WO2007034122A1 - Procede et systeme de gestion dynamique de qualite de service - Google Patents
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Definitions
- values associated with these quality of service functions are used to verify that the quality of service is respected or not. These values are, for example, threshold values which, if exceeded, indicate that the quality of service is no longer assured.
- a single value is a maximum rate allowed for a user. These values are used to trigger a specific quality of service action on the devices. In the example of the bandwidth control, the action consists of a limitation of the bit rate.
- the process is triggered by a request.
- the invention also relates to a control platform of a network designed to dynamically distribute the quality of service of a network service used by at least one user who has for said service a first quality of service credit.
- the control platform includes:
- control platform is characterized in that it comprises:
- the invention also relates to a computer program, characterized in that it comprises instructions for collecting data of observation of the use of a service by at least one user during a current observation period, said user having a first quality of service credit for said service, instructions for calculating a second quality of service credit for a period of use of the service following the current observation period, the second credti being calculated from said observation data and the first credit, and instructions to implement during the period of use of the service following the current observation period, a quality of service policy associated with the second quality of service credit.
- Figure 1 is a schematic representation of the operating principle of a quality of service equipment required for the invention according to a state of the art.
- FIG. 3 is an example of a network architecture according to the invention.
- the quality of service function the parameters associated with this function and which are, for example, threshold values, and the quality of service actions that are triggered when these threshold values are reached.
- One or more quality of service credits are also defined for a user who uses a service.
- Quality of service credit is what a user is entitled to in terms of quality of service when using the service.
- An example of quality of service credit for a service whose quality of service is measured in the network by a throughput, is an average traffic volume for the service for a given period.
- a possible credit value corresponds to a quality of service policy to be applied to the traffic of the user concerned.
- a high quality of service credit corresponds to a favorable quality of service policy that can result in a high priority of the user's traffic relative to the service, a low credit quality of service.
- service is a low traffic priority or a less favorable quality of service policy.
- An additional classification can be made by such equipment for the traffic of a user, in order to distinguish different types of traffic, for example and non-exhaustively, transport layer traffic as "UDP” User Datagram Protocol ") or” TCP “(Transmission Control Protocol), or application-layer traffic as” SMTP "-based mail-based data traffic (" Simple "). Mail Transfer Protocol "), a” Hyper Text Transfer Protocol “(” HTTP ”) based data transfer traffic,” Session Initiation Protocol (SIP) -based VoIP traffic ". ").
- This classification is represented in the figure by the channels 17, 18, 19 for the pipe 15 associated with a first user and by the channels 20, 21 and 22 for the pipe 16 associated with a second user.
- FIG. 2 illustrates the steps of the method according to the invention.
- Users 1 and 2 access a service 3 through a packet network type ÎP (not shown in the figure).
- the service can be any service provided through an IP-type network, such as for example and in a non-exhaustive manner an Internet access service, a video stream sending service in streaming mode (the term commonly used is the term "streaming video"), a service for downloading media such as sound, video or image.
- Quality of service management equipment 4 installed in said network, classifies the traffic passing through it for users 1 and 2 and observes the use of the service 3 by the users 1 and 2 according to the description of a device quality of service management made in the prior art.
- the service quality management equipment 4 collects service usage observation data 3.
- the control platform 5 comprises a module 51 for dynamic management of the quality of service according to the invention.
- the module 51 comprises a program stored in a memory of the control platform 5.
- each user 1, 2 has for the service an initial quality of service credit which is a parameter of the dynamic management method of the quality of service according to the invention.
- the initial quality of service credit is what users 1 and 2 are entitled to in terms of quality of service when they use service 3 in a normal mode of operation.
- the users 1 and 2 use the service 3.
- the quality of service management equipment 4 observes during a period of current observation the use that is made of the service 3, and collect for each user observation data on the use of the service 3, such as, for example, and non-exhaustively, an average volume of downloaded data in an ascending or descending direction, an average bit rate, details per type of traffic, such as for example details relating to voice-over-IP type traffic, HTTP or SMTP data transfer traffic.
- users 1 and 2 have a first quality of service credit that corresponds to what they are entitled to in terms of quality of service during the current observation period.
- the first QoS credit is the initial user credit.
- step 10 corresponding to the end of the current observation period, the data collected by the quality of service management equipment 4 is sent back to the control platform 5.
- the feedback of data from observation is illustrated by sending a message if.
- step 10 on the figure ends with the sending of the message if that contains the observation data of the use of the service 3 during the current observation period, the duration of this observation period being a time parameter set by the control platform.
- observation of the use of the service 3 by the users 1 and 2 continues, and observation data of the use of the service 3 will be sent to the end of a subsequent observation step not shown.
- the data feedback observation of the use of the service 3 to the control platform 5 is consecutive to the sending by the control platform 5 a query request for observation data.
- steps 10 to 13 are implemented continuously during the period of use of the service 3.
- a period of use of the service following a period of observation of the use of the service, illustrated by step 13 is collected data observation of the use of the service 3 by the quality of service management equipment 4 and data feedback to the control platform 5, according to step 10,
- control platform 5 receives requests relating to services, for example requests to open and close service sessions sent by elements.
- network not shown in the figure such as a web portal or other service.
- Support databases not shown in the figure such as databases of an information system can also interact with the control architecture to provide parameters specific to users of the service.
- the user 41 requests the maximum possible bit rate, for example to download a file from a server that offers a very high download speed.
- the user 41 also requests a maximum rate for m - n minutes.
- the architecture implementing the invention ie the credit of the user 41 is increased, or it is decreased, while remaining strictly greater than that of the user 40.
- the users 40 and 41 are in competition to obtain a maximum bit rate but 41 has a credit higher than that of 40 so a rate w> x / 2 and 40 gets the remaining bitrate, namely x - w ⁇ x / 2.
- the use of quality of service credit in terms of throughput is balanced between the users 40 and 41: the user 40 has a maximum bit rate as long as it is not used, and a bitrate less when the user 41 wishes to access a service.
- the user 41 having used very little bitrate at the beginning of the period deserves a larger bandwidth in the second period.
- the sharing of the bandwidth is balanced between the users 40 and 41. This sharing takes into account the use that each made of the bandwidth.
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Abstract
La présente invention concerne un procédé de répartition dynamique de qualité de service entre utilisateurs d'un service (3) d'un réseau, ledit service étant utilisé par au moins un utilisateur (1, 2) qui dispose d'un premier crédit de qualité de service, le procédé comprenant : une étape (10) de collecte de données d'observation de l'utilisation du service pendant une période d'observation courante ; une étape (13) de mise en oevre, pendant une période d'utilisation du service consécutive à la période d'observation courante, d'une politique de qualité de service associée à un deuxième crédit de qualité de service ; le procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend : une étape (11) de calcul d'un deuxième crédit de qualité de service, pour la période d'utilisation du service, consécutive à l'étape de collecte, le deuxième crédit étant calculé à partir desdites données d'observation et du premier crédit. L'invention concerne aussi un système de répartition dynamique de la qualité de service.
Description
Procédé et système de gestion dynamique de qualité de service
L'invention concerne un procédé de répartition dynamique de qualité de service entre utilisateurs d'un service d'un réseau, ledit service étant utilisé par au moins un utilisateur qui dispose d'un premier crédit de qualité de service
L'invention se situe dans le domaine des télécommunications. Elle concerne plus précisément la qualité de service dans un réseau de données de type IP.
Dans un réseau de type IP il est connu d'offrir des services à des utilisateurs en spécifiant une certaine qualité de service. Dans le cas par exemple d'un service d'accès à Internet, la qualité de service spécifiée porte sur un débit maximal.
Généralement, des équipements du réseau situés en coupure de flux IP entre des utilisateurs et des équipements qui fournissent un service à des utilisateurs à travers le réseau, intègrent des fonctions de qualité de service (http://www.allot.com/pages/product_overview.asp). Un exemple de fonction de qualité de service est une fonction de contrôle de la bande passante (les termes couramment utilisés sont les termes anglais "shaping" ou "rate-limiting") qui consiste à définir pour un élément, par exemple un terminal associé à un utilisateur, un débit maximum autorisé entre le terminal et le réseau. Cette fonction permet de garantir qu'une bande passante offerte sur un lien réseau partagé par plusieurs utilisateurs ne va pas être complètement consommée et monopolisée par une minorité d'utilisateurs qui utilisent un service consommateur de bande passante, comme cela peut être le cas pour un service de téléchargement de fichier.
En général, sont associées à ces fonctions de qualité de service des valeurs qui permettent de vérifier que la qualité de service est respectée ou non. Ces valeurs sont par exemple des valeurs seuils qui, si elles sont dépassées indiquent que la qualité de service n'est plus assurée. Dans ie cas par exemple, de Ia fonction de contrôîe de ia bande passante, une valeur seul
est un débit maximal autorisé pour un utilisateur. Ces valeurs permettent de déclencher une action spécifique de qualité de service sur les équipements. Dans l'exemple du contrôle de la bande passante, l'action consiste en une limitation du débit.
Les équipements permettent de réaliser un grand nombre de fonctions de qualité de service avec la possibilité de gérer des paramètres comme des seuils d'activation de ces fonctions et de déclenchement d'actions de qualité de service de façon complètement autonome. Cependant, une fois ces paramètres déterminés, il n'y a plus de modification dynamique possible sur ces équipements. Par conséquent il n'est pas possible d'adapter le paramétrage en fonction de l'utilisation réelle du service par des utilisateurs et notamment d'un historique d'utilisation du service.
Il est connu d'avoir dans une architecture de réseau, une plate-forme de commande ou de pilotage d'équipements informatiques du réseau (http://www.tazznetworks.com). Ainsi, il est possible, grâce à cette architecture de commande, d'améliorer la dynamique relative au traitement de la qualité de service. En effet, il est possible de prendre en compte un ensemble d'éléments gérés par les équipements, comme par exemple un ensemble d'accès utilisateur, pour définir une valeur seuil ou paramètre d'une fonction de qualité de service, déclencheur d'une action de qualité de service sur l'équipement. De même, il est possible d'utiliser des données externes aux équipements commandés par la plate-forme de commande comme paramètres d'une fonction de qualité de service, déclencheur d'une action de qualité de service, les fonctions pouvant être mises en oeuvre à travers les plates-formes de commande. La plate-forme de commande se charge alors de récupérer ces paramètres externes. Ce paramétrage améliore la dynamique au niveau de la gestion de la qualité de service puisqu'il est possible d'intégrer des données externes, par exemple présentes dans une base de données pour activer des fonctions de qualité de service sur un équipement. Ainsi, il suffit de modifier les paramètres externes pour modifier le comportement des fonctions de qualité de service sur ces équipements.
L'article "Supporting Adaptative Flows in a Quality of Service Architecture", de A.Campbell and G.Coulson, MULTIMEDIA SYSTEMS JOURNAL (consultable à l'adresse http://citeseer.ist.psu.edu/campbell96supportinq.html), décrit un système permettant une gestion dynamique de la qualité de service pour des flux temps réels. Le système exploite des données remontées du réseau pour adapter de façon instantanée, le débit de flux vidéo à la bande passante réellement disponible. Ce système cherche à garantir un minimum de bande passante pour les systèmes temps réels. Cependant, ce système ne permet pas de garantir une équirépartition de la bande passante entre tous les utilisateurs d'un service, sur la période d'utilisation du service. Notamment, il avantage des services gros consommateurs de bande passante, au détriment de services dont la consommation de bande passante est intermittente. Il existe donc un besoin pour une gestion de la bande passante entre utilisateurs d'un service qui tient compte de l'évolution du comportement des utilisateurs du service dans le temps. Ainsi, un utilisateur qui consomme peu de bande passante, ou par intermittence, doit être privilégié par rapport à un utilisateur gros consommateur de bande passante.
Pour atteindre ce but, un premier objet de l'invention est un procédé selon l'invention tel que décrit dans le paragraphe introductif comprenant :
- une étape de collecte de données d'observation de l'utilisation du service pendant une période d'observation courante,
- une étape de mise en œuvre, pendant une période d'utilisation du service consécutive à la période d'observation courante, d'une politique de qualité de service associée à un deuxième crédit de qualité de service.
Le procédé est caractérisé en ce qu'il comprend :
- une étape de calcul du deuxième crédit de qualité de service, pour fa période d'utilisation du service consécutive à l'étape de collecte» le deuxième crédit étant calculé à partir desdites données d'observation et du premier crédit.
Les avantages de ce procédé sont remarquables. Un crédit de qualité de service qui représente ce à quoi a droit un utilisateur en termes de qualité de service lorsqu'il utilise un service, est calculé après une période d'observation de l'utilisation réelle du service par l'utilisateur et une politique de qualité de service associée à ce crédit est mise en œuvre pour le trafic de service de l'utilisateur. Ainsi, la politique de qualité de service qui est appliquée au trafic de l'utilisateur tient compte de l'utilisation du service faite par l'utilisateur jusqu'à présent. En outre, contrairement à des solutions existantes qui proposent une équirépartition instantanée de la bande passante en fonction de l'observation de l'utilisation du service qui vient d'être réalisée, le procédé selon l'invention propose une équirépartition de la bande passante sur une période plus longue que la dernière période d'observation du service.
Le calcul du deuxième crédit de qualité de service, et donc de la politique de qualité de service associée dépend d'un premier crédit qui correspond à un crédit alloué pour la période d'observation courante, et de l'utilisation réelle du service pendant la période d'observation courante. Ainsi, la politique de qualité de service qui est appliquée pendant la période d'utilisation du service consécutive à la période d'observation courante tient compte de l'historique de l'utilisation de ce service par l'utilisateur. Plus précisément c'est une moyenne du crédit réellement consommé par l'utilisateur pendant l'utilisation du service qui est prise en compte pour calculer un crédit.
Avantageusement, pour un crédit de référence de qualité de service :
- le deuxième crédit de qualité de service est inférieur au premier crédit de qualité de service si pendant la période d'observation courante, l'utilisation du service a dépassé le crédit de référence de qualité de service,
- le deuxième crédit de qualité de service est supérieur au premier crédit de qualité de service si pendant la période d'observation courante, l'utilisation du service n'a pas dépassé le crédit de référence de qualité de service.
Les avantages inhérents à ce mode de calcul sont importants. En effet, un utilisateur raisonnable, qui utilise Ie service dans les limites du crédit de référence de qualité de service pendant !a période d'observation courante, sera avantagé dans îa période d'utilisation consécutive à la période d'observation
puisqu'il obtiendra un deuxième crédit au moins supérieur au premier crédit qu'il avait pendant la période d'observation courante. Par contre, un utilisateur qui aura abusé et dépassé pendant la période d'observation courante le crédit de référence se verra allouer un deuxième crédit plus faible dans la période d'utilisation consécutive à la période d'observation que celui qu'il avait pendant la période d'observation courante. Ainsi, plusieurs utilisateurs qui utilisent le même service se voient appliquer une qualité de service qui est répartie de façon équitable entre les utilisateurs.
Avantageusement, les étapes du procédé selon l'invention sont exécutées périodiquement.
De manière alternative, le procédé est déclenché par une requête.
Un autre objet de l'invention est un système de répartition dynamique de la qualité de service comprenant un réseau, un service, au moins un utilisateur qui dispose d'un premier crédit de qualité de service pour le service et :
- des moyens de collecte de données d'observation de l'utilisation du service par l'utilisateur pendant une période d'observation courante,
- des moyens de mise en œuvre, pendant une période d'utilisation du service consécutive à la période d'observation courante, d'une politique de qualité de service associée à un deuxième crédit de qualité de service.
Le système est caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens de calcul du deuxième crédit de qualité de service pour la période d'utilisation du service consécutive à la période d'observation courante, le deuxième crédit étant calculé à partir desdites données d'observation et du premier crédit.
L'invention concerne également une plate-forme de commande d'un réseau prévue pour répartir dynamiquement Ia qualité de service d'un service du réseau utilisé par au moins un utilisateur qui dispose pour ledit service d'un premier crédit de qualité de service. La plate-forme de commande comprend :
- des moyens de récupération et d'analyse de données d'observation de l'utilisation du service collectées par un équipement de gestion de Ia qualité de service,
- des moyens de commande de l'équipement de gestion de la qualité de service pour appliquer une politique de service.
La plate-forme de commande est caractérisée en ce qu'elle comprend :
- des moyens de calcul d'un deuxième crédit de qualité de service à partir desdites données d'observation de l'utilisation du service et du premier crédit de qualité de service,
- des moyens d'association d'une politique de qualité service au deuxième crédit de qualité de service à mettre en œuvre sur l'équipement de gestion de la qualité de service.
L'invention concerne aussi un programme d'ordinateur, caractérisé en ce qu'il comprend des instructions pour collecter des données d'observation de l'utilisation d'un service par au moins un utilisateur pendant une période d'observation courante, ledit utilisateur disposant d'un premier crédit de qualité de service pour ledit service, des instructions pour calculer un deuxième crédit de qualité de service pour une période d'utilisation du service consécutive à la période d'observation courante, le deuxième crédti étant calculé à partir desdites données d'observation et du premier crédit, et des instructions pour mettre en œuvre pendant la période d'utilisation du service consécutive à la période d'observation courante, une politique de qualité de service associée au deuxième crédit de qualité de service.
De nombreux détails et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description d'un mode particulier de réalisation en référence aux dessins annexés donnés à titre non limitatif et dans lesquels :
La figure 1 est une représentation schématique du principe de fonctionnement d'un équipement de qualité de service requis pour l'invention selon un état de la technique.
La figure 2 présente le procédé de gestion dynamique de la qualité de service selon l'invention.
La figure 3 est un exemple d'architecture réseau selon l'invention.
La figure 4 est un second exemple d'architecture réseau qui met en œuvre le procédé selon l'invention. Un exemple d'appiicatïon du procédé selon l'invention est décrit pour cette architecture.
La figure 5 est une représentation fonctionnelle d'une plate-forme de commande qui met en oeuvre le procédé selon l'invention.
Une qualité de service perçue par un utilisateur d'un service dépend de la fonctionnalité offerte par le service. Pour un service de téléchargement de fichiers, la qualité de service perçue sera le temps de téléchargement d'un fichier. Plus ce temps sera réduit et mieux sera perçue la qualité de service. Pour un service d'accès à un portail web, cela se traduit par l'accès effectif à la page d'accueil du portail. Pour un service de voix ou de flux vidéo, la qualité de service perçue sera relative à la continuité du son ou la continuité dans le défilement du flux vidéo. Du point de vue du réseau, la qualité de service se traduit par exemple et de façon non exhaustive par un débit exprimé en kilobits par seconde, appelé également bande passante, par un nombre maximal d'accès simultanés à un portail web.
On regroupe sous le terme de politique de qualité de service la fonction de qualité de service, les paramètres qui sont associés à cette fonction et qui sont par exemple des valeurs seuils, et les actions de qualité de service qui sont déclenchées quand ces valeurs seuils sont atteintes. On dit qu'on applique une politique de qualité de service.
On définit également un ou des crédits de qualité de service pour un utilisateur qui utilise un service. Un crédit de qualité de service correspond à ce à quoi a droit un utilisateur en termes de qualité de service lorsqu'il utilise le service. Un exemple de crédit de qualité de service pour un service dont la qualité de service est mesurée dans le réseau par un débit, est un volume de trafic moyen pour le service pour une période donnée. A une valeur possible de crédit correspond une politique de qualité de service à appliquer sur le trafic de l'utilisateur concerné. Dans un modèle classique, on imagine qu'à un crédit de qualité de service élevé correspond une politique de qualité de service favorable qui peut se traduire par une priorité forte du trafic de l'utilisateur relatif au service, A un crédit faible de qualité de service correspond une priorité faible du trafic ou une politique de qualité de service moins favorable.
La figure 1 est une représentation schématique du fonctionnement d'un équipement de gestion de la qualité de service dans un réseau selon l'état de la technique adapté pour mettre en œuvre un procédé selon l'invention. Un tel équipement est par exemple et de façon non exhaustive un régulateur ou conditionneur de trafic (le terme systématiquement utilisé est le terme anglais "traffic shaper"). L'équipement de gestion de la qualité de service est adapté pour classifier le trafic qui le traverse, sur la base des utilisateurs qui lui sont associés. La classification du trafic par utilisateur est illustrée sur la figure par des tuyaux 15 et 16, chaque tuyau représentant une classification du trafic pour un utilisateur. Deux tuyaux 15, 16 correspondant à la classification du trafic pour deux utilisateurs sont représentés. Un tel équipement n'est bien sûr limité que par le nombre d'utilisateurs qui lui sont associés. Pour créer de tels tuyaux, des commandes ou règles de classification sont exécutées par l'équipement. Ces règles de classification sont créées ou supprimées directement sur l'équipement ou par une plate-forme de commande du réseau. La plate-forme de commande crée un tel tuyau par exemple et de façon non exhaustive, lors de l'ouverture d'une session de service par un utilisateur et supprime un tel tuyau lorsque l'utilisateur met fin à sa session de service.
Une classification supplémentaire peut être réalisée par de tels équipement pour le trafic d'un utilisateur, afin de distinguer différents types de trafic, par exemple et de façon non exhaustive, un trafic de la couche transport comme "UDP" (de l'anglais "User Datagram Protocol") ou "TCP" (de l'anglais "Transmission Control Protocol"), ou un trafic de la couche applicative comme un trafic de transfert de données de type messagerie basé sur "SMTP" (de l'anglais "Simple Mail Transfer Protocol"), un trafic de transfert de données basé sur "HTTP" (de l'anglais "Hyper Text Transfer Protocol"), un trafic de voix sur IP basé sur "SIP" (de l'anglais "Session Initiation Protocol"). Cette classification est représentée sur la figure par les canaux 17, 18. 19 pour le tuyau 15 associé à un premier utilisateur et par les canaux 20, 21 et 22 pour Ie tuyau 16 associé à un second utilisateur.
L'équipement de gestion de la qualité de service est adapté pour associer une politique de quafrté de service à chaque classification représentée
par un tuyau ou un canal. Les politiques de qualité de service 170, 180 et 190 sont respectivement associées aux canaux 17, 18 et 19 correspondant aux classifications par type de trafic pour le tuyau 15 associé au premier utilisateur. Les politiques de qualité de service 200, 210 et 220 sont respectivement associées aux canaux 20, 21 et 22 correspondant aux classifications par type de trafic pour le tuyau 16 associé au second utilisateur. Les politiques de qualité de service sont de préférence déterminées et affectées aux tuyaux et canaux par la plate-forme de commande.
L'équipement de gestion de la qualité de service est adapté pour analyser tous les paramètres des paquets et des trafic de données transitant par ses interfaces et pour appliquer aux trafics les politiques de qualité de service paramétrées sous forme de fonctions de qualité de service par un opérateur de réseau en charge de la gestion du réseau depuis la plate-forme de commande.
En outre, les équipements de gestion de la qualité de service sont adaptés pour observer le trafic qui les traverse et remonter à un autre équipement du réseau, comme par exemple la plate-forme de commande, des données d'observation relatives au trafic qui le traverse, comme par exemple et de façon non exhaustive un volume moyen de données téléchargées dans un sens ascendant ou descendant, un débit moyen, des détails sur le trafic de l'utilisateur. Le choix des données d'observation qui sont remontées est fait par la plate-forme de commande. C'est un paramètre de la plate-forme. Ces données d'observation sont envoyées par l'équipement de gestion de la qualité de service à la plate-forme de commande soit spontanément (on parle de méthode "push" en anglais), par exemple selon un paramètre qui représente un intervalle de temps régulier, soit suite à une requête de la plate-forme de commande (on parle de méthode "pull" en anglais).
La figure 2 illustre les étapes du procédé selon l'invention. Des utilisateurs 1 et 2 accèdent à un service 3 à travers un réseau de paquets de type ÎP (non représenté sur la figure). Le service peut être tout service fourni à travers un réseau de type IP, comme par exemple et de façon non exhaustive
un service d'accès à Internet, un service d'envoi de flux vidéo en mode de diffusion continu (le terme couramment utilisé est le terme anglais "streaming video"), un service de téléchargement de média de type son, vidéo ou image. Un équipement de gestion de la qualité de service 4, installé dans ledit réseau, classifie le trafic qui le traverse pour les utilisateurs 1 et 2 et observe l'utilisation du service 3 par les utilisateurs 1 et 2 conformément à la description d'un équipement de gestion de la qualité de service faite dans l'art antérieur. L'équipement de gestion de la qualité de service 4 collecte des données d'observation de l'utilisation du service 3. Une plate-forme de commande 5, installée dans le réseau, commande des équipements de télécommunications installés dans le réseau, par exemple et de façon non exhaustive l'équipement de gestion de la qualité de service 4. La plate-forme de commande 5 comporte un module 51 de gestion dynamique de la qualité de service selon l'invention. Avantageusement, le module 51 comprend un programme stocké dans une mémoire de la plate-forme de commande 5.
Deux utilisateurs sont représentés sur la figure. L'invention n'est pas limitée par le nombre d'utilisateurs de service, un seul utilisateur pouvant également utiliser le service, bien que le procédé selon l'invention soit plus avantageux lorsque plusieurs utilisateurs utilisent le service. De même, un seul service est représenté sur la figure. L'invention n'est pas limitée par le nombre de services dont l'équipement de gestion de la qualité de service 4 peut observer l'utilisation.
Initialement, lors de l'ouverture d'une session de service 3, chaque utilisateur 1 , 2 dispose pour le service d'un crédit initial de qualité de service qui est un paramètre du procédé de gestion dynamique de Ia qualité de service selon l'invention. Le crédit initial de qualité de service correspond à ce à quoi ont droit les utilisateurs 1 et 2 en termes de qualité de service lorsqu'ils utilisent le service 3 dans un mode de fonctionnement normal.
Dans une réalisation alternative de l'invention non représentée, les crédits initiaux des utilisateurs 1 et 2 sont stockés dans une ou plusieurs bases de données auxquelles accède la plate-forme de commande 5. Le crédit initial d'un utilisateur est alors récupéré par ia plate-forme de commande par une
requête, par exemple lors de l'ouverture d'une session de service pour cet utilisateur. De façon avantageuse, un service peut envoyer des requêtes de service à la plate-forme de commande 5, par exemple pour signaler le début d'une session de service pour l'utilisateur et la fin de la session de service pour cet utilisateur. Ces requêtes de service sont utilisées par la plate-forme de commande 5 pour calculer ou récupérer le crédit initial de qualité de service dudit utilisateur.
Dans une étape initiale 10, les utilisateurs 1 et 2 utilisent le service 3. L'équipement de gestion de la qualité de service 4 observe pendant une période d'observation courante l'utilisation qui est faite du service 3, et collecte pour chaque utilisateur des données d'observation de l'utilisation du service 3, comme par exemple et de façon non exhaustive, un volume moyen de données téléchargées dans un sens ascendant ou descendant, un débit moyen, des détails par type de trafic, comme par exemple des détails relatifs à un trafic de type voix sur IP, à un trafic de transfert de données de type HTTP ou SMTP. Pendant la période d'observation courante, les utilisateurs 1 et 2 disposent d'un premier crédit de qualité de service qui correspond à ce à quoi ils ont droit en termes de qualité de service pendant la période d'observation courante. Lors de l'ouverture de la session de service par les utilisateurs 1 et 2, le premier crédit de qualité de service correspond au crédit initial des utilisateurs. En fin d'étape 10, correspondant à la fin de la période d'observation courante, les données collectées par l'équipement de gestion de la qualité de service 4 sont remontées à la plate-forme de commande 5. La remontée des données d'observation est illustrée par l'envoi d'un message si . Pour des raisons de clarté, l'étape 10, sur fa figure, se termine avec l'envoi du message si qui contient les données d'observation de l'utilisation du service 3 pendant la période d'observation courante, la durée de cette période d'observation étant un paramètre de temps fixé par la plate-forme de commande. Bien sûr, l'observation de l'utilisation du service 3 par les utilisateurs 1 et 2 continue, et des données d'observation de l'utilisation du service 3 seront envoyées à fa fin d'une étape d'observation ultérieure non représentée. Dans une réalisation alternative de l'invention (non représentée) Ia remontée des données
d'observation de l'utilisation du service 3 à la plate-forme de commande 5 est consécutive à l'envoi par la plate-forme de commande 5 d'une requête de demande de données d'observation.
Dans une étape 1 1 , consécutive à la réception par la plate-forme de commande 5 du message si qui contient les données d'observation de l'utilisation du service 3 par les utilisateurs 1 et 2 pendant la période d'observation courante, la plate-forme de commande 5 calcule un deuxième crédit de qualité de service pour les utilisateurs 1 et 2. Le deuxième crédit de qualité de service associé à un utilisateur correspond à ce à quoi a droit l'utilisateur en termes de qualité de service pour une période d'utilisation du service consécutive à la période d'observation courante. Le deuxième crédit de qualité de service est calculé à partir des données d'observation de l'utilisation du service 3, remontées de l'équipement de qualité de service 4 à la plateforme 5 en fin d'étape 10 et du premier crédit de qualité de service qui correspond au crédit dont disposent les utilisateurs pendant la période d'observation courante. Ainsi, le deuxième crédit de qualité de service associé à un utilisateur est représentatif de l'utilisation que ledit utilisateur a faite du service pendant la période d'observation courante. Le calcul étant fait à la fin de chaque période d'observation courante, le deuxième crédit, alloué en temps réel à un utilisateur, tient compte de l'historique de l'utilisation du service depuis l'ouverture de la session de service.
A chaque valeur possible du crédit de qualité de service correspond une politique de qualité de service à appliquer sur le trafic de l'utilisateur concerné pendant la période d'utilisation du service consécutive à la période d'observation courante.
Dans une réalisation avantageuse de l'invention, la détermination de la politique de qualité de service à appliquer sur Ie trafic d'un utilisateur pour le deuxième crédit de qualité de service prend en compte un profil de l'utilisateur : par exemple et de façon non exhaustive, un utilisateur de type gestionnaire d'un service peut bénéficier d'une politique de qualité de service favorable pendant la session de service qu'if initie puisque la session de service concerne une opération prioritaire de maintenance sur le service.
A titre d'exemple non limitatif, un algorithme de calcul de crédit de qualité de service pour un service dont la qualité de service se mesure par un volume de données par unité de temps, est basé sur la formule suivante : variation_crédit = k * (volume_normal - volurne_réel), où k est une constante positive, volume_normal est un volume de référence prévu pour le trafic de service considéré et volume_réel est le volume de trafic réellement réalisé par l'utilisateur pendant la période d'observation courante. La valeur volume_normal correspond à un crédit de référence de qualité de service. Par exemple, la valeur volume_normal peut être associée au crédit initial de qualité de service. La valeur volume__réel est une information remontée par l'équipement de gestion de la qualité de service 4 dans le message si . La valeur du deuxième crédit est alors calculée en ajoutant variation_crédit au premier crédit associé à la période d'observation courante. De façon avantageuse, la valeur du deuxième crédit appartient à un intervalle compris entre une valeur minimale minjcrédit, par exemple égale à 0 et une valeur maximale de crédit max_ crédit.
Une fois le deuxième crédit de qualité de service calculé, il s'agit pour la plate-forme de commande 5 de déterminer une politique de qualité de service à appliquer sur le trafic de service de l'utilisateur concerné. Une politique de qualité de service est associée à chaque valeur possible du nouveau crédit. Par exemple et de façon non limitative, la politique de qualité de service est une valeur correspondant à une priorité de trafic qui est un nombre compris entre une valeur minimale de priorité min_priorité qui peut être égale à 0, et une valeur maximale de priorité max_prioήté. La valeur de la politique de qualité de service nurn_pήorité est calculée comme : num_priorité = (nouveau_crédit I crédit_max) * max__prioriié, arrondi à la valeur entière (a plus proche.
Dans des réalisations alternatives de l'invention non détaillées, des modèles plus complexes peuvent être considérés pour le calcul des crédits ou des priorités. Par exemple, Ie calcul peut être basé sur des formules non linéaires.
En fin d'étape 11 , la plate-forme de commande 5 envoie un message s2 de commande à l'équipement de gestion de la qualité de service 4 pour la mise en oeuvre de la politique de qualité de service associée au deuxième crédit déterminée à l'étape 10.
Dans une étape 12, consécutive à la réception du message s2 de commande pour la mise en œuvre de la politique de qualité de service, l'équipement de gestion de la qualité de service 4 met en œuvre la politique de qualité de service pour le service 3 et pour les utilisateurs 1 et 2. La mise en œuvre de la politique de qualité de service est représentée sur la figure par un message s3.
Dans une étape 13, correspondant à l'étape d'utilisation du service consécutive à la période d'observation courante, la politique de qualité de service associée au deuxième crédit est mise en oeuvre pour le service 3 et pour le trafic de service qui concerne les utilisateurs 1 et 2.
On aura compris que le procédé décrit par les étapes 10 à 13 est mis en œuvre de façon continue pendant la durée de l'utilisation du service 3. Ainsi, une période d'utilisation du service consécutive à une période d'observation de l'utilisation du service, illustrée par l'étape 13, fait l'objet d'une collecte de données d'observation de l'utilisation du service 3 par l'équipement de gestion de la qualité de service 4 et d'une remontée de données d'observation à la plate-forme de commande 5, conformément à l'étape 10,
La figure 3 est un exemple d'architecture de réseau qui réalise le procédé selon l'invention. Des utilisateurs 1 , 2 accèdent à un service (non représenté) grâce à un premier réseau 30. Le trafic entre Ie service et les utilisateurs 1 , 2, dans le sens montant ou descendant, traverse un équipement de qualité de service 4 adapté pour appliquer des politiques de qualité de service. Un seul équipement 4 est représenté. L'invention ne se limite pas à un seu! équipement de qualité de service installé dans le réseau. De même, deux utilisateurs sont représentés, l'invention ne se (imite pas à deux utilisateurs. L'équipement de qualité de service 4 est connecté à un second réseau 31 utilisé pour rendre ie service. Une plate-forme de commande 5 selon l'invention récupère de
l'équipement de qualité de service 4 des informations d'observation sur l'utilisation du service par les utilisateurs 1 et 2 et commande ledit équipement. La plate-forme de commande comporte un module 51 de gestion dynamique de la qualité de service selon l'invention. Dans cet exemple d'architecture, l'équipement de qualité de service 4 est commandé par la plate-forme de commande à travers un réseau intermédiaire 32. Une base de données 33, accessible par la plate-forme de commande 5, fournit sur requête de ladite plate-forme de commande 5 des données propres à l'utilisateur ou au service, par exemple et de façon non exhaustive, un crédit initial de qualité de service, un profil utilisateur.
La figure 4 est un second exemple d'architecture qui utilise le procédé selon l'invention et un exemple de l'utilisation du procédé selon l'invention dans le cas d'un service. L'architecture est celle d'un service d'accès à internet via une connexion sans fil (par exemple, le terme anglais pour un type de connexion sans fil est "WiFi" pour "Wireless Fidelity", le terme anglais pour l'accès est "hot spot"), dans laquelle des utilisateurs 40, 41 partagent une connexion "ADSL" (de l'anglais "Asynchronous Digital Subscriber Line"). Les utilisateurs 40, 41 accèdent à Internet grâce à des bornes d'accès sans fil 42, 43 connectées à un modem-routeur 44. Le modem-routeur 44 établit la connexion ADSL avec un premier équipement 45 en charge du multiplexage de flux vers le réseau de transport (le terme couramment utilisé est le terme anglais "DSLAM" pour "Digital Subscriber Line Access Multiplexer"). Derrière ce premier équipement 45 se trouve un deuxième équipement 46 de gestion du transport de données qui regroupe le trafic issu d'une dizaine d'équipements 45 de type "DSLAM". Ce deuxième équipement 46 est un serveur d'accès (le terme couramment utilisé est le terme anglais "Broadband Access Server" ou "BAS"). L'équipement 46 de type "BAS" établit un tunnel persistant avec un troisième équipement 47 qui est un routeur de type routeur d'accès au réseau dorsal iP (ces routeurs sont couramment appelés routeurs "LNS" pour "L2TP Network Server") en traversant un ou plusieurs réseaux 48. Le trafic transite dans tes deux sens par un quatrième équipement 49 de qualité de service pour
joindre ensuite d'autres réseaux 50, dont par exemple internet. Dans le cas de la figure, le quatrième équipement 49 de qualité de service est un conditionneur de trafic (le terme presque systématiquement utilisé est le terme anglais "traffic shaper"). Une plate-forme de commande 5 selon l'invention dialogue à travers les autres réseaux 50 avec le quatrième équipement 49 pour mettre en oeuvre le procédé selon l'invention. La plate-forme de commande 5 comporte un module 51 de gestion dynamique de la qualité de service selon l'invention.
Dans une réalisation alternative de la mise en œuvre du procédé selon l'invention, la plate-forme de commande 5 reçoit des requêtes relatives à des services, par exemple des requêtes d'ouverture et de fermeture de sessions de service, envoyées par des éléments du réseau non représentés sur la figure, comme par exemple un portail web ou un autre service. Des bases de données de support non représentées sur la figure, comme par exemple des bases de données d'un système d'information peuvent également interagir avec l'architecture de commande pour fournir des paramètres propres aux utilisateurs du service.
On suppose que le débit disponible dans le sens descendant, c'est-à-dire du réseau vers les utilisateurs pour la connexion ADSL est de x kilobits/seconde, que les utilisateurs 40, 41 ont un profil identique, qu'ils disposent d'un crédit initial de qualité de service identique et qu'ils utilisent le même service à un certain moment. L'utilisateur 40 demande pendant m minutes le maximum de débit possible dans le sens descendant, alors que l'utilisateur 41 , pendant ces m minutes réalise les opérations suivantes :
- Il demande un débit de y kilobits/seconde dans le sens descendant pendant n minutes, n < m, y < x/2. Par exemple, il peut demander pendant n minutes une session de flux vidéo qui ne nécessite pas de débit supérieur à x/2.
- Ensuite, pendant les m - n minutes restantes, l'utilisateur 41 demande le maximum de débit possible, par exemple pour télécharger un fichier à partir d'un serveur qui offre un débit de téléchargement très élevé.
En appliquant le procédé selon l'invention, ies débits obtenus par les utilisateurs 40 et 41 pendant la période de m minutes sont les suivants :
- l'utilisateur 41 obtient y kilobits/seconde pendant n minutes. En effet, en début de période, les deux utilisateurs disposent du même crédit de qualité de service qui est x/2 puisqu'il n'y a pas d'autre utilisateur et que le débit offert est de x kilobits/seconde. L'utilisateur 41 demande, pendant n minutes, moins de débit que celui accordé par son crédit. Il dispose donc de tout le crédit nécessaire à l'obtention de son flux vidéo pendant ces n minutes, c'est-à-dire y kilobits/seconde. Pendant ces n minutes, le crédit de l'utilisateur 41 ne peut que demeurer supérieur à celui de l'utilisateur 40, donc il obtient ce débit pendant toute la période de n minutes.
- L'utilisateur 40 obtient x- y kilobits/seconde pendant n minutes. En effet, l'utilisateur 40 demande le maximum de débit possible, c'est-à-dire tout le débit qui n'est pas utilisé par l'utilisateur 41.
- Ensuite, l'utilisateur 41 demande aussi un débit maximum pendant m - n minutes. L'architecture mettant en œuvre l'invention, soit le crédit de l'utilisateur 41 est augmenté, soit il est diminué, tout en restant strictement supérieur à celui de l'utilisateur 40. Maintenant les utilisateurs 40 et 41 sont en compétition pour obtenir un débit maximum mais 41 dispose d'un crédit supérieur à celui de 40 donc un débit w > x/2 et 40 obtient le débit restant, à savoir x - w < x/2.
Ainsi, dans la deuxième phase, pendant laquelle l'utilisateur 41 demande un débit maximal, l'utilisateur 41 a pu récupérer une partie du débit qu'il n'avait pas utilisé pendant la première phase. L'utilisateur 40 obtient moins de débit dans la deuxième phase, car dans la première phase il a utilisé plus de débit par rapport à celui auquel il avait droit : ce débit lui avait été accordé parce que personne d'autre ne l'utilisait pendant cette période de temps.
Ainsi, l'utilisation du crédit de qualité de service en termes de débit est équilibrée entre les utilisateurs 40 et 41 : l'utilisateur 40 dispose d'un débit maximum tant que celui-ci n'est pas utilisé, et d'un débit moindre quand l'utilisateur 41 souhaite accéder à un service. L'utilisateur 41 ayant très peu utilisé de débit en début de période mérite une bande passante plus importante en seconde période.
Ainsi, le partage de la bande passante est équilibré entre les utilisateurs 40 et 41. Ce partage tient compte de l'utilisation que chacun a fait de la bande passante.
La figure 5 est une représentation fonctionnelle d'une plate-forme de commande 5 qui met en œuvre le procédé selon l'invention. La plate-forme de commande 5 comporte plusieurs modules :
- Un module 60 de récupération et d'analyse de données d'observation de l'utilisation d'un service adapté pour recevoir d'un équipement de gestion de qualité de service du réseau via une interface réseau 61 des données d'observation de l'utilisation d'un service par un ou plusieurs utilisateurs. Le module 60 à partir de ces données d'observation analyse les données de trafic et est adapté pour corréler l'utilisation d'un service par plusieurs utilisateurs par exemple, étudier la répartition de l'utilisation de la bande passante.
- Un module 62 de calcul d'un nouveau crédit de qualité de service à partir des données d'observation de l'utilisation d'un service récupérées par le module 60 et d'un crédit initial de qualité de service qui est un paramètre du module 62. Dans une réalisation alternative de la plate-forme de commande non représentée, le paramètre est dans une base de données externe; il est récupéré par le module 62 par une requête à la base de données.
- Un module 63 d'association du nouveau crédit à une politique de qualité de service à appliquer sur le trafic de service pour une période d'utilisation courante du service.
- Un module 64 de commande d'équipements de gestion de la qualité de service adapter pour commander audits équipements la mise en œuvre de la nouvelle politique de qualité de service identifiée par le module 63.
Les modules communiquent entre eux grâce à un bus de communication interne 65.
Claims
1. Procédé de répartition dynamique de qualité de service entre utilisateurs d'un service (3) d'un réseau, ledit service étant utilisé par au moins un utilisateur (1 , 2) qui dispose d'un premier crédit de qualité de service, le procédé comprenant :
- une étape (10) de collecte de données d'observation de l'utilisation du service pendant une période d'observation courante,
- une étape (13) de mise en œuvre, pendant une période d'utilisation du service consécutive à la période d'observation courante, d'une politique de qualité de service associée à un deuxième crédit de qualité de service, le procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend :
- une étape (11 ) de calcul du deuxième crédit de qualité de service, pour la période d'utilisation du service consécutive à l'étape (10) de collecte, le deuxième crédit étant calculé à partir desdites données d'observation et du premier crédit.
2. Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que, pour un crédit de référence de qualité de service :
- le deuxième crédit de qualité de service est inférieur au premier crédit de qualité de service si pendant la période d'observation courante, l'utilisation du service a dépassé le crédit de référence de qualité de service,
- le deuxième crédit de qualité de service est supérieur au premier crédit de qualité de service si pendant la période d'observation courante, l'utilisation du service n'a pas dépassé le crédit de référence de qualité de service,
3. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les étapes du procédé sont exécutées périodiquement.
4. Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce qu'il est déclenché par une requête.
5. Système de répartition dynamique de la qualité de service comprenant un réseau, un service, au moins un utilisateur qui dispose d'un premier crédit de qualité de service pour le service, et :
- des moyens de collecte de données d'observation de l'utilisation du service par l'utilisateur pendant une période d'observation courante,
- des moyens de mise en œuvre, pendant la période d'utilisation du service consécutive à la période d'observation courante, d'une politique de qualité de service associée à un deuxième crédit de qualité de service, le système étant caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens de calcul du deuxième crédit de qualité de service, pour la période d'utilisation du service consécutive à la période d'observation courante, le deuxième crédti étant calculé à partir desdites données d'observation et du premier crédit.
6. Plate-forme de commande d'un réseau prévue pour répartir dynamiquement la qualité de service d'un service du réseau utilisé par au moins un utilisateur qui dispose pour ledit service d'un premier crédit de qualité de service, comprenant :
- des moyens (60) de récupération et d'analyse de données d'observation de l'utilisation du service collectées par un équipement (4) de gestion de la qualité de service,
- des moyens (64) de commande de l'équipement de gestion de la qualité de service pour appliquer une politique de service, caractérisée en ce qu'elle comprend :
- des moyens (62) de calcul d'un deuxième crédit de qualité de service à partir desdites données d'observation de l'utilisation du service et du premier crédit de qualité de service,
- des moyens (63) d'association d'une politique de qualité de service au deuxième crédit de qualité de service à mettre en œuvre sur l'équipement de gestion de la qualité de service.
7. Programme d'ordinateur, caractérisé en ce qu'il comprend des instructions pour collecter des données d'observation de l'utilisation d'un service par au moins un utilisateur pendant une période d'observation courante, ledit utilisateur disposant d'un premier crédit de qualité de service pour ledit service, des instructions pour calculer un deuxième crédit de qualité de service pour une période d'utilisation du service consécutive à la période d'observation courante, le deuxième crédit étant calculé à partir desdites données d'observation et du premier crédit,, et des instructions pour mettre en œuvre pendant la période d'utilisation du service consécutive à la période d'observation courante, une politique de qualité associée au deuxième crédit de qualité de service.
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| WWE | Wipo information: entry into national phase |
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