Sposób rutingu w sieciach ze skrytą klasyfikacją przepływów

Zespół:

Istota wynalazku

Istotą wynalazku jest nowy sposób obsługi ruchu w sieciach tefeinformatycznych. Aktualnie w sieciach teleinformatycznych np. w Internecie ruch między urządzeniami jest przesyłany przy użyciu pakietów. Między dwoma węzłami sieciowymi z reguły istnieje tylko jedna trasa, po której przesyłane są pakiety. Przeciążenie choćby jednego łącza będącego elementem tej trasy powoduje, że niemożliwe staje się zapewnienie odpowiedniej jakości transmisji.

W rozwiązaniu według wynalazku przedstawiono nowy sposób wyboru trasy dla ruchu przesyłanego między węzłami sieciowymi. Rozwiązanie zostało zaproponowane dla sieci ze skrytą klasyfikacją przepływów (ang. Flow-Aware Networks, w skrócie FAN). Sieci FAN umożliwiają przesyłanie ruchu klasyfikowanego jako przepływy z gwarancją jakości obsługi. Wyniki badań prowadzonych na świecie coraz częściej wskazują, że ruch powinien być obsługiwany stosując podejście przepływowe (jak w FAN). W sieciach FAN trasa dla pakietów należących do przepływów jest wybierana na podstawie tablicy rutingu (jak w klasycznych sieciach). Tak więc, podobnie jak w przypadku klasycznych sieci, z reguły istnieje tylko jedna trasa pomiędzy węzłami sieci. By zapewnić odpowiednią jakość obsługi, sieci FAN akceptują jedynie ograniczoną liczbę przepływów w łączach. Dzięki temu zaakceptowane przepływy uzyskują odpowiednią przepustowość w łączu, a także gwarantowane opóźnienia i straty na akceptowalnym poziomie. Niestety, gdy któreś z łączy na trasie między węzłami jest przeciążone (nie może obsłużyć więcej ruchu) nowe przepływy są odrzucane i muszą czekać aż któryś z aktywnych przepływów skończy swoją transmisję. Taka sytuacja może trwać bardzo długo, co jest bardzo niekorzystnym zjawiskiem, szczególnie dla użytkowników korzystających z usług czasu rzeczywistego, jak np. rozmów VolP (Voice over IP) czy transmisji wideo. Rozwiązaniem tego problemu może być próba wyszukania w sieci innej trasy dla przepływu składającej się z łączy nie będących w stanie przeciążenia. Takie rozwiązanie pozwala na obsługę większej ilości ruchu, na lepsze wykorzystanie zasobów sieciowych i w konsekwencji na obniżenie kosztów transmisji.

Rozwiązanie zaproponowane w wynalazku realizuje taką właśnie koncepcję. W ruterach na bieżąco utrzymywane są tablice rutingu zawierające trasy składające się wyłącznie z łączy nie będących w stanie przeciążenia. Gdy któreś z łączy zmienia status na przeciążone, tablica rutingu jest ponownie wyznaczana i w konsekwencji pojawiają się w niej nowe trasy (nie wykorzystywane w klasycznych sieciach). W tablicy tej przeciążone łącza nie są uwzględniane. Aktualnie stosowane w sieciach urządzenia (rutery) mają odpowiednią moc, by móc wyznaczać tablice rutingu odpowiednio często na potrzeby zaproponowanego rozwiązania. Przepływy raz zaakceptowane na danej trasie kontynuują transmisję z użyciem tej trasy aż do jej zakończenia. Jest to możliwe dzięki użyciu tzw. listy przepływów chronionych (ang. Protected Flow List, w skrócie PFL) stosowanej w sieciach FAN. Na liście tej zapisywane są identyfikatory przepływów zaakceptowanych do obsługi oraz identyfikatory tras. Dzięki temu, przepływ, którego identyfikator znajduje na liście PFL odnajduje trasę bez zaglądania do tablicy rutingu.

Zaproponowane rozwiązanie jest innowacyjne w kontekście obsługi ruchu sieciowego i stanowi istotny krok w kierunku rozwoju sieci teleinformatycznych pozwalających na osiąganie lepszych parametrów transmisji ruchu w sieci. Dzięki opracowanemu rozwiązaniu transmisja ruchu w sieciach teleinformatycznych, w tym m.in. w Internecie może być bardziej wydajna i tańsza.

Korzyści z zastosowania wynalazku

Obecnie w sieciach teleinformatycznych, w tym m.in. w Internecie, ruch przesyłany jest w mało wydajny sposób. Operatorzy rzadko decydują się na implementację skomplikowanych rozwiązań usprawniających transmisję ruchu. W celu zapewnienia warunków satysfakcjonujących użytkowników w sieciach (co i tak nie zawsze się udaje), operatorzy z reguły decydują się na przewymiarowywanie sieci, a więc na implementację dodatkowych łączy zapewniających większą przepustowość. Takie proste podejście do problemu ma jednak jedną zasadniczą wadę - wysoki koszt.

Implementacja zaproponowanego w zgłoszeniu patentowym rozwiązania pozwoli na znaczące zmniejszenie kosztów budowy sieci i ich dalszą tańszą eksploatację. Korzyści odniosą zarówno operatorzy (począwszy od tych największych, a na najmniejszych skończywszy), a także, a może przede wszystkim, użytkownicy sieci, dla których koszt dzierżawy łącza ulegnie znaczącemu obniżeniu.

Potencjał komercjalizacyjny

Przedstawiony wynalazek ma bardzo duże szanse na komercjalizację. Zaproponowane rozwiązanie jest bardzo proste w implementacji. Nowy sposób rutingu w sieciach FAN może być wdrożony w nowych urządzeniach sieciowych (ruterach). Możliwa jest także zmiana sposobu działania ruterów aktualnie używanych w sieciach (poprzez aktualizację ich systemów operacyjnych) przy założeniu, że są one odpowiednio wydajne, by sprostać wymaganiom nowej techniki. Wśród potencjalnych licencjobiorców bądź nabywców praw patentowych są producenci sprzętu sieciowego, jak np. Cisco, Juniper czy Huawei. Również mniejsi producenci sprzętu, a nawet operatorzy telekomunikacyjni korzystający z rozwiązań typu open-source mogą wdrożyć zaproponowane rozwiązanie w swoich sieciach.

W listopadzie 2013 r. autor zgłoszenia otrzymał propozycję zakupu licencji wyłącznej na wynalazek. Oferent to firma DLJM System z Krakowa (http://dljmsystem.pl). Aktualnie prowadzone są rozmowy na temat potencjalnej transakcji.