Arquitectura De Redes

TESIS DOCTORAL

PROTOCOLO ACTIVO PARA
TRANSMISIONES GARANTIZADAS SOBRE
UNA ARQUITECTURA DISTRIBUIDA Y
MULTIAGENTE EN REDES ATM

Doctorando: José Luis González Sánchez
Director de Tesis: Jordi Domingo Pascual
Mayo de 2.001

SINOPSIS

En esta tesis doctoral se presenta TAP (Trusted and Active Protocol PDU transfer), una arquitectura para
redes de tecnología ATM, novedosa por suscaracterísticas distribuida, activa y multiagente. El protocolo
propuesto para la arquitectura ofrece transferencias garantizadas a un conjunto privilegiado de conexiones
VPI/VCI. Se propone también una extensión de la capa AAL-5 de ATM que hemos denominado EAAL-5
(Extended AAL type 5) usada para la gestión de las conexiones privilegiadas extremo-extremo.
TAP ofrece garantía de servicio (GoS)cuando la red está perdiendo células ATM y aprovecha los
periodos de inactividad en los enlaces para realizar las retransmisiones de las CPCS-PDU-EAAL-5. El
protocolo propuesto emplea mecanismos NACK (mediante células RM de retorno) y es soportado por
conmutadores ATM activos equipados con una memoria de almacenamiento de PDU denominada DMTE
(Dynamic Memory to store Trusted native EAAL-5 PDU).La arquitectura activa propuesta está basada en un
SMA (Sistema Multiagente) constituido por agentes programables colaborativos y distribuidos en la red. Las
simulaciones realizadas demuestran la efectividad del mecanismo de recuperación de PDU propuesto con un
mejor goodput en la red.
La arquitectura TAP es soportada sobre conmutadores ATM activos que denominamos AcTMs (Active
AsynchronousTransfer Mode Switch) y que hemos diseñado con técnicas software para: garantizar la gestión
justa de colas de entrada basadas en WFQ (Weighted Fair Queueing); realizar el control de congestiones del
buffer inspirado en EPD (Early Packet Discard); y evitar, con VC Merge, la mezcla de las PDU de
conexiones diferentes. Estas técnicas software se proponen, por tanto, con la intención de:distribuir de forma
justa la carga de los conmutadores; optimizar las retransmisiones de PDU; aliviar la implosión sobre las
fuentes; evitar la fragmentación de las PDU y disminuir el interleaving de células, optimizando el goodput.
Los conmutadores AcTMs requieren también el hardware apropiado para soportar TAP. Para ello,
además del buffer, se proponen, la memoria DMTE y un conjunto de tablas deE/S asociadas a cada uno de
los puertos de los AcTMs. Se demuestra que estos requerimientos hardware son realistas y viables para ser
incorporados en los conmutadores activos. Destacamos el carácter multidisciplinar de esta tesis, donde la
base de las investigaciones es la ingeniería de protocolos ATM, complementada con las novedosas ventajas
que los agentes software pueden aportar. Noobstante, los conmutadores finalmente obtenidos podrían ser
objeto del ámbito de las arquitecturas especializadas, de forma que varios módulos del prototipo presentado,
podrían ser implementados como componentes hardware para optimizar su rendimiento.
Una vez identificadas las limitaciones de la tecnología ATM para soportar las transferencias garantizadas,
que son nuestro principal objetivo, sedescribe la motivación general de estas investigaciones en entornos
donde ATM es la base del tráfico IP. De este modo, se emplea NS (Network Simulator) para el estudio de
escenarios donde el protocolo TAP puede aportar importantes beneficios al conocido protocolo TCP.
Para poder estudiar el comportamiento de todas estas propuestas hemos implementado un simulador de
TAP que aprovecha las ventajasque aporta el lenguaje Java para el desarrollo de protocolos de
comunicaciones y de SMA. Este simulador permite definir múltiples escenarios y analizar los resultados de
la simulación del prototipo para poder llegar a una serie de interesantes conclusiones. Las simulaciones a
través de fuentes ON/OFF analizan conexiones punto-a-punto y punto-a-multipunto usando clases, objetos,
threads,...