CN101421979B - 监视网络使用 - Google Patents

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Abstract

一种确定用户是否遵守了与网络运营商达成的服务等级协议(SLA)的方法，包括收集表示用户服务使用的一组数据值并将该组数据值与服务等级协议进行比较。收集的数据值为运营商提供了充分的信息，因此，它可确定SLA是否得到遵守以及计划提供网络服务。也公开了监视用户的网络服务使用和服务使用指示器的方法。

Description

监视网络使用
本发明涉及一种监视网络的服务使用以便能够得到一段时间内网络业务分配的方法和用于执行该方法的系统和软件。具体地说，本发明涉及在以太网传输网络中的服务使用监视。
以太网网络运营商向客户(以下称为用户)提供跨其以太网传输网络的连接。在用户购买连接时，他们通常会协商定义该连接各种参数和限制的服务等级协议(SLA)。例如，可定义以下要素。承诺信息速率(CIR)，这是保证传输的以Mbits/s为单位的平均数据带宽。峰值信息速率(PIR)，这是在各种用户之间可用的以Mbits/s为单位的平均峰值信息速率。承诺突发尺寸(CBS)，以字节来指定，表示使以UNI(用户到网络接口)速度的入口数据突发保持符合CIR的最大可用字节量。峰值突发尺寸(PBS)，以字节为单位来指定，表示使以UNI速度的入口数据突发保持符合PIR的最大可用字节量。
网络运营商向用户提供的网络连接在下文将称为服务。
网络运营商极其希望能够得到用户的服务使用相关SLA的准确和典型历史记录。此类信息将使网络运营商能够确定用户何时违反了其SLA，并且也将使运营商能够高效地管理其网络。已知的监视系统可搜集相关物理链路利用率的统计。但是，这些系统只提供表示在规定的时段内平均利用率的值。这些系统在某些情况下是有用的，但它们提供的信息不够详细或清晰，网络运营商无法确定用户是否在遵守SLA。
理想地，网络运营商想每隔几秒钟便对用户采用的服务利用率持续记录进行采样。但是，由于网络运营商必须向大量的不同用户提供服务，此类方案将在存储器需求方面给运营商带来过高的成本。
根据本发明第一方面，我们提供了一种确定用户是否遵守与网络运营商达成的服务等级协议的方法，包括以下步骤：
获得记录时段；
收集表示在记录时段内用户服务使用的一组数据值；以及
将该组数据值与服务等级协议进行比较。
在记录时段内收集的数据值为运营商提供了足够的信息，因此，它可确定SLA是否得到遵守。因此，运营商可使用数据值确定用户的服务使用是否在SLA中指定的限制内，这对运营商计划网络服务也有用。
优选地，该组数据值包括预定服务使用特征出现的时长测量。优选是该组数据值包括预定服务使用特征发生的次数记录。因此，网络运营商可定义一组使用特征，这些特征通过一组数据值测量，并可用于表示实际的服务使用。因此，在用户的服务使用由数据值表示时，运营商只需极少的存储便可确定用户的服务使用。数据值测量的特征可表示如下。
优选是收集的数据值包括活动计数，该计数是认为服务活动的时长测量。优选是通过比较现有活动和预定活动阈值，确定服务是活动的。
优选是收集的数据值包括利用率统计，该统计表示在认为服务活动的时间内服务的平均负载。
优选是收集的数据值包括饱和采样时段计数，该计数是服务在饱和状态的时长。这优选通过确定用户的使用等于或超过预定饱和阈值的时长而获得。
优选是收集的数据值包括过载采样时段计数，该计数表示认为服务过载的时长。优选是服务过载定义为在等于或大于过载阈值的时期内用户的使用持续等于或超过预定饱和阈值时。
优选是收集的数据值包括过载时段开始计数，该计数是服务进入过载状态的次数记录。
优选是收集的数据值包括记录时段的时长。
优选是根据采样时段的数量得到每个上述数据值的时长。优选是采样时段等于一秒。
该方法可选择包括修改SLA以便它符合数据值的步骤。因此，该方法可用于为用户确定和规划更适合的SLA。该方法也可包括根据数据值修改服务或网络以提高服务效率的步骤。
根据本发明第二方面，我们提供了一种监视用户的网络服务使用的方法，包括以下步骤：
获得活动阈值；
获得饱和阈值；
获得记录时段；
记录以下数据值：
通过使用活动阈值而认为服务活动的时长测量；
通过使用活动阈值而认为服务活动的时间内服务平均负载的测量；
通过使用饱和阈值而认为服务在饱和状态的时长测量。
本方法允许在使用最小量存储器的同时得到网络或服务使用的有用和有效表示。因此，网络运营商可准确地确定如何使用服务以便根据在一段时间内的服务负载有效地计划和管理网络资源。本方法也可用于确定用户是否遵守其SLA。活动阈值可用于确保在数据值整理中只使用用户所启动的服务业务，并且忽略网络管理业务。饱和阈值的使用允许运营商确定何时服务达到或已达到其容量。
优选是本方法包括获得一组过载参数，并记录使用饱和阈值和过载参数而认为服务过载的时长测量。
优选是本方法包括获得认为服务过载的单独次数记录。
优选是本方法包括修改用户的SLA以便用户的实际服务使用符合它的步骤。因此，本方法提供了监视和更新服务等级协议以便更好地适应用户的服务使用的部件。本方法可包括根据数据值修改网络以便根据各种用户的使用而使它更有效的步骤。修改例如可包括根据使用增大或减小网络部分内的带宽，安装路由器、交换机或其它连接以改善在整个网络内的数据流和负载。
优选是本方法在预定的记录时段内执行，在该时段结束时记录数据。优选是本方法在几个连续记录时段内重复执行。优选是定义了采样时段，其中数据值在每个采样时段被提取或确定。记录时段优选设为采样时段的倍数。因此，如果采样时段为一秒，并且记录时段设为900，则每十五分钟将记录本发明方法所获得的数据值。
根据本发明第三方面，我们提供了一种服务使用指示器，它包括接收活动阈值、饱和阈值和记录时段值的输入部件和记录服务的以下数据值的数据收集部件：
通过使用活动阈值而认为服务活动的时长测量；
通过使用活动阈值而认为服务活动的时间内服务平均负载的测量；
通过使用饱和阈值而认为服务在饱和状态的时长测量。
优选是服务使用指示器为软件，但它可为硬件。
优选是服务使用指示器位于网络运营商的计算机服务器上。
优选是输入部件也适用于获得一组过载参数，并且数据收集部件也适用于记录通过使用饱和阈值和过载参数而认为服务过载的时长测量。
优选是数据收集部件也获得认为服务过载的单独次数记录。
优选是服务使用指示器包括如相关本发明第一或第二方面所述，修改用户的SLA或者修改网络的部件。
现在将参照附图，仅通过示例方式详细描述本发明的实施例，其中：
图1示出本发明实施例的示意图；
图2示出表示服务超过饱和阈值的图形；
图3示出典型用户服务使用的图形；以及
图4示出从本发明方法所得到的数据获得的网络利用率图形。
在这些图形的实施例中，以太网传输网络运营商使用本发明方法监视在一段时间内用户的服务业务分配。用户一般将与网络运营商达成服务等级协议(SLA)，并且此方法提供确定用户是否已遵守SLA的部件。因此，通过使用最少量的收集数据，网络运营商可为该用户重新创建服务业务分配以供分析。这允许通过使用最少的存储和网络资源进行准确的服务性能监视。
本发明的方法通过诸如在以太网服务运营商的服务器(2)上的软件等部件(1)来执行。运营商向多个用户(3，4，5)提供网络连接或服务(6，7，8)。运营商(2)例如可具有到因特网(10)的其它连接(9)，这些连接可由用户(3，4，5)接入或不可由用户接入。软件(1)用于提取指示每个用户的服务使用的各种参数。下面的实施例相关一个用户(3)描述了本发明方法。
众所周知，用户(3)将通过跨以太网服务(6)发射和接收分组形式的数据来使用以太网服务。根据本发明，网络运营商(2)使用软件(1)来获得有关服务使用的信息。收集的数据量和清晰度由预定的采样时段和记录时段确定。采样时段是对使用数值采样的时段。在本实施例中，采样时段设为1秒。记录时段是用于汇集服务使用的单一记录以便由运营商(2)存储以供以后分析的采样时段的数量。在本实施例中，记录时段设为86400个采样时段，因此，一个记录时段将表示24小时期间内的服务使用。通过使用预定的采样和记录时段，可在记录时段内收集以下统计或计数。
活动计数(ACTV)是认为服务活动的时长测量。为计算活动的采样时段，或者在此实施例中活动的一秒，运营商(2)定义了活动阈值，该阈值用于确定该时段是否应视为活动或非活动。活动阈值以分组数量测量，并用于筛选出由运营商(2)用于管理服务的分组，如网桥协议数据单元及操作和管理分组。因此，活动阈值一般设为每采样时段，服务所传输的管理分组的平均数量。因此，只在监视的分组数量大于或等于活动阈值，且因而活动的采样时段被声明时才增大活动计数ACTV。因此，活动计数表示其间由服务传输包含用户(3)数据的分组的采样时段的数量。
利用率统计(UTIL)从测量每个采样时段服务的原始利用率(rawutilization)而得出，它随后在记录时段持续求平均。利用率统计表示在记录时段内认为服务活动的时间内的平均负载。原始利用率计算为每个采样时段使用的服务带宽占实际可用的带宽的百分数。
饱和采样时段计数(SAT)定义为其中原始利用率等于或超过预定饱和阈值的采样时段数量。饱和阈值是百分数，表示运营商(2)认为服务在饱和状态的原始利用率。因此，在每个采样时段，如果原始利用率等于或超过饱和阈值，则SAT计数增大并随后在记录时段结束时存储以供以后分析。
过载采样时段计数(OVER)表示其间认为服务过载的采样时段数量。原始利用率超过了饱和阈值，并在称为过载事件开始阈值(SOE)的预定时段内仍等于或大于它时，进入了过载时段。原始利用率降到低于饱和阈值，并且在称为过载事件终止阈值(TOE)的预定时段内仍低于它时，过载时段结束。
因此，软件(1)设置为确保在确定服务处于过载时段时SAT计数不增大。这将确保两个计数SAT和OVER准确地表示在服务业务分配中的不同事件。
图2示出原始利用率(作为百分数)与时间(以采样时段表示，即秒)的图形。饱和阈值标记为虚线(11)。正如可看到的一样，曲线(12)进入了一个时段，在该时段内利用率超过饱和阈值两次(13和14)。第一次(13)利用率在一段时间内“形成峰值”，并且第二次(14)，利用率在更长一段时间内处于饱和状态。一旦已超过饱和阈值，便可声明饱和采样时段。对于声明了饱和采样时段的每个采样时段，SAT计数会增大一。仅在随后的采样时段不被认为是饱和采样时段时，SAT计数才不增大。如果连续饱和采样时段的数量等于SOE阈值，则进入了过载时段。在过载状态中，如果原始利用率降到低于饱和阈值，则声明非饱和采样时段，并且开始这些时段数量的计数。如果原始利用率在等于TOE阈值的时段内保持低于饱和阈值，则终止过载时段。
为确保OVER计数表示服务过载的实际时间，SOE阈值时段与OVER计数相加，并且TOE阈值时段从OVER计数中减除。这是因为在SOE期间终止前OVER计数未增大，在该时期内服务过载；并且在超过TOE时段前OVER计数在增大，而在该时期内服务未过载。这在下面将更详细论述。
因此，参照图2，在原始利用率超过了饱和阈值的第一次(13)，它的不间断时段未长于SOE阈值，因此，服务未被认为是过载，因而只增大了SAT计数。第二饱和时段(14)是指超过SOE阈值的时段，因此服务被声明过载，并且OVER计数相应地增大。
过载时段开始计数(SOPC)是服务(6)进入过载状态的次数记录。此计数为运营商(2)提供了服务过载的时长(由OVER计数表示)是否持续，或者它是否分成多个单独的过载情况的指示。
在使用中，每个采样时段执行了以下步骤。在随后的描述中，采样时段定义为1秒，因此，各种操作是根据秒来描述。但是，可理解地是，视运营商(2)要获得的服务使用分析或者性能分析而定，采样时段可设为适当的任何数值。
在任何上述定义的计数/统计增大或计算出之前，每秒提取原始利用率数值。在每秒中接收的分组数量与活动阈值进行比较，如果大于或等于此值，则声明该秒是活动的。原始利用率与饱和阈值进行比较，如果大于或等于此值，则声明该秒是饱和的。一旦提取并确定上述原始数据，便可评估并在必要时增大上述定义的统计/计数。此操作执行如下。
为更新ACTV、UTIL、SAT、OVER和SOPC计数/统计，使用了三个内部计数器。第一个是连续饱和采样时段计数器(CSAT)，它用作原始利用率等于或大于饱和阈值的连续采样时段数量的记录。因此，一旦原始利用率降到低于饱和阈值，它便会重置。第二个是连续非饱和采样时段计数器(CnSAT)，它用作原始利用率低于饱和阈值的连续采样时段数量的记录。因此，一旦原始利用率等于或超过饱和阈值，它便会重置。第三个内部计数器是已进行了测量的采样时段总数(TMP)记录。
视服务是否过载而定，不同的计数会增大。因此，将根据在过载状态、非过载状态中或在过载或非过载状态中采取的行动来描述方法的实现。
在任一状态中；
1.将TMP计数增大1。
2.如果该秒被声明为活动，计数ACTV将增大1。
3.如果该秒被声明为活动，则UTIL统计将根据等式1计算。
Figure G2007800133853D00081
不在过载状态中；
除上述步骤外，在服务未过载时，执行以下步骤。
在原始利用率低于饱和阈值时；
1.内部CSAT计数器将重置为0。
在原始利用率等于或大于饱和阈值时；
1.内部CSAT计数器将增大1。
2.SAT计数器统计将增大1。
如果内部CSAT计数器大于或等于SOE阈值，则进入了过载时段。将执行下面的操作；
1.从SAT计数器统计减除内部CSAT计数器。
2.OVER计数器统计的增大量将为内部CSAT计数器。
3.SOPC计数器统计将增大1。
4.内部CSAT计数器将重置为0。
在过载状态内；
1.OVER计数器将增大1。
2.如果该采样秒已声明在饱和状态，则将执行以下操作；
2.1.内部CnSAT计数器将重置为0。
3.如果该采样秒尚未声明在饱和状态，则将执行以下操作；
3.1.内部CnSAT计数器将增大1。
4.如果内部CnSAT计数器大于或等于TOE阈值，则过载时
段已结束，并且将执行以下操作；
4.1.从OVER计数统计减除内部CnSAT计数器。
4.2.内部CnSAT计数器将重置为0。
在记录时段结束时，即，在TMP计数等于预定记录时段时，ACTV、UTIL、SAT、OVER、SOPC、CSAT、CnSAT和TMP计数/统计由运营商存储为记录。新的记录随后会创建，并且ACTV、UTIL、SAT、OVER、SOPC和TMP计数/统计重置为0。内部计数CSAT和CnSAT不重置，并且移入随后的记录。
但是，如果在得到随后记录(即，现在的当前记录)的时段发现在前一记录内进入或退出了过载状态，则前一记录中的统计/计数必须调整以便准确地呈现它们。因此，将执行以下调整；
1.如果声明了过载时段，使得在前一记录内进入了过载时段，则需要调整以下计数；
1.1.前一记录中的OVER计数将增大，增大量为在前一记录内汇集的内部CSAT计数。
1.2.当前记录中的OVER计数将增大，增大量为在当前记录内汇集的内部CSAT计数。
1.3.前一记录中的SAT计数将降低，降低量为在前一记录内汇集的内部CSAT计数。
1.4.当前记录中的SAT计数将降低，降低量为在当前记录内汇集的内部CSAT计数。
1.5.前一记录中的SOPC计数将增大1。
2.如果退出了过载时段，使得在前一记录内结束了该时段，则需要调整以下计数；
2.1前一记录中的OVER计数将降低，降低量为在前一记录内汇集的内部CnSAT计数。
2.2当前记录中的OVER计数应降低，降低量为在当前记录内汇集的内部CnSAT计数。
一旦统计/计数已获得并存储且根据需要调整时，运营商便可使用此最少量的数据重建用户的服务使用分配。
图3示出在24小时时段内典型业务用户的服务使用分配图。24小时时段内的钟点标记为与水平轴相邻。水平轴以1秒增量表示时间。垂直轴将原始利用率级别表示为百分数。饱和阈值在图形上标记为水平线。例如，图形本身对应于在SLA中与用户已达成的CIR(作为百分数)相比时的服务使用级别。
因此，参照图3，可看到业务开始发生在08:30左右，并且业务结束发生在大约17:00。在13:00左右，使用暂停。表1中示出了上述方法获得的图3所示使用的统计/计数；
 
统计/计数 值
UTIL 68％
ACTV 33067
SAT 545
OVER 23400
SOPC 3
TMP 86400
表1
通过只使用表1中的数据，服务运营商可重新创建近似的使用分配以便为分析创建有用的表示。这在图4中示出。
ACTV计数指示服务在38％(＝ACTV/TMP)的记录时段内是活动的。因此，在图中心绘出了宽度为33067的持续块(20)。选择图中心是因为这不是不合理的假设，并且可基于得到的其它数据进行调整。SOPC计数指示有三个不同的过载时段，总持续时间占记录时段的27％(＝OVER/TMP)。这些过载时段已绘成活动时段内3个大小相同的块(21，22，23)。过载块将具有等于OVER/SOPC的宽度，即每个宽度为23400/3。SAT计数指示已存在达到545个“尖峰”，其中，原始利用率已超过饱和阈值。每个存在“尖峰”的采样时段平均数量未知，但可能在1个采样时段与小于SOE阈值的一个采样时段之间。运营商(2)可做出此假设，并如图4所示在活动时段内均匀分配峰值(24)。
因此，可看到服务使用分配的有用表示可从最小数量的计数和统计重新创建：其收集不会对网络运营商的存储器或系统资源造成不可管理的负担。统计/计数可单独分析，或者在由运营商用于创建使用分配的图示时分析。因此，运营商可准确地确定SLA条款是否得到遵守，并且使用信息来计划服务的提供。

Claims (29)

1.一种确定用户是否遵守了与网络运营商达成的服务等级协议的方法，包括以下步骤：
获得记录时段；
收集表示在所述记录时段内所述用户服务使用的一组数据值，其中收集的所述数据值包括饱和采样时段计数，所述饱和采样时段计数是服务饱和的时长；以及
将所述一组数据值与所述服务等级协议进行比较。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述一组数据值包括预定服务使用特征发生的时长测量。
3.如权利要求1或2所述的方法，其中所述一组数据值包括预定服务使用特征发生的次数记录。
4.如前面权利要求1-2中任一项所述的方法，其中收集的所述数据值包括活动计数，所述活动计数是认为所述服务活动的时长测量。
5.如权利要求4所述的方法，其中通过比较现有活动和预定活动阈值，确定所述服务是活动的。
6.如前面权利要求1-2中任一项所述的方法，其中收集的所述数据值包括利用率统计，所述利用率统计表示在认为所述服务活动的时间内所述服务的平均负载。
7.如权利要求1所述的方法，其中通过确定所述用户的使用等于或超过预定饱和阈值的时长，得到所述饱和采样时段计数。
8.如前面权利要求1-2中任一项所述的方法，其中收集的所述数据值包括过载采样时段计数，所述过载采样时段计数表示认为所述服务过载的时长。
9.如权利要求8所述的方法，其中在等于或大于过载阈值的时间段内所述用户的使用不间断地等于或超过预定饱和阈值时，所述服务被定义为过载。
10.如前面权利要求1-2中任一项所述的方法，其中收集的所述数据值包括过载时段开始计数，所述过载时段开始计数是所述服务进入过载状态的次数记录。
11.如前面权利要求1-2中任一项所述的方法，其中收集的所述数据值包括所述记录时段的时长。
12.如前面权利要求1-2中任一项所述的方法，其中所述方法包括修改所述服务等级协议以使它符合所述数据值的步骤。
13.如前面权利要求1-2中任一项所述的方法，其中所述方法包括根据所述数据值修改所述服务或网络以提高服务效率的步骤。
14.一种监视用户的网络服务使用的方法，包括以下步骤：
获得活动阈值；
获得饱和阈值；
获得记录时段；
记录以下数据值：
通过使用所述活动阈值而认为所述服务活动的时长测量值；
通过使用所述活动阈值而认为所述服务活动的时间内所述服
务平均负载的测量值；以及
通过使用所述饱和阈值而认为所述服务饱和的时长测量值。
15.如权利要求14所述的方法，其中所述方法包括获得一组过载参数并记录通过使用所述饱和阈值和所述过载参数而认为所述服务过载的时长测量值。
16.如权利要求14或15所述的方法，其中所述方法包括获得认为所述服务过载的单独次数记录。
17.如权利要求14到15任一项所述的方法，其中所述方法包括修改所述用户的SLA，以便从所述数据值获取的所述用户实际服务使用遵守所述SLA的步骤。
18.如权利要求14到15任一项所述的方法，其中所述方法包括根据所述数据值修改所述网络以使它更有效的步骤。
19.如权利要求14到15任一项所述的方法，其中所述方法在预定的记录时段内执行，在所述记录时段结束时记录所述数据值。
20.如权利要求19所述的方法，其中所述方法在若干个连续记录时段内重复执行。
21.如权利要求14到15任一项所述的方法，其中定义了采样时段，其中所述数据值在每个采样时段被提取或确定。
22.如权利要求21所述的方法，其中所述记录时段设为所述采样时段的倍数。
23.一种用于监视用户的服务使用的服务使用指示器，包括接收活动阈值、饱和阈值和记录时段值的输入部件和记录服务的以下数据值的数据收集部件：
通过使用所述活动阈值而认为所述服务活动的时长测量值；
通过使用所述活动阈值而认为所述服务活动的时间内所述服务平均负载的测量值；
通过使用所述饱和阈值而认为所述服务饱和的时长测量值。
24.如权利要求23所述的服务使用指示器，其中所述服务使用指示器是硬件。
25.如权利要求23到24任一项所述的服务使用指示器，其中所述服务使用指示器位于网络运营商的计算机服务器上。
26.如权利要求23到24任一项所述的服务使用指示器，其中所述输入部件也适用于获得一组过载参数，并且所述数据收集部件也适用于记录通过使用所述饱和阈值和所述过载参数而认为所述服务过载的时长测量值。
27.如权利要求23到24任一项所述的服务使用指示器，其中所述数据收集部件也获得认为所述服务过载的单独次数记录。
28.如权利要求23到24任一项所述的服务使用指示器，其中所述服务使用指示器包括使用所述数据值修改用户SLA的部件。
29.如权利要求23到24任一项所述的服务使用指示器，其中所述服务使用指示器在网络上使用，并且包括使用所述数据值修改所述网络的部件。
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