INVESTIGACIÓN EN PROTOCOLOS DE ALTA VELOCIDAD


Como ya se citó más arriba, una de los aspectos que aborda nuestra línea de investigación sería el análisis, especificación, desarrollo y evaluación de prestaciones de protocolos de alta velocidad para aplicaciones de tiempo real.

En concreto, y como también se comentó ya, las investigaciones se centran en los protocolos de los niveles de red y transporte, debido al enorme esfuerzo de desarrollo y estandarización que sobre los protocolos de niveles inferiores se ha realizado en los últimos años. Por tanto los protocolos FDDI o ATM los utilizaremos como usuarios.

¿Por qué los protocolos de red y transporte clásicos como el TCP/IP o el ISO TP4 no son apropiados para su utilización en STRD? La contestación inmediata sería que son protocolos orientados a la conexión pensados para funcionar sobre redes de baja o media velocidad, y soportando aplicaciones sin requerimientos de tiempo acotado pero que requieren transferencia fiable, como por ejemplo la transferencia de ficheros o el terminal remoto.

Sin embargo los requerimientos de los STRD es totalmente distinto, tanto en cuanto al servicio que proporciona la red física a los protocolos de red y transporte, como en cuanto al servicio que las aplicaciones requieren del protocolo de transporte:

Los sistemas de interconexión física del SRTD, como FDDI, ATM o enlaces punto a punto sobre fibra óptica permiten velocidades de transmisión elevadas, desde 100 Mbps hasta varios Gbps. Por tanto, los protocolos intermedios deben ser capaces de procesar el flujo entrante y por otra parte presentar una productividad importante para no desaprovechar la capacidad ofrecida por la red física.
Tanto las aplicaciones de tiempo real crítico para control de procesos en entornos industriales o militares, como las aplicaciones multimedia del tipo vídeo bajo demanda o videoconferencia, requieren una elevada capacidad de transferencia por parte del protocolo de transporte con la finalidad de obtener tiempos predecibles de comunicación de mensajes entre tareas. Además requiren otros tipos de servicios como prioridades, comunicaciones transaccionales con bajo retardo, comunicación de uno a muchos o sincronización de red.

Este tipo de requerimientos no es soportable por los protocolos clásicos que ni ofrecen los servicios requeridos por las aplicaciones ni sus prestaciones son apropiadas para las redes de alta velocidad.

Muy a menudo, dado que los protocolos existentes no son adecuados, en muchos STRD se opta por eliminar los niveles intermedios y montar el nivel de aplicación directamente sobre el de acceso al medio. Es la solución adoptada en las arqitecturas Mini-MAP y en los buses de campo en general. Sin embargo, muchas aplicaciones necesitan una serie de servicios, como por ejemplo una eficiente gestión de las comunicaciones de grupo, que sólo un protocolo de transporte, o más ampliamente, un protocolo intermedio puede proporcionar.

En los años 80 se han desarrollado de forma experimental una serie de protocolos de transporte de alta velocidad que han ido incluyendo funcionalidades y características cada vez más completas para su aplicación en STRD. Algunos de ellos son el Delta-t, el Datakit o el VMTP.

A finales de los 80 se inicia un línea de investigación en la Universidad de Virginia tendente a desarrollar el protocolo intermedio estándar para aplicaciones de tiempo real. El protocolo en cuestión se denomina XTP y engloba y mejora las funcionalidades de protocolos previos. El proceso de adecuación y pruebas del citado protocolo todavía no ha terminado.

Precisamente, nuestro trabajo en el terreno de los protocolos de alta velocidad tomaría como base la última versión del XTP. Para ello hemos entrado a formar parte de una red de grupos de investigación de todo el mundo, denominado XTP Forum, cuyo objetivo es el desarrollo del XTP como protocolo estándar para STRD. De hecho el XTP, en sus versiones iniciales ya ha sido utilizado en sistemas empotrados de carácter militar y aeronáutico.

Los desarrollos posibles en este campo son muy amplios y poco abordados hasta el momento. De hecho seríamos el único grupo de investigación en España que estaría trabajando en el tema, en colaboración con el resto de grupos del XTP Forum. Algunas de las actividades de investigación tomando como base la definición actual del XTP podrían ser:

Evaluación de prestaciones del protocolo para distintas configuraciones sobre redes de alta velocidad FDDI y ATM.
Incorporación y evaluación de nuevos servicios y mecanismos, como por ejemplo la sincronizacion temporal.
Desarrollo de un banco de pruebas para aplicaciones de tiempo real, especialmente multimedia.
Desarrollo de una interfase de programación sobre XTP para su utilización por aplicaciones de tiempo real.
Evaluación comparativa de prestaciones de aplicaciones de tiempo real sobre XTP estándar o sobre desarrollos propios del mismo.

Lógicamente siempre quedaría abierto el camino para el desarrollo de protocolos de transporte propios independientes del XTP para aplicaciones concretas.


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