MXPA05006550A - Control de flujo en dispositivos de red. - Google Patents

Control de flujo en dispositivos de red.

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Abstract

Se proporcionan metodos y aparatos para controlar las velocidades de flujo de una pluralidad de flujos de paquetes de datos en una fila de espera 4 correspondiente a un recurso 3 de un dispositivo en red 1. El flujo comprende un conjunto 7 de flujos no sensibles, y un conjunto 8 de otros flujos que puede comprender flujos sensibles y/o flujos cuya sensibilidad se desconoce. Las velocidades de flujo se administran de acuerdo con un esquema de administracion de filas de espera de manera que se hacen ajustes a cada velocidad de flujo dependiente del exceso de ancho de banda en el recurso, dependiendo las cantidades de los ajustes de uno o mas parametros de ajuste para cada flujo. Se genera una senal de error con base en la desviacion de una proporcion de asignacion deseada de la proporcion de las velocidades de flujo totales en la fila de espera 4 para el conjunto de flujos 7, 8. Al menos un parametro de ajuste para al menos un flujo se varia entonces dependiendo de la senal de error de tal manera que reduzca la desviacion antes mencionada. Un esquema de control de ciclo cerrado opera asi en conjunto con el esquema de administracion de filas de espera subyacente para promover la asignacion de ancho de banda adecuado aun en la presencia de una mezcla de flujos sensibles y no sensibles.

Description

CONTROL DE FLUJO EN DISPOSITIVOS DE RED CAMPO TÉCNICO Esta invención se refiere en general al control de flujo en redes de comunicaciones de datos, y más particularmente a métodos y aparatos para controlar las velocidades de flujo en filas de espera de paquetes de datos en dispositivos en red ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Cuando cualquier recurso de un dispositivo en red incluido en el procesamiento de paquetes de datos recibe paquetes a una proporción mayor que los paquetes que puede procesar, entonces los paquetes se estancarán, ocasionando efectivamente una fila de espera de paquetes de datos . Los mecanismos de control de flujo se proporcionan en general para administrar la transmisión en la fila de espera de paquetes de datos provenientes de varios flujos, en donde el "flujo" es algún conjunto o categoría definido de los paquetes de datos, tal como paquetes provenientes de un grupo particular de fuentes, o que se conforman a un protocolo particular, o paquetes que requieren, por ejemplo una clase particular de servicio. En particular, los esquemas de administración de filas de espera pueden implementarse para controlar la velocidad de flujo en la fila de espera (i.e., la proporción de puesta en fila de espera o "proporción de servicio") para cada flujo de acuerdo con la disponibilidad del ancho de banda en el recurso. La disponibilidad del ancho de banda se valora típicamente mediante alguna forma de la técnicas de formación de umbrales de longitud de fila de espera que indica si el exceso de ancho de banda (i.e., ancho de banda disponible o sin utilizar) se encuentra disponible en operación. Las velocidades de flujo se controlan entonces de acuerdo con lo anterior, con una vista para asegurar la adecuada asignación múltiple del ancho de banda entre los flujos mientras se cumple cualquiera de las especificaciones del servicio garantizado para flujos particulares. Por ejemplo, los esquemas de Active Queue Management (Administración Activa de Filas de espera) (AQM) tal como RED Random Early Detection) (Detección Temprana Aleatoria) y las variaciones de estos controlan las velocidades de flujo al seleccionar probabilísticamente los paquetes de entrada (o haciendo paquetes para indicar la congestión de la red) incrementándose las probabilidades de selección para los flujos respectivos o disminuyendo en una forma definida con base en los niveles de fila de espera. Un esquema AQM más reciente conocido como Bandwidth Allocation Technology (BAT) se describe en "Bandwidth Allocation for Non-Responsive Flows with Active Queue Management" ("Asignación de Ancho de Banda para Flujos no Sensibles con Administración Activa de Fila de Espera"), Bowen et al. r Int. Zurich Seminar on Broadband Communications, IZS 2002, Febrero 2002. Este esquema pertenece a la familia de los algoritmos de control de incremento aditivo disminución multiplicativa (AIMD) , y monitorea el exceso de ancho de banda al detectar no solo los niveles de filas de espera sino también las tasas de cambios de nivel de filas de espera. Los esquemas de administración de filas de espera controlan asi las velocidades de flujo con base en los niveles de congestión local, ajusfando las velocidades de flujo en dependencia al exceso de ancho de banda en el recurso local particular al cual corresponde la fila de espera. Los mecanismos de control de flujo adicionales también pueden operar en un nivel de ancho de red. En particular, ciertos protocolos de red se clasifican como "sensibles". Los protocolos sensibles proporcionan algún mecanismo para ajusfar las velocidades de flujo con base en eventos, tales como selecciones al azar o elaboración de paquetes, indicativos del status de congestión que ocurre en cualquier lugar de la red. Por ejemplo, los protocolos de Internet tal como TCP (Transport Control Protocol) (Protocolo de Control de Transporte) incorporan un mecanismo de retroceso de extremo a extremo mediante lo cual los dispositivos envían datos a menores tasas cuando se detecta la congestión. Dependiendo del mecanismo particular empleado, los diferentes protocolos sensibles pueden proporcionar diferentes niveles de sensibilidad, pero todos proporcionan algún grado de control de congestión a nivel más ancho que el local. Otros protocolos de red tal como UDP (User Datagram Protocol) (Programa Datagrama del Usuario) se clasifican como no sensibles. Estos protocolos continúan enviando datos a la misma tasa sin considerar la congestión en la red. Los protocolos no sensibles dependen asi de los mecanismos locales para manejar el control de la congestión. Una red típica puede soportar el tráfico que conforma una variedad de diferentes protocolos, y puede así llevar tanto el tráfico sensible como el no sensible. Por lo tanto, en general, es deseable para los mecanismos de control de flujo de red tratar eficientemente y de manera adecuada una mezcla de diferentes tipos de tráfico. SUMARIO DE LA INVENCIÓN La presente invención se basa en la comprensión de que surgen serios problemas con los esquemas de administración de filas de espera existentes, cuando se trata una mezcla de flujos sensibles y no sensibles . En particular, las velocidades de flujo sensibles se reducen automáticamente mediante el mecanismo sensible al retroceso en vista de que las velocidades de flujo no sensibles no lo hacen. Esto significa que los flujos no sensibles pueden "limitar" los flujos sensibles, tomando todo el exceso de ancho de banda en el nivel local. Esto es directamente contrario al objetivo subyacente de lograra la adecuada asignación de ancho de banda entre todos los flujos manejados por el sistema de administración de filas de espera. Un aspecto de la presente invención proporciona un método para controlar las velocidades de flujo de una pluralidad de flujos de paquetes de datos en una fila de espera que corresponde a un recurso de un dispositivo de red, en donde la pluralidad de flujos comprende un conjunto de flujos no sensibles y un conjunto de otros flujos. El método comprende: administrar las velocidades de flujo de acuerdo con un esquema de administración de filas de espera de manera que los ajustes se hagan a cada velocidad de flujo en dependencia del exceso de ancho de banda en el recurso, dependiendo las cantidades de dichos ajustes de uno o más parámetros de ajuste para cada flujo; generar una señal de error dependiente de la desviación de una proporción de asignación deseada de las velocidades del flujo total en la fila de espera para dichos conjuntos de flujos; y variar al menos un parámetro de ajuste para al menos un flujo de al menos uno de dichos conjuntos en dependencia a la señal de error a fin de reducir dicha desviación. Asi, los métodos que incorporan la invención controlan las velocidades de flujo en una fila de espera (Le., las proporciones servidas) para una pluralidad de flujos que comprenden un conjunto de flujos no sensibles y un conjunto de otros flujos. Cada conjunto puede comprender uno o más flujos, de' manera que en el caso de limitación el método puede operar para solo dos flujos. El primer conjunto comprende flujos que se conocen por ser no sensibles. El segundo conjunto comprende otros flujos. Estos otros flujos pueden ser aquellos flujos que se conocen por ser flujos sensibles. Sin embargo, la sensibilidad de todos los flujos manejados por el sistema de control de flujo puede no ser conocido en todas las modalidades. En tales casos el segundo conjunto puede incluir aquellos flujos cuya sensibilidad es desconocida . Por lo tanto, en general el segundo conjunto puede comprender aquellos flujos que no se conocen por ser no sensibles. En cualquier caso, las proporciones servidas para los flujos se controlan a través de un esquema de administración de filas de espera que ajusta las velocidades de flujo con base en la disponibilidad del ancho de banda, ajustándose cada velocidad de flujo por cantidades que dependen de uno o más parámetros de ajuste para ese flujo. Durante la operación del proceso de administración de filas de espera, se genera una señal de error con base en la diferencia entre una proporción de asignación deseada y la proporción de las proporciones totales servidas para los dos conjuntos de flujos. Esta señal de error proporciona asi una indicación de la desviación de la asignación del ancho de banda entre los dos conjuntos de flujos a partir de un valor deseado. La señal de error se utiliza entonces para variar al menos uno de los parámetros de ajuste utilizados en el proceso de administración de filas de espera de tal manera gue reduzca esta desviación. Asi, las modalidades de la invención proporcionan un esguema de control de ciclo cerrado, gue opera en conjunto con un esguema de administración de filas de espera subyacente, gue alivia el problema causado por los flujos no sensibles anteriormente tratados. La asignación adecuada del ancho de banda puede lograrse asi en las modalidades de la invención aún en situaciones de tráfico difícil en donde debe administrarse una mezcla de ambos flujos, no sensibles y sensibles. Por lo tanto, en general, los métodos gue emplean la invención ofrecen control de flujo significativamente mejorado en comparación a los sistemas anteriores. Se apreciará por aguellos de experiencia en la técnica gue las filas de espera manejadas por el proceso de administración de filas de espera puede ser una fila de espera real (e.g. , una secuencia de paguetes de datos en una memoria intermedia) o puede ser una fila de espera lógica asociada con el recurso, en donde la fila de espera lógica representa una abstracción lógica de la operación del recurso en cuestión. Asi, la fila de espera puede o no representar a una sola pieza de memoria. De igual manera, el recurso al cual corresponde la fila de espera puede ser cualquier recurso asociado con poner en fila de espera los paquetes de datos. Como un ejemplo simple, el recurso en cuestión puede ser un elemento de memoria tal como una memoria intermedia, o múltiples elementos de memoria, tales como un conjunto de memorias intermedias. Alternativamente, por ejemplo, el recurso pudiera simplemente ser la lógica de control para procesar paquetes en alguna forma, la operación de la cual puede resumirse como una fila de espera lógica. Por lo tanto, en general, el recurso en cuestión puede ser cualquier recurso del dispositivo para el cual puede representarse el paquete que maneja el rendimiento, ya sea directamente o por abstracción lógica, como una fila de espera. Se apreciará que la disponibilidad del exceso de ancho de banda en el recurso puede valorarse en una variedad de formas dependiendo del esquema de administración de filas de espera particular empleado. Por ejemplo, el exceso de ancho de banda pudiera valorarse con base en la ocupación de filas de espera en alguna función del mismo, o con base en la entrada total versus las tasas de salida, o ciertamente cualquier otra medida de uso del recurso. La señal de error puede derivarse de varias maneras con base en la desviación entre las proporciones de asignación real y deseada para los dos conjuntos de flujos. El término "señal" se utiliza en la presente en el sentido más amplio. Por ejemplo, la señal de error puede ser simplemente un valor discreto que se actualiza periódicamente en operación. En modalidades particulares, la determinación de la proporción de asignación real (i.e., la proporción entre las proporciones totales servidas para los dos conjuntos de flujo) y/o la señal de error puede incluir alguna forma de proceso promediación. En general, dependiendo de los parámetros de ajuste particulares empleados en el esquema de administración de filas de espera, pueden variar uno o más parámetros de ajuste para uno o más flujos dependiendo de la señal de error. En las modalidades preferidas, se logra la simplicidad de operación combinada con el control particularmente efectivo de la asignación total del ancho de banda al variar al menos un parámetro de ajuste para cada flujo de solo uno de dichos conjuntos. Más preferentemente, un solo parámetro de ajuste se varia para cada flujo de solo uno de dichos conjuntos. En la modalidad particularmente preferida descrita abajo, el proceso de administración de filas de espera se realiza de acuerdo con el esquema ??? en donde cada velocidad de flujo se incrementa por una cantidad dependiente de un parámetro de incremento cuando el exceso de ancho de banda se encuentra disponible, y se disminuye por una cantidad dependiente de un parámetro de disminución cuando no se encuentra disponible el exceso de banda. Particularmente, se logra la operación eficiente en estas modalidades preferidas al variara el parámetro de disminución para cada flujo del conjunto de flujos no sensibles. En modalidades en donde las velocidades de flujo se ajustan periódicamente con un primer periodo en el proceso de administración de filas de espera, la variación de los parámetros de ajuste dependiente de la señal de error, se realiza preferentemente de manera periódica con un segundo periodo mayor que el primer periodo. El segundo periodo aqui es preferentemente varias veces el primer periodo, por ejemplo, al menos de un orden de magnitud mayor que el primer periodo, y más preferentemente al menos dos órdenes de magnitud mayor que el primer periodo. En las modalidades particularmente preferidas detalladas más adelante, la variación de los parámetros de ajuste se realiza con un periodo de tres órdenes de magnitud mayor que el periodo de ajustes de velocidad de flujo por el proceso de administración de filas de espera. Operar el proceso de variación de parámetros a una escala de tiempo mayor que el proceso de administración de filas de espera inhibe cualquier coeficiente potencial entre los dos procesos, de manera que el proceso de administración de filas de espera puede operara sustancialmente como es usual, con la variación del parámetro de velocidad más lenta sirviendo como una refinamiento en este proceso para mejorar la asignación del ancho de banda resultante según sea necesario. Se ilustrarán varias otras características preferidas de los métodos de control de flujo que incorporan la invención mediante ejemplos específicos descritos a continuación. Un segundo aspecto de la presente invención proporciona aparatos para controlar las velocidades de flujo de una pluralidad de flujos de paquetes de datos en una fila de espera correspondiente a un recurso de un dispositivo en red, comprendiendo dicha pluralidad de flujos un conjunto de flujos no sensibles y un conjunto de otros flujos. El aparato comprende : un administrador de filas de espera para administrara dichas velocidades de flujo de acuerdo con un esquema de administración de filas de espera, de manera que se hacen ajustes a cada velocidad de flujo dependiente del exceso de ancho de banda en el recurso, dependiendo las cantidades de dichos ajustes de uno o más parámetros de ajuste para cada flujo; y un controlador de ajuste para controlar al menos un parámetro de ajuste para al menos un flujo de al menos uno de dichos conjuntos, disponiéndose el controlador de ajuste para generar una señal de error dependiente de la derivación de una proporción de asignación deseada de la proporción de las velocidades totales de flujo en las filas de espera para dichos conjuntos de flujos, y para variara dicho al menos un parámetro de ajuste dependiente de la señal de error a fin de reducir dicha desviación. Se entiende que, en general en donde se describen las características en la presente con referencia a un métodos que incorpora la invención, pueden proporcionarse las características correspondientes de acuerdo con el aparato que incorpora la invención y viceversa. Un tercer aspecto de la presente invención proporciona un dispositivo en red para procesar paquetes de datos en una red de comunicaciones, teniendo el dispositivo un recurso que se asocia con una fila de espera de paquetes de datos, y la lógica de control de flujo para controlar las velocidades de flujo de una pluralidad de flujos de paquetes de datos, que comprende un conjunto de flujos no sensibles y un conjunto de otros flujos, en la fila de espera, en donde la lógica de control de flujo comprende un administrador de filas de espera y un controlador de ajuste como se define arriba para el segundo aspecto de la invención. Un cuarto aspecto de la invención proporciona un programa de computadora para hacer que un procesador de un dispositivo en red realice un método de control de flujo como se describió anteriormente. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Las modalidades preferidas de la invención se describirán ahora, a manera de ejemplo ilustrativo y no limitante, con referencia a los dibujos acompañantes en los cuales : La Figura 1 es una representación esquemática de un dispositivo en red que incorpora un sistema de control de flujo que incorpora la invención; La Figura 2 es un diagrama de flujo que ilustra la operación del controlador de ajuste del dispositivo de la Figura 1; La Figura 3 es un diagrama de bloques de un sistema de control elemental; La Figura 4 es una tabla que da resultados de simulación para un sistema de control de flujo que incorpora la invención bajo tres diferentes condiciones de congestión; Las Figuras 5a, 5b y 5c son representaciones gráficas de los resultados de la Figura 4 para las tres condiciones de congestión; Las Figuras 6a y 6b muestran los resultados de una simulación que demuestran una modalidad mejorada del sistema de control de flujo; La Figura 7 muestra los resultados de una simulación que demuestra otras modalidades mejoradas del sistema de control de flujo; La Figura 8 es una representación esquemática de la operación del controlador de ajuste en otra modalidad del ' sistema de control de flujo; Las Figuras 9a y 9b muestran los resultados de una primera simulación con la modalidad de la Figura 8; Las Figuras 10a y 10b muestran los resultados de una segunda simulación con las modalidades de la Figura 8; y Las Figuras lia y 11b muestran los resultados de la tercera simulación con las modalidades de la Figura 8. DESCRIPCIÓN DE LAS MODALIDADES PREFERIDAS Los sistemas de control de flujo que incorporan la invención pueden emplearse en una variedad de dispositivos de red tal como, por ejemplo, conmutadores, encaminadores, puentes, conformador de tráfico, dispositivos de balance de carga, aparatos intermedios y paredes contra incendio que incorporan dispositivos. En general los sistemas de control de flujo a describirse pueden emplearse en cualquier dispositivo en el cual se requiera la administración de filas de espera. En un dispositivo en red típico tal como un encaminador, los paquetes de datos entrantes recibidos por el dispositivo experimentan varias etapas de procesamiento, por ejemplo compensación en los componentes de control de acceso medio, clasificación y transmisión de paquetes a través de la tela de conmutación interna, antes de transmitirse a través de la red. Los paquetes pueden ponerse en filas de espera en varias etapas de este proceso que depende del procesamiento por un recurso particular del dispositivo. Los sistemas de control de flujo que incorporan la invención pueden emplearse en cualquiera de estas etapas para proteqer el recurso de sobrecarga bajo condiciones de congestión. Un ejemplo particular de tal sistema de control de flujo se describirá ahora con referencia a las Figuras 1 a 3. La Figura 1 es un esquema simplificado de un dispositivo en red 1 que muestra los elementos principales del dispositivo incluidos en la operación del sistema de control de flujo. Como se ilustra, el dispositivo 1 incluye el aparato de control de flujo, indicado en general en 2, para controlar las velocidades de flujo de una pluralidad de flujos hacia una fila de espera que corresponde a un recurso del dispositivo. En este ejemplo simple, el recurso a protegerse es una memoria intermedia 3 que contiene la fila de espera 4 de paquetes de datos para administrarse por el sistema. El aparato de control de flujo 2 incluye un administrador de filas de espera 5 que recibe los paquetes de datos de los diversos flujos y transmite los paquetes hacia la fila de espera 4 a velocidades controladas para cada flujo. En particular, el administrador de filas de espera 5 administra la velocidad de flujo hacia la fila de espera, i.e., la proporción servida, para cada flujo de acuerdo con un esquema de administración de filas de espera en donde los ajustes se hacen para cada velocidad de flujo con base en el exceso de ancho de banda. En esta modalidad, el administrador de filas de espera 5 implementa el algoritmo BAT en donde se determina el exceso de ancho de banda como una función de la ocupación de filas de espera como se detalla abajo. la disponibilidad del exceso de ancho de banda se indica por una señal de exceso de ancho de banda B (t) que se representa esquemáticamente en la figura como una señal de retroalimentación de la fila de espera 4. El aparato de control de flujo 2 también incluye un controlador de ajuste 6 para controlar los valores de los parámetros particulares utilizados en el proceso de administración de filas de espera como se describe en detalle abajo. En general, el aparato de control de flujo 2 puede implementarse por la lógica de control adecuadamente configurada, que comprende el hardware o software o una combinación de estos. Por ejemplo, el aparato 2 puede implementarse convenientemente por un procesador de red que hace funcionar el software que configura el procesador para realizar las funciones descritas. El software adecuado será aparente para aquellos de experiencia en la técnica a partir de la presente descripción. (Por supuesto, aunque tal procesador pueda pre-configurarse con el software apropiado, el código de programa que constituye tal software podría suministrarse de manera separada para cargarse en un dispositivo en red para configurar el procesador para operar como se describe. Tal código de programa pudiera suministrarse como un elemento independiente o como un elemento del código de programa para varias funciones de control, y puede suministrarse incorporado en un medio legible por computadora tal como un disquete o una transmisión electrónica enviada a un operador de red) . Los flujos a controlarse por el aparato 2 se dividen de manera imaginativa en dos diferentes conjuntos que se tratan diferencialmente en operación del método de control de flujo a describirse. El primer conjunto comprende aquellos flujos que se conocen por ser no sensibles. El segundo conjunto comprende aquellos flujos que se conocen por ser sensibles y/o aquellos flujos cuya sensibilidad se desconoce y que por lo tanto se consideran como potencialmente sensibles. Por motivo de simplicidad, la operación de esta modalidad se describirá para una mezcla de flujos TCP y ÜDP, mediante la cual los flujos UDP compondrán un conjunto 7 de los flujos no sensibles, y los flujos TCP compondrán un conjunto 8 de los flujos sensibles como se indica en la Figura 1. (Se apreciará por aquellos de experiencia en la técnica que los flujos UDP pueden clasificarse como sensibles en algunas circunstancias, en donde una aplicación de sobreposición impone algunos mecanismos sensibles en los flujos. Los flujos UDP se utilizan simplemente en la presente como un ejemplo conveniente de los flujos no sensibles, asi, para los propósitos presentes los flujos UDP se clasifican como no sensibles) . Cada flujo se recibe por el administrador de filas de espera 5 a una velocidad de flujo de entrada, o "proporción ofrecida", 0±. El administrador de filas de espera 5 calcula periódicamente una fracción de transmisión T para cada flujo generalmente de acuerdo con el esquema ??? como se describe en el documento referido arriba. Los paquetes se seleccionan aleatoriamente entonces para lograr una proporción servida de Ti . OÍ para el flujo. De acuerdo con el esquema BAT empleado en el administrador de filas de espera 5, se realiza el cálculo de las fracciones de transmisión con un periodo dt, siendo la fracción de transmisión Ti para cada flujo en el tiempo (t+dt) dada por: Ti(t+dt)= vcáa(l, Ti(t)+w) si fi(t)<f¡min Ti(t)(l - w) además si fj(t)>f¡max min(l, T¡(t)+ Ci*BProm(t)) además si B(t)=l max(0, Tt(t){\ - D Ofi))) de otro modo en donde: f¡(t) = Ti(t) *Oi(t) es la proporción servida por el flujo en el tiempo t; w es la constante predeterminada para el flujo (0<w<l); f±min y fímax son las proporciones mínima y máxima garantizadas servidas por el flujo; BProm(t) es el promedio de movimiento ponderado exponencial de B(t) ; 0¡(t) es la tasa ofrecida para el flujo en el tiempo t; y los parámetros C¡ y D¡ son, en el esquema BAT básico, las constantes predeterminadas para el fluj o . La señal de exceso de ancho de banda B(t) se da por: 0 además si Q(t)>qmox 1 además si dQ(t)/dt<dm¡n<0 0 de otro modo en donde Q(t) es la duración en tiempo t total de fila de espera, y qmin, qmax y dmin son los umbrales predeterminados. Por lo tanto puede observarse que el exceso de ancho de banda se considera estar disponible (i.e., B(t) = 1) cuando la longitud de la fila de espera se encuentra por abajo del umbral qmin y cuando la tasa de disminución de la longitud de fila de espera es mayor que la tasa de umbral dmin . Para las proporciones servidas f¡(t) entre las tasas mínima y máxima garantizadas fimin y fnax para el flujo, el esquema BAT ajusta la proporción servida, a través del ajuste de la fracción de transmisión T¡, dependiente del exceso de ancho de banda. Las cantidades de estos ajustes dependen, inter alia, de los valores de los parámetros de ajuste C, y D¡. En particular si el exceso de ancho de banda se encuentra disponible [B(t) = 1) , entonces la proporción servida se incrementa linealmente por una cantidad que depende del parámetro de incremento C¡. Si el exceso de ancho de banda no se encuentra disponible [B(t) = 0) , entonces la proporción servida se disminuye exponencialmente por una cantidad que depende del parámetro de disminución D¡. Como se anotó arriba, en el esquema básico BAT de la técnica anterior, los parámetros de incremento y disminución C¡ y D¡ son las constantes especificas para cada flujo. Sin embargo, en la presente modalidad el parámetro de disminución D¡ para cada uno de los flujos 7 ÜDP no sensibles, varia con el tiempo. El controlador de ajuste 6 de la Figura 1 monitorea las proporciones servidas f¡ para todos los flujos y utiliza estos, junto con una proporción de asignación de ancho de banda deseada rd, para variar los valores de D¡ para los flujos ÜDP. La proporción deseada r¿ aquí puede establecerse por el operador del sistema, o suministrarse mediante software de administración de recursos (no mostrado) en donde se proporciona por el sistema. La operación general del controlador de ajuste 6 en este proceso se indica en al diagrama de flujo de la Figura 2. La variación de los parámetros de disminución ÜDP Z>,-ÜDP se realiza periódicamente con un periodo ?? que es mayor que el periodo dt. Asi, el proceso de variación de parámetros inicia en cualquier momento (t+??) como se indica por la etapa 10 de la Figura 2. En la etapa 11 el controlador de ajuste calcula un valor para la proporción de asignación de ancho de banda actual r(t) con base en las proporciones servidas f¡ recibidas del administrador de filas de espera 5. Esta proporción r(t) es la proporción de la proporción servida total para todos los flujos 7 UDP para la proporción servida total para todos los flujos 8 TCP, y se calcula convenientemente al promediar una pluralidad de mediciones tomadas del periodo precedente M . En particular, las proporciones servidas f¡ para todos los flujos pueden muestrearse periódicamente por el controlador 6 durante el periodo ?? . Con cada muestreo, las tasas individuales para los flujos UDP y TCP se suman de manera separada para dar las velocidades de flujos totales UDP y TCP, y la proporción de estas tasas totales se registra por el controlador 6. El valor r(t) para el periodo actual t se calcula en la etapa 11 de la Figura 2 al promediar las proporciones registradas a través del número de muéstreos. A continuación, en la etapa 12 el controlador de ajuste compara la proporción de asignación actual r(t) con la proporción deseada r¿ para generar una señal de error ?G que depende de la desviación entre estos dos valores. En la presente modalidad, la señal de error es un valor normalizado dado por ñr = (r,rr(t) ) /r¿ . En la etapa 13, el controlador 6 calcula entonces nuevos valores para los parámetros de disminución , determinándose los cambios a los valores D¿UDP anteriores a fin de reducir la diferencia entre las proporciones de asignación deseada y actual r¿ y r(t) . La forma particular en que se calculan los nuevos valores ?¼??? se describirán en más detalle abajo. Finalmente, en la etapa 14 el nuevo valor Di°DP se suministra al administrador de filas de espera 5 para utilizarse en el proceso de administración de filas de espera subsecuente. El proceso de variación de parámetros se completa entonces hasta que el siguiente periodo At ha transcurrido, después de lo cual el proceso de control se repite. Puede observarse que la operación del controlador de ajuste 6 proporciona efectivamente un proceso de control de ciclo cerrado para controlar la asignación de ancho de banda r(t) entre los flujos sensible y no sensible a través de la variación de los parámetros de disminución para los flujos no sensibles. En particular, los parámetros de disminución varían a fin de llevar la proporción de asignación real más cerca del valor deseado r^. La forma particular en la cual los valores D¡ÜDP varían aquí para lograr esto, se explicará ahora, iniciando con un procedimiento de diseño de control convencional . La Figura 3 ilustra los elementos clave de un ciclo de control elemental que puede compararse al proceso de control de flujo realizado en el dispositivo 1. En el presente sistema de control de flujo, la planta 20 de la Figura 3 corresponde al compensador 3 en el cual el tráfico entrante se pone en fila de espera en la fila de espera 4 y, después de un cierto retraso, se deshacen las filas de espera. El dispositivo de medición 21 de la Figura 3 registra la información requerida del sistema, tal como, en el presente caso, las proporciones servidas y las fracciones de transmisión. La herramienta comparadora 22 evalúa el error de control, i.e. , la diferencia entre los valores deseados y reales. En el presente caso, esta es la señal de error ?G debido a que nos interesamos sólo en una variable controlada y define su estado por el valor del error de control. El controlador 23 de la Figura 3 evalúa el valor de la variable controlada de acuerdo con ciertos principios definidos. Esta señal y la entrada de perturbación (e.gr. r oscilaciones de la carga ofrecida) afectan la planta. Las funciones del controlador para producir una variable manipulada, contrarresta los efectos de la salida de perturbación mientras mantiene la planta en un estado deseado. Para el presente ejemplo se seleccionó un controlador que pertenece a la familia PID (Proportional, Integral and Derivative) (Proporcional, íntegro y Derivado) por varias razones : - los esfuerzos de cálculo periódicos requeridos por esta familia son comparativamente bajos; aunque un modelo extenso del sistema pudiera considerarse deseable, en contraste a un esquema de control de modelo predictivo o la teoría del observador esto no se requiere estrictamente en el presente caso; - a pesar de su estructura comparativamente simple, este grupo de controladores puede lograr resultados excelentes . La ecuación que describe un controlador PID ideal es como sigue: en donde y(t) representa la variable manipulada y x¿(t) el error de control, siendo constantes ambas variables dependientes del tiempo, y KR, TN y ??, . Los términos en los corchetes son, de izquierda a derecha, las influencias proporcional, integral y diferencial. Ya que el presente sistema de control de flujo no es continuo en tiempo, se utiliza la notación separada de la Ecuación (1) anterior. Esta se obtiene por: (a) diferenciación con respecto al tiempo de la ecuación (1) ; (b) aproximación de los derivados al utilizar diferencias hacia atrás; y (c) resolver el valor actual de la variable manipulada. La siguiente ecuación con los coeficientes generales se obtiene mediante esto: }>k = yk-i + b0.Xd,k + bi.xdtk-i + b2.Xd.k-2 (2) Con la selección de los parámetros bo, b¡, y ¿2 se pueden determinar las propiedades básicas del controlador. El presente procedimiento se basa en un controlador integro, obtenido de la ecuación (2) con bj, ¿2 = 0. yk = yk-i + b0.xd¡k (3) debido a que esta da una reducción adicional en la estructura asi como en el esfuerzo del cálculo. Manteniendo el término integral se asegura que el error de estado establecido es muy pequeño, teóricamente cero. En el presente sistema de control de flujo, D¿DDE es la variable manipulada yk y el error de control ¾¿ es la señal de error r descrita arriba. Asi, utilizando la Ecuación (3) se obtiene: D?m(t+M) = D?DS(t) + bo (4) Para igualar la influencia de la señal de error de control en el estado actual de ÜDP se define bo = ß?,??(?),ß < O, para obtener la versión general de nuestro controlador: °DP + ??) = D?8(t) + ß?G?(?). G (5) Asi, el controlador de ajuste 6 calcula el nuevo valor de )°DP para cada flujo de acuerdo con la ecuación (5) . El parámetro ß pudiera establecerse a un valor constante para todos o los flujos individuales, si se desea, y los valores adecuados serán aparentes para aquellos de experiencia en la materia. Sin embargo, en las modalidades particularmente preferidas, el valor de ß se selecciona en dependencia del valor absoluto de la señal de error Ar como se trata adicionalmente abajo. Puede observarse a partir de la Ecuación (5) que el valor del parámetro de disminución Z)/ÜDP varia de manera apropiada. Si la proporción de asignación de ancho de banda actual r(t) es mayor que la proporción deseada r¿ (i.e., se asigna demasiado ancho de banda al tráfico ÜDP) la señal de error Ar será negativa. Ya que ß<0, el valor de DiÜDE se incrementará por la Ecuación (5), i.e., DDP [t+At) >D?01¡(t) . La consideración del algoritmo ??? definido anteriormente muestra que un incremento en D DB da como resultado una fracción de transmisión T¡ disminuida. Asi, la porción de ancho de banda de los flujos UDP se reducirá, y la porción de los flujos TCP se incrementará, dando como resultado una pequeña proporción r(t) y reduciendo el valor absoluto de la señal de error. Si la señal de error ?G se reduce a cero, D/ÜDE no se ajusta. Esto es intencional ya que el sistema se encuentra entonces exactamente en el estado deseado y no existe temporalmente necesidad de ajuste. La eficiencia del sistema de control de flujo anterior en la asignación de ancho de banda puede observarse a partir de una simple simulación utilizando un flujo UDP y un gran número de flujos TCP concurrentes, con un enlace de cuello de botella que utiliza BAT como el esquema de administración de fila de espera como anteriormente. El sistema se probó bajo tres diferentes condiciones de congestión, congestión alta, media y baja, en donde el nivel de congestión se definió por la cantidad de carga UDP ofrecida. La condición de congestión alta se representó por las cargas ofrecidas UDP de 200, 150 y 100 bits/s. La condición de congestión media se representó por las cargas ofrecidas UDP de 80, 65 y 50 Mbits/s. La condición de congestión baja se representó por las cargas ofrecidas UDP de 40, 30 y 20 Mbits/s. La capacidad del enlace de salida compartida, igual a la tasa máxima en la que se drena la fila de espera 4, es 100 Mbits/s. Para cada una de las cargas ofrecidas, se probaron tres diferentes proporciones de asignación deseadas, y la porción de ancho de banda actual del flujo UDP comparada con la porción UDP deseada determina el grado de correspondencia. Los resultados de esta simulación se presentan en la tabla de la Figura 4, en donde las simulaciones 1 a 9 progresan a través de las cargas ofrecidas antes mencionadas de la más alta a la más baja. Estos resultados también se ilustran gráficamente en las representaciones de las Figuras 5a, 5b y 5c para los estados de congestión alto, medio y bajo, respectivamente. Puede observarse a partir de estas figuras que, para los estados de congestión alto, y medio, se logra un alto grado de correspondencia entre las porciones UDP real y deseada, con discrepancias solo para el 10% de las porciones ÜDP deseadas. Para el estado de congestión bajo se logra la excelente correspondencia para todas las proporciones de asignación deseadas. De manera similar, se han logrado buenos resultados en simulaciones utilizando un controlador proporcional-más-integral en el ciclo de control de variación de parámetro, aunque se prefiere aquí el controlador integral para la efectividad total combinada con la simplicidad de operación. Se proporciona el control de flujo total, con la asignación de ancho de banda mejorada según en comparación con el control de flujo ??? solo. Los resultados comparativos que demuestran las mejoras sobre los sistemas BAT básicos se darán abajo después de la discusión de algunas mejoras adicionales que pueden incorporarse en las modalidades de la invención. Las características preferidas para mejorar la operación para porciones pequeñas de tráfico no sensible se encuentran entre las mejoras presentadas. En una primera modificación de la modalidad anterior, se aplica un valor límite máximo a la variación del parámetro de disminución Djüm para cada flujo. Esta limitación es deseable debido a la forma en la cual D¡ afecta la probabilidad de transporte T¡. Revisando el término crítico del algoritmo BAT : max(0, T¡(t) {1 - DtO¡t)) ) es claro que 0 para D¡ mayor que algún valor dado {0¡(t) se normaliza generalmente a la carga máxima ofrecida para dar un valor mucho más pequeño que la unidad) . Para evitar el incremento innecesario de D, en tales circunstancias (que darían como resultado un mayor tiempo para reducir D¡ cuando se necesitan subsecuentemente valores pequeños), D¡ se limita preferentemente a D¡ e[0, Dmax] . El valor límite Dmax puede ser el conjunto operador como el apropiado para un sistema dado, y en general dependerá de la normalización que se esta utilizando por facilidad de implementación. En la modalidad preferida descrita en la presente Dmax se establece a 5000. El efecto de esta limitación se ha probado en un ambiente de simulación en general como antes en donde : - la proporción deseada r = 0.15; - se inicia en t = 5s en un estado de congestión muy alto (200 Mbits/s de tráfico ÜDP) ; y - en t = 30s ocurre una reducción de carga ofrecida UDP para un estado de congestión baja (30 Mbits/s de tráfico ÜDP) . los resultados de la simulación se muestran en las gráficas de las Figuras 6a y 6b, en donde la Figura 6a muestra los resultados sin limitación de Dm?' y la Figura 6b los resultados con limitación de Z)aDP mediante Dmax = 5000. El estado de congestión alta inicial combinado con la proporción baja deseada, fuerza al controlador integral a incrementar DUDP. Si no se establece limitación entonces el valor DUDP puede incrementarse hasta un valor muy alto. Subsecuentemente cuando la carga ofrecida se ha reducido significativamente, se requiere un valor más pequeño de D0DP para acoplar la proporción deseada. Si el valor inicial DUDP es entonces muy alto, se necesita una gran reducción y el controlador toma el mayor para efectuar el ajuste. Aplicar el valor Dmax limite reduce significativamente este marco de tiempo como se demuestra en las Figuras 6a y 6b. En una modalidad alternativa, el valor limite máximo Dmax para un flujo puede determinarse a través de un proceso dinámico. En particular, al resolver (1 - D¡Oi(t)) = 0 para D¡ el controlador de ajuste puede determinar el limite superior apropiado para D¡ para cualquier tasa ofrecida 0¡(t) dada. El esfuerzo de procesamiento adicional requerido para implementar este proceso puede ser útil en sistemas con velocidades de flujo ofrecidas ampliamente distribuidas. Sin embargo, normalmente, un valor constante de Dmaxr que establece apropiadamente todos o los flujos individuales, se considerará suficiente, y los valores adecuados serán aparentes para aquellos de experiencia en la técnica. Una mejora adicional en la operación del controlador puede lograrse al suprimir el proceso de variación de parámetros en los tiempos apropiados. En particular, el proceso de variación de parámetros puede suprimirse aunque la velocidad de flujo ofrecida 0¡ para un flujo sea menor que una tasa de umbral mínimo para ese flujo. Por ejemplo, aunque el ancho de banda mínimo se asegura generalmente como un elemento de Calidad de Servicio, ningún flujo puede forzarse a ocupar este ancho de banda. Durante los periodos cuando esto ocurre, i.e., para velocidades de flu o < fimin, la operación de ??? es tal que los términos que incluyen D¡ se ignoran. En las modalidades descritas hasta ahora el controlador de ajuste continuaría tratando de acoplar la proporción deseada mediante el ajuste de D¡. Así, D¡ podría disminuir a cero. Cuando la carga ofrecida se incrementa subsecuentemente, el valor de D¡ puede estar lejos del punto de operación deseado. Existirá entonces un retraso aunque el controlador ajuste el valor de D¡ de regreso a un valor apropiado. Para tratar este problema, en las modalidades preferidas el proceso de variación de parámetros usual se suprime mientras la velocidad de flujo ofrecida 0¡ para un flujo, se encuentra por abajo de la tasa mínima asegurada fimin para ese flujo, i.e., Oi(t)<f¡min . Por lo tanto, en tales modalidades, el controlador de ajuste 6 puede recibir no solo las proporciones servidas f¡ del administrador de filas de espera 5, como se muestra en la Figura 1, sino también las tasas ofrecidas 0¡ de los flujos UDP. Alternativamente, se prefiere que el controlador 6 pueda recibir las fracciones transmitidas T¡ de los flujos ÜDP del administrador de filas de espera 5, y calcule las tasas ofrecidas 0¿UDI de las fracciones transmitidas 7¿ y las proporciones servidas f¡ . (Nótese que, aunque el punto de supresión pudiera determinarse aquí con base en la proporción servida f¡ (i.e., fi(t)<f¡inin) , utilizando la proporción ofrecida. Ya que se desea garantizar la tasa mínima en cualquier momento, el proceso de variación de parámetros puede suprimirse tan pronto como la tasa ofrecida caiga por abajo del mínimo, y debe reanudarse tan pronto como pueda existir cualquier paquete seleccionado al azar, i . e . , la carga ofrecida es mayor que el mínimo. Puede suceder que la fracción transmitida de acuerdo con T¡(t+dt) = min(l, Ti(t)+w) no sea la unidad, así la proporción servida se encuentra aún por abajo del mínimo, pero la carga ofrecida puede haberse incrementado dramáticamente mientras tanto de manera que se requiere el control adicional de parámetro) . Aunque el proceso de variación de parámetros se suprima para un flujo, en algunas modalidades el valor de D¡ se mantiene en su último valor calculado, siendo este valor entonces el valor inicial cuando se reanuda el procedimiento de control de parámetros. La gráfica de la Figura 7 demuestra el efecto de este proceso en una simple simulación, mostrándose la desviación de la proporción de asignación ÜDP/TCP de su valor deseado cuando no se implementa la supresión del control de parámetros y también cuando se implementa la supresión. El efecto benéfico del proceso de supresión puede verse claramente a partir de esta figura. En otras modalidades, la supresión del proceso de control de parámetros puede realizarse mientras la tasa total ofrecida para el conjunto de flujos no sensibles se encuentra por abajo de cierto valor de umbral. En particular, los puntos de supresión pueden definirse por: íiDP, critico = fd* ancho de banda de enlace máximo/ (1 + r¿) res, critico = ancho de banda de enlace máximo/ (1 + r¡i) en donde el ancho de banda de enlace máximo es la tasa máxima a la cual se drena la fila de espera 4. ra es la proporción deseada como antes, y en general puede derivarse con base en cualquier tipo de definición de equidad, e.g. , equidad max-min. Asi, la suma de j , crítico y TTCP, crítico corresponde al ancho de banda de enlace máximo, y la proporción de JODE, crítico a JTCP, crítico es r<¿. Se deja OUDP, total ser la tasa total ofrecida del conjunto de flujos no sensibles y 0TCP,totai ls tasa total ofrecida del conjunto de flujos sensibles. Si ambas CW/totai > üDP,critico y <¾Cp,totai > /TCP, crítico entonces el sistema de control de flujo presente puede operar para conducir las proporciones totales servidas para los dos conjuntos de flujos a fODSl crítico y /TCP, crítico respectivamente. De otro modo el proceso de variación de parámetros puede suprimirse en las modalidades de la invención. Por ejemplo, en la modalidad preferida abajo detallada, la variación de los valores D/DDP se suprimen cuando la tasa total ofrecida de los flujos UDP < füm,critico como se define abajo. Durante los periodos cuando el procedimiento de control de parámetros normal se suprime, el valor de D¡ puede mantenerse en su último valor calculado como se describe abajo, o puede ser cero. En el primer caso existe una desventaja potencial en que el tráfico UDP pudiera reducirse aún más debido a una elevada cantidad de tráfico TCP (i.e. r sin exceso de ancho de banda) . En el último caso por otra parte, el sistema podría abusarse al impulsar elevadas cantidades de tráfico no sensible a través del dispositivo. Así, en las modalidades preferidas el controlador de ajuste 6 reduce el valor de por una cantidad predeterminada después de cada periodo de control ht mientras se suprime el control del parámetro normal. Es decir, el controlador 6 disminuye progresivamente el valor de D¡ durante los periodos de supresión. Por ejemplo, el valor de D¡ puede disminuirse por un porcentaje particular, tal como 10% por ejemplo, después de cada periodo At durante la supresión. Ya que el periodo de control At típicamente es mucho mayor que el periodo de control dt del proceso de administración de filas de espera, descender el valor de D¡ durante los periodos de supresión proporciona alguna equidad para legítimas cantidades bajas de tráfico no sensible. Por lo tanto, ya no es atractivo abusar del sistema debido a que, a fin de beneficiarse de un periodo de sobreimpulso, ha de aceptarse periodos largos de baja producción. En general, la limitación de los valores D¡ y la supresión del procedimiento de control como se describe, proporciona control de flujo significativamente mejorado, evitando los ciclos de integración que dan como resultado valores D¡ inapropiados, mejorando la operación por pequeñas cantidades de tráfico no sensible, y con cargas ofrecidas de oscilación, y oponiéndose a las intenciones de abusar del sistema a fin de obtener ventajas desleales en términos de la porción transportada. Se describirá ahora un ejemplo particular de un sistema de control de flujo que incorpora varias características preferidas tratada anteriormente, y la operación comparada con un esquema de control de flujo BAT básico sin el proceso de control de parámetros. La Figura 8 es una representación esquemática de la operación de un controlador de ajuste 6 en el ejemplo a describirse, en donde una mezcla de flujos UDP y TCP se asumen como en la Figura 1. En este ejemplo, el periodo de control ?? en el controlador de ajuste 6 es ls, mientras el administrador de filas de espera 5 calcula las fracciones transmitidas cada 4 ms . El controlador 6 mide la proporción entre las tasas UDP y TCP servidos una vez cada O.ls, promediando diez valores a través del periodo de control M para obtener un efecto de paso bajo. Las entradas al controlador de ajuste se indican en el bloque de interfaz de entrada 30 de la figura. En esta modalidad el controlador de ajuste recibe las tasas UDP ofrecidas 0¿DDE desde el administrador de filas de espera 5 asi como las proporciones servidas f¡ . Como con las proporciones servidas, las tasas ofrecidas 0,·s?)? se muestrean periódicamente y se promedian a través del periodo de control. Los bloques 31 a 36 representan las etapas realizadas para el conjunto de flujos UDP al final de cada periodo de control At . Asi, la etapa 31 representa la prueba para la supresión del procedimiento de control, siendo la prueba empleada aquí 0oDP,totai = „ÜDP, crítico r en donde ./DDP, crítico = r¡¡* del ancho de banda de enlace máximo/ (1 + r ) como se trató arriba. Si se satisface la condición de supresión, entonces la variación de parámetros para el flujo UDP se suprime como se indica en el bloque 32, y el valor anterior de ÜDP para cada flujo se disminuye por 10%. Si no se satisface la condición de supresión en la etapa 31, entonces en la etapa 33 el controlador verifica si este es el primer ciclo de ajuste después de un periodo de supresión. Si es asi, entonces el valor de recuperación D¡ÜDE para cada flujo es su último valor calculado como se indica en la etapa 34. Si el ciclo actual no es una recuperación de la supresión en la etapa 33, entonces el nuevo valor -0DP para cada flujo se calcula como se indica en la etapa 35 con base en la señal de error ?? generada para el ciclo actual. Nótese que se emplean tres diferentes valores para el parámetro ß en esta modalidad. El valor particular de ß seleccionado depende del valor absoluto de la señal de error ?G en el ciclo actual. En particular, en este ejemplo ß se establece como sigue: ß= 0.5 si ?G2 > 0.01 0.33 además si ?G2 > 0.1 0.05 de otro modo. La etapa 36 impone entonces los limites superior e inferior indicados en los nuevos valores de ¿¼DDP calculados en la etapa 35. A partir de la etapa 32, 34 o 36 según sea apropiado, el nuevo valor D?De para cada flujo ÜDP se produce entonces hacia el administrador de fila de espera como se indica por el bloque de xnterfaz de salida 37. Para demostrar la efectividad del sistema anterior, utilizamos establecimientos de simulación idénticos excepto que uno utiliza el sistema de administración de filas de espera BAT básico sólo, y el otro utiliza el sistema de control de flujo de la presente modalidad con el administrador de filas de espera BAT en el administrador de filas de espera 5 y el controlador de ajuste 6 que implementa el control de parámetros de la Figura 8. El establecimiento de simulación es como sigue: un enlace de cuello de botella con 100 Mbits/s un flujo UDP con una tasa de bit constante de 90 Mbits/s; y un flujo TCP abundante. El controlador de ajuste 6 se establece para asignar el ancho de banda de enlace con una proporción deseada rd de 30/70 = 0.42 (ÜDP/TCP) . Los resultados se muestran en las Figuras 9a y 9b, en donde la Figura 9a muestra el resultado para el esquema BAT básico y la Figura 9b el resultado para la presente modalidad de la invención. La Figura 9a claramente demuestra la diferencia inaceptable entre las proporciones deseada y real utilizando el esquema ??? básico con ambos flujos sensible y no sensible. Este comportamiento también es aparente a partir de la difusión del índice de equidad. (El índice de equidad se define en "The Art of Computer Systems Performance Analysis" ("La Técnica del Análisis del Desempeño de Sistemas de Computadora") Raj Jain, Wiley 1991, y se da aquí por: Equidad = (x,/w¡+x2/w2) ?2/ (2* ( {x¡/w} ) ?2+ (x2/w2) ?2) ) en donde x¡, x2 son las tasas medidas f¡(t) y W/, w2 son los pesos dados por + r¡¡) ) . La mejora proporcionada por el sistema de control de flujo que incorpora la invención es claramente evidente a partir de la Figura 9b. Aunque la proporción UDP/TCP r(t) es todavia fluctuante, este ahora varia alrededor a la proporción deseada, y el promedio se encuentra en un valor muy bueno. La mejora también se refleja en el índice de equidad que es mucho más estrecho que en la Figura 9a. La modalidad anterior también se ha probado en condiciones de carga ofrecida UDP de rebote. El establecimiento de simulación descrito arriba se modificó en que: - existe aún un flujo UDP pero su tasa de bits rebota entre las tasas de bits constantes de 50 Mbits/s y 120 Mbits/s en las etapas de tiempo de 5s. la proporción UDP/TCP deseada r¿ se establece a 0.4. Los resultados de esta simulación se presentan en las Figuras 10a y 10b. Las representaciones aquí inician en t=30s, cuando el controlador se ha ajustado por si mismo al sistema a través de la fase de inicio. En la Figura 10af las proporciones servidas UDP y TCP se representan además del modelo de tráfico UDP. La Figura 10b compara las proporciones UDP/TCP actual y deseada y también muestra el Indice de equidad. Es claro a partir de estas fiquras que el presente sistema de control de flujo es efectivo aún en la presencia de modelos de tráfico más complicados. Aunque se presentan picos cortos en la Figura 9b, la situación regresa rápidamente a normal . Una simulación final demuestra la versatilidad y robustez del presente sistema de control de flujo. El establecimiento de simulación es el mismo que el de las Figuras 10a y 10b, pero ahora utiliza flujos TCP Pareto-Encendido/Apagado-distribuido como se trata en el texto de Raj Jain referido arriba. La Figura lia muestra los resultados utilizando el esquema BAT básico sólo, y la Figura 11b los resultados con el presente sistema de control de flujo. De nuevo el presente sistema de control de flujo claramente sobrepasa el rendimiento del esquema BAT. En general, la proporción de asignación deseada r¿ puede establecerse por el operador a un valor apropiado para un sistema de control de flujo dado y los valores adecuados serán aparentes para aquellos de experiencia en la técnica. En particular, un valor apropiado en un caso dado puede determinarse en general como una función de las tasas aseguradas f¡min y fimax en el sistema. Además, el valor inicial para cada parámetro de disminución A0DP de los flujos no sensibles podrían establecerse sobre la base de los valores D¡ constantes calculados en la forma usual para el esquema BAT básico. Sin embargo, en las modalidades particulares de la invención, los valores Z)¡DDP iniciales pueden establecerse con base en observaciones heurísticas de una coherencia hiperbólica entre la proporción deseada r¿ y los valores iniciales de D?DB. En particular, los valores iniciales D w pueden establecerse de acuerdo con: £>?8(t=0) = constante/r¿ en donde la constante puede establecerse para todos los flujos no sensibles. De nuevo, los valores adecuados serán aparentes para aquellos de experiencia en la técnica. Aunque esto proporciona resultados aceptables, puede lograrse desempeño mejorado en donde el controlador de ajuste 6 selecciona los valores D¡ÜD1 iniciales a partir de una curva obtenida empíricamente de la relación entre los valores de r y D°DP con un esquema de control de ciclo abierto con base en el esquema BAT básico. Estos valores pueden proporcionarse en una tabla de búsqueda para utilizarse por el controlador de ajuste 6. Los valores i¾TCP pueden establecerse a los valores predeterminados conocidos a partir del esquema BAT básico . Será aparente a partir de lo anterior que el control de flujo de mayor eficiencia se proporciona por las modalidades de la invención, permitiendo la asignación favorable del ancho de banda aún en situaciones de tráfico difícil con una mezcla de flujos sensibles y no sensibles. Además, en las modalidades preferidas anteriormente tratadas, esto se logra al variar únicamente un solo parámetro de ajuste para los flujos no sensibles. Además, ya que el control de variación de parámetros puede realizarse a una escala de tiempo mucho más lento que el esquema de administración de filas de espera subyacente, el control de parámetros proporciona por si mismo particularmente bien implementaciones de software. Aunque se han descrito modalidades particulares a manera de ejemplo arriba, por supuesto pueden contemplarse muchos cambios y modificaciones a estas modalidades . A manera de ejemplo, aunque la supresión del procedimiento de control de parámetros se basa en tasas mínimas de umbral en las modalidades anteriores, si se desea, también puede proporcionarse un mecanismo para suprimir el procedimiento de control de parámetros cuando se exceden las tasas máximas garantizadas. Como un ejemplo adicional, en el sistema anterior, cualquiera o ambos de los parámetros y C¡, para cualquiera o ambos de los conjuntos de flujo sensibles o no sensibles, podrían ajustarse apropiadamente para reducir la señal de error. Sin embargo, se prefiere el ajuste de un solo parámetro de ajuste para sólo un conjunto de flujos por simplicidad de implementación. Los esquemas de administración de filas de espera diferentes a BAT también pueden emplearse en las modalidades de la invención, y el (los) parámetro (s) de ajuste controlados por el proceso de variación de parámetros se selecciona, según sea apropiado. También, los paquetes pueden marcarse preferentemente seleccionados al azar por el administrador de filas de espera 5. En este caso, aquellos paquetes que pudieran haberse seleccionado al azar simplemente se marcan para indicar la congestión, y se transmiten hacia la fila de espera junto con los paquetes no marcados. Por lo tanto, aquí, es efectivamente la velocidad de flujo en la fila de espera (Le., la proporción servida) de los paquetes no marcados que se controla a través del ajuste de las fracciones transmitidas en el administrador de filas de espera. Además, aunque los flujos TCP y UDP se utilizan arriba como ejemplos convenientes de flujos sensibles y no sensibles, los métodos que incorporan la invención pueden, por supuesto aplicarse con otros flujos de protocolo. El proceso de variación de parámetros también puede utilizar otras ecuaciones de control básicas diferentes a las específicamente mencionadas arriba. Además, en general más de una fila de espera puede controlarse por métodos de control de flujo que emplean la invención, proporcionándose instancias separadas del sistema de control de flujo para filas de espera respectivas. Pueden hacerse muchos otros cambios y variaciones a las modalidades anteriores dentro del espíritu y alcance de la presente invención .

Claims (41)

  1. REIVINDICACIONES Un método para controlar las velocidades de flujo de una pluralidad de flujos de paquetes de datos en una fila de espera que corresponde a un recurso de un dispositivo en red, comprendiendo dicha pluralidad de flujos un conjunto de flujos no sensibles y un conjunto de otros flujos, comprendiendo el método: administrar dichas velocidades de flujo de acuerdo con un esquema de administración de filas de espera de tal manera que los ajustes se hacen a cada velocidad de flujo en dependencia al exceso de ancho de banda en el recurso, dependiendo las cantidades de dichos ajustes de uno o más parámetros de ajuste para cada flujo; generar una señal de error dependiente de la desviación de una proporción de asignación deseada de la proporción de las velocidades de flujo totales en la fila de espera para dichos conjuntos de flujos; y variar al menos un parámetro de ajuste para al menos un flujo de al menos uno de dichos conjuntos que dependen de la señal de error a fin de reducir dicha desviación.
  2. 2. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en donde dichos otros flujos comprenden flujos sensibles.
  3. 3. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en donde al menos un parámetro de ajuste para cada flujo de solo uno de dichos conjuntos varia dependiendo de la señal de error .
  4. 4. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en donde un solo parámetro de ajuste para cada flujo de solo uno de dichos conjuntos varia dependiendo de la señal de error .
  5. 5. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en donde las velocidades de flujo se ajustan periódicamente con un primer periodo de acuerdo con dicho esquema de administración de filas de espera, y en donde dicho parámetro de ajuste varia periódicamente con un segundo periodo mayor que el primer periodo.
  6. 6. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en donde : de acuerdo con dicho esquema de administración de filas de espera, cada velocidad de flujo se incrementa por una cantidad dependiente de un parámetro de incremento cuando el exceso de ancho de banda se encuentra disponible, y disminuye por una cantidad dependiente de un parámetro de disminución cuando el exceso de ancho de banda no se encuentra disponible; y al menos uno de los parámetros de incremento y disminución para al menos un flujo de al menos uno de dichos conjuntos se varia dependiendo de la señal de error.
  7. 7. El método de acuerdo con la reivindicación 6, en donde el esquema de administración de filas de espera comprende un esquema ???.
  8. 8. El método de acuerdo con la reivindicación 6, en donde el parámetro de disminución para al menos un flujo del conjunto de flujos no sensibles varia dependiendo de la señal de error.
  9. 9. El método de acuerdo con la reivindicación 8, en donde el parámetro de disminución para cada flujo del conjunto de flujos no sensibles varia dependiendo de la señal de error.
  10. 10. El método de acuerdo con la reivindicación 9, en donde las velocidades de flujo se ajustan periódicamente con un primer periodo de acuerdo con dicho esquema de administración de filas de espera, y en donde el parámetro de disminución varia periódicamente con un segundo periodo mayor que el primer periodo.
  11. 11. El método de acuerdo con la reivindicación 9, que incluye aplicar un valor limite máximo a la variación del parámetro de disminución para cada flujo.
  12. 12. El método de acuerdo con la reivindicación 11, que incluye calcular el valor de limite máximo para un flujo como una función de la velocidad de flujo de entrada en la etapa de administración de velocidad de flujo para ese flujo.
  13. 13. El método de acuerdo con la reivindicación 9, en donde, de acuerdo con dicho esquema de administración de filas de espera, el ajuste de la velocidad de flujo dependiente del exceso de ancho de banda se realiza cuando la velocidad de flujo excede un tasa mínima asegurada para el flujo, y en donde el método incluye suprimir la variación del parámetro de disminución para dicho flujo cuando una velocidad de flujo de entrada en la etapa de administración de velocidad de flujo para ese flujo se encuentra por abajo de dicha tasa mínima asegurada para el flujo.
  14. 14. El método de acuerdo con la reivindicación 13, que incluye, durante la supresión de dicha variación del parámetro de disminución, mantener el parámetro de disminución en el valor del mismo al inicio de la supresión.
  15. 15. El método de acuerdo con la reivindicación 13, en donde, el parámetro de disminución varía a intervalos de tiempo periódicos dependientes de la señal de error, incluyendo el método, durante la supresión de dicha variación del parámetro de disminución, reducir el parámetro de disminución por una cantidad predeterminada después de cada dicho intervalo de tiempo.
  16. 16. El método de acuerdo con la reivindicación 9, que incluye suprimir la variación del parámetro de disminución para dicho flujo cuando una velocidad de flujo de entrada total a la etapa de administración de filas de espera para el conjunto de flujos no sensibles se encuentra por abajo de un valor umbral dependiente de dicha proporción de asignación deseada y un ancho de banda de enlace máximo predeterminado para dicha fila de espera.
  17. 17. El método de acuerdo con la reivindicación 16, que incluye, durante la supresión de dicha variación del parámetro de disminución, mantener el parámetro de disminución al valor del mismo al inicio de la supresión.
  18. 18. El método de acuerdo con la reivindicación 16, en donde, el parámetro de disminución varia a intervalos de tiempo periódicos dependientes de la señal de error, incluyendo el método, durante la supresión de dicha variación del parámetro de disminución, reducir el parámetro de disminución por una cantidad predeterminada después de cada dicho intervalo de tiempo.
  19. 19. El método de acuerdo con la reivindicación 9, que incluye, iniciar la variación del parámetro de disminución a partir de un valor inicial predeterminado que es inversamente proporcional a dicha proporción de asignación deseada .
  20. 20. El método de acuerdo con la reivindicación 9, que incluye, al inicio de la variación del parámetro de disminución, seleccionar un valor inicial para el parámetro de disminución dependiente de dicha proporción de las velocidades de flujo totales.
  21. 21. Un aparato para controlar las velocidades de flujo de una pluralidad de flujos de paquetes de datos en una fila de espera que corresponde a un recurso de un dispositivo en red, comprendiendo dicha pluralidad de flujos un conjunto de flujos no sensibles y un conjunto de otros flujos, comprendiendo el aparato: un administrador de filas de espera para administrar dichas velocidades de flujo de acuerdo con un esquema de administración de filas de espera, de manera que se hacen ajustes a cada velocidad de flujo dependientes del exceso de ancho de banda en el recurso, dependiendo las cantidades de dichos ajustes de uno o más parámetros de ajuste para cada flujo; y un controlador de ajuste para controlar al menos un parámetro de ajuste para al menos un flu o de al menos uno de dichos conjuntos, disponiéndose el controlador de ajuste para generar una señal de error dependiente de la desviación de la proporción de asignación deseada de la proporción de las velocidades de flujo totales en la fila de espera para dichos conjuntos de flujos, y variar dicho al menos un parámetro de ajuste dependiente de la señal de error a fin de reducir dicha desviación.
  22. 22. El aparato de acuerdo con la reivindicación 21 en donde el controlador de ajuste se dispone para variar al menos un parámetro de ajuste para cada flujo de solo uno de dichos conjuntos dependiente de la señal de error.
  23. 23. El aparato de acuerdo con la reivindicación 21 en donde el controlador de ajuste se dispone para variar un solo parámetro de ajuste para cada flujo de solo uno de dichos conjuntos dependiente de la señal de error.
  24. 24. El aparato de acuerdo con la reivindicación 21 en donde el administrador de filas de espera se instala para administrar dichas velocidades de flujo de acuerdo con un esquema de administración de filas de espera en donde las velocidades de flujo se ajustan periódicamente con un primer periodo, y en donde el controlador de ajuste se dispone para variar dicho parámetro de ajuste periódicamente con un segundo periodo mayor que el primer periodo.
  25. 25. El aparato de acuerdo con la reivindicación 21 en donde : el administrador de filas de espera se dispone para administrar dichas velocidades de flujo de acuerdo con un esquema de administración de filas de espera en donde cada velocidad de flujo se incrementa por una cantidad dependiente de un parámetro de incremento cuando el exceso de ancho de banda se encuentra disponible, y disminuye por una cantidad dependiente de un parámetro de disminución cuando el exceso de ancho de banda no se encuentra disponible; y el controlador de ajuste se dispone para variar al menos uno de los parámetros de incremento y disminución para al menos un flujo de al menos uno de dichos conjuntos dependientes de la señal de error.
  26. 26. El aparato de acuerdo con la reivindicación 25, en donde el esquema de administración de filas de espera comprende el esquema BAT .
  27. 27. El aparato de acuerdo con la reivindicación 25 en donde el controlador de ajuste se dispone para variar el parámetro de disminución para al menos un flujo del conjunto de flujos no sensibles dependientes de la señal de error.
  28. 28. El aparato de acuerdo con la reivindicación 27 en donde el controlador de ajuste se dispone para variar el parámetro de disminución para cada flujo del conjunto de flujos no sensibles dependientes de la señal de error.
  29. 29. El aparato de acuerdo con la reivindicación 28 en donde el administrador de filas de espera se dispone para administrar dichas velocidades de flujo de acuerdo con un esquema de administración de filas de espera en donde las velocidades de flujo se ajustan periódicamente con un primer periodo, y en donde el controlador de ajuste se dispone para variar el parámetro de disminución periódicamente con un segundo periodo mayor que el primer periodo.
  30. 30. El aparato de acuerdo con la reivindicación 28, en donde el controlador de ajuste se dispone para aplicar un valor limite máximo a la variación del parámetro de disminución para cada flujo.
  31. 31. El aparato de acuerdo con la reivindicación 30, en donde el controlador de ajuste se dispone para calcular el valor limite máximo para un flujo como una función de la velocidad del flujo de entrada en el administración de filas de espera para ese flujo.
  32. 32. El aparato de acuerdo con la reivindicación 28 en donde : el administrador de filas de espera se dispone para administrar dichas velocidades de flujo de acuerdo con un esquema de administración de filas de espera en donde el ajuste de la velocidad de flujo que depende del exceso de ancho de banda se realiza cuando la velocidad de flujo excede una tasa mínima asegurada para el flujo; y el controlador de ajuste se dispone para suprimir la variación del parámetro de disminución para dicho flujo cuando la velocidad de flujo de entrada en el administrador de filas de espera para ese flujo se encuentra por abajo de dicho tasa mínima asegurada para el flujo.
  33. 33. El aparato de acuerdo con la reivindicación 32 en donde el controlador de ajuste se dispone de manera que, durante la supresión de dicha variación del parámetro de disminución, el controlador de ajuste mantiene el parámetro de disminución en el valor del mismo al inicio de la supresión .
  34. 34. El aparato de acuerdo con la reivindicación 32 en donde el controlador de ajuste se dispone para variar el parámetro de disminución a intervalos de tiempo periódicos dependiendo de la señal de error, y, durante la supresión de dicha variación del parámetro de disminución, reducir el parámetro de disminución por una cantidad predeterminada después de cada dicho intervalo de tiempo.
  35. 35. El aparato de acuerdo con la reivindicación 28 en donde el controlador de ajuste se dispone para suprimir la variación del parámetro de disminución cuando la velocidad de flujo de entrada total al administrador de filas de espera para el conjunto de flujos no sensibles se encuentra por abajo de un valor de umbral dependiente de dicha proporción de asignación deseada y un ancho de banda de enlace máximo predeterminado para dicha fila de espera.
  36. 36. El aparato de acuerdo con la reivindicación 35 en donde el controlador de ajuste se dispone de manera que, durante la supresión de dicha variación del parámetro de disminución, el controlador de ajuste mantiene el parámetro de disminución en el valor del mismo al inicio de la supresión .
  37. 37. El aparato de acuerdo con la reivindicación 35 en donde el controlador de ajuste se dispone para variar el parámetro de disminución a intervalos de tiempo periódicos dependiendo de la señal de error, y, durante la supresión de dicha variación del parámetro de disminución, reducir el parámetro de disminución por una cantidad predeterminada después de cada dicho intervalo de tiempo.
  38. 38. El aparato de acuerdo con la reivindicación 28 en donde el controlador de ajuste se dispone para iniciar la variación del parámetro de disminución a partir de un valor inicial predeterminado que es inversamente proporcional a dicha proporción de asignación deseada.
  39. 39. El aparato de acuerdo con la reivindicación 28 en donde el controlador de ajuste se dispone para seleccionar, al inicio de la variación del parámetro de disminución, un valor inicial para el parámetro de disminución dependiente de dicha proporción de las velocidades de flujo totales.
  40. 40. Un dispositivo en red para procesar paquetes de datos en una red de comunicaciones, teniendo el dispositivo un recurso que se asocia con una fila de espera de paquetes de datos, y una lógica de control de flujo para controlar las velocidades de flujo de una pluralidad de flujos de paquetes de datos, que comprende un conjunto de flujos no sensibles y un conjunto de otros flujos en la fila de espera, comprendiendo la lógica de control de flujo: un administrador de filas de espera para administrar dichas velocidades de flujo de acuerdo con un esquema de administración de filas de espera, de manera que se hacen ajustes a cada velocidad de flujo dependiendo del exceso de ancho de banda en el recurso, dependiendo las cantidades de dichos ajustes de uno o más parámetros de ajuste para cada flujo; y un controlador de ajuste para controlar al menos un parámetro de ajuste por al menos un flujo de al menos uno de dichos conjuntos, disponiéndose el controlador de ajuste para generar una señal de error dependiente de la desviación de una proporción de asignación deseada de la proporción de velocidades de flujo totales en la fila de espera para dichos conjuntos de flujos, y variar dicho al menos un parámetro de ajuste dependiente de la señal de error a fin de reducir dicha desviación.
  41. 41. Un producto de programa de computadora que comprende, un medio utilizable por computadora que tiene incorporado en el mismo un medio de código de programa legible por computadora, para hacer que un procesador de un dispositivo en red que tiene un recurso que se asocia con una fila de espera de paquetes de datos, realice un método de control de flujo para controlar las velocidades de flujo de la pluralidad de flujos de paquetes de datos, que comprende un conjunto de flujos no sensibles y un conjunto de otros flujos en la fila de espera, comprendiendo el método de control de flujo: administrar dichas velocidades de flujo de acuerdo con un esquema de administración de filas de espera, de manera que se hacen ajustes a cada velocidad de flujo dependiendo del exceso de ancho de banda en el recurso, dependiendo las cantidades de dichos ajustes de uno o más parámetros de ajuste para cada flu o; generar una señal de error dependiente de la desviación de una proporción de asignación deseada de la proporción de las velocidades de flujo totales en la fila de espera para dichos conjuntos de flujos, y variar al menos un parámetro de ajuste para al menos un flujo de al menos uno de dichos conjuntos dependiendo de la señal de error a fin de reducir dicha desviación.
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