ES2600608T3

ES2600608T3 - Evitación y equidad de congestión en redes de datos con múltiples fuentes de tráfico

Info

Publication number: ES2600608T3
Application number: ES14190027.4T
Authority: ES
Inventors: Oren Spector; Menachem Kaplan
Original assignee: Oliver Solutions Ltd
Current assignee: Oliver Solutions Ltd
Priority date: 2013-11-03
Filing date: 2014-10-23
Publication date: 2017-02-10
Anticipated expiration: 2034-10-23
Also published as: US20150124615A1; EP2869506B1; EP2869506A1; JP2015089138A

Abstract

Un controlador de tráfico (70) para una red de datos (200, 300, 400) que comprende una pluralidad de nodos de red (40A, 40B, 50A, 50B, N), una pluralidad de enlaces de red que conectan los nodos de red, una pluralidad de enlaces de acceso que conectan el equipo local del cliente (60A, 60B) y uno o varios enrutadores periféricos (10, 10A, 10B, R), estando configurado cada enrutador periférico (10, 10A, 10B) para controlar el tráfico de red actualizando periódicamente las capacidades de enlace permitidas en función de los acuerdos de nivel de servicio del cliente, donde los acuerdos de nivel de servicio del cliente especifican las capacidades de enlace permitidas originales y donde el tráfico multimedia generado por una o varias fuentes (20A, 20B) de datos de tráfico descendente entran en la red descendente de uno o varios enrutadores periféricos, comprendiendo el controlador de tráfico: un receptor (72) operable para recibir periódicamente (1010) recuentos de bytes de transmisión descendente desde al menos uno de los nodos de red descendente de dichos enrutadores periféricos; un procesador (74) acoplado a dicho receptor, operable para actualizar periódicamente (1030) las capacidades de enlace permitidas en función de los recuentos de bytes descendentes de nodo de red recibidos por el receptor, y un transmisor (76) acoplado a dicho procesador operable para transmitir periódicamente (1040) las capacidades de enlace permitidas actualizadas de este modo a uno o varios enrutadores periféricos para su uso en el control del tráfico de red.

Description

DESCRIPCION

Evitacion y equidad de congestion en redes de datos con multiples fuentes de trafico.

5 Campo de la invencion

[0001] La presente invencion se refiere a las redes de datos y a las redes definidas por software (SDN). Antecedentes de la invencion

10

[0002] US 2013/258847 A1 divulga un control de congestion en toda la red de ejecucion de controlador en una red de arquitectura dividida. El controlador recibe estadlsticas de flujos de conmutadores de cada entidad que comunica a traves de la red. El controlador selecciona un enlace mas congestionado como un enlace de cuello de botella basado en una tasa de perdida de paquetes que se deriva de las estadlsticas de flujos y estimado para cada

15 entidad en cada enlace de la red. El controlador identifica una ruta de destino en la red que pasa a traves del enlace de cuello de botella y transmite la mayor parte del trafico y calcula una probabilidad de estrangulamiento de cada entidad de distribution que comparte la ruta de destino basada en la capacidad del enlace de cuello de botella, capacidad del primer enlace de la ruta de destino, consumo de ancho de banda y tasa de perdida de paquetes de cada entidad de distribucion. El controlador transmite entonces la probabilidad de estrangulamiento de cada entidad 20 de distribucion al conmutador de entrada de la ruta de destino para reducir la congestion en el enlace de cuello de botella.

[0003] WO 2006/090369 A1 se refiere a un dispositivo periferico configurable para uso en una red, estando el dispositivo periferico adaptado y configurado para estar acoplado al menos a otro dispositivo periferico en una red e

25 incluyendo un controlador de admision para controlar la admision del trafico de datos sobre un flujo predefinido sobre un enlace flsico y un enrutador para enrutar el trafico de datos a traves del dispositivo periferico sobre el flujo predefinido de acuerdo con un esquema de enrutamiento predefinido, donde la operation del controlador de admision y el enrutador se controla de acuerdo con los datos que definen todos los enlaces flsicos y logicos en la red; una red de operador de telecomunicaciones para trafico de datos, incluyendo la red al menos dos dispositivos 30 perifericos configurables y un metodo para transmitir trafico de datos a traves de tal dispositivo periferico.

[0004] Las redes de datos comprenden nodos de red, y enlaces de capacidad fija que conectan los nodos. La capacidad de un enlace se mide generalmente en unidades de ancho de banda tales como bits/s. Una red de proveedor es una red de datos a traves de la cual el cliente accede a Internet y a otros servicios, incluyendo entre

35 otros, voz, video, juegos en llnea, intercambio de archivos, copia de seguridad de datos y almacenamiento en nube.

[0005] Se hace referencia a la FIG. 1, que es un diagrama de la tecnica anterior de una red de datos de proveedor 100. La red de proveedor 100 tiene un nodo de red unico 10, mencionado como un enrutador periferico. que sirve como punto de acceso de los clientes a los servicios proporcionados. El flujo de trafico de datos del

40 enrutador periferico al cliente se menciona como trafico descendente y el flujo de trafico en la direction opuesta se denomina trafico ascendente.

[0006] Como se muestra en la FIG. 1, un servidor multimedia 20A esta conectado al enrutador periferico 10 a traves de Internet 30 y el servidor multimedia 20B esta conectado al enrutador periferico 10 directamente. El

45 enrutador periferico 10 esta conectado a dispositivos de agregacion 40A y 40B. El dispositivo de agregacion 40A esta conectado a terminales de acceso 50A y 50B. Ejemplos de terminales de acceso incluyen:

• OLT -- entre otros terminales de llnea optica, que son extremos de proveedor de servicios de redes opticas pasivas;

50 • CMTS -- terminales de sistema de termination de modem de cable para servicios de datos de alta velocidad tales como Internet por cable y voz sobre IP; y

• DSLAM -- terminales multiplexor de acceso de llnea de suscriptor digital.

El terminal de acceso 50A esta conectado al equipo local del cliente (CPE) 60A y 60B.

55

[0007] Los operadores de red se esfuerzan por utilizar el maximo posible de la capacidad de una red, incluso para evitar congestion en la red. La congestion de red deteriora la calidad del servicio para los clientes que utilizan la red y conduce a una utilization poco efectiva de la red debido a retransmisiones. Los operadores de red firman acuerdos de nivel de servicio (SLA) con los clientes y se esfuerzan por hacer cumplir el SLA en su red y garantizar la

equidad entre sus clientes.

[0008] El trafico descendente esta dirigido de los servidores multimedia 20A y 20B, y de Internet 30 a CPE 60A y 60B, a traves de la red 100, por una estructura de arbol semi-estatica. Especlficamente, siempre y cuando un

5 enlace de red no falle, el trafico descendente a un CPE especlfico atraviesa siempre la misma ruta de nodos de red. El enrutador periferico 10 identifica el CPE de destino de cada marco descendente que entra en el enrutador periferico 10 y almacena cada marco en una cola descendente que esta asociada al CPE de destino. Con el fin de evitar la congestion, garantizar la equidad entre clientes y optimizar la utilization de la red, el enrutador periferico 10 emplea una gestion de trafico jerarquica, usando una programacion jerarquica y controlando el arbol que tiene la 10 misma estructura que el de la red de proveedor. I.e., la ralz del arbol es el enrutador periferico, los vertices del arbol son los nodos de la red, las hojas del arbol son las colas descendentes del enrutador periferico y los bordes del arbol son los enlaces de red a traves de los cuales el trafico descendente fluye entre los nodos de red. El enrutador periferico moldea el flujo de trafico a traves de un enlace de acuerdo con la capacidad del enlace; p. ej., de acuerdo con un porcentaje de la capacidad de enlace maxima o de acuerdo con un acuerdo de nivel de servicio en caso de 15 que el enlace este conectado directamente a un cliente. El enrutador periferico moldea el trafico determinando una tasa de trafico de datos Redgen,m para el enlace descendente del nodo n al nodo m, para algunos o todos los nodos de red conectada n y m y garantizando que estas tasas de trafico no superen las capacidades de enlace.

[0009] El trafico ascendente esta controlado por algoritmos tales como la asignacion de ancho de banda 20 dinamica. No obstante, tal control esta limitado generalmente a enlaces conectados directamente a CPE. Otros

algoritmos de control, tales como el Protocolo de Reserva de Recursos, asignan ancho de banda a lo largo de una ruta entre el CPE y el enrutador periferico. No obstante, tal control resulta generalmente en una utilizacion de red limitada.

25 [0010] Una amplia portion de trafico descendente en redes de proveedor es multimedia, video, en particular.

Convencionalmente, los servidores multimedia 10A y 10B estan ubicados en el lado ascendente del enrutador periferico 10, de forma que todos el trafico multimedia pase a traves del enrutador periferico 10. Como resultado, el enrutador periferico 10 se sobrecarga. Ademas, como los clientes esperan una calidad de video mas alta, el ancho de banda consumido por el video en una red de proveedor se vuelve mayor. A su vez, requiere aumentar las 30 capacidades de los enrutadores perifericos.

[0011] Ademas de sobrecargar los enrutadores perifericos, dirigir el trafico multimedia a traves de los enrutadores perifericos tiene otros inconvenientes.

35 1. Los enrutadores perifericos realizan una inspection de paquetes y control y programacion jerarquica sofisticada en profundidad, que resulta en un coste por bit mas elevado que otros dispositivos, tales como los dispositivos de agregacion. Ademas, el trafico multimedia requiere solo un procesamiento minimo, no necesita ser moldeado y no puede ser retrasado o perdido extensamente. De por si, el trafico multimedia transitorio a traves de un enrutador periferico malgasta un recurso caro e innecesario.

40 2. Convencionalmente, los servicios multimedia estan ubicados en el lado ascendente de los enrutadores perifericos, a pesar del hecho de colocar servidores multimedia o caches del servidores multimedia, mas cerca de los clientes que consumen el contenido multimedia, mejoraria su experiencia de usuario; sin embargo, la logica es permitir al enrutador periferico ser consciente de todo el flujo de trafico descendente a los clientes, de forma que el enrutador periferico pueda evitar la congestion en la red de proveedor.

45

[0012] Los mecanismos de control de flujo, mencionados diversamente como contrapresion e indication de congestion, estan estandarizados y se han implementado a lo largo de los anos en varias tecnologias de comunicacion celular/paquetes. Los mecanismos de control de flujo realizan razonablemente bien la evitacion de congestion para redes de escala menor que tienen poco flujo. No obstante, el control de flujo tiene varios

50 inconvenientes.

1. El control de flujo proporciona indicaciones por flujo, mientras que la entidad congestionada es un componente de red, con mayor frecuencia un enlace.

2. El control de flujo es cualitativo, reportando la congestion de flujo. Por definition, el ajuste de la gestion de trafico 55 para evitar la congestion es un proceso de ensayo y error con convergencia prolongada y utilizacion de recurso de

red ineficiente.

3. El control de flujo no es expansible. Ningun dispositivo puede procesar el control de flujo de decenas de miles de flujos.

[0013] De hecho, las deficiencias anteriores fueron la razon de que la gestion de trafico jerarquica, actualmente usada por los enrutadores perifericos, se introdujera; siendo la logica que dado que el control de flujo no puede resolver la congestion conforme ocurre, entonces la congestion se debe evitar completamente. Para lograr esto, todo el trafico de datos dirigido a cualquier rama de banda ancha especlfica, experimenta la administracion de

5 trafico jerarquico teniendo en cuenta varios cuellos de botella a lo largo de su ruta.

[0014] Para resumir la situacion,

1. El control de flujo es inadecuado. El control de flujo no se amplla y proporciona una utilizacion de recursos pobre. 10 2. La administracion de trafico jerarquico es un exceso. La administracion de trafico jerarquico funciona bien, pero es excesivamente cara si es atravesada por todo el trafico de datos.

[0015] De por si, serla ventajoso controlar el trafico de forma que supere la limitacion de adaptabilidad del control de flujo y evite la congestion cuando multiples fuentes de trafico esten presentes en la red.

15

Resumen de la invencion

[0016] Aspectos de la presente invencion se refieren al controlador de trafico de acuerdo con la reivindicacion 1, una red de datos de acuerdo con la reivindicacion 10 y un medio legible de equipo no transitorio de acuerdo con la

20 reivindicacion 11. Las reivindicaciones dependientes se refieren a formas de realizacion particular de la invencion. Los sistemas de control de trafico de datos evitan la congestion en una red que tiene multiples fuentes de trafico. Ademas, las fuentes pueden introducir trafico en la red descendente de un enrutador periferico. Estos sistemas y metodos son expansibles y superan las limitaciones de adaptabilidad del control de flujo.

25 [0017] Las formas de realizacion de la presente invencion proporcionan un controlador de red innovador, que

reune periodicamente los datos de trafico estadlsticos desde los nodos de red y desde uno o varios enrutadores perifericos en una red de datos y que utiliza estas estadlsticas para analizar la distribution de trafico de las fuentes de trafico en varios enlaces de red. El controlador calcula las capacidades permitidas, es decir, las tasas permitidas maximas, en enlaces descendentes de los enrutadores perifericos. Las capacidades permitidas calculadas de este 30 modo se utilizan a su vez para configurar dinamicamente el arbol de control y programacion jerarquica de uno o varios de los enrutadores perifericos, garantizando de este modo que los enrutadores perifericos eviten la congestion de trafico en la red y garantizando la equidad entre clientes, a pesar de que los enrutadores perifericos esten ubicados mas arriba de donde las fuentes de trafico acceden a la red.

35 [0018] La presente invencion es particularmente ventajosa para las redes definidas por software (SDN), que

separan el plano de datos del plano de control.

[0019] Se proporciona de este modo de acuerdo con una forma de realizacion de la presente invencion un

controlador de trafico para una red de datos que incluye una pluralidad de nodos de red, una pluralidad de enlaces 40 de red que conectan los nodos de red y uno o varios enrutadores perifericos, estando configurado cada enrutador periferico para controlar el trafico de red en funcion de las capacidades de enlace permitidas y donde una o varias fuentes de datos de trafico descendente entran a la red descendente de uno o varios enrutadores perifericos, incluyendo el controlador de trafico un receptor operable para recibir periodicamente recuentos de bytes de transmision descendente desde al menos uno de los nodos de red, un procesador acoplado al receptor, operable 45 para actualizar periodicamente las capacidades de enlace permitidas en funcion de los recuentos de bytes descendentes de nodo de red recibidos por el receptor y un transmisor acoplado al procesador operable para transmitir periodicamente las capacidades de enlace permitidas actualizadas de este modo a uno o varios enrutadores perifericos para su uso en el control del trafico de red.

50 [0020] Se proporciona adicionalmente de acuerdo con una forma de realizacion de la presente invencion un

medio legible por ordenador no transitorio que almacena un programa informatico con codigo de programa informatico, que, cuando es leldo por un dispositivo de controlador, provoca que el dispositivo de controlador lleve a cabo un metodo para controlar el trafico en una red de datos que incluye una pluralidad de nodos de red, una pluralidad de enlaces de red que conectan los nodos de red y uno o varios enrutadores perifericos, estando 55 configurado cada enrutador periferico para controlar el trafico de red en funcion de capacidades de enlace permitidas y donde una o varias fuentes de datos de trafico descendente entran en la red descendente de uno o varios enrutadores perifericos, incluyendo el metodo la reception periodicamente de recuentos de bytes de transmision descendente desde al menos uno de los nodos de red, la actualizacion periodicamente de capacidades de enlace permitidas en funcion de los recuentos de bytes descendentes de nodo de red recibidos por la recepcion

periodicamente y la transmision periodicamente de las capacidades de enlace permitidas actualizadas de este modo, calculadas por la actualizacion periodica, a uno o varios enrutadores perifericos para su uso en el control del trafico de red.

5 Breve descripcion de los dibujos

[0021] La presente invencion se apreciara y comprendera de forma mas completa a partir de la siguiente descripcion detallada, tomada en conjunto con los dibujos en los cuales:

10 FIG.1 es un diagrama de arte anterior de una red de datos de proveedor;

FIG.2 es un diagrama de bloques simplificado de una red de datos mejorada con servidores multimedia que entran en la red descendente de un enrutador periferico, de acuerdo con una forma de realizacion de la presente invencion;

15 FIG.3 es un diagrama de bloques simplificado de una red de datos mejorada con un controlador de trafico, de acuerdo con una forma de realizacion de la presente invencion;

FIG.4 es un diagrama de bloques simplificado de una red de datos mejorada con dos enrutadores perifericos y un controlador de trafico, de acuerdo con una forma de realizacion de la presente invencion;

20

FIG.5 es un diagrama de bloques simplificado del controlador de trafico de las FIGS. 3 y 4, de acuerdo con una forma de realizacion de la presente invencion; y

FIG.6 es un diagrama de flujos simplificado de un metodo realizado por el controlador de trafico de las FIGS. 3 y 4, 25 de acuerdo con una forma de realizacion de la presente invencion.

Descripcion detallada

[0022] Aspectos de la presente invencion se refieren a un controlador de red innovador, que permite a los 30 enrutadores perifericos evitar la congestion de trafico en la red y garantizar la equidad entre los clientes, a pesar de

que los enrutadores perifericos esten ubicados mas arriba de donde las fuentes de trafico de red tales como los servidores multimedia entran en la red.

[0023] Se hace referencia a la FIG. 2, que es un diagrama de bloques simplificado de una red de datos 35 mejorada 200 con servidores multimedia 20A y 20B que entran en la red 200 descendente del enrutador periferico

10, de acuerdo con una forma de realizacion de la presente invencion. La red de datos 200 puede ser entre otros una red optica pasiva, una red por cable, una red de suscriptor digital o una red definida por software.

[0024] Como se muestra en la FIG. 2, el enrutador periferico 10 esta descargado, mediante la conexion de 40 servidores multimedia 20A y 20B directamente a los agregadores 40A y 40B. La conexion entre los servidores

multimedia y los agregadores puede ser una conexion flsica y puede ser una conexion que utiliza una red de transporte optico (OTN). La conexion de los servidores multimedia 20A y 20B directamente a los agregadores 40A y 40B tiene la ventaja importante de mejorar la experiencia del usuario para los clientes que consumen el contenido multimedia.

45

[0025] El enrutador periferico 10 no puede llevar a cabo la evitacion de congestion y garantizar la equidad en la red 200, ya que no esta al tanto del trafico multimedia generado por los servidores multimedia 20A y 20B que fluye a traves de la red a CPE 60A y 60B. De hecho, el enrutador periferico 10 no puede determinar las tasas de trafico de datos, ya que las fuentes del trafico de datos no fluyen en el enrutador periferico 10. De por si, el

50 moldeado y programacion jerarquica convencional no se puede utilizar en el sistema 200 para evitar la congestion.

[0026] Se hace referencia a la FIG. 3, que es un diagrama de bloques simplificado de una red de datos mejorada 300 con un controlador de trafico 70, de acuerdo con una forma de realizacion de la presente invencion. El controlador 70 reune estadlsticas de algunos o todos los diversos nodos de red y desde el enrutador periferico 10. El

55 controlador 70 usa estas estadlsticas para configurar dinamicamente el enrutador periferico 10 para evitar la congestion.

[0027] El controlador 70 puede ser un nodo de red adicional anadido al sistema, o alternativamente puede ser un nodo de red existente que adopta la funcion de un controlador. El controlador 70 es una entidad de

administracion estandar, que incluye entre otros un administrador de protocolo de administracion de red simple (SNMP) o un controlador de red definida por software (SDN) o una aplicacion sobre un controlador SDN. Alternativamente, el controlador 70 es una entidad de administracion registrada.

5 [0028] El controlador 70 recopila informacion y datos estadlsticos de otros nodos de red, usando un protocolo

estandar que incluye entre otros un monitoreo de red remoto (RMON), SNMP, protocolo de monitoreo y administracion de operaciones (OAM) y el protocolo de administracion Broadband Forum TR-69. Alternativamente, el controlador 70 recopila la informacion y los datos estadlsticos que usan protocolos registrados.

10 [0029] El controlador 70 lee informacion de otros nodos de red, incluyendo la informacion entre otros, para

cada nodo de red, uno o varios de:

I un identificador unico para el nodo de red;

II enlaces de red disponibles para el nodo de red, sus capacidades y los identificadores de sus nodos de red de 15 companeros; y

III recuentos de bytes recibidos y transmitidos, por enlace de red conectado al nodo de red.

Cabe destacar que la informacion I y II es suficiente para el controlador 70 para reconstruir la topologla de red. Alternativamente, la topologla de red se puede proporcionar por adelantado al controlador 70.

20

[0030] El controlador 70 escribe en el arbol de control y programacion jerarquica del enrutador periferico 10 y lee informacion del arbol, incluyendo uno o varios de:

IV. recuento de bytes descendente de transmision en cada borde de arbol nm; y 25 V. recuento de bytes descendente transmitido en cada hoja de arbol /.

[0031] El controlador 70 identifica periodicamente los cambios en la topologla y la informacion de capacidad de enlace y ajusta sus decisiones. Cuando tales cambios son identificados, el controlador 70 notifica a un operador que la topologla descubierta y las capacidades de enlace no se corresponden con el arbol de programacion

30 jerarquica de enrutador periferico. Ademas, cuando tales cambios son identificados, el controlador 70 actualiza la programacion jerarquica del enrutador periferico, en funcion de la topologla actualizada y la informacion de capacidad de enlace y lo notifica al operador por consiguiente.

[0032] Se introduce la siguiente notacion.

35

Txi(t) - el recuento de bytes transmitido descendente cada vez t de hoja I;

Txn,m(t) - el recuento de bytes transmitido descendente cada vez t de nodo n hacia el nodo descendente m;

Corign,m - la capacidad permitida de conjunto originalmente del borde del nodo n al nodo descendente m; y Cn,m - la capacidad permitida actual del borde del nodo n al nodo descendente m.

40 Dado que el trafico descendente esta distribuido en una estructura de arbol, cabe destacar que

imagen1

EQ. 1 se puede aplicar recursivamente para derivar los recuentos Txn,m(t) de los recuentos Tx(t). Por definicion, la 45 informacion V es suficiente para determinar la informacion IV.

[0033] Tras la inicializacion, el controlador 70 lee la configuracion de arbol de control y programacion

jerarquica inicial, incluyendo la estructura de arbol y las capacidades de borde original Corign,m-

50 [0034] De acuerdo con una forma de realization de la presente invention, el controlador 70 lee

periodicamente la informacion disponible de los nodos de red y del enrutador periferico 10 y deriva las tasas de trafico Rn,m del nodo n al nodo descendente m, de acuerdo con la formula

TXn.m&l) Txn ,m (to)

11“ t o

EQ. 2 utiliza informacion III de los nodos de red e informacion IV o V del enrutador periferico 10. Indicando, como anteriormente, las tasas de trafico de datos determinadas por el enrutador periferico 10 por Redgen,m, cabe destacar 5 que Redgen,m ^ Rn,m y Redgen,m ^ Corign,m. Si la informacion III esta permanentemente no disponible para el controlador 70, entonces el controlador 70 establece la tasa Rn,m = Redgen,m. Si la informacion III esta temporalmente no disponible para el controlador 70, entonces el controlador 70 utiliza una prediccion basada en la informacion III previa que estaba disponible, para determinar la tasa Rn,m; p. ej., un indicador basado en un promedio de ventana deslizante o basado en aproximacion lineal.

10

[0035] Despues de calcular las tasas Rnm, el controlador 70 actualiza dinamicamente las capacidades permitidas actuales Cn,m de cada borde del arbol de control y programacion jerarquica, de acuerdo con la formula

(-•n1m m<XX.{Covignm — (Rn,m Re^den,m) > 0} ■ (3)

Las capacidades de borde actualizadas Cn,m de acuerdo con EQ. 3 se utilizan entonces para actualizar dinamicamente la configuracion del enrutador periferico 10, evitando de este modo la congestion de trafico en los nodos de red que reciben el trafico del enrutador periferico 10. Los expertos en la materia apreciaran que el uso de EQ. 3 permite al enrutador periferico 10 alojar fuentes de trafico de datos, tales como los servidores multimedia 20A y 20B, que no fluyen a traves del enrutador periferico 10.

[0036] La actualizacion de las capacidades y la actualizacion de la configuracion del enrutador periferico 10 se realizan preferiblemente con suficiente frecuencia para seguir los cambios de tasa de fuente de trafico, pero sin sobrecargar los nodos de red con solicitudes de estadlsticas.

25

[0037] Se hace referencia a la FIG. 4, que es un diagrama de bloques simplificado de una red de datos mejorada 400 con controlador de trafico 70 y con dos enrutadores perifericos 10A y 10B que comparten la capacidad de red, de acuerdo con una forma de realizacion de la presente invencion. El controlador 70 reune estadlsticas de algunos o todos los diversos nodos de red y de los enrutadores perifericos 10A y 10B. El controlador

30 70 usa estas estadlsticas para configurar dinamicamente los enrutadores perifericos 10A y 10B para evitar la congestion.

[0038] Cuando dos o mas enrutadores perifericos estan presentes en la red, tales como los enrutadores perifericos 10A y 10B, el procedimiento de actualizacion de capacidad de EQ. 3 se lleva a cabo para cada enrutador

35 periferico. Cabe destacar, no obstante, que los calculos de nodo solo requieren ser realizados una vez.

[0039] Cabe destacar ademas que si un enrutador periferico, por ejemplo el enrutador periferico 10A, se vuelve inactivo, entonces el controlador 70 ordena al otro enrutador periferico, concretamente, el enrutador periferico 10B, que utilice toda la capacidad de red. Los expertos en la materia apreciaran que sirve como un mecanismo de

40 proteccion de error para la red.

[0040] Se hace referencia a la FIG. 5, que es un diagrama de bloques simplificado del controlador de trafico 70, de acuerdo con una forma de realizacion de la presente invencion. Como se muestra en la FIG. 5, el controlador 70 incluye cuatro componentes primarios. Un receptor 72 recibe periodicamente datos de trafico estadlsticos de

45 algunos o todos los nodos en una red de datos, incluyendo los datos de trafico estadlsticos datos de recuento de bytes Txi(t) y Txn,m(t), tratados mas arriba. Un procesador 74 utiliza los datos de recuento de bytes para derivar periodicamente las tasas de trafico Rn,m de acuerdo con EQ. 2 y para actualizar periodicamente las capacidades de borde permitidas Cn,m de acuerdo con EQ. 3. Las capacidades de borde permitidas actualizadas incorporan las fuentes de trafico que entran en la red descendente de los enrutadores perifericos. Un transmisor 76 transmite las 50 capacidades de borde permitidas actualizadas a uno o varios enrutadores perifericos en la red de datos, para actualizar de manera dinamica sus configuraciones de arbol de control y programacion jerarquica con el fin de alojar las capacidades de borde permitidas actualizadas y evitar de este modo la congestion. Una memoria 78 almacena las instrucciones de codigo de programa que son ejecutadas por el procesador 74 para llevar a cabo el metodo mostrado mas abajo en la FIG. 6, que controla el receptor 72, realiza el procesamiento para la actualizacion de las 55 capacidades de enlace permitidas y controla el transmisor 76.

15

20

Rn.m

(2)

[0041] El transmisor 76 consulta los nodos para ver sus estadlsticas, para el siguiente ciclo de calculo. En

una forma de realizacion alternativa de la presente invention, el controlador 70 configura los nodos para enviar periodicamente sus estadlsticas al transmisor 76.

5 [0042] La FIG. 6 es un diagrama de flujos simplificado de un metodo realizado por el controlador de trafico

70, de acuerdo con una forma de realizacion de la presente invencion. En funcionamiento 1010, el controlador 70 recibe periodicamente los datos de trafico de red de los nodos de red y de los enrutadores perifericos de red. Los datos recibidos incluyen los datos de recuento de bytes Tx(t) y Txn,m(t), tratados mas arriba. En funcionamiento 1020, el controlador 70 deriva periodicamente las tasas de datos de trafico Rn,m de acuerdo con EQ. 2. En 10 funcionamiento 1030, el controlador 70 actualiza periodicamente las capacidades de borde permitidas Cn,m de acuerdo con EQ. 3. Las capacidades de borde permitidas actualizadas incorporan las fuentes de trafico que entran en la red descendente de los enrutadores perifericos. En funcionamiento 1040, el controlador 70 transmite periodicamente las capacidades de borde permitidas actualizadas Cn,m a los enrutadores perifericos, para actualizar de manera dinamica sus configuraciones de arbol de control y programacion jerarquica con el fin de alojar las 15 capacidades de borde permitidas actualizadas y evitar de este modo la congestion.

[0043] Los expertos en la materia apreciaran que la presente invencion tiene una amplia aplicacion a cualquier red de datos que soporte dos o mas nodos de red que transmitan el trafico de una o mas fuentes en la red, de tal forma que una o mas de las fuentes de trafico tenga una conexion con un dispositivo capaz de llevar a cabo el

20 moldeado y la programacion jerarquica y de tal forma que algunos o todos los nodos de red sean capaces de proporcionar estadlsticas en relation con el trafico que pasa a traves de ellos.

[0044] En la especificacion anterior, la invencion se ha descrito en referencia a las formas de realizacion de ejemplo especlficas de la misma. No obstante, sera evidente que se pueden realizar diversas modificaciones y

25 cambios en las formas de realizacion de ejemplo especlficas sin salirse del amplio ambito y alcance de la invencion como se establece en las reivindicaciones adjuntas. Por consiguiente, la especificacion y los dibujos se deben considerar en un sentido ilustrativo en lugar de restrictivo.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un controlador de trafico (70) para una red de datos (200, 300, 400) que comprende una pluralidad de

nodos de red (40A, 40B, 50A, 50B, N), una pluralidad de enlaces de red que conectan los nodos de red, una 5 pluralidad de enlaces de acceso que conectan el equipo local del cliente (60a, 60B) y uno o varios enrutadores perifericos (10, 10A, 10B, R), estando configurado cada enrutador periferico (10, 10A, 10B) para controlar el trafico de red actualizando periodicamente las capacidades de enlace permitidas en funcion de los acuerdos de nivel de servicio del cliente, donde los acuerdos de nivel de servicio del cliente especifican las capacidades de enlace permitidas originales y donde el trafico multimedia generado por una o varias fuentes (20A, 20B) de datos de trafico 10 descendente entran en la red descendente de uno o varios enrutadores perifericos, comprendiendo el controlador de trafico:

un receptor (72) operable para recibir periodicamente (1010) recuentos de bytes de transmision descendente desde al menos uno de los nodos de red descendente de dichos enrutadores perifericos;

un procesador (74) acoplado a dicho receptor, operable para actualizar periodicamente (1030) las capacidades de 15 enlace permitidas en funcion de los recuentos de bytes descendentes de nodo de red recibidos por el receptor, y un transmisor (76) acoplado a dicho procesador operable para transmitir periodicamente (1040) las capacidades de enlace permitidas actualizadas de este modo a uno o varios enrutadores perifericos para su uso en el control del trafico de red.

20 2. El controlador de trafico de la reivindicacion 1 donde dicho procesador (74) es operable para derivar

periodicamente (1020) las tasas de datos descendentes como diferencias en los recuentos de bytes descendentes de nodo de red durante intervalos de tiempo divididos por las duraciones de los intervalos de tiempo y para utilizar las tasas de datos descendentes derivadas de este modo para actualizar las capacidades de enlace permitidas.

25 3. El controlador de trafico de la reivindicacion 2 donde las capacidades de enlace permitidas se

actualizan eliminando excesos de las tasas de datos descendentes derivadas por dicho procesador (74) en las tasas de datos descendentes derivadas por los enrutadores perifericos, desde las capacidades de enlace permitidas originales especificadas por los acuerdos de nivel de servicio del cliente.

30 4. El controlador de trafico de cualquiera de las reivindicaciones anteriores que comprende ademas una

conexion de red, para conectar el controlador de trafico con al menos uno de los nodos de red (40A, 40B, 50A, 50B, 60A, 60B, N).
5. El controlador de trafico de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde dicho receptor usa el 35 protocolo de monitoreo de red remoto (RMON), el protocolo de administracion de red simple (SNMP), el protocolo de

monitoreo y administracion de operaciones (OAM) o el protocolo de administracion Broadband Forum TR-69.
6. El controlador de trafico de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde el controlador de trafico es en si mismo uno de la pluralidad de nodos de red.

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7. El controlador de trafico de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la red de datos (200, 300, 400) comprende una red optica pasiva, una red por cable, una red de suscriptor digital o una red definida por software (SDN).

45 8. El controlador de trafico de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la red de datos (200,

300, 400) comprende una red de proveedor que proporciona al menos uno de los servicios de voz, servicios de video, servicios de juegos en llnea, servicios de intercambio de archivos, servicios de copia de seguridad de datos y servicios de almacenamiento en nube.

50 9. El controlador de trafico de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde dicho receptor, dicho

procesador y dicho transmisor son operables para recibir, calcular y transmitir periodicamente, de manera respectiva, en intervalos de tiempo de aproximadamente 100 ms.
10. Una red de datos con un controlador de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores,

55 para evitar la congestion de trafico, comprendiendo la red de datos (200, 300, 400):

una pluralidad de nodos de red (40A, 40B, 50A, 50B, N);

una pluralidad de enlaces de red que conectan los nodos de red;

una pluralidad de enlaces de acceso que conectan el equipo local del cliente (60A, 60B)

uno o varios enrutadores perifericos, estando configurado cada enrutador periferico para controlar el trafico de red actualizando periodicamente las capacidades de enlace permitidas en funcion de los acuerdos de nivel de servicio del cliente, donde los acuerdos de nivel de servicio del cliente especifican las capacidades de enlace permitidas originales; y

5 el controlador de trafico de cualquiera de las reivindicaciones anteriores,

donde el trafico multimedia generado por una o varias fuentes (20A, 20B) de datos de trafico descendente entrar en la red descendente de uno o varios enrutadores perifericos.

10 11. Un medio legible por ordenador no transitorio que almacena un programa informatico con codigo de

programa informatico, que, cuando es leldo por un dispositivo de controlador, provoca que el dispositivo de controlador lleve a cabo un metodo para controlar el trafico en una red de datos (200, 300, 400) que comprende una pluralidad de nodos de red (40A, 40b, 50A, 50B, N), una pluralidad de enlaces de acceso que conectan el equipo local del cliente (60A, 60B), una pluralidad de enlaces de red que conectan los nodos de red y uno o varios

15 enrutadores perifericos, estando configurado cada enrutador periferico (10, 10A, 10B, R) para controlar el trafico de red actualizando periodicamente las capacidades de enlace permitidas en funcion de los acuerdos de nivel de servicio del cliente, donde los acuerdos de nivel de servicio del cliente especifican las capacidades de enlace permitidas originales y donde el trafico multimedia generado por una o varias fuentes (20A, 20B) de datos de trafico descendente entran en la red descendente de uno o varios enrutadores perifericos, comprendiendo el metodo:

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la recepcion periodicamente (1010) de recuentos de bytes de transmision descendente desde al menos uno de los nodos de red (40A, 40B, 50A, 50B, N) descendente de los enrutadores perifericos,

la actualizacion periodicamente (1030) de capacidades de enlace permitidas en funcion de los recuentos de bytes descendentes de nodo de red recibidos por dicha recepcion periodicamente; y

25 la transmision periodicamente (1040) de las capacidades de enlace permitidas actualizadas de este modo, calculadas por dicha actualizacion periodica, a uno o varios enrutadores perifericos para su uso en el control del trafico de red.
12. El medio legible por ordenador de la reivindicacion 11 donde el metodo comprende ademas la

30 derivation periodica (1020) de las tasas de datos descendentes como diferencias en los recuentos de bytes descendentes de nodo de red durante intervalos de tiempo divididos por las duraciones de los intervalos de tiempo y donde dicha actualizacion periodica utiliza las tasas de datos descendentes derivadas por dicha derivacion periodica, para calcular las capacidades de enlace permitidas actualizadas.

35 13. El medio legible por ordenador de la reivindicacion 12 donde dicha actualizacion periodica comprende

periodicamente la elimination de excesos de las tasas de datos descendentes derivadas por dicha derivacion periodica en las tasas de datos descendentes derivadas por los enrutadores perifericos (10, 10A, 10B, R), desde las capacidades de enlace permitidas definidas originales especificadas por los acuerdos de nivel de servicio del cliente.

40 14. El medio legible por ordenador de cualquiera de las reivindicaciones de 11 a 13 donde dicha recepcion

periodica usa el protocolo de monitoreo de red remoto (RMON), el protocolo de administration de red simple (SNMP), el protocolo de monitoreo y administracion de operaciones (OAM) o el protocolo de administracion Broadband Forum TR-69.

45 15. El medio legible por ordenador de cualquiera de las reivindicaciones de 11 a 14 donde el codigo de

programa informatico da lugar a que el dispositivo del controlador lleva a cabo dicha recepcion periodica, dicha actualizacion periodica y dicha transmision periodica en intervalos de tiempo de aproximadamente 100 ms.