FR2737624A1 - Dispositif de communication et procede de ponderation d'au moins deux liaisons de communication en plusieurs parties entre deux interlocuteurs dans un reseau a plusieurs noeuds - Google Patents

Abstract

On indique par l'invention un procédé et dispositif de pondération de liaisons de communication dans des réseaux à plusieurs noeuds. On porte en l'occurrence un jugement sur deux lignes possibles en ce qui concerne leurs performances, leur comportements temporels et leurs aspects de sécurité par une logique floue. On obtient à partir de celui-ci des variables intermédiaires, que l'on traite au moyen d'un ensemble de règles principales pour obtenir un facteur de pondération de la ligne considérée. Ce facteur de pondération est ensuite utilisé par un procédé de routage, qui doit fixer le plus court chemin pour une liaison de communication, pour fixer la liaison correspondante. Cette invention est particulièrement appropriée dans un réseau à plusieurs noeuds.

Description

I Dispositif de communication et procédé de pondération d'au moins deux

liaisons de communication en plusieurs parties entre deux interlocuteurs dans un réseau à plusieurs noeuds La construction des réseaux de communication disponibles revêt de plus en plus d'importance dans le monde entier. A cet égard on peut citer comme exemple Internet. Dans des réseaux de communication de ce genre, on peut relier des interlocuteurs par l'intermédiaire de10 stations relais différentes par différents chemins de communication. Ces réseaux de communication sont des systèmes très complexes qui comprennent par exemple plusieurs milliers de composants. C'est la raison pour laquelle la fonction routage du réseau qui sélectionne15 chaque liaison d'un composant à l'autre composant dans le réseau, par laquelle une information doit être transmise, a une grande importance. Dans le modèle de référence ISO- OSI pour les réseaux de communication, la sélection de la meilleure liaison de communication entre un noeud20 émetteur et un noeud de détermination est l'une des fonctions principales de la troisième couche. Le problème consistant à pouvoir trouver, pour un participant à la communication la meilleure liaison possible apparaît dans tout réseau qui ne permet pas de relier un émetteur25 directement à un récepteur au moyen d'une unique liaison de transmission, mais o au lieu de cela il faut passer par plusieurs chemins intermédiaires de communication. Le problème de routage dans des réseaux représente donc l'archétype d'un problème combinatoire d'optimisation pour ces réseaux à plusieurs noeuds. Lorsque, lors de l'établissement d'une liaison de communication par l'intermédiaire de plusieurs stations relais, des chemins de communication différents entre deux interlocuteurs sont possibles, on parle souvent de routage. Pour ne pas charger inutilement le réseau, on essaie d'obtenir des chemins les plus courts possibles entre deux interlocuteurs. Ces stratégies de routage du plus court chemin se basent par exemple sur une information concernant la topologie du réseau. On attribue par exemple au réseau considéré, du point de vue de la théorie des graphes, conformément à un chiffre15 d'indice, pour chaque liaison dans le réseau une longueur ou un poids. On peut alors calculer par un algorithme, qui trouve le plus court chemin possible, le chemin de communication d'un noeud de source donnée à chaque autre noeud du réseau.20 Pour pouvoir réaliser l'échange de paquets de données par un procédé de ce genre, il faut fixer dans un réseau avant la transmission entre un récepteur et un émetteur un chemin ou un ensemble de chemins, à partir duquel l'algorithme de routage peut sélectionner. On peut mémoriser par exemple des tableaux de routage dans chaque noeud de communication, lesquels indiquent pour un paquet de communications entrant la bonne sortie sur la voie intermédiaire des communications. Il existe différentes stratégies de routage pour l'établissement de tableaux corrects de routage dans les divers noeuds de communication le long d'un chemin de communication. L'une des stratégies les plus simples de trouver un chemin consiste à indiquer un routage fixe. Dans ce cas la liaison de communication n'est pas35 flexible et la liaison de communication est toujours maintenue par l'intermédiaire de la même voie de communication. Une autre stratégie consiste à diffuser chaque paquet de données à tous les autres noeuds du réseau. Ce procédé peut être nécessaire par exemple dans le cas o

des modifications de topologie ont lieu dans le réseau.

Ces modifications de topologie peuvent être par exemple des erreurs ou des modifications et la diffusion sert dans ce cas à porter à la connaissance de tous les participants à la communication les modifications. Une variante à la diffusion représente le remplissage par le

réseau. Dans ce cas le noeud source émet des paquets de données à tous ses noeuds voisins et ceux-ci émettent à leur tour des paquets de données à leur autre noeud15 voisin à l'exception de celui qui leur a envoyé l'information.

Le routage adaptatif représente l'opposé du routage fixe. Cela se traduit par le fait que le réseau ou la liaison de communication peut réagir de manière20 flexible à des modifications dynamiques du réseau, qui concernent la topologie ou la charge du réseau. Une stratégie locale de routage utilise ainsi des informations accessibles localement comme par exemple les longueurs des files d'attente de toutes les liaisons de25 départ. Les procédés qui utilisent ces stratégies sont également appelées algorithme de routage isolé. On connaît aussi des stratégies de routage réparties, qui représentent des mélanges de stratégies de routage globales et locales. Tous les procédés connus nécessitent30 cependant toutes les informations concernant la topologie du réseau, la charge du réseau et les coûts des liaisons de communication. Dans le cas o par exemple un routage centralisé est utilisé, un centre de contrôle de routage contrôle l'état de chaque noeud de communication du35 réseau comme par exemple une liste de voisins, de

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longueurs actuelles des files d'attente, la topologie existant à cet instant, les données de circulation pour les diverses liaisons de ligne depuis le dernier rapport etc... Il peut être établi par ce centre de contrôle de routage central de nouveaux tableaux de routage et ceux- ci peuvent être diffusés à toutes les autres stations. Le routage par chemins multiples représente une autre possibilité de stratégie de routage. Dans les cas o plus d'un chemin de communication optimal est possible, la10 charge de communication peut être répartie entre les chemins possibles. Il est également possible par exemple de pondérer les chemins possibles par des probabilités d'apparition de charges différentes. On minimise par un routage par chemins multiples par exemple le retard lors15 de la diffusion de paquets de données par le réseau. Les critères pour trouver le chemin optimal par le réseau sont également appelés métriques de routage. Le routage adaptatif réparti représente une autre possibilité. Dans ce cas il faut que chaque noeud exécute dans le réseau par exemple les activités suivantes: - le rassemblement et la mesure d'informations concernant la topologie du réseau, car il y a, en fonction du réseau, une grande variété de critères qui peuvent

influencer la décision de routage.

- L'échange de l'information rassemblée avec d'autres noeuds de communication; cela est réalisé usuellement par remplissage dans le réseau, - calcul du plus court chemin vers tous les autres noeuds en se basant sur l'information de topologie, ce qui

représente un problème connu bien résolu.

Toutes les stratégies de routage connues qui déterminent le plus court chemin ont cependant en commun d'utiliser exclusivement un paramètre du réseau pour35 générer l'information de routage. Dans ce cas, des procédés de routage différents utilisent des paramètres différents comme par exemple le retard de transmission, le nombre des stations relais etc... La décision de routage est cependant établie exclusivement sur la base 5 de ce paramètre, de sorte que la communication dans le réseau est optimisée exclusivement sur la base de cet

unique paramètre, comme par exemple le temps de retard; d'autres critères importants pour un exploitant du réseau comme par exemple le coût de liaison ne sont pas pris en10 compte.

L'invention vise donc à indiquer un dispositif de communication amélioré et un procédé amélioré pour

exploiter au moins deux liaisons de communication en plusieurs parties entre deux interlocuteurs dans un15 réseau à plusieurs noeuds.

On y parvient par un procédé de pondération d'au moins deux liaisons de communication en plusieurs parties dans un réseau à plusieurs noeuds, comportant les particularités suivantes:20 a) on prescrit au moins deux catégories de pondération pour pondérer une liaison de communication; b) pour chaque liaison de communication, on détecte pour chaque catégorie de pondération prescrite, au moins une valeur de mesure, qui décrit la liaison du point de vue de la catégorie de pondération considérée; c) on détermine pour chaque liaison de communication une mesure de pondération, en pondérant des valeurs de mesure associées au moins du point de vue du remplissage de la catégorie de pondération considérée sous forme de degrés de remplissage, et on combine tous les degrés de remplissage entre eux, de telle sorte que la liaison de communication, qui a les plus grands degrés de remplissage du point de vue des catégories de pondération reçoive une mesure de

pondération optimale.

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On y parvient également par un dispositif de communication, dans lequel les noeuds de communication et les voies de parties des communications entre les noeuds de communication sont disposés de telle sorte que deux participants à la communication peuvent être reliés entre eux par l'intermédiaire d'au moins deux liaisons de communication. Dans une mise en oeuvre du procédé suivant l'invention, on prescrit comme catégorie de pondération au moins la performance de la liaison de communication et/ou le comportement temporel de la liaison de communication considérée et/ou la sécurité de la liaison de communication considérée. Dans une mise en oeuvre du procédé suivant l'invention, on détermine au moins comme valeurs de mesure à détecter pour: la performance: capacité de transmission, coûts de transmission, temps de transmission, comportement temporel: temps de retard entre deux20 noeuds, modification temporelle du temps de retard entre deux noeuds, sécurité: sécurité de la liaison sécurité des noeuds, sécurité des paquets. Dans une mise en oeuvre du procédé suivant l'invention, on traite les valeurs de mesure au moyen d'une logique floue, en les considérant comme variables

linguistiques, dont on détermine les degrés de remplissage à l'aide de fonctions d'appartenance, en utilisant pour chacune des catégories de pondération au30 moins un ensemble de règles de logique floue.

Dans une mise en oeuvre du procédé suivant l'invention, on forme la mesure de pondération pour la liaison de communication considérée en utilisant deux fois une logique floue, en traitant les degrés de35 remplissage pour les diverses catégories de pondération

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au moyen d'une logique floue, celles-ci étant considérée comme des variables linguistiques, que l'on exploite à l'aide d'au moins un ensemble de règles de logique floue principales. Dans une mise en oeuvre du procédé suivant l'invention, on utilise au moins des ensembles de règles qui combinent entre elles les variables suivantes: - coût de la liaison de communication avec sa capacité de transmission, - temps de transmission avec les coûts de la liaison de communication, - temps de retard entre deux noeuds avec la modification temporelle du temps de retard entre deux noeuds, - sécurité de la liaison de communication avec sa

sécurité de paquet.

Dans une mise en oeuvre du procédé suivant l'invention, on utilise comme ensemble de règles de logique floue principales au moins des ensembles de règles qui combinent entre elles les variables suivantes20: - comportement temporel de la liaison de communication avec sa sécurité, - comportement temporel de la liaison de communication avec sa performance, - performance de la liaison de communication avec sa sécurité. Dans une mise en oeuvre du procédé suivant l'invention, on pondère des liaisons de communication

potentielles et l'on sélectionne pour l'établissement30 d'une liaison réelle celle des liaisons de communication potentielles, qui a la mesure de pondération optimale.

Dans un mode de réaliation du dispositif suivant l'ivention, le procédé est mis en oeuvre sur

chaque noeud de communication.

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Un avantage particulier du procédé suivant l'invention consiste en la possibilité d'utiliser, lors de la pondération de la liaison, pour les premières fois, plusieurs paramètres métriques, qui décrivent des aspects différents de la liaison de communication. Lors de l'utilisation du procédé suivant l'invention, les catégories de pondération comportement temporel, sécurité et performance de la liaison de communication sont particulièrement avantageuses car elles permettent une

description et une pondération vaste de chaque liaison.

De manière avantageuse, on détecte lors de la détermination des paramètres de mesure, donc des métriques de routage pour les diverses catégories de pondération, plusieurs grandeurs de mesure, car on peut15 tirer ainsi une conclusion sûre sur l'état considéré du réseau. Il est également possible de pondérer les diverses grandeurs de mesure et de les peser l'une par rapport à l'autre. Le procédé suivant l'invention est mis en oeuvre de manière particulièrement avantageuse par l'utilisation d'une logique floue, car celle-ci est

connue pour permettre de manière particulièrement simple l'utilisation et l'exploitation de plusieurs grandeurs de mesures équivalentes. On exploite ainsi de manière25 avantageuse pour chaque catégorie de pondération un unique ensemble de règles de logique floue.

De manière particulièrement avantageuse, il est représenté par le procédé suivant l'invention, de nouveau en tant que variable linguistique, plusieurs grandeurs de30 mesure qui ont été exploitées au cours d'une première étape au moyen d'un seul ensemble de règles de logique floue, une variable linguistique pouvant ainsi être trouvée pour chaque catégorie de pondération, laquelle variable linguistique contribue à pondérer la liaison de35 communication à pondérer en liaison alors avec un autre ensemble de règles de logique floue, l'ensemble de règles principales. Des ensembles de règles de logique floue formés pour des coûts et une capacité de transmission, un temps de transmission et des coûts, un temps de retard et une modification du temps de transmission, ainsi que la sécurité de transmission et la sécurité des paquets sont avantageux pour pouvoir porter un jugement pratique sur

la liaison.

De manière appropriée, on exploite par le procédé suivant l'invention d'un second étage d'exploitation pour l'ensemble de règles principales, des règles de logique floue, qui relient le comportement temporel de la liaison de communication avec la sécurité, 15 le comportement temporel de la liaison de communication avec la performance, et qui combinent la performance de la liaison de communication avec la sécurité de la liaison. L'utilisation de ces combinaisons assure une pondération pratique de la liaison considérée. 20 De manière appropriée, le procédé suivant l'invention est utilisé pour pondérer des liaisons de

communication potentiellement possibles et sélectionne celle qui a la meilleure mesure de pondération suivant le poids. De cette manière, il est garanti que l'on obtient25 un rendement optimum pour un utilisateur de la communication.

De manière appropriée, on utilise le procédé suivant l'invention dans un dispositif de communication, qui permet des liaisons en anneau de deux participants à30 la communication par l'intermédiaire de plusieurs stations relais, car ainsi la charge du réseau et les

coûts pour les participants à la communication peuvent être minimisés.

De manière appropriée, le procédé suivant l'invention est mis en oeuvre sur chaque noeud d'un réseau de communication, car il est garanti ainsi une redondance et à tout instant les bonnes données du réseau

sont toujours à disposition.

On va expliciter ci-après l'invention en référence à des figures qui montrent: figure 1, un schéma bloc comme exemple d'un procédé suivant l'invention figure 2, une représentation schématique d'un système de pondération flou figure 3, un exemple des fonctions d'appartenance de la variable linguistique capacité,

figure 4, un exemple des fonctions d'appartenance pour la variable linguistique performance, figure 5, un exemple pour la variable linguistique poids,15 la Figure 6 un exemple pour la mesure du temps de retard entre deux noeuds de communication.

La figure 1 montre comme exemple un schéma de la coopération de plusieurs composants dans un réseau à plusieurs noeuds. Par exemple, on détermine dans un20 composant Top de chaque noeud la topologie du réseau. Cela s'effectue par exemple en mesurant les diverses longueurs de liaison entre les différents noeuds. Par exemple on peut également déterminer le temps de retard de chaque noeud avec les liaisons arrivant sur ce noeud.25 Les données sont communiquées par exemple ensuite à l'aide d'un procédé Flooding Floo, désigné ci-dessus par remplissage, à tous les autres noeuds. Dans un autre composant, les meilleurs noeuds sont déterminés à l'aide d'un algorithme théorique Sho. Le procédé suivant30 l'invention commence donc là o il y a lieu d'améliorer la mesure, la détermination et l'exploitation des paramètres de la topologie. On a évoqué à cet égard cidessus également les métriques de routage. On peut par exemple combiner par un système à logique floue Fuzz35 sensiblement plus qu'exclusivement un ou deux paramètres en une pondération générale des liaisons. Cette pondération de la liaison peut être utilisée comme grandeur d'entrée pour un algorithme de plus court chemin. Celui- ci est désigné à la Figure 1 par Sho. On cherche par exemple à installer dans chaque noeud du réseau un procédé de routage de ce genre. Par exemple chaque noeud détermine les paramètres d'entrée, les liaisons qui arrivent à lui pour le système à logique floue suivant l'invention. On peut noter à cet égard que pour la mise en oeuvre de l'invention, la logique floue apparaît la plus appropriée, que cependant d'autres procédés peuvent être utilisés, lesquels permettent d'exploiter plusieurs grandeurs en référence à leurs poids. On ne représente ici que la logique floue comme15 exemple de début de solution pour illustrer l'invention. Le procédé suivant l'invention est mis en oeuvre par exemple dès qu'une modification significative a donné l'un des paramètres d'introduction. Cette modification est déterminée par exemple dans le composant Top du20 schéma à la Figure 1 et est ensuite retransmise aux composants de pondération Fuzz. Si cette pondération des nouveaux paramètres de la liaison conduit par exemple à une modification de la pondération d'au moins l'une des liaisons, alors par exemple25 - le vecteur des pondérations mises à jour pour les liaisons est diffusé par flooding dans le réseau, - le tableau de routage est mis à jour à l'aide d'un algorithme de plus court chemin, par exemple de

l'algorithme SPF.

On indique dans ce qui suit quelques paramètres d'entrée pour la pondération de liaison, lesquels ne sont cependant pas tous réalisés dans le procédé suivant l'invention. Par exemple on peut sélectionner comme grandeurs d'entrée du procédé suivant l'invention d'abord35 toutes les informations disponibles sur le plan du

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routage dans le réseau. Notamment les paramètres suivants semblent appropriés: - la longueur de la liaison en tant qu'éloignement physique entre deux noeuds. Comme non seulement l'éloignement entre deux noeuds mais aussi la nature du moyen de transmission (par exemple câble en cuivre, câble de fibre optique, liaison radiophonique) a une influence sur le temps que mettent les signaux pour parvenir d'un noeud au prochain, il apparaît approprié de choisir comme entrée pour le procédé suivant

l'invention le temps de transmission d'un paquet.

- Si l'on part par exemple d'un réseau orienté datagramme, on peut utiliser le temps de transmission pour un paquet entier de même que le temps de propagation des signaux entre deux noeuds. On entend en l'occurrence par temps de transmission, le temps qui s'écoule à partir du début de la transmission sur le moyen (le premier bit du paquet est introduit dans le réseau), jusqu'à ce que le dernier bit du paquet ait atteint le prochain noeud. Tant qu'une liaison est établie, le temps de transmission est une grandeur

constante pour la liaison considérée.

- Une autre grandeur d'entrée, qui peut être mesurée en tant que temps, est représentée par le temps de retard, auquel est soumis un paquet sur son chemin d'un noeud au suivant. Par exemple, on mesure le temps qui s'écoule de l'instant de l'envoi d'un paquet à un noeud voisin jusqu'à l'arrivée de l'accusé de réception, que renvoie le noeud voisin. On appose ainsi au paquet un cachet temporel comportant l'instant de sortie, lequel est envoyé dans l'accusé de réception au noeud émetteur. On parvient ainsi à ce que seule l'horloge du noeud émetteur participe à la mesure. La partie constante du temps d'envoi est en

l'occurrence par exemple le temps de transmission.

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Dans ce cas essentiellement les temps qui sont passés au traitement du protocole et dans la file d'attente ont une influence. Ici la situation de charge intervient par exemple également indirectement dans les pondérations de la liaison, comme le montre la figure 6. Il est représenté à la figure 6 la différence entre le temps de retard et le temps de transmission. A la figure 6, to représente l'instant auquel l'émetteur Sen envoie un paquet. t1 désigne l'instant auquel un paquet émis est rangé dans l'émetteur Em dans la file d'attente d'entrée. t2 désigne l'instant auquel l'accusé de réception est renvoyé. t3 signifie que le récepteur reçoit l'accusé de réception et peut effectuer une comparaison du cachet temporel avec l'horloge interne. Le temps de transmission à la figure 6 se calcule par conséquent par tl-t0. L'émetteur Sen et le récepteur Em sont donc par exemple deux noeuds à l'intérieur d'un réseau de

communication à plusieurs noeuds.

- Comme le temps de transmission est l'un des paramètres les plus importants, la modification du temps de transmission est également mesurée et est choisie comme entrée dans le système de pondération suivant l'invention. L'idée qui sous-tend cela est qu'il faut compter, dans le cas d'un temps de retard momentanément croissant d'une liaison dans les secondes qui suivent avec un temps de retard accru et qu'il faut donc pondérer de manière moins forte cette liaison. - Comme la charge d'un réseau d'ordinateurs fluctue par exemple suivant l'heure de la journée, il apparaît judicieux de la faire intervenir également dans la pondération d'une liaison. Dans le cas cependant o de courts intervalles sont choisis pour la mesure des paramètres de mesure, on détecte également des

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fluctuations dépendant de l'heure de la journée et on peut renoncer à la détection du paramètre de l'heure

de la journée.

- Dans la perspective des technologies d'avenir, comme par exemple les réseaux ATM et les applications comme les multimédia et les services large bande, le type du trafic (données, voix, vidéo,....) pourrait aussi intervenir dans la décision de routage. Cela se traduit cependant par le fait qu'il faut calculer un tableau de routage propre à chaque genre de trafic ce qui se traduit par une plus grande dépense en mémoire

et en calcul.

- En outre on peut également tenir compte de la capacité de la ligne, car il faut s'attendre en cas de temps de retard grand et encore croissant à ce que la largeur de bande de la liaison soit déjà complètement exploitée. - La longueur de l'information, par exemple le nombre des paquets qui font partie d'une information, peut également être exploitée, lorsqu'elle est connue au début d'une transmission. Elle pourrait par exemple être utilisée pour prédire la situation de charge

auquel il faut s'attendre.

- Le nombre Hop, désigné auparavant également par nombre des stations-relais sur une voie de liaison, pourrait également être pris en compte dans la décision de routage mais n'est cependant judicieux que

lorsqu'aucun routage réparti n'a lieu.

- En outre l'âge de l'information de routage s'offre

comme entrée pour le système de pondération.

- Si par exemple les coûts pour l'utilisation d'une liaison sont introduits dans la pondération de la liaison, le trafic peut être acheminé plutôt par des

liaisons à coûts bas que par des liaisons plus chères.

En l'occurrence il faut cependant tenir compte du fait que les liaisons bon marché pourraient être surchargées. - La sécurité de la liaison donne un autre paramètre. Par exemple la sécurité vis-à- vis des pannes ou la confiance dans la disponibilité d'une liaison est déterminée comme probabilité de non-défaillance de la liaison. - De même la sécurité vis-à-vis des pannes du noeud voisin dans un réseau de communication peut être

portée à la connaissance du réseau de communication.

Lors de décisions de routage, on peut alors sélectionner par exemple des noeuds voisins qui de

manière connue sont plus stables que d'autres.

- La probabilité de perte de paquets peut représenter un autre paramètre. Ce paramètre décrit la probabilité qu'a un paquet d'être perdu en raison de situation de surcharge. De manière avantageuse, ces paramètres indiqués sont rassemblés dans le procédé suivant l'invention en trois catégories de pondération. Ils servent au procédé suivant l'invention par exemple de variables d'entrée pour un système à logique floue à deux étages, qui détermine une longueur de liaison pondérée. De manière avantageuse on forme les trois groupes suivants:25 1) "capacité", "coûts" et "temps de transmission" sont rassemblés par exemple dans le groupe des critères de performance. 2) Le "temps de retard" et la "modification du temps de retard" sont rassemblés par exemple en tant que

critères du comportement temporel de la liaison.

3) Les trois grandeurs "sécurité de la liaison", "sécurité vis-à-vis des pannes du noeud voisin" et la "probabilité de perte de paquets" sont rassemblées par exemple dans le groupe des critères de sécurité. Le procédé suivant l'invention a été conçu en

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l'occurrence de sorte qu'il ne faut se baser sur aucun réseau de calculateur spécial existant pour son mode

de fonctionnement.

La figure 2 indique un exemple pour un système de pondération suivant l'invention de liaisons de communication. Il est représenté ici de manière schématique. En l'occurrence, des boîtes rectangulaires représentent des variables linguistiques, des cercles la base de règles et des triangles ce que l'on appelle des unités de processeurs, lesquels peuvent effectuer des travaux de calcul. De manière avantageuse, le procédé

suivant l'invention est conçu en tant que système à deux étages. Dans le premier étage les variables d'entrée sont divisées par exemple en les trois groupes mentionnés ci-

dessus. La capacité est désignée par Kap, les coûts par Kos, le temps de transmission par t Ub. La modification du temps de retard est désignée par dtV et la modification elle-même par tV. Parmi les critères de sécurité, la sécurité de la liaison est désignée par20 VSAF, la sécurité des noeuds par NSAF et la sécurité des paquets par PSAF. Pour ces trois groupes on établit ensuite de préférence trois bases de règles, qui déterminent les variables intermédiaires correspondantes, c'est-à-dire les variables linguistiques pour la25 performance de la liaison, le comportement temporel de la liaison et la sécurité de la liaison. Dans un procédé à deux étages, ces variables linguistiques représentent des variables intermédiaires. Mais on peut aussi envisager d'exploiter ces variables directement par l'intermédiaire30 de procédés arithmétiques, pourdéterminer un poids pour la ligne correspondante. En l'occurrence les divers ensembles de règles de logique floue sont désignés comme suit. Les règles de puissance sont désignées par L_R, les règles temporelles par V R et les règles de sécurité par35 SR. Les variables intermédiaires en résultant pour la puissance sont désignées par POW, pour le temps par t et pour la sécurité par SAF. Ces variables intermédiaires linguistiques sont alors envoyées par exemple à un second étage aux règles principales H_R, par lesquelles le poids de la ligne considérée est calculé au moyen d'une logique floue. Par exemple ce poids est un nombre de pondération de l'intervalle [0, 1]. Un nombre proche de 1 signifie en l'occurrence par exemple une très bonne pondération et un nombre proche de 0 de manière analogue une très mauvaise pondération. Ce poids peut être utilisé directement comme entrée pour un algorithme Sho, qui calcule, sur la base

du poids WEIG, la liaison la plus courte.

Ce poids est mis à disposition par exemple, par l'intermédiaire du processeur PRO1, à une sortie du système de pondération en tant que gL. A une autre sortie, le processeur PRO2 met à disposition le poids de l'arête pour la liaison considérée sous forme du poids inverse en tant que Kan. Dans ce cas la version à deux étages du procédé suivant l'invention présente les avantages suivants: 1. Les variables intermédiaires peuvent être envoyées par exemple directement en tant que grandeurs d'entrée à un algorithme de routage fonctionnant sur la base de

règles de logique floue.

2. De ce fait la structure de la base de règle est conçue de manière plus visible. On peut facilement se représenter qu'une base de règle pour huit variables d'entrée peut être très confuse. En groupant les variables d'entrée, on peut rendre la forme de la base

de règle plus systématique.

Les figures 3 à 5 donnent des exemples des diverses variables linguistiques. Par exemple on a pris pour base de toutes les variables l'intervalle [0, 1] en tant que universe of discourse. Les valeurs de mesure35 sont normées par exemple avant l'entrée dans le système à logique floue dans cet intervalle. Une exception à cela est constituée exclusivement par la variable

"modification du temps de retard".

La figure 3 indique un exemple pour la fonction d'appartenance des variables linguistiques. De préférence, on utilise pour juger de la capacité cinq ensembles flous: "VL" very LOW, "LOW", "MED" (Medium), "HIGH" et "VH" (Very high) avec par exemple des fonctions d'appartenance triangulaires pour LOW, MED et HIGH ou des fonctions semi-triangulaires pour VL et VH. La figure 3 représente ici par exemple la représentation graphique de la variable "capacité". De préférence, la variable "coûts de la liaison" est conçue tout comme la variable "capacité" et de même la variable "temps de transmission de la liaison". Pour la "variable modification du temps de retard" on prend pour base de préférence comme universe of discourse l'intervalle [-1;1]. On peut alors tenir compte de manière avantageuse du signe de la modification du temps de retard lors de l'exploitation.20 Les ensembles flous sont à cet effet nommés par "NM" Negativ-Medium, "N" négatif, "ZERO", "P" positif et "PM" positive-medium. Les autres variables suivantes dont il est tenu compte sont formées de préférence de même que le variable linguistique capacité:25 - temps de retard - sécurité de la liaison - sécurité de noeud

- sécurité des paquets.

Les fonctions d'appartenance qui sont présentées ici pour les variables linguistiques ne sont que des exemples. Le spécialiste qui veut réaliser l'invention, peut aussi prévoir pour des raisons techniques d'autres fonctions d'appartenance qui ne sont pas de forme triangulaire mais qui ont une courbe de35 n'importe quelle autre forme. Il peut aussi être judicieux pour des raisons techniques dans un cas particulier de prévoir pour la pondération plusieurs

ensembles flous.

La figure 4 indique un exemple pour la fonction d'appartenance de la variable linguistique "performance". Il faut prendre garde en l'occurrence au fait que la performance a été calculée par pondération des grandeurs d'entrée à l'aide des règles de performance. Par exemple la performance variable est constituée, comme les variables d'entrée, de cinq ensembles flous. Elle représente de préférence le rapport prix-performance de la liaison. Afin qu'après le passage de logique floue en

logique non floue, par exemple la méthode "max-dot-

centroid" également les valeurs de bord zéro ou 1 soient

atteintes, on choisit pour tous les ensembles flous des fonctions triangulaires comme fonctions d'appartenance.

On prend pour base ici comme universe of discourse par exemple l'intervalle [-0,25, 1,25]. La variable "temps" est par exemple formée de même que la variable20 "performance". Elle représente les conditions temporelles sur la liaison considérée. En l'occurrence, l'ensemble VL représente un très mauvais comportement temporel donc un grand temps de retard. De manière analogue les autres ensembles flous de la variable "temps" représentent des25 comportements temporels meilleur. La variable "sécurité" est ainsi de préférence formée tout comme la variable "temps". On doit encore noter que ces variables mentionnées sont des variables intermédiaires, qui proviennent déjà d'une pondération de logique floue des30 grandeurs d'entrée. De préférence, ces variables intermédiaires sont déterminées pour pouvoir former de manière plus simple les divers ensembles de règles pour la pondération des variables. On exploite de préférence ici le fait qu'exclusivement trois variables d'entrée35 sont à pondérer par l'ensemble de règles de logique floue principales H_R tandis que lors de la pondération de toute les grandeurs d'entrée huit grandeurs d'entrée devraient être combinées les unes aux autres au moyen de règles de logique floue. 5 La Figure 5 représente un exemple des fonctions d'appartenance de la variable de sortie poids. De préférence, celle-ci est constituée de sept ensembles flous: "VL", "IVL",..., i"VH", "VVH" Ceux-ci sont répartis par exemple sur l'intervalle [-0,15, 1,15]. On10 prévoit ici comme fonction d'appartenance par exemple des triangles ou des trapèzes pour VL et VH. On attache ainsi une grande importance aux valeurs de bord. Cela présente l'avantage consistant en ce que la décision définitive du système de pondération à logique floue sera défaillante15 de manière marquee pour une très bonne respectivement très mauvaise pondération tandis que dans la zone médiane on obtient un résultat fin et échelonné. Comme cela a déjà été mentionné, il faut pour exploiter les variables linguistiques prévoir des bases de règles. Ce sont ici par exemple quatre bases de règles à cause du procédé à deux étages. Les règles enregistrées dans les quatre bases de règles représentent en l'occurrence, outre les variables linguistiques, une partie importante du procédé suivant l'invention. Elles25 combinent les grandeurs d'entrée rendues floues aux variables intermédiaires ou au poids définitif de la liaison. On donne ci-après un aperçu des diverses bases de règles comme exemple de l'exploitation correspondante des grandeurs. La formulation des règles est une30 opération euristique et subjective particulièrement dans le domaine des réseaux d'ordinateurs, car suivant le but assigné au constructeur les règles peuvent avoir des aspects tout-à-fait différents. Cela fait qu'un spécialiste peut prévoir, en fonction du système à régler35 ou des réseaux à pondérer, dans chaque cas différentes règles de pondération par logique floue. En l'occurrence il peut par exemple combiner notamment des grandeurs différentes ou même aussi plus ou moins d'ensembles de règles de logique floue suivant ses souhaits. Les règles 5 de la combinaison des paramètres de performance de la liaison sont contenues dans la base de règle pour les règles de performance LR à la Figure 2. En l'occurence, la variable "performance" représente le rapport prix- performance d'une liaison. Ainsi on pondère par exemple10 une liaison à coûts bas mais de grande capacité et de petits temps de transmission comme très bonne tandis qu'une liaison ayant les mêmes données de performance mais un grand coût est considérée comme bonne mais pas comme très bonne. De préférence, la base de règle LR est15 constituée en général de deux groupes de chacun 25 règles. Dans le premier groupe, on combine par exemple les variables capacité dans la matrice Kap et les coûts Kos au moyen d'une combinaison logique ET. Cela est représenté dans le tableau 1. La combinaison est20 symbolisée par une flèche et par le terme AND. On obtient donc à partir de cette base de règle par combinaison ET

des divers facteurs, 25 règles. Elle est représentée dans le tableau 1.

Tableau 1

_ VL IjOW)MZD HIGH VH

| | | MED VL = V

AdND HIGH LOW VL XV F i ED VL I0

VH HIGH. LOW

VHVH MED

Dans la première colonne ou dans la deuxième ligne se trouvent les termes qui sont combinés dans les prémisses à l'aide de l'opérateur ET. Au point d'intersection de la ligne et de la colonne des termes de prémisses, se trouvent les termes de sortie. Dans le20 second groupe, sont combinées les variables pour le temps de transmission et pour les coûts. Elles sont désignées

par Kos et t_Ub.

Tableau 2

VL LOW |MED |HIGH |VH

XVH mVH ME-D ME D: f. ii-?Vii::i............::::: V

AMD: VH. HIGH LOW

_ X11 MED mVL VL

U HIGH SLOW JVL

l _ FED La capacité et le temps de transmission n'ont pas été par exemple comparés l'un à l'autre car

premièrement il a été attribué aux coûts une plus grande signification qu'aux deux autres variables et que5 deuxièmement il est moins judicieux, de ne pas tenir compte lors de la détermination du rapport prix-

performance des coûts ce qui se serait produit plutôt pour une combinaison de la capacité et du temps de transmission. Pour obtenir par exemple des bases de10 règles claires et satisfaisantes, on a renoncé de préférence à des règles, dans lesquelles plus de deux variables sont combinées l'une à l'autre dans les prémisses. Dans la base de règles pour les règles de retard, VR à la figure 2, les variables linguistiques pour le temps tV de retard et pour la modification du retard dtV sont combinées en la variable temps désignée par t à la figure 2. Elle consiste comme précédemment en 25 règles, chaque terme de l'une des grandeurs d'entrée étant combiné avec chaque terme de l'autre grandeur d'entrée à l'aide de l'opérateur AND. Comme cette base de règle est bidimensionnelle à la différence des trois autres bases de règles, elle peut être représentée en entier dans le tableau 3:

24 2737624

Tableau 3

VL LOW MED HIGH VH

VH HIGH MED

AND VH "HIGH LOW

X X X VH MED V

| |HIGH LOW C

| | MED LOW VL

La base de règle pour les règles de sécurité, désignée à la figure 2 par S-R, est plus vaste que les deux autres bases de règles. Elle consiste de préférence20 en six groupes de règles. En l'occurrence les trois premiers groupes sont constitués de règles simples de la

forme: If Variable a = Terme1, then Variable b = Term 2.

Pour la variablea dans chaque groupe, la "sécurité de la liaison", désignée par VSAF, la "sécurité des noeuds", désignée par NSAF, et la "sécurité des paquets" désignée par PSAF peuvent être utilisée.30 Variableb est toujours la "sécurité". Par ces en tout 15 règles on produit la surface de régulation d'un

régulateur linéaire. Ces ensembles de règles sont représentés dans les tableaux 4a, b et c.

Tableau 4

a) b) c)

VSAF SAP NSAF SAF PSA FSAF

m L VL VL

VL VL VL

VH VH MED

Dans les trois groupes de règles restants, on combine de préférence deux des variables d'entrée l'une avec l'autre. Cela s'effectue également à l'aide d'un20 opérateur AND. Mais on ne couvre pas de préférence toutes les possibilités dans la matrice de réglage et on ne formule des règles qu'aux bords, c'est-à-dire dans les zones dans lesquelles l'une des deux variantes considérées prend des valeurs extrêmes. De cette manière,25 la surface de régulation est plus abrupte aux bords et reste approximativement linéaire au milieu. Cela est

représenté à la figure 5, o la sécurité de la liaison est désignée par VS et la sécurité des noeuds par KS.

Tableau 5

VIIHIGH

L iX LOW MED HIGH VH De préférence les deux autres groupes de règles sont de forme analogue pour la sécurité de la liaison et la sécurité des paquets ou pour la sécurité des noeuds et la sécurité des paquets. Enfin, les règles principales, désignées à la figure 2 par HR, représentent une base de règle particulièrement importante. Elles sont particulièrement importantes, car ici les variables intermédiaires sont combinées en la grandeur de sortie préalable poids WEIG. A cet égard, il faut prendre garde à ce que les variables25 intermédiaires soient constituées de cinq termes de 1VLi", "VH", mais que la variable linguistique poids soit constituée de sept termes "VL",..., "VVH" pour la précision. Comme les règles S R de sécurité, les règles principales HR peuvent être également divisées en six groupes de règles. Les trois premiers groupes sont constitués de préférence de règles également simples, comme les trois premiers groupes des règles de sécurité S_R. Ici chaque variable intermédiaire comme la35 performance, le temps et la sécurité, représentées à la

27 2737624

figure 2 par POW, t et SAF, est représentée directement sur la grandeur de destination poids désignée par WEIG à

la Figure 2.

Comme on a attribué à la variable temps la plus grande signification pour la décision de routage, on a utilisé dans ces trois groupes la possibilité d'associer des poids aux règles. Par exemple, les règles qui représentent la variable temps sur la variable poids sont pondérées à 150 % tendis que les deux autres groupes des10 règles simples ne sont pondérées qu'à 50 %. On peut de nouveau remarquer qu'il ne s'agit que d'exemples de sorte

qu'également d'autres pondérations ou même pas de pondérations peuvent être prévues par les spécialistes sans porter atteinte à l'invention. Cela est représenté15 au tableau 6a à 6c.

Tableau 6

a) b) C) c

2WEIG WEIG

VVL VVL

VL VL V

MED MED V

VH VII VH

VVHVVH VVH

Dans les trois groupes de règles restants, comme dans les règles de sécurité, deux des variables intermédiaires sont combinées par AND, les matrices de

règles n'étant occupées par exemple qu'aux bords. D'abord par exemple les règles dans lesquelles la sécurité SAF est combinée avec le temps t, comme cela est représenté 5 au tableau 7.

Tableau 7

tVL LOW MED HIGH VH

0 WVL WVL VL

AM VWL ilLOW

VVL HIGH

l VL V |WH

| VL M HIGH WH

Ma: On peut reconnaître aux règles, qui combinent la performance POW au temps t qu'il est attribué à la variable "performance" une moins grande signification que

la variable "temps". Cela signifie qu'une performance mal pondérée n'est pas considérée de manière si grave qu'une mauvaise pondération du temps. Cela est représenté au30 tableau 8.

29 2737624

Tableau 8

De me VLor LOW MED HIGH cVH

E WVL 2 V'L MED|

,,iilii-i ?::???:i:?.:...i.. $.:: ....:..7..:.+?..:.::f./:M.::..

AMN) VVL HIGH |

VVL VVH

De même on reconnaît aux règles, qui combinent la variable "performance" à la variable "sécurité" qu'une grande sécurité de la liaison est tenue pour plus importante qu'une grande performance car à quoi servirait20 une liaison encore bonne lorsque une grande partie des paquets est perdue. Cet ensemble de règles est représenté

au tableau 9.

Tableau 9

2LO LOW M}3D HIGH VH

AN lWL LOW HHIGH

| | W L M X:HIGH

v VVHVL

andescrt d la iisVL est teu Wu Hl.

| | VL -i-;. ED V:H On détermine par la structure des six groupes de règles, au centre de l'intervalle, le comportement du système de pondération par logique floue par les trois groupes de règles d'abord décrits, tandis que la surface des règles est plus abrupte vers les bords du fait des trois derniers groupes de règles. Cela se traduit par le fait que le système réagit à cet endroit de manière plus sensible à des modifications des variables intermédiaires.

Claims (10)

REVENDICATIONS

1. Procédé de pondération d'au moins deux liaisons de communication en plusieurs parties dans un réseau à plusieurs noeuds, comportant les particularités 5 suivantes: a) on prescrit au moins deux catégories de pondération pour pondérer une liaison de communication; b) pour chaque liaison de communication, on détecte pour chaque catégorie de pondération prescrite, au moins une valeur de mesure, qui décrit la liaison du point de vue de la catégorie de pondération considérée; c) on détermine pour chaque liaison de communication une mesure de pondération, en pondérant des valeurs de mesure associées au moins du point de vue du remplissage de la catégorie de pondération considérée sous forme de degrés de remplissage et on combine tous les degrés de remplissage entre eux, de telle sorte que la liaison de communication, qui a les plus grands degrés de remplissage du point de vue des catégories de pondération reçoive une mesure de pondération optimale.

2. Procédé suivant la revendication 1, dans lequel on prescrit comme catégorie de pondération au moins la performance de la liaison de communication et/ou25 le comportement temporel de la liaison de communication considérée et/ou la sécurité de la liaison de

communication considérée.

3. Procédé suivant la revendication 2, dans lequel on détermine au moins comme valeurs de mesure à détecter pour: la performance: capacité de transmission, coût de transmission, temps de transmission, comportement temporel: temps de retard entre deux noeuds, modification temporelle du temps de retard entre deux noeuds, sécurité: sécurité de la liaison sécurité des noeuds,

sécurité des paquets.

4. Procédé suivant l'une des revendications 2 ou 3, dans lequel on traite les valeurs de mesure au

moyen d'une logique floue, en les considérant comme variables linguistiques, dont on détermine les degrés de15 remplissage à l'aide de fonctions d'appartenance, en utilisant pour chacune des catégories de pondération au moins un ensemble de règles de logique floue.

5. Procédé suivant la revendication 4, dans lequel on forme la mesure de pondération pour la liaison de communication considérée en utilisant deux fois une logique floue, en traitant les degrés de remplissage pour

les diverses catégories de pondération au moyen d'une logique floue, celles-ci étant considérées comme des variables linguistiques, que l'on exploite à l'aide d'au25 moins un ensemble de règles de logique floue principales.

6. Procédé suivant l'une des revendications 4 ou 5, dans lequel on utilise au moins des ensembles de

règles qui combinent entre elles les variables suivantes: - coûts de la liaison de communication avec sa capacité de transmission, - temps de transmission avec les coûts de la liaison de communication, - temps de retard entre deux noeuds avec la modification temporelle du temps de retard entre deux noeuds, - sécurité de la liaison de communication avec sa

sécurité de paquet.

7. Procédé suivant l'une des revendications 5

ou 6, dans lequel on utilise comme ensemble de règles de logique floue principales au moins des ensembles de règles qui combinent entre elles les variables suivantes: - comportement temporel de la liaison de communication avec sa sécurité, - comportement temporel de la liaison de communication avec sa performance, - performance de la liaison de communication avec sa sécurité.

8. Procédé suivant l'une des revendications précédentes, dans lequel on pondère des liaisons de

communication potentielles et l'on sélectionne pour l'établissement d'une liaison réelle celle des liaisons de communication potentielles, qui a la mesure de pondération optimale.

9. Dispositif de communication pour la mise en

oeuvre de procédé suivant l'une des revendications précédentes, dans lequel les noeuds de communication et

les voies de parties des communications entre les noeuds de communication sont disposés de telle sorte que deux participants à la communication peuvent être reliés entre25 eux par l'intermédiaire d'au moins deux liaisons de communication.

10. Dispositif de communication suivant la revendication 9, dans lequel le procédé est mis en oeuvre sur chaque noeud de communication.30