DE10056415A1 - Computer arrangement in packet-oriented network has software modules having uniform structure and same interface for setting functionality of data collectors - Google Patents
Computer arrangement in packet-oriented network has software modules having uniform structure and same interface for setting functionality of data collectorsInfo
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung von Computern in einem Netzwerk, das aus Teilnetzen besteht und in mehreren Teilnetzen einen Sniffer besitzt, wobei die Sniffer die von ihnen gesammelten Daten an Kollektoren weiter geben können, die hierarchisch angeordnet sind, wobei die Kollektoren über Softwaremodule unterschiedlicher Funktionalität verfügen können. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Sammlung von Daten zum Datenverkehr in einem paketorientierten Netzwerk, bestehend aus mehreren Netzwerksegmenten, wobei die Daten in dem zu überwachenden Netzwerksegment von einem Sniffer ermittelt werden und wobei die von den Sniffern ermittelten Daten an die Kollektoren weiter gegeben werden und wobei die Kollektoren Daten in Aggregationsperioden sammeln sowie ein Verfahren zur Veränderung der Anordnung von Kollektoren in der oben genannten Anordnung von Computern.The present invention relates to an arrangement of computers in a network, which consists of subnetworks and has a sniffer in several subnetworks, the Sniffer can share the data they collect with collectors who are arranged hierarchically, with the collectors via software modules different functionality. The invention further relates to a Process for collecting data on data traffic in a packet-oriented Network consisting of several network segments, with the data in the to monitoring network segment can be determined by a sniffer and where the by the data determined by the sniffers are passed on to the collectors and the Collectors collect data in aggregation periods as well as a procedure for Change the arrangement of collectors in the above arrangement of Computers.
Die Sammlung von Daten, z. B. zu. Abrechnungszwecken, zur Netzwerküberwachung oder dergleichen erfolgt heute üblicherweise durch so genannte Sniffer in dem Netzwerk. Bei den Sniffern handelt es sich um Netzteilnehmer, z. B. in Form von PCs, die in der Lage sind, den gesamten in einem Teilnetz anfallenden Datenverkehr passiv entgegen zu nehmen. Die gesammelten Daten werden von den Sniffern an so genannte Kollektoren weiter geleitet, dies sind Computer, die die Daten mehrerer Sniffer aggregieren und gegebenenfalls komprimieren sowie gegebenenfalls erste Auswertungen auf den Daten durchführen. Die von den Kollektoren gesammelten Daten werden in einer hierarchischen Struktur an andere Kollektoren weiter gereicht, von diesen Kollektoren ebenfalls aggregiert und komprimiert und einer zentralen Auswertestelle zugänglich gemacht. Je nach Stellung eines Kollektors in dieser Kollektorhierarchie sind an dessen Funktionalität unterschiedliche Anforderungen zu stellen. Beispielsweise erfordert die Entgegennahme von Daten die Verbindungsaufnahme entweder zu anderen Kollektoren, zu Sniffern oder zu Kollektoren und Sniffern.The collection of data, e.g. B. too. Billing purposes, for network monitoring or the like is usually done today by so-called sniffers in the network. The sniffers are network participants, e.g. B. in the form of PCs in the Are able to passively counteract all data traffic in a subnet to take. The data collected is sent by the sniffers to so-called collectors forwarded, these are computers that aggregate the data of several sniffers and if necessary compress and if necessary first evaluations on the data carry out. The data collected by the collectors are organized in a hierarchical way Structure passed on to other collectors, also from these collectors aggregated and compressed and made accessible to a central evaluation point. ever after a collector is placed in this collector hierarchy, its functionality to make different demands. For example, it requires acceptance connection of data either to other collectors, to sniffers or to collectors and sniffers.
Problematisch ist dabei die Anpassung eines jeden einzelnen Kollektors an die spezifisch für ihn geltenden Aufgaben. Der vorliegenden Erfindung liegt daher das Problem zugrunde, eine Anordnung von Computern in einem Netzwerk sowie ein Verfahren zur Sammlung von Daten zum Datenverkehr in einem paketorientierten Netzwerk bereitzustellen, das eine Anpassung der Kollektoren an beliebige Netzwerktopologien sowie eine beliebige hierarchische Anordnung der Kollektoren ermöglicht. Dieses Problem wird durch eine Anordnung nach Patentanspruch 1, eine Anordnung nach Patentanspruch 4, ein Verfahren nach Patentanspruch 6 sowie ein Verfahren nach Patentanspruch 9 gelöst.The problem here is the adaptation of each individual collector to the specific one tasks that apply to him. The present invention therefore has the problem based on an arrangement of computers in a network and a method for Collection of data for data traffic in a packet-oriented network To provide the adaptation of the collectors to any network topology as well as any hierarchical arrangement of the collectors. This Problem is by an arrangement according to claim 1, an arrangement according to Claim 4, a method according to claim 6 and a method according to Claim 9 solved.
Bei der Anordnung von Computern in einem Netzwerk nach Patentanspruch 1 ist vorgesehen, dass die Softwaremodule eine einheitliche Struktur besitzen. Durch die einheitliche Struktur der Module sind die einzelnen in den Grenzen der enthaltenen Funktionalitäten austauschbar.In the arrangement of computers in a network according to claim 1 provided that the software modules have a uniform structure. Through the Uniform structure of the modules are contained within the individual Interchangeable functionalities.
In einer Weiterbildung der Anordnung ist vorgesehen, dass die Softwaremodule gleiche Schnittstellen untereinander besitzen. Diese Ausgestaltung ermöglicht es unabhängig von der Funktionalität eines jeden Modules eine standardisierte Kommunikation zwischen den Modulen zu implementieren.In a development of the arrangement it is provided that the software modules are the same Have interfaces with each other. This configuration makes it possible regardless of the functionality of each module standardized communication between the To implement modules.
In einer Weiterbildung der Anordnung ist vorgesehen, dass die Softwaremodule intern die gleiche Kommunikationsstruktur besitzen. Auf diese Weise lassen sich beliebige neue oder veränderte Module in das System integrieren.In a development of the arrangement it is provided that the software modules internally the have the same communication structure. This way, any new ones can be created or integrate modified modules into the system.
Bei der Anordnung nach Patentanspruch 4 ist vorgesehen, dass die Module eigenständig erkennen können, wenn eine neue Konfiguration des Modules ungültig, gültig oder notwendig wird. Die Module arbeiten weitgehend dezentral und autonom, so dass bei einer lokalen Veränderung die Gesamtstruktur der Kollektor-Hierarchie nicht berücksichtigt werden muss. Lokale Veränderungen an einem Modul beeinträchtigen die Gesamtfunktion der Kollektor-Hierarchie nicht, da die notwendigen weiteren Veränderungen an anderen Kollektoren von dem Gesamtsystem bzw. den Kollektoren autonom durchgeführt werden.In the arrangement according to claim 4 it is provided that the modules independently can recognize if a new configuration of the module is invalid, valid or becomes necessary. The modules work largely decentrally and autonomously, so that at a local change does not affect the overall structure of the collector hierarchy must be taken into account. Local changes to a module affect the Overall function of the collector hierarchy is not, because the necessary further Changes to other collectors from the overall system or collectors be carried out autonomously.
In einer Weiterbildung der zuvor genannten Anordnung ist vorgesehen, dass die Module ihre Konfiguration im laufenden Betrieb aktualisieren können. Diese Ausgestaltung minimiert die Betriebsausfallzeiten.In a development of the aforementioned arrangement, it is provided that the modules can update their configuration during operation. This configuration minimizes downtimes.
Das Verfahren zur Sammlung von Daten zum Datenverkehr in einem paketorientierten Netzwerk sieht vor, dass Kollektoren mit gleicher Dauer der Aggregationsperiode den gleichen Startzeitpunkt der Aggregationsperiode haben. Die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Verfahrens ermöglicht es über einen bestimmten Zeitraum die in einem Netzwerk übertragenen Datenpakete vollständig zu erfassen.The process of collecting data for data traffic in a packet-oriented The network provides for collectors with the same duration of the aggregation period have the same start time of the aggregation period. The invention The design of the process enables it to be carried out over a certain period of time Network data packets completely recorded.
In einer Weiterbildung des Verfahrens ist vorgesehen, dass der Beginn einer Aggregationsperiode durch ganzzahlige Division eines aktuellen Zeitstempels durch die Aggregationsperiodenlänge und anschließender Multiplikation mit der Aggregationsperiodenlänge bestimmt wird. Mit dieser vergleichsweise einfachen Vorschrift zur Bestimmung des Startzeitpunktes einer Aggregationsperiode kann dieser von jedem Kollektor selbstständig ermittelt werden. Es bedarf daher keiner zentralen Steuerung.In a development of the method it is provided that the start of a Aggregation period by integer division of a current time stamp by the Length of aggregation period and subsequent multiplication by Length of aggregation period is determined. With this comparatively simple This can be a rule for determining the start time of an aggregation period be determined independently by each collector. There is therefore no need for a central one Control.
In einer Weiterbildung des Verfahrens ist vorgesehen, dass das Ergebnis der Division von Zeitstempel durch Dauer der Aggregationsperiode als erster Suchindex zum Zuordnen eines Datensatzes zu einer Aggregationsperiode dient. Ähnlich einer Hash-Funktion erhält man so einen recht einfach zu handhabenden Suchindex.A development of the method provides that the result of the division of Time stamp by duration of the aggregation period as the first search index for assignment of a data record for an aggregation period. Similar to a hash function you have a search index that is very easy to use.
Das Verfahren zur Veränderung der Anordnung von Kollektoren in einer Anordnung von Computern nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sieht vor, dass ein zentraler Controller die Konfiguration aller Kollektoren verwaltet, dass die Kollektoren Daten zu ihrer Konfiguration von dem zentralen Controller bekommen und dass Kollektoren bei ihrer Neuanmeldung zumindest über die Daten verfügen, die zu einer Anmeldung des Kollektors bei dem zentralen Controller notwendig sind. Die Grundkonfiguration eines jeden Kollektors beschränkt sich damit auf unabdingbar notwendige Daten zu einer ersten Inbetriebnahme des Kollektors in dem Gesamtsystem. Die detaillierte Konfiguration eines jeden Kollektors erfolgt im Betrieb in dem und durch das Gesamtsystem, so dass die Konfiguration weitgehend selbstständig und automatisiert, das heißt ohne Eingriff von außen, ablaufen kann.The procedure for changing the arrangement of collectors in an arrangement of Computers according to the preamble of claim 1 provides that a central Controller the configuration of all collectors that manages the collectors data get their configuration from the central controller and that collectors at your new registration have at least the data required to register the Collector with the central controller are necessary. The basic configuration of a each collector is therefore limited to the absolutely necessary data for a first one Commissioning of the collector in the overall system. The detailed configuration of a Each collector is operated in and through the overall system, so that the Configuration largely independent and automated, i.e. without intervention from outside, can run off.
Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Ein TCP/IP- Netzwerk besteht aus einer Mehrzahl von Netzwerksegmenten, die untereinander durch Router verbunden sind. Innerhalb eines jeden Netzwerksegmentes lokaler Datenverkehr verbleibt innerhalb des Segmentes, über Segmentgrenzen hinweg reichender Datenverkehr wird durch die Router zu den Zielsegmenten hin vermittelt. Innerhalb bestimmter Segmente oder auch aller Segmente des Netzwerkes werden Daten zum Datenverkehr gesammelt. Dazu ist in jedem zu überwachenden Teilnetz ein Netzteilnehmer angeordnet, der den gesamten innerhalb des Teilnetzes stattfindenden Datenverkehr überwachen kann. Dieser Netzteilnehmer wird als so genannter "Sniffer" bezeichnet. Die Sniffer sammeln die gewünschten Daten und reichen diese an Kollektoren weiter, die die Daten mehrerer Sniffer aggregieren. Die Kollektoren wiederum reichen die von Ihnen gesammelten und eventuell bereits zum Teil ausgewerteten Daten an andere Kollektoren weiter. Auf diese Weise entsteht eine baumartige Hierarchie, die bei einem Kollektor als zentraler Auswertestelle mündet.An exemplary embodiment of the invention is described below. A TCP / IP Network consists of a plurality of network segments that pass through each other Routers are connected. Local data traffic within each network segment remains within the segment, extending beyond segment boundaries Traffic is routed through the routers to the target segments. Within certain segments or all segments of the network are data to Traffic collected. To do this, there is one in each subnet to be monitored Network subscriber arranged that the entire taking place within the subnet Can monitor traffic. This network participant is called a "sniffer" designated. The sniffers collect the desired data and pass it on to collectors further, which aggregate the data of several sniffers. The collectors in turn are enough data collected from you and possibly already partially evaluated to others Collectors further. In this way, a tree-like hierarchy is created, which in one Collector opens as a central evaluation point.
Innerhalb der Kollektor-Hierarchie werden Nutzdaten gesammelt und konsolidiert, welche aus verschiedenen Quellen stammen können. Daraus ergeben sich mehrere Typen von Datensammler. Je nach Stellung des Kollektors innerhalb der Hierarchie nimmt dieser Daten von anderen Kollektoren, von Sniffern oder sowohl von Kollektoren als auch von Sniffern entgegen. Des Weiteren können Kollektoren, die Daten nur von anderen Kollektoren entgegen nehmen, von unterschiedlichem Typ sein, abhängig von der Höhe innerhalb des Hierarchiebaumes, in dem diese angeordnet sind.User data is collected and consolidated within the collector hierarchy, which can come from different sources. This results in several types of data collectors. Depending on the position of the collector within the hierarchy this data from other collectors, sniffers, or both collectors as also from sniffers. Furthermore, collectors can only receive the data from accept other collectors, be of different types, depending on the height within the hierarchy tree in which they are arranged.
Die Kollektoren sind daher aus mehreren Software-Modulen aufgebaut, die an die jeweiligen Anforderungen, insbesondere bezüglich der Kommunikation mit anderen Kollektoren oder Sniffern angepasst sind. Alle Modultypen der Kollektor-Hierarchie unterscheiden sich durch ihre Funktionalität, ihr Aufbau ist aber einheitlich. Sie besitzen alle die gleiche Struktur, die gleiche Schnittstelle zu anderen Modulen des Systems und gleiche interne Kommunikation zwischen den Einheiten des Moduls. Jeder Kollektor kann auf diese Weise an die spezifischen Erfordernisse, die sich aus seiner Stellung innerhalb der Kollektor-Hierarchie ergeben, angepasst werden.The collectors are therefore made up of several software modules connected to the respective requirements, especially regarding communication with others Collectors or sniffers are adapted. All module types in the collector hierarchy differ in their functionality, but their structure is uniform. You own all the same structure, the same interface to other modules of the system and same internal communication between the units of the module. Every collector can in this way meet the specific requirements arising from his position within the hierarchy of collectors.
Die Kollektoren sammeln Daten von anderen Kollektoren bzw. Sniffern beginnt mit einem Startzeitpunkt für einen definierten Zeitraum, dieser wird als Aggregationsperiode bezeichnet. Verschiedene Kollektoren mit gleicher Dauer der Aggregationsperiode haben dabei stets den gleichen Startzeitpunkt ihrer Aggregationsperioden. Dies wird durch die Bedingung erreicht, dass die Dauer der Aggregationsperiode den Zeitstempel zum Beginn einer Aggregationsperiode ganzzahlig teilt. Der Beginn einer Aggregationsperiode wird durch ganzzahlige Division des aktuellen Zeitstempels durch die Aggregationsperiodenlänge und anschließender Multiplikation mit der Aggregationsperiodenlänge bestimmt. Der Divisor dient gleichzeitig als erster Suchindex zum Zuordnen eines Datensatzes zu einer Aggregationsperiode. The collectors collect data from other collectors or sniffers begins with a start time for a defined period, this is called the aggregation period designated. Have different collectors with the same duration of the aggregation period always the same start time of their aggregation periods. This is through the Condition reached that the duration of the aggregation period has the timestamp at the beginning dividing an aggregation period as an integer. The beginning of an aggregation period is by integer division of the current timestamp by Length of aggregation period and subsequent multiplication by Aggregation period length determined. The divisor also serves as the first search index to assign a data record to an aggregation period.
Die einzelnen Kollektoren erkennen eigenständig, wann eine neue Konfiguration gültig wird und aktualisieren ihre Konfiguration im laufenden Betrieb. Änderungen der Konfiguration können z. B. das Einfügen neuer Teilmetze mit neuen Sniffern, eine Reorganisation der Kollektor-Hierarchie oder das Einfügen neuer Kollektoren sein.The individual collectors independently recognize when a new configuration is valid and update their configuration on the fly. Changes in Configuration can e.g. B. inserting new submets with new sniffers, one Reorganization of the collector hierarchy or the insertion of new collectors.
Wird ein neues Modul, dies kann ein Kollektor oder ein Sniffer sein, eingefügt, so besitzt dieses von Anfang an genügend Informationen, um sich an dem System zu registrieren. Die Registrierung erfolgt in einer zentralen oder dezentralen Registrierungsinstanz, beispielsweise bei dem in der Hierarchie höher wertigsten Kollektor oder beim nächsten Kollektor. Nachdem sich das Modul erfolgreich registriert hat, bekommt dieses von einem Controller, dieser ist zentral angeordnet bei einem Hauptmodul des Systems, die notwendige Information, um sich sinnvoll im System zu integrieren. Zusätzlich ändert der Controller die Konfiguration der Module, die von der Anwesenheit des neuen Moduls informiert werden müssen.If a new module, which can be a collector or a sniffer, is inserted, it has This provides enough information from the start to register with the system. Registration takes place in a central or decentralized registration instance, for example with the most valuable collector in the hierarchy or with the next one Collector. After the module has successfully registered, it receives from a controller, which is centrally located in a main module of the system necessary information in order to integrate meaningfully into the system. Additionally changes the controller configuring the modules by the presence of the new module must be informed.
Um die Genauigkeit der gesammelten Nutzdaten zu gewährleisten, können Abgleiche zwischen Daten verschiedener Quellen durchgeführt werden. Beispielsweise können Teilnetze, die miteinander kommuniziert haben, bezüglich der in diesen jeweils gesammelten Daten miteinander verglichen werden. Ebenso können die Daten von Teilnetzen, die hauptsächlich als Ziel- bzw. Anfangspunkt von übertragenen Daten fungieren mit Netzen verglichen werden, die hauptsächlich als Durchgangsnetz dienen.Comparisons can be made to ensure the accuracy of the collected user data between data from different sources. For example Subnets that have communicated with each other with respect to each other collected data can be compared. The data from Subnets that are mainly used as the destination or starting point for transmitted data act as networks that mainly serve as a transit network.
Claims (9)
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