ALGORITMOS PARA ENCRIPTACI?N DE DATOS

2.6 Algoritmos de Optimización de Tráfico en redes WAN

2.6.1 Especificación y conformación del tráfico

Una especificación de flujo es un acuerdo entre todos los componentes de una red para especificar el tráfico que va a tener de una forma precisa y predeterminada [Tanembaum96]. Consiste en una serie de parámetros que describen como el tráfico es introducido en la red y la calidad de servicio deseado por las aplicaciones. La idea es que antes de establecer una conexión, el origen del flujo informe sobre las características del flujo a transmitir y el servicio deseado (especificación de la calidad de servicio). Toda esta información es la que compone la especificación del flujo.

Uno de los componentes más importantes de esta especificación es la descripción de cómo se va introducir el tráfico en la red que se suele denominar modelo del tráfico. El objetivo es regular el tráfico a transmitir con el objeto de eliminar la congestión en la red debido a las características de gran variabilidad del tráfico. Este mecanismo de regulación del tráfico de acuerdo al modelo del tráfico se denomina conformación del tráfico (traffic shaping).

La conformación de tráfico es un mecanismo de gestión de la congestión en bucle abierto (open loop) que permite a la red saber cómo es el tráfico que se transmite para poder decir si lo pueda manejar. Al hecho de monitorear el tráfico para que cumpla el patrón acordado se denomina comprobación del tráfico (traffic policing).

Los modelos de tráfico más comunes son el leaky bucket y token bucket. Otros esquemas como el D-BIND [Knightly94], double leaky bucket o modelos multiparámetros son ampliaciones de éstos usados con planificadores complejos. También se describe el modelo Tenet (Xmin, Xave, I, Smax) [Ferrari90a] por ser un planteamiento diferente a los anteriores.

2.6.2 Algoritmo Leaky Bucket

Este algoritmo fue introducido por Turner [Turner86] y desde entonces ha sido el más ampliamente usado para describir tráficos. Este algoritmo regula el tráfico a modo de un cubo con goteo tal como se representa en la Figura 2.12. Se usan dos parámetros para describir el algoritmo: la capacidad del cubo s (bits) y la tasa de drenaje r (bits/s).

El funcionamiento del algoritmo es simple: siempre que el cubo tenga contenido se envía a la red con tasa r, todo paquete entrante se introduce en el cubo y en el caso de que el cubo esté lleno, el paquete entrante se pierde. De esta forma, se limita la tasa de transmisión del tráfico al valor de r. El valor de s para un determinado flujo habrá que calcularlo de tal forma que no se pierdan paquetes.

Para que no se produzca ninguna pérdida de paquetes, el emisor no puede transmitir en el periodo [0,t] más de s+rt bits. En general, el valor r representa la tasa media de transmisión de la fuente.

2.6.3 Algoritmo Token Bucket

El objetivo de este algoritmo es permitir transmitir a mayores velocidades cuando la fuente recibe un pico. El funcionamiento del algoritmo es el siguiente: el cubo contiene tokens generados a una tasa r (véase la Figura 2.13). El cubo puede admitir como máximo b tokens, estando al inicio lleno. Para que se transmita un bit se tiene que coger un token del cubo y eliminarlo. Mientras existan tokens en el cubo, la fuente puede insertar el tráfico a la red a la tasa deseada. Cuando se acaban los tokens tendrá que esperar al próximo token que se genere, lo que implica que la tasa de transmisión disminuye a r. En esencia, lo que permite token bucket es poder transmitir en un determinado intervalo a tasas superiores a r.

El parámetro r especifica la tasa de datos sostenible continuamente, mientras que b especifica en cuánto se puede exceder esta tasa para cortos periodos de tiempo. Más específicamente, el tráfico debe obedecer la regla de que para cualquier periodo de tiempo, la cantidad de datos enviados no puede ser superior a rt+b, para cualquier intervalo de tiempo t. Además, se suele imponer un límite en la tasa de transmisión que es la tasa pico p. Con este límite el tráfico no puede exceder min[pt,rt+b].

2.6.4 Modelo Tenet

Este modelo de tráfico fue introducido por Ferrari [Ferrari90a] para regular el tráfico en una red en tiempo real. Un tráfico satisface el modelo (Xmin, Xave, I, Smax) si el tiempo de llegada entre dos paquetes del tráfico es siempre mayor que Xmin, el tiempo medio de llegada entre paquetes es Xave para cualquier intervalo de tiempo I, y el tamaño máximo de un paquete es menor que Smax.

Con este modelo, el emisor puede enviar a una tasa pico de 1/Xmin hasta que es forzado a parar la transmisión por el límite impuesto por I/Xave.