PT1623536E - Processo para a distribuição de um tráfego de rede de acordo com parâmetros ans (sla) e qds (qos) - Google Patents

Description

ΡΕ1623536 1

DESCRIÇÃO "PROCESSO PARA A DISTRIBUIÇÃO DE UM TRÁFEGO DE REDE DE ACORDO COM PARÂMETROS ANS (SLA) E QDS (QOS)"

Campo da invenção A invenção refere-se a um processo e nós para proporcionarem uma qualidade predefinida de serviço para uma ligação entre dois parceiros de comunicação.

Descrição da técnica anterior

As comunicações de comutação por pacotes estão a aumentar de forma significativa, em particular nas redes que operam de acordo com protocolos da internet. Um problema que ocorre em redes de comutação por pacotes é que ao contrário das redes de comutação por circuito não podem ser previstos vários parâmetros de comunicação tal como por exemplo atraso, instabilidades (jitter), largura de banda, perda de pacotes. No entanto, vários serviços apresentam requisitos mínimos para uma ligação em que estes requisitos variam de acordo com o serviço. Uma ligação de voz não é sensível à perda de pacotes, mas ao atraso e instabilidade. A descarga de dados, no entanto, é sensível à perda de pacotes e consistência de dados, mas não ao atraso ou instabilidade. Dado que por exemplo uma ligação de voz com 2 ΡΕ1623536 um atraso de mais de 2 segundos ou instabilidade de mais de 20 ms não iria ser aceite, têm de ser proporcionados pelo menos requisitos mínimos. Portanto, para fornecer um conjunto predefinido de valores de parâmetros de comunicação, foi introduzida a denominada qualidade de serviço . A qualidade de serviço é a capacidade de uma rede ou um elemento, por exemplo, uma aplicação, hospedeiro, nó, ou router, ter algum nível de garantia de que as suas exigências de tráfego e de serviço podem ser satisfeitas. Activar a qualidade do serviço requer a cooperação de todas as camadas de rede, de cima para baixo, bem como todos os elementos de rede de ponta a ponta. Quaisquer garantias de qualidade de serviço são apenas tão boas quanto o elo mais fraco da "corrente" entre o emissor e o receptor. Para a operação de acordo com o protocolo da internet, a qualidade de serviço pode ser expressa como a combinação da largura de banda imposta pela rede, atraso, instabilidade e fiabilidade. A largura de banda é a taxa de transferência que pode ser mantida numa ligação. O atraso é o tempo decorrido para um pacote entre ser enviado num ponto de partida e ser recebido num ponto final de uma ligação. Instabilidade é a variação de valores de atraso para os diferentes pacotes numa ligação. A fiabilidade refere-se à fiabilidade da transmissão para entregar todos os pacotes na ordem correcta, sem deixá-los cair ou provocar erros de bits. A fiabilidade é uma propriedade do sistema de transmissão e é afectada pela taxa de erro média do meio e 3 ΡΕ1623536 pela concepção do encaminhamento/comutação. Na Internet, a perda de pacotes é provocada principalmente pelo congestionamento. No entanto, em redes sem fios, devem ser considerados tanto o congestionamento como a falta de fiabilidade dos meios de comunicação. Um requisito adicional da qualidade de serviço pode ser a segurança.

Para atender aos requisitos do serviço os referidos requisitos têm de ser traduzidos em valores de parâmetros de comunicação, tais como a largura de banda, atraso, instabilidade, etc. Estes valores devem ser codificados para protocolos de ligação de dados aplicáveis tal como por exemplo, PPP, ATM e mecanismos e parâmetros de qualidade de serviço, por exemplo IntServ (Integrated Services - Serviços Integrados)/RSVP, DiffServ (Differentiated Services - Serviços Diferenciados), ATM (Asynchronous Transfer Mode - Modo de Transferência Assíncrona). A qualidade de serviço é implementada como a classificação de pacotes para fins de tratamento de certas classes ou fluxos de pacotes de uma forma particular. Idealmente, isso significa tornar previsível o serviço de entrega de dados da rede IP (Internet Protocol) de melhor esforço de outra forma imprevisível.

Basicamente podem ser distinguidos três níveis de qualidade de serviço extremo-a-extremo, serviço de melhor esforço, que é a conectividade básica sem garantias, 4 ΡΕ1623536 serviço diferenciado, ou seja, a preferência estatística de pacotes mas não uma garantia forte de valores de parâmetros específicos de comunicação, e serviço garantido como reserva absoluta de recursos de rede para tráfego específico.

As garantias fortes conduzem à subutilização dos recursos do sistema, mas as garantias fracas complicam a concepção da aplicação.

Actualmente existem basicamente dois modelos definidos para activar a qualidade do serviço, DiffServ (Differentiated Services - Serviços Diferenciados) e IntServ (Integrated Services - Serviços Integrados). DiffServ fornece marcações nos cabeçalhos dos pacotes IP para permitir a priorização dos agregados de tráfego (ou seja, as "classes" de vários fluxos). DiffServ é uma tentativa de conceber uma estrutura simples de arquitectura de qualidade de serviço que pode oferecer uma variedade de serviços ponta a ponta escaláveis em vários domínios administrados separadamente sem necessidade de convénios de negócio complexos entre provedores ou comportamento complexo em equipamentos de reencaminhamento.

IntServ baseia-se no protocolo de reserva de recursos, que fornece a sinalização, para permitir a reserva de recursos de rede numa base por fluxo de acordo com os requisitos quantitativos das aplicações. Como os receptores fazem os pedidos de reserva, diferentes 5 ΡΕ1623536 receptores podem fazer pedidos heterogéneos para recursos da mesma fonte. IntServ especifica dois tipos fundamentalmente diferentes de reserva de recursos, carga garantida e controlada. Garantida está o mais próximo possível de emular um circuito virtual dedicado. Ela fornece ligações firmes, matematicamente demonstráveis, atrasos ponta a ponta de filas ao combinar os parâmetros de vários elementos de rede num caminho, além de garantir a disponibilidade de largura de banda.

Para a carga controlada o cliente basicamente informa a rede que tráfego deverá ser esperado e os recursos de instalação de rede de modo correspondente. Qualquer tráfego além deste pode ser tratado como o melhor esforço dado, que os recursos correspondentes não foram reservados com antecedência, sendo que os recursos podem deste modo não estar disponíveis. A carga controlada aproxima-se muito do comportamento visível para aplicações que recebem serviço de melhor esforço sob as chamadas condições sem carga da mesma série de elementos da rede. As condições sem carga não têm o significado de não haver qualquer tráfego, mas descrevem a situação de uma rede que não está fortemente carregada, não ocorrendo portanto qualquer congestionamento. Supondo que a rede está a funcionar correctamente, uma aplicação pode assumir que uma percentagem muito elevada de pacotes transmitidos será entregue com sucesso pela rede para os nós periféricos receptores. A percentagem de pacotes não entregues com êxito deve estar o mais próximo possível da taxa de erro 6 ΡΕ1623536 básico de pacotes do meio de transmissão. Além disso, o atraso de trânsito experienciado por uma percentagem muito elevada de pacotes entregues não irá exceder significativamente o atraso de transmissão minima experimentado por qualquer pacote entregue com sucesso. Este atraso mínimo de trânsito inclui atraso à velocidade da luz mais o tempo de processamento fixo em routers e outros dispositivos de comunicação ao longo do caminho. Para garantir que essas condições são correspondidas, os clientes que pedem serviço de carga controlada fornecem aos elementos de rede intermédios uma estimativa do tráfego de dados que irão gerar; o TSpec. Em troca, o serviço garante que os recursos dos elementos da rede adequados para processar o tráfego que cai dentro de envelope descritivo esteja disponível para o cliente. Se as propriedades da geração de tráfego do cliente caírem fora da região descrita pelos parâmetros Tspec, a QdS proporcionada ao cliente pode exibir características indicativas de sobrecarga, incluindo um grande número de pacotes atrasados ou caídos. A definição de serviço não exige que as características específicas deste comportamento de sobrecarga coincidam com aqueles que seriam recebidos por um fluxo de dados de melhor esforço que percorre o mesmo caminho sob condições de sobrecarga. 0 serviço de carga controlada é destinado a apoiar uma ampla classe de aplicações que foram desenvolvidas para utilização na Internet de hoje, sendo altamente sensíveis às condições de sobrecarga. Os membros importantes desta classe são as "aplicações adaptativas em tempo real" tal como descrito em 7 ΡΕ1623536

Wroclawski Standards Track RFC 2211 Controlled-Load Network, Setembro 1997 proposto por vários vendedores e pesquisadores. Estas aplicações mostraram funcionar bem em redes sem carga, mas degradam-se rapidamente sob condições de sobrecarga. Um serviço que imita redes sem carga serve também para estas aplicações. 0 serviço de carga controlada é intencionalmente mínimo, em que não existem funções opcionais ou capacidades na especificação. 0 serviço oferece apenas uma única função, sendo que os projectistas de sistemas e aplicações podem assumir que todas as implementações serão idênticas quanto a isto. Internamente, o serviço de carga controlada é adequado para uma vasta gama de técnicas de implementação, incluindo a programação da evolução e algoritmos de controlo de admissão que permitem que as implementações sejam altamente eficientes no uso de recursos de rede. É igualmente receptivo a implantação extremamente simples em circunstâncias em que a utilização máxima de recursos de rede não é a única preocupação.

IntServ utiliza um modelo de token-bucket para caracterizar o seu algoritmo de enfileiramento de entrada/saída. Isto é benéfico para o caso de, por exemplo, um codificador de vídeo de taxa de bits variável.

Uma política de qualidade de serviço define as regras que determinam os detalhes de como, quando, e onde, a qualidade de serviço é aplicada em diferentes tráfegos de rede. Para implementar a política de qualidade de serviço ΡΕ1623536 numa rede foram definidas uma estrutura política e arquitectura que identificam a funcionalidade necessária, a distribuição de responsabilidades, e os protocolos necessários para que as entidades de rede de política activada os cumpram. A estrutura baseia-se no protocolo COPS (Common Open Policy Service) e identifica dois componentes principais, o PDP (policy decision point) e PEP (policy enforcement point). Um ponto de decisão política controla um domínio, por exemplo, sistema autónomo, e toma decisões tais como controlo de admissão com base nas políticas obtidas de um repositório de políticas ou outros locais tais como servidores de autenticação. Um ponto de aplicação de política é um dispositivo, por exemplo, uma vantagem são as várias ligações e a distribuição do controlo. Isso evita engarrafamentos na ligação de dois parceiros de comunicação.

Podem ser obtidas outras formas de realização vantajosas a partir das reivindicações dependentes É objecto da invenção proporcionar um processo para proporcionar uma qualidade de serviço predefinida entre dois parceiros de comunicação, em que os dois parceiros de comunicação podem ser ligados por pelo menos duas ligações, uma primeira ligação tratada por uma primeira entidade e uma segunda ligação tratado por uma segunda entidade. 0 processo compreende os passos de, definir de um acordo de nível de serviço numa especificação de nível de serviço, distribuir o acordo de nível de 9 ΡΕ1623536 serviço para a primeira e segunda entidade de rede, controlar a primeira e a segundo entidade de rede e deste modo assegurar que a soma da qualidade do serviço proporcionada nas ligações entre os dois parceiros de comunicação não excede os limites definidos na especificação do nível de serviço.

Numa forma de realização da invenção, o passo de controlo é realizado por um nó de controlo que está ligado à primeira e à segunda entidade de rede.

Numa forma de realização adicional da invenção, a entidade de rede encontra-se ligada e pode ser controlada por mais do que um nó de controlo e um nó de controlo controla mais do que uma entidade de rede. Isto tem a vantagem de aumentar ainda mais a fiabilidade do fornecimento de serviços. A distribuição pode ser realizada por meio de particionamento de tal modo que a primeira entidade da rede lida com um primeiro tipo de pedidos de serviço e a segunda entidade de rede lida com um segundo tipo de pedidos de serviço. Isto é vantajoso dado que nem todos os nós têm que ser adaptados para fornecer todos os serviços e deste modo diminui os investimentos na rede. A distribuição pode também ser realizada por meio de replicação de tal modo que cada uma das primeira e segunda entidades da rede manipula até uma certa quota- 10 ΡΕ1623536 parte da qualidade do serviço permitido pelo acordo de nivel de serviço. A vantagem desta forma de realização é que qualquer entidade pode lidar com qualquer serviço e, assim, a flexibilidade da rede é aumentada.

Numa forma de realização da invenção, a entidade de rede é um nó periférico. Para a referida forma de realização um nó de controlo pode ser um controlador de banda. Para a referida forma de realização, o controlador de banda pode-se comunicar com os nós periféricos usando multidifusão. Os multidifusão é uma maneira muito eficiente de lidar com vários receptores. A invenção refere-se ainda a um nó periférico para proporcionar uma ligação com uma qualidade de serviço predefinida entre dois parceiros de comunicação. 0 nó periférico compreende uma unidade de controlo para controlar a qualidade do serviço da ligação de acordo com instruções recebidas de um controlador de banda, um armazenamento para armazenar as referidas instruções, e uma unidade de entrada e saida para fornecer a ligação e receber as referidas instruções. A unidade de entrada e saida do nó periférico pode ser adicionalmente adaptada para receber informações de nós periféricos adicionais que proporcionam uma ligação entre os parceiros de comunicação e a sua unidade de controlo pode ser adaptada para processar a informação de acordo com instruções recebidas de um controlador de banda. 11 ΡΕ1623536 A unidade de controlo do nó periférico pode ser adaptada para controlar a qualidade do serviço de uma ligação de acordo com as instruções recebidas de um controlador de banda adicional, sendo que a unidade de entrada e saida pode ser adaptada para receber as referidas instruções. 0 nó periférico pode ainda compreender uma unidade de carga para a recolha de informação de carregamento relacionada com uma ligação. É outro objecto da invenção proporcionar um controlador de banda para proporcionar uma qualidade de serviço em pelo menos uma ligação entre dois parceiros de comunicação de acordo com um acordo de nivel de serviço definido em pelo menos uma especificação do nivel de serviço, que compreende uma unidade de controlo adaptada para controlar um nó periférico para assegurar que a qualidade do serviço prestado na ligação não excede os limites definidos na especificação do nivel de serviço, e que compreende uma unidade de entrada e saida para comunicar com o nó periférico. A unidade de controlo do controlador de banda pode ser adaptada para se comunicar com um controlador de banda adicional e negociar um acordo de nivel de serviço com o referido controlador de banda. A unidade de entrada e saida do controlador de 12 ΡΕ1623536 banda pode ser adaptada para comunicar com nós periféricos por meio de multidifusão. Breve descrição dos desenhos As figuras representam: Figura 1 ligação entre um cliente e um servidor como estado da técnica, Figura 2 parte de uma rede de acordo com a invenção, Figura 3 nó periférico de acordo com a invenção, e Figura 4 controlador de banda de acordo com a invenção. Descrição pormenorizada das formas de realização colecção Um sistema (descentralizado) distribuído é uma de nós independentes que aparecem aos utilizadores do sistema ou rede como um único nó. A distribuição pode indicar qualquer uma das duas seguintes técnicas (de escala), particionamento e replicação. Um serviço ou recurso é particionado quando é fornecido por vários nós, cada um passível de lidar com um subconjunto de pedidos de serviço. Um serviço ou recurso é replicado quando tem várias instâncias logicamente idênticas que aparecem em diferentes nós num sistema.

Os recursos replicadas precisam de ser mantidos sincronizados / consistentes, ou seja, qualquer acesso de 13 ΡΕ1623536 escrita precisa de ser comunicado a todas as réplicas. A sincronização pode também ser necessária em caso de particionamento quando as diferentes partições têm de informar-se mutuamente sobre as actualizações ou quando a granularidade das actualizações envolve os dados de várias partições (note que o último caso pode ser visto também como uma forma de replicação). Existem basicamente duas abordagens para essa estratégia de sincronização master/slave e controlo de actualização distribuída.

Na abordagem de master slave existe um servidor principal, mantendo a cópia principal (master) e vários servidores secundários para cada réplica. A cópia master serve todos os pedidos de actualização, enquanto que as réplicas slave são actualizadas recebendo alterações ou fazendo cópias do servidor primário. Os clientes podem ler dados de ambos os representantes do master e do slave. 0 servidor primário pode ser flexível ou fixo. No caso de um servidor primário flexível, a escrita pode ser feita para qualquer servidor. 0 servidor correspondente assume em seguida a responsabilidade de actualizar todas as réplicas. Este procedimento é também denominado ROWA (Read-One-Write-All) . Caso seja utilizado um servidor fixo, também denominado ROWA, todas as escritas têm que ser efectuadas para esse servidor. Embora este mecanismo tenha um ponto central de falha, o servidor primário, o controlo centralizado torna-o relativamente fácil de resolver conflitos entre os pedidos e manter a consistência. Foram definidos vários melhoramentos para ambos os modelos de 14 ΡΕ1623536 servidor primário flexíveis e fixos.

No controlo de actualização distribuído, também denominado de votação, a abordagem é mais robusta que a estratégia de master / slave em que nenhum ponto central de falha é necessário. A ideia básica é exigir que os clientes peçam e adquiram a permissão de vários servidores antes de ler ou escrever um arquivo replicado. As estratégias correspondentes são conhecidas como mecanismos Quorum-Consensus. Foram definidas diversas variações, tais como a maioria uniforme Quorum-Consensus; permissão de uma maioria de servidores necessários para cada acesso de escrita e de leitura; maioria ponderada Quorum-Consensus; semelhante ao anterior, mas agora um servidor pode ter mais do que um voto, por exemplo, servidores fiáveis ou de alta velocidade; votação com fantasmas; é usado para cada servidor que está a seguir, um boneco, um denominado servidor fantasma. 0 fantasma só pode participar de um quórum de escrita. Este mecanismo garante que ainda é possível um consenso do quórum de escrita caso alguns servidores estejam em baixo dado que o quórum de escrita muitas vezes exige o voto por maioria dos servidores.

Foram definidos vários outros mecanismos. A estratégia geral é sempre a de reduzir o tamanho do quórum para acessos de gravação e leitura de modo a acelerar o processo de sincronização e reduzir a comunicação de rede e limitar o impacto de avarias no servidor, por exemplo votando com fantasmas. 15 ΡΕ1623536

Um controlador de banda mantém informações relativas às especificações de nivel de serviço que são definidas entre um domínio DiffServ e os seus clientes, onde o domínio DiffServ indica uma região de confiança partilhada, administração, provisionamento, etc.. Os clientes incluem os utilizadores locais bem como as redes adjacentes que proporcionam conectividade para outras partes, por exemplo a Internet. Os internos de um domínio DiffServ não são relevantes para os seus clientes, desde que as obrigações externas estejam cumpridas. 0 controlador de banda usa esta informação de especificação de nível de serviço para configurar nós, por exemplo routers no domínio DiffServ local, principalmente os routers periféricos, e para tomar decisões de controlo de admissão. 0 controlador de banda é necessário para manter o controlo da qualidade de serviço dos recursos, tomar decisões políticas com base na informação de especificação do nível de serviço, e comunicar informações de aplicação de políticas aos dispositivos periféricos dentro do domínio DiffServ. Além disso, o controlador de banda estabelece e mantém os acordos de nível de serviço com domínios vizinhos, ou seja domínios que estão ligados ao domínio. A ideia geral é a de um cliente comprar do seu fornecedor um perfil para o serviço de maior qualidade, e o tráfego do cliente marcado com as políticas do provedor para garantir que o perfil não seja ultrapassado. Quando os prestadores perscrutam, eles providenciam para que seja proporcionado um agregado de perfil de maior qualidade, e 16 ΡΕ1623536 vigiam o agregado um do outro se exceder o perfil.

Desta forma, o policiamento só precisa de ser realizado nas periferias para uma rede de provedor com base na suposição de que dentro da rede existe capacidade suficiente para lidar com a quantidade de tráfego de maior qualidade que tem sido vendida. A seguir a invenção é descrita pormenorizadamente por meio de formas de realização e figuras. Os sinais de referência iguais indicam elementos iguais. A figura 1, o estado da técnica, ilustra um cliente Cl que está ligado a um domínio Dl que compreende um controlador de banda BB1 e um nó periférico ER1. 0 domínio Dl está ligado a um domínio vizinho D2 que compreende um controlador de banda BB2 e os nós periféricos ER2 e ER3. 0 domínio D2 encontra-se ligado a um domínio D3 que compreende o nó periférico ER4, e o controlador de banda BB3. 0 domínio D3 encontra-se ligado ao servidor. 0 controlador de banda vizinho BB 1 e BB2, bem como BB2 e BB3 negociam acordos de nível de serviço. Cada um dos controladores de banda controla pelo menos um nó periférico ERl, ER2, ER3, ER4 no seu respectivo domínio Dl, D2, D3. Portanto, um controlador de banda envia uma especificação de nível de serviço que especifica o acordo de nível de serviço a um nó periférico que controla. Os nós periféricos vizinhos ERl e ER2, ER2 e ER3, ER3 e ER4 encontram-se também ligados, sendo que as ligações entre ERl e ER2, e 17 ΡΕ1623536 ER3 e ER4 sao tratadas de acordo com as referidas especificações de nível de serviço.

Antes, se for utilizado DiffServ, os pacotes marcados do cliente Cl são admitidos no domínio Dl do DiffServ, sendo que o cliente Cl tem que sinalizar o seu controlador de banda local BB1 para iniciar uma reserva de serviço. 0 cliente é autenticado e submetido a políticas de controlo de admissão locais. Se a reserva de serviço for admitida localmente, o controlador de banda BB1 inicia um pedido de reserva de ponta a ponta ao longo da cadeia de controladores de banda BB2 e BB3 nas redes DiffServ a ser percorrida pelo fluxo de dados. Quando tiver sido tomada uma decisão de controlo de admissão da amplitude da rede, o controlador de banda BB1 irá configurar o nó ER1, no domínio Dl do DiffServ para suportar o perfil de serviço solicitado. 0 controlador de banda BB1 permite que os domínios D2 e D3 de DiffServ separadamente administrados gerir os seus recursos de rede ER2, ER3, e ER4 independentemente, e ainda cooperar com outros domínios para proporcionar qualidade de serviço ponta a ponta alocada dinamicamente. A figura 2 representa uma parte de uma rede de acordo com a invenção, em que a rede pertence a um operador Opl. A rede é composta por dois controladores de banda BB21 e BB22 e quatro nós limítrofes ER21 e ER22, ER23, e ER24. Os nós limítrofes ER21 e ER22 são controlados pelo controlador de banda BB21, sendo os nós limítrofes 18 ΡΕ1623536 ER23 e ER24 controlados pelo controlador de banda BB22. Os controladores de banda BB21 e BB22 negociaram um acordo de nível de serviço com uma rede de operador adicional 0p2.

Deve notar-se que BB21 e BB22 podem adicionalmente ser responsáveis por outros acordos de nível de serviços.

No caso de particionamento, cada um dos controladores de banda BB21 e BB22 pode cuidar de uma certa percentagem do acordo de nível de serviço/especificação do nível de serviço desde que o total não exceda 100% de todo acordo de nível de serviço/especificação do nível de serviço. Em caso de replicação, cada controlador de banda pode tratar 100% de todo o acordo de nível de serviço/especificação do nível de serviço desde que o total de todos os nós periféricos juntos não exceda 100% de todo o acordo de nível de serviço/especificação do nível de serviço. Se é usado o particionamento incluindo as regras ou a replicação, isso pode ser especificado pelo operador correspondente. As regras de utilização dos recursos em caso de particionamento podem ser tão complexas quanto necessário. Pode ser especificado por exemplo que ao controlador de banda BB21 só é permitido alocar mais do que 30% dos seus recursos para o acordo de nível de serviço/especificação do nível de serviço quando o controlador de banda BB22 tiver alocado mais recursos do que um controlador de banda adicional que não é mostrado na figura para o mesmo acordo de nível de 19 ΡΕ1623536 serviço/especificaçao do nível de serviço.

Um novo protocolo de comunicações é introduzido de um nó de administração central para activar uma transferência distribuída da informação do acordo de nivel de serviço/especificação do nivel de serviço deste nó de administração central para baixo para os controladores de banda. Este protocolo pode ser baseado num impulso de ocorrências do nó da administração central para os controladores de banda. 0 seguinte exemplifica um tal protocolo.

Do nó de administração central para o controlador de banda a mensagem de download (descarga) de acordo de nivel de serviço/especificação do nível de serviço é enviada com, por exemplo, os seguintes conteúdos de informação: acordo de nível de serviço/especificação do nível de serviço, regras de distribuição como replicação ou particionamento e as regras tal como descrito anteriormente, parceiros de distribuição, ou seja, os endereços dos controladores de banda para sincronização ou comunicação. Além disso, esta mensagem pode incluir o mecanismo de distribuição e protocolo, tal como descrito no capítulo de segundo plano. Isto também inclui o tipo de informação a ser enviada, por exemplo percentagem utilizada, aumento/diminuição, número de recursos utilizados e quantas vezes esta informação deve ser enviada, ou seja, a precisão da sincronização ou comunicação, por exemplo, a cada aumento/redução de 2%, a 20 ΡΕ1623536 cada minuto, etc.

Caso sejam utilizadas mensagens unidifusão, pode ser fornecida de volta para o nó de administração central uma mensagem de retorno. A informação mencionada acima pode também ser baixada por meio de multidifusão IP (Internet Protocol), em que é preferida multidifusão fiável. Todos os controladores de banda na interface para um domínio podem registar-se num grupo multidifusão dedicado. O descarregamento da informação pode então ser efectuado facilmente e eficientemente enviando a informação para o grupo multidifusão correspondente. A multidifusão fiável é preferida devido à fiabilidade necessária da transferência de informação. Uma vez que todos os controladores de banda estejam registados para o grupo de multidifusão, o princípio de distribuição de mensagem de multidifusão pode também ser utilizado para a transferência fiável de sincronização e informação de comunicação entre os controladores de banda. Devido à multidifusão isso será muito eficiente, flexível e escalável. A informação a ser trocada durante uma sincronização ou comunicação encontra-se basicamente especificada acima. O mecanismo também se aplica quando são utilizados vários acordos de nível de serviço/especificações do nível de serviço pelos vários nós de interface. Os nós de interface foram exemplificados 21 ΡΕ1623536 acima como controlador de banda, mas em geral podem ser vários tipos de nós, como um servidor de centro de comutação de serviços móveis com media gateways (portas de conversão de meio), nó de suporte de GPRS (General Packet Radio Service) servidor com nó de suporte de gateway GPRS, etc.)· Para estes relações muitos-para-muitos as dependências entre diferentes acordos de nivel de serviço/especificação de nivel de serviço pode ser tratada de modo transparente para o operador de rede. Diferentes acordos de nível de serviço/especificações do nível de serviço pode significar para domínios diferentes ou diferentes tipos de acordo de nível de serviço/especificação do nível de serviço para o mesmo domínio. Embora a informação do acordo de nível de serviço/especificação do nivel de serviço seja distribuída, a imagem total é conhecida e pode ser utilizada para decisões de dependência entre o acordo de nível de serviço/especificação do nível de serviço, tais como a priorização em caso de sobrecarga/congestão, etc.

Isto também se aplica quando são utilizados diferentes conjuntos de nós de interface para cada um dos acordos de nível de serviço/especificações do nível de serviço. Por exemplo, um primeiro acordo de nivel de serviço/especificação do nível de serviço utiliza uma primeira, uma segunda e uma terceira media gateway, enquanto que um segundo acordo de nivel de serviço/especificação do nivel de serviço usa a primeira, a segunda e uma quarta media gateway. 0 primeiro e o segundo 22 ΡΕ1623536 media gateway são passíveis de considerar todo o estado para ambos o acordo de nível de serviço/especificação de nível de serviço ao fazer o controlo de admissão e tomar decisões de gestão das políticas.

Opcionalmente, os nós de interface podem pedir recursos adicionais de outros nós de interface. Isto pode ser feito através do envio ou multidifusão de uma mensagem de pedido de recursos para os outros nós de interface, especificando a quantidade de recursos adicionais que este nó de interface gostaria de alocar. Os outros nós de interface pode então responder com um simples "sim, permitido" ou com a quantidade de recursos que não irão disponibilizar, mas que o nó que faz o pedido pode então alocar como alternativa.

Além disso, opcionalmente, existe uma relação de muitos-para-muitos entre os controladores de banda e os nós periféricos. Ou seja, o controlador de banda e os nós periféricos são colocados em malha ou mesmo totalmente colocados em malha. Num tal cenário um primeiro controlador de banda poderia, por exemplo, pedir para usar temporariamente um router ou um nó que controla o tráfego IP e aplica as acções de acordo com o ponto de decisão da política. Em geral os pontos de aplicação da política enviam mensagens na forma de pedidos para o PDP, sendo que o PDP responde com decisões. A negociação da qualidade de serviço entre dois 23 ΡΕ1623536 parceiros, por exemplo cliente e provedor de rede ou dois provedores de rede, é feita através de SLAs (Service Levei Agreement - Acordo de Nivel de Serviço). Estes SLAs soletram requisitos de política para ambos os parceiros. Os SLAs são especificados nas especificações de nível de serviço. Um SLA de elevado nível é mapeado para uma representação de política pormenorizada de modo a ser usado pelos diferentes PDPs e PEPs. A 1ETF (Internet Engineering Task Force - Task Force de Engenharia da Internet), projecto de internet "Service Levei Specification Semantics, Parameters and negotiation requirements" de Julho de 2000, descreve um exemplo de um esboço para a definição de um formato SLS. Alguns exemplos de parâmetros num SLS são, o escopo, ou seja, o domínio ao qual o SLS se aplica, o identificador de fluxo, incluindo o Ponto de Código de Serviços Diferenciados, os ensaios de conformidade de tráfego, que é a especificação por exemplo dos parâmetros token bucket, o tratamento adicional que especifica como tratar o tráfego em excesso, e garantias de desempenho que definem as garantias de serviço que a rede oferece às sequências de pacotes correspondentes. Estes são basicamente os parâmetros de qualidade do serviço tal como descrito antes (largura de banda, atraso, instabilidade, e fiabilidade).

Para os fluxos de tráfego inter-domínio, os PDPs correspondentes podem negociar o requisitos de qualidade de serviço, por exemplo por meio do protocolo COPS. Além disso a CA2358230 descreve um processo para proporcionar uma 24 ΡΕ1623536 qualidade de serviço predefinida entre dois parceiros de comunicação, em que os dois parceiros de comunicação podem ser ligados através de uma primeira e uma segunda ligações de rede (ver caminhos diferentes nas figuras 1 e 2 da CA2358230) . 0 processo utiliza um acordo de nível de serviço numa especificação de nível de serviço para determinar uma qualidade de serviço (ver página 14, linha 30 - página 15 linha 10 de CA2358230).

No entanto, a técnica anterior descrita baseia-se num tratamento centralizado de requisitos de qualidade de serviço em ligações entre dois parceiros de comunicação. Isto pode conduzir a uma falta de fiabilidade e flexibilidade de operação.

Sumário da invenção É, portanto, objecto da invenção proporcionar um processo e meios para proporcionar uma qualidade de serviço predefinida entre dois parceiros de comunicação, com fiabilidade e flexibilidade cada vez maior.

Um parceiro de comunicações pode ser, por exemplo, um cliente, um servidor, um domínio, um operador, um nó, uma rede ou um dispositivo de computação.

Isto é alcançado pelo processo de acordo com a reivindicação 1, o nó periférico da reivindicação 9, e o controlador de banda da reivindicação 13, nó periférico, 25 ΡΕ1623536 que está em princípio sob o controlo de um segundo controlador de banda. Isso pode ser tratado por um simples pedido de recurso e resposta entre os controladores de banda correspondentes. 0 carregamento da informação relacionada pode ser proporcionado para ser passível de carregar para o uso de dispositivos no caso de vários operadores serem afectados. A figura 3 ilustra um nó periférico EN31 de acordo com a invenção, compreendendo uma unidade de controlo PU31 para controlar a qualidade de serviço da ligação de acordo com instruções recebidas de um controlador de banda, um armazenamento ST031 para armazenar as referidas instruções, uma unidade de entrada/saída I0U31 para proporcionar a ligação e receber as referidas instruções, e uma unidade de carga CU31 para a recolha de informação de carregamento relacionada com uma ligação. A unidade de entrada e saída do nó periférico pode ser adicionalmente adaptada para receber informações de nós de borda adicionais que proporcionam uma ligação entre os parceiros de comunicação e a sua unidade de controlo pode ser adaptada para processar a informação de acordo com instruções recebidas de um intermediário de largura de banda. A unidade de controlo pode ser adaptada para controlar a qualidade do serviço de uma ligação de acordo com as instruções recebidas de um controlador de banda 26 ΡΕ1623536 adicional, sendo que a unidade de entrada e saída pode ser adaptada para receber as referidas instruções.

Cada uma das unidades pode ser implementada por meio de hardware, um módulo de software ou uma combinação de ambos. A figura 4 representa um controlador de banda BB41 de acordo com a invenção. 0 controlador de banda BB41 compreende uma unidade de controlo PU41 adaptada para controlar nós periféricos para assegurar que a qualidade do serviço prestada nas ligações não excede os limites definidos na especificação de serviço, um ST041 de armazenamento para armazenar a especificação de serviço e uma unidade de entrada e saída I0U41 para comunicar com o nó periférico. A unidade de controlo pode ser adaptada para comunicar com um controlador de banda adicional e negociar um acordo de nível de serviço com o referido controlador de banda adicional. A unidade de entrada e saída pode ser adaptada para comunicar com nós periféricos por meio de multidifusão.

Lisboa, 20 de Abril de 2012

Claims (14)

1. ΡΕ1623536 1 REIVINDICAÇÕES 1. Processo para proporcionar uma qualidade de serviço predefinida entre dois parceiros de comunicação, em que os dois parceiros de comunicação estão ligados por pelo menos duas ligações, uma primeira ligação controlada por um primeiro nó periférico e uma segunda ligação controlada por um segundo nó periférico, e em que o processo é caracterizado por compreender os passos de: • receber ou definir um acordo de nivel de serviço numa especificação de nivel de serviço, • distribuir a especificação do nivel de serviço para o primeiro e o segundo nó periférico por meio de particionamento ou por meio de replicação; e • controlar o primeiro e o segundo nó periférico, assegurando assim que a soma da qualidade de serviço fornecida nas referidas ligações entre os dois parceiros de comunicação não excede os limites definidos na especificação do nivel de serviço.
2. 2. Processo de acordo com a reivindicação 1, em que o passo de controlo é realizado por um nó de controlo que está ligado ao primeiro e ao segundo nó periférico.
3. 3. Processo de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, em que pelo menos um dos referidos primeiro e segundo nós periféricos se encontram ligados a, e adaptados para serem controlados por mais do 2 ΡΕ1623536 que um nó de controlo, sendo que o nó de controlo pode controlar mais do que um nó periférico.
4. 4. Processo de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, em que no caso de particiona-mento o primeiro nó periférico comanda um primeiro tipo de pedidos de serviço e o segundo nó periférico comanda um segundo tipo de pedidos de serviço.
5. 5. Processo de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 3, em que em caso de replicação cada um dos nós periféricos comanda até uma certa quota-parte da qualidade de serviço permitido pelo acordo de nível de serviço.
6. 6. Processo de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, em que um nó de controlo é um controlador de banda (BB1, BB2, BB3).
7. 7. Processo de acordo com a reivindicação 6, em que o controlador de banda (BB1, BB2, BB3) comunica com nós periféricos (ER1, ER2, ER3) usando multidifusão.
8. 8. Nó periférico (EN31) para proporcionar uma ligação com uma qualidade de serviço predefinida entre dois parceiros de comunicação, que compreende uma unidade de controlo (PU31) para controlar a qualidade de serviço da ligação de acordo com instruções recebidas de um controlador de banda (BB41), um armazenamento (ST031) para 3 ΡΕ1623536 armazenar as referidas instruções, e uma unidade de entrada e saída (I0U31) para proporcionar a ligação e receber as referidas instruções; caracterizado por, as instruções recebidas do controlador de banda (BB41) representarem uma especificação particionada ou de nível de serviço replicada; e o nó periférico (EN31) se encontrar activado para controlar a qualidade de serviço na referida ligação com base na referida especificação particionada ou de nível de serviço replicado para assegurar que a soma da qualidade de serviço fornecida nas referidas ligações entre os dois parceiros de comunicação não excede os limites definidos na especificação do nível de serviço.
9. 9. Nó periférico (EN31) de acordo com a reivindicação 8, em que a unidade de entrada e saída (I0U31) se encontra adicionalmente adaptada para receber informações de nós periféricos que proporcionam uma ligação adicional entre os parceiros de comunicação e em que a unidade de controlo (PU31) se encontra adaptada para processar a informação de acordo com as instruções (SLS) recebidas de um controlador de banda (BB41).
10. 10. Nó periférico (EN31) de acordo com qualquer das reivindicações 8 ou 9, em que a unidade de controlo (PU31) se encontra adaptada para controlar a qualidade do serviço da ligação de acordo com as instruções recebidas de um controlador de banda adicional, sendo que a unidade de 4 ΡΕ1623536 entrada e saída (I0U31) se encontra adaptada para receber as referidas instruções.
11. 11. Nó periférico (EN31) de acordo com qualquer das reivindicações 8 a 10, que compreende adicionalmente uma unidade de carga (CU31) para recolha de informação de carga relacionada com a ligação.
12. 12. Controlador de banda (BB41) de uma rede, caracterizado por o controlador de banda se encontrar realizado para proporcionar uma qualidade de serviço em pelo menos duas ligações entre dois parceiros de comunicação de acordo com um acordo de nível de serviço definido em pelo menos uma especificação de serviço; sendo que o controlador de banda compreende: um armazenamento (ST041) para armazenar a especificação de serviço; uma unidade de entrada e saída (IOU41) para distribuir a especificação do nível de serviço a um primeiro e um segundo nó periférico que comanda as referidas pelo menos duas ligações; e uma unidade de controlo (PU41) adaptada para controlar os referidos nós periféricos para assegurar que a qualidade do serviço prestado nas ligações não excede os limites definidos na especificação de serviço.
13. 13. Controlador de banda (BB41) de acordo com a reivindicação 12, em que a unidade de controlo (OU41) se encontra adaptada para comunicar com um controlador de 5 ΡΕ1623536 banda adicional e negociar o acordo de nivel de serviço com o referido controlador de banda adicional.
14. 14. Controlador de banda (BB41) de acordo com as reivindicações 12 ou 13, em que a unidade de entrada e saida (I0U41) se encontra adaptada para comunicar com os referidos nós periféricos por meio de multidifusão. Lisboa, 20 de Abril de 2012