-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zur Untersuchung des Datenverkehrs in einem drahtlosen lokalen Netzwerk (WLAN) umfassend einen insbesondere mindestens zwei Zugangspunkte („access points“), die über ein kabelgebundenes lokales Netzwerk (LAN) miteinander verbunden sind. Dabei wird der Datenverkehr eines Clients auf einem WLAN Kanal mittels einer in der WLAN Funkstrecke befindlichen Antenne aufgezeichnet.
-
Bekanntermaßen stehen für WLAN Netzwerke nur eine begrenzte Anzahl von Funkfrequenzen zur Verfügung, so dass sich WLAN-Router das Frequenzband mit ihren Nachbarn teilen müssen. Um Überschneidungen zu mindern, wird eine flächendeckende Ausleuchtung in einer WLAN Umgebung dadurch erreicht, dass unterschiedliche Kanäle, beispielsweise die WLAN Kanäle 1, 6 und 11 verwendet werden, um damit ein unmittelbares Angrenzen von Access Points, die denselben Kanal nutzen, zu vermeiden. Durch eine solche Cluster Struktur gibt es keine Überscheidungen zweier Access Points, die denselben Kanal verwenden.
-
Trotz der Bildung solcher WLAN Cluster können auf einem Kanal Einbußen in der Übertragungsgüte durch schlechten Empfang entstehen, der durch Interferenzen oder Störquellen bedingt sein kann. Weitere negative Einflüsse ergeben sich durch eine Vielzahl gleichzeitig Daten übertragender WLAN Nutzer oder durch das Roaming der Nutzer von einem Zugangspunkt zum nächsten. Daraus ergibt sich, dass die Anzahl und die Dichte der Cluster auch maßgeblich von der Anzahl der gleichzeitig in einem Raum arbeitenden Nutzer abhängt. Das bedeutet, dass die Dichte der Access Points erhöht werden muss, wenn mehr Nutzer auf engem Raum gleichzeitig WLAN nutzen möchten. Analog zur Clustergröße kann dann die Sendeleitung der einzelnen Access Points verringert werden.
-
In diesem Zusammenhang zeigen:
- US 2015/0215177 A1 ein Computersystem, ein Computerprogrammprodukt und ein Verfahren zum Durchführen von Datenverkehrsanalysen in einem Kommunikationsnetzwerk umfasst zeitgestempelte Pakete und zugehörige Metadaten aus einem abgefangenen Strom von Echtzeitverkehr auf einem Backhaul-Netzwerk, das sich von dem Kommunikationsnetzwerk unterscheidet, wobei der abgefangene Strom vorverarbeitet wird, einschließlich Aufteilen eines Teils des abgefangenen Stroms in sezierte Felder, Erstellen von Indikatoren durch Auswählen eines Analyseoperators zum Anwenden auf eines oder mehrere der sezierten Felder in einem logischen Ausdruck, Analysieren der sezierten Felder in den Ausgabeströmen unter Verwendung der Indikatoren und Gewinnen von Ergebnissen daraus die Indikatoren.
-
US 2006/0019679 A1 ein System und Verfahren zum Schätzen der Position von drahtlosen Geräten innerhalb eines drahtlosen Kommunikationsnetzwerks kombiniert gemessene HF-Kanaleigenschaften für das drahtlose Gerät mit einer oder mehreren vorhergesagten Leistungsnachschlagetabellen, von denen jede eine HF-Kanaleigenschaft mit einer Netzwerkleistungsmetrik höherer Ordnung korreliert /oder eine Position innerhalb eines Umweltmodells. Gemessene HF-Kanaleigenschaften für drahtlose Geräte werden mit den Leistungsnachschlagetabellen verglichen, um die gesendeten Nachschlagetabellen zu bestimmen, die den gemessenen HF-Kanaleigenschaften am besten entsprechen. Die Positionen innerhalb des Umgebungsmodells, die dem ausgewählten Satz übereinstimmender Nachschlagetabellen entsprechen, werden als mögliche Standorte für das drahtlose Gerät identifiziert. Die Leistungsnachschlagetabellen werden eindeutig nach ortsspezifischem Standort, Technologie, drahtlosem Standard und Gerätetypen und/oder dem aktuellen Betriebszustand des Kommunikationsnetzwerks erstellt.
-
US 2013/0019009 A1 beschreibt ein Verfahren und System zum Analysieren von Fahrten mindestens eines Teilnehmers, der eine Vielzahl von Internetdiensten nutzt, wobei mindestens ein Gerät über Mehrfachzugriffstechnologien verwendet wird. Das Verfahren und das System speichern in einer Datenbank für jeden Teilnehmer eine Reihe eindeutiger Kennungen, wobei jede eindeutige Kennung einer bestimmten Vorrichtung des Teilnehmers entspricht. Das Verfahren und das System sammeln mittels mehrerer Überwachungssonden Echtzeitdaten aus dem IP-Verkehr; und Informationen aus den gesammelten Echtzeitdaten zu extrahieren, wobei die Informationen eine der eindeutigen Kennungen umfassen. Die Informationen werden an ein Analysesystem übertragen, wo sie pro Teilnehmer aggregiert werden, wobei die eindeutigen Kennungen verwendet werden, um die Vielzahl von Geräten für denselben Teilnehmer über die Vielfachzugriffstechnologien zu föderieren. Für jeden Abonnenten wird eine Reise generiert, indem die aggregierten Informationen mit dem Analysesystem verarbeitet werden.
-
US 2004/0209617 A1 zeigt Systeme und Verfahren zum Vermessen einer drahtlosen Netzwerkstelle. Ein drahtloser Netzwerkempfänger oder Proxy wird kontaktiert. Eine oder mehrere Client-Kennungen werden von dem kontaktierten Empfänger oder Proxy empfangen. Koordinateninformationen werden auch von dem kontaktierten Empfänger oder Stellvertreter empfangen. Die empfangenen Client-Kennungen werden mit den empfangenen Koordinateninformationen korreliert. HF-Signalcharakteristikdaten werden von dem kontaktierten drahtlosen Netzwerk oder Proxy empfangen. Vermessungsdaten werden basierend auf den empfangenen Kundenkennungen, Koordinateninformationen und charakteristischen Daten des HF-Signals gespeichert.
-
US 2004/0137915 A1 beschreibt ein System und ein Verfahren zur intelligenten Spektrumverwaltung (ISM), die ausgeklügelten Merkmale zum Erfassen, Klassifizieren und Lokalisieren von Quellen von HF-Aktivität umfassen. Das System umfasst einen oder mehrere Sensoren, die an verschiedenen Orten in einer Region positioniert sind, wo Aktivität in einem gemeinsam genutzten Funkfrequenzband stattfindet, und einen mit den Sensoren gekoppelten Server. Jeder Sensor überwacht den Kommunikationsverkehr, wie z. B. den IEEE-WLAN-Verkehr, und klassifiziert im Frequenzband auftretende Nicht-WLAN-Signale. Der Server empfängt Daten von jedem der mehreren Sensoren und führt Funktionen aus, um die von den mehreren Sensoren gelieferten Daten zu verarbeiten. Insbesondere aggregiert der Server die von den Sensoren erzeugten Daten und erzeugt Ereignisberichte und andere konfigurierbare Informationen, die von den Sensoren abgeleitet werden, die mit einer Client-Anwendung verbunden sind, z. B. einer Netzwerkverwaltungsstation.
-
US 2010/0296496 A1 beschreibt Systeme und Verfahren zum Kombinieren der Wireless Local Area Network (WLAN)-Infrastruktur und Wireless Intrusion Prevention Systems (WIPS) durch Nutzung einer gemeinsamen Funkplattform, die mit mehr als einem WLAN-Radio und einem einheitlichen Verwaltungssystem ausgestattet ist. Die Erfindung bietet alle Vorteile des WLAN, ohne die dedizierte Sicherheitsüberwachung rund um die Uhr und Leistungsfehlersuche, die von einem Overlay-WIPS-System verfügbar sind, zu opfern, während die Bereitstellungskosten und die Verwaltungskomplexität reduziert werden, indem eine gemeinsame Hardwareplattform für den WLAN-Zugangspunkt verwendet wird (AP) und WIPS-Sensor und Nutzung eines integrierten Managementsystems.
-
US 2005/0276276 A1 bezieht sich auf das Gebiet der drahtlosen Kommunikation und insbesondere auf Systeme und Verfahren zum Überwachen von drahtlosem Verkehr in drahtlosen lokalen Netzwerken. Die vorliegende Erfindung geht Mängel des Standes der Technik an, indem sie Verfahren und Vorrichtungen zur Berechnung aussagekräftigerer Leistungswerte für ein drahtloses Netzwerk bereitstellt, die den Zeitverbrauch auf dem drahtlosen Medium widerspiegeln. Diese Leistungswerte können dann beispielsweise verwendet werden, um den Zugriff auf das Netzwerk zu steuern, oder grafisch angezeigt werden, um einem Benutzer die Leistung des Netzwerks zu zeigen.
-
FUNET; Monitoring and ensuring WLAN performance. Report, pp.1-17, September 2010 [recherchiert im Internet am 13.03.2017 unter URL: https://services.geant.net] zeigt einen Überblick über die verfügbaren Alternativen für die Überwachung von WLANs, unter Berücksichtigung des Festnetzes, der Zugangspunkte und insbesondere der Luftschnittstelle.
-
Um die Leistungsfähigkeit eines WLAN Netzes verbessern zu können, ist es wichtig, potentielle negative Einflüsse durch Messungen am Netz und der Datenübertragung zu untersuchen. Die für solche Zwecke bekannten mobilen WLAN Messgeräte zeichnen den Verkehr über einen Funkkanal entweder kontinuierlich auf oder sie scannen die verfügbaren Funkkanäle nacheinander ab. Mit diesen Messungen kann allerdings nicht das Roamingverhalten der Clients untersucht werden.
-
Um die Leistungsfähigkeit des Netzes zu verifizieren, wird auch der Durchsatz durch einen Kanal getestet. Mit diesen Test lässt sich zwar feststellen, welche Bandbreite genutzt wird; die Ursachen für einen geringen Durchsatz lassen sich aber nur bedingt feststellen. So zeigt eine Aufzeichnung auf dem Client nur, dass beispielsweise in der Übertragung Lücken vorhanden sind, in denen wenig oder keine Daten übertragen werden. Außerdem enthalten solche Aufzeichnungen am Client keine WLAN relevanten Daten. In vielen Fällen haben die Clients außerdem keine Administratorrechte, was eine Aufzeichnung zusätzlich erschwert.
-
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein mit einfachen Mitteln umzusetzendes Verfahren zur Gewinnung aussagekräftiger Messergebnisse in einem WLAN Netz zu schaffen, mit dem eine genaue Zuordnungen von Laufzeiten und Paketverlusten im WLAN möglich ist.
-
Diese Aufgabe wird durch das Verfahren nach Anspruch 1 und das System nach Anspruch 7 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen.
-
Entsprechend der Ansprüche liegt die grundlegende Idee in der zeitgleichen Aufzeichnung des Datenverkehrs eines Clients einerseits im WLAN Netzwerk und andererseits innerhalb des kabelgebundenen LAN Netzwerkes. Der Datenverkehr innerhalb des kabelgebundenen Netzes wird dann erfindungsgemäß ins Verhältnis zu dem Datenverkehr über die Funkstrecke im WLAN gesetzt. Aus den Aufzeichnungen innerhalb des LAN kann dann genau nachvollzogen werden, über welchen Access Point der Client die Daten gesendet respektive empfangen hat.
-
Insbesondere kann nachvollzogen werden, ob und unter welchen Bedingungen der Client ein Roaming durchgeführt hat. Somit ist mit den erfindungsgemäß gleichzeitigen Aufzeichnungen im WLAN und im LAN eine genaue und umfassende Analyse der WLAN Umgebung möglich.
-
Erfindungsgemäß wird somit zeitgleich im LAN und im WLAN gemessen. Die WLAN Messgeräte können, wenn es um das Roamingverhalten eines Client geht, die Daten in der Nähe des Clients aufzeichnen. Mit den WLAN Messgeräten kann auch am Access Point zeitsynchron im WLAN und LAN gemessen werden.
-
Dabei kann die Aufzeichnung des clientgebundenen Datenverkehrs im LAN überall dort stattfinden, wo, wie beispielsweise im Access Point, ein Zugang zur Datenleitung besteht. Aus technischer Sicht ist es jedoch besonders günstig, die Aufzeichnung im LAN in einem Access Point Controller durchzuführen, weil dort die Datenströme mehrerer Access Points zusammenlaufen. Neben dem Datenverkehr wird auch die Information aufgezeichnet, über welchen Access Point der Client an das WLAN koppelt.
-
Durch Messpunkte innerhalb des LAN kann auch die Leistungsfähigkeit anderer Netzwerkkomponenten, wie bestimmter Netzwerkserver oder auch eines WAN, bestimmt werden.
-
Wenn die Daten innerhalb des LAN zwischen den Access Points und dem Access Point Controller über ein bestimmtes Protokoll, beispielsweise einen „CAPWAP Tunnel“, übermittelt werden, ist es vorteilhaft, entsprechende Softwaredecoder, beispielsweise Examine von Acterna, für eine Protokollanalyse zu verwenden. Damit können die Daten im LAN oder WLAN mit den CAPWAP-Tunnel-Daten verglichen werden. Auch ist es möglich, die IP-Daten vom Client, aus dem WLAN, CAPWAP-Tunnel und LAN einfach miteinander zu vergleichen.
-
Mit der erfindungsgemäßen Vorgehensweise kann das zeitliche Verhalten der Clients beim Roaming genau untersucht werden. Aus den Ergebnissen der Untersuchungen lassen sich die Gründe für die Probleme der Leistungsfähigkeit identifizieren, so dass das Netzwerk entsprechend optimiert werden kann.
-
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Figur näher beschrieben.
-
In der Figur ist ein WLAN Netzwerk mit drei Access Points 1a, 1 b und 1c gezeigt, die auf unterschiedliche WLAN Kanäle, hier 1, 6 und 11 eingestellt sind und jeweils einen Empfangsbereich 2a, 2b und 2c abdecken. Die Access Points 1a, 1b und 1c sind über kabelgebundene Datenleitungen 3 und Switches miteinander verbunden, wobei ein Switch 5 als WLAN Service Modul ausgebildet ist. Über das WLAN Service Modul 5 und einen Router 6 besteht eine Anbindung des LAN an ein WAN 7.
-
Für die WLAN-Messung werden drei mobile Messgeräte 8 mit entsprechender Antenne verwendet, die sich in der WLAN Funkstrecke zwischen einem Client 9 und dem jeweiligen Access Point befinden und die auf die entsprechenden Funkkanäle 1, 6 und 11 eingestellt sind. In der Figur sind zwei Clients 10a und 10b gezeigt, die jeweils entlang einer Strecke 11 ein Roaming von einer ersten Position hin zu der Position 10a' und 10b' im Empfangsbereich eines anderen Access Point durchführen. Um das Roaming feststellen und die Datenübertragung während des Roamings untersuchen zu können, sind zwei stationär im LAN angeschlossene Messgeräte 12 an den Ausgängen des WLAN Service Moduls 5 vorgesehen. Dabei zeichnet das Messgerät 12a den über die Access Points 1a und 1b kommunizierten Datenverkehr auf, während das Messgerät 12b den Datenverkehr über den Access Point 1c beobachtet.
-
Wenn nun der Client 10a sich von dem Access Point 1a zum Access Point 1c bewegt, findet ein entsprechendes Roaming statt. Der Wechsel kann über den LAN Datenverkehr an beiden stationären Messgeräten 12a und 12 b verfolgt werden und mit den jeweils den WLAN Verkehr aufzeichnenden mobilen Messgeräten 8 abgeglichen werden. Dasselbe gilt für den Fall des Roamings von Client 10 b vom Access Point 1a zum Access Point 1b, wobei hier der Datenverkehr über das stationäre Messgerät 12a erfolgt.
-
So kann das Verhalten des Client beim Roaming genau nachvollzogen werden. Obwohl die WLAN Aufzeichnungen nicht zeitsynchron sind, kann durch die zeitgleiche Aufzeichnung im LAN der zeitliche Ablauf zum Clientverhalten bis in den ms-Bereich genau ermittelt werden.
