DE112018008106T5

DE112018008106T5 - Bestimmung eines wendepunkts in der überlastung eines netzwerkpfads

Info

Publication number: DE112018008106T5
Application number: DE112018008106.0T
Authority: DE
Inventors: Jean Tourrilhes; Puneet Sharma
Original assignee: Hewlett Packard Enterprise Development LP
Current assignee: Hewlett Packard Enterprise Development LP
Priority date: 2018-10-26
Filing date: 2018-10-26
Publication date: 2021-08-19
Also published as: US11811662B2; WO2020086092A1; US20220006740A1; CN113039760A

Abstract

Eine Bestimmung eines Wendepunkts in der Überlastung in einem Netzwerkpfad kann das Bestimmen einer Paketüberlastung auf einem Netzwerkpfad unter Anwendung eines Wendepunkt-Erfassungsmechanismus (IPDM), das Erfassen eines möglichen Wendepunkts durch die Netzwerksteuerung in Reaktion darauf, dass eine Ein-Weg-Verzögerung (OWD) eines ersten Pakets um einen Wert, der größer als eine Funktion einer Differenz der Zwischenstartzeit (IDT) zwischen dem ersten Paket und dem zweiten Paket ist, geringer ist als eine OWD eines zweiten Pakets, und das Bestimmen eines Wendepunkts in der Überlastung des Netzwerkpfads durch die Netzwerksteuerung, basierend auf dem möglichen Wendepunkt umfassen.

Description

Hintergrund
Ein Netzwerk stellt ein Kommunikationssystem bereit, welches zwei oder mehr Computer und/oder Peripheriegeräte direkt oder indirekt verbindet und Benutzern ermöglicht, auf Ressourcen auf anderen Rechenvorrichtungen zuzugreifen und mit anderen Benutzern Nachrichten auszutauschen. Ein Netzwerk kann zum Beispiel ein Software-definiertes Fernnetzwerk (Software-Defined Wide Area Network, SD-WAN), ein lokales Netzwerk (Local Area Network, LAN), ein drahtloses lokales Netzwerk (Wireless LAN, WLAN), ein virtuelles privates Netzwerk (VPN), das Internet oder Ähnliches oder eine Kombination davon sein.
Die Netzwerk-Bandbreite ist ein Geschwindigkeits-Grenzwert für die Netzwerk-Datenübertragung über einen gegebenen Pfad. Anders ausgedrückt, die Netzwerk-Bandbreite ist die Kapazität einer Netzwerk-Kommunikationsverbindung zum Senden eines Grenzwerts einer Datenmenge von einem Punkt an einen anderen über das Netzwerk oder eine andere Verbindung in einer gegebenen Zeit (z.B. einer Sekunde).
Figurenliste

1 zeigt ein beispielhaftes Verfahren zum Bestimmen eines Wendepunkts in der Überlastung eines Netzwerkpfads gemäß der Offenbarung.
2 zeigt ein Beispiel einer Paketflusssequenz einer bestimmten Paketstruktur zum Bestimmen eines Wendepunkts in der Überlastung eines Netzwerkpfads gemäß der Offenbarung.
3 zeigt ein Beispiel eines Netzwerks, welches eine Netzwerksteuerung und Netzwerkpfade zum Bestimmen eines Wendepunkts in der Überlastung eines Netzwerkpfads umfasst, gemäß der Offenbarung.
4 zeigt ein Beispiel einer Netzwerksteuerung, welche einen Speicher und eine Verarbeitungsschaltung zum Bestimmen eines Wendepunkts in der Überlastung eines Netzwerkpfads umfasst, gemäß der Offenbarung.
5 zeigt ein Schaubild, welches beispielhafte Wendepunkte umfasst, gemäß der Offenbarung.

Detaillierte Beschreibung
Netzwerk-Bandbreitemessungen werden genutzt, um zu bestimmen, wieviel der Netzwerkkapazität auf einem Netzwerkpfad verfügbar ist, bevor entschieden wird, wo ein Netzwerkverkehr zu platzieren und/oder wohin er zu leiten ist und wie die Last ausgeglichen werden kann. In einem geschlossenen System werden direkte Netzwerk-Bandbreitemessungen auf Netzwerkvorrichtungen auf Netzwerkpfaden von Netzwerkverkehr in dem geschlossenen System gesammelt. Jedoch können in einigen Fällen keine direkten Netzwerk-Bandbreitemessungen verwendet werden, z.B. wenn sich Netzwerkvorrichtungen in verschiedenen Verwaltungsdomänen befinden oder durch Tunnelung oder Verkapselung versteckt sind. Dies geschieht zum Beispiel in einer SD-WAN-Umgebung, wo der SD-WAN-Gateway versucht, Datenverkehr zu einem gewünschten direkten, verkapselten oder getunnelten Pfad über das Internet zu leiten. Wie hierin verwendet, kann eine Netzwerkvorrichtung eine Rechenvorrichtung umfassen, welche kommunikativ mit einem Rechennetzwerk gekoppelt ist oder in der Lage ist, mit diesem kommunikativ gekoppelt zu werden. Beispielsweise kann eine Netzwerkvorrichtung eine Netzwerksteuerung, einen Zugangspunkt, eine Datenübertragungsvorrichtung usw. umfassen.
Wenn direkte Messungen nicht möglich sind, umfassen einige Ansätze für eine Bandbreitenmessung eine Bandbreitenabschätzung von Endpunkten, welche für Tests für Bandbreitenmessungen gesteuert werden können. Dies kann das Testen eines Netzwerkpfads mit Testpaketen umfassen, die von einem Ende des Netzwerkpfads (Sender) an das andere Ende (Empfänger) gesendet werden. Das empfangende Ende misst die Empfangszeit der Pakete und Änderungen an Paketverzögerungen und/oder Zeitmustern, um Netzwerkpfad-Eigenschaften abzuschätzen, wie z.B. eine Netzwerkpfad-Kapazität, eine verfügbare Bandbreite und/oder eine Volumenübertragungskapazität, welche hierin noch weiter beschrieben wird.
Einige Ansätze umfassen die Anwendung von Abweichungs-Erfassungsmechanismen (Excursion Detection Mechanisms, EDMs) zum Messen, wann ein Netzwerkpfad überlastet ist. Ein EDM kann als ein Wendepunkt-Erfassungsmechanismus (Inflection Point Detection Mechanism, IPDM) bezeichnet werden, da damit ein Wendepunkt gemessen werden kann, wo ein Netzwerkpfad während einer Abschätzung von Netzwerkpfad-Eigenschaften (z.B. der verfügbaren Bandbreite) von nicht überlastet auf überlastet wechselt. Wie hierin verwendet, sind die Begriffe EDM und IPDM aus austauschbar anzusehen. Die Testpakete werden in einer steigenden Geschwindigkeit gesendet und es wird der Wendepunkt gemessen. In einem solchen Beispiel kann der IPDM für Rauschen beim Paket-Timing empfindlich sein, wodurch verhindert werden kann, dass der IPDM einen genauen Wendepunkt findet, was zu ungenauen Abschätzungen der Netzwerkpfad-Eigenschaften (z.B. der verfügbaren Bandbreite) führt (z.B. zu zunehmenden Fehlern bei der Abschätzung).
Beispielsweise kann bei solchen Ansätzen eine Zunahme einer Ein-Weg-Verzögerung (One-Way Delay), OWD) in einer Testfolge (der hierin noch weiter beschrieben wird) während der Messung eine zunehmende Überlastung anzeigen, aber OWD-Messungen sind rauschbehaftet, was die Genauigkeit der Anzeige beeinflusst. Dieses Rauschen liegt an Fehlern und an nicht-idealem Verhalten verschiedener Netzwerkelemente und an anderen Beschränkungen bei der zeitlichen Planung von Paketen (z.B. beim Zusammenstellen von Paketen). Ein solches Rauschen bei den OWD-Messungen beeinflusst direkt den IPDM. Beispielsweise können rauschbehaftete OWD-Werte dazu führen, dass der IPDM Abweichungen identifiziert, wo keine Überlastung vorliegt. Rauschbehaftete OWD-Werte können auch dazu führen, dass der IPDM einen Wendepunkt falsch identifiziert, was zu ungenauen Abschätzungen der verfügbaren Bandbreite führt. Wie hierin verwendet, umfasst eine OWD, welche hierin noch weiter beschrieben wird, die Zeit, die von einem Paket benötigt wird, um von einer Sendervorrichtung zu einer Empfängervorrichtung in einem Netzwerkpfad zu gelangen.
Im Gegensatz dazu filtern Beispiele der vorliegenden Offenbarung das Rauschen bei der zeitlichen Planung von Paketen heraus und erhöhen die Genauigkeit der Wendepunktbestimmung und der Abschätzungen der Bandbreite. Beispielsweise wird das OWD-Rauschen bei einem IPDM entschärft, indem ein Testpaket nur als ein möglicher Wendepunkt angesehen wird, wenn die Zunahme der OWD höher als ein Steigungsfilter ist, der auf der Zwischenstartzeit (Inter Departure Time, IDT) des Pakets basiert. Außerdem können Beispiele der vorliegenden Offenbarung Probleme der stapelweisen Verarbeitung von Paketen ausgleichen, welche zu einem OWD-Rauschen führen können, welches zu zunehmenden Ungenauigkeiten bei der Wendepunktbestimmung und bei Abschätzungen der Bandbreite führt.
Durch Verringern des Rauschens und Verbessern der Genauigkeiten der Wendepunktbestimmungen und der Abschätzungen der Bandbreite wird in Beispielen der vorliegenden Offenbarung die Leistungsfähigkeit eines Netzwerks und von Netzwerkpfaden verbessert. Beispielsweise werden, da die Abschätzungen der Bandbreite genauer sind als bei anderen Ansätzen, bessere Bestimmungen darüber gemacht, wie viele Benutzer und/oder Netzwerkvorrichtungen effizient auf das Netzwerk zugreifen können. Als ein Ergebnis verbessert sich die Netzwerkeffizienz/Netzwerknutzung. Durch bessere Vorhersage einer Netzwerküberlastung (z.B. durch genaues Bestimmen eines Wendepunkts) werden Netzwerkverzögerungen verringert (z.B. werden Rückstau-Warteschlangen verringert), was zur Verbesserung der Benutzerzufriedenheit führen kann, zusätzlich zu der Verbesserung der Leistungsfähigkeit der Netzwerkvorrichtung und des Netzwerks.
Die hierin dargestellten Figuren folgen einer Nummerierungskonvention, bei welcher die erste Stelle der Nummer der Zeichnungsfigur entspricht und die restlichen Stellen ein Element oder eine Komponente in der Zeichnung identifizieren. Beispielsweise bezieht sich die Bezugszahl 342 auf das Element ,42' in 3 und ein analoges Element kann durch die Bezugszahl 442 in 4 identifiziert werden. Analoge Elemente innerhalb einer Figur können mit einem Bindestrich und einer zusätzlichen Zahl oder einem zusätzlichen Buchstaben bezeichnet sein. Siehe zum Beispiel die Elemente 214-1 und 214-2 in 2. Solche analogen Elemente können allgemein ohne den Bindestrich und die zusätzliche Zahl oder den zusätzlichen Buchstaben bezeichnet sein. Beispielsweise können die Elemente 214-1 und 214-2 zusammenfassend als 214 bezeichnet werden. Elemente, die hierin in den verschiedenen Figuren dargestellt sind, können hinzugefügt, ausgetauscht und/oder weggelassen werden, um eine Anzahl zusätzlicher Beispiele der Offenbarung bereitzustellen. Außerdem sollen die Proportionen und der relative Maßstab der Elemente, die in den Figuren dargestellt werden, die Beispiele der Offenbarung veranschaulichen und sollten nicht beschränkend ausgelegt werden.
1 veranschaulicht ein beispielhaftes Verfahren 100 zur Bestimmung eines Wendepunkts in der Überlastung eines Netzwerkpfads gemäß der Offenbarung. Wie hierin verwendet, ist ein Wendepunkt ein Punkt, wo ein Netzwerkpfad von nicht überlastet auf überlastet mit Netzwerkverkehr wechselt. Anders ausgedrückt, ist ein Wendepunkt ein Punkt, wo die OWD von Testpaketen von relativ konstant auf ständig zunehmend wechselt, wodurch eine Überlastung in dem Netzwerkpfad angezeigt wird. Insbesondere für das Testpaket aus der Testsequenz, wo der spezielle Netzwerkpfad, der getestet wird, von nicht überlastet auf überlastet wechselt. Das Bestimmen des Wendepunkts kann eine Abschätzung der Netzwerk-Bandbreite ermöglichen, da bestimmt werden kann, wie viel Netzwerkverkehr das Netzwerk bewältigen kann, bevor eine Überlastung und/oder Verzögerungen beginnen.
Bei 102 umfasst das Verfahren 100 das Bestimmen einer Paketüberlastung auf einem Netzwerkpfad durch eine Netzwerksteuerung unter Anwendung eines IPDM. Paketüberlastung, wie hierin verwendet, umfasst eine Warteschlange von Paketen innerhalb eines Netzwerkpfads. Wenn beispielsweise Pakete schneller gesendet werden, als ein Netzwerkpfad dies bewältigen kann, werden die Pakete entlang dem Pfad in Warteschlange gestellt, bis sie den Netzwerkpfad passieren können. Die Netzwerksteuerung wird hierin in Bezug auf 3 und 4 noch weiter beschrieben. Das Verfahren 100 kann durch eine Netzwerksteuerung wie z.B. die Netzwerksteuerungen 342, 442 durchgeführt werden.
Ein IPDM ist ein Mechanismus, der angewendet wird, um ein Paket zu bestimmen, welches den Beginn einer Überlastung des Netzwerkpfads anzeigt. Techniken der Bandbreitenmessung wie das Testen (z.B. aktiv oder passiv) beruhen auf dem IPDM. Aktives Testen umfasst eine Ende-zu-Ende-Netzwerkpfadschätzung, bei welcher eine Vorrichtung an einem Ende eines Netzwerkpfads (Sender) spezielle Testpakete an eine Vorrichtung an einem anderen Ende des Netzwerkpfads (Empfänger) sendet. Diese Pakete werden verwendet, um die Bandbreite abzuschätzen, und tragen keine weiteren Daten über Nutzdaten hinaus, die für die Netzwerkpfadabschätzung selbst verwendet werden. Passives Testen umfasst das Messen von Verzögerungen, die existierende Daten erfahren, die auf dem Netzwerkpfad gesendet werden, oder das Modulieren von Daten, so dass sie spezielle Eigenschaften aufweisen. Eine andere Abwandlung ist eine einendige Messung, wobei bei der Technik auf irgendeine Weise Testpakete von dem Empfänger zurück zum Sender reflektiert werden.
Bei anderen Bandbreite-Messtechniken werden andere Eigenschaften des Netzwerkpfads abgeschätzt. Beispielsweise ist die Abschätzung der Netzwerk-Bandbreite eine Untergruppe der Netzwerkpfadabschätzung. Die Pfadkapazität ist ein Grenzwert einer Netzwerkverkehrs-Bandbreite, die gesendet werden kann, wenn der Netzwerkpfad leer ist (z.B. ohne konkurrierenden Netzwerkverkehr). Die verfügbare Netzwerk-Bandbreite ist die verbleibende/restliche Pfadkapazität (z.B. die Kapazität, die aktuell nicht von Datenverkehr genutzt wird). Die Volumenübertragungskapazität ist die Netzwerk-Bandbreite, die eine Sendesteuerungsprotokoll-Verbindung erhält, wenn sie auf dem Netzwerkpfad platziert wird, die Latenzzeit ist die OWD vom Sender bis zum Empfänger und die Umlaufzeit ist die Zwei-Wege-Verzögerung.
Beim aktiven Testen sendet der Sender eine Serie von speziell angefertigten Testpaketstrukturen, die Paketstruktur ist durch die Abschätztechnik definiert und so gestaltet, dass sie spezielle Verhalten der Netzwerkelemente auf dem Netzwerkpfad auslöst. Beispielsweise ist die Paketstruktur in einigen Fällen eine Testfolge, so dass durch die Pakete und ein Intervall zwischen aufeinanderfolgenden Paketen verschiedene Bandbreiten über die Paketstruktur getestet werden sollen. Der Empfänger misst die Empfangszeit der Pakete, berechnet die OWD und/oder andere Eigenschaften jedes Pakets und untersucht die Veränderungen an den Paketen über die Paketstruktur. Bei der Abschätztechnik wird ein vereinfachtes Netzwerkmodell verwendet, um diese Messungen in Abschätzungen verschiedener Netzwerkpfad-Eigenschaften umzuwandeln.
Durch einen IPDM wird die OWD von Paketen analysiert, indem die OWD eines Pakets mit der OWD eines vorhergehenden Pakets verglichen wird. Wie oben angegeben, umfasst die OWD die Zeit, die ein Paket benötigt, um von der Sendervorrichtung zur Empfängervorrichtung in einem Netzwerkpfad zu gelangen. Die OWD kann absolut oder relativ sein. Eine absolute OWD ist eine tatsächliche Messung der OWD der Pakete. Eine relative OWD kann statt einer absoluten OWD verwendet werden, da es aufgrund von Unterschieden bei den Sender- und Empfängertakten schwieriger sein kann, eine absolute OWD genau zu messen. Eine relative OWD umfasst die gemessene OWD eines aktuellen Pakets minus die gemessene OWD eines vorhergehenden Pakets, das durch den Netzwerkpfad gesendet worden ist. Wenn es keine Paketverluste und keine Umordnungen von Paketen gibt, werden die Pakete in derselben Reihenfolge gesendet und empfangen. In einem solchen Beispiel hängen die Zwischenankunftszeit (Inter Arrival Time, IAT), die IDT und die OWD jedes Pakets zusammen. Wenn beispielsweise OWDp die OWD eines vorhergehenden Pakets ist und OWDc die OWD eines aktuellen Pakets ist, gilt Folgendes: $IAT = OWDc - OWDp + IDT,$
wobei die IAT eine Zeitdauer zwischen dem Empfang eines vorhergehenden Pakets und eines aktuellen Pakets am Empfänger ist. In einigen Beispielen wird für jedes Paket die OWD gemessen, zusammen mit einer Zeitdifferenz zwischen dem Zeitpunkt, wann das Paket gesendet wurde („Sendezeit“), und dem Zeitpunkt, wann das Paket empfangen wurde („Empfangszeit“), wie beispielsweise in Bezug auf 2 dargestellt, welche hierin noch weiter beschrieben wird.
Durch den IPDM wird die Paketüberlastung in einem Netzwerkpfad bestimmt, wenn eine Zunahme der OWD in der Testfolge vorliegt. Bei dem IPDM werden OWD-Zunahmen genutzt, um eine vorübergehende Überlastung und eine vollständige Überlastung zu erfassen. Eine vorübergehende Überlastung kann eine Warteschlange sein, die innerhalb eines Zeitgrenzwerts (z.B. 5 Millisekunden) aufgelöst wird, während eine vollständige Überlastung eine Warteschlange sein kann, die nicht innerhalb des Zeitgrenzwerts aufgelöst wird. Üblicherweise wird eine vollständige Überlastung durch einen Netzwerkpfad-Eigenschaftsabschätzmechanismus erfasst.
In Reaktion auf eine Bestimmung einer Netzwerküberlastung umfasst das Verfahren 100 bei 104 das Erfassen eines möglichen Wendepunkts durch die Netzwerksteuerung in Reaktion darauf, dass eine Ein-Weg-Verzögerung (OWD) eines ersten Pakets um einen Wert, der höher ist als der Wert einer Funktion einer Differenz der IDT zwischen dem ersten Paket und dem zweiten Paket, geringer ist als eine OWD eines zweiten Pakets. Beispielsweise wird in dem IPDM ein Paket nur dann als ein möglicher Wendepunkt angesehen, wenn die Zunahme der OWD höher als ein Steigungsfilter ist, der auf der IDT des Pakets basiert. Wie hierin verwendet, umfasst ein Steigungsfilter einen bestimmten Faktor (z.B. eine α-Bedingung, die hierin noch weiter beschrieben wird), der mit einer Differenz zwischen einer IDT eines aktuellen Pakets und einer IDT eines vorhergehenden Pakets multipliziert wird.
Wie hierin verwendet, umfasst die IDT die Zeit zwischen dem Senden eines vorhergehenden Pakets (z.B. des unmittelbar vorhergehenden Pakets) und dem Senden eines aktuellen Pakets. Die IDT kann aus einer gewünschten Testgeschwindigkeit berechnet werden: $IDT = Paketgröße/getestete Geschwindigkeit$
Die Testgeschwindigkeit umfasst, wie schnell Pakete während des aktiven Testens gesendet werden (oder gesendet werden sollen). Es kann sein, dass ein Sender beim Senden von Paketen nicht vollständig genau ist, so dass sich eine tatsächliche IDT des Pakets von einer gewünschten IDT unterscheiden kann. In Beispielen der vorliegenden Offenbarung kann die gewünschte IDT oder die tatsächliche IDT verwendet werden. In einigen Fällen werden Messungen von empfangenen Paketen genommen.
Wie hierin verwendet, ist ein möglicher Wendepunkt ein Punkt in einer Folge von OWD-Messungen, wobei der OWD-Trend die Fähigkeit aufweist oder zeigt, zu einem Wendepunkt zu werden oder sich zu einem solchen zu entwickeln. Beispielsweise ist ein Wendepunkt ein Punkt einer Grenzwertänderung der OWD zwischen Paketen. Er kann zum Beispiel ein Punkt sein, bei welchem die OWD beginnt, zwischen Paketen um einen Grenzwert zuzunehmen oder abzunehmen. Beispielsweise ist der Grenzwert ein Punkt, an welchem die OWD eines ersten Pakets um einen Wert, der größer als eine Funktion einer Differenz der IDT zwischen dem ersten Paket und dem zweiten Paket ist, geringer als eine OWD eines zweiten Pakets ist. Beispielsweise tritt ein möglicher Wendepunkt auf, wenn: $OWDc - OWDp > α (IDTp - IDTc),$
wobei IDTp eine IDT eines vorhergehenden Pakets ist, IDTc eine IDT eines aktuellen Pakets ist und α eine Bedingung ist. α kann eine Variable oder eine Funktion sein.
Wenn α = 0, dann ist ein Ergebnis dasselbe wie bei einem IPDM, bei dem die IDT nicht berücksichtigt wird, und α = 1 ist strikt und zwingt eine Auswahl von Paketen in eine vollständige Überlastung. In einigen Beispielen ermöglicht α = 0,5, dass eine minimale Engpass-Zwischen-Paket-Zeit (Bottleneck Minimum Inter Packet Time, BMIPT) im mittleren Bereich zwischen IDTc und IDTp liegt. Die BMIPT, welche hierin noch weiter beschrieben wird, wird bestimmt, indem eine Paketgröße durch einen Engpass einer verfügbaren Bandbreite (Bottleneck Available Bandwidth, BAB) dividiert wird. Ein Engpass ist ein Phänomen, wo die Leistungsfähigkeit eines Netzwerks begrenzt ist, da nicht genügend Bandbreite verfügbar ist, um sicherzustellen, dass Datenpakete in dem Netzwerk ihr Ziel rechtzeitig erreichen. Die BAB setzt eine Obergrenze dafür, wie schnell das Netzwerk die Daten des Senders an den Empfänger senden kann. Die verfügbare Netzwerk-Bandbreite kann die BAB nicht übersteigen. In einigen Fällen umfasst das Erfassen des möglichen Wendepunkts, dass die Netzwerksteuerung vor dem Erfassen des möglichen Wendepunkts OWD-Messdaten filtert. Beispielsweise kann ein Paket mit einer unerwünschten IDT aus einer Gruppe von Paketen entfernt werden, die OWD kann geglättet (z.B. gemittelt) werden, oder wenn eine Abmilderung bei der stapelweisen Verarbeitung von Paketen angewendet wird, wird ein einzelnes Paket je Testsegment ausgewählt. Jedoch kann auch nach einem solchen Filtern ein verbleibendes OWD-Messrauschen ein Erfassen möglicher Wendepunkte auslösen, wenn kein IDT-Steigungsfilter verwendet wird, wie er hierin beschrieben wird. Aufgrund des Rauschens könnte eine Verzögerung, die ein Paket in einem nicht-überlasteten Teil eines Netzwerks erfährt, zunehmen und/oder abnehmen, anstatt konstant zu bleiben. Durch Einführen der α-Bedingung werden die OWD-Messdaten aus ihrem Rauschen herausgefiltert, welches zu Ungenauigkeiten führt.
In einigen Beispielen umfasst das Erfassen des möglichen Wendepunkts das Multiplizieren der Funktion der Differenzen der IDT zwischen dem ersten Paket und dem zweiten Paket mit mehreren Paketen, welche dieselbe gewünschte IDT des zweiten Pakets aufweisen, vor dem zweiten Paket und das zweite Paket umfassend. Das Multiplizieren der Funktion der Differenzen umfasst das Multiplizieren der Differenz mit einem vorgegebenen Faktor (z.B. einem Faktor zwischen 0 und 1, wie z.B. α). Ein solches Beispiel kann angewendet werden, wenn der Netzwerkpfad einer stapelweisen Verarbeitung von Paketen zugänglich ist.
Eine stapelweise Verarbeitung von Paketen erfolgt, wenn Pakete in einer Warteschlange als eine Gruppe verarbeitet werden, anstatt einzeln verarbeitet zu werden. Dies kann die OWD von Paketen beeinflussen, da frühere Pakete der Gruppe darauf warten müssen, dass die Gruppe verarbeitet wird, was dazu führt, dass sich ihre OWD künstlich verlängert, während das letzte Paket der Gruppe am wenigsten wartet und eine geringere OWD aufweist.
Um dies anzugehen, werden in Beispielen der vorliegenden Offenbarung je Test mehrere Pakete mit derselben IDT gesendet. Ein aktuelles Paket Pc innerhalb des Tests weist einen Pakettestindex (packet probe index, ppi) auf. In demselben Test gibt es (ppi - 1) Pakete vor Pc. Die ppi Pakete können in einem Intervall IDTc gesendet werden und die Pakete eines vorhergehenden Tests können mit dem Intervall IDTp gesendet werden. Bei Überlastung erhöht jedes Paket die Wartezeit um die Differenz von BMIPT und IDTc, wodurch: $WAITc = Rückstau + p p i * (BMIPT - IDTc) > ppi * (IDTp - IDTc)$
wobei WAITc ein aktuelles Warten anzeigt und Rückstau eine Rückstaugeschwindigkeit anzeigt. Für die stapelweise Verarbeitung von Paketen kann die folgende Bedingung verwendet werden, um einen möglichen Wendepunkt zu bestimmen: $OWDc - OWDp > α (ppi * (IDTp - IDTp)),$
wobei α eine variable Bedingung oder eine Funktion ist.
In einigen Fällen wird der mögliche Wendepunkt in Reaktion darauf erfasst, dass die OWD des zweiten Pakets, wenn die IDT des ersten Pakets fehlerhaft ist, um einen Wert, der größer ist als eine Funktion einer Differenz der IDT zwischen dem zweiten Paket und einem dritten Paket, größer ist als die OWD des zweiten Pakets. Das dritte Paket kann zum Beispiel ein Paket sein, welches nach dem zweiten Paket durch den Netzwerkpfad gesendet wird.
In einem solchen Beispiel kann keine IDT eines vorhergehenden Pakets verwendet werden. Wenn beispielsweise die tatsächliche IDT verwendet wird, kann die IDT des vorhergehenden Pakets fehlerhaft sein. Wenn die IDT der Testfolge exponentiell ansteigt, kann eine IDT des nächsten Pakets verwendet werden. Beispielsweise ist Pn das nächste Paket, das nach Pc empfangen wird. Wenn die IDT exponentiell abnimmt, dann gilt: $IDTp - IDTc > IDTc - IDTn$
und es kann die folgende Bedingung verwendet werden: $OWDc - OWDp > α (IDTc - IDTn),$
wobei α eine variable Bedingung (z.B. ein Wert von 0 bis 1) oder eine Funktion ist.
Bei 106 umfasst das Verfahren 100 das Bestimmen eines Wendepunkts in der Überlastung des Netzwerkpfads durch die Netzwerksteuerung, basierend auf dem möglichen Wendepunkt. Beispielsweise kann basierend auf dem oder den erfassten möglichen Wendepunkten ein Wendepunkt bestimmt werden. In einigen Beispielen wird, wenn nur ein möglicher Wendepunkt erfasst wird, dieser Punkt als der Wendepunkt verwendet. Wenn mehrere mögliche Wendepunkte erfasst werden, können sie gefiltert werden. Wenn beispielsweise ein möglicher Wendepunkt zu klein (z.B. unterhalb eines Grenzwerts, kleiner als andere erfasste mögliche Wendepunkte usw.) erscheint, kann er aus den anderen möglichen Wendepunkten herausgefiltert werden (z.B. ignoriert werden).
In einigen Beispielen wird von der Netzwerksteuerung auf Grundlage der Wendepunktbestimmung eine verfügbare Bandbreite bestimmt, die zu dem Netzwerkpfad gehört. Die mehreren möglichen Wendepunkte können verwendet werden, um eine Abweichung zu identifizieren, und die verfügbare Netzwerk-Bandbreite, die zu dem Netzwerkpfad gehört, kann auf Grundlage der Wendepunktbestimmung und der identifizierten Abweichungen bestimmt werden. Eine Abweichung kann mit einem Punkt starten, der eine zunehmende Verzögerung zeigt, fortgesetzt werden, bis sie zu ihrem Startpunkt zurückkehrt, und enden, bevor eine zunehmende Verzögerung erfasst wird. Wie hierin verwendet, ist die verfügbare Netzwerk-Bandbreite die ungenutzte Kapazität des Netzwerkpfads. Die Kenntnis des Wendepunkts ermöglicht eine Bestimmung, wann eine Überlastung des Netzwerkverkehrs auftritt und an welchem Punkt die Überlastung ausgelöst wird. Eine Überlastung kann nahelegen, dass keine verfügbare Netzwerk-Bandbreite vorhanden ist. Durch die Kenntnis, an welchem Punkt (dem Wendepunkt) die Überlastung auftritt, kann eine Testgeschwindigkeit verwendet werden, die zu dem Wendepunkt gehört, um die verfügbare Bandbreite abzuschätzen.
2 veranschaulicht ein Beispiel eines Netzwerkpfads zum Bestimmen eines Wendepunkts in der Überlastung eines Netzwerkpfads gemäß der Offenbarung. Der Netzwerkpfad kann in einigen Fällen durch eine Folge von Testpaketen getestet werden. 2 veranschaulicht, dass der Sender 208 die Pakete P.1 214, P.2 216, P.3 224 und P.4 226 an den Empfänger 210 sendet. IDTs, welche eine Zeit zwischen dem Senden eines vorhergehenden Pakets und dem Senden des aktuellen Pakets anzeigen, sind als IDT.1 211, IDT.2 212, IDT.3 221 und IDT.4 222 dargestellt. OWDs für verschiedene Pakete sind als OWD.1 220, OWD.2 218-2 und OWD.3 226 dargestellt.
In dem Beispiel, das in 2 dargestellt ist, werden die Pakete P.1 214, P.2 216, P.3 224 und P.4 226 in zunehmender Geschwindigkeit und mit abnehmender IDT gesendet. Wenn die IDT von Paketen größer als eine BMIPT ist, besteht in einem Engpass Zeit, das vorhergehende Paket vollständig zu senden, bevor das aktuelle Paket ankommt, und deswegen entstehen keine Warteschlangen und die OWD ist nahezu konstant. Beispielsweise sind die OWD.1 220 und die OWD.2 218-2 gleich, was anzeigt, dass keine Paketwarteschlangen bestehen. Außerdem entstehen keine Warteschlangen, weil die IDT.2 212-1 länger ist als die BMIPT 232.
Wenn jedoch die IDT geringer als die BMIPT ist, kommen Pakete schneller an, als sie gesendet werden können, und sie werden in eine Warteschlange gestellt. Die Pakete warten darauf, dass im Engpass das Senden des vorhergehenden Pakets beendet wird, und aufgrund der Warteschlange weisen diese Pakete zunehmende OWDs auf. Beispielsweise sind die IDT.3 221 und die IDT.4 222 geringer als die IDT.2 212-1. Außerdem entsteht eine Warteschlange, weil sowohl IDT.3 221 als auch IDT.4 222 geringer sind als BMIPT 234, angezeigt durch eine erhöhte OWD.3 226 im Vergleich zu OWD.1 220 und OWD.2 218-2. Die IDT.2 212-2 und die OWD.2 218-1 zeigen, dass ohne P.3 224-1 die IDTs und die OWDs konstant blieben. Mit der Zunahme der Geschwindigkeit, mit welcher die Pakete gesendet werden, nehmen jedoch IDTs ab, entstehen Warteschlangen und nehmen OWDs zu. Unter Verwendung dieser IDTs und OWDs kann für den Netzwerkpfad ein Wendepunkt in der Überlastung bestimmt werden. Beispielsweise kann durch $(OWD .3 - OWD .2) > α (IDT .3 - IDT .2),$
wobei α eine variable Bedingung (z.B. 0,5) oder eine Funktion ist, ein möglicher Wendepunkt angezeigt werden.
3 zeigt ein Beispiel eines Netzwerks 340, welches eine Netzwerksteuerung 342 und Netzwerkpfade 356-1, 356-N zur Bestimmung eines Wendepunkts in der Überlastung eines Netzwerkpfads gemäß der Offenbarung umfasst. Das Netzwerk 340 kann zum Beispiel ein SD-WAN, ein LAN, ein WLAN, ein VPN, das Internet oder Ähnliches oder eine Kombination davon umfassen. Die Netzwerkpfade 356 umfassen einen Sender 358 und einen Empfänger 360. Zwischen dem Sender 358 und dem Empfänger 360 werden Pakete gesendet, um eine verfügbare Bandbreite jedes der Netzwerkpfade 356 abzuschätzen. Obwohl in 3 zwei Netzwerkpfade 356 dargestellt sind, können in dem Netzwerk 340 mehr oder weniger Netzwerkpfade 356 vorhanden sein. Ein Netzwerkpfad, wie hierin verwendet, umfasst einen Internet-Pfad oder einen anderen Pfad, bei dem Netzwerkverbindungen verwendet werden, um Netzwerkverkehr über das Netzwerk (z.B. das Netzwerk 340) zu übertragen.
Entlang den Netzwerkpfaden 356 befinden sich Netzwerkvorrichtungen 359-1, 359-2, ..., 359-m. Es können mehr oder weniger Netzwerkvorrichtungen entlang den Netzwerkpfaden 356 vorhanden sein. Wie in 3 dargestellt, umfasst die Netzwerksteuerung 342 ein Verarbeitungsschaltungssystem 344 und einen Speicher 346. Die Netzwerksteuerung umfasst in einigen Beispielen eine Netzwerk-Bandbreite-Abschätzeinheit und kann auf einer Netzwerkvorrichtung und/oder einem Knoten realisiert werden oder kann eine Netzwerkvorrichtung sein. Das Verarbeitungsschaltungssystem 344 kann eine Hardware-Verarbeitungseinheit sein, z.B. ein Mikroprozessor, ein Mikrocontroller, ein Prozessor mit einem anwendungsspezifischen Befehlssatz, ein Coprozessor, ein Netzwerkprozessor oder ein ähnliches Hardware-Schaltungssystem, welches bewirken kann, dass maschinenlesbare Befehle ausgeführt werden. In einigen Beispielen kann es sich bei dem Verarbeitungsschaltungssystem 344 um mehrere Hardware-Verarbeitungseinheiten handeln, welche bewirken können, dass maschinenlesbare Befehle ausgeführt werden. Das Verarbeitungsschaltungssystem 344 kann neben anderen Arten von Verarbeitungseinheiten Zentralprozessoreinheiten (CPUs) umfassen. Bei dem Speicher 346 kann es sich um eine beliebige Art eines flüchtigen oder nicht-flüchtigen Speichers handeln, z.B. um einen Direktzugriffsspeicher (RAM), einen Flash-Speicher, einen Nur-Lese-Speicher (ROM), Speichervolumina, eine Festplatte oder eine Kombination davon.
Auf dem Speicher 346 werden Befehle gespeichert, z.B. die Befehle 348, 350, 352 und 354. Wenn sie von dem Verarbeitungsschaltungssystem 344 ausgeführt werden, bewirken die Befehle, dass die Netzwerksteuerung 342 spezielle Aufgaben und/oder Funktionen erfüllt bzw. ausübt. Beispielsweise speichert der Speicher Befehle 348, welche von dem Verarbeitungsschaltungssystem 344 ausgeführt werden, um zu bewirken, dass die Netzwerksteuerung 342 unter Anwendung eines IPDM eine Paketüberlastung auf mindestens einem der mehreren Netzwerkpfade 356 bestimmt. Beispielsweise wird bei dem IPDM eine Paketüberlastung in einem Netzwerkpfad bestimmt, wenn eine Zunahme der OWD zwischen Paketen vorliegt. Bei dem IPDM werden OWD-Zunahmen verwendet, um eine vorübergehende Überlastung und eine vollständige Überlastung zu erfassen.
In einigen Beispielen werden mehrere Pakete, welche dieselbe gewünschte IDT aufweisen, durch den mindestens einen der mehreren Netzwerkpfade 356 gesendet, um eine Auswirkung der stapelweisen Verarbeitung von Paketen zu überwinden. Beispielsweise ist eine Quelle für Rauschen bei der Bandbreitemessung die stapelweise Verarbeitung von Paketen, welche auftritt, wenn Pakete als eine Gruppe verarbeitet werden, anstatt einzeln verarbeitet zu werden. Wie oben in Bezug auf 1 angegeben, können in einem Test Pakete mit derselben gewünschten IDT zusammen gesendet werden und es kann eine Bedingung für einen möglichen Wendepunkt angewendet werden, bei welcher die stapelweise Verarbeitung von Paketen berücksichtigt wird. Beispielsweise kann die Bedingung eine α-Bedingung und einen ppi umfassen.
In einigen Beispielen speichert der Speicher 346 Befehle 350, welche von dem Verarbeitungsschaltungssystem 344 ausgeführt werden, um zu bewirken, dass die Netzwerksteuerung 342 mehrere mögliche Wendepunkte des mindestens einen der mehreren Netzwerkpfade 356 erfasst. Diese Erfassung kann in Reaktion darauf erfolgen, dass eine OWD eines ersten Pakets des mindestens einen der mehreren Netzwerkpfade 356 um einen Wert, die größer als eine Funktion einer IDT-Differenz zwischen dem ersten Paket und dem zweiten Paket ist, geringer ist als eine OWD eines zweiten Pakets des mindestens einen der mehreren Netzwerkpfade 356. Zusätzlich oder alternativ kann die Erfassung in Reaktion auf eine Multiplikation der Funktion der IDT-Differenz zwischen dem ersten Paket und dem zweiten Paket mit einer Vielzahl von Paketen, welche dieselbe gewünschte IDT des zweiten Pakets aufweisen, vor dem zweiten Paket und das zweite Paket umfassend erfolgen (z.B. wenn die Auswirkungen der stapelweisen Verarbeitung von Paketen verringert werden).
Das erste Paket, das zweite Paket und das dritte Paket werden in diesem Beispiel nacheinander gesendet (z.B. wird das zweite Paket nach dem ersten Paket gesendet, das dritte Paket wird nach dem zweiten Paket gesendet usw.). Die Reihenfolge kann in demselben Netzwerkpfad oder unterschiedlichen Netzwerkpfaden der mehreren Netzwerkpfade 356 gelten. In einigen Fällen kann die Reihenfolge der gesendeten Pakete unterschiedlich sein und/oder variieren.
In einigen Beispielen speichert der Speicher 346 Befehle 352, welche von dem Verarbeitungsschaltungssystem 344 ausgeführt werden, um zu bewirken, dass die Netzwerksteuerung 342 einen Wendepunkt in der Überlastung des mindestens einen der mehreren Netzwerkpfade 356 bestimmt, der auf den mehreren möglichen Wendepunkten basiert. Beispielsweise kann jeder der mehreren Netzwerkpfade 356 seinen eigenen Wendepunkt aufweisen. Die Wendepunkte können für die Netzwerkpfade denselben Wert oder unterschiedliche Werte aufweisen. Bei den Wendepunkten kann es sich um einen der möglichen Wendepunkte handeln, die für jeden der mehreren Netzwerkpfade 356 bestimmt werden. Beispielsweise kann ein Wendepunkt für einen speziellen Netzwerkpfad ein möglicher Wendepunkt sein, der für diesen speziellen Netzwerkpfad bestimmt wird, der oberhalb eines Grenzwerts liegt (z.B. ein spezieller Wert der Zunahme, der höchste der mehreren möglichen Wendepunkte usw.). In einigen Fällen kann vor dem Erfassen der mehreren möglichen Wendepunkte ein OWD-Messrauschen herausgefiltert werden.
In einigen Beispielen speichert der Speicher 346 Befehle 354, welche von dem Verarbeitungsschaltungssystem 344 ausgeführt werden, um zu bewirken, dass die Netzwerksteuerung 342 eine verfügbare Bandbreite des mindestens einen der mehreren Netzwerkpfade 356 auf Grundlage des bestimmten Wendepunkts abschätzt. Beispielsweise offenbart eine Kenntnis des Wendepunkts den Punkt, an dem nicht ohne Warteschlangenbildung mehr Netzwerkverkehr durch den Netzwerkpfad gesendet werden kann. Dadurch kann der Punkt angezeigt werden, an welchem keine Netzwerk-Bandbreite mehr verfügbar ist.
In einigen Fällen wird auf Grundlage der abgeschätzten verfügbaren Bandbreite die Paketübertragung angepasst. Beispielsweise kann das Anpassen der Paketübertragung unter anderem das Ausgleichen der Verkehrslast durch den mindestens einen der mehreren Netzwerkpfade 356 oder das Umleiten eines Teils des Verkehrs durch den mindestens einen der mehreren Netzwerkpfade 356 umfassen. Anders ausgedrückt, das Netzwerk 340 kann so umkonfiguriert werden, dass auf Grundlage der abgeschätzten verfügbaren Bandbreite mehrerer Netzwerkpfade zwischen einem Sender und einem Empfänger eine gewünschte Verteilung des Netzwerkverkehrs realisiert wird.
4 zeigt ein Beispiel einer Netzwerksteuerung 442, welche einen Speicher 446 und ein Verarbeitungsschaltungssystem 444 umfasst, zum Bestimmen eines Wendepunkts in der Überlastung eines Netzwerkpfads gemäß der Offenbarung. Die Netzwerksteuerung 442 ist in einigen Beispielen eine zu der Netzwerksteuerung 342 analoge, die in Bezug auf 3 beschrieben wird. Die Netzwerksteuerung 442 umfasst das Verarbeitungsschaltungssystem 444 und den Speicher 446. Auf dem Speicher 446 werden Befehle gespeichert, z.B. die Befehle 464, 466, 468 und 470. Wenn sie von dem Verarbeitungsschaltungssystem 444 ausgeführt werden, bewirken die Befehle, dass die Netzwerksteuerung 442 spezielle Aufgaben und/oder Funktionen erfüllt bzw. ausübt.
Beispielsweise speichert der Speicher 446 Befehle 462, welche von dem Verarbeitungsschaltungssystem 444 ausgeführt werden, um zu bewirken, dass die Netzwerksteuerung 442 unter Anwendung eines IPDM eine Paketüberlastung auf einem Netzwerkpfad bestimmt. Beispielsweise wird bei dem IPDM eine Paketüberlastung in einem Netzwerkpfad bestimmt, wenn eine Zunahme der OWD zwischen Paketen vorliegt. Bei dem IPDM werden OWD-Zunahmen verwendet, um eine vorübergehende Überlastung und eine vollständige Überlastung zu erfassen.
In einigen Beispielen speichert der Speicher 446 Befehle 463, welche durch das Verarbeitungsschaltungssystem 444 ausgeführt werden, um zu bewirken, dass die Netzwerksteuerung 442 eine Gruppe von Testpaketen aus mehreren Testpaketen auswählt, die während der Anwendung des IPDM empfangen werden, um das OWD-Messrauschen zu filtern. Nach einem solchen Filtern kann jedoch verbleibendes OWD-Messrauschen eine Erfassung möglicher Wendepunkte auslösen, wenn kein IDT-Steigungsfilter verwendet wird, wie er hierin beschrieben ist. Aufgrund des Rauschens kann eine OWD-Zunahme und -Abnahme in einem nicht-überlasteten Teil eines Netzwerkpfads auftreten, anstatt dass die OWD konstant bleibt. Durch Einführen der α-Bedingung wird das Rauschen, das die Ungenauigkeit bewirkt, aus den OWD-Messdaten herausgefiltert.
In einigen Beispielen speichert der Speicher 446 Befehle 464, welche durch das Verarbeitungsschaltungssystem 444 ausgeführt werden, um zu bewirken, dass die Netzwerksteuerung 442 in Reaktion darauf, dass eine OWD eines ersten Pakets um einen bestimmten Faktor geringer ist als eine OWD eines zweiten Pakets, verglichen mit einer IDT-Differenz zwischen dem ersten Paket und dem zweiten Paket, einen möglichen Wendepunkt erfasst. Das erste Paket ist ein Paket, welches vor dem zweiten Paket durch den Netzwerkpfad gesendet wird. In einigen Beispielen umfasst das Erfassen des möglichen Wendepunkts das Erfassen des möglichen Wendepunkts in Reaktion darauf, dass eine OWD des ersten Pakets um einen bestimmten Faktor (z.B. von 0 bis 1) geringer ist als eine OWD des zweiten Pakets, verglichen mit einer IDT-Differenz zwischen dem ersten Paket und dem zweiten Paket. Der bestimmte Faktor kann zum Beispiel eine α-Bedingung umfassen, welche eine variable Bedingung oder eine Funktion sein kann.
Die IDT kann eine tatsächliche IDT oder eine gewünschte IDT umfassen. Beispielsweise ist die IDT-Differenz eine Differenz tatsächlicher IDTs oder eine Differenz gewünschter IDTs zwischen dem ersten Paket und dem zweiten Paket. Eine tatsächliche IDT kann gemessen werden und eine gewünschte IDT kann auf Grundlage einer gewünschten Testgeschwindigkeit bestimmt oder berechnet werden.
In einigen Beispielen speichert der Speicher 446 Befehle, welche von dem Verarbeitungsschaltungssystem 444 ausgeführt werden, um zu bewirken, dass die Netzwerksteuerung 442 in Reaktion darauf, dass eine OWD eines dritten Pakets um den bestimmten Faktor geringer ist als eine OWD eines vierten Pakets, verglichen mit einer IDT-Differenz zwischen dem dritten Paket und dem vierten Paket, einen anderen möglichen Wendepunkt erfasst. Das dritte Paket ist ein Paket, welches vor dem vierten Paket durch den Netzwerkpfad gesendet wird. Ähnlich wie bei dem vorstehend beschriebenen Wendepunkt umfasst das Erfassen des anderen möglichen Wendepunkts das Erfassen des möglichen Wendepunkts in Reaktion darauf, dass eine OWD des dritten Pakets um einen bestimmten Faktor geringer ist als eine OWD des vierten Pakets, verglichen mit einer IDT-Differenz zwischen dem dritten Paket und dem vierten Paket. Der bestimmte Faktor kann zum Beispiel eine α-Bedingung umfassen, welche eine variable Bedingung oder eine Funktion sein kann.
In einigen Beispielen speichert der Speicher 446 Befehle 468, welche von dem Verarbeitungsschaltungssystem 444 ausgeführt werden, um zu bewirken, dass die Netzwerksteuerung 442 einen Wendepunkt in der Überlastung des Netzwerkpfads bestimmt, der auf dem möglichen Wendepunkt basiert. Beispielsweise wird bestimmt, dass der Wendepunkt in der Überlastung des Netzwerkpfads der mögliche Wendepunkt ist. In Beispielen, wobei zwei mögliche Wendepunkte erfasst werden, werden die möglichen Wendepunkte gefiltert. Wenn beispielsweise ein möglicher Wendepunkt zu klein (z.B. unterhalb eines Grenzwerts, kleiner als andere erfasste mögliche Wendepunkte usw.) erscheint, kann er aus den anderen möglichen Wendepunkten herausgefiltert werden (z.B. ignoriert werden). In diesem Beispiel wird der andere mögliche Wendepunkt der Wendepunkt.
In einigen Fällen umfasst das Bestimmen des Wendepunkts das Herausfiltern von OWD-Messrauschen. Wenn beispielsweise keine α-Bedingung berücksichtigt wird, können OWD-Messdaten die Erfassung möglicher Wendepunkte auslösen. Aufgrund des Rauschens kann eine OWD-Zunahme und -Abnahme in einem nicht-überlasteten Teil eines Netzwerkpfads auftreten, anstatt dass die OWD konstant bleibt. Durch Einführen der α-Bedingung wird das Rauschen, das die Ungenauigkeit bewirkt, aus den OWD-Messdaten herausgefiltert.
In einigen Beispielen speichert der Speicher 446 Befehle 470, welche von dem Verarbeitungsschaltungssystem 444 ausgeführt werden, um zu bewirken, dass die Netzwerksteuerung 442 auf Grundlage des bestimmten Wendepunkts eine verfügbare Bandbreite des Netzwerkpfads abschätzt. Der Wendepunkt kann verwendet werden, um einen Geschwindigkeits-Grenzwert zu bestimmen, mit welchem Pakete durch den Netzwerkpfad gesendet werden können, bevor eine Überlastung auftritt. Diese Informationen werden verwendet, um eine abgeschätzte verfügbare Netzwerkpfad-Bandbreite zu bestimmen. In einigen Beispielen können mögliche Wendepunkte verwendet werden, um eine Abweichung zu identifizieren, und die verfügbare Netzwerk-Bandbreite, die zu dem Netzwerkpfad gehört, kann auf Grundlage der Wendepunktbestimmung und der identifizierten Abweichungen bestimmt werden.
In einigen Fällen wird auf Grundlage der abgeschätzten verfügbaren Bandbreite die Paketübertragung angepasst. Beispielsweise kann das Anpassen der Paketübertragung unter anderem das Ausgleichen der Verkehrslast durch den Netzwerkpfad oder das Umleiten eines Teils des Verkehrs durch den Netzwerkpfad (oder einen anderen Netzwerkpfad) umfassen. Ein Netzwerk, welches den Netzwerkpfad beinhaltet, kann so umkonfiguriert werden, dass auf Grundlage der abgeschätzten verfügbaren Bandbreite eine gewünschte Verteilung des Netzwerkverkehrs realisiert wird.
5 zeigt ein Schaubild 574, welches beispielhafte Wendepunkte 580, 582 umfasst, gemäß der Offenbarung. Auf der y-Achse des Schaubilds 574 ist die OWD zwischen Paketen in Mikrosekunden aufgetragen und auf der x-Achse des Schaubilds 574 ist die Testnummer (probe number, pbn) aufgetragen. Die Gruppe von Paketen ist bereits gefiltert worden und die pbn repräsentiert den ppi, der als Eingabe in den IPDM ausgewählt worden ist. Die Linie 578 repräsentiert den Steigungsfilter und zeigt eine Änderung der IDT dividiert durch 2 (oder multipliziert mit α = 0,5) an. Beispielsweise repräsentiert die Linie 578 0,5(IDTp - IDTc). Die Linie 576 folgt den OWDs zwischen Paketen. Auf dem Schaubild 574 sind zwei Wendepunkte 580 und 582 angezeigt. Der Wendepunkt 580 repräsentiert einen Wendepunkt 580, für welchen kein Steigungsfilter berücksichtigt wird (z.B. keine IDTs berücksichtigt werden), sondern wobei stattdessen ein möglicher Wendepunkt und ein letztendlicher Wendepunkt basierend auf einem Anstieg der OWD bestimmt wird. Beispielsweise stieg die OWD zwischen pbn 10 und pbn 12 an, was zu einem möglichen Wendepunkt und der Bestimmung eines Wendepunkts führte.
Wenn jedoch der Steigungsfilter berücksichtigt wird, liegt bei der pbn 12 die Linie 578 immer noch höher als die OWD-Differenz. Erst bei pbn 14 beim Wendepunkt 582 liegt die Linie 578 höher als die OWD-Differenz. Somit sind der Wendepunkt 580 und die pbn-Abschätzung von 12 eine ungenaue Abschätzung und eine Unterschätzung der Bandbreite. Die genauere Abschätzung des Wendepunkts 582 bei pbn 14 kann mehr verfügbare Bandbreite anzeigen, was die Leistungsfähigkeit und die Funktion des Netzwerks und zugehöriger Netzwerkvorrichtungen verbessern kann, ebenso wie die Benutzerzufriedenheit. In einem solchen Beispiel können auch die Kosten verringert werden, da möglicherweise im Gegensatz zu einem Fall der Unterschätzung keine zusätzliche Bandbreite benötigt wird.
Wie hierin verwendet, zeigt die Kennzeichnung „n“, insbesondere in Bezug auf Bezugszahlen in den Zeichnungen, an, dass mehrere der so gekennzeichneten speziellen Merkmale von Beispielen der Offenbarung umfasst sein können. Die Kennzeichnungen können dieselben oder unterschiedliche Nummern der speziellen Merkmale repräsentieren. Ferner können sich, wie hierin verwendet, „mehrere“ eines Elements und/oder Merkmals auf mehr als eines solcher Elemente und/oder Merkmale beziehen.
In der vorstehenden detaillierten Beschreibung der vorliegenden Offenbarung wird auf die begleitenden Zeichnungen Bezug genommen, welche einen Teil davon bilden und in welchen veranschaulichend dargestellt ist, wie Beispiele der Offenbarung ausgeführt werden können. Diese Beispiele werden in ausreichenden Einzelheiten beschrieben, um dem Fachmann zu ermöglichen, die Beispiele der vorliegenden Offenbarung auszuführen, und es versteht sich, dass andere Beispiele angewendet werden können und dass Verfahrensänderungen, elektrische Änderungen und/oder strukturelle Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.

Claims

Verfahren, umfassend: Bestimmen einer Paketüberlastung auf einem Netzwerkpfad unter Anwendung eines Wendepunkt-Erfassungsmechanismus (IPDM) durch eine Netzwerksteuerung; Erfassen eines möglichen Wendepunkts durch die Netzwerksteuerung in Reaktion darauf, dass eine Ein-Weg-Verzögerung (OWD) eines ersten Pakets um einen Wert, der größer als eine Funktion einer Differenz der Zwischenstartzeit (IDT) zwischen dem ersten Paket und dem zweiten Paket ist, geringer ist als eine OWD eines zweiten Pakets; und Bestimmen eines Wendepunkts in der Überlastung des Netzwerkpfads durch die Netzwerksteuerung, basierend auf dem möglichen Wendepunkt.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend das Abschätzen einer verfügbaren Netzwerk-Bandbreite, die zu dem Netzwerkpfad gehört, durch die Netzwerksteuerung, basierend auf der Wendepunktbestimmung.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend das Filtern von OWD-Messrauschen durch die Netzwerksteuerung vor dem Erfassen des möglichen Wendepunkts.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Erfassen des möglichen Wendepunkts das Multiplizieren der Funktion der IDT-Differenz zwischen dem ersten Paket und dem zweiten Paket mit mehreren Paketen umfasst, welche dieselbe gewünschte IDT des zweiten Pakets aufweisen, vor dem zweiten Paket und das zweite Paket umfassend.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Erfassen des möglichen Wendepunkts in Reaktion darauf, dass eine IDT des ersten Pakets fehlerhaft ist, das Erfassen des möglichen Wendepunkts in Reaktion darauf umfasst, dass die OWD des zweiten Pakets um einen Wert, der größer ist als eine Funktion einer IDT-Differenz zwischen dem zweiten Paket und einem dritten Paket, größer als eine OWD des ersten Pakets ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die IDT-Differenz mindestens eines aus Folgendem umfasst: der Differenz der tatsächlichen IDT zwischen dem ersten Paket und dem zweiten Paket; und der Differenz der gewünschten IDT zwischen dem ersten Paket und dem zweiten Paket.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Funktion der IDT-Differenz das Multiplizieren der IDT-Differenz mit einem vorgegebenen Faktor umfasst.
Netzwerksteuerung, umfassend: ein Verarbeitungsschaltungssystem; und einen Speicher, welcher Befehle umfasst, welche, wenn sie von dem Verarbeitungsschaltungssystem ausgeführt werden, bewirken, dass die Netzwerksteuerung Folgendes ausführt: Bestimmen einer Paketüberlastung auf einem Netzwerkpfad unter Anwendung eines Wendepunkt-Erfassungsmechanismus (IPDM); Auswählen einer Gruppe von Testpaketen aus mehreren Testpaketen, die während der Anwendung des Wendepunkt-Erfassungsmechanismus empfangen werden, um Ein-Weg-Verzögerungs(OWD)-Messrauschen zu filtern; Erfassen eines möglichen Wendepunkts auf Grundlage der ausgewählten Gruppe von Testpaketen, und in Reaktion darauf, dass eine OWD eines ersten Pakets um einen bestimmten Faktor geringer ist als eine OWD eines zweiten Pakets, verglichen mit einer Differenz der Zwischenstartzeit (IDT) zwischen dem ersten Paket und dem zweiten Paket, wobei das erste Paket ein Paket ist, das vor dem zweiten Paket durch den Netzwerkpfad gesendet wird; Bestimmen, dass ein Wendepunkt in der Überlastung des Netzwerkpfads der mögliche Wendepunkt ist; und Abschätzen einer verfügbaren Bandbreite des Netzwerkpfads basierend auf dem bestimmten Wendepunkt.
Netzwerksteuerung nach Anspruch 8, wobei die Befehle zum Erfassen des möglichen Wendepunkts Befehle zum Erfassen des ersten möglichen Wendepunkts in Reaktion darauf umfassen, dass die OWD des ersten Pakets um einen bestimmten Faktor von 0 bis 1 geringer ist als die OWD des zweiten Pakets, verglichen mit einer IDT-Differenz zwischen dem ersten Paket und dem zweiten Paket.
Netzwerksteuerung nach Anspruch 8, wobei die IDT-Differenz eine Differenz einer tatsächlichen IDT zwischen dem ersten Paket und dem zweiten Paket umfasst.
Netzwerksteuerung nach Anspruch 8, wobei die IDT-Differenz eine Differenz einer gewünschten IDT zwischen dem ersten Paket und dem zweiten Paket umfasst.
Netzwerksteuerung nach Anspruch 8, ferner umfassend Befehle zum Anpassen der Paketübertragung durch den Netzwerkpfad basierend auf der abgeschätzten verfügbaren Bandbreite.
Netzwerk, umfassend: mehrere Netzwerkpfade; und eine Netzwerksteuerung, welche zum Datenaustausch mit den mehreren Netzwerkpfaden verbunden ist, umfassend ein Verarbeitungsschaltungssystem und einen Speicher, der Befehle umfasst, welche, wenn sie von dem Verarbeitungsschaltungssystem ausgeführt werden, bewirken, dass das Verarbeitungsschaltungssystem Folgendes ausführt: Bestimmen einer Paketüberlastung auf mindestens einem der mehreren Netzwerkpfade unter Anwendung eines Wendepunkt-Erfassungsmechanismus (IPDM); wobei mehrere Pakete mit derselben gewünschten Zwischenstartzeit (IDT) durch den mindestens einen der mehreren Netzwerkpfade gesendet werden, um eine Auswirkung der stapelweisen Verarbeitung von Paketen zu überwinden; Erfassen mehrerer möglicher Wendepunkte des mindestens einen der mehreren Netzwerkpfade in Reaktion darauf, dass: eine Ein-Weg-Verzögerung (OWD) eines ersten Pakets des mindestens einen der mehreren Netzwerkpfade um einen Wert, der größer ist als eine Funktion einer IDT-Differenz zwischen dem ersten Paket und dem zweiten Paket, geringer ist als eine OWD eines zweiten Pakets des mindestens einen der mehreren Netzwerkpfade; und eine Multiplikation der Funktion der IDT-Differenz zwischen dem ersten Paket und dem zweiten Paket mit mehreren Paketen, welche dieselbe gewünschte IDT des zweiten Pakets aufweisen, vor dem zweiten Paket und das zweite Paket umfassend; Bestimmen eines Wendepunkts in der Überlastung des mindestens einen der mehreren Netzwerkpfade basierend auf den mehreren Wendepunkten; und Abschätzen einer verfügbaren Bandbreite des mindestens einen der mehreren Netzwerkpfade basierend auf dem bestimmten Wendepunkt.
Netzwerk nach Anspruch 13, ferner umfassend die Befehle zum Anpassen der Paketübertragung durch den mindestens einen der mehreren Netzwerkpfade basierend auf der abgeschätzten verfügbaren Bandbreite.
Netzwerk nach Anspruch 13, ferner umfassend Befehle zum Filtern des OWD-Messrauschens vor dem Erfassen der mehreren möglichen Wendepunkte.