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Die Erfindung betrifft eine Lösung zur Lastmessung für einen Internetzugang. Sie bezieht sich darauf, eine Lösung bereitzustellen, mittels welcher die in einem Zugangsnetz in der Downstreamrichtung und in der Upstreamrichtung zur Verfügung stehende Übertragungsbandbreite gemessen werden kann, wobei dies auch als Lastmessung bezeichnet wird. Hierbei bezieht sich die Erfindung auf ein entsprechendes Verfahren und auf ein zur Durchführung dieses Verfahrens geeignetes System.
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Für einen Internetprovider ist es aus Gründen der Qualitätssicherung sehr wichtig, über zuverlässige Aussagen zur Leistungsfähigkeit der von ihm zur Verfügung gestellten Internetzugänge, respektive des die Internetzugänge an ein Kernnetz anbindenden Zugangsnetzes, zu verfügen. Daher ist es seitens der Internetprovider nicht unüblich, entsprechende, diese Leistungsfähigkeit bestimmende Parameter durch regelmäßige Messungen zu überprüfen, das heißt die betreffenden Parameter zu monitoren. Hierfür kommen bei den Anbietern, also bei den Internetprovidern, unterschiedliche Systeme zum Einsatz. Ein unter anderem durch die Anmelderin genutztes System besteht aus einem zentralen Server und einer Mehrzahl von Mess-Clients. Die vorgenannten Mess-Clients sind an mehreren Standorten in Deutschland verteilt aufgebaut und ebenso wie die Kunden jeweils über ein Zugangsnetz mit dem Internet verbunden.
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Die Mess-Clients versuchen dabei, in regelmäßigen Abständen, zum Beispiel stündlich, das Verhalten von über dasselbe Zugangsnetz mit dem Internet verbundenen Kunden gewissermaßen nachzustellen. Hierbei werden, gesteuert durch eine auf dem jeweiligen Mess-Client ablaufende Software, im festgelegten zeitlichen Abstand unterschiedliche Messungen vorgenommen. Beispielsweise werden dazu wiederholt folgende Szenarien durchgespielt:
- - Ping-Messungen zu bestimmten Internet-Servern zur Bestimmung der Laufzeit von Datenpaketen,
- - Aufrufen und Messen der Ladezeit beliebter Internetseiten,
- - Aufrufen und Messen der Ladezeit beliebter Videoportale,
- - Qualitätsbeurteilung gestreamter Videos.
- - Messung der zur Verfügung stehenden Bandbreite, nämlich der Download- und Uploadübertragungsbandbreite (Lastmessung).
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Die jeweiligen Messergebnisse werden durch die auf dem Mess-Client ausgeführte Software (Programmanwendung) ausgewertet und das Ergebnis in geeigneter Weise aufbereitet.
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Das letzte der vorgenannten Messszenarien, also die Lastmessung, wird auf der Grundlage eines Datenaustauschs zwischen dem jeweiligen Mess-Client und einem schon weiter oben erwähnten zentralen Server realisiert. Am Ende einer solchen Lastmessung wird das hierbei erhaltene Messergebnis von jedem der eine solche Lastmessung durchführenden Mess-Clients zum zentralen Server gesendet und dort gespeichert. Über ein Web-Portal können die Messergebnisse insbesondere für die mit der Thematik befassten Mitarbeiter des Providers visualisiert werden.
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Für die in der vorbeschriebenen Weise ausgeführte Lastmessung eines Internetzugangs für einen Hausnetzanschlusses wird ein Computer mit dem darauf installierten Mess-Client (Programmanwendung) an einen Zugangsrouter angeschlossen. Der Zugangsrouter ist über ein Zugangsnetz mit dem Internet verbunden. Die im Rahmen der Lastmessung zu messende Strecke ist folglich die Anbindung des Zugangsrouters an das Internet. Diese Vorgehensweise konnte bisher relativ problemlos verfolgt werden, da das Zugangsnetz bisher in der Regel eine meist deutlich geringere Bandbreite (Datendurchsatz) hatte als die zum Beispiel zu einem Heimnetzwerk gehörende Netzwerkleitung, respektive Datenleitung, zwischen Computer und Zugangsrouter. Gemessen wurde, respektive wird, hierbei der maximal mögliche Downstream-Verkehr, also der Datendurchsatz (Datenübertragungsrate) vom Internet über das Zugangsnetz, den Zugangsrouter und die Datenleitung zu dem als Mess-Client fungierenden Computer, sowie der maximal mögliche Upstream-Verkehr, also der Datendurchsatz vom Computer über die Datenleitung, über den Zugangsrouter und das über Zugangsnetz zum Internet.
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Im Zuge des weiteren Ausbaus von Glasfasernetzen, also der verstärkten Umsetzung eines FTTH-Ansatzes (FTTH = Fiber to the Home) ergeben sich jedoch für eine in der zuvor erläuterten Weise ausgeführte Lastmessung Probleme. Diese resultieren daraus, dass die in einem mittels Glasfaser realisierten Zugangsnetz erreichbare Datenübertragungsrate deutlich höher ist als der typischerweise in der Netzwerkleitung im Heimnetzwerk (Datenleitung) zwischen Computer und Zugangsrouter erreichte Datendurchsatz. Um aber die in dem Zugangsnetz tatsächlich zur Verfügung stehende Datenübertragungsrate, respektive die Übertragungsbandbreite, zuverlässig bestimmen zu können, ist es erforderlich, in dem Zugangsnetz in der jeweiligen Übertragungsrichtung (Downstream oder Upstream) einen Datenverkehr zu erzeugen, welcher mindestens der für das Zugangsnetz durch den Provider zugesagten Datenrate entspricht oder diese sogar übersteigt.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Lösung bereitzustellen, welche eine zuverlässige Lastmessung, das heißt eine Messung der Übertragungsbandbreite in der Downstream- und in der Upstreamrichtung, für einen Internetzugang auch dann ermöglicht, wenn dieser mittels eines mit Glasfasertechnik arbeitenden Zugangsnetzes realisiert ist. Hierzu sind ein entsprechendes Verfahren anzugeben und ein zur Durchführung des Verfahrens geeignetes System zu beschreiben.
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Die Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen des Verfahrens sind durch die Unteransprüche gegeben.
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Das zur Lösung der Aufgabe vorgeschlagene Verfahren für die Lastmessung in einem Zugangsnetz zum Internet, also zur Messung der in dem Zugangsnetz in der Downstreamrichtung und in der Upstreamrichtung zur Verfügung stehenden Datenübertragungsraten wird ebenfalls auf einem auf einer Client-Server-Struktur basierenden System implementiert. Die Messung erfolgt hierbei mittels eines Messsystems, welches aus einem anschlussseitigen, das an einem Hausnetzanschluss des Zugangsnetzes angeordneten Subsystem, sowie aus einem netzseitigen, nämlich im Internet angeordneten Subsystem, besteht. Sie erfolgt, indem in einem wiederholt durchgeführten Messzyklus für eine festgelegte Messdauer zwischen dem anschlussseitigen Subsystem und dem netzseitigen Subsystem Daten ausgetauscht und dabei die sich in der Downstreamrichtung einerseits und in der Upstreamrichtung andererseits jeweils einstellenden maximalen Datenübertragungsraten bestimmt werden.
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Zur Überwindung des bei schnellen, mittels Glasfaser realisierten Zugangsnetzen bestehenden Problems wird die Messung in Bezug auf das anschlussseitige Subsystem mittels mehrerer, an demselben Hausnetzanschluss über jeweils eine Netzwerkkarte, über jeweils eine Datenleitung und über einen Zugangsrouter mit demselben Zugangsnetz verbundener Mess-Clients ausgeführt. Zwar könnte es insoweit wirtschaftlicher sein, einen Computer mit zwei oder mehr parallelen Netzwerkleitungen an den Zugangsrouter anzuschließen und über jede Netzwerkleitung ein Lastmessungen zu starten. Jedoch hat es sich gezeigt, dass dies so nicht ohne weiteres möglich ist, da man das Routing, also die Zuweisung des Netzwerkverkehrs auf die Datenleitungen, im Zugangsrouter im Grunde nicht beeinflussen kann. Der Zugangsrouter „sieht“ dabei trotz paralleler Netzwerkleitungen des Heimatnetzes, respektive Datenleitungen, mit unterschiedlichen Netzwerkkonfigurationen nur einen Computer und sendet in Downstreamrichtung, also vom Internet zum betreffenden Computer, den Netzwerkverkehr nur über eine Datenleitung. Damit wäre in Downstreamrichtung der Netzwerkverkehr wieder von der Netzwerkleitung/Datenleitung zwischen dem Zugangsrouter und diesem einzelnen, mit mehreren Netzwerkkarten ausgestatteten Computer limitiert.
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Um auch dieses Problem zu lösen, werden mehrere Mess-Clients als virtuelle Maschinen gemeinsam auf einem als Host fungierenden physischen Computer ausgebildet. Diese mehreren Mess-Clients tauschen, jeweils gesteuert von einer Client-Software, über denselben Zugangsrouter Daten mit einem Server, nämlich mit demselben Mess-Server des netzseitigen Subsystems aus. Am Ende eines Messzyklus wird durch das anschlussseitige Subsystem an das netzseitige Subsystem zur weiteren Verwendung eine Downstream-Datenübertragungsrate übermittelt wird, welche der Summe aller durch die Mess-Clients in der Downstreamrichtung ermittelten Datenübertragungsraten entspricht sowie eine Upstream-Datenübertragungsrate, welche der Summe aller durch die Mess-Clients in der Upstreamrichtung ermittelten Datenübertragungsraten entspricht.
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Das während eines Messzyklus abgearbeitete Mess-Programm lässt sich hierbei mittels der von den Mess-Clients ausgeführten Client-Software über vorgegebene Messparameter steuern. Diese Messparameter sind zum Beispiel:
- - Adresse des Lastservers (Gegenstelle)
- - Messrichtung (Down- oder Upload)
- - Anzahl paralleler Messungen zu Erhöhung des Lastverkehrs
- - Messdauer
- - Begrenzung der maximalen Datenrate
- - maximales Datenvolumen.
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Um die Lastmessung auf die virtuellen Maschinen aufzuteilen und damit parallel zu starten, werden die Mess-Clients auf den virtuellen Maschinen zum Beginn eines Messzyklus jeweils synchron gestartet. Die Mess-Clients auf den virtuellen Maschinen können hierbei zentral von einem Mess-Client auf dem Host, das heißt durch eine hier zur Unterscheidung als Master-Client-Software bezeichnete Software gesteuert werden. Die Lastmessung wird automatisch über die virtuellen Maschinen auf die parallelen Netzwerkleitungen/Datenleitungen aufgeteilt. Damit ist die mögliche Bandbreite im Heimnetzwerk zwischen Computer (Host mit virtuellen Mess-Clients) und Zugangsrouter wieder höher als die Bandbreite im Zugangsnetz. Durch die vorgenannte Master-Client-Software kann hierbei vorzugsweise auch das Aufsummieren der von den virtuellen Mess-Clients bei der Ausführung des Messzyklus ermittelten Datenübertragungsraten erfolgen und die Übertragung der hieraus resultierenden Messergebnisse an das netzseitige Subsystem gesteuert werden.
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Vorteilhafterweise kann das Verfahren derart ausgestaltet sein, dass die an das netzseitige Subsystem übermittelten Datenübertragungsraten, nämlich die Downstream-Datenübertragungsrate und die Upstream-Datenübertragungsrate, über ein Portal des netzseitigen Subsystems für einen Zugriff durch dafür berechtigte Personen oder weiterverarbeitende Systeme zur Verfügung gestellt werden.
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Gemäß einer besonders bevorzugten, respektive praxisrelevanten Ausgestaltung des Verfahrens werden die zur Lastmessung zwischen dem anschlussseitigen Subsystem und dem netzseitigen Subsystem ausgetauschten Daten gemäß dem Transmission Control Protocol TCP übertragen. Hierbei werden durch die virtuellen Mess-Clients die sich aufgrund der Verwendung dieses Protokolls zwischen ihnen und dem Mess-Server des netzseitigen Subsystems in der Downstreamrichtung und in der Upstreamrichtung einstellenden Datenübertragungsraten bestimmt und diese durch das anschlussseitige Subsystem einerseits für die Downstreamrichtung und anderseits für die Upstreamrichtung aufsummiert und die dabei jeweils erhaltenen Ergebnisse an das netzseitige Subsystem übermittelt.
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Wie sich bereits aus den Darstellung zum Verfahren erschließt, besteht ein zu dessen Durchführung, das heißt zur Lastmessung in einem Zugangsnetz zum Internet geeignetes System aus einem anschlussseitigen Subsystem, nämlich einem an einem Hausnetzanschluss des durch die Lastmessung zu überprüfenden Zugangsnetzes angeordneten Subsystem, sowie aus einem netzseitigen Subsystem, nämlich einem im Internet angeordneten, mindestens einen Mess-Server umfassenden Subsystem. Zwischen diesen Subsystem werden in einem wiederholt durchgeführten Messzyklus für eine festgelegte Messdauer Daten ausgetauscht und dabei die sich in der Downstreamrichtung einerseits und in der Upstreamrichtung andererseits jeweils einstellenden maximalen Datenübertragungsraten bestimmt.
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Das anschlussseitige Subsystem besteht aus mehreren Mess-Clients mit einer Netzwerkkarte und aus einem Zugangsrouter, mit welchem die Mess-Clients jeweils über ihre Netzwerkkarte und über jeweils eine Datenleitung verbunden sind. Die Mess-Clients sind demnach an demselben Hausnetzanschluss, nämlich über den von ihnen gemeinsam genutzten Zugangsrouter, mit dem Zugangsnetz verbunden. Hierbei sind die Mess-Clients als virtuelle Maschinen gemeinsam auf einem als Host fungierenden physischen Computer ausgebildet und jeweils mit einer den Datenaustausch mit dem Mess-Server steuernden Clientsoftware ausgestattet. Das anschlussseitige Subsystem insgesamt ist zudem dazu ausgebildet, am Ende eines Messzyklus an das netzseitige Subsystem zur weiteren Verwendung eine Downstream-Datenübertragungsrate zu übermitteln, welche der Summe aller durch die Mess-Clients in der Downstreamrichtung ermittelten Datenübertragungsraten entspricht sowie eine Upstream-Datenübertragungsrate, welche der Summe aller durch die Mess-Clients in der Upstreamrichtung ermittelten Datenübertragungsraten entspricht.
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Bei den Netzwerkkarten der Mess-Clients kann es sich vorteilhafterweise um virtuelle Netzwerkkarten handeln, die durch eine einzelne physische Baugruppe (zum Beispiel Platine) ausgebildet sind. Jede dieser virtuellen Netzwerkkarten verfügt über einen eigenen physischen Port (typischerweise Ethernet-Port) für eine sie mit dem Zugangsrouter verbindende Datenleitung. Diesem Port einer jeweiligen virtuellen Netzwerkkarte wird hierbei durch eine Treibersoftware für die physische Baugruppe eine eindeutige feste MAC-Adresse zugeordnet.
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Aus der Sicht der Systemarchitektur kann man einen jeweiligen Mess-Client, und dessen über eine separate Datenleitung mit dem Zugangsrouter verbundene Netzwerkkarte auch als ein Bridge-Device betrachten, respektive bezeichnen, - eine Brücke, welche den Host als physischen Computer über einen separaten Pfad mit dem Zugang-Router verbindet und ihn hierdurch für den Zugangsrouter nicht mehr als einzelnen Computer erkennbar macht. Hierbei könnte der Host theoretisch über mehrere physische, auf einer gemeinsamen Platine oder auf je einer eigenen Platine realisierte Netzwerkkarten verfügen, von denen aber jede exklusiv an einen bestimmten der virtuellen Mess-Clients gebunden ist und über ein Netzwerk-Port und ein eigenes Datenkabel mit dem Zugangsrouter verbunden ist.
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Vorzugsweise handelt es sich jedoch um virtuelle Netzwerkkarten, wobei aber jede dieser virtuellen Netzwerkkarten über einen eigenen, mittels eines Datenkabels mit dem Zugangsrouter verbundenen Port, mit einer diesem Port durch eine Treibersoftware zugewiesenen eindeutigen MAC-Adresse verfügt. Unabhängig von den insoweit hinsichtlich der konkreten Realisierung der Netzwerkkarten denkbaren möglichen Ausgestaltungen ist es dabei aber stets so, dass ein Bridge-Device aus einer virtuellen Maschine (einem virtuellen Mess-Client) mit seiner eigenen Netzwerkkarte mit eigener Konfiguration besteht und über ein eignes Datenkabel mit dem Zugangsrouter verbunden ist, so dass für den Zugangsrouter, wie bereits ausgeführt, nicht erkennbar ist, dass die genannten Bridge-Devices physisch auf einem einzigen Computer - dem Host - realisiert sind.
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Darüber hinaus kann das netzseitige Subsystem mit einem Internetportal ausgestattet sein, über welches dafür berechtigten Personen oder weiterverarbeitenden Systemen ein Zugriff insbesondere auch auf die an das netzseitige Subsystem übermittelten Datenübertragungsraten, nämlich auf die Downstream-Datenübertragungsrate und die Upstream-Datenübertragungsrate, ermöglicht ist.
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Der Host des anschlussseitigen Subsystems ist vorzugsweise mit einer Master-Client-Software ausgestattet, welche dazu ausgebildet ist, die von den virtuellen Mess-Clients verarbeitete Client-Software synchron zum Start eines Messzyklus anzusteuern, die bei der Ausführung des Messzyklus durch die virtuellen Mess-Clients ermittelten Datenübertragungsraten einerseits in Bezug auf die Downstreamrichtung und andererseits in Bezug auf die Upstreamrichtung aufzusummieren sowie die Übertragung der dabei als Messergebnisse erhaltenen Summen an das netzseitige Subsystem zu steuern.