DE102017119162A1

DE102017119162A1 - Verfahren zum automatisierten Bestimmen wenigstens eines Dienstgüte-Parameters einer paketbasierten Datenübertragung während eines Burstbetriebs

Info

Publication number: DE102017119162A1
Application number: DE102017119162.3A
Authority: DE
Inventors: Steffen Kessler
Original assignee: Deutsche Telekom AG
Current assignee: Deutsche Telekom AG
Priority date: 2017-08-22
Filing date: 2017-08-22
Publication date: 2019-02-28
Anticipated expiration: 2037-08-23
Also published as: DE102017119162B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum automatisierten Bestimmen wenigstens eines Dienstgüte-Parameters einer paketbasierten Datenübertragung während eines Burstbetriebs zwischen einer ersten, einen Software-Testagenten aufweisenden Endstelle (70), der eine erste Datenübertragungsrate zugewiesen worden ist, und einer zweiten, einen Software-Testagenten aufweisenden Endstelle (80), der eine zweite Datenübertragungsrate zugewiesen worden ist, wobei die erste Datenübertragungsrate höher als die zweite Datenübertragungsrate oder gleich der zweiten Datenübertragungsrate ist, und wobei die erste und zweite Endstelle an ein paketvermitteltes Kommunikationsnetzwerk (20) angeschlossen sind. Während eines einzigen Bursts wird eine vorbestimmte Anzahl von Testpaketen mit einer dritten Datenübertragungsrate unter Steuerung einer zentralen Steuereinrichtung (100) von der ersten Endstelle (70) in das paketvermittelte Kommunikationsnetzwerk (20) übertragen, wobei die dritte Datenübertragungsrate an der ersten Endstelle (70) einstellbar ist und gleich der oder größer als die erste Datenübertragungsrate ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum automatisierten Bestimmen wenigstens eines Dienstgüte-Parameters einer paketbasierten Datenübertragung während eines Burstbetriebs zwischen einer ersten Endstelle und einer zweiten Endstelle, die an ein paketvermitteltes Kommunikationsnetzwerk angeschlossen sind.
Die Güte eines Kommunikationsnetzwerks zeigt sich heute nicht nur im Datendurchsatz, der Verfügbarkeit und der Anzahl von Quality of Service Klassen, sondern sie kann auch quantitativ mit Hilfe von Dienstgüte- oder Qualitätsparameter wie zum Beispiel dem Durchsatz, der Verzögerungszeit (Latency) und schwankenden Paketlaufzeiten, auch Jitter genannt, erfasst werden.
Die oben erwähnten Dienstgüte-Parameter einer Verbindung können beispielsweise mit dem RFC2544 Test ermittelt werden. Bei diesem Test werden Durchsatz, Verzögerungszeit, Paketverlust und Jitter über ein iteratives Verfahren ermittelt. Der RFC2544 Test wurde ursprünglich für Ethernet-Dienste konzipiert. Ein Nachteil des RFC2544 Tests ist die relativ lange Testdauer von circa 20 Minuten, die alleine für einen Durchsatztest benötigt werden. Bei mehreren zu testenden Diensten und mehreren zu messenden Parametern kann der RFC2544 Test länger als eine Stunde dauern. Um die Testzeit zu verringern und den Quality of Service besser berücksichtigen zu können, wurde als Nachfolgertest der Y.1564 Test entwickelt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein alternatives Testverfahren zum automatisierten Bestimmen wenigstens eines Dienstgüte-Parameters einer paketbasierten Datenübertragung zur Verfügung zu stellen, welches zuverlässig und schneller als die bisherigen Tests arbeitet.
Gemäß einem Gesichtspunkt der Erfindung können Parameter, wie zum Beispiel die Burstfähigkeit und die richtige Reihenfolge der gesendeten Datenpakete verifiziert werden, die nicht oder nur bedingt mit den vorgenannten Testmethoden ermittelt werden können. Die Burstfähigkeit ist als Anzahl der Bytes definiert, die während der Übertragung eines Bursts von Testpaketen von einer Ursprungs-Endstelle zu einer Ziel-Endstelle übertragen werden können.
Das oben genannte technische Problem wird durch die Verfahrensschritte des Anspruchs 1 gelöst.
Danach wird ein Verfahren zum automatisierten Bestimmen wenigstens eines Dienstgüte-Parameters einer paketbasierten Datenübertragung während eines Burstbetriebs zwischen einer ersten, einen Software-Testagenten aufweisenden Endstelle, der eine erste Datenübertragungsrate zugewiesen worden ist, und einer zweiten, einen Software-Testagenten aufweisenden Endstelle, der eine zweite Datenübertragungsrate zugewiesen worden ist, zur Verfügung gestellt, wobei die erste Datenübertragungsrate höher als die zweite Datenübertragungsrate oder gleich der zweiten Datenübertragungsrate ist, wobei die erste und zweite Endstelle an ein paketvermitteltes Kommunikationsnetzwerk angeschlossen sind, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:

a) Bereitstellen einer vorbestimmten Anzahl von Testpaketen vorbestimmter Größe vom Software-Testagenten der ersten Endstelle für den Software-Testagenten der zweiten Endstelle unter Steuerung einer zentralen Steuereinrichtung, die mit dem paketvermittelten Kommunikationsnetzwerk verbunden ist, wobei in jedes Testpaket eine sich mit jedem Testpaket fortlaufend ändernde Folgenummer geschrieben wird;
b) Senden, während eines einzigen Bursts, der in Schritt a) bereitgestellten vorbestimmten Anzahl von Testpaketen mit einer dritten Datenübertragungsrate unter Steuerung der zentralen Steuereinrichtung in das paketvermittelte Kommunikationsnetzwerk, wobei die dritte Datenübertragungsrate gleich der oder größer als die erste Datenübertragungsrate ist;
c) Empfangen zumindest einiger der in Schritt b) gesendeten Testpakete in der zweiten Endstelle;
d) Ermitteln der Anzahl der in Schritt c) empfangenen Testpakete;
e) Bestimmen unter Auswertung der in den in Schritt c) empfangenen Testpaketen enthaltenen Folgenummern der Anzahl der Testpakete, die in falscher oder richtiger Reihenfolge in der zweiten Endstelle empfangen worden sind; und
f) Bestimmen des Datendurchsatzes zwischen der ersten Endstelle und der zweiten Endstelle für den genau einen Burst in Abhängigkeit von der in Schritt d) ermittelten Anzahl an empfangenen Testpaketen. Der Datendurchsatz wird in Bit pro Sekunde gemessen.

Bei dem paketvermittelten Kommunikationsnetzwerk kann es sich vorzugsweise um ein IP-basiertes Kommunikationsnetzwerk, ein Teilnetzwerk oder um mehrere zusammengeschaltete Kommunikationsnetzwerke handeln, die allesamt auf der IP-Technologie aufbauen können.
Angemerkt sei, dass dafür Sorge getragen wird, dass die erste Endstelle auch dazu in der Lage ist, Daten mit der dritten Datenübertragungsrate zu übertragen.
In der Regel handelt es sich bei der ersten und zweiten Datenübertragungsrate um die Bandbreite, die für den jeweiligen Anschluss der ersten bzw. zweiten Endstelle beim Netzbetreiber gekauft worden ist. Beispielsweise kann der Kunde der ersten Endstelle für den dazugehörenden Anschluss eine 1Gbit/s Teilnehmeranschlussleitung, z.B. eine Glasfaser, mieten, während der Kunde der zweiten Endstelle für den dazugehörenden Anschluss beispielsweise eine 100Mbit/s Teilnehmeranschlussleitung mieten kann.
Vorzugsweise ist das Verhältnis von erster Datenübertragungsrate zu zweiter Datenübertragungsrate mindestens 10; es kann aber auch kleiner oder sogar eins sein.
Im Rahmen dieser Erfindung wird unter einem Burst die Übertagung einer vorgebbaren endlichen Anzahl von Testpaketen mit vorbestimmbarer Größe innerhalb einer definierten, vorzugsweise minimalen Zeitspanne verstanden.
Die definierte, vorzugsweise minimale Zeitspanne ergibt sich aus einer vorgegebenen Anzahl von während eines Bursts zu sendenden Testpakten, multipliziert mit einer vorgegebenen Testpaketlänge und dividiert durch die dritte Datenübertragungsrate.
Mit dem oben definierten Verfahren ist es insbesondere möglich, automatisiert den Datendurchsatz einer TCP-Sitzung zu bestimmen, der sich ergibt, wenn ein Peak bzw. ein Burst von Testpaketen mit einer in der ersten Endstelle einstellbaren dritten Datenübertragungsrate von einer ersten Endstelle zu einer zweiten Endstelle gesendet wird.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
In vorteilhafter Weise können die Schritte d) bis f) in der zweiten Endstelle und/oder in der zentralen Steuereinrichtung ausgeführt werden. Werden die Schritte d) und f) in der zentralen Steuereinrichtung ausgeführt, ist sicherzustellen, dass zumindest die Folgenummern der in der zweiten Endstelle empfangenen Testpakete zur zentralen Steuereinrichtung übertragen werden.
Werden die Schritte d) bis f) in der zweiten Endstelle ausgeführt, werden die ermittelten Ergebnisse vorzugsweise zur zentralen Steuereinrichtung zur weiteren Verwendung übertragen.
So kann in Schritt f) als weiterer Dienstgüte-Parameter die Verzögerungs- bzw. Latenzzeit der Datenübertragung bezogen auf das erste, vom zweiten Testgerät empfangenen Testpaket bestimmt werden.
Vorteilhafter Weise kann die zweite Datenübertragungsrate mittels eines eine einstellbare Puffereinrichtung aufweisenden Netzknotens des paketvermittelten Kommunikationsnetzwerks eingestellt werden, mit dem die zweite Endstelle verbunden werden kann.
Im Netzknoten können die Puffergröße und/oder Parameter zum Füllen und/oder zum Auslesen der Puffereinrichtung neu eingestellt werden, wenn der in Schritt f) bestimmte Datendurchsatz unter einen vorbestimmten Schwellenwert liegt. Anschließend können die Schritte a) bis f) wiederholt werden. Bei diesen Parametern kann es sich beispielsweise um die Füll- und/oder Auslesezeit handeln.
Vorzugsweise kann der Schritt der Neueinstellung der Puffergröße und/oder der Parameter zum Füllen und/oder Auslesen der Puffereinrichtung sowie die Schritte a) bis f) solange wiederholt werden, bis der in Schritt f) bestimmte Datendurchsatz den vorbestimmten Schwellenwert erreicht oder überschritten hat. Der vorbestimmte Schwellenwert kann gleich oder kleiner als die zweite Datenübertragungsrate sein.
Vorzugsweise kann es sich bei dem Netzknoten um einen Edge-Router handeln, dessen Aufbau und Funktionsweise dem Fachmann bekannt ist.
Vorteilhafterweise werden als Software-Testagenten IxChariot-Agenten in der ersten Endstelle und der zweiten Endstelle implementiert, die entsprechend der Erfindung konfiguriert werden.
Die Schritt a) bis f) können unter Steuerung der zentralen Steuereinrichtung zu beliebigen oder einstellbaren Zeitpunkten wiederholt ausgeführt werden. Zweckmäßigerweise können die Schritte a) bis f) für mehrere erste Endstellen und für mehrere zweite Endstellen (2) ausgeführt werden können, wobei in der Regel jeweils eine Sitzung zwischen genau einer ersten Endstelle und genau einer zweiten Endstelle besteht.
Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

1 ein beispielhaftes Kommunikationssystem mit einem Messaufbau gemäß der Erfindung,
2 ein schematisches Blockschaltbild eines in 1 gezeigten Netzknotens,
3 ein beispielhaftes Testskript zur Steuerung des erfindungsgemäßen Testverfahrens,
4 ein beispielhaftes Diagramm, in dem der ermittelte Datendurchsatz einer Testsitzung dargestellt ist,
5 einen Auszug eines beispielhaften Testprotokolls, zu dem in 4 dargestellten Datendurchsatzes.

1 zeigt einen beispielhaften Messaufbau hinsichtlich eines beispielhaften Kommunikationssystems 10. Das Kommunikationssystem 10 weist beispielsweise ein Kommunikationsnetzwerk 20 auf, dass als Kernnetz ausgebildet sein kann. Vorzugsweise wird als Kommunikationsnetzwerk 20 ein IP-basiertes Kommunikationsnetzwerk 20 verwendet, welches mehrere Netzknoten aufweist. Der einfachen Darstellung wegen sind in 1 lediglich drei Netzknoten 30 bis 32 gezeigt.
Die Netzknoten 30 und 31 sind beispielsweise über eine Verbindungsleitung 42 und die Netzknoten 31 und 32 beispielsweise über eine Verbindungsleitung 43 miteinander verbunden. Die Netzknoten 30 bis 32 können jeweils eine Puffereinrichtung 92 mit einstellbarer Puffergröße zum Zwischenspeichern von Datenpaketen aufweisen, wie dies beispielhaft in 2 hinsichtlich des Netzknotens 32 gezeigt ist. Angemerkt sei, dass die Puffereinrichtung 92 mehrere zu- oder abschaltbare Puffer aufweisen kann. Jeder der Netzknoten 30 bis 32 weist zudem eine Empfangsschnittstelle 90 und eine Sendeschnittstelle 91 auf, wie in 2 gezeigt. Weiterhin sind die Netzknoten 30 bis 32 dazu ausgebildet, die Paramater zum Füllen und/oder Auslesen der Puffereinrichtung 92 zu verändern. Zum Steuern des Füllens der Puffereinrichtung können an sich bekannte Policer verwendet werden, während zum Steuern des Auslesens der Puffereinrichtung 92 an sich bekannte Scheduler zum Einsatz kommen können. Mit anderen Worten: Die Netzknoten 30 bis 32 können ein Traffic Shaping durchführen.
Aufgabe eines Traffic Shaping ist es, Daten von einer hohen Bandbreite auf eine niedrigere Bandbreite umzusetzen und durch ein gesteuertes Zwischenspeichern der Pakete dafür zu sorgen, dass möglichst wenig Datenpakete verloren gehen und die niedrigere Bandbreite optimal vom Kunden genutzt werden kann.
Im vorliegenden Beispiel soll im Edge-Router 32 eine an der Empfangsschnittstelle 90 wirksame Datenübertragungsrate von 1Gbit/s auf eine an der Sendeschnittstelle 91 wirksame niedrigere Datenübertragungsrate von beispielsweise 100Mbit/s umgesetzt werden. Die Datenübertragungsrate von 1Gbit/s entspricht hierbei der einer ersten Endstelle 70 zugewiesen ersten Datenübertragungsrate, während die niedrigere Datenübertragungsrate von 100Mbit/s der einer zweiten Endstelle 80 zugewiesenen zweiten Datenübertragungsrate entspricht. Angemerkt sei, dass bei dem hier beschriebenen beispielhaften Kommunikationssystem 10 die erste Endstelle 70 als Ursprungs-Endstelle und die zweite Endstelle 80 als Ziel-Endstelle einer zu testenden Verbindung bzw. Sitzung fungieren.
Angemerkt sei ferner, dass die Umsetzung bzw. Anpassung der Datenübertragungsraten im Edge-Router 32 in an sich bekannter Weise mittels eines Warteschlangenverfahrens (Queuingverfahrens) eingestellt werden kann. Zu Testzwecken kann die Sendeschnittstelle 91 des Edge-Routers 32 beispielsweise auf eine Datenübertragungsrate von 90Mbit/s, die also unterhalb der der zweiten Endstelle zur Verfügung gestellten zweiten Datenübertragungsrate liegt, eingestellt werden.
Bei den Netzknoten 30 bis 32 kann es sich um bekannte Edge-Router handeln, deren Funktionsweise dem Fachmann bekannt ist. Angemerkt sei an dieser Stelle, dass die Datenübertragungsanpassung zwischen dem Kommunikationsnetzwerk 20 und einer Ziel-Endstelle über jeden Netzknoten realisiert werden kann, der über einen einstellbaren Puffer und einen steuerbaren Füll- und Auslesemechanismus verfügt.
Die erste Endstelle 70 ist über einen teilnehmerseitigen Router 60 und den Edge-Router 30 an das Kommunikationsnetzwerk 20 angeschlossen. Die zweite Endstelle 80 ist über einen teilnehmerseitigen Router 65 und den Edge-Router 32 ebenfalls mit dem IP-basierten Kommunikationsnetzwerk 20 verbunden. Bei der ersten Endstelle 70 kann es sich beispielsweise um das Rechenzentrum einer Bank handeln, während die zweite Endstelle 80 zum Beispiel eine Filiale der Bank bzw. ein Rechensystem der Filiale sein kann. Angemerkt sei, dass beispielsweise für den Anschluss der ersten Endstelle 70 eine Bandbreite von 1Gbit/s und für den Anschluss der zweiten Endstelle 80 eine Bandbreite von 100 Mbit/s gekauft worden sind. Die Bandbreite von 1Gbit/s entspricht hierbei der ersten Datenübertragungsrate, während die Bandbreite von 100Mbit/s der zweiten Datenübertragungsrate entspricht.
Um die Güte einer Verbindung bzw. Sitzung zwischen dem Rechenzentrum als erste Endstelle 1 und der Filiale als zweite Endstelle 2 und insbesondere den Datendurchsatz hinsichtlich der zweiten Endstelle 2 quantitativ bestimmen zu können, kann ein automatisierter Test durchgeführt werden.
Hierzu weist die erste Endstelle 70 beispielsweise einen Rechner 71 auf, auf dem ein Software-Testagent, wie zum Beispiel ein IxChariot-Agent installiert ist. Der Rechner 71 ist beispielsweise über ein Verbindungskabel 40 an den Router 60 angeschlossen, der Bestandteil der ersten Endstelle 70 sein kann. Die zweite Endstelle 80 kann ebenfalls einen Rechner 81 aufweisen, auf dem ein Software-Testagent, wie zum Beispiel ein IxChariot-Agent installiert ist. Die Software-Testagenten fungieren als sogenannte Software-Endpoints, die für gängige Betriebssysteme erhältlich sind. Der Rechner 81 ist beispielsweise über ein Verbindungskabel 51 an den Router 65 angeschlossen, der Bestandteil der zweiten Endstelle 80 sein kann.
Im gezeigten Beispiel fungiert der Rechner 71 der ersten Endstelle 70 als Sendeeinrichtung und der Rechner 81 der zweiten Endstelle 80 als Empfangseinrichtung. Der Router 60 ist beispielsweise über eine 1Gbit/s-Glasfaser 41 mit dem Edge-Router 30 verbunden, während der Router 65 zum Beispiel über eine 100Mbit/s-Anschlussleitung 50 mit dem Edge-Router 32 verbunden ist.
Eine zentrale Steuereinrichtung 100, die als IxChariot Konsole ausgebildet sein kann, kann in herkömmlicher Weise zum Beispiel über eine Verbindung 110 zum Beispiel an den Router 31 des Kommunikationsnetzwerks 20 angeschlossen werden. Die Software-Agenten der Rechner 71 und 81 werden zentral über die Steuereinrichtung 100 gesteuert. Hierzu müssen die IP-Adressen der Rechner 71 und 81 der zentralen Steuereinrichtung 100 bekannt sein. Angemerkt sei an dieser Stelle, dass die zentrale Steuereinrichtung 100 weitere Endstellenpaare aus einer ersten und zweiten Endstelle, die separate Testsitzungen bilden, zu Testzwecken steuern kann.
Nachfolgend wird die Funktionsweise des in 1 gezeigten Messaufbaus näher erläutert.
Mit dem in der 1 gezeigten Messaufbau kann nunmehr beispielsweise geprüft werden, ob die der zweiten Endstelle 80 zugewiesene Datenübertragungsrate von 100Mbit/s in einem Burstbetrieb, d. i. ein burstartiger Verkehr von Testpaketen, auch wirklich genutzt werden kann.
Hierzu soll ein Dienstgüte-Parameter einer paketbasierten Datenübertragung zwischen der ersten Endstelle 70 und der zweiten Endstelle 80 bei einem einzigen Burst automatisiert bestimmt werden. Insbesondere soll als Dienstgüte-Parameter der Verbindung der Datendurchsatz ermittelt werden, der bei einer beispielhaften TCP-Sitzung über das IP-basierte Kommunikationsnetzwerk 20 zwischen der ersten Endstelle 70 und der zweiten Endstelle 80 erreicht werden kann, wenn für den Anschluss der ersten Endstelle 70 eine Bandbreite von 1Gbit/s und für den Anschluss der zweiten Endstelle 80 eine Bandbreite von 100Mbit/s bereitgestellt wird.
Im Folgenden wird unter einem Burst die Übertagung einer vorgebbaren endlichen Anzahl von Testpaketen mit vorbestimmbarer Größe innerhalb einer definierten, vorzugsweise minimalen Zeitperiode und mit einer dritten im Rechner 71 einstellbaren Datenübertragungsrate verstanden. Die dritte Datenübertragungsrate kann gleich der oder größer als die zweite Datenübertragungsrate sein. Im vorliegenden Beispiel beträgt sie 1Gbit/s. Mit anderen Worten: Der Rechner 71 sendet eine einstellbare Anzahl von Testpaketen mit einer Datenübertragungsrate von 1Gbit/s über die Glasfaser 41 ins Kommunikationsnetzwerk 20.
Wird aber am Rechner 71 eine dritte Datenübertragungsrate eingestellt, die höher als die erste, vereinbarte Datenübertragungsrate von 1Gbit/s ist, muss am teilnehmerseitigen Router 60 eine Geschwindigkeitsanpassung vorgenommen werden, mit der die Datenübertragungsrate des Rechners 71 auf die erste Datenübertragungsrate der Verbindung 41 angepasst wird.
An dieser Stelle sei erwähnt, dass es sich bei dem Datendurchsatz um einen für einen Kunden, beispielsweise einem Kunden der zweiten Endstelle 2, relevanten Qualitätsparameter einer Verbindung handelt, der beispielsweise mit einer TCP-Sitzung erreicht werden kann. Das betrifft insbesondere TCP-Sitzungen bzw. Applikationen, bei denen große Datenmengen (z. B. CAD, OS-Updates und Laufwerksynchronisationsprozesse) übertragen werden. Der Datendurchsatz einer Sitzung ergibt sich aus den „Inflight-data“ multipliziert mit 8 und dividiert durch die TCP-Antwortzeit am Sender.
Die „In-flight-data“ definieren bezogen auf die Erfindung die Anzahl von Nutzdaten gemessen in Byte, die ab Beginn einer Testprozedur, d. h. ab Beginn der Übertragung eines Bursts von Testpaketen, bis zum Ende des Bursts von der ersten Testeinrichtung 70 zur zweiten Testeinrichtung übertragen worden sind.
Zur Vorbereitung einer automatisierten Testumgebung wird in der Steuereinrichtung 100 die Anzahl der während eines einzigen Bursts zu übertragenden Testpakete beispielsweise auf 625 eingestellt, wobei jedes Testpaket beispielsweise 1000 Byte lang sein soll. Weiterhin wird in der Steuereinrichtung 100 die zu verwendende Datenübertragungsrate auf maximal bzw. unbegrenzt gesetzt. Das bedeutet beim vorliegenden Beispiel, dass in einem einzigen Burst 625000 Bytes von der Ursprungs-Endstelle 70 mit einer am Rechner 71 eingestellten maximalen dritten Datenübertragungsrate von 1Gbit/s ins Kommunikationsnetzwerk 20 gesendet werden sollen.
Zudem werden in der Steuereinrichtung 100 die IP-Adressen der Rechner 71 und 81 hinterlegt, und zwar mit der Anweisung, dass der Rechner 71 der Endstelle 70 der Ursprungs-Rechner ist und der Rechner 81 der zweiten Endstelle 80 der Ziel-Rechner einer aufzubauenden Testverbindung bzw. Testsitzung ist. Wird als Steuereinrichtung 100 eine IxChariot Konsole verwendet, kann für ein zu simulierendes Übertragungsszenario ein Skript genutzt werden, das den Videoanteil einer IPTV-Übertragung simuliert.
3 zeigt die Einstellungen in einem solchen Skript. Auf diese Weise wird die IxChariot Konsole für eine im Burstbetrieb arbeitende Testumgebung modifiziert, für die sie ursprünglich nicht ausgebildet war. Zudem können in der Steuereinrichtung 100 Ereignisse definiert werden, zu denen erneut in einem einzigen Burst 625 Testpakete übertragen werden sollen. Die Ereignisse können zufällige oder fest vorgegebene Zeitpunkte sein. In 3 ist links neben dem Skript der Datendurchsatz dargestellt, der mit den obigen Einstellungen maximal erreichbar ist.
Unter Steuerung der Steuereinrichtung 100 wird nunmehr eine Verbindung zwischen dem Rechner 71 der ersten Endstelle 70 und dem Rechner 81 der zweiten Endstelle 80 aufgebaut. Diese Verbindung setzt sich aus Abschnitten 40 bis 43, 50 und 51 zusammen, die als durchgezogene bzw. gestrichelte Linien dargestellt sind. Hierbei sind die Verbindungsabschnitte 40 bis 43 jeweils als 1Gbit/s-Verbindungsabschnitte ausgebildet, während die Verbindungsabschnitte 50 und 51 jeweils als 100Mbit/s-Verbindungsabschnitte ausgebildet sind.
Angenommen sei nunmehr, dass die Steuereinrichtung 100 dem Software-Testagenten des Rechners 71 mitteilt, 625 Testpakete mit jeweils einer Länge von 1000 Byte für den Software Agenten des Rechners 81 der zweiten Endstelle 80 bereitzustellen und mit einer unbegrenzten Datenübertragungsrate zu übertragen. Der Software-Agent des Rechners 71 ist dazu ausgebildet sein, die Testpakete eines Bursts mit einer einstellbaren maximalen Datenübertragungsrate, d. i. im vorliegenden Beispiel die dritte Datenübertragungsrate von 1Gbit/s, über die Verbindung 40 und die Glasfaser 41 ins Kommunikationsnetz 20 zu senden. Der Software-Testagent des Rechners 71 ist ferner dazu ausgebildet, Testpakte beispielsweise gemäß dem RTP-Protokoll zu erzeugen, wobei in jedes Testpaket neben einer sich fortlaufend mit jedem Testpaket ändernden Folgenummer auch die Quell-IP-Adresse des Rechners 71 und die Ziel-IP-Adresse des Rechners 81 eingetragen werden kann. Das bedeutet, dass beispielsweise das erste Testpaket einer Burstübertragung die Folgenummer 1 und das letzte Testpaket der Burstübertragung die Folgenummer 625 enthält.
Getriggert von der zentralen Steuereinrichtung 100 werden nunmehr die 625 Testpakete in der Reihenfolge ihrer Folgenummern, also von 1 bis 625 vom Rechner 71 mit der beispielhaften maximalen dritten Datenübertragungsrate von 1Gbit/s gesendet bzw. dem Router 60 zugeführt. Bei einem ordnungsgemäßen Betrieb werden die 625 Testpakete vom Router 60 über die Edge-Router 30 und 31 zum Edge-Router 32 mit einer Datenübertragungsrate von 1Gbit/s übertragen. Der Edge-Router 32 sendet dann idealerweise die empfangenen 625 Testpakete mit der zweiten Datenübertragungsrate von 100Mbit/s über den teilnehmerseitigen Router 56 zum Rechner 81 der Ziel-Endstelle 80. In diesem Fall kämen 625 Testpakte während der Burstübertragung am Rechner 81 an.
Angenommen sei, dass aber nicht alle der 625 gesendeten Testpakete am Rechner 81 der zweiten Endstelle 80 angekommen sind.
Um den Datendurchsatz hinsichtlich der zweiten Endstelle 80 ermitteln bzw. berechnen zu können, wird beispielsweise im Rechner 81 der zweiten Endstelle 80 die Anzahl der Testpakete ermittelt, die während der Burstübertragung tatsächlich am Rechner 81 angekommen sind. Angemerkt sei, dass der Rechner 81 in der Lage ist, die Dauer einer Burstübertragung zu ermitteln. Beispielsweise kann hierzu der Beginn einer Burstübertragung durch ein Startpaket und das Ende der Burstübertragung durch eine Endepaket, welche der Rechner 71 zum Rechner 81 überträgt, dem Rechner 81 signalisiert werden. Denkbar ist auch, dass im Rechner 81 nach Erhalt eines Startpakets ein Timer mit einstellbarer Ablaufzeit gestartet wird. Ferner wird im Rechner 81 ermittelt, wie lange während einer Burstübertragung Testpakete aufeinanderfolgend empfangen worden sind.
Im vorliegenden Beispiel sei angenommen, dass die Auswertung ergab, dass während einer Burstübertragung bzw. Burstperiode 483 Testpakete und zwar in richtiger Reihenfolge vom Rechner 81 empfangen worden sind. Dem entspricht ein Paketverlust von 142 Paketen
Der Rechner 81 ist dazu ausgebildet, den für die zweite Endstelle 80 maßgeblichen Datendurchsatz in Abhängigkeit der ermittelten Anzahl von empfangenen Testpakten zu bestimmen und zur zentralen Steuereinrichtung 100 zu übertragen. Die für die Berechnung des Datendurchsatzes erforderliche Größe der „In-flight-data“ kann nun wie folgt berechnet werden:
483 empfangene Testpakete * 1000 Byte/Testpaket = 483000 Byte. Werden die „In-flight-data“ mit 8bit/Byte multipliziert und dann durch die Antwortzeit dividiert, erhält man den Datendurchsatz.
Wie 4 zeigt, wurden die 483 Testpakete während einer Übertragungsdauer von etwa 20, 5ms vom Rechner 81 empfangen. Daraus folgt ein rechnerischer Datendurchsatz von 18,85 Mbit/s gemäß der Gleichung: $\begin{array}{l} Datendurchsatz = Anzahl der gesendeten Testpakete während \\ eines Bursts * Testpaketlänge * 8 bit / byte / \\ Übertragungsdauer = 483 Testpakete * 1000 Byte / Testpaket * 8 \\ bit / Byte / 0,0205 s = 18, 85 Mbit / s . \end{array}$
5 zeigt den Ausschnitt des dazugehörenden Protokolls. Angemerkt sei, dass die Testdaten unter Anwendung des UDP-Kommunikationsprotokolls vom Rechner 71 übertragen worden sind.
Neben dem Datendurchsatz kann der Rechner 81 auch dazu ausgebildet sein, unter Auswertung der in den empfangenen Testpaketen enthaltenen Folgenummern die Anzahl der Testpakete zu ermitteln, die in falscher und/oder richtiger Reihenfolge in der zweiten Endstelle 80 bzw. vom Rechner 81 empfangen worden sind. Da die 483 Testpakete in der Reihenfolge ihrer Folgenummern im Rechner 81 angekommen sind, bedeutet dies, dass alle 483 Testpakete in der richtigen Reihenfolge empfangen worden sind.
Ferner sei angemerkt, dass auf den beiden Rechnern 71 und 81 vorzugsweise das Linux Betriebssystem läuft.
Weiterhin sei angemerkt, dass alternativ oder zusätzlich zum Beispiel der Datendurchsatz und/oder die Anzahl der Testpakete, die in richtiger und/oder falscher Reihenfolge empfangen worden sind, in der zentralen Steuereinrichtung ermittelt werden können. Hierzu müssen die vom Rechner 81 empfangenen Testpakte vorzugsweise vollständig, zumindest aber deren Folgenummern, zur zentralen Steuereinrichtung 100 weitergeleitet werden.
Als Reaktion auf das Messergebnis kann nunmehr im Edge-Router 32 das Traffic-Shaping optimiert werden, indem zum Beispiel die Puffergröße und/oder die Parameter zum Auslesen und/oder Füllen der Puffereinrichtung 92 neu eingestellt werden. Anschließend werden erneut wieder beispielsweise 625 Testpakete mit einer Paketgröße von 1000 Byte bei der dritten, durch den Rechner 71 vorgegebenen Datenübertragungsrate von 1Gbit/s von der ersten Endstelle 70 zum Router 60 gesendet.
Sendet der Rechner 71 jedoch mit einer höheren dritten Datenübertragungsrate, beispielsweise mit 10Gbit/s, muss eine Anpassung der Datenübertragungsrate im Router 60 auf die erste Datenübertragungsrate von 1Gbit/s erfolgen. Treten hierbei Übertragungsfehler auf, kann eine Korrektur nicht nur am Edge-Router 32, sondern auch am teilnehmerseitigen Router 60 vorgenommen werden.
Dieses Verfahren kann iterativ solange durchgeführt werden, bis im Rechner 81 und/oder in der zentralen Steuereinrichtung 100 ein Datendurchsatz ermittelt worden ist, der größer oder gleich einem vorbestimmten Schwellenwert ist.
Mit dem beschriebenen Testverfahren können im Rechner 81 und/oder in der zentralen Steuereinrichtung 100 darüber hinaus auch überprüft werden, ob die gesendeten Testpakete in der richtigen Reihenfolge angekommen sind.
Weiterhin kann mit dem beschriebenen Verfahren als weiterer Dienstgüte-Parameter die Verzögerung der Datenübertragung bezogen auf das erste, vom Rechner 81 empfangene Testpaket bestimmt werden. Hierzu werden zum Beispiel im Rechner 71 die gesendeten Testpakete aufgezeichnet, wobei die Folgenummern und die Sendezeitpunkte mit aufgezeichnet werden. In ähnlicher Weise werden von dem Rechner 81 neben den Folgenummern auch die Empfangszeitpunkte der empfangenen Testpakete festgehalten, die je nach Implementierung auch zur zentralen Steuereinrichtung 100 übertragen werden können. Auf diese Weise kann die Verzögerungszeit für jedes Testpaket im Rechner 81 und7oder in der zentralen Steuereinrichtung 100 ermittelt werden. Somit kann auch ein Jitter, also Schwankungen zwischen den Paketlaufzeiten, bestimmt werden.

Claims

Verfahren zum automatisierten Bestimmen wenigstens eines Dienstgüte-Parameters einer paketbasierten Datenübertragung während eines Burstbetriebs zwischen einer ersten, einen Software-Testagenten aufweisenden Endstelle (70), der eine erste Datenübertragungsrate zugewiesen worden ist, und einer zweiten, einen Software-Testagenten aufweisenden Endstelle (80), der eine zweite Datenübertragungsrate zugewiesen worden ist, wobei die erste Datenübertragungsrate höher als die zweite Datenübertragungsrate oder gleich der zweiten Datenübertragungsrate ist, wobei die erste und zweite Endstelle an ein paketvermitteltes Kommunikationsnetzwerk (20) angeschlossen sind, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: a) Bereitstellen einer vorbestimmten Vielzahl von Testpaketen vorbestimmter Größe vom Software-Testagenten der ersten Endstelle (70) für den Software-Testagenten der zweiten Endstelle (80) unter Steuerung einer zentralen Steuereinrichtung, die mit dem paketvermittelten Kommunikationsnetzwerk (20) verbunden ist, wobei in jedes Testpaket eine sich mit jedem Testpaket fortlaufend ändernde Folgenummer geschrieben wird; b) Senden, während eines einzigen Bursts, der in Schritt a) bereitgestellten vorbestimmten Vielzahl von Testpaketen mit einer dritten Datenübertragungsrate unter Steuerung der zentralen Steuereinrichtung (100) in das paketvermittelte Kommunikationsnetzwerk (20), wobei die dritte Datenübertragungsrate gleich oder größer als die erste Datenübertragungsrate ist; c) Empfangen zumindest einiger der in Schritt b) gesendeten Testpakete in der zweiten Endstelle (80); d) Ermitteln der Anzahl der in Schritt c) empfangenen Testpakete); e) Bestimmen unter Auswertung der in den in Schritt c) empfangenen Testpaketen enthaltenen Folgenummern der Anzahl der Testpakete, die in falscher und/oder richtiger Reihenfolge in der zweiten Endstelle (80) empfangen worden sind; und f) Bestimmen des Datendurchsatzes zwischen der ersten Endstelle (70) und der zweiten Endstelle (80) für den genau einen Burst in Abhängigkeit von der in Schritt d) ermittelten Anzahl an empfangenen Testpaketen.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schritte d) bis f) in der zweiten Endstelle (80) und/oder in der zentralen Steuereinrichtung (100) ausgeführt werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt f) als weiterer Dienstgüte-Parameter die Verzögerung der Datenübertragung bezogen auf das erste, von der zweiten Endstelle (80) empfangenen Testpaket bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Datenübertragungsrate mittels eines eine einstellbare Puffereinrichtung (92) aufweisenden Netzknotens (32) des paketvermittelten Kommunikationsnetzwerks (20) eingestellt wird, mit dem die zweite Endstelle (2) verbunden werden kann.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Netzknoten (32) die Puffergröße und/oder Parameter zum Füllen und/oder Auslesen der Puffereinrichtung (92) neu eingestellt werden, wenn der in Schritt f) bestimmte Datendurchsatz unter einem vorbestimmten Schwellenwert liegt, und dass anschließend unter Steuerung der zentralen Steuereinrichtung die Schritte a) bis f) wiederholt werden.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Neueinstellens der Puffergröße und/oder die Parameter zum Füllen und/oder Auslesen der Puffereinrichtung (92) und die Schritte a) bis f) solange wiederholt werden, bis der in Schritt f) bestimmte Datendurchsatz den vorbestimmten Schwellenwert erreicht oder überschritten hat.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Netzknoten (32) eine Edge-Router eingesetzt wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Software-Testagenten IxChariot-Agenten in der ersten Endstelle (1) und der zweiten Endstelle (2) implementiert worden sind.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schritt a) bis f) unter Steuerung der zentralen Steuereinrichtung zu beliebigen oder einstellbaren Zeitpunkten wiederholt ausgeführt werden.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schritte a) bis g) für mehrere erste Endstellen und für mehrere zweite Endstellen (2) ausgeführt werden können.