11 Número de publicación: Int. Cl. 7 : H04L 12/ Inventor/es: Couturier, Alban. 74 Agente: Díez de Rivera y Elzaburu, Ignacio

Transcripción

1 19 OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS ESPAÑA 11 Número de publicación: Int. Cl. 7 : H04L 12/6 12 TRADUCCIÓN DE PATENTE EUROPEA T3 86 Número de solicitud europea: Fecha de presentación: Número de publicación de la solicitud: Fecha de publicación de la solicitud: Título: Control multidominio de acceso de flujo de datos asociado con criterios de calidad de servicio. Prioridad: FR Titular/es: ALCATEL 4, rue La Boétie 7008 Paris, FR 4 Fecha de publicación de la mención BOPI: Inventor/es: Couturier, Alban 4 Fecha de la publicación del folleto de la patente: Agente: Díez de Rivera y Elzaburu, Ignacio ES T3 Aviso: En el plazo de nueve meses a contar desde la fecha de publicación en el Boletín europeo de patentes, de la mención de concesión de la patente europea, cualquier persona podrá oponerse ante la Oficina Europea de Patentes a la patente concedida. La oposición deberá formularse por escrito y estar motivada; sólo se considerará como formulada una vez que se haya realizado el pago de la tasa de oposición (art del Convenio sobre concesión de Patentes Europeas). Venta de fascículos: Oficina Española de Patentes y Marcas. C/Panamá, Madrid

2 DESCRIPCIÓN Control multidominio de acceso de flujo de datos asociado con criterios de calidad de servicio. 1 La presente invención se refiere a la gestión de la calidad de servicio en una red de datos. Se aplica, en concreto, a las redes de datos formadas por varios dominios, que permiten el suministro de diferentes servicios, como la transmisión de la voz, de datos, de vídeo, etc. Una tal red puede ser, por ejemplo, una red basada en los protocolos de la familia TCP / IP (Protocolo de Control de Transporte / Protocolo de Internet - Transport Control Protocol / Internet Protocol ), es decir, del tipo comúnmente denominado de Internet. Ciertos servicios necesitan una reserva expresa de recursos en el seno de la red. En efecto, ciertas redes, tales como la Internet, han sido previstas para transmitir datos, pero no la voz ni vídeo. En el seno de la Internet, las transmisiones se realizan bajo la forma de paquetes, de tal manera que cada paquete es encaminado independientemente de los otros. Ahora bien, por ejemplo, la transmisión de voz y de vídeo necesita reducir al mínimo la proporción de pérdida de paquetes, así como el retardo de la transmisión, y ello con el fin de garantizar la comodidad de escucha o de visión suficiente para el destinatario de la transmisión. Esta minimización de la dispersión y del retardo se realiza, convencionalmente, mediante la reserva de recursos en el seno de los nodos de la red (o centros de encaminamiento). De manera convencional, el terminal que desea una cierta calidad de servicio para un cierto flujo, transmite una petición de calidad de servicio antes de enviar los paquetes correspondientes a este flujo En lo que sigue, se entiende por flujo un micro-flujo, es decir, un conjunto de paquetes caracterizado convencionalmente por un quinteto: el protocolo utilizado, la dirección y el acceso o puerta del emisor, y la dirección y la puerta del destinatario. Por lo general, esta petición de calidad de servicio es una petición de reserva de recursos, por ejemplo, de conformidad con el protocolo RSVP (Protocolo de Reserva - ReSerVation Protocol ), tal como la definida por la RFC (Petición de Comentarios - Request For Comments ) 2 del IETF (Grupo de Trabajo de Ingeniería de Internet - Internet Engineering Task Force ). De acuerdo con este protocolo RSVP, cada centro de encaminamiento que recibe una petición de reserva de recursos debe, en un primer tiempo, verificar que dispone de los recursos solicitados y encaminar la petición de acuerdo con los algoritmos de encaminamiento convencionales. La petición de reserva de recursos recorre, de esta forma, el camino que será normalmente el de los paquetes del flujo, hasta el destinatario. Éste transmite entonces una respuesta al emisor inicial, que va a remontar el camino. En el momento de este segundo paso, cada centro de encaminamiento ha de reservar, efectivamente, los recursos solicitados. Este protocolo presenta un inconveniente importante por el hecho de que necesita, para cada petición de calidad de servicio dirigida a una red, la reserva de recursos en un conjunto importante de centros de encaminamiento, y, en la práctica, el mantenimiento de un contexto de tratamiento en el seno de cada centro de encaminamiento. Este inconveniente es resuelto por la arquitectura DiffServ (modelo de Servicios Diferenciados - Differentiated Services model ), tal y como se define por la RFC 247 del IETF (Grupo de Trabajo de Ingeniería de Internet - Internet Engineering Task Force ). De acuerdo con esta arquitectura, las peticiones de calidad de servicio se llevan a la práctica mediante la asignación de prioridades, denominadas, en este contexto, colores, a cada paquete del flujo. Los centros de encaminamiento que reciben paquetes así coloreados (es decir, a los que se ha asignado una prioridad) deben tratarlos de forma prioritaria. Sin embargo, estas dos soluciones se complementan, de tal manera que las soluciones del estado de la técnica pueden poner en práctica los dos protocolos simultáneamente, a fin de aprovechar sus respectivas ventajas. Un ejemplo de puesta en práctica de una tal solución del estado de la técnica se presenta en la Figura 1. Tal estado de la técnica se describe, por ejemplo, en la RFC 2998, titulada Un marco general para el funcionamiento de servicios integrados en redes DiffServ ( A Framework for Integrated Services Operation over DiffServ Networks ) y adoptada en noviembre de 0 por el IETF. Un terminal T 1 está conectado a un dominio N 1 que comprende centros de encaminamiento R 1, R 2 y R 3. Un terminal T 2 está conectado a un dominio N 2 que comprende centros de encaminamiento R 4, R y R 6. Si el terminal T 1 quiere transmitir un flujo de datos que necesita una cierta calidad de servicio, al terminal T 2 (por ejemplo, una sesión multimedia que necesita una velocidad de transmisión mínima), emite una petición de reserva de recursos de conformidad con el protocolo RSVP. 2

3 Esta petición de reserva de recursos es recibida y tratada, a continuación, por el centro de encaminamiento R 1. Éste verifica que dispone efectivamente de los recursos internos suficientes (es decir, un valor de velocidad de transmisión de salida superior a un umbral especificado por la petición de reserva de recursos). Llegado el caso, la petición de reserva de recursos es transmitida al siguiente centro de encaminamiento, que podrá tratarla, en el límite de la red DiffServ. La respuesta vuelve, de manera convencional, al centro de encaminamiento R 1, que puede transmitirla entonces al terminal T 1, indicándole de esta forma que la reserva de recursos efectivamente se ha llevado a cabo. El terminal T 1 transmite entonces los paquetes del flujo hacia el terminal destinatario T 2. Al ser recibidos, el centro de encaminamiento R 1 les asigna una prioridad en función de la petición de reserva de recursos recibida con anterioridad. 1 2 Como se ha mencionado anteriormente, esta asignación de prioridad es, convencionalmente, de conformidad con la arquitectura DiffServ. Los paquetes prioritarios son entonces encaminados hacia el seno del dominio N 1 y después al del dominio N 2, pasando por los centros de encaminamiento R 1, R 3, R 4 y R 6. Cada uno de estos centros de encaminamiento trata los paquetes en función de las prioridades que les están asignadas. Esta solución del estado de la técnica presenta un problema importante debido a que la verificación de los recursos disponibles tan solo se efectúa por el primer centro de encaminamiento R 1. También, en caso de que se dé inicio a dos paquetes de calidad de servicio en dos centros de encaminamiento fronterizos o limítrofes diferentes, por ejemplo, en los centros de encaminamiento R 1 y R 2, o bien R 1 y R, es posible que ocurra que una imposibilidad de satisfacer esta calidad de servicio por parte de otro centro de encaminamiento no pueda ser detectada. Las dos peticiones de calidad de servicio serán entonces puestas en conformidad, en el caso de que una de las dos, o incluso las dos, no puedan ser satisfechas. Otro ejemplo se describe en el documento XP El objeto de la invención consiste en resolver este problema, en particular en el caso de que se vean implicados varios dominios. 3 Con el fin de llevar esto a cabo, la invención propone trasladar la función de verificación de los recursos disponibles a un único dispositivo, denominado controlador de admisión. Más precisamente, la invención tiene por objeto un controlador de admisión en un dominio de una red de datos, de tal manera que este dominio posee un conjunto de centros de encaminamiento. El controlador de admisión se caracteriza por que posee: Medios de recepción destinados a recibir una petición de calidad de servicio, los cuales contienen informaciones relativas al punto de entrada del flujo de paquetes asociado a esta petición de calidad de servicio en el dominio, Medios de determinación de un punto de salida correspondiente a la petición de calidad de servicio, Medios de transmisión de una petición de calidad de servicio modificada al controlador de admisión asociado al dominio de salida correspondiente al punto de salida, al insertar en él informaciones relativas al punto de entrada del flujo de paquetes en el dominio de salida. De acuerdo con una realización práctica de la invención, el controlador de admisión comprende, además, medios de verificación destinados a determinar si la petición de calidad de servicio puede ser satisfecha por el dominio. Esta determinación puede hacerse, por ejemplo, en función de conocimientos acerca de los recursos utilizados en el dominio, o bien de acuerdo con una heurística macroscópica. Al centralizar todas las peticiones de calidad de servicio dirigidas a un dominio en un único controlador de admisión, éste último está en condiciones de conocer la utilización que se hace de los recursos del dominio y, por tanto, de poner en conformidad o no las peticiones de calidad de servicios sin generar los problemas del estado de la técnica anteriormente expuestos. Los controladores de admisión de los diferentes dominios pueden intercambiar informaciones relativas a las peticiones de calidad de servicio. En particular, se transmiten informaciones relativas al punto de entrada de los flujos de paquetes asociados a las peticiones de calidad de servicio, con el fin de poder determinar el encaminamiento de estos flujos de datos. La invención y sus ventajas se pondrán de manifiesto de manera más clara en la descripción que sigue, en relación con las figuras que se acompañan. 3

4 La Figura 1, ya comentada, representa el estado de la técnica en materia de control de admisión en una red formada por varios dominios. 1 2 La Figura 2 ilustra una realización práctica de la invención, que utiliza controladores de admisión centralizados. En el ejemplo de la Figura 2, el terminal T 1 desea iniciar una sesión multimedia con el terminal T 2. El terminal T 1 está conectado a un dominio N 1 y el terminal T 2 a un dominio N 2. La sesión multimedia precisa una cierta calidad de servicio. El terminal T 1 transmite, por tanto, una petición de calidad de servicio m 1 al centro de encaminamiento R 1 al que está conectado. Esta petición de calidad de servicio m 1 está, típicamente, en conformidad con el protocolo RSVP. No obstante, es importante destacar que la invención puede, igualmente, ponerse en práctica en el marco de una red puramente DiffServ. De acuerdo con la invención, este centro de encaminamiento (o cualquier otro equipo) R 1 intercepta esta petición de calidad de servicio y la transmite al controlador de admisión AC 1 en forma de un mensaje m 2. Esta petición de calidad de servicio m 2 puede, por ejemplo, ser de conformidad con el protocolo de COPS, tal como se define por la RFC 2748, titulada El COPS ( The COPS ) (Servicio de Política Abierta Común - Common Open Policy Service ), adoptado por el IETF en enero de 00. El centro de encaminamiento R 1 puede insertar en él informaciones que le caractericen, por ejemplo, su dirección de IP (Protocolo de Internet - Internet Protocol ), si bien, en el caso general, el controlador de admisión AC 1 dispone de los conocimientos suficientes para asociar él mismo estas informaciones en la petición de calidad de servicio. El controlador de admisión AC 1 está asociado al dominio N 1. Dispone de medios de recepción destinados a recibir esta petición de calidad de servicio m 2 y a tomar conocimiento de las informaciones relativas al punto de entrada del flujo de paquetes asociado a la petición de calidad de servicio, en el dominio N 1. De esta forma, puede saber que este flujo de datos ha llegado al centro de encaminamiento R 1. El controlador de admisión AC 1 dispone de medios para la determinación de un punto de salida del flujo de paquetes correspondiente a esta petición de calidad de servicio Estos medios de determinación pueden comprender el conocimiento de los recursos internos del dominio N 1 y, más particularmente, la topología de los centros de encaminamiento que lo componen. Conociendo esta topología, así como el punto de entrada de la petición de calidad de servicio, el controlador de admisión AC 1 puede determinar el punto de salida correspondiente. Para hacer esto, puede aplicar simplemente una determinación del camino buscando, centro de encaminamiento por centro de encaminamiento, el centro de encaminamiento próximo. Esto puede llevarse a cabo resolviendo o determinando la dirección de IP (Protocolo de Internet) de destino del flujo de paquetes con las tablas de encaminamiento de los centros de encaminamiento que habrá recuperado con la topología de la red. Puede también determinar la salida conociendo todas las informaciones de encaminamiento de BGP (Protocolo de Pasarela de Frontera - Border Gateway Protocol ) que circulan entre los centros de encaminamiento de borde ( Border routeurs ) del dominio. En el caso de una red configurada para representar canales o conducciones de borde a borde, por ejemplo, de tipo de MPLS (Conmutación de Etiquetas de Protocolo Múltiple - Multi-Protocol Label Switching ), sólo es necesario el conocimiento del canal (o Camino de Conmutación de Etiquetas - Label Switch Path -, de acuerdo con la terminología propia del mecanismo de MPLS) para determinar la salida. Para hacer esto, el controlador de admisión ha de conocer la tabla de encaminamiento y las reglas de determinación del canal en el centro de encaminamiento. Conociendo este punto de salida, es capaz de determinar, por una parte, el dominio de salida y, por otra parte, el punto de entrada en este dominio de salida. En el ejemplo de la Figura 2, el dominio de salida es el dominio N 2 y el punto de entrada pertenece al centro de encaminamiento R 4. El punto de entrada en el dominio de salida está caracterizado por el identificador del centro de encaminamiento de entrada, R 3 (por ejemplo, su dirección de IP). Según la arquitectura de calidad de servio (QoS) empleada, puede estar caracterizado, además de por el identificador del centro de encaminamiento, por una información de nivel 1 ó 2, en el sentido del modelo OSI (Interconexión de Sistemas abiertos - Open Systems Interconnection ), por ejemplo, un identificador de plano físico, del circuito virtual ATM, una etiqueta (o Label ) de MPLS (Conmutación de Etiquetas de Protocolo Múltiple - Multi-Protocol Label Switching ), etc. Estas informaciones relativas al punto de entrada en el dominio de salida son insertadas en una petición de calidad de servicio modificada m 3, transmitida al controlador de admisión AC 2 asociado al dominio de salida N 2. El controlador de admisión AC 2 recibe entonces una petición de calidad de servicio m 3 que comprende el punto de entrada en su dominio. Puede, por tanto, determinar, su punto de salida. 4

5 En el caso de que el flujo de datos que constituye el vehículo de la sesión multimedia deba atravesar un número mayor de dominios, la petición de calidad de servicio será transmitida, de esta forma, de controlador de admisión en controlador de admisión. 1 2 De acuerdo con una realización práctica de la invención, los controladores de admisión (o una parte de ellos) pueden comprender, además, medios de verificación destinados a determinar si la petición de calidad de servicio puede ser satisfecha por su dominio asociado. De acuerdo con un primer modo de realización, esta determinación puede hacerse en función de conocimientos acerca de los recursos utilizados en el dominio. Estos recursos internos pueden ser suministrados por un sistema de gestión de red. Éstos pueden comprender, en particular, las bandas de las conexiones (o de una parte de las conexiones) que pasan entre los centros de encaminamiento constitutivos del dominio. De acuerdo con un segundo modo de realización, esta determinación puede llevarse a cabo de acuerdo con una heurística macroscópica. Esta heurística puede consistir simplemente en considerar que el dominio puede satisfacer un número predefinido de peticiones de calidad de servicio. La determinación consiste entonces en contar sencillamente el número de peticiones de calidad de servicio recibidas (y aún en vigor), y en verificar que este número permanece inferior al número previamente definido. Si un controlador de admisión determina que la petición de calidad de servicio no puede satisfacerse, puede detener su propagación hacia el controlador de admisión siguiente: en efecto, para que se alcance la calidad de servicio deseada, es necesario que todos los dominios atravesados puedan satisfacer la petición de calidad de servicio. Puede entonces dirigir un mensaje de respuesta al controlador de admisión que le ha transmitido la petición de calidad de servicio, a fin de indicarle que no se ha satisfecho la petición de calidad de servicio. Éste último puede entonces elegir otro dominio para conseguir encaminar el flujo de paquetes hasta el destinatario. 3 En el caso de que todos los controladores de admisión de la cadena decidan que su dominio correspondiente puede satisfacer la petición de calidad de servicio, el último de la cadena transmite al controlador de admisión precedente un mensaje de respuesta que indica que se ha satisfecho esta petición de calidad de servicio. Este mensaje de respuesta se propaga en el sentido opuesto al de la petición de calidad de servicio, hasta el primer controlador de admisión y, a continuación, hasta el centro de encaminamiento a través del cual ha llegado esta petición de calidad de servicio. Este centro de encaminamiento tiene entonces la seguridad de que la calidad de servicio solicitada por el terminal puede ser satisfecha hasta el terminal destinatario (o hasta los terminales destinatarios). Puede entonces autorizar la transmisión del flujo de datos correspondiente a la sesión multimedia

6 REIVINDICACIONES Un controlador de admisión (AC 1, AC 2 ), ubicado en un dominio (N 1, N 2 ) de una red de datos, de manera que dicho dominio posee un conjunto de centros de encaminamiento (R 1, R 2,..., R ), caracterizado por que posee: Medios de recepción destinados a recibir todas las peticiones de calidad de servicio (m 2 ) concernientes a dicho dominio, de tal manera que cada petición de calidad de servicio contiene informaciones relativas al punto de entrada del flujo de paquetes asociado a dicha petición de calidad de servicio en dicho dominio, Medios de determinación de un punto de salida correspondiente a dicha petición de calidad de servicio, Medios de transmisión de una petición de calidad de servicio modificada (m 3 ) al controlador de admisión asociado al dominio de salida correspondiente a dicho punto de salida, al insertar en él informaciones relativas al punto de entrada de dicho flujo de paquetes en dicho dominio de salida. 2. Un controlador de admisión de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende además medios de verificación destinados a determinar si dicha petición de calidad de servicio puede ser satisfecha por dicho dominio. 3. Un controlador de admisión de acuerdo con la reivindicación precedente, en el cual dicha determinación se lleva a cabo en función de conocimientos acerca de los recursos utilizados en dicho dominio. 4. Un controlador de admisión de acuerdo con la reivindicación 2, en el cual dicha determinación se lleva a cabo según una heurística macroscópica

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