ALGORITMOS PARA ENCRIPTACIÓN DE DATOS

ALGORITMOS PARA ENCRIPTACIÓN DE DATOS

Vega Lebrún Carlos
Arvizu Gutiérrez Diego
García Santillán Arturo

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2.4.7.2 Tenet suite

2.4.7.2.1.- Introducción

Los protocolos Tenet están diseñados para coexistir con los protocolos Internet. Los canales en tiempo real son establecidos en la fase de conexión que precede a la transferencia de datos. Un mensaje es enviado desde el origen del canal y viaja al destino, provocando que en cada nodo se ejecuten unos test de admisión para comprobar si se puede obtener la calidad de servicio requerida. Cuando llega el mensaje al destino este envía un mensaje de aceptación de canal que llegará al origen estableciéndose el canal.

2.4.7.2.2 El diseño de los protocolos Tenet

La suite Tenet está formada por la siguiente pila de protocolos (Ver Figura 2.4 y Tabla 2.2):

2.4.7.2.3 Establecimiento y control de canales

El módulo RCAP (Real-time Channel Administration Protocol) proporciona los servicios de control. Su función principal son el establecimiento y liberación de los canales en tiempo real.

El establecimiento de un canal se realiza en una sola pasada. Un mensaje establish_request se envía desde el origen al destino del canal.

Cada entidad RCAP mantiene una tabla de rutas para calcular el próximo salto para el establecimiento del canal. Si el canal puede ser soportado por este nodo (mediante la realización de un test de control de admisión) se reservan de forma provisional los recursos necesarios y el mensaje se envía al siguiente nodo. Si el nodo determina que no puede soportar este canal se envía un mensaje establish_denied de vuelta al origen. Este mensaje libera los recursos reservados por cada nodo por el que pasa de vuelta. Cuando el mensaje establish_request alcanza el destino, este toma la última decisión de aceptar o rechazar el canal. Si se acepta el canal se envía de vuelta al origen el mensaje establish_accept.

Cuando este mensaje llega a cada nodo intermedio el RCAP local puede reducir la asignación de recursos realizada en la ida del mensaje establish_request. Cuando la asignación definitiva de recursos se realiza se informa al agente RTIP de que se ha establecido un nuevo canal y se envía el mensaje al nodo siguiente de vuelta. Cuando este mensaje llega al origen la transmisión sobre el canal puede comenzar.

Además existen mensajes para consultar el estado de un canal en un nodo y para cerrar un canal tanto desde el emisor como el receptor. Los mensajes del RCAP son los siguientes:

Especificación del tráfico

El cliente debe establecer los requerimientos de calidad de servicio y una descripción del tráfico que va a transmitir en la red. Los parámetros se muestran en la Tabla 2.4, donde, como se ve, el tráfico satisface el modelo Tenet (Xmin,Xave, I, Smax)

La implementación de este agente es a través de un daemon. Para la transmisión de mensajes el RCAP utiliza TCP/IP para asegurar que los mensajes llegan a su destino correctamente. Esto implica que los tiempos de conexión no son determinados.

2.4.7.2.4 Transmisión y planificación de paquetes RTIP (Real- Time Internet Protocol) es el nivel de red de la Tenet Suite.

Su principal función es la de transportar los paquetes para cumplir los requerimientos del correspondiente canal. En contraste con IP este protocolo está orientado a la conexión. RTIP no es fiable debido a que los paquetes se pueden corromper o perder debido a sobrecarga de buffers (sólo si Wmim< 1). RTIP también realiza la planificación de los paquetes basándose en los parámetros de calidad de conexión de cada canal. Ya que todos los paquetes de una conexión RTIP siguen el mismo camino, los paquetes llegan siempre en el mismo orden.

La cabecera RTIP es de tamaño fijo para permitir un rápido proceso (Figura 2.5). Para poder trabajar con IP los cuatro primeros bits de la cabecera identifican el paquete como RTIP.

La entidad RTIP en cada nodo tiene el objetivo de asegurar que todos los paquetes son transportados para que cumplan sus requerimientos de calidad. Cuando se establece una conexión RTIP es informado del máximo retraso “d” que puede tener un paquete en ese nodo. TIP asegura que un paquete llegado al nodo en un tiempo “T” es transmitido al siguiente nodo antes de T + d. RCAP informa además de la cantidad de espacio de buffer asignado a la nueva conexión y del tiempo mínimo y medio entre mensajes. (Xmin, Xave y I).

Cada entidad RTIP contiene dos módulos:

- Módulo de control de tasa: Este módulo controla el tráfico de cada conexión y lo ajusta de acuerdo con la especificación del tráfico. Así si un paquete no se esperaba antes del tiempo “Te”, y llega antes, entonces el paquete no se convierte en elegible hasta el tiempo Te. Cuando es elegible se transfiere al modulo planificador.

- Módulo planificador: Se encarga de planificar los paquetes elegibles, asegurando que se cumplan los deadlines. Este módulo también se encarga de llevar estadísticas.

La implementación de este agente se realiza en el kernel del sistema y coexiste con TCP, UDP y IP. Su acceso es a través de un nuevo tipo de socket IPPROTO_RMTP. Se han implementado las siguientes disciplinas de servicio: Delay-Earliest-Due Rate, Jitter-Earliest- Due-Rate y Rate-Controlled Static Priority, aunque se puede implementar cualquier otra disciplina debido a su diseño modular

2.4.7.2.5 Control de admisión

Ferrari introdujo en 1989 un control de admisión para nuevos canales basado en el protocolo EDD [Ferrari89] que es el que se detalla en este punto utilizando el modelo Tenet de tráfico. El control de admisión de nuevos canales se realiza en los nodos y el receptor. Hay dos tests en cada nodo que comprueban si pueden dar la calidad de servicio pedida sin afectar al resto de los canales, y otro test en receptor que comprueba si el retraso total está por debajo del exigido.

En general, el funcionamiento de los tests es el siguiente: en los nodos se comprueba si se puede admitir el nuevo canal y se calcula el retraso mínimo que se puede dar al canal. Con la información de todos estos retrasos mínimos el receptor comprueba si se puede garantizar el retraso máximo exigido. Si es así, distribuye el retraso para cada nodo, aceptando el canal. Este esquema funciona si las disciplinas de servicio son nonwork- conserving, en las que el retraso total de un paquete se puede obtener como la suma de los retrasos individuales en cada nodo.

Este apartado se va a centrar en los tests deterministas. Existen otros tests para un servicio estadístico que son más complejos, salen del alcance de esta tesis.

2.4.7.2.5.1 Test en los nodos

El objetivo de los tests en los nodos es asegurar que se puede dar servicio al canal sin afectar a la calidad de servicio del resto de canales.

Cuando un nodo recibe una petición de establecimiento de canal se realizan dos tests en los nodos. El primero comprueba que se puede aceptar el canal y el segundo determina el retraso máximo del paquete permitido en el nodo.

El primero, denominado Test determinista verifica que hay suficiente poder de proceso para acomodar el nuevo canal sin perturbar al resto.

Como la máxima utilización de un nodo por el canal i, cuyos paquetes tienen un tiempo de servicio máximo de ti, es ti/xmin,i, la condición es:

Donde la suma se extiende para todos los canales deterministas, incluido el que se establece.

El segundo, denominado Test del retraso límite determina si se puede evitar la saturación del planificador en el nodo, y si es así, el mínimo retraso a asignar al canal que se va a establecer para que el objetivo se cumpla.

Para determinar si la saturación del planificador en el nodo es posible se dividen los m canales del nodo en dos conjuntos: A es el conjunto de canales cuyo retraso límite en el nodo es menor que la suma de los tiempos de servicio de todos los canales, y B es el conjunto de aquellos canales cuyo retraso límite del nodo es mayor o igual que esa suma:

Se numeran los a canales en A de acuerdo al orden en que se van a planificar. Asumiendo que:

Que es lo mismo que decir que no llegarán más paquetes a un nodo que puedan interferir con la transmisión de aquellos que estamos considerando, entonces la saturación del planificador es imposible si y sólo si:

Si la condición (4) no se cumple, se aplicará la siguiente fórmula al conjunto de canales que incluyen paquetes seguidos. Considerando que estos paquetes incrementan el St, se calcula el nuevo valor de esta suma (St) , con la siguiente definición recursiva:

Con la ecuación (5) se puede calcular el mínimo valor di con el que se cumple la condición de no saturable. Este valor se enviará al nodo receptor.

2.4.7.2.5.2 Tests en el receptor

Cuando llega al receptor el mensaje de establecimiento de canal se realizan dos tests. El test del retraso comprueba si no se sobrepasa el retraso total:

Si se pasan todos los tests en los nodos, el receptor divide el retraso D entre los nodos atravesados por el canal, después de restar el retraso total en los enlaces de la ruta. Sea di,n el mínimo retraso asignado al canal i en el nodo n. Un paquete viajando en este canal y llegando al nodo en el tiempo t se le asignará un retraso máximo de t+ di,n . Para satisfacer el retraso total, es suficiente satisfacer el límite d en cada nodo a través de la ruta. Los valores Di se pueden redistribuir utilizando la siguiente fórmula: