DE102009011655A1 - Verfahren und Einrichtung zur Bestimmung der Endbenutzerantwortzeit für TCP-Protokolle und Nicht-TCP-Protokolle - Google Patents
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Abstract
Die Endbenutzer-Antwortzeit in einem Netzwerk wird durch einen Analysator bestimmt, der die Client-Datentransferzeit, die Server-Antwortzeit, die Server-Datentransferzeit und, wenn es sich bei dem Protokoll um ein TCP-Protokoll handelt, ferner die Server-Netzwerkumlaufzeit misst. Die Endbenutzer-Antwortzeit kann durch die Summe dieser bestimmten Zeiten genähert werden.
Description
- Hintergrund der Erfindung
- Diese Erfindung betrifft das Prüfen und Messen von Netzwerken und insbesondere eine Einrichtung und ein Verfahren zum Bestimmen einer Endbenutzer-Antwortzeit beim Betreiben eines Netzwerks.
- Bei der Installation, dem Betrieb und der Wartung von Netzwerken kann es kompliziert sein, zu bestimmen, wo Probleme oder Problempunkte auftreten. Ein Netzwerktechniker, der versucht, Probleme zu lösen, wäre daran interessiert, die Zeiteinteilung oder das Timing von Interaktionen zwischen Clients im Netzwerk und einem Server zu ermitteln, um Probleme lokalisieren zu können.
- Anwendungen auf Abfrage/Antwort-Basis, die jedoch kein TCP als Transportprotokoll verwenden, sind für Probleme der Anwendungs-, Server- und/oder Netzwerk-Ansprechempfindlichkeit (responsiveness) in ähnlicher Weise anfällig wie Anwendungen, die TCP als Transportprotokoll verwenden.
- Bisher war jedoch eine Messung der Client/Server-Ansprechzeit für Nicht-TCP-Protokolle nicht verfügbar. Das TCP-Protokoll bietet eine Zuverlässigkeit des Datentransfers, somit kann die Abfrage/Antwort-Bestimmung und insbesondere die Bestimmung von Beginn und Ende von Abfrage/Antwort auf Grundlage des Transportprotokolls vorgenommen werden. Diesbezüglich bestehen bei einem Nicht-TCP-Transportprotokoll Einschränkungen.
- Es wäre hilfreich, wenn man in der Lage wäre, das Timing der Interaktionen zwischen Clients im Netzwerk und dem Server zu bestimmen, wenn Netzwerkprobleme behoben werden sollen.
- Zusammenfassung der Erfindung
- Erfindungsgemäß wird die Endbenutzer-Antwortzeit sowohl für TCP- als auch für Nicht-TCP-Protokolle bestimmt.
- Demnach besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Einrichtung zum Prüfen und Messen von Netzwerken zur Verfügung zu stellen.
- Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Einrichtung zum Bestimmen von Anwendungstransaktionen für Nicht-TCP-Protokolle in einem Netzwerk zur Verfügung zu stellen.
- Noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Einrichtung zum Charakterisieren des Timings von Nicht-TCP-Protokollverkehr in einem Netzwerk zur Verfügung zu stellen.
- Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist insbesondere im abschließenden Teil dieser Beschreibung besonders hervorgehoben und eindeutig beansprucht. Der Aufbau und das Verfahren des Betriebs sowie dessen weiteren Vorteile und Aufgaben werden jedoch am besten mit Bezug auf die folgende Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen, in denen sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche Elemente beziehen, verstanden.
- Kurze Beschreibung der Zeichnungen
-
1 ist ein Blockdiagramm eines Netzwerks, in dem ein Prüfinstrument installiert ist; -
2 ist ein Blockdiagramm eines Prüfinstruments; -
3 ist eine Darstellung eines Timings zwischen einem Client und einem Server in einem Netzwerk zum Bestimmen von Transaktionen; und -
4 ist eine Darstellung von Timingmessungen zwischen einem Client und einem Server in einem Netzwerk zum Bestimmen der Endbenutzer-Antwortzeit. - Ausführliche Beschreibung
- Das System nach einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren und eine Einrichtung zum Bestimmen der Endbenutzer-Antwortzeit in TCP- und Nicht-TCP-Netzwerkprotokollen auf.
- Nach der vorliegenden Einrichtung und dem vorliegenden Verfahren kann die Endbenutzer-Antwortzeit als Näherung der Antwort zeit auf der Clientseite für eine Netzwerktransaktion eingesetzt werden, die dazu verwendet werden kann, zu bestimmen, wo Probleme oder Leistungsprobleme im Netzwerk auftreten können.
- Bezugnehmend auf
1 , ein Blockdiagramm eines Netzwerks mit einer Einrichtung gemäß der hier enthaltenen Offenbarung, kann ein Netzwerk mehrere Netzwerkvorrichtungen10 ,10' , etc. aufweisen, die über ein Netzwerk12 durch Senden und Empfangen von Netzwerkverkehr18 kommunizieren. Der Verkehr kann in Paketform gesendet werden, wobei variierende Protokolle und Formatierungen möglich sind. - Ein Netzwerkanalysator
14 ist auch mit dem Netzwerk verbunden und kann eine räumlich abgesetzte Netzwerkanalysator-Schnittstelle16 aufweisen, die es einem Benutzer ermöglicht, mit dem Netzwerkanalysator zusammenzuwirken, um den Analysator zu bedienen und Daten von diesem entfernt vom physikalischen Standort des Analysators zu erhalten. In der Abbildung von1 ist der Analysator nahe einem Server20 mit dem Netzwerk verbunden, wobei der Server mit den verschiedenen Netzwerkvorrichtungen10 ,10' , etc., zusammenwirken kann, die bei der vorliegenden Erklärung als Clients betrachtet werden können. - Der Netzwerkanalysator umfasst Hardware und Software, eine CPU, einen Speicher, Schnittstellen und dergleichen, um Verkehr im Netzwerk zu betreiben, zu verbinden und zu überwachen, sowie um verschiedene Prüf- und Messvorgänge auszuführen, Daten zu übertragen und zu empfangen, und dergleichen. Der abgesetzte Netzwerkanalysator wird normalerweise betrieben, indem er auf einem Computer oder einer Workstation, der oder die mit dem Netzwerk verbunden ist, abläuft.
-
2 ist ein Blockdiagramm eines Prüfinstruments/Analysators40 , wobei das Instrument eine Netzwerkschnittstelle22 , die die Vorrichtung mit einem Netzwerk12 verbindet, einen oder mehrere Prozessoren23 zum Betreiben des Instruments, einen Speicher, wie einen RAM/ROM24 oder einen Dauerspeicher26 , eine Anzeige28 , Benutzereingabevorrichtungen30 (wie zum Beispiel eine Tastatur, eine Maus oder andere Zeigevorrichtungen, einen Touchscreen, etc.), eine Stromversorgung32 , die eine Batterie oder Wechselstromquellen umfassen kann, eine weitere Schnittstelle34 , die die Vorrichtung mit einem Netzwerk oder anderen externen Vorrichtungen (Speicher, weiterer Computer, etc.) verbindet, umfasst. Ein Verkehrszeiteinteilungsmodul25 , das zum Beispiel in Hardware oder Software implementiert ist, stellt ein Timing für den Netzwerkverkehr bereit, wie dies im Zusammenhang mit4 besprochen wird. - Im Betrieb ist das Netzwerk-Prüfinstrument, gemäß der Abbildung von
1 nahe einem Server an dem Netzwerk angebracht; das Prüfinstrument kann aber auch woanders angebracht sein, wie nahe dem Client oder an einer anderen Stelle, abhängig von dem von einem Techniker beobachteten oder gemessenen Netzwerkverhalten. - Nun mit Bezug auf
3 , eine Darstellung der und ein Beispiel für das Timing zwischen einem Client und einem Server in einem Netzwerk und deren Analyse gemäß dem Verfahren und der Einrichtung, sind ein Client42 , der ein Computer oder eine Vorrichtung im Netzwerk sein kann, ein Analysator44 und ein Server46 in dem Netzwerk dargestellt. Bei der gezeigten speziellen Konfiguration ist der Analysator44 nahe dem Server46 platziert, um Messungen möglichst nahe an dem Standort des Servers zur Verfügung zu stellen. Der Client beginnt mit der Übertragung von Daten während der Zeit48 , pkt1, pkt2, gefolgt von einer Übertragungspause, die durch den Zeitdurchlauf50 angezeigt ist. Der Zeitdurchlauf50 ist lang genug, um als eine Unterbre chung der Übertragung von Daten von dem Client42 erkannt zu werden, woraufhin der Server46 während der Zeit52 , pkt3, pkt4, pkt5, pkt6, pkt7, Daten in dem Netzwerk zurück zum Client überträgt. Der Server hält dann die Übertragung in dem Zeitblock54 an, und der Datenaustausch zwischen dem Client und dem Server wird dadurch als eine erste Transaktion56 erkannt, die in3 als Transaktion #1 bezeichnet ist. - Als nächstes beginnt der Client
42 während des Zeitraums58 mit einer weiteren Übertragung, pkt8 und pkt9, gefolgt von einem Ruhezeitraum60 , der als das Ende der derzeitigen Übertragung des Client gedeutet wird. Dann sendet der Server während des Zeitraums62 eine Antwort pkt10, pkt11, pkt12, pkt13, pkt14, und bei Beendigung dieses Übertragungssatzes durch den Server bestimmt der Analysator44 , dass die aktuelle Client/Server-Transaktion64 abgeschlossen ist, was in3 als Transaktion #2 bezeichnet ist. - Nach einer Zeitablaufdauer
66 wird bestimmt, dass die Kommunikation (der Kommunikationsfluss)68 zwischen dem Client und dem Server beendet ist. - Die verschiedenen Timingmessungen werden von dem Analysator
44 beobachtet und können zur Verwendung in Netzwerkprüf- und -messvorgängen aufgezeichnet werden. - Bezugnehmend auf
4 ist das Prüfinstrument44' im Betrieb mit dem Netzwerk verbunden und beobachtet den Netzwerkverkehr, wobei es Clients42' und Server46' identifiziert, die in Betrieb sind und Verkehr in das Netzwerk schicken. - Für einen individuellen Fluss (Kommunikation zwischen einem Client und dem Server) verfolgen die Einrichtung und das Verfahren das erste Paket und das letzte Paket vom Client sowie das erste und das letzte Paket vom Server. Eine einzelne Transaktion wird bestimmt als alle sequentiellen Pakete von den Clients, gefolgt von allen sequentiellen Paketen vom Server. Sobald ein Serverpaket entdeckt wird, markiert das nächste Clientpaket den Beginn einer neuen Transaktion.
- Der Analysator
44' ist so konfiguriert, dass eine Anzahl von Standardprotokollen erkannt, analysiert und als übertragend (streaming) oder nichtübertragend (non-streaming) eingestuft wird. Ferner kann ein Benutzer ein kundenspezifisches Protokoll oder ein Standardprotokoll an einem nicht standardgerechten An schluss (Port) spezifizieren, der zu erkennen, analysieren und als übertragend (streaming) oder nichtübertragend (non-streaming einzustufen ist, da Benutzer Protokolle an nicht standardgerechten Anschlüssen (Ports) betreiben können. - Das Prüfinstrument beobachtet den Netzwerkverkehr und das Verfahren und die Einrichtung berücksichtigen hier vier besondere Aspekte des Timings von nichtübertragendem (non-streaming) Netzwerkverkehr:
- c_dtt: Client-Datentransferzeit = das Zeitdelta des ersten Clientpakets und des letzten Clientpakets
- s_rt: Serverantwortzeit = das Zeitdelta des letzten Clientpakets und des ersten Serverpakets
- s_dtt: Server-Datentransferzeit = das Zeitdelta des ersten Serverpakets und des letzten Serverpakets
- s_nrt: Servernetzwerk-Umlaufzeit (nur TCP), das Zeitdelta des Serverpakets und der TCP-Bestätigung für dieses Paket
- In einer besonderen Ausführungsform sind die folgenden Abschnitte der Endbenutzer-Antwortzeit normalerweise einem Tech niker anzeigbar, um ihn bei der Analyse des Netzwerkverhaltens zu unterstützen:
Anwendungsantwortzeit (s_rt)
Datentransferzeit (c_dtt + s_dtt)
Netzwerkumlaufzeit (s_nrt) - Die Summe der vier Messungen (s_rt + c_dtt + s_dtt + s_nrt bei TCP-Protokollen), drei Messungen (s_rt + c_dtt + s_dtt bei Nicht-TCP-Protokollen) liefert einen Endbenutzer-Antwortzeitwert, der von dem Techniker verwendet werden kann, um das Netzwerkverhalten zu beobachten, um eine Fehlersuche oder eine Einstellung von Netzwerkoperationen zu versuchen.
-
4 zeigt graphisch eine Nicht-TCP-Protokoll-Analyse gemäß der vorliegenden Erfindung. - Der Client
42' ist an einer Position in dem Netzwerk gezeigt, während der Analysator44' nahe dem Server46' positioniert ist. In dem veranschaulichten Beispiel ist die Transaktion #1 als pkt1, pkt2 vom Client42' zum Server46' , und als pkt3, pkt4, pkt5, pkt6 und pkt7 vom Server46' zum Client42' be stimmt. Das Timing des Clientverkehrs der Transferzeit c_dtt70 der Transaktion #1 wird als die Zeit zwischen der ersten Erkennung durch den Analysator44' von pkt1 des Client42' und der Zeit der Erkennung von pkt2 des Client42' gemessen. Die Zeit72 zwischen pkt2 und der Erkennung durch den Analysator44' von pkt3 des Servers46 ist die Server-Antwortzeit s_rt. Die Zeit74 von der Erkennung durch den Analysator44' von pkt3 des Servers46' und dem letzten sequentiellen Paket pkt7 des Servers46' ist die Server-Datentransferzeit74 , s_dtt. - Mit dem Ende der sequentiellen Übertragungen vom Server
46' zum Client42' weiß der Analysator44' , dass die Transaktion #1 vollständig ist. Die Endbenutzer-Antwortzeit für die Transaktion #1 kann bei Beispielen für Nicht-TCP-Protokolle als s_rt72 + c_dtt70 + s_dtt74 berechnet werden, wie in4 gezeigt ist. Wenn es sich bei dem Protokoll um ein TCP-Protokoll handelte, wäre ein zusätzlicher Wert für die Netzwerkumlaufzeit (s_nrt) verfügbar, der vom Analysator als Zeitdelta des Server-Pakets (pkt4 in4 , wenn es sich eine Veranschaulichung eines TCP-Protokollaustauschs handelte) und der Bestätigung (ACK) vom Client für dieses Paket bestimmt wird (in diesem Beispiel nicht veranschaulicht, aber es würde vom Client42' zum Server46' kommen, nachdem der Client42' pkt4 empfangen hätte), und es würde als Teil der Bestimmung der Endbenutzer-Antwortzeit eingeschlossen werden. - Wenn nun mit dem Beispiel aus
4 fortgefahren wird, wird dann die nächste Übertragung vom Client42' , pkt8, vom Analysator44' als eine neue Transaktion erkannt, in dem veranschaulichten Beispiel Transaktion #2, die letztendlich pkt8, pkt9, pkt10, pkt11, pkt12, pkt13 und pkt14 umfasst. - Das Timing des Client-Verkehrs der Transferzeit c_dtt
76 der Transaktion #2 wird als die Zeit zwischen der ersten Erkennung durch den Analysator44' von pkt8 des Client42' und der Zeit der Erkennung von pkt9 des Client42' gemessen. Die Zeit78 zwischen pkt9 und der Erkennung von pkt10 des Servers46' durch den Analysator44' ist die Serverantwortzeit s_rt. Die Zeit80 von der Erkennung durch den Analysator44' von pkt10 des Servers46' und dem letzten sequentiellen Paket pkt14 des Servers46' ist die Server-Datentransferzeit80 , s_dtt für die Transaktion #2. - Wieder bestimmt der Analysator
44' mit dem Ende der sequentiellen Übertragungen vom Server46' zum Client42' bei pkt14, dass die Transaktion #2 abgeschlossen ist. Die Endbenutzer-Antwortzeit für die Transaktion #2 kann als s_rt78 + c_dtt76 + s_dtt80 für Beispiele für Nicht-TCP-Protokolle berechnet werden, wie in4 gezeigt ist. Wenn es sich bei dem Protokoll um ein TCP-Protokoll handelte, dann wäre wieder ein zusätzlicher Wert für die Netzwerkumlaufzeit (s_nrt) verfügbar und würde als Teil der Bestimmung der Endbenutzer-Antwortzeit eingeschlossen werden. - Die verschiedenen Timingmessungen können durch das Verkehrszeiteinteilungsmodul
25 (traffic timing module) (2 ) erfolgen, unabhängig davon, ob es als Hardware, Firmware oder Software oder als eine Kombination davon implementiert ist. Das Verkehrszeiteinteilungsmodul beobachtet den Beginn und das Ende des Verkehrs, die dann verwendet werden, um die verschiedenen aufnotierten Werte basierend auf der Bestimmung, dass weiterer sequentieller Verkehr oder ein Zeitablauf aufgetreten sind, zu berechnen. - Es kann von Vorteil sein, wenn man in der Lage ist, die Endbenutzer-Antwortzeit zu bestimmen, da dadurch die Anzahl der Netzwerküberwachungsvorrichtungen minimiert werden kann, die erforderlich wären, um Anwendungsantwortprobleme zu überwachen und zu erkennen und die Ursache dieser Probleme zu bestimmen.
- Die festgestellten Werte können einem Netzwerktechniker zur Verfügung gestellt werden, und zwar auf einer Anzeige, entweder lokal oder abgesetzt (zum Beispiel über eine abgesetzte Benutzerschnittstelle
16 ), und sie können gespeichert und zur Statistikerzeugung gesammelt werden, um den Techniker bei der Wartung und Instandsetzung des betriebenen Netzwerks zu unterstützen. - Somit bestimmt der Analysator gemäß dem Verfahren und der Einrichtung des Timings des Netzwerkverkehrs und stellt eine Näherung der Endbenutzer-Antwortzeit zur Verfügung.
- Während eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt und beschrieben wurde, ist es den Fachleuten klar, dass viele Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne den Rahmen der Erfindung in ihren breiteren Aspekten zu verlassen. Die beigefügten Ansprüche sollen daher alle solchen Änderungen und Modifikationen abdecken, die in den Geist und Rahmen der Erfindung fallen.
Claims (17)
- Verfahren zum Bestimmen einer Endbenutzer-Antwortzeit in einem Netzwerk in Nicht-TCP-Protokollen, aufweisend: Bestimmen der Client-Datentransferzeit; Bestimmen der Server-Antwortzeit; Bestimmen der Server-Datentransferzeit; und Berechnen der Endbenutzer-Antwortzeit auf Grundlage der bestimmten Client-Datentransferzeit, der Server-Antwortzeit und der Server-Datentransferzeit.
- Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Client-Datentransferzeit als die Zeit zwischen einem Beginn des Datentransfers von einem Client und dem Ende eines Datentransfers von dem Client bestimmt wird.
- Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Server-Antwortzeit als die Zeit zwischen dem Ende des Datentransfers von einem Client und dem Start eines Datentransfers von einem Server bestimmt wird.
- Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Server-Datentransferzeit als die Zeit zwischen dem Beginn des Datentransfers von einem Server und dem Ende eines Datentransfers vom Server bestimmt wird.
- Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Berechnung der Endbenutzer-Antwortzeit die Addition der bestimmten Client-Datentransferzeit, der Server-Antwortzeit und der Server-Datentransferzeit aufweist.
- Verfahren zum Bestimmen der Endbenutzer-Antwortzeit in einem Netzwerk sowohl in TCP- als auch in Nicht-TCP-Protokollen, aufweisend: Bestimmen der Client-Datentransferzeit; Bestimmen der Server-Antwortzeit; Bestimmen der Server-Datentransferzeit; wenn es sich bei dem Protokoll um ein TCP-Protokoll handelt, ferner das Bestimmen der Server-Netzwerkumlaufzeit; und Berechnen der Endbenutzer-Antwortzeit.
- Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Client-Datentransferzeit als die Zeit zwischen einem Beginn des Datentransfers von einem Client und dem Ende eines Datentransfers vom Client bestimmt wird.
- Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Server-Antwortzeit als die Zeit zwischen dem Ende des Datentransfers von einem Client und dem Start eines Datentransfers von einem Server bestimmt wird.
- Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Server-Datentransferzeit als die Zeit zwischen dem Beginn des Datentransfers von einem Server und dem Ende eines Datentransfers vom Server bestimmt wird.
- Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Server-Netzwerkumlaufzeit als die Zeit zwischen einem Datenpaket vom Server und der TCP-Bestätigung vom Client für dieses Paket bestimmt wird.
- Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Berechnung der Endbenutzer-Antwortzeit die Addition der bestimmten Client-Datentransferzeit, der Server-Antwortzeit und der Server-Datentransferzeit, und wenn es sich bei dem Protokoll um ein TCP-Protokoll handelt, ferner die Addition der Server-Netzwerkumlaufzeit umfasst.
- Einrichtung zum Bestimmen der Endbenutzer-Antwortzeit sowohl für TCP- als auch Nicht-TCP-Protokollverkehr in einem Netzwerk, aufweisend: eine Netzwerkschnittstelle zum Verbinden mit und Beobachten von Verkehr in einem Netzwerk; einen Prozessor; ein Speichermedium zum Speichern von Daten; wobei der Prozessor eine Verkehrszeiteinteilung vornimmt, um die Client-Datentransferzeit zu bestimmen, die Server-Antwortzeit zu bestimmen, die Server-Datentransferzeit zu bestimmen, und wenn es sich bei dem Protokoll um ein TCP-Protokoll handelt, um ferner die Server-Netzwerkumlaufzeit zu bestimmen, und wobei der Prozessor die Endbenutzer-Antwortzeit berechnet.
- Einrichtung nach Anspruch 12, wobei die Client-Datentransferzeit als die Zeit zwischen einem Beginn eines Datentransfers von einem Client und dem Ende eines Datentransfers vom Client bestimmt wird.
- Einrichtung nach Anspruch 12, wobei die Server-Antwortzeit als die Zeit zwischen dem Ende eines Datentransfers von einem Client und dem Start eines Datentransfers von einem Server bestimmt wird.
- Einrichtung nach Anspruch 12, wobei die Server-Datentransferzeit als die Zeit zwischen dem Beginn eines Datentransfers von einem Server und dem Ende eines Datentransfers vom Server bestimmt wird.
- Einrichtung nach Anspruch 12, wobei die Server-Netzwerkumlaufzeit als die Zeit zwischen einem Datenpaket von dem Server und der TCP-Bestätigung vom Client für dieses Paket bestimmt wird.
- Einrichtung nach Anspruch 12, wobei das Berechnen der Endbenutzer-Antwortzeit die Addition der bestimmten Client-Datentransferzeit, der Server-Antwortzeit und der Server-Datentransferzeit und, wenn es sich bei dem Protokoll um ein TCP-Protokoll handelt, ferner die Addition der Server-Netzwerkumlaufzeit umfasst.
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