ES2221473T3 - Metodo y dispositivo de comunicacion. - Google Patents

Metodo y dispositivo de comunicacion.

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ES2221473T3 ES99965583T ES99965583T ES2221473T3 ES 2221473 T3 ES2221473 T3 ES 2221473T3 ES 99965583 T ES99965583 T ES 99965583T ES 99965583 T ES99965583 T ES 99965583T ES 2221473 T3 ES2221473 T3 ES 2221473T3
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Abstract

Un método para controlar una comunicación orientada en unidades de datos entre un remitente y un receptor de acuerdo con un protocolo de comunicación predeterminado, donde dicho remitente divide una cantidad de datos a ser enviados en una o más unidades de datos que tienen una estructura determinada por dicho protocolo, dicho receptor acusa recibo de la correcta recepción de las unidades de datos, devolviendo para ello unidades de datos de acuse de recibo a dicho remitente, dichas unidades de datos son enviadas por dicho remitente de acuerdo con un procedimiento de control del flujo conducido sobre la base de uno o más parámetros de adaptación y dichas unidades de datos de acuse de recibo, y dicho procedimiento de control del flujo comprende un mecanismo de detección de pérdida de datos capaz de detectar pérdida de datos en dicha comunicación, siendo disparado dicho mecanismo de detección de pérdida de datos para indicar la pérdida potencial de datos por uno o más acontecimientos predeterminados, donde en respuesta al disparo de dicho mecanismo de detección de pérdida de datos se lleva a cabo un procedimiento de respuesta correspondiente (S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7), el cual comprende la retransmisión (S3) de una unidad de datos dada, caracterizado porque dicho procedimiento de respuesta (S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7) comprende al menos dos modos diferentes (S6, S7) para adaptar dichos uno o más parámetros de adaptación, y comprende una decisión (S5) sobre cuál de dichos al menos dos modos (S6, S7) elegir para adaptar dichos parámetros de adaptación, efectuándose dicha decisión (S5) sobre la base de una o más unidades de datos de acuse de recibo recibidas por dicho remitente después de haber retransmitido dicha unidad de datos dada.

Description

Método y dispositivo de comunicación.
Este presente invento se refiere a un dispositivo y un método de comunicación, en donde se efectúa una comunicación orientada en unidades de datos entre un remitente y un receptor, operando dicho remitente y dicho receptor de acuerdo con un protocolo de comunicación predeterminado.
La comunicación orientada en unidades de datos es bien conocida. En la comunicación orientada en unidades de datos se divide una cantidad de datos en una o más unidades de datos, donde la estructura de las unidades de datos está definida por un protocolo de comunicación al cual se adhieren el remitente y el receptor en la comunicación. El protocolo define también cómo ha de ser codificada la información específica, y cómo pueden reaccionar el remitente y/o el receptor a información específica. La comunicación orientada en unidades de datos es también conocida como comunicación de intercambio de paquetes. Es de hacer notar que las unidades de datos usadas en relación con protocolos específicos tienen diferentes nombre, tales como paquetes, cuadros, segmentos, etc. Para los fines de la presente descripción, la expresión "unidad de datos" se referirá genéricamente a todo tipo de unidades usadas en la comunicación orientada en unidades de datos.
Una característica que se usa en muchos protocolos de comunicación para aumentar la fiabilidad es la del acuse de recibo de los datos recibidos. Más concretamente, un remitente o examinador de remisión del protocolo dado envía unidades de datos, y el receptor o examinador de recepción del protocolo dado acusa recibo de la recepción correcta, devolviendo para ello unidades de datos de acuse de recibo apropiadas. De este modo, el examinador de remisión es informado de que las unidades de datos que fueron enviadas fueron también correctamente recibidas, y puede ajustar en consecuencia el control del flujo de las demás unidades de datos a ser enviadas. Un ejemplo de protocolo en el que se usa acuse de recibo de las unidades de datos es el denominado protocolo de control de transmisión (TCP), el cual es una parte de las series de protocolos TCP/IP.
El protocolo de control de transmisión y la serie de protocolos TCP/IP se han descrito bien en, por ejemplo, el texto titulado "TCP/IP Illustrated", Volumen 1 - "The Protocols", de W. Richard Stevens, Addison-Wesley, 1994.
Con objeto de hacer frente al hecho de que se pueden perder unidades de datos o acuses de recibo de unidades de datos, en muchos protocolos se proporciona una característica de retraso. Tal característica de retraso significa que se establece un período de retraso cuando se envían los datos, y si no se ha acusado recibo de los datos específicos para el momento en que expire el período de retraso, se inicia un procedimiento de respuesta de retraso. En el protocolo TCP, la respuesta de retraso consiste en retransmitir los datos de los que no se haya acusado recibo, y restablecer uno o más parámetros de control del flujo.
Como un ejemplo, en el protocolo TCP se hace uso de un control del flujo basado en la ventana. El TCP es un protocolo orientado en octetos que divide un número dado de octetos a ser enviados en los denominados segmentos, y se mantiene un registro de los datos enviados en términos de octetos, es decir, hasta cuál de los octetos fueron enviados los datos, y se mantiene también un registro de los datos recibidos en términos de octetos, es decir, hasta qué octetos fueron recibidos los datos. El modo más simple de controlar el flujo de segmentos en relación con el acuse de recibo de mensajes sería enviar un segmento y no enviar el segmento siguiente hasta que se hubiese acusado recibo del último segmento enviado. Tal método de control del flujo no sería sin embargo muy eficiente. Como ya se ha mencionado, en el protocolo TCP se hace uso del control del flujo basado en ventana, al cual se le denomina también como un control del flujo de acuerdo con ventanas deslizantes. Este concepto está también bien descrito en el texto antes citado de W. Richard Stevens.
En la Fig. 2 se ha ilustrado el concepto de ventanas deslizantes. Como puede verse, se ha de enviar una cantidad de 8.192 octetos en el ejemplo, donde esta cantidad se divide en segmentos. la remisión de segmentos se controla de acuerdo con la ventana de envío, donde el extremo de la izquierda de la ventana de envío está definido por los datos contenidos en los segmentos que han sido enviados y de los que ya se ha acusado recibo. En el ejemplo de la Fig. 2, estos son los datos hasta los 2.048 octetos, es decir, los segmentos 1 y 2. El ajuste de la longitud de la ventana de enviar, y por lo tanto del extremo de la derecha de la ventana, es cuestión del procedimiento de control, lo que no es necesario explicar aquí con detalle.
La ventana de enviar define la cantidad de datos que pueden tener pendiente su correspondiente acuse de recibo. En el ejemplo de la Fig. 2, los datos hasta los 4.96 octetos, es decir, los segmentos 3 y 4, han sido enviados y todavía no se ha acusado recibo de los mismos, y la diferencia entre tales segmentos enviados y de los que no se ha acusado recibo y el extremo de la derecha de la ventana de enviar, define la ventana utilizable, es decir, los datos que todavía pueden ser enviados sin que se haya recibido ningún otro acuse de recibo. En consecuencia, en el ejemplo de la Fig. 2 se pueden seguir enviando todavía los segmentos 5 y 6, pero los segmentos 7 y 8 solamente pueden ser enviados si se mueve la ventana hacia la derecha, lo cual ocurre si se acusa recibo de otro segmento, de tal modo que el extremo de la izquierda se mueve hacia la derecha y/o se aumenta la longitud de la ventana de enviar.
Además, es de hacer notar que el protocolo TCP proporciona acuses de recibo acumulativos, es decir, que no existe una correspondencia de uno a uno entre los segmentos y los acuses de recibo para los segmentos, puesto que un mensaje de acuse de recibo puede cubrir una pluralidad de segmentos. Como ejemplo, el examinador de recepción para la cantidad de datos ilustrados en la Fig. 2 podría enviar un acuse de recibo de los octetos hasta el 4.96, de tal modo que ese mensaje de acuse de recibo cubriría ambos segmentos, el 3 y el 4.
La ventana de enviar usada por el examinador de remisión estará típicamente determinada por la denominada ventana ofrecida o anunciada, la cual es una longitud de datos proporcionados al examinador de remisión por el examinador de recepción. De este modo, el examinador de recepción puede influir sobre cuantos segmentos enviará el examinador de remisión de una vez, y típicamente la ventana anunciada será calculada sobre la base del almacenamiento de recepción del examinador de recepción. Además, la ventana anunciada es un parámetro dinámico que puede ser cambiado con cada acuse de recibo enviado por el examinador de recepción.
Más allá de la ventana anunciada, es también conocido definir la denominada ventana de congestión, la cual se usa en relación con varias rutinas de control de congestión, tales como la de arranque lento, evitación de la congestión, retransmisión rápida y recuperación rápida, véase también, por ejemplo, el texto antes mencionado de W. Richard Stevens. La ventana de congestión es un registro que mantiene el examinador de remisión, y está destinada a tomar en consideración la congestión a lo largo de la conexión entre el examinador de remisión y el examinador de recepción. Como mecanismo de control típico, se definirá la ventana de remisión como la menor de entre la ventana anunciada y la ventana de congestión.
Mientras que la ventana anunciada es un control del flujo impuesto por el examinador de recepción, la ventana de congestión es un control del flujo impuesto por el examinador de remisión, como un mecanismo para tener en cuenta la congestión.
En un sentido general, la ventana de congestión es un ejemplo de un parámetro de control del flujo de adaptación. En el protocolo TCP la respuesta de retraso antes mencionada consiste en restablecer la ventana de congestión a un segmento y luego enviar por consiguiente solamente un segmento, es decir, retransmitir el segmento del que no hubo acuse de recibo y que por ello originó el retraso. El examinador de remisión espera entonces el acuse de recibo de dicho segmento retransmitido.
Otro ejemplo de un parámetro de control del flujo de adaptación es el propio período de retraso, el cual, por ejemplo en el protocolo TCP, se denomina RTO (Retransmisión del Retraso). El RTO se duplica como respuesta a un retraso.
Como se ha mencionado ya, la característica de retraso es un mecanismo de detección de pérdida de datos. Existen otros mecanismos de detección de pérdida de datos. Otro ejemplo es el de la retransmisión de unidades de datos en el protocolo TCP en respuesta a la detección de acuses de recibo duplicados. Este mecanismo se explicará brevemente en lo que sigue.
Como se ha mencionado ya (véase, por ejemplo, la Fig. 2), una cantidad de datos a ser enviados se divide en una secuencia. Las ejecuciones usuales del protocolo TCP se disponen de tal modo que si el examinador de recepción ha recibido y acusado recibo de una cierta cantidad de datos hasta un octeto dado (un cierto número de segmentos consecutivos), el mismo espera los datos que están a continuación en la secuencia. Por ejemplo, si han sido recibidos los segmentos hasta el segmento 4, entonces se acusa recibo del segmento 4 y el examinador de recepción espera recibir el segmento 5. Si el mismo recibe entonces otra unidad de datos que sea diferente al segmento 5 (por ejemplo, los segmentos 6, 7 y 8), continúa acusando recibo del segmento 4 para cada unidad de datos que recibe. Como consecuencia, el examinador de remisión recibe acuses de recibo duplicados. Corrientemente, el protocolo de TCP se ejecuta de tal modo que el examinador de remisión contará el número de acuses de recibo duplicados, y si se alcanza un cierto valor umbral (por ejemplo, de 3), entonces la unidad de datos siguiente en la secuencia a la unidad de datos para la cual fueron recibidos los acuses de recibo duplicados se retransmite.
En el documento WO 98/37670 se describe un método para mejorar las actuaciones del protocolo de transporte en redes que tienen enlaces con pérdidas. Se dice que los remitentes usuales en una comunicación identifican que se ha perdido un paquete debido a la congestión ya sea por la llegada de acuses de recibo duplicados o ya sea por la ausencia de un acuse de recibo dentro de un intervalo de retraso. Como reacción a la congestión, se llevan a cabo esquemas de control apropiados en el remitente, tales como de arranque lento, de recuperación rápida, y de retransmisión rápida. En el documento WO 98/37670 se llega a señalar que cuando hay fallos en la recepción de paquetes transmitidos por razones que no sean la de la congestión, las medidas de compensación por congestión pueden ser perjudiciales.
En el documento WO 98/37670 se sugiere el uso de acuses de recibo selectivos que indican qué paquetes fueron recibidos satisfactoriamente y cuáles fueron recibidos con errores de bits no debidos a la congestión, mientras que se suprimen los acuses de recibo duplicados para evitar que se invoque un mecanismo de congestión.
En el artículo titulado "A comparison of Mechanisms for Improving TCP Performance over Wireless Links" (Comparación de Mecanismos para Mejorar las actuaciones del Protocolo TCP por Enlaces Inalámbricos``) de H. Balakrishnan y otros, publicado en las "IEEE/ACM Transactions on Networking", Vol. 5, Nº 6, 12/1997, XP-000734405, se describe un esquema similar al del documento WO 98/37670. Además de acuses de recibo selectivos, en este artículo se menciona también la notificación explícita de pérdida (ELN).
El objeto del presente invento es mejorar la comunicación en un sistema en el que se use un protocolo de comunicación que especifique el acuse de recibo de datos enviados y que especifique una función de detección de pérdida de datos, tal como una función de retraso o una función de respuesta a acuse de recibo duplicado.
Este objeto se consigue por un método tal como el descrito en la reivindicación 1, y mediante un dispositivo como el descrito en la reivindicación 27. En las reivindicaciones subordinadas se describen realizaciones ventajosas.
De acuerdo con el presente invento, un remitente en una comunicación llevará a cabo un procedimiento de respuesta en respuesta a un acontecimiento que dispare un mecanismo de detección de pérdida de datos, donde el procedimiento de respuesta comprende al menos dos modos diferentes para adaptar los parámetros de adaptación usados en un control del flujo. De este modo, el método y el dispositivo del presente invento son sumamente flexibles en su gestión de acontecimientos de disparo, y pueden ser ejecutados especialmente de tal modo que se pueda elegir el procedimiento de respuesta dependiendo de varias causas potenciales del acontecimiento de disparo, de tal manera que se puedan invocar medidas de respuesta correcta para una situación dada, y por consiguiente se puedan evitar medidas que pudieran realmente agravar situaciones que pueden producirse después de que haya sido disparado un mecanismo de detección de pérdida de datos.
El mecanismo de detección de pérdida de datos es un mecanismo que es capaz de detectar una pérdida de datos. Son ejemplos un mecanismo de retraso o un mecanismo de acuse de recibo duplicado. Naturalmente, el invento puede ser aplicado a cualquier mecanismo de detección de pérdida de datos adecuado.
De acuerdo con el presente invento, un procedimiento de respuesta comprende al menos dos modos diferentes de adaptar los parámetros de adaptación usados en el control del flujo. Como ejemplo, que constituye una realización preferida, hay dos modos, los cuales están asociados, respectivamente, a diferentes causas de un retraso o a un número predeterminados de acuses de recibo duplicados (por ejemplo, los 3 antes mencionados). Más concretamente, un primer modo está asociado con la pérdida de una unidad de datos, y el segundo modo está asociado con un retardo excesivo a lo largo de la conexión. Debido al uso de dos modos diferentes, es posible adaptar los parámetros como sea apropiado para la causa del retraso o de los acuses de recibo duplicados. En consecuencia, el procedimiento de control del flujo contendrá uno o más pasos de evaluación y juicio, en los cuales se cualifica el acontecimiento de disparo, por ejemplo, se lleva a cabo una categorización respecto a qué fue lo que originó el acontecimiento. Luego, dependiendo del resultado de esta caracterización, se puede capacitar un procedimiento de respuesta apropiado. En el contexto del anterior ejemplo, si se determina que el retraso o los acuses de recibo duplicados son originados por la prioridad de una unidad de datos, entonces se puede poner en funcionamiento el procedimiento de respuesta conocido para la pérdida de unidades de datos. Como es conocido, por ejemplo del TCP usual, el cual asume que cualquier retraso o la recepción de varios acuses de recibo duplicados, se originan por la pérdida de una unidad de datos. De acuerdo con la presente realización, hay sin embargo un segundo modo, y si se determina que el retraso, o los acuses de recibo duplicados, son originados por un retardo excesivo a lo largo de la conexión, se lleva a cabo entonces un procedimiento de respuesta de retardo excesivo, el cual será típicamente diferentes del procedimiento de respuesta para la pérdida de una unidad de datos.
Más concretamente, como también se explicará con más detalle en lo que sigue, el juicio de que se han perdido unidades de datos será respondido reduciendo el ritmo de transmisión para evitar con ello una mayor congestión. Por otra parte, si hay un retardo excesivo a lo largo de la conexión, entonces las medidas que se adopten en respuesta a una supuesta pérdida de datos no serían útiles, y más bien podrían realmente agravar el problema que originó el retardo excesivo. Por consiguiente, el procedimiento de respuesta para un retardo excesivo será típicamente diferente, y por ejemplo comprenderá mantener el ritmo de transmisión al nivel anterior, pero aumentar por otra parte el período de retraso, de tal modo que se eviten retransmisiones adicionales innecesarias.
Naturalmente, el presente invento puede ser puesto en práctica proporcionando un número arbitrario de modos o procedimientos de respuesta para las diversas causas de acontecimientos de disparo. El número de modos y el de medidas específicas tomadas en cada modo dependen naturalmente de la situación específica, es decir, del protocolo elegido, de la situación de comunicación dada, etc.
Un aspecto importante del presente invento es el de que aunque el mecanismo de detección de pérdida de datos sea capaz de detectar la pérdida de datos, la reacción al disparo del mecanismo de detección de pérdida de datos no asume que necesariamente se haya producido una pérdida de datos, sino que es más bien posible una respuesta flexible, la cual puede tomar en consideración varias causas del acontecimiento de disparo.
Otros aspectos y ventajas del presente invento se comprenderán mejor a la vista de la descripción detallada que sigue, en la cual se hace referencia a las figuras, en las cuales:
La Fig. 1 representa una realización preferida del procedimiento de control de acuerdo con el presente invento;
La Fig. 2 es un diagrama explicativo para describir el concepto de control del flujo basado en ventana;
La Fig. 3 es un gráfico para explicar las ventajas del presente invento; y
La Fig. 4 es un diagrama explicativo para ilustrar una situación en la cual se puede originar un retardo excesivo en una conexión entre ordenadores principales.
Aunque la descripción que sigue estará orientada en general hacia cualquier protocolo de comunicación en el que se haga uso de acuse de recibo de datos y que proporcione también una característica de retraso, se darán frecuentemente ejemplos que se refieran al protocolo de control de la transmisión (TCP) conocido de la serie de protocolos TCP/IP. La aplicación del presente invento a este protocolo es una realización preferida. A fin de evitar toda repetición innecesaria, la exposición hecha en la introducción de esta solicitud se incorpora a la exposición del invento.
En la Fig. 1 se ha ilustrado un diagrama de flujo parcial de una realización preferida del presente invento. Como puede verse, en el paso S1 se indica que se entra en un procedimiento de respuesta. En la Fig. 1 no se muestra el procedimiento del control del flujo que conduce a ese punto, ya que no tiene importancia para el presente invento. Por ejemplo, éste puede ser un procedimiento de control del flujo basado en ventana explicado en relación con la Fig. 2 y por ejemplo bien conocido del PCT. Únicamente es importante para el invento que hay una característica de acuse de recibo de datos y una característica de detección de pérdida de datos, de tal modo que un examinador de remisión del protocolo tiene la capacidad de detectar una posible o potencial pérdida de datos, y puede llevar a cabo un procedimiento de respuesta correspondiente. Como ya se ha mencionado, la característica de detección de pérdida de datos puede ser, por ejemplo, una característica de retraso, o bien una característica de detección de acuse de recibo duplicado.
En el ejemplo de la Fig. 1, después de que se haya entrado en el procedimiento de respuesta, los parámetros de adaptación seleccionados que se usan para el control del flujo son almacenados y luego restablecidos para valores predeterminados, en el paso S2. Como ejemplo, el período de retraso y/o la ventana de congestión antes descritos son tales parámetros de control del flujo de adaptación. En un TCP usual, la ventana de congestión es típicamente restablecida a un valor de un segmento, y al mismo tiempo se duplica el RTO. Es de hacer notar que no todos los parámetros de adaptación usados en el procedimiento de control del flujo necesitan ser de hecho cambiados, sino más bien sólo un número seleccionado de ellos.
También deberá quedar claro que el presente invento no está naturalmente limitado al control del flujo basado en la ventana y a los parámetros de adaptación asociados, sino que más bien el invento es aplicable a cualquier principio de control del flujo y a los parámetros de adaptación asociados.
Volviendo a la Fig. 1, la unidad de datos que disparó el acontecimiento (por ejemplo, que originó un retraso) es retransmitida en el paso S3. En otras palabras, cuando se permanece con el ejemplo de un retraso, la unidad de datos para la cual no fue recibido acuse de recibo durante ese período de retraso es retransmitida. Luego, en un punto posterior, se determina en el paso S4 si se ha recibido un acuse de recibo asociado con la unidad de datos retransmitida. Éste puede ser un acuse de recibo acumulativo, o bien un acuse de recibo simple. Puede observarse que las líneas de trazos de la Fig. 1 indican que puede haber interpuestos otros pasos, pero que éstos carecen de importancia para el presente invento. Por consiguiente, de acuerdo con el ejemplo preferido de la Fig. 1, en el paso S5 se determina si el acuse de recibo asociado con la unidad de datos que fue retransmitida acusa de hecho recibo de la transmisión original de la unidad de datos o de su retransmisión. Es de hacer notar que la "transmisión original" puede ser ya una retransmisión, de tal modo que la "retransmisión" puede ser una retransmisión de una retransmisión, etc. Hay varias posibilidades de poner en práctica el paso S5, como se explicará con más detalle.
Si en el paso S5 se determina que el mensaje de acuse de recibo de hecho acusa recibo de la retransmisión de la unidad de datos, entonces el procedimiento pasa al paso S7, en el cual se lleva a cabo un procedimiento de respuesta a la pérdida de la unidad de datos, dado que el resultado negativo del paso de decisión S5 indica que la transmisión original de la unidad de datos se había perdido. En el ejemplo del TCP, el paso S7 consistirá en las medidas usuales contra la pérdida de la unidad de datos.
Por el contrario, si en el paso de decisión S5 se responde en sentido afirmativo, entonces el procedimiento pasa al paso S6, en el cual se hace correr un procedimiento de respuesta que responde a un retardo excesivo. En otras palabras, puesto que el paso S5 indicó que de hecho la transmisión original de la unidad de datos no se había perdido, que solamente se había retardado excesivamente, se deben tomar las correspondientes medidas. Por ejemplo, cuando se toma el TCP como un ejemplo de parámetro, éstas pueden consistir en hacer retornar la ventana de congestión al valor almacenado en el paso S2 t adaptar por otra parte el período de retraso al retardo. En otras palabras, se puede usar el tiempo de ida y vuelta, RTP, asociado con la transmisión original y con el acuse de recibo de la transmisión original, como base para adaptar el período de retraso. Se pueden con ello evitar otras retransmisiones y retrasos innecesarios o acuses de recibo duplicados debidos a un retardo excesivo.
Preferiblemente, la ventana de congestión no es simplemente restablecida al valor anterior, sino que más bien es establecida en el valor que habría adoptado si no hubiese tenido lugar el procedimiento de respuesta, es decir, si no hubiese sido disparado el mecanismo de detección de pérdida de datos.
Como puede verse, el ejemplo de la Fig. 1 muestra un primer modo consistente en los pasos S2, S3, S4, S5 y S7, así como un segundo modo consistente en los pasos S2, S3, S4, S5 y S6.
A fin de explicar mejor el presente invento, se hará ahora referencia a la Fig. 3, en la cual se muestra un ejemplo de un procedimiento de control del flujo llevado a cabo en relación con el TCP usual. En el gráfico se muestran la cantidad de datos en octetos transportados en el transcurso del tiempo. Como puede verse, los dos primeros segmentos son enviados en el tiempo t = 4s. Luego, debido a la interacción de las unidades de datos de acuse de recibo de recepción y al ajuste de los parámetros de adaptación, no representados, se envían los segmentos.
Para que sirva de explicación, es de hacer notar que los símbolos de forma de rombo se refieren a segmentos, y los símbolos cuadrados a unidades de datos de acuse de recibo. Los símbolos de rombos indican el primer octeto del segmento, mientras que los cuadrados indican el octeto más bajo del que no se ha acusado recibo. Las unidades de datos de acuse de recibo indicadas en un cierto nivel de segmento acusan recibo siempre de los segmentos enviados hasta ese nivel de segmento. En otras palabras, el acuse de recibo a un nivel de segmento de 6.400 octetos (t = 12s) acusa recibo de los segmentos por debajo del octeto 6.400, pero sin incluir el octeto 6.400. Por el contrario, como se ha indicado explícitamente en el gráfico, el segmento para el octeto 6.400 (t = 10s) es una unidad de datos o un paquete que origina un retraso. Como consecuencia, se lleva a cabo una retransmisión de dicha unidad de datos al nivel del octeto 6.400.
Ahora, si se supone que el retraso representado en la Fig. 3 fue originado por un retardo excesivo y no porque se hubiera perdido el primer paquete representado, entonces la retransmisión tiene las siguientes consecuencias negativas.
Por una parte, conduce a unas actuaciones de producción disminuidas, ya que los mismos datos han de recorrer dos veces el camino de conexión o para conectar, con lo cual se desperdician anchuras de banda que podrían en otro caso haber sido usadas para datos útiles. Esta consecuencia negativa se producirá en cualquier parámetro que responda falsamente a un retraso mediante la retransmisión de la unidad de datos.
Si, como se ha ilustrado en la Fig. 3, se usa el parámetro de TCP, entonces la reacción del examinador de remisión a tal retraso no originado por la pérdida de unidad de datos es particularmente desventajosa; el remitente retransmitirá todos los paquetes pendientes y por encima de eso reduce su ritmo de transmisión. Esto se ha representado explícitamente en la Fig. 3.
Puede observarse que el retraso antes descrito, no originado por pérdida de unidad de datos, se denomina también retraso espúreo.
Como también se ha ilustrado en la Fig. 3, en el TCP usual el remitente malinterpreta todos los acuses de recibo asociados con las unidades de datos retransmitidas como acuses de recibo de la retransmisión, incluso aunque esos acuses de recibo (ACKs) sean de hecho acuse de recibo retrasados de las transmisiones originales.
Lo que en la Fig. 3 no se presenta, es que además las unidades de datos duplicadas enviadas por el examinador de remisión dispararán acuses de recibo duplicados en el examinador de recepción, lo cual conducirá a todavía otra reducción del ritmo de transmisión del remitente de TCP usual, a saber, que la ventana de congestión se establece en la mitad de su valor anterior.
La existencia de un retardo excesivo que vaya más allá de lo que puede justificarse por el retraso del TCP, puede aparecer especialmente en las redes inalámbricas o en conexiones de parámetro tales que al menos una parte discurra sobre un enlace inalámbrico. Los inventores de la presente solicitud constataron que pueden introducirse retrasos espúreos con bastante frecuencia en tales redes, de modo que resulta una seria degradación de las actuaciones. Ahora se mencionarán brevemente ejemplos de esto.
En la Fig. 4 se presenta una situación en la que dos ordenadores principales actúan como examinadores del TCP (lo que viene indicado por las lechas largas de ordenador principal a ordenador principal en la parte inferior y en la parte superior de la figura). Las capas de parámetro inferiores comprenden un enlace de radio sobre una red de acceso inalámbrica a la de internet. La conexión entre internet y el ordenador principal de la derecha no se ha representado. Un ejemplo de un parámetro para el enlace por radio es el denominado de parámetro de control de enlace por radio RLC. Como se ha indicado en la Fig. 4, tanto el parámetro de la capa de transporte (por ejemplo, el TCP) como el parámetro de la capa de enlace (por ejemplo, el RLC) tienen una función de ARQ (Repetición de la Petición de Retransmisión Automática). Esto significa que esos parámetros desempeñan a la vez las funciones de retraso y de retransmisión. En la situación de la Fig. 4, debido a que se usa el ARQ en la capa de enlace, se genera una condición de carrera entre la capa de enlace y la capa de transporte: mientras la capa de enlace retransmite datos, el temporizador de retransmisión de transporte podría expirar, lo que conduce a un tiempo de descuento espúreo. Las retransmisiones en la capa de enlace pueden ser debidas, por ejemplo, a errores de transmisión, o bien a pérdida de datos debida a entregas.
Puede observarse también que el retraso de la transmisión por la red inalámbrica es frecuentemente una fracción considerable del retardo de extremo a extremo entre el examinador de remisión y el examinador de recepción del parámetro de la capa de transporte. Si, en este caso, la anchura de banda disponible para la conexión de la capa de transporte en la red inalámbrica cae considerablemente en un corto período de tiempo, el aumento resultante en el retardo de extremo a extremo entre el remitente y el receptor de la capa de transporte pudiera conducir a retrasos espúreos. Como ejemplos de caídas de la anchura de banda se incluyen el que los ordenadores principales móviles ejecuten una entrega a una célula que proporcione menor anchura de banda que la célula antigua.
Como ya se indicó antes, cuando se emplee el presente invento se puede evitar el problema descrito en relación con la Fig. 3. Más concretamente, cuando se aplique el método descrito en relación con la Fig. 1 al problema de la Fig. 3, entonces el examinador de remisión es capaz de diferenciar entre unidades de datos de acuse de recibo a la transmisión original de una unidad de datos y unidades de datos de acuse de recibo a la retransmisión de una unidad de datos. A la vista de esta información, el remitente puede decidir si se ha producido un retraso espúreo, o si ha existido ciertamente una pérdida de una unidad de datos. El remitente puede entonces reaccionar en consecuencia.
Más concretamente, en el ejemplo de la Fig. 3, el remitente que use el invento será capaz de identificar la unidad de datos de acuse de recibo recibida después de haber retransmitido el primer paquete representado como siendo un acuse de recibo de la transmisión original (T = 10s) y no de la retransmisión (t = 15s). Debido a esto, el remitente efectuará un procedimiento de respuesta apropiado al excesivo retardo, es decir, que no retransmitirá las unidades de datos que sigan a la primera unidad de datos retransmitida, y tampoco disminuirá el ritmo de transmisión, sino que más bien el remitente aumentará el período de retraso empleado en el control del flujo sobre la base del retardo medido entre el envío original de la unidad de datos y la recepción de la correspondiente unidad de datos de acuse de recibo de dicho envío original. De este modo se pueden evitar más retransmisiones espúreas y retrasos.
Como puede verse, el presente invento es capaz de proporcionar un mecanismo que permite un sistema de comunicación más flexible cuando usa un protocolo que proporcione acuse de recibo de datos y una función de retraso o duplicar la función de detección de acuse de recibo. En el ejemplo que se acaba de describir, el invento es capaz de cualificar un acontecimiento de disparo, es decir, de diferenciar entre al menos dos causas diferentes, y además es capaz de invocar un procedimiento de respuesta apropiado. Puede observarse que en los anteriores ejemplos los modos para adaptar los parámetros de adaptación están asociados con la pérdida de unidades de datos por una parte y con un retardo excesivo por otra, pero naturalmente el presente invento no está en modo alguno limitado a eso. Muy por el contrario, los modos para adaptar los parámetros de adaptación pueden ser asociados con cualquier causa posible de acontecimientos de retraso o de acontecimientos de acuse de recibo duplicado.
En la realización representada en la Fig. 1, se decidió en el paso S5 si la unidad de datos de acuse de recibo asociada con una unidad de datos dada acusaba recibo de la transmisión original o de la retransmisión de dicha unidad de datos dada. En consecuencia, para una primera realización preferida para poner en práctica este paso, el remitente envía un registro del tiempo de ida y vuelta RTT asociado con la conexión entre el examinador de remisión y el examinador de recepción, y especialmente mantiene un registro del RTT más corto hallado durante la conexión o sesión hasta el momento que se esté considerando. Entonces, si se ha recibido una unidad de datos de acuse de recibo para una unidad de datos retransmitida dentro de un período de tiempo que sea más corto que una fracción predeterminada de dicho RTT más corto, entonces el remitente determina que ese acuse de recibo pertenece a la transmisión original, y no a la retransmisión. Esta fracción puede ser establecida en un valor fijo, o bien puede ser a su vez un parámetro de adaptación. Naturalmente, no es necesario que el valor de comparación multiplicado con dicha fracción sea el RTT más corto medido, sino que, por el contrario, es también posible que el remitente envíe un valor de RTT medio. En este sentido, el valor de comparación a ser multiplicado con dicha fracción es generalmente función de uno o más valores del RTT medidos en el curso de la conexión (durante la sesión).
De acuerdo con otra realización preferida para ejecutar el paso S5, el remitente añade una marca a las unidades de datos que envía, donde dicha marca está definida de tal modo que permite diferenciar entre una transmisión original y una retransmisión. Entonces, el receptor puede marcar en consecuencia unidades de datos de acuse de recibo, de tal manera que el remitente sea capaz de identificar si un acuse de recibo se refiere a la transmisión original o a la retransmisión.
Este marcado de las unidades de datos puede hacerse de cualquier modo que se desee. Por ejemplo, sería posible en teoría designar simplemente un bit único en las unidades de datos, donde un valor de 0 indicaría la transmisión original y un valor de 1 una retransmisión, o viceversa. En un sentido general, se puede elegir una cadena de bits que puede también conducir alguna información más. No obstante, en relación con los protocolos que proporcionan tal opción, se prefiere usar la opción de selo de tiempo. Esta opción es bien conocida, por ejemplo, para el TCP, véase el texto de W. R. Stevens. En otras palabras, se prefiere incluir un sello de tiempo en las unidades de datos enviadas, que indique cuándo fue enviada la unidad de datos. El receptor puede entonces simplemente incluir el mismo sello de tiempo en la unidad de datos de acuse de recibo, de modo que el remitente tenga un modo único de identificar las unidades de datos a las cuales se refiere el acuse de recibo.
Aunque el presente invento se ha descrito en relación con realizaciones preferidas, éstas no limitan el alcance, y están destinadas únicamente a conducir a una mejor comprensión del invento. Muy por el contrario, el alcance del invento viene determinado por las reivindicaciones que se acompañan.

Claims (30)

1. Un método para controlar una comunicación orientada en unidades de datos entre un remitente y un receptor de acuerdo con un protocolo de comunicación predeterminado, donde
dicho remitente divide una cantidad de datos a ser enviados en una o más unidades de datos que tienen una estructura determinada por dicho protocolo,
dicho receptor acusa recibo de la correcta recepción de las unidades de datos, devolviendo para ello unidades de datos de acuse de recibo a dicho remitente,
dichas unidades de datos son enviadas por dicho remitente de acuerdo con un procedimiento de control del flujo conducido sobre la base de uno o más parámetros de adaptación y dichas unidades de datos de acuse de recibo, y
dicho procedimiento de control del flujo comprende un mecanismo de detección de pérdida de datos capaz de detectar pérdida de datos en dicha comunicación, siendo disparado dicho mecanismo de detección de pérdida de datos para indicar la pérdida potencial de datos por uno o más acontecimientos predeterminados, donde en respuesta al disparo de dicho mecanismo de detección de pérdida de datos se lleva a cabo un procedimiento de respuesta correspondiente (S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7), el cual comprende la retransmisión (S3) de una unidad de datos dada,
caracterizado porque
dicho procedimiento de respuesta (S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7) comprende al menos dos modos diferentes (S6, S7) para adaptar dichos uno o más parámetros de adaptación, y comprende una decisión (S5) sobre cuál de dichos al menos dos modos (S6, S7) elegir para adaptar dichos parámetros de adaptación, efectuándose dicha decisión (S5) sobre la base de una o más unidades de datos de acuse de recibo recibidas por dicho remitente después de haber retransmitido dicha unidad de datos dada.
2. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicho mecanismo de detección de pérdida de datos es un mecanismo de retraso, de tal modo que después de enviada una unidad de datos dada, dicho remitente vigila un período de retraso y si no se recibe ninguna unidad de datos de acuse de recibo asociada con dicha unidad de datos dada antes de que expire dicho período de retraso, se dispara dicho mecanismo de retraso.
3. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicho mecanismo de detección de pérdida de datos es un mecanismo de detección de acuse de recibo duplicado, de tal modo que dicho remitente vigila los acuses de recibo recibidos, y si se acusa recibo de una unidad de datos un número predeterminado de veces, se dispara dicho mecanismo de detección de acuse de recibo duplicado.
4. Un método de acuerdo con la reivindicación 2, en el que dicho período de retraso es uno de dichos parámetros de adaptación.
5. Un método de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, en el que dicho procedimiento de control del flujo está basado en ventanas, y entre dichos parámetros de adaptación hay una o más ventanas de control del flujo.
6. Un método de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, en el que dichos al menos dos modos consisten en un primer modo y un segundo modo, estando asociado dicho primer modo con el juicio de que el acontecimiento de disparo fue originado por la pérdida de dicha unidad de datos dada, y estando asociado dicho segundo modo con el juicio de que dicha unidad de datos dada o la unidad de datos de acuse de recibo para dicha unidad de datos dada ha sido excesivamente retardada.
7. Un método de acuerdo con la reivindicación 6, en el que dicho remitente marca las unidades de datos que son enviadas, de tal modo que se pueda diferenciar una transmisión original de una retransmisión, y dicho receptor marca en correspondencia las unidades de datos de acuse de recibo, de tal modo que se pueda diferenciar el acuse de recibo de una unidad de datos enviada originalmente del acuse de recibo de la retransmisión de dicha unidad de datos.
8. Un método de acuerdo con la reivindicación 7, en el que el remitente marca unidades de datos incluyendo para ello un sello de tiempo en cada unidad de datos enviada, indicando dicho sello de tiempo el momento en que fue enviada dicha unidad de datos, y el receptor marca la unidad de datos de acuse de recibo para una unidad de datos recibida, incluyendo para ello el sello de tiempo contenido en dicha unidad de datos recibida en la unidad de datos de acuse de recibo para dicha unidad de datos recibida.
9. Un método de acuerdo con la reivindicación 7, en el que el remitente marca las unidades de datos incluyendo para ello una cadena de bits en cada unidad de datos enviada, teniendo dicha cadena de bits al menos dos valores diferentes, para diferenciar entre una transmisión original y una retransmisión, y el receptor marca la unidad de datos de acuse de recibo para una unidad de datos recibida incluyendo para ello la cadena de bits contenida en dicha unidad de datos recibida en la unidad de datos de acuse de recibo para dicha unidad de datos recibida.
10. Un método de acuerdo con la reivindicación 9, en el que dicha cadena de bits consiste en un solo bit.
11. Un método de acuerdo con la reivindicación 9, en el que dicha cadena de bits consiste en una pluralidad de bits, de tal modo que dicha cadena de bits es capaz de diferenciar entre diferentes retransmisiones.
12. Un método de acuerdo con una de las reivindicaciones 9 a 11, en el que se elige dicho primer modo si la primera unidad de datos de acuse de recibo asociada con dicha unidad de datos dada que es recibida después de haber sido retransmitida dicha unidad de datos dada, acusa recibo de la retransmisión de dicha unidad de datos dada, y se elige dicho segundo modo si la primera unidad de datos de acuse de recibo asociada con dicha unidad de datos dada que es recibida después de haber sido retransmitida dicha unidad de datos dada acusa recibo de la transmisión original de dicha unidad de datos dada.
13. Un método de acuerdo con la reivindicación 6, en el que
el remitente mide el tiempo de ida y vuelta asociado con la conexión para enviar dicha cantidad de datos,
se determina el tiempo transcurrido entre la retransmisión de dicha unidad de datos dada y la recepción de la primera unidad de datos de acuse de recibo asociada con dicha unidad de datos dada y se compara con un valor derivado de una o más de dichas mediciones del tiempo de ida y vuelta, y
se elige dicho primer modo o dicho segundo modo sobre la base del resultado de dicha comparación.
14. Un método de acuerdo con la reivindicación 13, en el que dicho valor derivado de dichas mediciones del tiempo de ida y vuelta es el tiempo de ida y vuelta más corto para la conexión, y se elige el segundo modo si dicho tiempo entre la retransmisión de dicha unidad de datos dada y la recepción de la primera unidad de datos de acuse de recibo asociada con dicha unidad de datos dada es más corto que una fracción predeterminada de dicho tiempo de ida y vuelta mínimo.
15. Un método de acuerdo con una de las reivindicaciones 6 a 14, en el que el segundo modo comprende adaptar el período de retraso sobre la base del tiempo que haya transcurrido entre la transmisión original de dicha unidad de datos dada y la recepción de la primera unidad de datos de acuse de recibo asociada con dicha unidad de datos dada.
16. Un método de acuerdo con una de las reivindicaciones 6 a 15, en el que el procedimiento de control del flujo está basado en ventanas, y se usa una ventana de congestión, donde el valor de dicha ventana de congestión en el momento de dicho acontecimiento de disparo se almacena después de que se haya producido dicho acontecimiento de disparo, y a continuación se restablece dicho valor de la ventana de congestión a un valor predeterminado, y si se ha elegido dicho segundo modo después de haber recibido la primera unidad de datos de acuse de recibo asociada con dicha unidad de datos dada, se establece dicho valor de dicha ventana de congestión en el valor que habría tomado si no hubiese tenido lugar el procedimiento de respuesta.
17. Un dispositivo de comunicación para comunicación orientada en unidades de datos, de acuerdo con un protocolo de comunicación predeterminado, donde dicho protocolo de comunicación prescribe que el remitente en una comunicación divida una cantidad de datos a ser enviados en una o más unidades de datos que tienen una estructura determinada por dicho protocolo, y el receptor en dicha comunicación acusa recibo de la correcta recepción de las unidades de datos devolviendo para ello al remitente unidades de datos de acuse de recibo. comprendiendo dicho dispositivo de comunicación:
unos medios tales que cuando dicho dispositivo de comunicación actúa como remitente, está dispuesto para enviar unidades de datos de acuerdo con un procedimiento de control del flujo que se conduce sobre la base de uno o más parámetros de adaptación y dichas unidades de datos de acuse de recibo, comprendiendo dicho procedimiento de control del flujo un mecanismo de detección de pérdida de datos capaz de detectar una pérdida de datos en dicha comunicación, siendo disparado dicho mecanismo de detección de pérdida de datos para indicar la pérdida potencial de datos por uno o más acontecimientos predeterminados, donde en respuesta al disparo de dicho mecanismo de detección de pérdida de datos se lleva a cabo un procedimiento de respuesta correspondiente, el cual comprende la retransmisión de una unidad de datos dada,
caracterizado porque
dicho dispositivo de comunicación está dispuesto de tal modo que dicho procedimiento de respuesta (S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7) comprende al menos dos modos diferentes para adaptar dichos uno o más parámetros de adaptación y comprende una decisión (S5) sobre cuál de dichos al menos dos modos (S6, S7) elegir para adaptar dichos parámetros de adaptación,
tomándose dicha decisión (S5) sobre la base de una o más unidades de datos de acuse de recibo recibidas por dicho remitente después de haber retransmitido dicha unidad de datos dada.
18. Un dispositivo de acuerdo con la reivindicación 17, en el que dicho mecanismo de detección de pérdida de datos es un mecanismo de retraso, de tal modo que después de enviada una unidad de datos dada dicho remitente está dispuesto para vigilar un período de retraso, y si no se recibe una unidad de datos de acuse de recibo asociada con dicha unidad de datos dada antes de que expire dicho período de retraso, se dispara dicho mecanismo de retraso.
19. Un dispositivo de acuerdo con la reivindicación 17, en el que dicho mecanismo de detección de pérdida de datos es un mecanismo de detección de acuse de recibo duplicado, de tal modo que dicho remitente está dispuesto para vigilar los acuses de recibo recibidos, y si se acusa recibo de una unidad de datos un número predeterminado de veces, se dispara dicho mecanismo de detección de acuse de recibo duplicado.
20. Un dispositivo de acuerdo con la reivindicación 18, en el que dicho período de retraso es uno de dichos parámetros de adaptación.
21. Un dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 17 a 20, en el que dicho procedimiento de control del flujo está basado en ventanas, y entre dichos parámetros de adaptación hay una o más ventanas de control del flujo.
22. Un dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 17 a 21, en el que dichos al menos dos modos consisten en un primer modo y un segundo modo, estando asociado dicho primer modo con el juicio de que el acontecimiento de disparo fue originado por la pérdida de dicha unidad de datos dada, y estando asociado dicho segundo modo con el juicio de que dicha unidad de datos dada, o la unidad de datos de acuse de recibo para dicha unidad de datos dada, se ha retardado excesivamente.
23. Un dispositivo de acuerdo con la reivindicación 22, en el que dicho dispositivo, cuando actúa como un remitente, está dispuesto para marcar unidades de datos que sean enviadas, de tal modo que se pueda diferenciar una transmisión original de una retransmisión, y dicho dispositivo, cuando actúa como un receptor, está dispuesto para marcar de modo correspondiente las unidades de datos de acuse de recibo, de tal modo que el acuse de recibo de una unidad de datos enviada originalmente pueda ser diferenciado del acuse de recibo de la retransmisión de dicha unidad de datos.
24. Un dispositivo de acuerdo con la reivindicación 23, en el que el dispositivo, cuando actúa como un remitente, está dispuesto para macar unidades de datos, incluyendo para ello un sello de tiempo en cada unidad de datos enviada, indicando dicho sello de tiempo el momento en que fue enviada dicha unidad de datos, y el dispositivo, cuando actúa como un receptor, está dispuesto para marcar la unidad de datos de acuse de recibo para una unidad de datos recibida, incluyendo para ello el sello de tiempo contenido en dicha unidad de datos recibida en la unidad de datos de acuse de recibo para dicha unidad de datos recibida.
25. Un dispositivo de acuerdo con la reivindicación 23, en el que el dispositivo, cuando actúa como un remitente, está dispuesto para marcar unidades de datos, incluyendo para ello una cadena de bits en cada unidad de datos enviada, teniendo dicha cadena de bits al menos dos valores diferentes para diferenciar entre una transmisión original y una retransmisión, y el dispositivo, cuando actúa como un receptor, está dispuesto para marcar la unidad de datos de acuse de recibo para una unidad de datos recibida, incluyendo para ello la cadena de bits contenida en dicha unidad de datos recibida en la unidad de datos de acuse de recibo para dicha unidad de datos recibida.
26. Un dispositivo de acuerdo con la reivindicación 24 ó 25, que está dispuesto de tal manera que se elige dicho primer modo si la primera unidad de datos de acuse de recibo asociada con dicha unidad de datos dada que es recibida después de haber retransmitido dicha unidad de datos dada acusa recibo de la retransmisión de dicha unidad de datos dada, y se elige dicho segundo modo si la primera unidad de datos de acuse de recibo asociada con dicha unidad de datos dada que es recibida después de haber retransmitido dicha unidad de datos dada, acusa recibo de la transmisión original de dicha unidad de datos dada.
27. Un dispositivo de acuerdo con la reivindicación 22, en el que
el dispositivo, cuando actúa como un remitente, está dispuesto para medir el tiempo de ida y vuelta asociado con la conexión para enviar dicha cantidad de datos,
para determinar el tiempo transcurrido entre la retransmisión de dicha unidad de datos dada y la recepción de la primera unidad de datos de acuse de recibo asociada con dicha unidad de datos dada y comparar con un valor derivado de una o más de dichas mediciones del tiempo de ida y vuelta, y
para elegir dicho primer modo o dicho segundo modo sobre la base del resultado de dicha comparación.
28. Un dispositivo de acuerdo con la reivindicación 27, en el que dicho valor derivado de dichas mediciones del tiempo de ida y vuelta es el tiempo de ida y vuelta más corto para la conexión, y el dispositivo está dispuesto para elegir dicho segundo modo si dicho tiempo entre la retransmisión de dicha unidad de datos dada y la recepción de la primera unidad de datos de acuse de recibo asociada con dicha unidad de datos dada, es menor que una fracción predeterminada de dicho tiempo de ida y vuelta mínimo.
29. Un dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 22 a 28, en el que el segundo modo comprende adaptar el período de retraso sobre la base del tiempo que haya transcurrido entre la transmisión original de dicha unidad de datos dada y la recepción de la primera unidad de datos de acuse de recibo asociada con dicha unidad de datos dada.
30. Un dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 22 a 29, en el que el procedimiento de control del flujo está basado en ventanas, y se usa una ventana de congestión, donde el valor de dicha ventana de congestión en el momento de dicho acontecimiento de disparo es almacenado después de que se haya producido dicho acontecimiento de disparo y a continuación se restablece dicho valor de la ventana de congestión en un valor predeterminado, y si se elige dicho segundo modo después de haber recibido la primera unidad de datos de acuse de recibo asociada con dicha unidad de datos dada, se establece dicho valor de dicha ventana de congestión en el valor que habría tomado si no hubiese tenido lugar el procedimiento de respuesta.
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