatura e al loro valore di campionamento SV, fornendo quindi misure di RTT affidabili e precise.

Per esempio, le misure di RTT tra i punti di misura 10, 20 possono essere calcolate come segue:

RTT(Pk1, Pk1') = T20(Pk1)-T10(Pk1)+T10(Pk1')-T20(Pk1');

RTT(Pk2, Pk2') = T20(Pk2)-T10(Pk2)+T10(Pk2')-T20(Pk2').

La misura di RTT ottenuta è particolarmente affidabile. Se, per esempio, durante un periodo di marcatura il pacchetto campione "riflesso" Pk1' o Pk2' viene perso prima che raggiunga i punti di misura 10, 20, entrambi i punti di misura 10, 20 sono in grado di rilevare la perdita (il pacchetto campione "riflesso" atteso durante il periodo di marcatura attuale non viene trovato tra i pacchetti trasmessi dal nodo 2 al nodo 1) e pertanto non fornisce la misura di RTT per tale periodo di marcatura.

Inoltre, uno qualsiasi dei punti di misura 10, 20 può anche fornire misure di RTT, per esempio una misura di RTT tra il nodo 1 e il nodo 2 in base ai timestamp generati per due pacchetti campione consecutivi trasmessi nella stessa direzione (per esempio Pk1 e Pk2). Per esempio, la misura di RTT tra i nodi 1 e 2 può essere calcolata dal punto di misura 10 come segue:

RTT(1-2) = T10(Pk2)-T10(Pk1); o

RTT(1-2) = T10(Pk2')-T10(Pk1').

Quest'ultima misura di RTT è vantaggiosamente più semplice per il punto di misura 10 rispetto alla misura nota descritta sopra come durata del periodo di spin bit. L'identificazione dei pacchetti campione Pk1, Pk2 o Pk1', Pk2' tra i pacchetti Pk e Pk' scambiati tra i nodi 1 e 2 è infatti più immediata per il punto di misura 10 rispetto all'identificazione dei fronti del segnale di spin bit che, come descritto sopra, possono non essere netti.

Altre misure di RTT possono essere eseguite da uno qualsiasi dei punti di misura 10, 20. Per esempio, il punto di misura 10 può eseguire le seguenti misure di RTT:

RTT 10(Pk1, Pk1') = T10(Pk1') - T10(Pk1)

RTT 10(Pk1', Pk2) = T10(Pk2) - T10(Pk1').

Come descritto sopra, il metodo per eseguire le misure del tempo secondo la presente invenzione è applicabile a una qualsiasi situazione in cui il nodo 2 commuta il valore di marcatura applicabile ai pacchetti Pk' a seconda del valore di marcatura dei pacchetti ricevuti Pk, inclusa, ma non limitata a, la situazione in cui i nodi 1 e 2 implementano la tecnica di spin bit nota.

Come discusso sopra, se il nodo 2 è configurato per filtrare le eventuali oscillazioni del valore di marcatura dei pacchetti ricevuti Pk ritardando la commutazione del valore di marcatura da applicare ai pacchetti Pk', la generazione dei pacchetti campione da parte del nodo 2 è preferibilmente secondo il diagramma di flusso della Figura 4b.

Secondo altre varianti della presente invenzione, il nodo 2 può essere configurato per filtrare le eventuali oscillazioni del valore di marcatura dei pacchetti ricevuti Pk senza ritardare la commutazione del valore di marcatura da applicare ai pacchetti Pk'. Ciò è vantaggioso per il fatto che la generazione di pacchetti campione da parte del nodo 2 può essere eseguita secondo il diagramma di flusso della Figura 4a, che è più semplice dai punti di vista di logica e implementazione.

Secondo una variante particolarmente vantaggiosa della presente invenzione, il nodo 1 e/o il nodo 2 preferibilmente filtrano eventuali oscillazioni del valore di marcatura dei pacchetti ricevuti Pk utilizzando un intervallo di sicurezza SG avente una durata predefinita.

Per quanto riguarda il nodo 1, con riferimento al diagramma di flusso della Figura 3, nella fase 32 il nodo 1 preferibilmente verifica se il pacchetto attualmente ricevuto Pk' ha un valore di marcatura (per esempio MB) diverso da quello ricevuti in precedenza (che era marcato per esempio con MA). In caso affermativo, il nodo 1 preferibilmente commuta il valore di marcatura applicabile ai pacchetti Pk da trasmettere al nodo 2 (da MA a MB) e lo mantiene costante per l'intero intervallo di sicurezza SG. Per l'intero intervallo di sicurezza SG, la verifica del valore di marcatura compreso nei pacchetti ricevuti Pk' è disabilitata e la commutazione del valore di marcatura applicabile ai pacchetti Pk è anch'essa disabilitata. Quindi, se durante l'intervallo di sicurezza SG il nodo 1 riceve ulteriori pacchetti Pk' marcati con MA, il nodo 1 non commuta nuovamente il valore di marcatura. Dopo che è trascorso l'intervallo di sicurezza SG, il nodo 1 preferibilmente abilita nuovamente sia la verifica del valore di marcatura compreso nei pacchetti ricevuti Pk sia la commutazione del valore di marcatura applicabile ai pacchetti Pk'.

Analogamente, con riferimento al diagramma di flusso della Figura 4a, nella fase 43 il nodo 2 preferibilmente verifica se il pacchetto attualmente ricevuto Pk ha un valore di marcatura (per esempio MB) diverso da quello ricevuto in precedenza (che era marcato per esempio con MA). In caso affermativo, il nodo 2 preferibilmente commuta il valore di marcatura applicabile ai pacchetti Pk' da trasmettere al nodo 1 (da MA a MB) e lo mantiene costante per l'intero intervallo di sicurezza SG. Per l'intero intervallo di sicurezza SG, la verifica del valore di marcatura compreso nei pacchetti ricevuti Pk è disabilitata e la commutazione del valore di marcatura applicabile ai pacchetti Pk' è anch'essa disabilitata. Quindi, se durante l'intervallo di sicurezza SG il nodo 2 riceve ulteriori pacchetti Pk marcati con MA, il nodo 2 non commuta nuovamente il valore di marcatura. Dopo che è trascorso l'intervallodi sicurezza SG, il nodo 2 preferibilmente abilita nuovamente sia la verifica del valore di marcatura compreso nei pacchetti ricevuti Pk sia la commutazione del valore di marcatura applicabile ai pacchetti Pk'.

Preferibilmente, la durata dell'intervallo di sicurezza SG è impostata sufficientemente lunga da assorbire gli errori di sequenza di ricezione che coinvolgono i pacchetti ricevuti Pk', Pk in modo tale che, alla fine dell'intervallo di sicurezza SG, il valore di marcatura compreso nei pacchetti ricevuti Pk', Pk non presenti oscillazioni tra MA e MB. D'altra parte, la durata dell'intervallo di sicurezza SG è impostata minore di un tempo round trip tra i nodi 1 e 2. In questo modo, vantaggiosamente, ciascun nodo 1, 2 non perde alcuna commutazione del valore di marcatura nei pacchetti ricevuti Pk', Pk come applicato dall'altro nodo 2, 1. Per esempio, la durata dell'intervallo di sicurezza SG può essere di 1 ms.

Al posto di attendere che trascorra un intervallo di sicurezza SG di durata predefinita prima di verificare nuovamente il valore di marcatura dei pacchetti ricevuti Pk', Pk, secondo altre varianti i nodi 1 e/o 2 possono utilizzare altri criteri. Per esempio, ogni nodo 1, 2 può commutare il valore di marcatura alla ricezione del primo pacchetto Pk', Pk avente un valore di marcatura diverso da quello precedente e mantenerlo costante fino a che:

• il numero di pacchetto compreso nei pacchetti ricevuti Pk', Pk è aumentato fino al suo valore massimo, è ritornato a 0 e quindi ha raggiunto nuovamente il valore compreso nel primo pacchetto ricevuto Pk', Pk, il cui valore di marcatura era diverso da quello ricevuto in precedenza; o

• N pacchetti Pk', Pk sono stati ricevuti, N essendo un numero fisso.

Queste varianti (gap sicurezza SG, numero di pacchetto o numero fisso N) sono tutte vantaggiose rispetto al ritardo della riflessione dei fronti del segnale di spin bit presso il server in base al valore del campo di numero di pacchetto compreso nei pacchetti ricevuti. Tale ritardo induce infatti un errore nella misura di RTT tra i nodi 1 e 2, poiché la riflessione di ogni fronte del segnale di spin bit può avvenire improvvisamente o con un ritardo imprevedibile.

Le varianti descritte, invece, consentono di filtrare le eventuali oscillazioni presso i fronti del segnale di spin bit, senza ritardare la riflessione dei fronti e pertanto senza introdurre errori imprevedibili sulle misure di RTT.

Inoltre, è possibile apprezzare che le due varianti che non utilizzano il numero di pacchetto (che è cifrato e quindi leggibile soltanto dai nodi 1 e 2) possono anche essere utilizzate dai punti di misura 10 e 20 per evitare il rilevamento di periodi di marcatura "falsi" dovuto ad errori nella sequenza di pacchetti.

Nella precedente descrizione, si è assunto che il campo di campionamento SF possa essere impostato ad un valore di campionamento SV o a un valore di non campionamento NSV. Ciò avviene, per esempio, se il campo di campionamento SF è costituito da un singolo bit. Più in generale, il campo di campionamento SF può comprendere n bit (n≥1) e può di conseguenza essere impostato a uno qualsiasi di 2<n >valori. Preferibilmente, uno di tali valori (per esempio il valore tutti zeri) può essere considerato come un valore di non campionamento NSV, mentre gli altri valori k=2<n>-1 valori possono essere considerati come k valori di campionamento diversi SV(1), SV(2),… SV(k).

Secondo varianti della presente invenzione, il nodo 1 è preferibilmente configurato per fornire, durante ogni periodo di marcatura, un pacchetto campione Pk per ogni valore di campionamento. Per esempio, se n=2, durante uno stesso periodo di marcatura il nodo 1 può scrivere un primo valore di campionamento SV(1)=01 in un primo pacchetto Pk, un secondo valore di campionamento SV(2)=10 in un secondo pacchetto Pk e un terzo valore di campionamento SV(3) in un terzo pacchetto Pk. Quindi, per ogni periodo di marcatura, sono forniti 3 pacchetti campione dal nodo 1, aventi diversi valori di campionamento.

Per quanto riguarda il nodo 2, il suo comportamento è uguale a quello mostrato nella Figura 4a (in caso di assenza di ritardo nella commutazione del valore di marcatura) o nella Figura 4b (in caso di eventuali ritardi nella commutazione del valore di marcatura). Alla ricezione di ciascun pacchetto campione Pk dal nodo 1, infatti, il nodo 2 copia il suo valore di marcatura nel primo pacchetto Pk da trasmettere al nodo 1 (attendendo eventualmente la successiva commutazione del valore di marcatura applicabile ai pacchetti Pk', secondo il diagramma di flusso della Figura 4b). Quindi, per ogni valore di campionamento, durante ogni periodo di marcatura viene scambiata tra i nodi 1 e 2 una coppia di pacchetti campione contro-propaganti aventi lo stesso valore di campionamento e lo stesso valore di marcatura. Ciò consente di aumentare la frequenza di campionamento (e pertanto il numero di pacchetti campione disponibili) senza ridurre il periodo di marcatura.

I punti di misura 10, 20 possono identificare tali pacchetti campione ed eseguire le misure del tempo descritte sopra sugli stessi, o considerando i pacchetti campione aventi lo stesso valore di campionamento separatamente o considerando tutti i pacchetti campione nel complesso, indipendentemente dai loro valori di campionamento.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Un metodo per eseguire una misura di prestazioni in una rete di comunicazioni a commutazione di pacchetto (100), detto metodo comprendendo: a) scambiare tra un primo nodo (1) e un secondo nodo (2) di detta rete di comunicazioni (100) pacchetti (Pk, Pk') comprendenti un valore di marcatura, in cui detto valore di marcatura è commutato in modo alternato tra due valori di marcatura alternativi (MA; MB), la commutazione di detto valore di marcatura da applicare a pacchetti (Pk') da trasmettere al primo nodo (1) da parte di detto secondo nodo (2) dipendendo dal valore di marcatura compreso in pacchetti (Pk) ricevuti presso detto secondo nodo (2) da detto primo nodo (1); b) presso detto primo nodo (1), durante ciascun periodo di marcatura, scrivere un valore di campionamento (SV) in un pacchetto (Pk1) da trasmettere a detto secondo nodo (2); c) presso detto secondo nodo (2), alla ricezione da detto primo nodo (1) di ogni pacchetto (Pk1) comprendente detto valore di campionamento (SV), copiare detto valore di campionamento (SV) in un pacchetto (Pk1) da trasmettere a detto primo nodo (1); e d) presso almeno un punto di misura (10, 20), fornire parametri di prestazioni (T10(Pk1), T10(Pk1'), T20(Pk1), T20(Pk1')) relativi a detti pacchetti (Pk1, Pk1') comprendenti detto valore di campionamento (SV), detta misura di prestazioni essendo basata su detti parametri di prestazioni (T10(Pk1), T10(Pk1'), T20(Pk1), T20(Pk1')).
2. Il metodo secondo la rivendicazione 1, in cui nella fase b) detto primo nodo (1) scrive detto valore di campionamento (SV) nell'n<esimo >pacchetto (Pk) da trasmettere dopo l'inizio di ciascun periodo di marcatura, n essendo un numero intero uguale a o maggiore di 1.
3. Il metodo secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui nella fase a) ciascuno di detto primo nodo (1) e detto secondo nodo (2) commuta il valore di marcatura da applicare a pacchetti (Pk, Pk') da trasmettere all'altro nodo (2, 1) al rilevamento di un cambio del valore di marcatura in pacchetti (Pk', Pk) ricevuti dall'altro nodo (2, 1).
4. Il metodo secondo la rivendicazione 3, in cui nella fase a) detta commutazione di detto valore di marcatura da applicare a pacchetti (Pk, Pk') da trasmettere all'altro nodo (2, 1) comprende, presso detto primo nodo (1) e/o presso detto secondo nodo (2), per ciascun pacchetto (Pk', Pk) ricevuto dall'altro nodo (2, 1), verificare se detto pacchetto ricevuto (Pk', Pk) ha un valore di marcatura diverso dal pacchetto ricevuto in precedenza (Pk', Pk) e, in caso affermativo: - commutare detto valore di marcatura da applicare a pacchetti (Pk, Pk') da trasmettere all'altro nodo (2, 1) e disabilitare l'ulteriore commutazione del valore di marcatura da applicare a pacchetti (Pk, Pk') da trasmettere all'altro nodo (2, 1) fino a che viene soddisfatta una condizione predefinita; - all'occorrenza di detta condizione predefinita, abilitare nuovamente l'ulteriore commutazione del valore di marcatura da applicare a pacchetti (Pk, Pk') da trasmettere all'altro nodo (2, 1).
5. Il metodo secondo la rivendicazione 4, in cui detta condizione predefinita è una delle seguenti: - è trascorso un intervallo di sicurezza avente una durata predefinita; - un numero di pacchetto compreso nei pacchetti (Pk', Pk) ricevuti dall'altro nodo (2, 1) è aumentato fino ad un valore massimo, è ritornato di nuovo a 0 e quindi ha raggiunto nuovamente il valore che era compreso in detto pacchetto ricevuto (Pk', Pk) il cui valore di marcatura era diverso da quello del pacchetto ricevuto in precedenza (Pk', Pk); o - sono stati ricevuti N pacchetti (Pk', Pk) dall'altro nodo (2, 1), N essendo un numero predefinito.
6. Il metodo secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui nella fase a) detto secondo nodo (2) commuta detto valore di marcatura da applicare a pacchetti (Pk') da trasmettere a detto primo nodo (1) con un ritardo rispetto al rilevamento di un cambio del valore di marcatura in pacchetti (Pk) ricevuti da detto primo nodo (1).
7. Il metodo secondo la rivendicazione 6, in cui nella fase c) detto copiare detto valore di campionamento (SV) comprende verificare se il valore di marcatura di detto pacchetto ricevuto (Pk1) comprendente detto valore di campionamento (SV) è uguale al valore di marcatura applicato attualmente a pacchetti (Pk') da trasmettere a detto primo nodo (1) e: c1) in caso affermativo, copiare detto valore di campionamento (SV) in un pacchetto (Pk1') da trasmettere a detto primo nodo (1); c2) in caso negativo, attendere fino a che viene commutato nuovamente detto valore di marcatura da applicare a detti pacchetti (Pk') da trasmettere a detto primo nodo (1) e successivamente eseguire la fase c1).
8. Il metodo secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui: - la fase b) comprende, durante ciascun periodo di marcatura, scrivere un numero k di diversi valori di campionamento (SV(1), SV(2), … SV(k)) in un corrispondente numero k di pacchetti (Pk), rispettivamente, da trasmettere a detto secondo nodo (2); - la fase c) comprende, alla ricezione da detto primo nodo (1) di ciascun pacchetto (Pk) comprendente uno qualsiasi di detto numero k di valori di campionamento (SV(1), SV(2),… SV(k)), copiare detto qualsiasi di detto numero k di valori di campionamento (SV(1), SV(2),… SV(k)) in un pacchetto (Pk1') da trasmettere a detto primo nodo; e - la fase d) comprende fornire parametri di prestazioni (T10(Pk1), T10(Pk1'), T20(Pk1), T20(Pk1')) relativi a pacchetti (Pk, Pk') comprendenti uno qualsiasi di detto numero k di valori di campionamento (SV(1), SV(2),… SV(k)).
9. Il metodo secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui detta misura di prestazioni comprende una misura di prestazioni roundtrip tra detto primo nodo (1) e detto secondo nodo (2) come misurato da detto almeno un punto di misura (10, 20) in base a detti parametri di prestazioni (T10(Pk1), T10(Pk1'), T20(Pk1), T20(Pk1')) relativi a detti pacchetti (Pk1, Pk1') comprendenti detto valore di campionamento (SV).
10. Una rete di comunicazioni a commutazione di pacchetto (100) configurata per eseguire una misura di prestazioni, detta rete (100) comprendendo: - un primo nodo (1) e un secondo nodo (2) configurati per scambiarsi pacchetti (Pk, Pk') comprendenti un valore di marcatura, in cui detto valore di marcatura è commutato in modo alternato tra due valori di marcatura alternativi (MA; MB), detto secondo nodo (2) essendo configurato per commutare detto valore di marcatura da applicare ai pacchetti (Pk) da trasmettere a detto primo nodo (1) a seconda del valore di marcatura compreso in pacchetti (Pk) ricevuti da detto primo nodo (1), in cui: - detto primo nodo (1) è configurato, durante ciascun periodo di marcatura, per scrivere un valore di campionamento (SV) in un pacchetto (Pk1) da trasmettere a detto secondo nodo (2); - detto secondo nodo (2) è configurato, alla ricezione da detto primo nodo (1) di ciascun pacchetto (Pk1) comprendente detto valore di campionamento (SV), per copiare detto valore di campionamento (SV) in un pacchetto (Pk1') da trasmettere a detto primo nodo (1); e - almeno un punto di misura (10, 20) configurato per fornire parametri di prestazioni (T10(Pk1), T10(Pk1'), T20(Pk1), T20(Pk1')) relativi a detti pacchetti (Pk1, Pk1') comprendenti detto valore di campionamento (SV), detta misura di prestazioni essendo basata su detti parametri di prestazioni (T10(Pk1), T10(Pk1'), T20(Pk1), T20(Pk1')).