ES2287715T3 - Procedimiento de evaluacion del ancho de banda de una conexion digital. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento de evaluación del ancho de banda entre un primer punto y un segundo punto susceptible de intercambiar paquetes de datos digitales en una red de telecomunicación que comprende una pluralidad de subredes, procedimiento caracterizado porque comprende las siguientes etapas: en cada sentido de transmisión a través de al menos una de dichas subredes, a. asociar a los paquetes emitidos casi simultáneamente un mismo identificador, b. datar y registrar los paquetes recibidos, c. identificar y ordenar los paquetes recibidos con el mismo identificador, d. seleccionar el número entero m más alto posible de grupos de paquetes que tienen el mismo identificador, e. medir los intervalos de tiempo que separan los instantes de recepción por el segundo punto de los paquetes de los grupos seleccionados, f. calcular el ancho de banda en función del número de paquetes de los grupos seleccionados y de la duración total de transmisión de estos paquetes.
Description
Procedimiento de evaluación del ancho de banda
de una conexión digital.
\global\parskip0.950000\baselineskip
La invención se sitúa en el sector de las
telecomunicaciones y trata más específicamente de un procedimiento
de evaluación del ancho de banda entre un primer y un segundo punto
susceptible de intercambiar paquetes de datos mediante una conexión
digital en una red de telecomunicación que comprende una pluralidad
de subredes.
La invención trata igualmente de un dispositivo
destinado a poner en práctica el procedimiento.
La invención encuentra aplicación en las redes
de telecomunicación tales como la red internet.
Un método conocido para evaluar el ancho de
banda en una red de telecomunicación consiste en transmitir desde
un primer punto de la red un fichero mediante el protocolo FTP (de
File Transfer Protocol) que comprende una marcación temporal y en
medir la velocidad de recepción de este fichero por un segundo punto
de dicha red. La emisión de un fichero de gran tamaño mediante el
protocolo FTP en una conexión genera una sobrecarga de la red. Por
otra parte, siendo desconocida la carga generada por los usuarios de
la red en el momento de la medición, una transferencia de fichero
de pequeño tamaño mediante el protocolo FTP no garantiza una
utilización óptima del ancho de banda disponible. Todos estos
factores contribuyen a hacer aleatoria la medición de la velocidad
de recepción de los ficheros, y por lo tanto el ancho de banda
disponible en el momento de la transferencia mediante el protocolo
FTP por el segundo punto de la red.
Otro método conocido en la técnica anterior
consiste en medir el tiempo absoluto de transmisión de un fichero
de datos entre los dos puntos de la red, tiempo que se mide en cada
punto con la mayor precisión posible. Este método es ciertamente
más preciso pero presenta un coste elevado en la medición, la cual
necesita la utilización de un sistema de medición del tiempo de
gran precisión en cada extremo de la red tal como se proporciona
por ejemplo mediante un sistema de transmisión del tipo GPS (de
Global Positionning System).
El preámbulo de la reivindicación 1 es conocido
por el documento "Measuring Bandwidth", 1999 IEEE, de K. Lui y
M. Baker.
El objetivo de la invención es paliar los
inconvenientes de al técnica anterior descritos anteriormente por
medio de un método y de un dispositivo sencillo, poco costosos y
susceptibles de ser utilizados entre no importa qué puntos de la
red.
Otro objetivo de la invención es aislar y
localizar sin ambigüedad un punto de congestión cuando los datos
intercambiados entre dos puntos de una red transitan por varias
subredes.
La invención preconiza un procedimiento de
evaluación del ancho de banda entre un primer punto y un segundo
punto que comprenden terminales susceptibles de intercambiar
paquetes de datos digitales en una red de telecomunicación que
comprende una pluralidad de subredes.
El procedimiento según la invención comprende
las siguientes etapas:
en cada sentido de transmisión a través de al
menos una de dichas subredes,
a. asociar a los paquetes emitidos casi
simultáneamente un mismo identificador,
b. datar y registrar los paquetes recibidos,
c. identificar y ordenar los paquetes recibidos
con el mismo identificador,
d. seleccionar el número entero m más alto
posible de grupos de paquetes que tienen el mismo identificador,
e. medir los intervalos de tiempo que separan
los instantes de recepción por el segundo punto de los paquetes de
los grupos seleccionados,
f. calcular el ancho de banda en función del
número de paquetes de los grupos seleccionados y de la duración
total de transmisión de estos paquetes.
Identificando los paquetes emitidos casi
simultáneamente en el flujo transmitido desde el primer hacia el
segundo punto de la conexión, uno se pone en las condiciones reales
de utilización de los usuarios de la red en las que la estimación
del ancho de banda medido refleja el atasco real de la conexión en
el momento de la medición.
\global\parskip1.000000\baselineskip
En un modo preferido de realización, el ancho de
banda se calcula mediante la siguiente expresión:
\overline{BW}
= \frac{1}{m} \sum\limits^{m}_{j=1}
\left[\frac{1}{n_{m}}\sum\limits^{n_{m}-1}_{i=1}
\frac{l_{i,m}}{t_{(i+1)m}
-t_{i,m}}\right]
en la
que:
\bullet li,m representa la longitud del
paquete de rango i del grupo mº de paquetes,
\bullet ti representa la marcación temporal
del paquete de rango i del grupo mº de paquetes,
\bullet ti + 1 representa la marcación
temporal del paquete de rango i + 1 del grupo mº de paquetes,
\bullet nm representa el número de paquetes
del grupo mº de paquetes.
Para mejorar la precisión de la evaluación, el
procedimiento se aplica a un número de grupos de paquetes superior a
1.
En una primera variante de realización de la
invención, la evaluación del ancho de banda se realiza en tiempo
real.
En una segunda variante de realización, la
evaluación del ancho de banda se realiza en diferido.
En una aplicación particular del procedimiento
de la invención, la red de telecomunicación es del tipo IP.
La invención trata igualmente de un dispositivo
de evaluación del ancho de banda entre un primer punto y un segundo
punto susceptible de intercambiar paquetes de datos digitales en una
red de telecomunicación que comprende una pluralidad de
subredes.
Este dispositivo comprende:
\bullet medios de marcación de los paquetes
emitidos,
\bullet medios de datación de los paquetes
recibidos,
\bullet medios de ordenación de los paquetes
recibidos,
\bullet medios para medir los intervalos de
tiempo que separan los instantes de recepción por el segundo punto
de los paquetes emitidos,
\bullet medios para calcular el ancho de
banda.
Otras características y ventajas de la invención
surgirán de la descripción que viene a continuación, tomada a
título de ejemplo no limitativo con referencia a las figuras
adjuntas en las que:
\bullet la figura 1 ilustra esquemáticamente
una conexión digital en una red de telecomunicación en la que se
pone en práctica el procedimiento según la invención,
\bullet la figura 2 es un esquema de bloques
de un módulo de análisis de paquetes según la invención.
La invención se ha a describir ahora en una
puesta en práctica en la red internet.
La figura 1 ilustra esquemáticamente una
conexión digital bidireccional 1 entre un primer terminal A y un
segundo terminal B conectados respectivamente a una primera red
local 4 y a una segunda red local 6 y que intercambian datos
digitales a través una primera subred 6 y una segunda subred 8 según
el modo TCP (de Transmission Control Protocol) o según el modo UDP
(User Datagram Protocol). En cada extremo de la conexión digital 1
entre los terminales A y B están dispuestos respectivamente un
primer y un segundo módulo 10, 12 de marcación de paquetes de datos
emitidos por el terminal A (respectivamente B) y un módulo 14, 16 de
análisis de los paquetes de datos recibidos por el terminal A
(respectivamente B).
La figura 2 ilustra un esquema de bloques de un
módulo de análisis según un modo preferido de realización que
comprende una interfaz 20 de adaptación unida a la conexión IP 1
mediante un acoplador 22, un módulo 24 de extracción de paquetes de
datos de la conexión 1, un módulo 26 de adquisición de dichos
paquetes, un módulo 28 de datación de los paquetes extraídos
destinado a asociar a un grupo de paquetes emitidos casi
simultáneamente un mismo identificador temporal, una memoria 30
destinada a almacenar los paquetes datados, un módulo 32 de
ordenación de los paquetes que tienen el mismo identificador
temporal, un módulo 34 de selección destinado a aislar los grupos
de paquetes que tienen el mismo identificador temporal y el número
más alto de paquetes recibidos, un módulo 36 de medición del tiempo
de transferencia entre paquetes y un módulo 38 de cálculo del ancho
de banda.
En funcionamiento, cada uno de los terminales A
o B puede ser simultáneamente emisor y receptor. Los datos
intercambiados transitan por las redes 6 y 8 en las que los
respectivos atascos en un instante dado dependen del número de
usuarios conectados. La marcación de los paquetes se obtiene después
de una petición enviada por el terminal receptor al terminal
emisor. Se puede realizar, por ejemplo, mediante la activación de la
opción de datación descrita en la norma RFC 1323.
Al evaluar el ancho de banda disponible de un
extremo a otro, el módulo 24 de extracción aísla los paquetes de
datos transmitidos durante un lapso de tiempo muy corto del terminal
emisor hacia el terminal receptor y transmite estos paquetes al
módulo 28 de datación que asocia a cada paquete una data de emisión.
Los paquetes se almacenan entonces en la memoria 30. El módulo 32
ordena los paquetes que llevan la misma data de envío y los
transmite al módulo 34. Este último selecciona un número entero de
grupos de entre los grupos ordenados que llevan el número más alto
de paquetes y transmite estos grupos al módulo 36 de medición que
mide los intervalos de tiempo que separan la recepción de los
diferentes paquetes sucesivos. Los intervalos medidos se transmiten
entonces al módulo 38 de cálculo del ancho de banda, que calcula en
tiempo real el ancho de banda de la conexión en función de la
longitud total de los paquetes analizados y de la duración de
transmisión de estos paquetes.
Para evaluar el ancho de banda disponible en
cada subred, el análisis de los paquetes recibidos se efectúa por
el tercer módulo 18 dispuesto entre las subredes 6 y 8.
Claims (9)
1. Procedimiento de evaluación del ancho de
banda entre un primer punto y un segundo punto susceptible de
intercambiar paquetes de datos digitales en una red de
telecomunicación que comprende una pluralidad de subredes,
procedimiento caracterizado porque comprende las siguientes
etapas:
en cada sentido de transmisión a través de al
menos una de dichas subredes,
a. asociar a los paquetes emitidos casi
simultáneamente un mismo identificador,
b. datar y registrar los paquetes recibidos,
c. identificar y ordenar los paquetes recibidos
con el mismo identificador,
d. seleccionar el número entero m más alto
posible de grupos de paquetes que tienen el mismo identificador,
e. medir los intervalos de tiempo que separan
los instantes de recepción por el segundo punto de los paquetes de
los grupos seleccionados,
f. calcular el ancho de banda en función del
número de paquetes de los grupos seleccionados y de la duración
total de transmisión de estos paquetes.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque el ancho de banda se calcula mediante la
siguiente expresión:
\overline{BW}
= \frac{1}{m} \sum\limits^{m}_{j=1}
\left[\frac{1}{n_{m}}\sum\limits^{n_{m}-1}_{i=1}
\frac{l_{i,m}}{t_{(i+1)m}
-t_{i,m}}\right]
en la
que:
\bullet li,m representa la longitud del
paquete de rango i del grupo mº de paquetes,
\bullet ti representa la marcación temporal
del paquete de rango i del grupo mº de paquetes,
\bullet ti + 1 representa la marcación
temporal del paquete de rango i + 1 del grupo mº de paquetes,
\bullet nm representa el número de paquetes
del grupo mº de paquetes.
3. Procedimiento según la reivindicación 2,
caracterizado porque el número m es mayor o igual que 1.
4. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la marcación de
los paquetes de datos se realiza en el punto de emisión a petición
del punto de recepción.
5. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la evaluación
del ancho de banda se realiza en tiempo real.
6. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la evaluación
del ancho de banda se realiza en diferido.
7. Procedimiento según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la red de
telecomunicación es del tipo IP.
8. Módulo de análisis de paquetes de datos
recibidos en una red de telecomunicación, caracterizado
porque comprende:
\bullet medios para asociar a los paquetes
emitidos casi simultáneamente un mismo identificador,
\bullet medios para datar y registrar los
paquetes recibidos,
\bullet medios para identificar y ordenar los
paquetes recibidos con el mismo identificador,
\bullet medios para seleccionar el número
entero m más alto posible de grupos de paquetes que tienen el mismo
identificador,
\bullet medios para medir los intervalos de
tiempo que separan los instantes de recepción por el segundo punto
de los paquetes de los grupos seleccionados,
\bullet medios para calcular el ancho de banda
en función del número de paquetes de los grupos seleccionados y de
la duración total de transmisión de estos paquetes.
9. Dispositivo de evaluación del ancho de banda
entre un primer punto y un segundo punto que intercambian paquetes
de datos en una red de telecomunicación, que comprende un módulo de
marcación de los paquetes emitidos y un módulo de análisis de los
paquetes recibidos según la reivindicación 8.
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