DE19983761B9 - Vorrichtung und Verfahren zum Sammeln und Analysieren von Kommunikationsdaten - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zum Sammeln und Analysieren von Kommunikationsdaten Download PDF

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Abstract

Verfahren zum Sammeln und Analysieren erster Daten auf einer ersten Kommunikationsleitung, enthaltend folgende Verfahrensschritte: (a) die ersten Daten werden von der ersten Kommunikationsleitung empfangen; (b) die empfangenen ersten Daten werden in Pakete aufgeteilt; (c) Pakete werden basierend auf ihrem jeweiligen ersten Charakteristikum jedes Pakets ausgewählt; (d) jedem der ausgewählten Pakete wird ein entsprechender Index zugeordnet; (e) jedes der ausgewählten Pakete wird in einen entsprechenden Datensatz mit seinem entsprechenden Index umgewandelt; (f) die Datensätze werden gespeichert; (g) Speichern einer Zählung für jede einer Vielzahl von aufeinanderfolgenden Zeitperioden, jede Zählung basierend auf einem zweiten Charakteristikum der ausgewählten Pakete, die während eines korrespondierenden der Vielzahl von aufeinanderfolgenden Zeitperioden empfangen wurden.

Description

  • Die Anmeldung beansprucht unter 35 U.S.C. § 119 die Priorität der vorläufigen US-Patentanmeldung Aktenzeichen 60/109718, angemeldet am 24. November 1998, die hiermit durch Bezugnahme zum Inhalt der Anmeldung gemacht wird.
  • Technisches Feld:
  • Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Datenkommunikationen und insbesondere ein System und ein zugehöriges Verfahren zum Sammeln, Analysieren und Überwachung von Datenübertragungen.
  • Hintergrund der Erfindung:
  • Es ist jetzt Routine, dass Dateninformationen und andere Informationen an verschiedene Punkte mit Hilfe eines Übertragungsnetzwerkes oder Datennetzwerkes übertragen werden. Ein Beispiel für solche Datennetzwerke enthält eine Vielzahl von Computern für Endbenutzer, die miteinander längs der verschiedenen Wege kommunizieren, die solche Netzwerke umfassen. Die Komplexität solcher Computernetzwerke kann von einer einfachen Gerät-zu-Gerät Verbindung unter einer relativ kleinen Zahl von Maschinen bis zu lokalen Netzwerken, Weitbereichsnetzwerken und natürlich dem globalen Computernetzwerk reichen, das als Internet bekannt ist. Die Architektur solcher Netzwerke variiert in weitem Maße, in Abhängigkeit von der speziellen Anwendung, jedoch machen die meisten ausgeklügelten Netzwerke Gebrauch von Backbones, Knoten und Computerservern, die die Übertragung von Daten und Informationen über solche Netzwerke unterstützen.
  • Unternehmen und Einzelpersonen verlassen sich immer mehr auf solche Datennetzwerke, nicht nur zum Senden und Empfangen von Informationen, sondern auch zum Durchführen von geschäftlichen Aktionen und für beliebige Anzahlen von anderen Aktivitäten, zu denen das Senden, Empfangen oder Ansehen von Informationen gehört. Die Einführung des Internets und seine fortgesetzte Entwicklung hat den Bedarf für eine wirksame Kommunikation zwischen Unternehmen, Einzelpersonen und anderen Benutzern solcher Netzwerke nur vergrößert.
  • Dieser Bedarf an dem Senden und Empfangen von Daten über solche Netzwerke erzeugt einen sog. Verkehr, das heißt eine Menge digital kodierter Informationen, die über geeignete Wege auf dem Netzwerk wandern. Unglücklicherweise führt ein Verkehr über das Netzwerk häufig zu einer Verstopfung oder Störungspunkten an bestimmten Stellen oder längs bestimmter Wege des Netzwerks. Eine solche Verstopfung kann die Form verrückt machender langsamer Datenübertragung annehmen oder im schlimmsten Fall eine vollständige Unmöglichkeit, benötigte Informationen über ein solches Netzwerk zu senden oder zu empfangen. Dieses Problem wird durch die Tatsache vergrößert, dass bei bestimmten Netzwerkarchitekturen der Verkehr im Allgemeinen nur so schnell vorwärts schreitet, wie es die langsamste Verbindung oder der langsamste Weg erlauben.
  • Offensichtlich ist eine solche Verstopfung des Verkehrs aus einer Vielzahl von Gründen unerwünscht. Benutzer, die in einem solchen Verkehr stecken bleiben, können für die Verstopfung ihren Dienstanbieter verantwortlich machen, was dazu führt, dass solche Dienstanbieter ihren Umsatz verlieren. Solche Verzögerungen im Netzwerk haben auch einen negativen Effekt, sowohl direkt als auch indirekt, auf die Produktivität der Netzwerkbenutzer.
  • Eine Vorgehensweise, um solche Verstopfungen des Netzwerks oder andere Störungspunkte im Netzwerk zu beseitigen, besteht darin, schnell und akkurat Informationen über die Verstopfung oder den Störungspunkt zu erhalten. Unglücklicherweise leiden Versuche des Standes der Technik, die Kompliziertheiten von Computernetzwerken zu entschlüsseln und die Verstopfungen zu beseitigen, unter verschiedenen Nachteilen und Rückschlägen. Beispielsweise ist es schwierig, Werkzeuge für die Überwachung von Netzwerken des Standes der Technik anzupassen, und es mangelt an den notwendigen Werkzeugen, Netzwerkverstopfungen oder Störungspunkte zu analysieren. Solche Netzwerkschnüffler sind oft darauf beschränkt, Verkehrsauszüge bestimmter spezieller Protokolle durchzuführen, die wiederum möglicherweise nicht in der Lage sind, die Ursache der Netzwerkverstopfung exakt zu beschreiben oder zu ermitteln. Mit anderen Worten sind die meisten Netzwerkmonitore und Schnüffler des Standes der Technik in ihrer Fähigkeit beschränkt, Echtzeitdaten aufzuzeichnen oder Daten über längere Zeitdauern aufzuzeichnen.
  • Netzwerkmonitore des Standes der Technik dringen im Allgemeinen in das Netzwerk ein, um die Netzwerkleistung zu evaluieren oder abzuschätzen. Die Literaturstelle ”TCP/IP Illustrated Band I – Die Protokolle”, Kapitel 7 und 8, lieferbar von Addison-Wesley Publishing Co, 1994, beschreibt eine solche Technik. Um Umlaufzeiten für Pakete von Informationen in dem Internet abzuschätzen, fügt der Netzwerkmonitor zusätzliche Pakete in das Netzwerk ein und folgt dem Weg solcher zusätzlicher Pakete. Daher verschlechtert der Vorgang der Bestimmung der Netzwerkleistung selbst die Netzwerkleistung, indem er zusätzliche Informationspakete dem Verkehr hinzufügt.
  • Dieses eben beschriebene Verfahren ist nicht nur eindringend, sondern auch ungenau. Insbesondere werden Zeiten in einer Richtung dadurch evaluiert, dass die Umlaufverzögerung des Testpakets durch zwei dividiert wird. Jedoch ist die Hälfte einer Umlaufzeit im Allgemeinen nicht einer Verzögerung in einer Richtung äquivalent, zum Teil basierend auf Asymmetrien in dem Netzwerk, die unten diskutiert werden. Um diese Ungenauigkeit zu kompensieren injizieren bestimmte Lehren des Standes der Technik Testpakete häufiger in das Netzwerk, eine Lösung, die die Leistung des Netzwerks, das getestet oder überwacht wird, weiter verschlechtern kann.
  • Die Netzwerkleistung kann weiter vergrößert werden, wenn es möglich wäre, die Dimensionierung der Verkehrsströme im Netzwerk oder die Bandbreite des Netzwerks genauer nachzubilden. Insbesondere fließt der Verkehr nicht notwendigerweise symmetrisch über einen gegebenen Netzwerkweg. Dies ist insbesondere dann wahr, wenn der Weg bei einem Endbenutzer oder einer Internet-Verbindung endet. Ein solcher Weg ist dadurch asymmetrisch, dass der Endbenutzer normalerweise mehr Daten bzw. Verkehr herab lädt als er oder sie in das Netzwerk hinein bringt. Netzwerkmonitore des Standes der Technik entdecken im Allgemeinen solche Asymmetrien nicht oder bilden sie nicht nach, was zu dem Ergebnis führt, dass mehr Netzwerkressourcen speziellen Wegen gewidmet werden als eigentlich erforderlich wäre. Dies kostet zusätzliches Geld und vergeudet Computerressourcen.
  • Es gibt einen Bedarf, Netzwerkleistung zu verbessern und Netzwerkverstopfungen zu beseitigen. Es gibt einen weiteren Bedarf für Werkzeuge, die nicht in den Netzwerkfluss eindringen, die dazu angepasst werden können, unterschiedliche Verkehrsparameter oder Typen von Paketen zu analysieren, und die benötigte Statistiken schnell und genau sammeln und tabellieren.
  • Mit der zunehmenden Verwendung von Computerdatennetzwerken sind Unternehmen und Einzelpersonen in zunehmendem Maße daran interessiert, Daten über die Benutzer oder über den Verkehr in solchen Netzwerken zu sammeln, zu filtern oder zu profilieren. Marketingunternehmen oder andere Verkaufsorganisationen sind insbesondere fasziniert von demographischen oder anderen Daten, die durch genaues Aufzeichnen und Analysieren von Netzwerkverkehr gewonnen werden können. Unglücklicherweise erhalten viele Internet Werbeunternehmen Kundenprofile dadurch, dass sie von den Nutzern fordern, Formulare und Fragebögen auszufüllen. Werbeunternehmen verlieren den größten Teil dieser Kundeninformationen, da Kunden häufig nicht bereit sind, sich mit der Beantwortung solcher Fragen zu beschäftigen. Es gibt eine Notwendigkeit, Kundenprofile in einer weniger eindringenden Art zu erhalten.
  • Die expandierende Verwendung von Netzwerken hat in gleicher Weise die Möglichkeiten von Hackern oder anderen schädigenden Eindringlingen vergrößert, die Unheil anrichten oder sogar kriminelle Aktivitäten in proprietären oder geschützten Netzwerken ausüben. Ein System, das den Ursprung von Sicherheitsbrüchen bestimmen kann, würde wertvoll für polizeiliche Agenturen sein, beispielsweise das Kriminalamt, um dem zunehmenden Gebrauch von computerbezogenen Verbrechen und Fehlverhalten Einhalt zu gebieten. Der Stand der Technik ist wiederum im Allgemeinen nicht in der Lage, den Datenstrom über ein Netzwerk in einer optimalen Weise zu analysieren, zu tabellieren, zu überwachen oder aufzuzeichnen, um Sicherheitsaktivitäten zu erleichtern.
  • Gesellschaften oder Einzelpersonen, die mit der Überwachung von Netzwerken beschäftigt sind, benötigen nicht nur große Mengen von Informationen und Statistiken in einer schnellen Weise, sondern sie haben auch einen Bedarf daran, solche Daten schnell, leicht und in einem verständlichen Format zu sehen. Wiederum sind zum Stand der Technik gehörende Lösungen häufig darauf beschränkt, Auszüge zur Verfügung zu stellen, häufig chronologisch, mit nicht geeigneten statistischen Zusammenfassungen oder grafischen Darstellung solcher Daten. Es ist daher wünschenswert, nicht nur Informationen über Netzwerkverkehr zu kompilieren, sondern bestimmte allgemein benötigte Berechnungen durchzuführen und solche Berechnungen in einem benutzerfreundlichen und flexiblen Format grafisch darzustellen.
  • Um die Nachteile herkömmlicher Überwachungsmethoden und Systeme der Datenkommunikation zu überwinden, wird ein neues Verfahren zum Überwachen einer Übertragungsleitung vorgesehen. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Netzwerkmonitor vorzusehen, um Kommunikationsdaten zu sammeln und zu analysieren. Eine weitere Aufgabe liegt darin, ein Verfahren zum Sammeln und Analysieren von Kommunikationsdaten vorzusehen.
  • Zusammenfassende Darstellung der Erfindung:
  • Zur Erreichung dieser und anderer Aufgaben schlägt die Erfindung ein Verfahren zum Überwachen von Daten auf einer ersten Kommunikationsleitung vor. Daten werden von der ersten Kommunikationsleitung empfangen und eine Vielzahl von Paketen wird aus den Daten extrahiert. Dann werden Statistiken rekursiv erzeugt, wobei die Statistiken der Vielzahl von Paketen entsprechen.
  • Sowohl die vorausgehende allgemeine Beschreibung als auch die folgende ins Einzelne gehende Beschreibung sind als Beispiel für die Erfindung gedacht, beschränken aber nicht die Erfindung.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen:
  • Die Erfindung kann man am besten aus der folgenden ins Einzelne gehenden Beschreibung verstehen, wenn diese in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen gelesen wird. Es wird darauf hingewiesen, dass entsprechend allgemeiner Praxis die verschiedenen Merkmale der Zeichnungen nicht maßstabsgerecht sind. Im Gegenteil sind aus Gründen der Klarheit die Abmessungen der verschiedenen Merkmale willkürlich vergrößert oder verkleinert. Enthalten in den Zeichnungen sind die folgenden Figuren:
  • 1: zeigt einen Netzwerkmonitor nach der vorliegenden Erfindung, angekoppelt an eine Kommunikationsleitung;
  • 2: zeigt eine als Beispiel dienende Protokollhierarchie;
  • 3: ist ein Blockdiagramm eines als Beispiel dienenden Netzwerkmonitors nach der vorliegenden Erfindung;
  • 4: ist ein Flussdiagramm, dass ein Verfahren der Überwachung einer Verbindungsleitung nach der vorliegenden Erfindung illustriert;
  • 5: ist ein Datenflussdiagramm, das die vielen Abänderungen von Datensammlungen und Analysemethoden eines Netzwerkmonitors nach der vorliegenden Erfindung illustriert;
  • 6: ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum identifizieren von gestörten Servern illustriert;
  • 7: zeigt ein Netzwerk, das Netzwerkmonitore nach der vorliegenden Erfindung verwendet, gekoppelt an zwei getrennte Übertragungsleitungen in einem Netzwerk;
  • 8: ist ein Flussdiagramm, dass ein Verfahren zur Bestimmung einer Übertragungsverzögerung illustriert;
  • 9A: ist ein Flussdiagramm, dass die Wirkungsweise eines Hostcomputers zur Synchronisierung mit einem Schnittstellencomputer illustriert;
  • 9B: ist ein Flussdiagramm, das die Wirkungsweise eines Schnittstellencomputers zur Synchronisierung mit einem Hostcomputer illustriert; und
  • 10 bis 28: sind Bildschirmanzeigen, die ein Benutzerinterface zum Empfang von Überwachungsparametern und Darstellungsmethoden zum Darstellen und Liefern von Informationen der Verbindungsanalyse darstellen.
  • Detaillierte Beschreibung der Erfindung:
  • In den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente. 1 stellt einen als Beispiel dienenden Netzwerkmonitor 102 nach der vorliegenden Erfindung dar, der mit einem als Beispiel dienenden Netzwerk N1 106 über eine erste Übertragungsleitung 104 verbunden ist. Der Netzwerkmonitor 102 empfängt bzw. überwacht Datenkommunikationen (Verkehr) auf einer Übertragungsleitung 104 und liefert Echtzeit-Metrics oder Statistiken des Datenverkehrs auf der Übertragungsleitung 104.
  • Die Kommunikationsleitung 104 kann ein einzelnes Datenverbindungsschichtprotokoll verwenden, um Verkehr einer Vielzahl von unterschiedlichen höheren hierarchischen Protokollschichtenprotokollen zu transportieren. Eine solche hierarchische Protokollstruktur 200 ist in 2 dargestellt. Das Datenverbindungsschichtprotokoll 202, Ethernet in diesem Beispielfall, des Verkehrs zwischen den Netzwerk N1 106 und dem Router 108 kann encapsulated IPX, IP, ARP oder einen Verkehr einer anderen Netzwerkschicht 204 umfassen. Der IP-Verkehr kann encapsulated UDP, TCP, ICMP oder Verkehr einer anderen Transportschicht 206 umfassen. Der TCP Verkehr kann encapsulated Web, FTP, DNS oder Verkehr einer anderen Anwendungsschicht 208 umfassen.
  • Der Netzwerkmonitor 102 nach der vorliegenden Erfindung enthält Hardware und Software (unten diskutiert), die Netzwerkverkehr sammelt und analysiert in einer solchen Weise, dass er eine Vielzahl von Echtzeitstatistiken über einen solchen Verkehr bei einer oder mehrfachen Protokollschichten erzeugen kann. Die Echtzeitstatistiken, die von dem Netzwerkmonitor 102 erzeugt sind, ermöglichen die Qualität und Quantität der Dienstanalyse, eine Abrechnung basierend auf der Qualität der Dienste und der Quantität der Dienste, eine dynamische Netzwerkressourcenzuordnung und Planung, eine Kundenprofilierung basierend auf dem Dateninhalt, eine Netzwerksicherheitsanalyse und ein erneutes Abspielen der Sitzung. Exemplarische Statistiken enthalten Byte-Zählungen, Bit-Zählungen, Verzögerungen in einer Richtung oder Umlaufverzögerungen, Antwortzeiten, erneut übertragene Bytes, bei einem Host entstandene Bytes, bei einem Host endende Bytes, Zählungen von bei einem Host erzeugten und endenden Bytes, Web Abbruchzeiten, Durchsatz, erfolgreichen Durchsatz und Prozentsatz der erneut übertragenen Bytes auf Grund von Verzögerungen oder Verlusten. Diese Statistiken können selektiv basierend auf dem Verkehr auf der ersten Kommunikationsleitung 104 in einer oder mehrfachen Protokollschichten zwischen der Datenverbindungsschicht und der Anwendungsschicht geliefert werden.
  • Der Betrieb eines als Beispiel dienenden Netzwerkmonitors 302, dargestellt in 3, wird unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm in 4 beschrieben. Der Netzwerkmonitor 302 enthält ein erstes Netzwerkinterface 304, gekoppelt an eine erste Verbindungsleitung 308 über eine erste Verbindung 312, und ein zweites Netzwerkinterface 306, gekoppelt an eine zweite Kommunikationsleitung 310 über eine zweite Verbindung 314. Das erste Interface 304 empfängt erste Daten (einen Bitstream) von der ersten Kommunikationsleitung 308 (Schritt 402), und der Bitstream wird dann in Pakete aufgeteilt (Schritt 404). Der Ausdruck ”aufteilen” wird hierin verwendet, um zu bedeuten, dass vorher definierte Pakete aus dem Bitstream extrahiert werden. Der Bitstream kann in Pakete aufgeteilt werden entweder durch die Schnittstelle 304 oder durch den Hostcomputer 316. Die Pakete werden im Speicher 318 gespeichert, der bei dieser Ausführungsform hierarchisch ist und einen Kurzzeitspeicher 320 und mindestens einen längerfristigen Speicher 322 enthält. Ein Prozessor und eine Abfragemaschine 316, gegebenenfalls gesteuert von einer Benutzerschnittstelle 324, bearbeitet dann die Pakete, wie dies weiter unten unter Bezugnahme auf 4 beschrieben wird.
  • In einer exemplarischen Ausführungsform ist der Netzwerkmonitor 302 mit der ersten Kommunikationsleitung 308 in einer nicht eindringenden Weise gekoppelt. Das heißt, er hindert nicht direkt den Fluss des Verkehrs auf der Kommunikationsleitung. Der Netzwerkmonitor 302 kann an die Kommunikationsleitung 308 beispielsweise dadurch gekoppelt werden, dass die erste Verbindung 312 in einen Port oder einen Stecker an einem Switch oder Router eingesteckt wird, durch Unterbrechen der Kommunikationsleitung 308 und Installieren eines Y-Verbinders, an dem die erste Verbindung 312 angekoppelt wird, durch Verbinden der ersten Verbindung an einen Hub, unter Verwendung eines optischen Aufspalters, oder durch Verbinden des Netzwerkmonitors 302 mit einer Überwachungssteckdose in einem zentralen Amt.
  • Der Prozessor und die Abfragemaschine 316 wandeln die Pakete in Datensätze um und speichern die Datensätze in einem Speicher (Schritte 414 bis 422). Der Prozessor und die Abfragemaschine 316 enthalten geeignete Programmierung, um Statistiken entsprechend den Paketen zu erzeugen (Schritte 406 bis 412). Obwohl die Erzeugung von Statistiken für die Pakete in einer Vielzahl von Arten erreicht werden kann, verarbeitet eine bevorzugte Vorgehensweise einen Satz von Paketen, die über ein vorbestimmtes Zeitintervall oder eine Abfragezeit (Schritt 406) empfangen wurden, zur Erzeugung entsprechender Statistiken (Schritt 408). Die Verarbeitung wird dann in einer rekursiven Weise auf folgende Sätze von Paketen wiederholt, die während folgender Zeitperioden empfangen wurden (Schritt 410). Während einer solchen Bearbeitung speichert eine geeignete Programmierung die erzeugten Statistiken im Speicher in geeigneten Zeitintervallen, wobei solche Intervalle vorzugsweise in der gleichen Größenordnung liegen wie die den Sätzen von Paketen entsprechenden Zeitintervalle.
  • Die Umwandlung der Pakete in Datensätze erlaubt es, dass eine große Vielzahl weiterer Statistiken erzeugt werden kann, wie jetzt beschrieben wird.
  • Die Datensätze werden dadurch erzeugt, das zunächst der Typ jedes Pakets (Schritt 414) bestimmt und dann die Pakete (Schritt 416) basierend auf ihren vorher bestimmten Typen gefiltert werden. Für jedes Paket wird ein Index erzeugt (Schritt 418), und das Paket wird dann in einen indizierten Datensatz umgewandelt (Schritt 420) und im Speicher gespeichert (Schritt 422). Weitere Statistiken werden dann erzeugt (Schritt 426) unter Verwendung der vorher für die Pakete erzeugten Statistiken, und Datensätze werden dann einer oder mehreren Anwendungen zur Verfügung gestellt, beispielsweise einem Anzeigegerät (Schritt 428), einem Router zur dynamischen Anpassung des Netzwerksroutens basierend auf den weiteren Statistiken (Schritt 430), sowie einem Abrechnungsservice zum Abrechnen von Kunden basierend auf der Qualität oder Quantität der Dienste, wie dies basierend auf den erzeugten Statistiken bestimmt wird (Schritt 432).
  • Die Anwendung des Vorgangs der 4 wird nun für eine Ethernet Kommunikationsleitung mit gekapselten IP Paketen beschrieben, die TCP Pakete kapseln, die Web Verkehr kapseln (siehe 2). Der Ethernet Bitstream wird von der Kommunikationsleitung (Schritt 402) empfangen und in Pakete aufgeteilt (Schritt 404). Die Pakete werden in Sätze aufgeteilt, wobei jeder Satz Pakete enthält, die während einem von aufeinander folgenden einsekundigen Zeitintervallen empfangen worden (als beispielhafte Zeitperiode) (Schritt 406). Die Anzahl von während jeder einsekundigen Zeitperiode empfangenen Bits wird berechnet (Schritt 408). Aufeinander folgende Statistiken werden für aufeinander folgende Zeitperioden dadurch erzeugt, dass der nächste Satz von Paketen entsprechend der nächsten einsekundigen Zeitperiode empfangen wird (Schritt 412) und dass dann die Anzahl der Bits in diesen Paketen berechnet wird (Schritt 408). Die Bit Zählungen für jedes einsekundige Zeitintervall werden in dem Speicher abgespeichert (Schritt 412), wenn sie erzeugt werden.
  • Ein Typ (beispielsweise IP, ARP, ...) jedes Pakets wird bestimmt (Schritt 414). Wenn ein Benutzer nur Verkehr von IP-Paketen zu analysieren wünscht, werden die Pakete gefiltert, um nur die IP-Pakete durchzulassen (Schritt 416). Der Zeitpunkt, zu dem der Netzwerkmonitor jedes IP-Paket empfing, wird als Index für das jeweilige IP-Paket verwendet (Schritt 418). Ein indizierter Datensatz wird dann für jedes IP Paket erzeugt (Schritt 420) und im Speicher abgespeichert (Schritt 422). Ein Beispielsdatensatz mit dem Index als ein erstes Feld F1 und dem Paket als ein zweites Feld F2 wird unten dargestellt.
  • F1: Index (Empfangszeit) F2: Paket oder Teilpaket
  • Zusätzlich zu dem Filtern (Schritt 416) zum Durchlassen nur von IP-Paketen kann das Filter auch dazu verwendet werden, nur einen Teil des Pakets durchzulassen, beispielsweise nur den IP-Abschnitt, indem der Verwaltungsabschnitt des Ethernet abgeschnitten wird, so dass der obige Datensatz nur in den IP-Anteil in dem zweiten Feld F2 enthält. Alternativ kann der Datensatz eine Vielzahl von Feldern enthalten, von denen jedes einem Teil des IP-Pakets entspricht, beispielsweise einer Quellenadresse oder einer Bestimmungsadresse, und das Filtern kann basierend auf einem oder mehreren der Vielzahl von Feldern durchgeführt werden.
  • Eine beliebige Zahl von Statistiken kann aus den abgespeicherten Datensätzen allein erzeugt werden, oder in Kombination mit für die Pakete in den Schritten 406 bis 412 erzeugten Statistiken. In diesem Beispiel enthält eine weitere Statistik von Interesse das Verhältnis der Anzahl von Bits in empfangenen IP-Paketen zu der Zahl von Bits in allen Paketen, die für jede folgende Minute empfangen wurden (Schritt 426). Die Kalkulation dieser Statistik wird nach der vorliegenden Erfindung erleichtert, da die abgespeicherten Pakete schon alle IP-Pakete sind und durch den Zeitpunkt ihres Empfangs indiziert sind. Als solche wird die Berechnung dadurch durchgeführt, dass die Datensätze entsprechend ihrem Index sortiert werden, dass der Satz von Datensätzen für jede aufeinander folgende Minute gelesen wird, und dass die Zahl von Bits in jedem Satz von Datensätzen addiert wird. Die Zahl der Bits in allen Paketen pro Minute kann dadurch berechnet werden, dass die vorher berechneten Bit-Zählungen erzeugt auf einer Sekundenbasis in Gruppen von 60 addiert werden, was damit einer Minute gleich kommt. Daher wird die weitere Statistik unter Verwendung sowohl der gespeicherten Datensätze als auch der gespeicherten Statistiken erzeugt, was die Zahl der zusätzlichen benötigten Berechnungen und die Zeit, die zur Erzeugung solcher weiterer Statistiken benötigt wird, verringert.
  • Ein spezielles Beispiel der von einem erfindungsgemäßen Netzwerkmonitor durchgeführten Filterungs- und Abspeichermethoden wurde oben unter Bezugnahme auf 4 beschrieben. Die Flexibilität der Datensammlung und Analysemethoden eines Netzwerkmonitors 500 nach der vorliegenden Erfindung wird unten unter Bezugnahme auf das Datenflussdiagramm der 5 beschrieben.
  • Ein ankommender Bitstream wird von einem Paketierer 502 in Pakete zerteilt. Das Dekodieren des Bitstreams kann automatisch für bekannte Protokolle durchgeführt werden, oder kann entsprechend vom Benutzer spezifizierten Parametern für spezielle oder proprietäre Protokolle durchgeführt werden. Wenn beispielsweise ein neues Datenverbindungsschichtprotokoll eingeführt wird, enthält der Netzwerkmonitor 500 geeignete Programmierung, um auf benutzerdefinierte Protokolle anzusprechen, die unter Verwendung der Benutzerschnittstelle 520 eingegeben werden. Der erfindungsgemäße Netzwerkmonitor 500 erkennt daher Paketstrukturen des neuen Protokolls zur Paketierung eines ankommenden Bitstream. Der Netzwerkmonitor kann dann seine Datensammlung- und Analysemethoden durch die höheren Protokollschichten durchführen. Diese Flexibilität ist nicht auf die Datenverbindungsschicht begrenzt. Mit anderen Worten ist der erfindungsgemäße Netzwerkmonitor 500 in der Lage, Datenkommunikationen für spezielle Protokolle bei anderen Protokollschichten zu sammeln und zu analysieren.
  • Die Pakete können direkt in den Kurzzeitspeicher 510 unter Verwendung des Wegs A gespeichert werden. Dies ist nützlich zum Abspeichern aller aus der Kommunikationsleitung empfangener Daten. Der Kurzzeitspeicher 508 kann periodisch Daten in einen längerfristigen Speicher 510 übertragen, um einen Überlauf zu verhindern. Obwohl nur ein einzelner Kurzzeitspeicher 508 und ein einzelner längerfristiger Speicher 510 dargestellt sind, sind die Lehren der vorliegenden Erfindung auf andere hierarchische Speicherstrukturen mit einer Vielzahl von Speichergeräten anwendbar. Beispielsweise kann der Speicher einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM) enthalten, einen Plattenspeicher und einen Bandspeicher. Wenn sich der RAM füllt, werden Daten in den Plattenspeicher übertragen. Wenn sich der Plattenspeicher füllt, werden Daten auf den Bandspeicher übertragen. Wenn sich der Bandspeicher füllt, werden Bänder für eine kontinuierliche oder langfristige Datenspeicherung, beispielsweise für Archivzwecke, ersetzt. Wie durch den doppelten Pfeil zu dem Kurzzeitspeicher 508 und zwischen den Speichern 508 und 510 angezeigt, können in den Speichern abgespeicherte Daten später zur Analyse oder für eine der unten diskutierten Anwendungen 522 bis 530 zurückgeholt werden.
  • Das Abspeichern aller Pakete direkt in den Speicher kann für Sicherheitsanwendungen 528 gewünscht werden. Beispielsweise kann der Netzwerkmonitor so programmiert werden, dass er alle Kommunikationen für eine Dauer von einer Woche speichert und dann die ältesten abgespeicherten Daten überschreibt. Wenn eine Sicherheitslücke innerhalb einer Woche ihres Vorkommens festgestellt wird, können die gespeicherten Daten von dem Netzwerkmonitor analysiert werden, um die Quelle und das Ausmaß der Sicherheitslücke zu bestimmen.
  • Die paketierten Daten können alternativ von dem Paketierer 502 dem Indexerzeuger 504 geliefert werden. Der Indexgenerator 504 erzeugt einen Index entsprechend einem oder mehreren der empfangenen Pakete. Beispiel eines einem Paket entsprechenden Index enthalten einen Zeitstempel, um die Zeit anzuzeigen, wenn das Paket von dem Netzwerkmonitor empfangen wurde, den Typ des Pakets (Protokoll und/oder Schicht), die Größe eines Pakets, eine Paketnummer (1, 2, 3, ...), eine Schnittstellennummer, eine Anwendung und eine zugeordnete Sitzung. Der Datensatzgenerator 506 empfängt die Pakete und den erzeugten Index und erzeugt einen Datensatz, der den erzeugten Index enthält. Alternativ kann der Datensatzgenerator 506 das empfangene Paket und den Index mit einem existierenden Datensatz kombinieren, der vorher im Speicher 508, 510 gespeichert war. Der Datensatzgenerator kann auch ein Paket direkt über den Weg C empfangen und einen unindizierten Datensatz erzeugen, der das Paket enthält, oder kann das Paket in einem existierenden Datensatz kombinieren, der Paket in einem existierenden Datensatz kombinieren, der vorher im Speicher 508, 510 gespeichert war.
  • Beispielsweise kann ein einzelner einer ATM-Sitzung entsprechender Datensatz erzeugt werden. Wenn eine erste Zelle (ein Paket fester Größe) entsprechend der ATM-Sitzung empfangen wird, kann sie indiziert werden, und ein indizierter Datensatz kann erzeugt und in dem Speicher 508, 510 abgespeichert werden. Der Index kann beispielsweise ein Identifizierer der ATM-Sitzung sein. Wenn weitere der ATM-Sitzung entsprechende Zellen empfangen werden, nicht notwendigerweise in der richtigen Reihenfolge, kann der Datensatzerzeuger 506 diese Zellen direkt über den Weg C empfangen, den vorher abgespeicherten indizierten Datensatz aus dem Speicher 508, 510 lesen und dann die neue empfangene Zelle in den indizierten Datensatz hinein kombinieren. Zusätzlich zum einfachen Kombinieren von zu einer gemeinsamen ATM-Sitzung gehörenden Paketen in einen gemeinsamen Datensatz kann der Datensatzerzeuger 506 auch die empfangenen ATM-Zellen innerhalb des Datensatzes in ihrer korrekten Reihenfolge anordnen.
  • Der Identifizierer 512 für den Typ des Datensatzes/Pakets empfängt Pakete oder Datensätze entweder von dem Datensatzgenerator 506 oder aus dem Speicher 508 und charakterisiert dann die empfangenen Pakete oder Datensätze durch Identifizierung ihrer entsprechenden Typen oder Eigenschaften. Der Typ oder die Eigenschaft eines Pakets oder Datensatzes ist ein vielseitiger Identifizierer und kann über das Benutzerinterface 520 programmiert werden. Beispiele von Paket- oder Datensatztypen oder Eigenschaften enthalten die Zahl der entsprechenden Bits oder Bytes, ihre Protokollschicht, ihren Protokolltyp bei einer speziellen Protokollschicht, eine Quellenadresse, eine Bestimmungsadresse, einen ID eines Endbenutzers und einen ID einer Anwendung. Die Datensätze oder Pakete werden dann in dem Pakettypfilter 516 gefiltert, basierend auf der Eigenschaft oder dem Typ, die/der von dem Identifizierer 512 für den Typ des Datensatzes/Pakets identifiziert wurde. Die gefilterten Datensätze oder Pakete werden dann indiziert, indiziert und in Datensätze umgewandelt, oder direkt in dem Speicher 508, 510 abgespeichert.
  • Das Zeitperiodenfilter 514 empfängt Datensätze oder Pakete von dem Datensatzgenerator oder aus dem Speicher 508, 510 und filtert sie basierend auf der Zeit, zu der sie von der Kommunikationsleitung durch den Netzwerkmonitor empfangen wurden. Die Datensätze oder Pakete werden dann in Gruppen entsprechend den Paketen aufgeteilt, die von dem Netzwerkmonitor während entsprechender aufeinander folgender Zeitperioden empfangen wurden. Der Statistikgenerator 518 erzeugt dann Statistiken für jede der aufeinander folgenden Zeitperioden entsprechend den Paketen, die während jeder entsprechenden aufeinander folgenden Zeitperiode empfangen wurden.
  • Die gefilterten Pakete und die erzeugten Statistiken können im Speicher abgespeichert werden. Die Wege zwischen den Funktionsblöcken in 5 stellen dar, dass der Inhalt des Speichers dann wieder verwendet werden kann zur Durchführung einer weiteren Filterung oder zur Statistikerzeugung. Daher kann ein Netzwerkmonitor nach der vorliegenden Erfindung rekursiv Daten sammeln und analysieren, durch Erzeugung von Statistiken, die auf vorher erzeugten Statistiken oder abgespeicherten Paketen basieren.
  • Zusätzlich zu dem Programmieren des Netzwerkmonitors für ein spezielles Protokoll wie oben beschrieben kann die Benutzerschnittstelle 520 auch die Betriebsparameter der Funktionsblöcke innerhalb des Netzwerkmonitors definieren. Beispielsweise kann ein Benutzer den von dem Indexgenerator 504 zu benutzenden Index spezifizieren, die von dem Zeitperiodenfilter 514 zu benutzende Zeitperiode und die von dem Statistikgenerator 518 für jede der aufeinander folgenden Zeitperioden zu erzeugenden Statistiken.
  • Die von dem Netzwerkmonitor 500 gesammelten Daten und die entsprechende von dem Netzwerkmonitor 500 erzeugte Analyse können einer oder mehreren Anwendungen 522 bis 530 zur Verfügung gestellt werden. Beispielsweise kann ein Anzeigegerät 522 Statistiken, Datensätze oder Pakete als Reaktion auf eine Benutzerauswahl anzeigen, wie es weiter unten unter Bezugnahme auf die Anzeigeschirme in den 10 bis 28 beschrieben wird.
  • Die von dem Netzwerkmonitor 500 erzeugten Statistiken können einem Netzwerkadministrator oder einem Router 524 zur Verfügung gestellt werden, zur Ermöglichung eines dynamischen Routens der Kommunikationen und Netzwerkbandbreitenbehandlung, auch bekannt als Auslastungsmanagement, auf einem Netzwerk, das auf einer Netzwerkleistung entsprechende Statistiken anspricht. Es ist leicht zu erkennen, dass durch Messen von Verzögerungen in einer Richtung und durch die Lieferung von Verkehrsstatistiken auf einer Basis Protokoll zu Protokoll bei verschiedenen Protokollschichten ein Netzwerkmonitor nach der vorliegenden Erfindung diese Asymmetrien identifizieren kann, durch Quantifizierung von Verkehrsströmen, um es einem Netzwerkadministrator zu ermöglichen, Netzwerkressourcen entsprechend gemessenen Flüssen korrekt zu bemessen.
  • Kommunikationsnetzwerke können in der Dienstschicht optimiert werden, da der Netzwerkmonitor nach der vorliegenden Erfindung eine geeignete Programmierung zum Analysieren der Verkehrsflüsse bei irgendeiner Protokollschicht enthält. Obwohl verschiedene Dienste verschiedene Dienstanforderungen haben können, werden diese Dienste häufig in einem einzigen Kommunikationsnetzwerk integriert. Dennoch können Dienste wie Echtzeitmultimedia, Voice über IP, Daten und Intranet jeweils einzigartige Netzwerkdienstanforderungen haben. Beispielsweise kann für Voice über IP auf Grund niedriger Toleranzen in der Verschlechterung der Übertragungen von Stimme eine niedrigere Dienstqualität einschließlich einer Verzögerung oder Verlust von Daten nicht toleriert werden. Im Gegensatz dazu kann eine Datenübertragung in einer verlustbehafteten Umgebung stattfinden auf Grund einer Fehlerkorrektur durch eine erneute Übertragung. Ein als Beispiel dienender Router 524 ist so konfiguriert, dass er Verkehr entsprechend verschiedenen Diensten unterschiedlich in Abhängigkeit von ihren Dienstanforderungen muten kann.
  • Der Netzwerkmonitor nach der vorliegenden Erfindung enthält programmierte Merkmale, die Flüsse entsprechend jedem individuellen Dienst und/oder Benutzer identifizieren und für eine Analyse von Wechselwirkungen mit verschiedenen Diensten sorgen. Diese Informationen können beispielsweise von einem Router verwendet werden, um Echtzeit oder nicht Echtzeit Entscheidungen über die Optimierung von Netzwerktopologien, Routen oder Dienstaufteilungen zu machen, um eine optimale Konfiguration zu ermöglichen, die geeignet ist, um jeden Dienst mit seiner eigenen einzigen Dienstanforderungsqualität zu versehen.
  • Ein Abrechnungssystem 526 kann so konfiguriert werden, dass es statistischen der Dienstqualität und/oder -quantität entsprechend unterschiedlichen Diensten und unterschiedlichen Hosts empfängt und Kunden entsprechend belastet. Dies ermöglicht es, dass Kunden auf diesen Statistiken basierend belastet werden an Stelle einer Pauschalabrechnung für vorher ungemessene Dienste. Beispielsweise kann eine Kundin ihren unbegrenzten Internetdienst für Voice über IP Verbindungen verwenden. Erfindungsgemäß kann der Netzwerkmonitor 500 Statistiken für einen speziellen Kunden basierend auf der Zahl, Dauer und Bestimmung von Anrufen erzeugen. Die Statistiken werden dann in eine Abrechnungsinformation durch das Abrechnungssystem 526 umgewandelt und der Klient entsprechend belastet. Daher kann ein Internetkunde, der das Internet für Voice über IP Anrufe verwendet, jetzt entsprechend der Quantität, Dauer und Bestimmung von Anrufen belastet werden, wie es für einen nicht über das Internet erfolgenden Telefondienst üblich ist. Kunden können in ähnlicher Weise basierend auf einer Zahl von e-commerce Transaktionen belastet werden, einer Zahl von Aktienkäufen, einer Zahl von Anforderungen für Echtzeitkurse und anderen Transaktionen. Alternativ können Kunden Dienstverträge mit verschiedenen Abrechnungsdaten haben, abhängig von einer geleisteten Dienstqualität, und können dementsprechend belastet werden. Ein Netzwerkmonitor kann auch dazu verwendet werden, das Erfüllen von Dienstkontrakten zu gewährleisten, die Servicestandards garantieren.
  • Wie oben beschrieben können die gesammelten Daten für Sicherheitszwecke 528 verwendet werden, um Sicherheitslücken zu identifizieren, oder um eine ungültige Benutzung des Netzwerks oder eine illegale Aktivität zu identifizieren. Beispielsweise können Pakete gefiltert werden, um spezielle Dateien zu identifizieren, die auf einen Server übertragen wurden, um zu identifizieren, wer sich in eine bestimmte Maschine oder einen bestimmten Server eingetragen hat, und um zu sehen, was sie eingeben, sobald sie eingetragen sind.
  • Statistiken aus einem Netzwerkmonitor können einem Benutzer oder einer Gruppe von Benutzern zur Profilbildung des Benutzers oder der Gruppe von Benutzern entsprechen. Viele Internetwerbung ist an Kunden gerichtet, basierend auf einem Kundenprofil, das dadurch erzeugt wird, dass ein Benutzer gebeten wird, einige Fragen zu beantworten. Ein Netzwerkmonitor nach der vorliegenden Erfindung kann jedes empfangene Paket basierend auf seinem Inhalt filtern, um individuelle Kundenprofile zu bilden. Beispielsweise kann ein Knoten, der die Kundenbasis in Philadelphia überwacht, in jedes Paket von jedem Benutzer hinein sehen, bevor es das Internet betritt. Ebenso kann der zu diesen Benutzern zurückkehrende Verkehr analysiert werden, indem man nach einem bestimmten Text innerhalb der Pakete sieht (filtert) oder sich die von dem Benutzer besuchten Websites ansieht. Dann lässt sich ein Profil für den Benutzer oder die Gruppe von Benutzern erzeugen, basierend auf den gefilterten Daten, um Inhalte gezielt an den Benutzer zu richten, für den dieser Inhalt von Interesse ist, beispielsweise zielgerichtetes E-Mail. Die oben beschriebene Methode zum Filtern kann in ähnlicher Weise von Behörden oder Sicherheitseinrichtungen benutzt werden, um Kommunikationen zu überwachen, um eine ungesetzliche Aktivität festzustellen oder die Aktivität ausgewählter Benutzer zu überwachen.
  • Der Netzwerkmonitor kann auch dazu verwendet werden, Daten zu einem Abspielgerät 530 zu liefern, um Kundensitzungen erneut abzuspielen, die von der Kommunikationsleitung überwacht wurden. Alle empfangenen Pakete können aufgezeichnet und dann basierend auf einer speziellen Sitzung gefiltert werden. Die Sitzung kann basierend auf in den Paketen selbst enthaltenen Informationen identifiziert werden, oder basierend auf Sitzungsinformationen, die in speziellen Paketen oder Kanälen wie beispielsweise SDR (Sitzungs Verzeichnis Protokoll) empfangen werden. Die der Sitzung entsprechenden Pakete können dann in einer Weise abgespielt werden, wie sie dem Benutzer ursprünglich dargeboten wurde. Dieses Verfahren kann dazu verwendet werden, die gesamte Aktivität im Internet eines Benutzers oder von Voice über IP Unterhaltungen wieder abzuspielen.
  • Der Netzwerkmonitor kann von einem Benutzer so konfiguriert werden, dass er Kommunikationsleitungen überwacht, die Verkehr unter Verwendung eines proprietären oder speziellen Protokolls transportieren. Zusammen mit einer geeigneten physikalischen Schichtschnittstelle zwischen dem Netzwerkmonitor und der Kommunikationsleitung kann ein Benutzer proprietäre Protokollparameter unter Verwendung des Benutzerinterface eingeben. Die Parameter definieren die Struktur von Paketen innerhalb des Bitstreams, der auf der Kommunikationsleitung für den Netzwerkmonitor übertragen wird, um die Pakete von dem Bitstream zu trennen. Zusätzliche Parameter können auch Felder innerhalb eines Pakets definieren, so dass der Netzwerkmonitor mit maßgeschneiderten Anfragen konfiguriert werden kann, um Statistiken basierend auf dem Inhalt dieser Paketfelder zu liefern. Der Netzwerkmonitor kann in ähnlicher Weise so programmiert werden, dass er Daten empfängt und analysiert, die maßgeschneiderten Protokollen in Schichten höher als die Verbindungsschicht entsprechen.
  • Bei einem als Beispiel dienenden Netzwerk sieht das Datenübertragungsprotokoll vor, dass jedes Paket ein Zeitstempelfeld enthält. Pakete, die von einer Quelle zu einer Bestimmung übertragen werden, enthalten einen Zeitstempelwert in dem Zeitstempelfeld, der einen Zeitpunkt der Übertragung durch die Quelle anzeigt. Wenn das Paket an der Bestimmungsstelle empfangen wird, kann die Bestimmungsstelle die Dauer der Übertragung in einer Richtung oder die Verzögerung von der Quelle zu der Bestimmungsstelle berechnen, indem der Zeitstempelwert von einem augenblicklichen Zeitwert subtrahiert wird. Dieses Protokoll ermöglicht eine einfachere Messung der Zeitverzögerung in einer Richtung und der Dienstqualität, indem die Notwendigkeit zur Kommunikation zwischen Netzwerkmonitoren beseitigt wird, um Paketpaare an getrennten Netzwerkmonitoren abzugleichen.
  • Bei einem Netzwerk mit vielen getrennten Zwischenübertragungswegen zwischen der Quelle und der Bestimmungsstelle liefert die Informationen über die Dauer der Übertragung von Ende zu Ende in einer Richtung keine Information über einen speziellen Flaschenhals irgendwo zwischen der Quelle und der Bestimmungsstelle. Für eine verbesserte Flaschenhalsdiagnose kann ein erfindungsgemäßer Netzwerkmonitor, statt nur Verzögerungen von Ende zu Ende zu berechnen, mit einem der getrennten Zwischenübertragungswege zwischen der Quelle und der Bestimmungsstelle gekoppelt werden. Der Netzwerkmonitor kann den Zeitstempelwert von einem Paket, das das Netzwerk von der Quelle zu der Bestimmung durchquert, empfangen. Der Zeitstempelwert kann von der augenblicklichen Zeit zum Zeitpunkt des Empfangs des Pakets von dem Netzwerkmonitor subtrahiert werden, um einen Zwischendauerwert zu bestimmen. Einer oder mehrere Zwischenmonitore können verwendet werden, wie oben beschrieben, um den Flaschenhals in einem Netzwerk zu lokalisieren. Bei einer Beispielsausführungsform enthält die Quelle, die Bestimmung und ein Netzwerkmonitor eine GPS Schnittstelle zum Empfang der zur Berechnung der Übertragungsdauer verwendeten augenblicklichen Zeit.
  • Eine der Messungen, die ein Netzwerkmonitor nach der vorliegenden Erfindung liefern kann, ist eine Anzeige der Zahl abgebrochener Verbindungen für ein spezielles Paar von Quelle und Bestimmung, für eine spezielle Quelle oder Bestimmung, sowie Informationen über das Verhältnis von abgebrochenen Verbindungen zu gesamten Verbindungen für eine spezielle Quelle oder Bestimmung. Ein Beispielverfahren zum identifizieren gestörter TCP Server wird unter Bezugnahme auf das Fussdiagramm 600 in 6 beschrieben.
  • Wie Fachleuten bekannt ist, wird eine TCP-Sitzung normalerweise von dem Klienten geöffnet und dann von dem Server geschlossen, wenn dieser keine Daten mehr zu dem Klienten zu senden hat. Wenn eine TCP-Sitzung von dem Klienten geschlossen wird, zeigt dies an, dass die Sendung vorzeitig beendet wurde. Wenn man das Web als ein Beispiel annimmt, kann ein Klient (ein Benutzer, der einen Browser verwendet) die Sitzung aus Gründen schließen, zu denen es dazu gehört, dass der Benutzer einfach seine Ansicht über die Notwendigkeit für die gewünschten Daten ändert, oder auf Grund von Ungeduld wegen einer Verzögerung beim Empfang der gewünschten Daten.
  • Der Netzwerkmonitor empfängt ein Paket aus einer Kommunikationsleitung (Schritt 602) und identifiziert, ob das Paket zu einer TCP-Sitzung gehört (Schritt 604). Der Netzwerkmonitor kann identifizieren, ob das Paket ein TCP-Paket ist, indem er ein Protokollfeld in dem Paket identifiziert und dekodiert, das identifiziert, zu welchem mehrerer Transportschichtprotokolle das Paket gehört. Sobald ein Paket als TCP identifiziert ist, werden der TCP Klient und der TCP Server identifiziert (Schritt 606). Das Paket wird dann überprüft, um festzustellen, ob es die TCP-Verbindung öffnet oder initiiert (Schritt 608). Wenn das Paket ein Öffnungs- oder Initiierungs-Paket einer TCP-Sitzung ist, wird eine Zählung der gesamten Zahl von TCP Sitzungen für den vorher (beim Schritt 606) identifizierten TCP Server erhöht (Schritt 610).
  • Wenn das Paket nicht ein Öffnungspaket ist, bestimmt der Netzwerkmonitor als Nächstes, ob das Paket die TCP-Verbindung schließt (Schritt 612). Wenn nicht, erhält der Netzwerkmonitor das nächste Paket (Schritt 602). Sonst bestimmt der Netzwerkmonitor (Schritt 614), ob die Verbindung von dem Server geschlossen wird, indem er das FIN-Bit beispielsweise überprüft, oder ob die Verbindung von dem Klienten geschlossen wird. Das Schließen durch den Server zeigt eine normale Beendigung der Sitzung an, und der Netzwerkmonitor erhält das nächste Paket (Schritt 602). Das Schließen durch einen anderen als den Server zeigt eine vorzeitige Beendigung der Sitzung an, und eine Zählung einer vorzeitigen Schließung entsprechend dem speziellen Server wird erhöht (Schritt 616). Das Verhältnis von vorzeitigen Schließvorgängen zu den gesamten TCP Sitzungen des speziellen Servers wird berechnet (Schritt 620) und mit einem vorbestimmten Schwellenwert verglichen (Schritt 622). Wenn das Verhältnis von vorzeitigen Schließvorgängen den Schwellenwert überschreitet, wird der spezielle Server als ein gestörter Server identifiziert (Schritt 624).
  • Wie Fachleuten bekannt ist, ist es möglich, dass in einigen Netzwerken nicht alle einer speziellen TCP-Sitzung entsprechenden Pakete durch die gleiche Kommunikationsleitung wandern, so dass sie nicht von einem einzelnen Netzwerkmonitorinterface entdeckt werden können. Ein Netzwerkmonitor kann in der Nähe eines Servers oder eines Klienten oder auf diesem angeordnet werden, um alle Pakete zu fangen. Alternativ können viele Netzwerkmonitorinterfaces verwendet werden, wie oben beschrieben, um Paketen entsprechende Datensätze zu speichern. Die gespeicherten Datensätze können dann analysiert werden, um zu bestimmen, welche Server gestört sein können. Bei einer Ausführungsform suchen entfernte Netzwerkmonitore jeweils nach FIN-Paketen, beispielsweise unter Verwendung eines Filters, und senden bei Entdecken eines FIN-Pakets eine Meldung, die den Inhalt des FIN Pakets enthält, an einen zentralen Monitor, der die Feststellung des gestörten Servers trifft.
  • Obwohl die Lehren im Hinblick auf das Messen abgebrochener Verbindungen und Identifizieren gestörter Server oben im Hinblick auf TCP-Sitzungen beschrieben werden, sind diese Lehren allgemein auf andere Protokolle und andere Protokollschichten anwendbar und nicht auf das Identifizieren gestörter TCP-Server beschränkt. Beispielsweise kann in einem anderen Protokoll eine Sitzung von dem gleichen Knoten geöffnet und geschlossen werden, ob es der Klient oder der Server ist. Zusätzlich kann die Belastung der Sitzung in getrennten Paketen von oder auf von den Sitzungssteuermeldungen getrennten Kommunikationsverbindungen übertragen werden.
  • Bei einer weiteren in 7 dargestellten alternativen Ausführungsform kann ein erfindungsgemäßes System 701 zum Überwachen von Kommunikationen einen oder mehr Netzwerkmonitore enthalten, die jeweils mit entsprechenden Kommunikationsleitungen in einem Netzwerk verbunden sind, siehe 7. Ein erster, zweiter und dritter Netzwerkmonitor 700, 710 bzw. 720 ist mit der ersten, zweiten beziehungsweise dritten Kommunikationsleitung 702, 712, 722 verbunden. Jeder Netzwerkmonitor 700, 710, 720 sammelt und analysiert Daten, die von seiner jeweiligen Kommunikationsleitung empfangen werden, wie oben unter Bezug auf das Datenflussdiagramm in 5 beschrieben.
  • Zusätzlich zu der Lieferung unabhängiger Datensammlungen und Analysen kann ein System mit einer Vielzahl von Netzwerkmonitoren 700, 710, 720 Daten korrelieren, die an den verschiedenen Netzwerkmonitoren empfangen werden, um eine verbesserte Analyse der Netzwerkleistung zu liefern. Beispielsweise kann eine Verzögerung in einer Richtung für Daten berechnet werden, die von der ersten Kommunikationsleitung 702 zu der zweiten Kommunikationsleitung 712 wandern.
  • Ein als Beispiel dienendes Verfahren zum Berechnen der Verzögerungen in einer Richtung wird durch das Flussdiagramm in 8 erläutert. Im Allgemeinen wird das gleiche Paket an zwei getrennten Netzwerkmonitoren identifiziert, und die zeitliche Differenz zwischen dem Zeitpunkt, wenn es bei jedem Monitor empfangen wurde, wird dazu verwendet, die Verzögerung in einer Richtung zu berechnen. Das gleiche Paket wird dadurch identifiziert, dass Abschnitte des Pakets ausgenullt werden, die sich zwischen den getrennten Netzwerkmonitoren ändern.
  • Jeder der ersten und zweiten Netzwerkmonitore 700, 710 empfängt Daten (Schritt 802, 806) von seiner entsprechenden Kommunikationsleitung 702, 712. Der Paketierer 502 teilt die empfangenen Daten in Pakete auf (Schritte 803, 807), und jeder Indexgenerator (504) ordnet die Empfangszeit (Zeitstempel) jedes Pakets jedem Paket zu. Der Datensatzgenerator 506 erzeugt einen Datensatz, der den Zeitstempel entsprechend jedem Paket enthält und einen eindeutigen Abschnitt des Datenpakets (UPDP) und speichert den Datensatz im Speicher 508, 510 (Schritte 804, 808).
  • Der UPDP ist ein Abschnitt des empfangenen Pakets, der die Dateneinheit eindeutig identifizierbar macht. Beispielsweise wird für eine Ethernet Kommunikationsleitung und eine IP Nutzlast der Ethernet Header von dem Paket entfernt, die IP TTL und Prüfsummen-Felder ausgenullt, und der IP-Header und die 20 folgenden Bytes gerettet und von dem Datensatzgenerator 506 in einen UPDP-Datensatz eingebaut. Der UPDP kann für unterschiedliche Protokolle unterschiedlich sein und kann unter Verwendung der Benutzerschnittstelle programmiert werden.
  • Die UPDP Datensätze des ersten Netzwerkmonitors 700 werden mit den UPDP Datensätzen des zweiten Netzwerkmonitors 710 zum Abgleich von Paaren von UPDP's verglichen (Schritt 810). Der erste und zweite Netzwerkmonitor können über eine Kommunikationsverbindung 730 miteinander kommunizieren. Die Kommunikationsverbindung 730 kann durch die Kommunikation der Netzwerkmonitore durch das Netzwerk, das sie überwachen, implementiert werden (in Band). Alternativ kann die Kommunikationsverbindung 730 durch eine außerhalb des Netzwerks stattfindende Kommunikation implementiert werden, beispielsweise über eine Telefonleitung, eine Radioverbindung oder eine Satellitenverbindung (out of band).
  • Für jedes übereinstimmende Paar von UPDP's wird der entsprechende Zeitstempel ts2 von dem zweiten Netzwerkmonitor von dem entsprechenden Zeitstempel ts1 von dem ersten Netzwerkmonitor subtrahiert (Schritt 812). Diese Zeitdifferenz ts1–ts2 stellt die Dauer dar, die dem UPDP entsprechende Daten benötigen, um von dem zweiten Netzwerkmonitor 710 zu dem ersten Netzwerkmonitor 700 zu wandern. Durch Berechnen des UPDP kann die Übertragungsdauer einer bestimmten Nutzlast zwischen der ersten und zweiten Kommunikationsleitung 702, 712 unter Verwendung des gleichen oder verschiedener Kommunikationsprotokolle nach dem oben beschriebenen Verfahren bestimmt werden.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel wird die Zeitdifferenz ts1–ts2 normalisiert (Schritte 814, 816), um die Verzögerung der ersten Kommunikationsleitung 702 zu berücksichtigen. Die Verzögerung wird dadurch normalisiert, dass die Übertragungsverzögerung xmit-delay für das dem UPDP entsprechende Paket zum Durchwandern der ersten Kommunikationsleitung von der Zeitdifferenz abgezogen wird, wie durch die folgende Gleichung erläutert: Normalisierte Netzwerkverzögerung = (ts1 – ts2) – (link_speed/packet_length) wobei link_speed die Transmissionsgeschwindigkeit auf der ersten Kommunikationsleitung 712 und packet_length die Länge des Pakets auf der ersten Kommunikationsleitung ist, die das UPDP enthielt. Die berechnete Netzwerkverzögerung kann Komponenten auf Grund einer Warteschlangenverzögerung und einer Übertragungsverzögerung enthalten. Wie durch das Datenflussdiagramm in 5 dargestellt wird, kann der Statistikgenerator 518 das Paket, für das sein UPDP Datensatz zu erzeugen ist, empfangen, wonach der Statistikgenerator 518 die Zahl von Bits in dem Paket berechnet und diese Statistik an den Datensatzgenerator zum Einbau in den UPDP Datensatz zur Verwendung bei einer Normalisierungsberechnung liefert. Umlaufzeiten können dadurch abgeschätzt werden, dass in ähnlicher Weise die Verzögerung von dem ersten zu dem zweiten Netzwerkmonitor berechnet und diese Verzögerung der Verzögerung zwischen dem zweiten zu dem ersten Netzwerkmonitor hinzu addiert wird.
  • Die Genauigkeit der berechneten Übertragungsverzögerung hängt von der Synchronisierung der Uhren des ersten und zweiten Netzwerkmonitors 700, 710 ab. Die Netzwerkmonitore können über eine Kommunikationsleitung 730 miteinander kommunizieren, um ihre jeweiligen Uhren zu synchronisieren. Bei einem Ausführungsbeispiel werden die Netzwerkmonitore dadurch synchronisiert, dass sie ein Zeitsignal von einer gemeinsamen Zeitquelle 740 erhalten. Bei einem Ausführungsbeispiel wird die Übertragungsverzögerung bei einem Genauigkeitsniveau von weniger als 10 Mikrosekunden erzeugt, das heißt, die Differenz zwischen der berechneten Verzögerung und der tatsächlichen Verzögerung ist kleiner als 10 Mikrosekunden. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die gemeinsame Zeitquelle 740 ein System von globalen Satelliten wie die GPS Satelliten, und jeder Netzwerkmonitor 700, 710 enthält einen Empfänger zum Empfang eines Zeitsignals von einem oder mehreren globalen Satelliten. Wenn die beiden zu überwachenden Kommunikationsleitungen nahe beieinander liegen, kann einer der beiden Netzwerkmonitore 700, 710 einen Master GPS-Empfänger aufweisen und der andere einen mit dem Master gekoppelten GPS-Empfänger.
  • Ein als Beispiel dienender Netzwerkmonitor wird mit einem Hostcomputer implementiert, der einen Schnittstellencomputer auf einer Netzwerkschnittstellenkarte (NIC) aufweist, die mit der Kommunikationsleitung gekoppelt ist, die er überwacht. Von dem NIC empfangene Daten können, wie oben beschrieben, bearbeitet werden, bevor sie an den Hostcomputer gesandt werden. Der Netzwerkmonitor kann die Empfangszeit der Daten aus der Kommunikationsleitung zum Erzeugen von Netzwerkkommunikationsstatistiken oder Messwerten verwenden, wie ebenfalls oben beschrieben wurde. Um den Zeitpunkt akkurat aufzuzeichnen, wenn Daten von der Kommunikationsleitung empfangen werden, assoziiert der Schnittstellencomputer eine Empfangszeit mit den Daten (er stempelt die Daten mit einem Zeitstempel). Dadurch, dass man den Schnittstellencomputer an Stelle des Hostcomputers die Zeitstempelung der Daten durchführen lässt, werden Ungenauigkeiten bei der Ermittlung der Empfangszeit auf Grund einer Verzögerung beim Übertragen der Daten von dem Schnittstellencomputer zu den Hostcomputer verringert oder beseitigt.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel enthält der Schnittstellencomputer eine Schnittstellenuhr und der Hostcomputer eine Hostuhr. Die Hostuhr und die Schnittstellenuhr werden synchronisiert, so dass der Hostcomputer den Zeitstempel verwenden kann, um exakt Statistiken zu erzeugen, die den empfangenen Daten entsprechen. Bei einem Ausführungsbeispiel wird die Schnittstellenuhr als ein Zähler implementiert. Wenn jedes Paket von der Kommunikationsleitung empfangen wird, wird der augenblickliche Wert des Zählers mit diesem Paket assoziiert. Das Paket wird später an den Hostcomputer mit dem Zählerwert übertragen. Der Hostcomputer enthält eine Hostuhr, die mit einer absoluten Bezugszeit synchronisiert ist. Wie oben beschrieben kann die absolute Bezugszeit von einem globalen Positionssatelliten geliefert werden.
  • Die Hostuhr und die Schnittstellenuhr werden dadurch synchronisiert, dass die jedem Paket durch den Schnittstellencomputer zugeordneten Zählerwerte mit der absoluten Bezugszeit korreliert werden. Das Verfahren des Synchronisierens der Schnittstellenuhr mit der Hostuhr wird unter Bezugnahme auf die Flussdiagramme in den 9A und 9B in Bezug auf den Hostcomputer bzw. den Schnittstellencomputer beschrieben. Im Allgemeinen fordert der Hostcomputer periodisch den Wert des Schnittstellenuhrzählers von dem Schnittstellencomputer an und verwendet diesen Wert, um den Zähler mit der Hostuhr zu korrelieren.
  • Nun zu 9A und 9B. Wenn der Hostcomputer einen Satz von Paketen von dem Schnittstellencomputer empfangen hat (Schritt 902), fährt der Hostcomputer fort, den Zählerwert (Schritt 906) von dem Schnittstellencomputer anzufordern, indem er eine ”hole den Zähler” Meldung an den Schnittstellencomputer sendet. Bei einem Ausführungsbeispiel speichert der Schnittstellencomputer einen Satz von Paketen in einem Speicher des Hostcomputers durch den Vorgang eines direkten Zugriffs auf den Speicher (DMA) und unterbricht dann den Hostcomputer, um die Übertragung der Pakete anzuzeigen. Wenn der Hostcomputer einen Satz von Paketen nicht empfangen hat, wartet er auf Pakete für eine Restzeit (Schritt 904), nach der er den Zählerwert anfordert (Schritt 906). Der Hostcomputer zeichnet die Zeit der Hostuhr (Schritt 906) auf, wenn er den Wert des Schnittstellenzählers anfordert.
  • Wenn der Schnittstellencomputer eine ”hole den Zähler” Meldung (Schritt 920) von dem Hostcomputer empfängt, bestimmt der Schnittstellencomputer (Schritt 922), ob er augenblicklich untätig ist oder ob er Daten aus der Kommunikationsleitung empfängt. Wenn er nicht untätig ist, sendet der Schnittstellencomputer (Schritt 924) eine ”versuche erneut” Meldung an den Hostcomputer. Wenn er untätig ist, liest der Schnittstellencomputer den Zählerwert und subtrahiert eine vorher berechnete Unterbrechungszeit (Schritt 926) zur Erzeugung eines angepassten Zählerwerts. Der Schnittstellencomputer sendet dann (Schritt 928) den angepassten Zählerwert an den Hostcomputer.
  • Die vorher berechnete Unterbrechungsdienstzeit entspricht der Zeitdauer zwischen dem Zeitpunkt, wenn der Schnittstellencomputer die Zähleranforderung von dem Host erhält, und dem Zeitpunkt, wenn der Schnittstellencomputer den Hostcomputer mit dem angepassten Zählerwert versorgt. Die vorher berechnete Unterbrechungsdienstzeit kann experimentell dadurch bestimmt werden, dass ein Logikanalysierer verwendet wird, beispielsweise um die Zeitdauer zu messen zwischen dem Zeitpunkt, wenn die Schnittstelle die Anforderung für den Zählerwert erhält, bis die Schnittstelle den Zählerwert liefert. Um die experimentellen Verzögerungsmessungen an die Verzögerung während eines normalen Betriebs anzupassen, wird die experimentelle Anforderung an die Schnittstelle geliefert, wenn von dieser bekannt ist, dass sie untätig ist, und die Schnittstelle bedient eine Anforderung während eines normalen Betriebs nur dann, wenn sie untätig ist. Wie Fachleuten bekannt ist, kann die Antwortzeit des Schnittstellencomputers wiederholt genommen werden, um eine durchschnittliche Dienstzeit zur Verwendung während des Betriebs zu erzeugen.
  • Bei Empfang des Zählerwerts berechnet der Hostcomputer (Schritt 912) eine Abschätzung der relativen Frequenz des Schnittstellenuhrzählers an die Hostcomputeruhr. Die relative Frequenz kann verwendet werden, um von dem Schnittstellencomputer empfangenen Paketen zugeordnete Zählerwerte bis zu der nächsten Ausführung der Synchronisierungsroutine zu korrelieren. Bei einem Ausführungsbeispiel subtrahiert der Hostcomputer eine Hostinterruptdienstzeit von der im Schritt 906 aufgezeichneten Zeit, bevor er die relative Frequenz berechnet, um die Verzögerung zwischen der Zeit, wenn der Host die Zählung von der Schnittstelle empfängt, und der Zeit, wenn der Host die relative Frequenz berechnet, zu berücksichtigen.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel werden mehrfache Netzwerkschnittstellen, die jeweils mit einer entsprechenden Kommunikationsleitung gekoppelt sind, als eine einzige Einheit implementiert und teilen eine gemeinsame Uhr. Daher synchronisiert die Synchronisierung mit nur der gemeinsamen Uhr die Hostuhr mit den Zeitstempeln, die den Daten zugeordnet sind, die aus irgendeiner der jeweiligen Kommunikationsleitungen empfangen werden.
  • Die 10 bis 28 sind als Beispiel dienende Bildschirmanzeigen, die eine grafische Benutzerschnittstelle (GUI) zur Anzeige von Daten erläutern, die von einem Netzwerkmonitor gesammelt und analysiert wurden, und zum Steuern einer Datenanalyse durch einen Netzwerkmonitor nach der vorliegenden Erfindung. Die Anzeige in 10 enthält einen Tabellenrahmen 1010, einen zweiten Rahmen 1030 und einen Knopfrahmen 1050. Der Tabellenrahmen 1010 enthält einen ersten Abschnitt 1011 mit auswählbaren Boxen zur Benutzerauswahl und mit Texteingabefeldern und einen zweiten Abschnitt 1012 mit Tabellen von Statistiken, die empfangenen Daten entsprechen. Die Tabellen 1023, die unter den auswählbaren Knöpfen, Boxen und Feldern erscheinen, enthalten Eingaben, die den speziellen analysierten Daten entsprechen. Der Kurvenrahmen 1030 enthält Kurven 1032, 1034, die den empfangenen Daten entsprechende Statistiken enthalten. Der Knopfrahmen 1050 enthält einen Satz von Knöpfen, die von den Benutzern konfiguriert werden können.
  • Die Texteingabeboxen und die auswählbaren Boxen in dem ersten Abschnitt 1011 des Tabellenrahmens 1010 können ggf. so fixiert werden, dass sie eine Benutzerauswahl der Optionen und eine Benutzereingabe in die Textboxen verhindern. Die den Optionen und Boxen in 10 zugeordneten Funktionen werden unten beschrieben:
    • 1. Start: das Startfeld 10310 spezifiziert die Startzeit, von der an der Verkehr analysiert wird, und seine Ergebnisse werden in der GUI angezeigt.
    • 2. Stopp: das Stoppfeld 1014 spezifiziert die Endzeit, bis zu der der Verkehr analysiert wird, und seine Ergebnisse werden in dem GUI angezeigt. Daher spezifizieren die Start/Stopp Felder 1013, 1014 die Zeiten, zwischen denen der Verkehr analysiert und dem Benutzer über die GUI dargestellt wurden. Die Inhalte der Start- und Stoppfelder 1013, 1014 können in vielfachen Formaten angezeigt werden. Beispielsweise werden die Inhalte in einem Datenformat in 10 angezeigt. Alternativ können die Inhalte als Plus/Minusstunden ausgegeben werden, um einen Zeitwert relativ zu der augenblicklichen Zeit anzuzeigen, wobei der Ausdruck ”jetzt” dazu verwendet werden kann, die augenblickliche Zeit zu repräsentieren, oder der Ausdruck ”niemals” dazu verwendet werden kann, dass die Daten kontinuierlich erneuert werden sollen.
    • 3. Window: das Windowfeld 1015 zeigt die Zeitintervalle an, bei denen Werte berechnet werden sollen, die in dem zweiten Rahmen 1030 angezeigt werden sollen. Wenn beispielsweise ein Benutzer die Zahl 1 als das Windows-Feld eingibt, dann werden die Werte in dem Kurvenfeld jede Sekunde ausgegeben. Der Benutzer kann die Werte in dem Windowfeld unter Verwendung von Einheiten eingeben, wie sie geeignet sind, um die Auflösung in der Kurve anzugeben (z. B. 1 s, 1 Millisekunde, 100 Mikrosekunden, ... zur Anzeige einer Zeitauflösung, wenn die Einheit der Abszisse die Zeit ist). Ein leeres Windowfeld 1015 zeigt an, dass die Auflösung auf der horizontalen Achse automatisch eingestellt werden soll.
    • 4. Top N: das Top N Feld 1016 gibt die maximale Zahl von Eingaben für die Tabellen 1023 an, die in dem zweiten Abschnitt 1012 des Tabellenrahmens 1010 erscheinen. Wenn Top N gleich 10 ist, dann enthält die Tabelle 1023 zehn Reihen, sortiert nach einem speziellen Spaltenwert in absteigender Reihenfolge. Wenn Top N gleich –10 ist, enthält die Tabelle 1023 zehn Reihen sortiert nach einem speziellen Spaltenwert in aufsteigender Reihenfolge (das heißt dies wird die Markierung von Bottom N).
    • 5. Filter: das Filterfenster 1017 beschreibt ein Filter, das an die anzuzeigenden Daten angelegt werden soll. Beispielsweise könnte das Filter das ”Protokoll IEEE802.3” sein, um Ergebnisse für Pakete mit dem Verbindungsschichtprotokoll IEEE802.3 anzuzeigen. Für vorher zur Darstellung nur von IP-Verkehr gefilterte Daten würde ein Filter ”Host 10.0.0.1” Ergebnisse für IP-Verkehr anzeigen, wo entweder die Quelle oder die Bestimmung 10.0.0.1 war. Verschiedene komplexe Filter sind ebenfalls möglich.
    • 6. Do DNS: die Do DNS Checkbox 1018 wandelt Eingaben in den Tabellen 1023 von einer numerischen Darstellung in eine textuelle Darstellung um. Beispielsweise wird in IP eine numerische Darstellung (die IP-Adresse) dazu verwendet, einen Host zu identifizieren. Ein DNS (Domain Name Server) kann eine Zuordnung von dieser numerischen Darstellung der IP-Adresse in eine textuelle Darstellung enthalten. Beispielsweise kann die IP-Adresse 10.0.0.1 in die textuelle Darstellung Foo.Niksun.com umgewandelt werden, wenn die Do DNS Checkbox angeklickt wird. Für andere Protokolle als DNS ändert sich die Bezeichnung, die der Checkbox gegeben wird, entsprechend einer äquivalenten Funktionalität.
    • 7. Help: die Hilfeknöpfe 1019 in der Nähe jedes Feldes veranlassen die Anzeige einer kontextsensitiven Unterstützung, wenn sie ausgewählt sind. Wenn beispielsweise der Hilfeknopf in der Nähe des Filters 1017 ausgewählt wird, springt ein Hilfefenster für Filter auf.
    • 8. Refresh: der Auffrischungsknopf 1020 frischt die Inhalte aller Rahmen auf.
    • 9. Vorwärts- und Rückwärts-Knopf: der Vorwärtsknopf 1021 und der Rückwärtsknopf 1022 an der Oberseite des ersten Abschnitts 1011 des Tabellenrahmens 1010 wirkt ähnlich wie die Vorwärts- und Rückwärtsknöpfe eines Browsers mit dem zusätzlichen Merkmal, die Inhalte aller Rahmen ausgerichtet zu halten. Im Gegensatz dazu veranlasst das Anklicken des Vorwärts- und Rückwärtsknopfes eines Browsers eine vorwärts oder Rückwärtsbewegung auf Grundlage einer Rahmen- um Rahmenbasis und verliert dadurch die Übereinstimmung zwischen den verschiedenen Rahmen.
  • Der Rahmen 1030 für die Kurvendarstellung enthält Kurven 1032, 1034, Texteingabeboxen und auswählbare Boxen und Knöpfe. Die Texteingabeboxen und die auswählbaren Boxen können ggf. fixiert werden, um die Benutzerauswahl der Optionen und die Eingabe in die Textboxen zu verhindern. Die den Optionen und den in dem Kurvenrahmen 1030 der 10 angezeigten Boxen zugeordneten Funktionen werden unten beschrieben:
    • 1. Auffrischen der Tabellen und Kurven (Update Tables and Plots): dieser Knopf 1036 bringt die Tabellen und Rahmen in koordinierter Weise auf den neuesten Stand. Wenn ein Benutzer beispielsweise eine Vergrößerung wünscht, indem er einen Abschnitt der Kurve mit einer Maus auswählt, dann bringt das Anklicken dieses Knopfes 1036 die Kurvendarstellungen und die Tabellen für den ausgewählten Zeitbereich, auf den eingestellt wurde, auf den neuesten Stand.
    • 2. Zählungen von Bytes/Paketen (und Raten von Bits/Paketen und Benutzung): dieser Knopf 1037 wechselt zwischen einer von drei Optionen nach der Auswahl: ”Byte/Packet counts”, ”Bit/Packet Rates” und ”Utilization”. Die Kurvendarstellungen ändern sich entsprechend ebenfalls von den Zählungen Byte/Paket über ein bestimmtes Fenster in Bit- und Paket-Raten (d. h. Anzahl von Bits oder Paketen pro Sekunde) in ”Benutzung”. Bei einem Ausführungsbeispiel zeigt das Bitdiagramm normalisierte Werte im Verhältnis zur Verbindungsgeschwindigkeit (d. h. die Bit Rate dividiert durch die Fähigkeit der Verbindung oder des Kanals oder der virtuellen Schaltung in Bits pro Sekunde).
    • 3. Umschalten der Ausgangsdarstellung: dieser Knopf 1038 schaltet die Linie in den zeichnerischen Darstellungen, wie unten beschrieben, um.
    • 4. Umschalten der Mittelwertdarstellung: die Auswahl dieses Knopfes 1039 schaltet hin und her, ob der (nicht dargestellte) Durchschnittswert der Y-Achse der zeichnerischen Darstellungen angezeigt wird.
    • 5. Knöpfe: Abspielen/vorwärts/Stopp/schnell rückwärts/Zurückspulen/schnell Zurückspulen/Pause: diese Knöpfe 1040 steuern das Abspielen der zeichnerischen Darstellungen auf dem Bildschirm, um es zu ermöglichen, dass die zeichnerischen Darstellungen über die Zeit auf den neuesten Stand gebracht werden und mit der Zeit ablaufen. Die Tabellen 1023 in dem Tabellenrahmen 1010 werden zur Übereinstimmung mit den zeichnerischen Darstellungen 1032, 1034 auf den neuesten Stand gebracht.
    • 6. Obere Kurve: Die obere Kurve 1032, dargestellt in 10, ist eine zeichnerische Darstellung einer Verbindungsniveaubitrate in Bytes pro Sekunde.
    • 7. Untere Kurve: die untere Kurve 1034 in 10 ist ein Diagramm einer Verbindungsniveaupaketerate in Paketen pro Sekunde.
  • Die Tabelle 1023 in dem Tabellenrahmen 1010 wird automatisch generiert basierend auf Protokollen, von denen gefunden wird, dass sie in dem durch die Start- und Stoppfelder 1013 und 1014 spezifizierten Intervall aktiv sind. In 10 zeigt die Tabelle 1023, dass zwischen den Start- und Stoppzeiten 264 K IP-Pakete und 919 ARP Pakete von dem Netzwerkmonitor empfangen wurden. Die IP-Pakete und ARP Pakete enthalten 99 M bzw. 55 K Bytes.
  • Die Einträge in der Tabelle 1023 sind auswählbar, um Daten nach dem ausgewählten Feld zu sortieren. Wenn beispielsweise die Überschrift ”Pakete” in der Tabelle angeklickt wird, wird die Tabelle nach der Paketspalte in absteigender Reihenfolge der Aktivität sortiert, und wenn diese Überschrift nochmals angeklickt wird, dann wird sie in umgekehrter Reihenfolge sortiert. Eine Auswahl der anderen Tabellenüberschriften sortiert die Einträge in ähnlicher Weise.
  • 11 illustriert die Zoomfähigkeit der vorliegenden Erfindung. Das Start/Stopp Zeitintervall von 7:18/12:02 in 10 wird auf das in 11 dargestellte Zeitintervall von 9:00/10:00 verengt. Die Tabelle 1023 und die zeichnerischen Darstellungen 1032, 1034 wurden entsprechend auf den neuesten Stand gebracht. Die Start- und Stoppfeldwerte 1013 und 1014 können entweder durch manuelle Eingabe in die Felder 1013, 1014 angepasst werden, oder durch eine grafische Auswahl, beispielsweise mit Hilfe einer Maus, eines Zeitintervalls in den zeichnerischen Darstellungen 1032, 1034. Nach Auswahl wird die Anzeige in das ausgewählte Intervall zoomen. Das Zoomen in den zeichnerischen Darstellungen veranlasst, dass die Darstellungen für das von dem Benutzer ausgewählt Intervall regeneriert werden. Die Auswahl des Knopfes 1036 zum Erneuern der Tabellen und zeichnerischen Darstellungen synchronisiert dann die Daten in den Tabellenrahmen 1010 mit den zeichnerischen Darstellungen 1032, 1034. Die zeichnerischen Darstellungen könnten auch automatisch auf den neuesten Stand gebracht werden, wenn der Benutzer das nicht dargestellte Merkmale ”auto-sync” auswählt. Der Knopf 1036 zum Erneuern der Tabellen und zeichnerischen Darstellungen erlaubt es einem Benutzer, mehrfach in ein gewünschtes Zeitintervall zu zoomen, ohne die Daten zu erneuern. Dies sieht den Vorteil vor, eine unnötige Verarbeitung durch den Netzwerkmonitor zu verringern, bis das endgültige Intervall ausgewählt ist.
  • Die als Einträge in der Tabelle 1023 in 10 aufgelisteten Protokolle sind von einem Benutzer auswählbar, beispielsweise als Hyperlinks, um Protokolle aufzulisten, die innerhalb des ausgewählten Protokolls gekapselt sind. Das Anklicken oder Auswählen des IP Eintrags in Tabelle 1023 in 10 führt zu der Anzeige der 12. Die Auswahl veranlasst, dass die Diagramme 1032, 1034 in dem Diagrammrahmen 1030 der 10 sich automatisch auf den neuesten Stand bringen, um nur IP-Verkehr in den Diagrammen 1232, 1242 in 12 anzuzeigen.
  • Die Diagramme illustrieren den gesamten Verkehr von der Verbindungsschicht als ein Liniendiagramm 1235 und allen IP-Verkehr als ein Balkendiagramm. Dieses doppelte Anzeigeformat liefert eine grafische Darstellung der Perspektive zwischen dem gesamten Verkehr auf einem Niveau (in diesem Fall IP) im Vergleich zu dem gesamten Verkehr eines vorhergehenden Niveaus (Ethernet in diesem Fall).
  • Der Inhalt der Tabellen in dem Tabellenrahmen 1210 wird ebenfalls erneuert, um dem IP-Verkehr zu entsprechen. Die Tabelle 1223 listet alle IP-Protokolle, die auf der überwachten Verbindung in Gebrauch waren, zwischen den Start- und Stoppzeiten auf. In diesem speziellen Falle wurden nur TCP, UDP und ICMP IP-Protokolle gefunden. Die Aktivität nach den IP-Hosts kann ebenfalls angezeigt werden. Durch Rollen des Tabellenrahmens 1210 wird die Tabelle der IP Zählungen nach dem Quellenhost sichtbar, wie in 13 dargestellt ist, für den Fall, wo TopN = 2 ist.
  • In 13 wird Verkehr in einer Quellenhosttabelle 1302 für Verkehr dargestellt, der von Hosts erzeugt wird, in einer Bestimmungshosttabelle 1304 für Verkehr, der von einem Host empfangen wird, und in einer Hosttabelle 1306 für Verkehr, der von einem Host erzeugt und empfangen wird. Das Anklicken einer Verbindung 1308 in dem Tabellenrahmen 1310 erzeugt eine Anzeige einer Tabelle 1402 von Hostpaaren, siehe 14.
  • Die Tabelle 1402 von Hostpaaren listet die Gesamtanzahl von Paketen und Bytes, die zwischen Paaren von Hosts für jedes identifizierte Paar gesandt wurden.
  • Die Auswahl eines Bestimmungshosts wie beispielsweise 10.0.0.47 (1404 in 14) wird den Verkehr durch den ausgewählten Bestimmungshost weiter filtern, um nur solchen Verkehr zu zeigen, der für den Host 10.0.0.47 bestimmt ist. Dies ist in 15 dargestellt, wo die Tabelle 1502 den Verkehr zeigt, der für 10.0.0.47 bestimmt ist, in diesem Falle aller Verkehr von dem Host 128.32.130.10 für Verkehr, der zwischen den Start und Stopp Intervall überwacht wurde.
  • Wir sehen daher, dass nur der Host 128.32.130.10 Verkehr an 10.0.0.47 zwischen den Start und Stoppzeiten sandte. Es ist zu beachten, dass die Diagramme 1532, 1534 in dem Diagrammerahmen 1530 jetzt diese Aktivität zwischen diesen beiden Hosts als ein Balkendiagramm 1535 und allen IP Verkehr als ein Liniendiagramm 1536 zeigen. Farben können ebenfalls dazu verwendet werden, die Daten in den Diagrammen oder Tabellen zu unterscheiden.
  • Wenn der TCP-Eintrag in Tabelle 1223 in 12 ausgewählt wird, bewegen wir den Protokollstack nach oben, und der Tabellenrahmen 1610 wird erneuert, siehe 16, um TCP-Niveau-Zählungen für jede unterliegende Anwendung 1612 einzuschließen. Beispielsweise gab es 27 K HTTP (Web) Pakete, die 21 MB enthielten, die während des angegebenen Zeitintervalls empfangen wurden.
  • Wenn in 16 der Knopf ”TCP Flüsse” ausgewählt wird, werden alle TCP-Flüsse mit ihren Zeitdauern und Angaben über die Leistung angezeigt, wie in 17 gezeigt. Ein TCP Fluss enthält einen Satz von Paketen, die zu einer TCP-Sitzung zwischen zwei Hosts gehören. Jeder Fluss kann angezeigt werden oder seine entsprechenden Pakete angesehen werden durch Auswahl des ”Diagramm” Knopfes 1702 oder des ”Pakete” Knopfes 1704, entsprechend dem gewünschten TCP-Fluss. Wenn die Do DNS Option ausgewählt wurde, würden alle TCP Host IP-Adressen durch ihre entsprechenden Namen ersetzt werden (beispielsweise Foo.Niksun.com). Ein Benutzer kann Flüsse dadurch ansammeln, dass er andere Verbindungen als diejenigen anklickt, die einen speziellen Host identifizieren, wie beispielsweise 10.0.0.47. Wenn ein Benutzer auf 10.0.0.47 (1706) klickt, werden Summenflüsse für den Host 10.0.0.47 angezeigt, siehe 18.
  • 18 zeigt alle TCP Flüsse, die von dem Host 10.0.0.47 ausgehen. Die Anzeige in 18 wird dadurch erzeugt, dass ein Filter, das selektiv auf den 10.0.0.47 Host anspricht, auf die in der 17 angezeigten Daten angewendet wird. Weitere Filter können in ähnlicher Weise dadurch angewandt werden, dass auf andere Hosts (Hyperlinks) in 18 geklickt wird. Wenn beispielsweise in der Spalte ”Term Host” ein Benutzer den Host 10.0.0.5 (1802) anklickt, dann werden alle TCP Flüsse zwischen dem Host 10.0.0.47 (als Quelle) und dem Host 10.0.0.5 (als Bestimmung) angezeigt.
  • Eine Auswahl ”TCP-Leistungen” kann beispielsweise in der Bildschirmanzeige in der 16 vorgesehen werden, zur Erzeugung von Tabellen mit TCP Leistungen. Durch Anklicken des ”TCP Leistung” Hyperlinks werden Leistungstabellen 1902 für TCP angezeigt, siehe 19. Aus Gründen der Klarheit wird der gesamte Tabellenrahmen in 19 angezeigt. Die Anzeige enthält eine Tabelle mit gestörten TCP Klienten und eine Tabelle mit gestörten TCP Servern für die schlechtesten zwei TCP Klienten und Server (Top N Feld Wert von 2). Über das durch das Start und Stoppfeld spezifizierte Zeitintervall zeigen die Tabellen die folgenden Messungen für jeden TCP Klienten oder Server:
    • 1. Zahl der Verbindungen: dies ist die Gesamtzahl der TCP Verbindungen mit dem Klienten oder Server.
    • 2. TCP Daten Bytes: dies zeigt die Gesamtzahl der Datenbytes, die von allen TCP Verbindungen getragen werden.
    • 3. TCP Durchsatz (Bytes/Sekunde): dies zeigt die TCP Nutzlast (Anwendungsdurchsatz) oder TCP Durchsatz. Das heißt, die Gesamtzahl der Anwendungsbytes dividiert durch die Zeit, die benötigt wird, diese Bytes im Durchschnitt über die Zahl von Verbindungen zu senden.
    • 4. TCP Durchsatz (Bytes/Sekunde): dies zeigt die Gesamtzahl von Bytes, die in den TCP Verbindungen bewegt werden, dividiert durch die Zeit (TCP Flussrate).
    • 5. durchschnittliche Umlaufzeit (RTT): dies zeigt die durchschnittliche Umlaufzeit zwischen dem Klienten und dem Server über die Anzahl von Verbindungen.
    • 6. durchschnittliche Antwort: Dies zeigt die durchschnittliche Antwortzeit von dem Server zu dem Klienten.
    • 7. Prozentsatz an erneuten Übertragungen: dies zeigt den Prozentsatz an TCP Bytes, die auf Grund von Verstopfung, Verlust, Verzögerung oder aus irgendeinem anderen Grund erneut übertragen wurden.
  • Die TCP-Leistungstabellen können nach Wunsch gestaltet werden, um andere Messwerte hinzuzufügen oder existierende Messwerte zu entfernen, und zwar mit Hilfe der Benutzerschnittstelle.
  • Das Auswählen des http Hyperlink in 16 führt zu der Anzeige von Statistiken für den Web Verkehr (http) wie in 20 gezeigt.
  • Es kann eine ”http Leistung” Auswahl beispielsweise in der Bildschirmanzeige der 20 vorgesehen werden, zur Erzeugung von http Leistungstabellen. Durch Anklicken des ”http Leistung” Hyperlink werden Leistungstabellen 2102 für http angezeigt, siehe 21. Aus Gründen der Klarheit ist der gesamte Tabellenrahmen in 21 angezeigt. Die Anzeige enthält eine Tabelle ”gestörte WWW Klienten” und eine Tabelle ”gestörte WWW Server” für die schlechtesten zwei WWW Klienten und Server (Top N Feld Wert von 2).
  • Die Messungen in den http Leistungstabellen 2102 können online erzeugt und dem Benutzer als gestörte WWW Klienten und WWW Server angezeigt werden, oder sie können direkt in ein Netzwerkmanagementsystem für eine unmittelbare Tätigkeit eingegeben werden. Diese Messungen können einen Netzwerkadministrator darin unterstützen, schlechte Server und Verbindungen zu identifizieren. Diese Information kann auch als Basis dazu verwendet werden, um den Operator des Web-Servers darüber zu informieren, dass er mehr Bandbreite kauft oder seinen Server in Ordnung bringt. Darüber hinaus kann die Information dazu verwendet werden, Klienten darüber zu informieren, dass sie mehr Bandbreite brauchen oder dass sie am besten einen anderen Dienstleister auswählen. Dementsprechend können diese Messungen dazu verwendet werden, die Dienstqualität zu verbessern, die den Benutzern gegeben wird, und können schließlich dazu führen, dem Netzwerkadministrator ein weiteres Einkommen zu sichern. Beispielsweise hatte in der Tabelle ”gestörte WWW Server” der zweite aufgeführte Server (204.162.96.10) etwa 33% Abbrüche im Web. Dies könnte einen möglichen Verlust von 33% Kunden von dieser Stelle des Web bedeuten.
  • Der Tabellenrahmen 1610 wird wie in 16 gezeigt erneuert, um TCP Niveau Zählungen für jede unterliegende Anwendung 1612 zu enthalten. Beispielsweise gab es 27 K http (Web) Pakete, die 21 MB enthielten, die während des ausgewählten Zeitintervalls empfangen wurden.
  • Nach Auswahl des UDP Hyperlink 1240 in 12 bewegen wir uns den Protokollstack hinauf, und die Anzeige der 22 ist vorgesehen, um Niveaus von UDP Verkehr anzuzeigen. In dem Tabellenrahmen 2210 wird eine ”UDP Niveau Zählungen” Tabelle angezeigt, die die Aktivität für jede UDP Anwendung oder jeden UDP Port zeigt. Beispielsweise gibt die Anzeige an, dass es 453 Domain Pakete gab, die 69 KB enthielten.
  • Die UPDP Bandbreiten Verwendung war nur etwa 0,32% des gesamten IP (siehe Tabelle 1223 in 12). Daher zeigt der Diagrammerahmen nur IP Verkehr (roter Graf), der den UPDP Verkehr verkümmern lässt. Durch Anklicken der ”Umschalten Ausgangsanzeige” kann der Benutzer jetzt die Y-Achse nur auf den UPDP Verkehr zoomen (dies ist nicht dargestellt), da das Diagramm für IP (Ausgangs Diagramm) entfernt wird.
  • Die Auswahl des ”MBONE” Knopfes 2202 in 2 führt zur Anzeige einer Anwendungsschichtanalyse von MBONE-(Multimedia Backbone)-Sitzungen, siehe 23.
  • Die Auswahl des ”Siehe Pakete” Knopfes 2204 in dem Knopfrahmen 2250 in 22 ergibt eine Ausgabe aller Pakete, siehe 24. Da der Netzwerkmonitor alle Pakete aufzeichnen kann, können alle Pakete und ihre Inhalte angesehen werden. Die Verbindungen in der Anzeige der 24 erlauben es einem Benutzer, die Datenströme flexibel zu filtern. Wenn der Benutzer auf 10.0.0.12 (2402) klickt, enthält der nächste Bildschirm von Ausgaben nur Pakete von und nach 10.0.0.12. Wenn in diesem nächsten Bildschirm ein Benutzer 10.0.0.5 auswählt, dann zeigt die erneuerte Anzeige nur Pakete zwischen 10.0.0.12 und 10.0.0.5. Ein Benutzer könnte auch weiterhin die Ausgabe dadurch qualifizieren, dass er Ports auswählt. Verschiedene Optionen zur Ausgabe von Paketen können angewandt werden, indem ein Typ von Ausgabe aus den Auswahlmöglichkeiten 2404 an der Oberseite der Bildschirmanzeige ausgewählt wird.
  • Die Auswahl des ”Empfehlungs” Knopfs 2206 in dem Knopfrahmen 2250 der 22 führt zur Anzeige einer Echtzeitkapazität oder Bandbreitenempfehlung für das Netzwerk. Nach Feststellung der Auswahl des ”Empfehlungs” Knopfes 2206 verwendet der Netzwerkmonitor ein mathematisches Modell zur Interpretation der von dem Benutzer gesehenen Daten zur Lieferung von Empfehlungen im Hinblick auf die Bandbreitenverwendung durch eine Anwendung (oder andere Arten von Verkehr) oder im Hinblick auf das Einstellen einer Verbindungs/Schalter-Kapazität, um eine spezielle Dienstqualität zu erhalten. Verschiedene solche Statistiken 2502 sind in 25 dargestellt. Ein Benutzer kann eine gewünschte Dienstqualität, beispielsweise Verlustraten und maximale Verzögerungen, eingeben, um Empfehlungen über die Kapazität zu erhalten, die benötigt werden, um die gewünschte Dienstqualität für den analysierten Typ von Verkehr zu unterstützen. Die 25 und 26 illustrieren die Empfehlungen, die geliefert werden können.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel kann der Benutzer eine spezielle Anwendung auswählen und eine ”Besetztperiode”, für die er die Netzwerkressourcen für eine spezielle Qualität des Dienstniveaus zuschneiden will. Geeignete Subroutinen in dem Netzwerkmonitor analysieren dann den Verkehr der speziellen Anwendung und extrahieren oder schätzen Modellparameter. Unter Verwendung des mathematischen Modells und der Schätzungen der Parameter sowie der Qualitätsparameter des Dienstes (wie beispielsweise Paketverlustraten, Netzwerkverzögerungen, Rahmenraten usw.) berechnet das Modell Statistiken wie z. B. statistische Multiplexausbeuten, Kapazitätserfordernisse und Pufferanordnungen und liefert dem Benutzer optimale Empfehlungen der Konfigurationen von Switchen und Routern, von Netzwerkressourcen oder Serverparametern, um die Netzwerkbenutzung zu maximieren, während die Qualität der Diensterfordernisse getroffen wird. Solche Empfehlungen können auf einer Echtzeitbasis berechnet werden, wo die Statistik für jedes Paket oder jeden Satz von Paketen erneuert wird, die zu verschiedenen Diensten gehören, und eine Rückkopplung kann vorgesehen werden für Netzwerkelemente längs des Weges für jeden Fluss bei optimalen Konfigurationen, um eine dynamische Zuordnung von Ressourcen zu ermöglichen, um die Erfordernisse der Dienstqualität zu erfüllen.
  • Die X-Achse 2602 des Graph stellt die Zahl der Benutzer und die Y-Achse 2604 die Kapazität in Bits pro Sekunde dar. Für eine gewünschte Zahl von Benutzern kann die Kapazität von der Darstellung oder von einer Anzeige entsprechender Tabellenergebnisse abgelesen werden. 27 zeigt eine Anzeige ähnlich der in 22 für den Fall, wo der Do DNS Knopf gewählt war, so dass die IP-Adressen in ihre eingetragenen Namen aufgelöst werden.
  • 28 ist eine Anzeige, die Statistiken zeigt, die nach Auswahl des Statistikknopfs 2208 in dem Knopfrahmen 2250 in 22 angezeigt werden. Nach Auswahl des Statistikknopfs 2208 berechnet der Netzwerkmonitor verschiedene Statistiken basierend auf Daten, die augenblicklich von dem Benutzer gesehen werden. Beispielstatistiken enthalten Paketgrößenverteilung, Protokollverteilungen, Bandbreitenbenutzung pro Klient, Bandbreitenbenutzung pro Domain, durchschnittliche Antwortzeit pro Server, durchschnittliche Rundlaufzeit zwischen einem Paar von Server und Klient und Leistungsmessungen.
  • Die vorliegende Erfindung ist nicht auf eine spezielle Aufteilung von Funktionen zwischen dem Hostcomputer und dem Schnittstellencomputer begrenzt. Die Funktionen des Hostcomputers und des Schnittstellencomputers können von einem einzelnen Computer ausgeführt werden. Eine Schnittstelle mit einem Netzwerkmonitor nach der vorliegenden Erfindung ist nicht auf das Benutzerinterface begrenzt und kann über das Netzwerk oder eine andere Kommunikationsleitung überwacht werden.
  • Obwohl die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf spezielle Ausführungsformen dargestellt und beschrieben wurde, ist sie dennoch nicht auf die dargestellten Einzelheiten begrenzt. Statt dessen können verschiedene Modifikationen in den Einzelheiten durchgeführt werden innerhalb des Bereichs der Äquivalente der Ansprüche und ohne von dem Geist der Erfindung abzuweichen.

Claims (49)

  1. Verfahren zum Sammeln und Analysieren erster Daten auf einer ersten Kommunikationsleitung, enthaltend folgende Verfahrensschritte: (a) die ersten Daten werden von der ersten Kommunikationsleitung empfangen; (b) die empfangenen ersten Daten werden in Pakete aufgeteilt; (c) Pakete werden basierend auf ihrem jeweiligen ersten Charakteristikum jedes Pakets ausgewählt; (d) jedem der ausgewählten Pakete wird ein entsprechender Index zugeordnet; (e) jedes der ausgewählten Pakete wird in einen entsprechenden Datensatz mit seinem entsprechenden Index umgewandelt; (f) die Datensätze werden gespeichert; (g) Speichern einer Zählung für jede einer Vielzahl von aufeinanderfolgenden Zeitperioden, jede Zählung basierend auf einem zweiten Charakteristikum der ausgewählten Pakete, die während eines korrespondierenden der Vielzahl von aufeinanderfolgenden Zeitperioden empfangen wurden.
  2. Verfahren zum Sammeln und Analysieren erster Daten, die auf einer ersten Kommunikationsleitung übertragen werden, enthaltend folgende Verfahrensschritte: (a) die ersten Daten werden von der ersten Kommunikationsleitung empfangen; (b) die ersten Daten werden in Pakete aufgeteilt; (c) Pakete werden basierend auf einem jeweiligen Typ jedes Pakets ausgewählt; (d) jedem der ausgewählten Pakete wird ein entsprechender Index zugeordnet; (e) jedes der ausgewählten Pakete wird in einen entsprechenden Datensatz umgewandelt, der seinen entsprechenden Index enthält; (f) die Datensätze werden abgespeichert; (g) es wird ein erster Dauerwert entsprechend einer ersten Zeitperiode empfangen; (h) es wird mindestens eine Statistik erzeugt, die Paketen entspricht, die während jeder aufeinanderfolgenden Zeitperiode empfangen wurden; und (i) der Wert mindestens einer Statistik für eine Vielzahl aufeinanderfolgender Zeitperioden wird gespeichert, wobei Schritt (h) umfasst, eine getrennte Zählung für jede der Vielzahl von Pakettypen zu generieren, entsprechend einer Zahl von Paketen jeder der Vielzahl von Pakettypen, die während jeder aufeinanderfolgenden Zeitperiode empfangen wurden, und wobei das Verfahren weiterhin den Schritt umfasst, die Vielzahl von Pakettypen und ihre entsprechenden Statistiken, die über eine zweite Zeitperiode gesammelt wurden, die größer als die erste Zeitperiode ist, in einem ersten Abschnitt eines Anzeigebereichs eines Anzeigegeräts anzuzeigen.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, weiterhin enthaltend den Verfahrensschritt der Erzeugung einer weiteren Statistik unter Verwendung mindestens eines gespeicherten Datensatzes und/oder der mindestens einen abgespeicherten Statistik.
  4. Verfahren nach Anspruch 2, weiterhin enthaltend folgende Verfahrensschritte: es wird ein zweiter Dauerwert entsprechend einer zweiten Zeitperiode empfangen, die länger ist als die erste Zeitperiode; und es wird eine weitere Statistik entsprechend Paketen erzeugt, die während der zweiten Zeitperiode empfangen wurden, und die mindestens eine erste Zeitperiode umfassen, unter Verwendung mindestens eines gespeicherten Datensatzes und/oder der mindestens einen gespeicherten Statistik.
  5. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem die mindestens eine Statistik mindestens ein Element aus folgender Menge enthält: eine Zahl von Bits, eine Zahl von Bytes, eine Zahl von Paketen, eine Zahl von Paketen eines vorbestimmten Protokolls, eine Zahl von Paketen einer vorbestimmten Protokollschicht, eine Zahl von Paketen mit einer vorbestimmten Quellenadresse und eine Zahl von Paketen mit einer vorbestimmten Bestimmungsadresse eines jeweiligen Pakets.
  6. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem ein Datensatz einen Teil seines jeweiligen Pakets plus seinen jeweiligen Index enthält.
  7. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem der jeweilige Index eines Pakets einer Zeit entspricht, zu der das Paket empfangen wurde.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, weiterhin enthaltend den Schritt des Empfangens eines Zeitsignals von einem globalen Positionssatelliten, das einen absoluten Zeitwert anzeigt, und den Schritt des Erzeugens der Zeit, wenn ein Paket empfangen wurde, basierend auf dem absoluten Zeitwert.
  9. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem die empfangenen Pakete von einer zweiten Kommunikationsleitung stammen und jedes empfangene Paket eine Anzeige einer entsprechenden ersten Zeit enthält, die seiner Übertragung auf der zweiten Kommunikationsleitung entspricht, wobei das Verfahren weiterhin folgende Schritte enthält: es wird eine jeweilige zweite Zeit bestimmt, wann jedes Paket von der ersten Kommunikationsleitung empfangen wurde; und es wird eine Übertragungsverzögerung erzeugt, die jedem Paket entspricht, indem seine zweite Zeit von seiner ersten Zeit subtrahiert wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, bei dem die jedem Paket entsprechende Übertragungsverzögerung, basierend auf einem Zeitpunkt, zu dem das Paket auf einer ersten Verbindung entdeckt wurde, einem Zeitpunkt, zu dem das Paket auf einer zweiten Verbindung entdeckt wurde, einer Datenübertragungsrate auf der ersten Verbindung und einer Länge des Pakets auf der ersten Verbindung berechnet wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem der Schritt (a) es umfasst, die ersten Daten von der ersten Kommunikationsleitung unter Verwendung einer nicht eindringenden Kopplung an die erste Kommunikationsleitung zu empfangen.
  12. Verfahren nach Anspruch 2, weiterhin enthaltend den Schritt des Empfangens von Informationen, die mindestens eine Anzeige der folgenden Menge enthält: ein Typ der im Schritt (c) auszuwählenden Pakete, den Wert der ersten Dauer und eine Identifikation, welche Statistik im Schritt (h) zu erzeugen ist.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, bei dem die Informationen über die erste Kommunikationsleitung empfangen werden.
  14. Verfahren nach Anspruch 9, enthaltend den Schritt des Empfangens eines Zeitsignals von einem GPS Satelliten zur Bestimmung der zweiten Zeit.
  15. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem der Schritt (h) es enthält, mindestens einen Wert der Dienstqualität für jede aufeinanderfolgende Zeitperiode zu erzeugen, die Paketen eines vorbestimmten Pakettyps entspricht, die während jeder aufeinanderfolgenden Zeitperiode empfangen wurden.
  16. Verfahren nach Anspruch 15, bei dem der mindestens eine Wert der Dienstqualität mindestens eine Angabe der folgenden Menge enthält: Verzögerung eines Umlaufs und eine Rate der erneuten Übertragungen entsprechend den Paketen des vorbestimmten Pakettyps, die während der entsprechenden aufeinanderfolgenden Zeitperiode empfangen wurden.
  17. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem der Schritt (c) es enthält, einen Typ jedes Pakets basierend auf mindestens einer der folgenden Angaben zu bestimmen: entsprechender Anwendungstyp, entsprechender Paketinhalt, Paketquelle und Paketbestimmung.
  18. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem die erste Kommunikationsleitung in einem Netzwerk mit einem Benutzer ist und der Schritt (h) es umfasst, mindestens eine Statistik für eine Profilierung des Benutzers zu erzeugen für jede aufeinanderfolgende Zeitperiode entsprechend den Paketen, die für den Benutzer bestimmt sind oder von dem Benutzer stammen und die während jeder aufeinanderfolgenden Zeitperiode empfangen werden.
  19. Verfahren nach Anspruch 18, bei dem die mindestens eine Benutzerprofilierungsstatistik unter Verwendung der in dem Speicher abgespeicherten Datensätze erzeugt wird.
  20. Verfahren nach Anspruch 2, weiterhin enthaltend den Schritt des Empfangens einer Eingabe von einem Benutzer, die eine Benutzerstatistik identifiziert, und bei dem der Schritt (h) es umfasst, die Benutzerstatistik zu erzeugen.
  21. Verfahren nach Anspruch 2, weiterhin enthaltend den Schritt des Empfangens einer Eingabe von einem Benutzer, die eine Benutzerstatistik identifiziert, und des Erzeugens der Benutzerstatistik unter Verwendung der mindestens einen in dem zweiten Speicher abgespeicherten Statistik und der in dem ersten Speicher abgespeicherten Datensätze.
  22. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem die ersten Daten auf der ersten Kommunikationsleitung nach einem ersten Protokoll übertragen werden und das Verfahren weiterhin den Verfahrensschritt enthält, Decodierungsparameter zu empfangen, die dem ersten Protokoll entsprechen, und bei dem der Schritt (a) es umfasst, die ersten Daten entsprechend den Dekodierungsparametern zu empfangen, und der Schritt (b) es umfasst, die empfangenen ersten Daten in Pakete entsprechend den Dekodierungsparametern aufzuteilen.
  23. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Vielzahl von Pakettypen von einem Benutzer auswählbar ist und das Verfahren weiterhin den Schritt umfasst, eine Benutzerauswahl eines der Pakettypen durch einen Benutzer zu empfangen und Statistiken anzuzeigen, die Paketen des ausgewählten Pakettyps entsprechen, die während der zweiten Zeitperiode empfangen wurden.
  24. Verfahren nach Anspruch 1, weiterhin umfassend den Verfahrensschritt, die Statistiken entsprechend der Vielzahl von Pakettypen grafisch in einem Diagramm über die zweite Zeitperiode in einem zweiten Abschnitt des Anzeigebereichs anzuzeigen.
  25. Verfahren nach Anspruch 1, weiterhin enthaltend den Verfahrensschritt des Erzeugens einer grafischen Anzeige der Statistiken, die der Vielzahl von Pakettypen entsprechen, in einem Diagramm, das über die zweite Zeitperiode reicht, in einem zweiten Abschnitt des Anzeigebereichs, wobei das Diagramm eine Vielzahl von diskreten auswählbaren Zeitperioden umfasst, weiterhin das Empfangen einer Benutzerauswahl eines Bereichs der Vielzahl von diskreten auswählbaren Zeitperioden und das Erneuern der grafischen Anzeige zur Anzeige von Statistiken, die den ausgewählten Zeitperioden entsprechen.
  26. Verfahren nach Anspruch 2, weiterhin enthaltend den Schritt des Identifizierens der zu einem Datenstrom gehörenden Pakete und des Speicherns der Informationen der Identifikation des Stroms als ein getrennter Datensatz und/oder als getrenntes Feld in den den identifizierten Paketen entsprechenden Datensätzen.
  27. Verfahren nach Anspruch 26, weiterhin enthaltend den Schritt des erneuten Erzeugens eines Datenstroms unter Verwendung der abgespeicherten Datensätze und der abgespeicherten Informationen über die Identifikation des Stroms.
  28. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem die erste Kommunikationsleitung in einem Netzwerk mit einer zweiten Kommunikationsleitung ist, der Schritt (d) das Bestimmen eines entsprechenden Zeitwertes umfasst, der einer Zeit entspricht, wann jedes der ausgewählten Pakete empfangen wurde, und der entsprechende jedem ausgewählten Paket zugeordnete Index dessen entsprechenden Zeitwert enthält, und der Schritt (e) das Konvertieren jedes der ausgewählten Pakete in einen entsprechenden Datensatz umfasst, der einen eindeutig identifizierbaren Abschnitt des jeweiligen ausgewählten Pakets enthält, wobei das Verfahren weiterhin folgende Schritte umfasst: es werden zweite Daten von der zweiten Kommunikationsleitung empfangen; die zweiten Daten werden in Pakete zerlegt; es wird ein entsprechender Typ jedes Pakets, das von der zweiten Kommunikationsleitung empfangen wurde, bestimmt; es werden von der zweiten Kommunikationsleitung empfangene Pakete basierend auf ihrem jeweiligen Typ ausgewählt; es wird eine entsprechende Zeit bestimmt, wann jedes der ausgewählten Pakete, die von der zweiten Kommunikationsleitung empfangen wurden, empfangen wurde; jedem der ausgewählten von der zweiten Kommunikationsleitung empfangenen Pakete wird ein entsprechender Index zugeordnet, der einem Zeitpunkt entspricht, wann das Paket von der zweiten Kommunikationsleitung empfangen wurde; jedes der ausgewählten von der zweiten Kommunikationsleitung empfangenen Pakete wird in einen entsprechenden Datensatz umgewandelt, der einen eindeutig identifizierbaren Abschnitt des ausgewählten Pakets von der zweiten Kommunikationsleitung und dessen entsprechenden Index enthält; die den ausgewählten von der zweiten Kommunikationsleitung empfangenen Paketen entsprechenden Datensätze werden in einem dritten Speicher gespeichert; die eindeutig identifizierbaren Abschnitte der Pakete in den in dem zweiten Speicher gespeicherten Datensätzen werden mit denen in Datensätzen verglichen, die in dem dritten Speicher gespeichert sind, um zu bestimmen, welche ausgewählte aus der ersten Kommunikationsleitung empfangene Pakete den Paketen entsprechen, die von der zweiten Kommunikationsleitung empfangen wurden, zur Erzeugung abgeglichener Paare von Paketen; es wird eine Übertragungsverzögerung entsprechend jedem abgeglichenen Paar von Paketen unter Verwendung ihrer jeweiligen Indizes erzeugt.
  29. Verfahren nach Anspruch 28, bei dem die Übertragungsverzögerung für ein spezielles, abgeglichenes Paket basierend auf einer Empfangszeit des abgeglichenen Pakets auf der ersten Übertragungsleitung, einer Empfangszeit des abgeglichenen Pakets auf der zweiten Übertragungsleitung, einer Datenübertragungsrate auf der ersten Übertragungsleitung und einer Länge des abgeglichenen Pakets auf der ersten Übertragungsleitung berechnet wird.
  30. Verfahren nach Anspruch 29, bei dem die erste Übertragungsleitung Daten unter Verwendung eines ersten Protokolls und die zweite Übertragungsleitung Daten unter Verwendung eines zweiten von dem ersten Protokoll verschiedenen Protokolls überträgt.
  31. Verfahren nach Anspruch 28, bei dem die Übertragungsverzögerung mit einem Genauigkeitsniveau von weniger als 10 Mikrosekunden erzeugt wird.
  32. Verfahren zum Anzeigen von einer oder mehr Paketeigenschaften oder Statistiken auf einem Anzeigegerät mit einem Anzeigebereich, wobei die eine oder mehr Paketeigenschaften oder Statistiken Paketen entsprechen, die von einer ersten Kommunikationsleitung während eines Zeitintervalls empfangen wurden, wobei das Verfahren enthält: (a) Anzeigen einer Tabelle, die die eine oder mehr Paketeigenschaften oder Statistiken in einem ersten Abschnitt des Anzeigebereichs auflistet; und (b) Anzeigen eines Diagramms der einen oder mehr Paketeigenschaften oder Statistiken über das Zeitintervall in einem zweiten Abschnitt des Anzeigebereichs, wobei das Diagramm zwei Achsen aufweist und die Paketeigenschaften oder Statistiken auf einer Achse des Diagramms dargestellt werden und die Zeit auf der anderen Achse des Diagramms dargestellt wird, sowie den Schritt des Empfangens einer Auswahl eines Zeitunterintervalls, das kürzer als das Zeitintervall ist, entweder durch Eingabe von Zeiten in einem Textfeld oder durch Auswahl eines Zeitintervalls längs der Zeitachse des Diagramms, und des Erneuerns der Tabellen und/oder der Diagramme als Reaktion auf das ausgewählte Zeitunterintervall.
  33. Verfahren nach Anspruch 32, bei dem die Pakete einer Vielzahl von Protokollen bei einer Protokollschicht entsprechen, wobei Schritt (a) das Anzeigen einer Tabelle, die jedes der Vielzahl von Protokollen und eine entsprechende Anzahl von Paketen auflistet, umfasst.
  34. Verfahren nach Anspruch 33, weiterhin enthaltend die Schritte des Feststellens der Auswahl eines der Vielzahl von Protokollen und des Erneuerns der Tabelle zum Anzeigen von Paketeigenschaften, die den Paketen des ausgewählten Protokolls entsprechen, und/oder Diagramms zur Anzeige der Paketeigenschaften des ausgewählten Protokolls.
  35. Verfahren nach Anspruch 33, weiterhin enthaltend die Verfahrenschritte des Feststellens einer Auswahl eines der Vielzahl von Protokollen und des Erneuerns des Diagramms zum gleichzeitigen Anzeigen sowohl der Paketeigenschaften des ausgewählten Protokolls als auch der Paketeigenschaften aller Protokolle.
  36. Verfahren nach Anspruch 32, weiterhin enthaltend den Schritt des Empfangens einer Startzeit und einer Endzeit, die eine Dauer eingrenzen, die länger als das Zeitintervall ist, und des Erneuerns der Tabellen und/oder der Diagramme zur Entsprechung dieser Dauer.
  37. Verfahren nach Anspruch 32, bei dem eine Untermenge der Pakete einem Host entspricht und das Verfahren weiterhin umfasst, die Auswahl des Hosts festzustellen und der Untermenge von Paketen entsprechende Statistiken anzuzeigen.
  38. Verfahren nach Anspruch 32, bei dem die Pakete einer Vielzahl von Protokollen entsprechen und eine Untermenge der Pakete einer der Vielzahl der Protokolle entspricht und das Verfahren weiterhin umfasst, die Auswahl einer der Vielzahl von Protokollen festzustellen und Statistiken anzuzeigen, die dem ausgewählten Protokoll aus der Vielzahl von Protokollen entsprechen.
  39. System zum Überwachen von Daten auf einer ersten Kommunikationsleitung, enthaltend: einen Paketierer zum Empfangen der Daten von der ersten Kommunikationsleitung und zum Extrahieren einer Vielzahl von Paketen aus den Daten; Mittel zum rekursiven Erzeugen von Statistiken, die der Vielzahl von Paketen entsprechen, wobei die Mittel zum rekursiven Erzeugen von Statistiken umfassen: Mittel zum Erzeugen von der Vielzahl von Paketen entsprechenden Datensätzen; ein Filter zum Auswählen von Paketen aus der Vielzahl von von dem System während einer Zeitperiode empfangenen Paketen; Mittel zum Erzeugen erster Statistiken, die der Vielzahl von Paketen entsprechen, die von dem System während der Zeitperiode empfangen wurden; einen Speicher zum Abspeichern mindestens eines der Vielzahl von Paketen, wobei die Datensätze der Vielzahl von Paketen entsprechen, und zum Abspeichern der ersten Statistiken; einen Pakettypidentifizierer zum Identifizieren eines Typs von Paketen, die von dem Paketierer, dem Datensatzerzeuger und dem Speicher empfangen wurden; Mittel zum Erzeugen zweiter Statistiken unter Verwendung der ersten Statistiken und/oder der empfangenen Pakete.
  40. System nach Anspruch 39, weiterhin enthaltend ein Anzeigegerät zum Anzeigen der erzeugten Statistiken.
  41. System nach Anspruch 39, weiterhin enthaltend eine Benutzerschnittstelle zum Definieren der ersten Statistik und/oder der zweiten Statistik und/oder der Zeitperiode.
  42. System nach Anspruch 39, weiterhin enthaltend: eine mit einer absoluten Zeitquelle synchronisierte Zeitquelle; und Mittel zum Bestimmen einer Zeit, wann jedes der Vielzahl von Paketen von der ersten Kommunikationsleitung empfangen wurde.
  43. System nach Anspruch 42, bei dem die Zeitquelle ein Empfänger zum Empfang eines Zeitsignals von einem GPS ist.
  44. Herstellungsgegenstand mit einem computerverwendbaren Medium mit darin verkörpertem computerlesbaren Programmcode, um einen Computer zu veranlassen, das Verfahren nach Anspruch 2 oder 32 durchzuführen.
  45. Computerprogrammprodukt mit einem computerverwendbaren Medium, das darin eingebauten computerlesbaren Programmcode enthält, um einen Computer zu veranlassen, das Verfahren der Ansprüche 2 oder 32 durchzuführen.
  46. Von einer Maschine lesbares Programmspeichergerät, greifbar verwirklichend ein Programm von von der Maschine ausführbaren Instruktionen zum Durchführen des Verfahrens der Ansprüche 2 oder 32.
  47. Verfahren zum Verarbeiten von Daten auf einer Kommunikationsleitung, enthaltend folgende Verfahrensschritte: (a) Empfangen der Daten von der Kommunikationsleitung, (b) Aufteilen der Daten in Pakete, (c) Auswählen von Verbindungssitzungen entsprechenden Paketen, (d) Identifizieren, welches der ausgewählten Pakete erfolglosen Kommunikationssitzungen entsprechen.
  48. Verfahren zum Bearbeiten von Daten nach Anspruch 47, bei dem der Schritt (c) es umfasst, TCP-Sitzungen entsprechende Pakete auszuwählen, und der Schritt (d) es umfasst, erfolglosen TCP-Sitzungen entsprechende Pakete zu identifizieren, und wobei das Verfahren weiterhin den Schritt umfasst, (e) ein Verhältnis der Zahl von erfolglosen TCP-Sitzungen zu einer Gesamtzahl von TCP-Sitzungen während einer Zeitperiode zu erzeugen.
  49. Verfahren nach Anspruch 48, bei dem im Schritt (d) die erfolglosen TCP-Sitzungen als diejenigen TCP-Sitzungen identifiziert werden, die von einem anderen als dem entsprechenden Server geschlossen wurden.
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