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Die
Erfindung betrifft eine Lösung
zur Sicherung der Qualität
bei netzwerkgestützten
Diensten mit Hilfe zentral erfasster Dienstgüteparameter. Sie bezieht sich
auf ein Verfahren und eine Anordnung, welche eine optimale Dienstqualität bei der
Nutzung von Diensten in IP-basierten Netzen gewährleisten.
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Bisher
war die Nutzung telekommunikativer Dienste in der Regel dadurch
gekennzeichnet, dass diese über
einen festen Netzzugangsweg erfolgte. Dieser Netzzugangsweg war
dabei durch die Art des zur Nutzung des Dienstes verwendeten Endgerätes festgelegt.
Wenn das Dienstangebot eines Dienstanbieters besondere Anforderungen
in Bezug auf die Qualität
der Netzwerkparameter stellte, war es üblich, das entsprechende Netz
zwischen dem jeweiligen Kommunikationsendgerät und dem Dienstanbieter an
diese erhöhten
Anforderungen anzupassen. In den vergangenen Jahrzehnten entstanden
jedoch neben dem Telefonnetz herkömmlicher Prägung, dem so genannten POTS
(Plain Old Telephone Services), weitere Netze, wie beispielsweise
Mobilfunknetze oder das Internet. Damit einher ging die Entwicklung
von Übergängen zwischen
den Netzen, die Schaffung so genannter Gateways. Dies führte dazu, dass
die Kommunikation zwischen einem nutzerseitigen Endgerät und einem
von dem Nutzer beziehungsweise dem Kunden genutzten Dienst heute vielfach über heterogene
Netze erfolgt, in denen Teilnetze unterschiedlicher Netzwerkarten
und -topologien über
die vorgenannten Gateways miteinander verbunden sind. Der bereits
erwähnte
Ansatz einer einfachen Anpassung eines jeweiligen Netzes an die von
einem Dienst geforderten Qualitätsparameter
ist daher für
die Sicherung einer optimalen Dienstqualität nicht mehr geeignet. Hinzu
kommt, dass die zunehmende Konvergenz zwischen unterschiedlich gearteten
Netzen und den über
die Netze bereitgestellten Diensten dazu geführt hat, dass moderne technische
Geräte
zunehmend mit mehreren Möglichkeiten für den Netzzugang
beziehungsweise mehreren Netzwerk-Interfaces ausgestattet, so dass
durch sie verschiedene Netzzugangswege nutzbar sind. Als Beispiel
hierfür
seien stellvertretend Mobilfunkgeräte genannt, welche einen Netzzugang
wahlweise über GPRS
oder UMTS oder aber auch über
eine drahtlose LAN-Verbindung ermöglichen. Die Entwicklung ist dabei
soweit vorangetrieben worden, dass es auf der Grundlage dazu geschaffener
Protokolle sogar möglich
ist, während
der Nutzung eines Dienstes den Netzzugangsweg beziehungsweise die
Art des Netzzugangs ohne Datenverlust zu wechseln. Gegebenenfalls
erfolgt dies im Interesse einer störungsfreien Dienstnutzung sogar
ohne Wahrnehmung durch den Nutzer. Allerdings ist ein Wechsel des
Zugangsweges im Grunde auch immer mit einer Änderung der Qualität des Netzzugangs
verbunden. Zudem kann die üblich
gewordene Nutzung heterogener Netze, insbesondere auch bei einem Übergang
auf Kommunikationsnetze, ohne garantierte QoS-Parameter (QoS = Quality
of Service) zu erheblichen Schwankungen der Dienstgüte oder
auch zu Ressourceengpässen
führen,
in deren Folge die durch einen Dienst geforderten Ressourcen zumindest
zeitweise nicht zur Verfügung
stehen, so dass es zu Störungen
bei der Dienstnutzung oder, aus der Sicht des Nutzers, zum Dienstausfall
kommt.
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Aus
diesen Gründen
sind bereits unterschiedliche Lösungen
zur Sicherstellung der Qualität netzwerkgebundener
Dienste entwickelt worden. So ist es bekannt, in paketorientierten
Kommunikationsnetzen so genannte Ressourcenmanager einzusetzen.
Es handelt sich hierbei um aktive Komponenten, die Netzressourcen
verwalten, reservieren und zuteilen. Mittels der Ressourcenmanager
können
für eine zu
einem Dienst aufzubauende Verbindung vorgebbare Übertragungsressourcen verbindungsspezifisch
reserviert werden. Während
der Verbindung überwachen
die Ressourcenmanager die permanente Verfügbarkeit der für die jeweilige
Verbindung reservierten Übertragungsressourcen.
Eine entsprechende Lösung
wird beispielsweise durch die
DE 100 46 583 A1 offenbart. Gemäß der beschriebenen
Lösung
werden die Übertragungsressourcen
der zum Aufbau einer Verbindung zwischen dem Endgerät eines
Nutzers und des Dienstes infrage kommenden Übertragungsstrecken durch einen
Ressourcenmanager verwaltet. Dieser ermittelt zunächst anhand
einer Verbindungsinformation Ursprung und Ziel der aufzubauenden
Verbindung und überprüft dann,
ob die Verbindung über
eine bestimmte Übertragungsstrecke
geleitet werden kann. Entsprechend dem Ergebnis dieser Überprüfung wird
eine Meldung generiert und über
einen Gatekeeper an das Endgerät
am Ursprung der aufzubauenden Verbindung übermittelt. Die Meldung wird
von dem Endgerät
am Verbindungsursprung ausgewertet. Sofern auf der für den Aufbau
der Verbindung vorgesehenen Übertragungsstrecke
zwar ausreichende Übertragungsressourcen vorhandenen
sind, diese jedoch geringer sind als die ursprüngliche Ressourceanforderung
des Endgerätes
am Verbindungsursprung, wird durch das Endgerät unter Nutzung der besagten Übertragungsstrecke eine
Verbindung mit einem reduzierten Ressourcenbedarf aufgebaut, wohingegen
die Verbindung andernfalls über
eine andere Übertragungsstrecke
aufgebaut wird. Auf diese Weise kann der Ressourcenbedarf einer
aufzubauenden Verbindung an die Übertragungsbedingungen
der Übertragungsstrecke
angepasst werden. Nachteilig an dieser Lösung ist, dass an allen Netzübergängen entsprechende
Ressourcenmanager vorzusehen sind. Das heißt, alle an einer Verbindung
beteiligten Kommunikationsnetze müssen zumindest im Bereich der
Netzübergänge durchgängig mit
zueinander kompatiblen Ressourcenmanagern ausgerüstet werden. Zudem muss das die
Verbindung aufbauende Endgerät
dazu ausgebildet sein, die von dem Ressourcenmanager eingehende
Meldung auszuwerten und anhand dessen eine Auswahl der für die Verbindung
zu beanspruchenden Übertragungsressourcen
zu treffen.
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Eine ähnliche
Lösung
wird durch die
DE
101 56 751 A1 offenbart. Die Schrift beschreibt ein Ressourcenmanagement
zur koordinierten dynamischen Anpassung der Dienstgüte von IP-basierten
Netzwerkdiensten. Die Lösung
basiert auf dem Einsatz im Netz verteilt angeordneter, hier als
QoS-Broker bezeichneter Ressourcenmanager. Die sich in Teilnehmer-Ressourcen-Broker
und Netzwerk-Ressourcen-Broker unterteilenden Ressourcenmanager kommunizieren
entlang der Übertragungsstrecke
mit dem Ziel miteinander, endgeräteseitig
und dienstseitig die Bereitstellung und Aktivierung von Ressourcen
mit den im Netzwerk bereitstehenden Ressourcen im Wege der Rekonfiguration
von Anwendungen und Diensten miteinander zu koordinieren.
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Auch
bei dieser Lösung
ist also eine Vielzahl zueinander kompatibler Ressourcenmanager
in den einzelnen Subnetzen sowie eine entsprechende Ausgestaltung
der Endgeräte
nutzer- und dienstseitig erforderlich.
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Durch
eine aus der
DE 198
04 564 A1 bekannt gewordene Lösung wird eine flexible Bandbreitenverwaltung
in sehr heterogenen Netzen ermöglicht,
wobei auf anwendungsabhängige
Gateways verzichtet werden kann. Dazu werden an den Endgeräten und
an den Netzübergängen Codierer
und Decodierer angeordnet und die Informationen in einem skalierten
Datenstrom mit mehreren Datenschichten übertragen. Die einzelnen Datenschichten
unterscheiden sich in ihrem Informationsgehalt und damit in der
für die Übertragung
jeweils benötigten
Bandbreite. Im Zuge der Decodierung im Bereich eines Netzübergangs
kann dann der Datenstrom beispielsweise durch Entfernung einer Datenschicht
derart modifiziert werden, dass er in ein Netz mit niedriger Datenrate
eingespeist werden kann. Auch diese Lösung ist jedoch nur mit zusätzlichen
Komponenten, nämlich
Codierern und Decodierern, in jedem an der Verbindung beteiligten
Kommunikationsnetz realisierbar. Sie ist insoweit vergleichsweise
aufwändig und
in der Praxis nur schwer unter Einbeziehung aller für eine Verbindung
grundsätzlich
nutzbaren Netze umsetzbar.
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Allen
vorstehend beschriebenen Lösungen ist
gemeinsam, dass sie zusätzliche
Komponenten in den Kommunikationsnetzen erfordern, welche entweder
die Netzressourcen aktiv verwalten und für die Übertragung eines Datenstroms
reservieren beziehungsweise bereitstellen oder den zu übertragenden Datenstrom
an die für
die Übertragung
zur Verfügung stehende
Bandbreite anpassen. Da das Routing im Internet dynamisch und im
Allgemeinen unter Nutzung unterschiedlichster Kommunikationsnetze
erfolgt, sind derartige Lösungen
hierfür
nur bedingt einsetzbar, weil eine Ausstattung aller für die Übertragung
in Betracht kommenden Netze mit den erforderlichen zusätzlichen
Komponenten kaum realisierbar ist.
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Einen
anderen Ansatz verfolgen daher beispielsweise die Lösungen nach
der
DE 101 38 363 A1 und
der
DE 102 004 044 748 .
Nach der erstgenannten Lösung
werden die von Internetanwendungen jeweils an das IP-Zugangsnetz
gestellten Kommunikationsanforderungen in zugehörigen Anwendungsprofilen gespeichert.
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Bei
der Nutzung des Internet beziehungsweise eines Dienstes werden die
aktuell vorhandenen Netzressourcen des IP-Zugangsnetzes mit den
gespeicherten Anwendungsprofilen verglichen und Steuerdaten ermittelt,
mit denen die Bereitstellung der Netzressourcen für die betreffende
Anwendung optimiert wird. Nachteilig hieran ist, dass gegebenenfalls
mehrere auf einem Endgerät
laufende Anwendungen sich das Netzwerk-Interface des Endgerätes teilen
müssen
und somit miteinander um die Netzressourcen konkurrieren.
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Gemäß der
DE 102 004 044 748 wird
ein Dienst über
eine zentrale Instanz über
die aktuelle Situation des Zugangsnetzes eines den Dienst anfordernden
Endgerätes
informiert. Aufgrund dieser Information wird das Angebot des Dienstes
adaptiert beziehungsweise der Dienst rekonfiguriert. Entsprechend
der beschriebenen Lösung
wird die jeweils aktuelle Situation des Zugangsnetzes durch eine
so genannte Ermittlerkomponente im Endgerät festgestellt. Bei dieser
Lösung
ist es als Nachteil anzusehen, dass zur Realisierung der besagten
Ermittlerkomponente jeweils eine zusätzliche Software auf dem Endgerät installiert
werden muss. Aufgrund der schnell wachsenden Zahl und Vielfalt von
Endgeräten
ist es dabei möglicherweise
schwierig, für
jeden neuen Gerätetyp
sofort eine entsprechende Implementierung dieser zusätzlichen
Software zur Verfügung
zu stellen.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, eine Lösung bereitzustellen,
welche die Sicherstellung einer hohen Dienstqualität für Dienste
ermöglicht,
welche über
ein Netzwerk IP-basierter Netze nutzbar sind. Das dazu anzugebende
Verfahren sowie eine zur Durchführung
des Verfahrens geeignete Anordnung sollen dabei so konzipiert sein,
dass weder in den beteiligen Kommunikationsnetzen beziehungsweise
an den Netzübergangsstellen
noch in den Endgeräten zusätzliche
Komponenten erforderlich sind.
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Die
Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Hauptanspruchs
gelöst.
Eine die Aufgabe lösende
Anordnung ist durch den ersten Sachanspruch charakterisiert. Vorteilhafte
Aus- beziehungsweise Weiterbildungen sind durch die jeweiligen Unteransprüche gegeben.
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Das
vorgeschlagene Verfahren dient zur Sicherung der Qualität eines
netzwerkgestützten Dienstes,
bei dessen Nutzung Datenpakete jeweils über ein aus mehreren IP-basierten
Netzen temporär gebildetes
Netzwerk übertragen
werden. Zur Sicherung der Qualität
wird das Dienstangebot durch eine Skalierung der von dem Dienst
zu dem Endgerät übertragenen
Daten an Dienstgüteparameter
angepasst, die bei der Anforderung des Dienstes und während seiner
Nutzung erfasst werden und die jeweils verfügbaren Netzwerkressourcen beschreiben.
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Erfindungsgemäß werden
die Dienstgüteparameter
der das Netzwerk jeweils ausbildenden IP-Netze von einer zentralen
Instanz erfasst. Hier werden die Dienstgüteparameter nach vorgegeben Regeln
verarbeitet und eine, das Verarbeitungsergebnis enthaltene Nachricht
generiert. Die Nachricht wird an den Dienst übertragen, welcher sein Angebot auf
ihrer Grundlage nach bei ihm hinterlegten Regeln an die jeweils
augenblicklich verfügbaren
Netzwerkressourcen anpasst. An dieser Stelle sei bemerkt, dass weder
die in der zentralen Instanz zur Verarbeitung der Dienstgüteparameter
gehaltenen Regeln, noch die von dem Dienst zur Anpassung seines Dienstangebots
verwendeten Regeln Gegenstand der Erfindung sind. Ebenso ist dies
nicht der bereits aus der
DE
102 004 044 748 bekannte Ansatz, nicht die Netzwerkressourcen
als solches zu managen, sondern das Dienstangebot an diese anzupassen. Vielmehr
ist die Erfindung in der Bereitstellung einer Lösung für den letztgenannten Ansatz
zu sehen, welche weder grundlegende Änderungen an der Netzinfrastruktur,
insbesondere das Hinzufügen
zusätzlicher,
gegebenenfalls mit Kompatibilitätsproblemen behafteter
Komponenten im Bereich der Netzübergänge, noch
eine Änderung
der Endgeräte
oder die Bereitstellung einer zusätzlichen Software für diese erfordert.
Nach dieser Lösung
werden die Dienstgüteparameter
der IP-Netze erfindungsgemäß von dem,
für den
Zugang zum Netzwerk genutzten Zugangsrouter und von Peering-Knoten
der das Netzwerk jeweils temporär
ausbildenden IP-Netze wiederholt an die zentrale Instanz übertragen.
Der Zugangsrouter wird dabei von der zentralen Instanz anhand der
ihr von dem Dienst, bei seiner Anforderung, übermittelten Quell-IP-Adresse des den Dienst
anfordernden Endgerätes
ermittelt. Ausgehend von dieser und der Ziel-IP-Adresse des Dienstes
lassen sich auch die Adressen der Peering-Knoten ermitteln, wobei
letztere, wie noch erläutert
werden wird, je nach ihrer Ausbildung, nur ein Mal, beim Aufbau
der Anforderung des Dienstes durch das Endgerät ermittelt oder, im Hinblick
auf sich gegebenenfalls dynamisch ändernde Routen für die das
Netzwerk passierenden Datenpakete, wiederholt abgefragt werden müssen.
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Im
Hinblick auf die erwähnten,
von der zentralen Instanz beziehungsweise dem Dienst gehaltenen
Regeln seien hier nur beispielhaft entsprechende, vorzugsweise softwaregestützt zu implementierende
Verfahrensweisen genannt. So ist es möglich, dass im Ergebnis der
Abfrage des Zugangsrouters und der Peering-Knoten verschiedene Übertragungsbandbreiten
festgestellt werden und die zentrale Instanz hieraus die kleinste Übertragungsbandbreite herausfiltert
und mit der von ihr generierten Nachricht an den Dienst übergibt
und zwar im Hinblick darauf, dass diese kleinste von einem Peering-
beziehungsweise Netwerk-Ermittler-Knoten
angegebene Bandbreite quasi das "schwächste Glied
in der Kette" ist. Andererseits
kann zum Beispiel der Dienst, im Falle nur eingeschränkt verfügbarer Netzressourcen,
auf die Übertragung
eines hochaufgelösten
Bildes verzichten oder dessen Auflösung herabsetzen.
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Die
von der Quell-IP-Adresse des den Dienst anfordernden Endgerätes ausgehende
Ermittlung des Zugangsrouters erfolgt, gemäß möglicher Ausführungsformen
der Erfindung, mit Hilfe einer durch die zentrale Instanz gehaltenen
Datenbank oder über eine
entsprechende Informationsquelle im Netzwerk.
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Hinsichtlich
dessen, wann oder wie die Dienstgüteparameter von dem Zugangsrouter
und den Peering-Knoten an die zentrale Instanz übermittelt werden, sind unterschiedliche
Möglichkeiten denkbar.
Entsprechend einer Ausbildungsform der Erfindung werden die Dienstgüteparameter
von dem Zugangsrouter und den Peering-Knoten aufgrund einer zyklischen
Abfrage durch die zentrale Instanz an diese übertragen. Dabei ermittelt
diese jeweils die aktuelle Route der über das Netzwerk übertragenen Daten
des Dienstes und die dabei passierten und von ihr hinsichtlich der
Dienstgüteparameter
abzufragenden Peering-Knoten ausgehend von dem ihr, aufgrund der
Quell-IP-Adresse des Endgerätes
bekannten Zugangsrouter und der Ziel-IP-Adresse des Dienstes. Vorzugsweise
erfolgt dabei die Kommunikation zwischen der zentralen Instanz und
dem Zugangsrouter sowie den Peering-Knoten unter Nutzung des SNMP,
also des Simple Network Management Protocols. Die Peering-Knoten
arbeiten hierbei, bezogen auf das vorgeschlagene Verfahren als passive
Knoten.
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Eine
andere Möglichkeit
besteht darin, dass der Zugangsrouter und die Peering-Knoten die Dienstgüteparameter,
nach einer ersten Abfrage durch die zentrale Instanz, wiederholt
selbsttätig
an die zentrale Instanz übermitteln.
Diese Möglichkeit orientiert
sich jedoch eher an einer zukünftig
möglichen
Weiterentwicklung der Netzinfrastruktur, bei der die Peering-Knoten,
bezogen auf das erfindungsgemäße Verfahren,
als aktive Komponenten arbeiten. Insoweit wären hierfür gewisse Änderungen an der Netzinfrastruktur
erforderlich, was jedoch, auch im Hinblick darauf, dass ein Mischbetrieb
mit, verfahrensbezogen aktiven und passiven Peering-Knoten möglich erscheint,
keine Kompatibilitätsprobleme aufwerfen
würde.
Entsprechend einer Variante der vorstehend beschriebenen Ausgestaltung
mit aktiven Knoten erfolgt die selbsttätige Übermittlung der Dienstgüteparameter
an die zentrale Instanz durch den Zugangsrouter und die Peering-Knoten
zeitzyklisch. Möglich
ist aber auch eine ereignisgesteuerte Übermittlung der Dienstgüteparameter
an die zentrale Instanz, wobei zumindest bei sich ändernden
Netzwerkressourcen eine Übermittlung
von Routendaten und der Dienstgüteparameter
erfolgt.
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Die
an die zentrale Instanz übertragenen Dienstgüteparameter
betreffen vorzugsweise Daten zur Übertragungsbandbreite, zur Übertragungsgeschwindigkeit,
zur Übertragungsverzögerung und
zur zulässigen
Fehlerrate. Gemäß einer
möglichen
Verfahrensgestaltung, bei welcher das Dienstangebot insbesondere
an die im Netzwerk zur Verfügung
stehende Übertragungsbandbreite
angepasst wird, ist es vorgesehen, dass durch die zentrale Instanz
auf der Grundlage der ihr vom Zugangsrouter und den Peering-Knoten übermittelten
Dienstgüteparameter eine
Schwankungsbreite der Übertragungsbandbreite
innerhalb eines vorgegebenen Zeitraums ermittelt und mit der an
den Dienst übermittelten
Nachricht als weiterer Parameter übergeben wird. Dabei optimiert der
Dienst sein Angebot nach einem bei ihm implementierten Algorithmus
unter Berücksichtigung
dieser Schwankungsbreite, dessen Gestaltung im Detail ebenfalls
nicht Gegenstand der hier vorgestellten Lösung sein soll. Entsprechend
einer ähnlichen
Verfahrensgestaltung ermittelt die zentrale Instanz eine Schwankungsbreite
der Übertragungsbandbreite, überträgt jedoch
nicht diese selbst an den Dienst, sondern korrigiert die an den
Dienst mit der Nachricht übergebene Übertragungsbandbreite
nach einem bei ihr hinterlegten, hier ebenfalls nicht näher zu erläuternden
Algorithmus nach unten. Hierdurch wird eine entsprechende Anpassung
und Erweiterung der Dienste um einen Algorithmus zur Auswertung
der Schwankungsbreite der Übertragungsbandbreite entbehrlich.
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Die
zur Lösung
der Aufgabe vorgeschlagene und zur Durchführung des Verfahrens geeignete
Anordnung umfasst einen skalierbaren Dienst, welcher auf der Grundlage
bei ihm hinterlegter Regeln an die durch die Dienstgüteparameter
beschriebenen Netzwerkressourcen adaptierbar ist, mindestens ein
den Dienst nutzendes Endgerät
mit wenigstens einem Netzwerkinterface und ein aus mehreren IP-basierten
Netzen temporär
gebildetes Netzwerk mit darin angeordneten Peering-Knoten und einem
Zugangsrouter, über
welchen das den Dienst nutzende Endgerät Zugang zu dem Netzwerk hat.
Erfindungsgemäß ist in
dem Netzwerk weiterhin ein Netzwerkinformationsmodul als zentrale
Instanz angeordnet, welches zur Erfassung von Dienstgüteparametern,
deren Verarbeitung und zur Generierung sowie Übertragung einer das Verarbeitungsergebnis
enthaltenden Nachricht an den Dienst ausgebildet ist. Dieses Netzwerkinformationsmodul
empfängt
die von ihm zu verarbeitenden Dienstgüteparameter von dem Zugangsrouter
und den Peering-Knoten.
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Entsprechend
einer bevorzugten Ausgestaltungsform der Erfindung ist das Netzwerkinformationsmodul
als ein im Netzwerk angeordneter Server oder als ein Teil eines
solchen Servers ausgebildet und umfasst eine auf diesem Server gehostete
Software. Vorzugsweise umfasst das Netzwerkinformationsmodul folgende
hard- und/oder softwarebasierte Komponenten:
- – Eine Kommunikationskomponente,
welche mit dem Zugangsrouter und den Peering-Knoten kommuniziert.
Dazu sind in der Kommunikationskomponente entsprechende Kommunikationsprotokolle
gekapselt.
- – Eine
Routenermittlungskomponente zur Ermittlung der Route der über das
Netzwerk übertragenen
Daten des Dienstes durch Abfrage des Zugangsrouters und der ihm
folgenden Peering-Knoten anhand der Quell-IP-Adresse des Endgerätes und der Ziel-IP-Adresse
beim Dienst. Dabei ermittelt die Routenermittlungskomponente den
Zugangsrouter aus der Quell-IP-Adresse des den Dienst anfordernden
Endgerätes,
wobei sie, wie schon ausgeführt,
auf eine im Netzwerkinformationsmodul gehaltene Datenbank oder auf
Informationsquellen im Netzwerk zurückgreift.
- – Eine
Abfragekomponente zur Abfrage der Dienstgüteparameter, insbesondere der Übertragungsbandbreite,
von dem Zugangsrouter und den, auf der von der Routenermittlungskomponente
ermittelten Route liegenden Peering-Knoten.
- – Eine
Signalisierungskomponente zur Kommunikation mit dem von dem Endgerät angeforderten Dienst.
Diese empfängt
die dem Netzwerkinformationsmodul bei Anforderung des Dienstes durch
den Dienst übermittelte
Quell-IP-Adresse des den Dienst anfordernden Endgerätes und
die Ziel-IP-Adresse des Dienstes. Ferner generiert sie eine Nachricht,
welche die Daten zu den verfügbaren
Netzwerkressourcen enthält
und sendet diese Nachricht an den Dienst aus. Zur Kommunikation
mit dem Dienst sind in ihr die dazu erforderlichen Kommunikationsprotokolle
gekapselt.
- – Eine
Steuer- und Verarbeitungskomponente, welche die vorgenannten Komponenten
beziehungsweise ihr Zusammenspiel steuert sowie die von dem Zugangsrouter
und den Peering-Knoten empfangenen Dienstgüteparameter verarbeitet.
- – Eine
Persistenz-Komponente, in welcher von der Steuer- und Verarbeitungskomponente übergebene
Daten dauerhaften gespeichert und für einen späteren Abruf bereitgestellt
werden.
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Die
verfahrens- und anordnungsbezogenen Aspekte der Erfindung sollen
nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels
nochmals näher
erläutert werden.
In den zugehörigen
Zeichnungen zeigen:
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1:
Eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Anordnung
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2:
Den Aufbau eines Netzwerkinformationsmoduls als Bestandteil der
erfindungsgemäßen Anordnung
nach 1 in einer schematischen Darstellung.
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In
der 1 ist die erfindungsgemäße Anordnung zur Sicherung
der Dienstqualität
in einer schematischen Darstellung gezeigt. Die Anordnung umfasst
mindestens ein zur Anforderung eines Dienstes 6 geeignetes
Endgerät 1 mit
wenigstens einem Netzwerk-Interface 2, 2', einen von
dem Endgerät 1 angeforderten
und bezüglich
seines Dienstangebotes skalierbaren Dienst 6, ein aus einer
Mehrzahl von Teil- beziehungsweise Subnetzen bestehendes, in dieser
Form jeweils temporär
bestehendes Netzwerk 3 und eine zentrale Instanz 7 zur
Erfassung und Bereitstellung von Informationen über die im Netzwerk 3 zur
Verfügung
stehenden Netzressourcen, das so genannte Netzwerkinformationsmodul (NIM) 7. Über das
IP-basierte Netzwerk 3 werden die Daten des angeforderten
Dienstes 6 in an sich bekannter Weise an das Endgerät 1 übertragen.
In dem dargestellten Beispiel verfügt das Endgerät 1,
wie heute bereits vielfach üblich, über zwei
voneinander unabhängige
Netzzugangsmöglichkeiten
beziehungsweise Netzwerk-Interfaces 2, 2''. Gegebenenfalls wird dabei durch
das Endgerät 1 sogar
die Möglichkeit
unterstützt,
innerhalb einer Session, das heißt während der laufenden Nutzung
des Dienstes 6, den zum Empfang der Daten genutzten Netzzugangsweg
zu ändern.
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Bei
dem dargestellten Netzwerk 3 handelt es sich vorzugsweise
um das Internet, welches bekanntlich kein homogenes und klar strukturiertes Netz
ist, sondern aus einer Mehrzahl miteinander verknüpfter IP-basierter
Netze besteht, wobei sich Anzahl und Art dieser miteinander verknüpften Teilnetze
während
der Nutzung des Dienstes 6 durch das Endgerät 1 ändern können. Die
einzelnen Teilnetze sind über
hier nicht näher
dargestellte Gateways miteinander verbunden. Nach dem Stand der Technik
sind in den Teilnetzen, in der Regel im Bereich der Netzübergänge, Peering-Knoten 5, 5', 5'' der Internet-Service-Provider
(ISP) angeordnet. Bestandteil dieser Peering-Knoten 5, 5', 5'' oder auch Netzwerk-Ermittler-Knoten
sind unter anderem spezielle Router, in denen standardmäßig Informationen über den
Pfad, welchen ein zwischen dem Endgerät 1 und dem Dienst 6 ausgetauschtes
Datenpaket durchqueren muss, sowie QoS-Parameter, wie insbesondere
die zur Verfügung
stehende Bandbreite, abgelegt sind. Die Erfindung macht sich das
Vorliegen der vorgenannten Daten an den Peering-Knoten 5, 5', 5'' zunutze. Dabei werden die entsprechenden Daten
der Peering-Knoten 5, 5', 5'' erfasst, ausgewertet und das Ergebnis
der Auswertung in Form einer Nachricht an den Dienst 6 übermittelt,
wobei es sich bei den Daten beispielsweise um Übertragungsbandbreiten in den
Teilnetzen und bei der, der Nachricht zusätzlich hinzugefügten Information
um die niedrigste Übertragungsbandbreite
in dem temporär gebildeten
Netzwerk 3 handelt. Der Dienst 6 wird dann auf
der Grundlage der empfangenen Nachricht rekonfiguriert, das heißt an die
gemäß der Nachricht zur
Verfügung
stehenden Netzwerkressourcen angepasst. Bei den Peering-Knoten 5, 5', 5'' beziehungsweise Netzwerk-Ermittler-Knoten
kann es sich um passive oder, im Hinblick insbesondere auf zukünftige Entwicklungen,
auch um aktive Komponenten beziehungsweise Einheiten handeln. Die
Routing- und sonstigen Netzwerkinformationen werden von passiven
Peering-Knoten 5, 5', 5'' durch das Netzwerkinformationsmodul 7 im
Wege eines zyklischen Polling abgefragt. Sofern das Netzwerk 3 auch
aktive Peering-Knoten 5, 5', 5'' umfasst,
ist es aber auch denkbar, dass diese die benötigten Informationen, also Routing-Daten
und QoS-Parameter, zeitzyklisch von sich aus an die zentrale Instanz 7,
nämlich
das Netzwerkinformationsmodul, übertragen.
In jedem Falle liegen in dem Netzwerkinformationsmodul 7 wiederholt
aktualisierte QoS-Parameter vor.
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Der
Aufbau des Netzwerkinformationsmoduls 7 und sein Zusammenwirken
mit den übrigen Teilen
der Anordnung sollen anhand der 2 im Kontext
der zur 1 gegebenen Darstellungen erläutert werden.
Das Netzwerkinformationsmodul 7 umfasst eine Kommunikationskomponente 8,
eine Routenermittlungskomponente 9, eine Abfragekomponente 10,
eine Signalisierungskomponente 11, eine Steuer- und Verarbeitungskomponente 12 sowie eine
Persistenz-Komponente 13.
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Über die
Kommunikationskomponente 8 wird die Kommunikation des Netzwerkinformationsmoduls 7 mit
dem Zugangsrouter 4 und den Peering-Knoten 5, 5', 5'' abgewickelt. In ihr ist das Kommunikationsprotokoll
gekapselt, welches der Kommunikation mit dem Zugangsrouter 4 und
dem Peering-Knoten 5, 5', 5'' zugrunde liegt. Für die Kommunikation
wird ein Standard-Kommunikationsprotokoll verwendet,
so dass es nicht erforderlich ist, den Zugangsrouter 4 oder
die Netzwerk-Ermittler-Knoten 5, 5', 5'' soft-
oder hardwaremäßig umzurüsten. Für die Abfrage
passiver Peering-Knoten 5, 5', 5'' kommt
dabei vorzugsweise das SNMP (Simple Network Management Protokoll)
zum Einsatz.
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Die
Routenermittlungskomponente 9 ermittelt anhand der Quell-IP-Adresse
des Endgerätes 1 und
der Ziel-IP-Adresse die gesamte Route der zwischen dem Endgerät 1 und
dem Dienst 6 ausgetauschten Daten. Dabei ist diese Komponente
in der Lage, aus der Quell-IP-Adresse des Endgerätes 1 auf den Zugangsrouter 4 und,
ausgehend von diesem sowie unter Heranziehung der Ziel-IP-Adresse, auf die
weitere Route zu schließen.
Die Ermittlung des Zugangsrouters 4 über die Quell-IP-Adresse kann über eine
interne, zur Netzwerkinformationsmodul 7 gehörende Datenbank
oder über
externe Quellen des Internets erfolgen. Durch die Abfragekomponente 10 werden
im Zusammenspiel mit der Kommunikationskomponente 8 die
Dienstgüteparameter, welche
die zur Verfügung
stehenden Netzwerkressourcen kennzeichnen, abgefragt. Die entsprechenden
Daten werden in der Steuer- und Verarbeitungskomponente 12 aufbereitet
und verarbeitet und von dieser in der Persistenz-Komponente 13 abgelegt, von
wo sie abrufbar und über
die Regelverarbeitungskomponente 9 und die Signalisierungskomponente 11 an
den Dienst 6 übertragbar
sind.
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Im
Einzelnen vollzieht sich folgender Ablauf. Ein Endgerät 1 fordert
einen Dienst 6 über
das IP-basierte Netzwerk 3 an. Hierbei wird auch die Quell-IP-Adresse des Endgerätes 1 an
den Dienst 6 übermittelt.
Entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren
leitet der Dienst zur Sicherstellung einer hohen Dienstqualität die Quell-IP-Adresse
des Endgerätes 1 und
die Ziel-IP-Adresse dem Netzwerkinformationsmodul 7 über dessen
Signalisierungskomponente 11 zu. Veranlasst durch die Steuer-
und Verarbeitungskomponente 12 ermittelt die Routenermittlungskomponente 9 des
Netzwerkinformationsmoduls 7 den mit dieser Quell-IP-Adresse
korrespondierenden Zugangsrouter 4. Ausgehend vom Zugangsrouter 4,
den von dort abfragbaren Routingdaten und der Ziel-IP-Adresse ermittelt
die Routenermittlungskomponente 9 schließlich die
gesamte Route in Form von Angaben zu den in die Übertragung der Daten einbezogenen
Peering-Knoten 5, 5', 5''. Unter Verwendung dieser Routingdaten
werden durch die Abfragekomponente 10 die QoS-Parameter
vom Zugangsrouter 4 und den einzelnen Peering-Knoten 5, 5', 5'' abgefragt. Die Abfrage der QoS-Parameter
erfolgt, ebenso wie die Abfrage der Routingdaten, über die
Kommunikationskomponente 8, welche für die Abfragen die hierzu in
ihr gekapselten Kommunikationsprotokolle verwendet. Bei diesen Protokollen handelt
es sich, wie bereits betont, vorzugsweise um standardisierte Protokolle,
welche auch in der Kommunikation zwischen den Peering-Knoten 5, 5', 5'' beziehungsweise zwischen einem
Peering-Knoten 5, 5', 5'' und dem Zugangsrouter 4 verwendet
werden. Die Abfrage der QoS-Parameter vom Zugangsrouter 4 und
den Peering-Knoten 5, 5', 5'' erfolgt,
veranlasst durch die Steuer- und Verarbeitungskomponente 12, zyklisch
im Wege eines Polling. Die vom Netzwerkinformationsmodul 7 empfangenen
QoS-Parameter werden unter Zuordnung zu den Routingdaten einer jeweiligen
Session zur Dienstnutzung ausgewertet beziehungsweise aufbereitet
und eine Nachricht generiert. Die Nachricht mit den entsprechenden QoS-Informationen
wird über
die Signalisierungskomponente 11 an den jeweiligen Dienst 6 übermittelt.
Entsprechende Einheiten beziehungsweise Komponenten des Dienstes 6 beziehungsweise Dienstanbieters
leiten hieraus Daten zu einer an die festgestellten Netzwerkressourcen
angepassten Skalierung des Dienstes 6 ab. Der Dienst 6 gleicht
im Ergebnis dessen sein Angebot an, indem er aufgrund von, in zum
Dienst 6 gehörenden
Einheiten hinterlegten Regeln, beispielsweise aus einer an das Endgerät 1 zu übertragenden
Multimediainformation Bilder entfernt oder deren Auflösung herabsetzt.
Die genannten Vorgänge
laufen bei der Anforderung des Dienstes 6 durch das Endgerät 1 und
dann während der
weiteren Dienstnutzung wiederholt in der vorbeschriebenen Weise
ab. Denkbar ist dabei auch eine Reduzierung der Daten von Video-Streaming-Diensten
oder eine Datenkomprimierung bei Downloadangeboten.
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Mittels
der erfindungsgemäßen Lösung kann in
vorteilhafter Weise das Dienstangebot jeweils zeitnah an die momentane
Netzwerksituation, das heißt an
die zur Verfügung
stehenden Netzressourcen, angepasst werden. Besonders vorteilhaft
ist es dabei, dass, abgesehen von eventuellen Änderungen bei den entsprechenden
Diensten 6, welche diese zur Skalierung ihrer Daten beziehungsweise
Adaption ihres Angebotes befähigen,
im Grunde keine Änderungen
an der gegenwärtig
bestehenden Netzstruktur und ihren Komponenten beziehungsweise Einheiten vorgenommen
werden müssen.
Zudem ist, auch ohne eine Installation von Hard- oder Softwarekomponenten
auf der Client-Seite, also dem Endgerät 6, eine dynamische
Verfolgung der Entwicklung der Netzressourcen und eine stetige Anpassung
des Dienstangebots an die ermittelten Netzressourcen zur Sicherstellung
einer hohen Dienstqualität
möglich.
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- 1
- Endgerät
- 2,
2'
- Netzwerkinterface
- 3
- Netzwerk
- 4
- Zugangsrouter
- 5,
5', 5''
- Peering-Knoten
bzw. Netzwerk-Ermittler-Knoten
- 6
- Dienst
- 7
- zentrale
Instanz bzw. Netzwerkinformationsmodul
- 8
- Kommunikationskomponente
- 9
- Routenermittlungskomponente
- 10
- Abfragekomponente
- 11
- Signalisierungskomponente
- 12
- Steuer-
und Verarbeitungskomponente
- 13
- Persistenzkomponente