Algoritmo y protocolo de imparcialidad.

La subcapa de Control MAC ejecuta un algoritmo de imparcialidad [30] que trabaja tanto en la red como a nivel de la estación para asegurar el uso justo del ancho de banda de un anillo. El algoritmo de imparcialidad garantiza que el ancho de banda del anillo elegible para ser compartido, sea asignado a los tráficos menos prioritarios (clase C y clase B que excede elCIR) compartiéndose de forma justa e inteligente entre todos los nodos que conforman el anillo. El algoritmo de equidad está diseñado de manera que favorece el reuso del espacio, significa que el ancho de banda en una sección del anillo se comparte por los nodos que utilizan esa sección, no ocupándose el recurso compartido en el resto del anillo. Para eliminar desventajas en el uso de la capacidad del enlace cada nodo debe establecer conformadores de tráfico equitativo durante

estados de congestión. Con una igualdad de ponderaciones de equidad en los nodos es posible una eficiente distribución del ancho de banda. Por otra parte a cada nodo se le asigna un peso y esto permite que cada nodo tenga derecho a una asignación distinta en % del ancho de banda disponible para ser compartido porRPR-fa.[26][27][30][31]

RPR ofrece un conjunto de soluciones aceptables para la gestión del tráfico en la red MAN, pero, en condiciones de congestión severa, se presenta el problema de un bajo rendimiento proporcionado por el algoritmo de equidad RIAS en el modo Agresivo, que se considera necesario para proporcionar control de la congestión, reutilización espacial y distribución equitativa del ancho de banda. El algoritmo de equidad RIAS produce oscilaciones a consecuencia de un mal cálculo de los cambios de los estados de congestión y no congestión en los nodos que forman las cabezas y colas de los dominios de congestión, estos fenómenos son comunes en escenarios sin balanceo de carga antes que la red pueda alcanzar la estabilidad.[8]

Para mejorar el desempeño del algoritmo de equidad en modo Agresivo al reducir el tiempo de convergencia (0,35 segundos) y las oscilaciones, se han realizados varios trabajos por diferentes autores, que de una manera u otra enfrentan la problemática planteada. De su análisis se observa que algunas de éstas propuestas se alejan del estándar original IEEE 802.17 RIAS, haciéndolas incompatibles y con un costo computacional mayor [8], entre estas tenemos:

v Algoritmo “Planificador de Tiempo Virtual Distribuido en Anillos” (DVSR): Se describe un algoritmo de asignación dinámica de ancho de banda llamado DVSR, “Planificador de Tiempo Virtual Distribuido en Anillos”, su principal aporte es calcular el umbral mínimo para el tiempo virtual de agregación espacial y temporal, usando un mecanismo de conteo para el arribo de paquetes por cada flujo de ingreso de tráfico a un nodo RPR.[32],[8] DVSR es capaz de explotar la máxima reutilización espacial, ofrece una rápida convergencia, normalmente dentro del tiempo de dos intervalos de notificación y puede aplicarse a cualquier tecnología de anillo de paquetes. La razón de equidad del enlace k en el tiempo t, en concepto de RIAS, es calculado por la fórmula(1):

Fk(t)= ) ( ) ( t w t B C− (1)

Donde B(t) es la suma de las razones transmitidas a través de último nodo antes que la conexión K, congestionado en otra parte o en sus puntos de acceso y w(t) es el número de flujos congestionados del enlace.

El objetivo del algoritmo de DVSR es asegurar la razón de equidad RIAS en el punto de acceso. El valor de li se mide como entrada de información al algoritmo y denota el número de bytes que llegan del nodo de acceso i en el tiempo T. El valor de b determina la fracción de tiempo durante el intervalo anterior a T que el multiplexor este ocupado por un segmento de paquete. Así, si b es menos de 1 (b<1) la razón de equidad se calcula por la fórmula(2):

F= 1k / CT + (1-b) (2)

v Algoritmo RCPD: propone un algoritmo de equidad basado en la teoría Derivativa Proporcional (PD) de agregación para ingreso de tráfico. Utilizando la teoría PD se introduce el concepto de un coeficiente de compensación de la tasa retroalimentada para resolver la inequidad entre el tráfico local y el reenviado. Su costo computacional es mediano.[8],[35]

Otros autores realizan propuestas que no toman en cuenta características de madurez técnica esenciales como son el descubrimiento de la topología, la reutilización espacial, las clases de servicio (CoS) entre otras, como son:

v Algoritmo de Davik: analiza y propone una mejora para resolver el problema generado por las dos principales deficiencias en el algoritmo de equidad RPR en modo Agresivo: el cálculo erróneo de la tasa de equidad estimada por el nodo cabeza de un dominio de congestión y la propagación de las notificaciones de equidad, demostrando que el método adoptado por el 802.17 no ofrece estabilidad, produce una lenta convergencia, con grandes periodos de oscilaciones y por lo tanto se obtiene un rendimiento no adecuado.[8],[36]

v Algoritmo LCFA (Algoritmo de Equidad de Baja Complejidad):presenta una convergencia más rápida y una cantidad de intervalos menor al requerido por el 802.17 RIAS para alcanzar la estabilidad, también proporciona reutilización espacial y equidad. Este algoritmo proporciona compatibilidad con el 802.17

RIAS: el tiempo de convergencia es de 0,30 segundos y su costo computacional es bajo.[8],[37]

Las principales metas de su diseño se resumen a continuación y representan los puntos esenciales del algoritmo LCFA:

a) Medición de los patrones de tráfico a agregar y su consecuente cálculo dentro del intervalo de notificación.

b) Mediciones de los patrones de tráfico en las colas de tránsito. c) Cálculo de la tasa de equidad local mediante la relación propuesta:

Fk= Bi/Fk) + (1 min , 1 max( 1 mod ) 1 ( , 0

∑

Sea la relación 1.1, donde = tasa de equidad,Ces la capacidad máxima del enlace,

Bla suma de todos los flujos de agregación de ingreso (IA) yN es el número de nodos en el anillo.

Valorando que todo lo expuesto implica realizar modificaciones severas al diseño aceptado para RPR, consideramos que es necesario evaluar nuevas variantes partiendo del estándar 802.17 aprobado y distribuido por la IEEE, con el objeto de obtener un mejor rendimiento de la red, al reducir el tiempo de convergencia y las oscilaciones para llegar a la estabilidad y disminuir el rango de variación de la asignación equitativa del ancho de banda para el tráfico en tránsito sobre el núcleo de la red MAN-RPR.