Brevet FR2844945A1 — publié le 20040326

Procédé de contrôle de trafic La présente invention concerne un procédé de contrôle de trafic dans un réseau o les noeuds co-accèdent à une même ressource telle qu'une longueur d'onde dans un réseau optique. Un tel réseau est par exemple un réseau en anneau de paquets optiques du type DBORN (Dual Bus Optical Ring Network). L'architecture de l'anneau est organisée autour d'un concentrateur et est constituée d'une pluralité de noeuds tels que des multiplexeurs d'insertion/extraction de paquets optiques, chaque noeud étant en 10 communication avec le concentrateur. Une pluralité de noeuds partage une même ressource telle qu'une longueur d'onde pour émettre vers le concentrateur. Chacun des noeuds partageant la même ressource doit utiliser un mécanisme de détection de trous, c'est à dire d'autorisation à émettre, pour accéder au support de 15 transmission sans avoir de problèmes de collision avec l'émission d'un noeud qui le précède, dit noeud en amont. Un trou correspond par exemple à une durée pendant laquelle le noeud peut utiliser la ressource. Un noeud qui détecte un trou en profite pour injecter un paquet sur l'anneau. La détection d'un trou se fera par exemple à 20 l'aide d'une photodiode. Les paquets sont placés dans un dispositif tampon propre à chaque noeud et ne sont donc envoyés sur le bus que dans la mesure o un trou est détecté par la photodiode. Toutefois, un tel réseau basé sur le partage des ressources entraîne des problèmes d'équité entre les noeuds; en effet, les noeuds 25 en amont sont plus favorisés pour l'accès et l'utilisation de la bande passante que les noeuds en aval. Une solution consiste à allouer initialement des jetons, c'est à dire des droits à émettre, à chaque noeud puis à réinitialiser les jetons par un noeud directeur lorsque tous les noeuds sont satisfaits, par l'envoi aux différents noeuds d'un message de mise à jour. Cette méthode permet de ne pas discriminer un noeud en aval par rapport à un noeud en amont. Toutefois, cette méthode présente certains inconvénients. En effet, l'envoi d'un message de mise à jour va entraîner un délai de transmission important, De plus, cefte technique implique une mauvaise utilisation de la bande passante à cause des droits à 'émettre parfois non exploités. Il se peut en effet qu'un noeud ait un droit à émettre dont il ne profite pas. 1 0 Une autre solution consiste à utiliser des méthodes dites déterministes. On peut ainsi séparer le temps d'émission en tranches de temps pendant lesquelles chacun des noeuds a un droit à émettre. Une telle solution permet d'assurer un minimum de bande passante à tous les noeuds. Toutefois, cette méthode pose également certaines difficultés. En effet, l'utilisation de tranches de temps impose la présence d'une horloge de synchronisation sur chacun des noeuds afin de synchroniser l'émission des noeuds sur ces tranches de temps. La présente invention vise à fournir un procédé de contrôle de 20 trafic dans un réseau permettant la gestion de l'accès à une ressource partagée à laquelle différents noeuds dudit réseau peuvent coaccéder en assurant l'équité entre les co-accédants sans utiliser de message transitant par un noeud directeur et en s'affranchissant des problèmes de synchronisation et de mauvaise utilisation de la 25 bande passante. La présente invention propose à cet effet un procédé de contrôle de trafic dans un réseau comprenant une pluralité de noeuds partageant au moins une même ressource caractérisé en ce que ledit procédé comporte: - une étape de scrutation à chaque noeud pour déterminer la liberté d'utilisation de ladite ressource par chacun desdits noeuds, - une étape de suspension de l'utilisation de ladite ressource par 5 chacun desdits noeuds, ladite suspension étant déterminée en fonction du besoin d'utilisation de ladite ressource par l'ensemble des noeuds situés en aval de chacun desdits noeuds, chacun desdits noeuds suspendant l'utilisation de ladite ressource lorsque celle ci est soit libre soit déjà suspendu par un 10 noeud en amont. Grâce à l'invention, la gestion de l'accès à une ressource partagée par différents noeuds est assurée. Ainsi, chacun des noeuds dispose d'informations sur les besoins des noeuds co-accédants à la même ressource assurant ainsi l'équité entre les noeuds. L'invention 15 assure une garantie de service telle que l'accès à un certain volume de bande passante pour tous les noeuds ainsi qu'un certain délai de transmission. Pour assurer l'équité, le procédé selon l'invention empêche les noeuds très demandeurs de ressource d'occuper en amont la totalité de la bande passante en interdisant de ce fait 20 l'utilisation de la bande passante par les noeuds situés en aval. Cette étape est réalisée par une étape de suspension de l'utilisation de la ressource partagée. Il est à noter de plus que l'étape de suspension est réalisable pour chacun des noeuds; en effet, la suspension est déterminée en fonction du besoin des noeuds en aval, lequel va 25 décroître à mesure que l'on se rapproche du dernier noeud, Chacun des noeuds peut donc toujours effectuer cette étape de suspension en utilisant la ressource déjà suspendue par un des noeuds qui le précèdent: il dispose inévitablement de cette possibilité. De manière avantageuse, ladite suspension est une 30 préservation d'un espace de ressource dans lesquels chacun desdits noeuds n'émet pas de données, ledit espace étant décomposé en tranche élémentaire dit anti-jeton généré. Nous parlerons donc dans ce qui suit de génération d'antijetons, c'est à dire d'interdiction d'émettre par opposition à la génération de jetons correspondant à une autorisation d'émettre. De manière avantageuse, lesdits noeuds émettent des paquets de données et ledit anti-jeton a une taille supérieure ou égale à la taille maximale d'un paquet. Ainsi, la taille d'un trou préservé correspondant à la génération 10 d'un anti-jeton est de taille au moins égale à la taille maximale d'un paquet pour assurer l'émission de paquets de taille maximale. Selon un mode de réalisation, un noeud ayant au moins un anti-jeton à générer et comportant un paquet à émettre de taille inférieure à la taille dudit anti-jeton, émet ledit paquet lorsque ledit 15 noeud bénéficie d'une taille insuffisante de ressource pour générer ledit anti-jeton mais suffisante pour émettre ledit paquet. Avantageusement, un noeud ayant au moins un anti-jeton à générer et comportant un paquet à émettre, génère ledit anti-jeton lorsque ledit noeud bénéficie d'une taille suffisante de ressource pour 20 générer ledit anti-jeton. Ainsi, tant que le nombre total d'anti-jetons pour chaque noeud n'est pas généré, la génération d'anti-jetons est prédominante sur l'émission de paquets. Avantageusement, un anti-jeton généré par chacun desdits 25 noeuds est soit un espace de ressource libre soit un anti-jeton généré par un noeud situé en amont de chacun desdits noeuds. Ainsi, le procédé selon l'invention permet, de façon certaine, de générer l'ensemble des anti-jetons pour chacun des noeuds, chaque anti-jeton pouvant en effet correspondre à un anti-jeton 30 généré par un noeud en amont, Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux, le procédé comporte une étape o chacun desdits noeuds reçoit des informations statiques et/ou dynamiques de besoin en ressource pour l'ensemble desdits noeuds situés en aval. Selon ce dernier mode de réalisation et de manière avantageuse, le débit des anti-jetons dépend desdites informations statiques et/ou dynamiques de besoin en ressource pour l'ensemble desdits noeuds situés en aval. La présente invention a également pour objet un noeud de 10 réseau pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention caractérisé en ce qu'il comporte: - des moyens de scrutation pour déterminer la liberté d'utilisation de ladite ressource, - des moyens de suspension de l'utilisation de ladite ressource, - des moyens de mémorisation du besoin d'utilisation de ladite ressource par l'ensemble des noeuds situés en aval. Avantageusement, lesdits moyens de scrutation pour déterminer la liberté d'utilisation de ladite ressource sont une photodiode. De manière avantageuse, le noeud de réseau comporte des moyens de synchronisation permettant la synchronisation de la génération d'anti-jetons entre différents noeuds dudit réseau. Ainsi, une synchronisation de la génération d'anti-jetons entre les noeuds permet de rendre déterministe le temps d'accès à la 25 ressource. Des services de type circuit nécessitant non seulement une certaine bande passante mais aussi une connaissance et une certitude des instants de disponibilité de cette bande passante peuvent ainsi être réalisés, La présente invention concerne également un réseau comportant une pluralité de noeuds selon l'invention caractérisé en ce qu'il comporte: - des moyens pour recevoir des informations sur le besoin d'utilisation de ladite ressource par ladite pluralité de noeuds, - des moyens d'émission à chacun desdits noeuds desdites informations sur les noeuds situés en aval. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront dans la description suivante d'un mode de 10 réalisation de l'invention donné à titre illustratif et nullement limitatif. Dans la figure suivante: - La figure 1 représente schématiquement un réseau selon l'invention. La figure 1 représente schématiquement un réseau 1 selon 15 l'invention comportant: - deux noeuds 2A et 2B, - une ressource 3, - des moyens 6A pour recevoir des informations sur le besoin d'utilisation de la ressource 3, - des moyens 6B d'émission à chacun des noeuds d'informations sur les noeuds situés en aval. Le réseau 1 comporte une pluralité de noeuds et de ressources non représentés. Il peut s'agir par exemple d'un réseau en anneau. La ressource 3 peut être par exemple une longueur d'onde, les 25 informations associées à cette longueur d'onde étant multiplexées et transmises sur une fibre optique fonctionnant en DWDM (Dense Wavelength Division Multiplex). Le noeud 2B se trouve en aval du noeud 2A, c'est à dire qu'il accède à la ressource 3 après le noeud 2A, Chacun des noeuds 2A et 2B émet des paquets de données en utilisant la ressource 3 et comporte: - des dispositifs tampons ou buffer 4, - des moyens 8 de mémorisation du besoin d'utilisation de la ressource 3 par l'ensemble des noeuds situés en aval, - des moyens 7 de stockage du besoin d'utilisation de la ressource par le noeud, - un combineur 9, - des moyens 5 de suspension de l'utilisation de la 10 ressource 3, appelé par la suite générateur d'anti-jetons, - un filtre 11 de type TBF (Token Bucket Filter). Chacun des noeuds 2A et 2B est associé une photodiode 1i0 et à une ligne de retard 12. Un contrat du type SLA (Service Level Agreement) associé à un 15 client, et donc à un noeud, est stocké dans les moyens de stockage 7; il contient par exemple les informations de débit garanti CIR (Committed Information Rate) et de pic de débit garanti PIR (Peak Information Rate). Ces informations sont envoyées par chacun des noeuds 2A et 2B aux moyens 6A de réception des informations sur le 20 besoin d'utilisation de la ressource. Notons que nous avons considéré ici une mise à jour statique des moyens 6A mais que l'on peut également envisager une mise à jour des moyens de réception 6A avec des besoins en ressource des noeuds mis à jour dynamiquement et non en fonction du contrat SLA. Chaque noeud 2A ou 2B reçoit dans ses moyens de mémorisation 8 via les moyens 6B d'émission, les informations concernant les besoins d'utilisation de la ressource 3 par les noeuds situés en aval, Ainsi, sur la figure 1, le noeud 2A a connaissance des besoins d'utilisation de la ressource 3 par le noeud 2B. Ce besoin en 30 ressource correspond par exemple à un débit garanti CIR pour le noeud 2B. Les informations contenues dans les moyens de mémorisation 8 sont fournies aux moyens de suspension de l'utilisation de la ressource 5 via le combineur 9. Les paquets à émettre par chacun des noeuds 2A et 2B sont 5 stockés dans les buffers 4. La taille de chaque paquet peut prendre différentes valeurs telles que 500 octets ou 1500 octets. Le procédé selon l'invention est basé sur une préservation des trous, c'est à dire de préservation d'un espace de ressources, pour les noeuds en aval. Cette espace de ressource correspond, pour chaque 10 noeud 2A et 2B à la génération par les moyens de suspension de l'utilisation de la ressource 5 d'anti-jetons suspendant l'utilisation de la ressource 3 de façon à assurer un débit garanti pour tous les noeuds en aval, Ces antijetons sont par exemple des paquets virtuels empêchant le noeud d'émettre. Il faut noter ici que l'espace de 15 ressources, c'est à dire le nombre d'anti-jetons, va décroître au fur et à mesure que l'on se rapproche du noeud le plus en aval. Cette dernière remarque implique que chaque noeud peut, de façon certaine, générer les anti-jetons nécessaires dans la mesure o il pourra préserver un trou déjà préservé par un noeud plus en amont. 20 De plus, l'utilisation de trous déjà existants évite de générer des trous supplémentaires et inutiles. Les moyens de suspension de l'utilisation de la ressource 5 peuvent être réalisés indifféremment par des moyens logiciels ou matériels. L'espace de ressource préservé correspond à une pluralité 25 d'antijetons générés et permet de garantir un débit ou une certaine bande passante pour chacun des noeuds. La taille d'un trou préservé correspondant à la génération d'un anti-jeton est de taille au moins égale à la taille maximale d'un paquet pour assurer l'émission des paquets de taille maximale, soit ici 30 1500 octets. Les photodiodes 1 0 agissent comme des moyens de scrutation pour déterminer la liberté d'utilisation de la ressource 3. Ainsi, les photodiodes 10 déterminent pour chaque noeud 2A et 2B s'il y a ou non un trou, donc une possibilité d'émettre. Les informations 5 provenant des photodiodes sont fournies au générateur d'anti-jetons via le combineur 9. Le procédé peut alors se dérouler selon l'algorithme suivant: Si un trou est détecté: Si le trou a une taille supérieure à 1500 octets et qu'il y a 10 un anti-jeton à générer, le trou est préservé, Si le trou a une taille inférieure à 1500 octets et qu'un paquet de taille inférieur à 1500 octets est présent dans le buffer 4, le paquet est émis. Si il n'y a plus d'anti-jeton à générer et qu'il y a un 15 paquet à émettre de taille inférieure à la taille du trou détecté, le paquet est émis. Tant que le nombre total d'anti-jetons pour chaque noeud n'est pas généré, la génération d'anti-jetons est prédominante sur l'émission de paquets. Le débit d'anti-jetons est directement lié à la 20 bande passante à assurer pour les noeuds en aval. Chaque noeud bénéficie non seulement d'une bande passante assurée par la génération des anti-jetons mais également du reste de la bande passante de la ressource non utilisée par les noeuds en amont. De plus, dans le cas de paquets de longueurs variables et de 25 tailles de trous aléatoires, la probabilité de collision devient grande si un paquet est directement injecté par un noeud dès la détection du début d'un trou. Ce problème est résolu par la présence des lignes de retard 12 qui sont des portions de fibre optique. Ces lignes 12 ont une longueur égale à la somme de la taille maximale d'un paquet et du 30 temps nécessaire pour qu'une photodiode 10 détecte un trou. Le noeud concerné commence à injecter un paquet au début du trou seulement si la taille du paquet est inférieure au trou détecté. Dans le cas contraire, le paquet reste dans le buffer 4 jusqu'à ce qu'un trou suffisamment grand soit détecté. Les moyens de stockage 7 contenant également l'information de pic de débit garanti PIR fournissent cette information au filtre 11 de type TBF. Un tel filtre fonctionne de manière connue. Il s'agit d'une file d'attente simple qui ne fait que laisser passer les paquets entrants avec un taux de transfert dont les limites sont fixées 10 administrativement. L'implémentation TBF consiste en un tampon appelé seau constamment rempli par des morceaux d'informations virtuelles appelés jetons avec un débit spécifique. Chaque jeton arrivant donne une autorisation de sortir un paquet de données du buffer 4. Grâce à ce type de filtre on peut assurer un pic de débit 15 c'est à dire que de courtes rafales de données peuvent être transmises en utilisant les jetons accumulés. Ici, le filtre TBF est relié au générateur d'anti-jetons 5. Le rôle du générateur 5 d'anti-jetons peut alors dépendre de la classe de service concernée au niveau du noeud lorsque le 20 générateur 5 est combiné avec le filtre 11. Ainsi, un jeton généré par le filtre 11 peut être supprimé par la génération d'un anti-jeton correspondant par le générateur 5: c'est le cas des classes dites " best effort ". Mais un jeton généré par le filtre 11 peut également être mis en attente par le générateur 5 afin d'être utilisé plus tard: 25 c'est le cas des classes dites " premium ". Les informations contenues dans les moyens 8 de mémorisation ont été considérées jusqu'à présent comme des informations fixées appartenant au SLA: le procédé selon l'invention est alors un procédé préventif. On peut également envisager d'avoir des 30 informations mises à jour par les noeuds en aval afin de palier à d'éventuels problèmes de congestion dans le cas o un noeud en aval ne parvient pas à émettre ses paquets et o son buffer est plein; le procédé selon l'invention basé sur l'évolution du réseau est alors un procédé réactif. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation qui vient d'être décrit, Notamment, l'invention a été décrite dans le cadre d'un réseau optique mais est également applicable aux réseaux électroniques. REVENDICATIONS 1. Procédé de contrôle de trafic dans un réseau (1) comprenant une pluralité de noeuds (2A, 2B) partageant au moins une même 5 ressource (3) pour émettre des données caractérisé en ce que ledit procédé comporte: une étape de scrutation à chaque noeud (2A, 2B) pour déterminer la liberté d'utilisation de ladite ressource (3) pour chacun desdits noeuds, - une étape de suspension de l'utilisation de ladite ressource (3) par chacun desdits noeuds (2A, 2B), ladite suspension étant déterminée en fonction du besoin d'utilisation de ladite ressource par l'ensemble des noeuds situés en aval de chacun desdits noeuds, chacun desdits noeuds suspendant l'utilisation 15 de ladite ressource lorsque celle ci est soit libre soit déjà suspendu par un noeud en amont. 2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que ladite suspension est une préservation d'un espace de ressource dans lesquels chacun desdits noeuds n'émet pas de données, ledit 20 espace étant décomposé en tranche élémentaire dit anti-jeton généré. 3. Procédé selon la revendication 2 caractérisé en ce que lesdits noeuds émettent des paquets de données et ledit anti-jeton a une taille supérieure ou égale à la taille maximale d'un paquet. 4. Procédé selon l'une des revendications 2 ou 3 caractérisé en ce qu'un noeud ayant au moins un anti-jeton à générer et comportant un paquet à émettre de taille inférieure à la taille dudit anti-jeton, émet ledit paquet lorsque ledit noeud bénéficie d'une taille insuffisante de ressource pour générer ledit anti-jeton mais suffisante pour émettre ledit paquet. 5. Procédé selon l'une des revendications 2 à 4 caractérisé en ce qu'un noeud ayant au moins un anti-jeton à générer et 5 comportant un paquet à émettre génère ledit anti-jeton lorsque ledit noeud bénéficie d'une taille suffisante de ressource pour générer ledit anti-jeton. 6. Procédé selon l'une des revendications 2 à 5 caractérisé en ce qu'un anti-jeton généré par chacun desdits noeuds est soit un 10 espace de ressource libre soit un anti-jeton généré par un noeud situé en amont de chacun desdits noeuds. 7. Procédé selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte une étape o chacun desdits noeuds reçoit des informations statiques et/ou dynamiques de besoin en 15 ressource pour l'ensemble desdits noeuds situés en aval. 8. Procédé selon la revendication 7 caractérisé en ce que le débit des anti-jetons dépend desdites informations statiques et/ou dynamiques de besoin en ressource pour l'ensemble desdits noeuds situés en aval, 9. Procédé selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que ledit réseau est un réseau en anneau. 10. Noeud (2A, 2B) de réseau pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte: - des moyens de scrutation (10) pour déterminer la liberté d'utilisation de ladite ressource (3), - des moyens (5) de suspension de l'utilisation de ladite ressource (3), - des moyens (8) de mémorisation du besoin d'utilisation de ladite 30 ressource (3) par l'ensemble des noeuds situés en aval. 11. Noeud (2A, 2B) de réseau selon la revendication 10 caractérisé en ce que lesdits moyens de scrutation (10) pour déterminer la liberté d'utilisation de ladite ressource sont une photodiode. 12. Noeud (2A, 2B) de réseau selon l'une des revendications 10 ou 11 5 caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de synchronisation permettant la synchronisation de la génération d'anti-jetons entre différents noeuds dudit réseau. 13. Réseau (1) comportant une pluralité de noeuds (2A, 2B) selon l'une des revendications 10 à 12 caractérisé en ce qu'il 10 comporte: - des moyens (6A) pour recevoir des informations sur le besoin d'utilisation de ladite ressource par ladite pluralité de noeuds, - des moyens (6B) d'émission à chacun desdits noeuds desdites informations sur les noeuds situés en aval,