DE60022151T2 - Auf Messungen basierendes Verwaltungsverfahren für paketorientierte Kommunikationsnetzwerke - Google Patents

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Description

  • Erfindungsgebiet
  • Die Erfindung betrifft Verfahren zur Zulassungssteuerung, Leitweglenkung und Gebührenberechnung in Paketnetzen. Insbesondere betrifft die Erfindung die Verwendung solcher Verfahren beim Betreiben von Netzen, die mehrere Verbindungsgüten unterstützen.
  • Stand der Technik
  • Eine Vereinbarung über die Verbindungsgüte (SLA – Service Level Agreement) ist ein Vertrag zwischen dem Bereitsteller von Paketnetzdiensten und einem seiner Kunden (d.h. Teilnehmer), der irgendeine Mindestdienstgüte angibt, die bei der Bearbeitung von mit einer Anwendung oder einem Dienst identifizierten Verbindungen erfüllt oder überschritten werden muß. Ein Maß der Leistung, die eine SLA angeben kann, ist der Betrag an Bandbreite, der auf Bedarf zur Verfügung stehen muß. Es wird ein virtuelles privates Netz (VPN – Virtual Private Network) definiert, wenn die SLA den Betrag an Bandbreite angibt, die bei Bedarf in jedem einer Menge von dem Kunden zugeordneten Strömen zur Verfügung gestellt werden muß. Ein "Strom" ist in diesem Zusammenhang ein Knotenpaar σ des Netzes, das aus einem Ursprungsknoten und einem Zielknoten bezüglich von Verbindungen besteht, im Zusammenhang mit einer bestimmten Dienstklasse s. Die verschiedenen möglichen Dienstklassen können z.B. Sprache, Daten, E-mail, Dateiübertragungen, Web-Browsing und Video umfassen. Ein Paketnetz ist beispielsweise ein das ATM-, IP- oder Frame-Relay-Protokoll unterstützendes Netz.
  • Der Begriff "Verbindung" wird zur Bezeichnung jeder kommunizierenden Transaktion bzw. ausgeprägten Unterteilung einer kommunizierenden Transaktion benutzt, die gewöhnlich als ein Ruf, eine Verbindung oder ein Fluß bezeichnet wird.
  • Im Betrieb eines Paketnetzes müssen mit verschiedenen Kunden identifizierte ankommende Verbindungen für die gleichen Netzressourcen wie beispielsweise Verbindungsstrecken-Bandbreitenkapazität konkurrieren. Zusätzlich besteht ein Wettbewerb für die gleichen Ressourcen durch Verbindungen unterschiedlicher Dienstklassen, ob sie zum gleichen Kunden gehören oder zu unterschiedlichen Kunden. In einer derartigen Umgebung ist es schwierig, für jeden Kunden beständig die von ihm in jeder Dienstklasse geforderte Dienstgüte bereitzustellen und dabei auch das Netz gewinnbringend zu betreiben.
  • Ein Versuch zum Lösen dieses Problems besteht darin, die Bandbreitenbelastungen Xsr des Netzes zur optimalen Berücksichtigung der erwarteten Verkehrsverläufe auszulegen. Hier ist die Sollast Xsr die auf einem Dienstleitweg (s, r), d.h. auf einem Leitweg r zwischen einem gegebenen Ursprung-Ziel-Paar in einer gegebenen Dienstklasse s zu führende bemessene Bandbreite. Ein Auslegungsverfahren, bei dem die statistischen Eigenschaften von Kommunikationsverkehr ausdrücklich erkannt werden, ist beispielsweise in dem D. Mitra et al. am 29.12.1998 unter dem Titel "Optimization Method for Routing and Logical Network Design in Multi-Service Networks" (Optimierungsverfahren zur Leitweglenkung und logischen Netzauslegung in Mehrdienstenetzen) erteilten und gemeinsam hiermit zugewiesenen US-Patent Nr. 5,854,903 beschrieben. Eine Erweiterung dieses beispielhaften Auslegungsverfahrens für virtuelle private Netze ist in EP-A-0952741 beschrieben.
  • Ein auf Konzepten bezüglich des Verkehrsflusses mit mehreren Leistungsmerkmalen basierendes Auslegungsverfahren ist in der unter der Veröffentlichungsnummer EP- A-10764.72 veröffentlichten EP-Anmeldungs-Nr. 00 306 514.1 beschrieben.
  • Obwohl solche Offline-Verfahren der Netzauslegung nützlich sind, bieten sie nicht von sich aus die Fähigkeit, auf Verkehrsverhalten in Echtzeit zu reagieren. Aufgrund der zufallsmäßig schwankenden Beschaffenheit von Verkehr gibt es jedoch häufig mögliche Gewinne im Gesamtverkehrswert oder dem Gesamtertrag, der realisiert werden könnte, wenn Leitwegentscheidungen durch Echtzeitmessungen unterrichtet sein könnten.
  • In EP-A-0 790 726 ist ein Verfahren offenbart, bei dem in einer Verbindungsstrecke mit Kapazität C jeder Verbindungsklasse k eine nominelle Kapazität Ck zugeteilt wird. Wenn eine Anforderung empfangen wird, eine Verbindung von Klasse k auf eine Verbindungsstrecke von Kapazität C zu leiten, bestimmt das Verfahren, ob, wenn die Verbindung der Klasse k angenommen wird, die Klasse k 'unterbelastet' oder 'überbelastet' wird, wobei 'überbelastet' bedeutet, daß die gegenwärtig geleiteten Verbindungen zuzüglich der angeforderten Verbindung die gesamte, der Klasse k zugeteilten nominellen Kapazität aufbrauchen werden. Wenn die Klasse k unterbelastet ist, wird die Verbindung angenommen, wenn es auf der Verbindungsstrecke genügend Kapazität gibt, die Verbindung zu führen. Wenn die Klasse k überbelastet ist, wird die Verbindung angenommen, wenn es auf der Verbindungsstrecke genügend Kapazität gibt, die Verbindung zu führen und dabei die unterbelasteten Klassen zu schützen.
  • Kurze Beschreibung der Erfindung
  • Ein erfindungsgemäßes Verfahren entspricht dem Anspruch 1.
  • Es sind Verfahren zur Netzverwaltung entwickelt worden, die Messungen von Verkehrslast (d.h. von Verkehrsbandbreite) anwenden, um einen größeren Wirkungsgrad bei dem Betrieb des Netzes zu erreichen. Bei einem Aspekt umfaßt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Entscheiden, ob eine ankommende Verbindung auf einem ausgewählten möglichen Dienstleitweg zu leiten ist. Gemäß dem vorliegenden Verfahren wird der mögliche Dienstleitweg in Abhängigkeit davon, wie sich seine gemessene Belastung mit seiner Sollast vergleichen läßt, als überbelegt oder unterbelegt klassifiziert. Ein möglicher Dienstleitweg, der überbelegt ist, wird nur dann als genügend verfügbare Bandbreitenkapazität aufweisend, um die ankommende Verbindung zu führen, erachtet, wenn jede seiner Verbindungsstrecken verfügbare Kapazität aufweist, die um einen hier als die Bandbreitenreservierung bezeichneten Rest mehr als ausreichend ist.
  • Bei einem weiteren Aspekt umfaßt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Berechnen von Gebührenerträgen, bei dem inkrementale Erträge für einen gegebenen Strom davon abhängig sind, ob der Netzdiensteanbieter als bezüglich des gegebenen Stroms zu einer SLA konform erachtet wird. Gemäß einer Ausführungsform muß der als konform erachtete Diensteanbieter mindestens einen vertraglich vereinbarten Bruchteil des Lastangebots (d.h. angebotene Strombandbreite) führen, wenn das Lastangebot innerhalb einer vertraglich vereinbarten Grenze liegt, muß aber nur eine angegebene Last führen, wenn das Lastangebot die vertraglich vereinbarte Grenze überschreitet. Für angeboteten Strombandbreite, die verloren geht, während der Diensteanbieter nicht konform ist, wird eine Ertragsbuße erhoben.
  • Bei einem noch weiteren Aspekt umfaßt die vorliegende Erfindung die Durchführung aller nachfolgenden Schritte am Eingangsknoten für eine für einen gegebenen Strom bestimmte ankommende Verbindung:
    Bestimmen, ob jede von mindestens einigen möglichen Dienstleitswegen für die ankommende Verbindung überbelegt und unterbelegt ist; aus Messungen angebotener und geführter Belastung, Bestimmen, ob das Netz zu einem Zustand, z.B. dem oben beschriebenen SLA-zustand, konform ist; Leiten der ankommenden Verbindugng gemäß einem Verfahren, das vorzugsweise unterbelegte Dienstleitwege auswählt; und Ansammeln eines positiven Ertragsinkrements in mindestens einem Zeitfenster für verarbeitete Belastung aufgrund der geleiteten Verbindung.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnung
  • 1 ist ein kommentiertes Flußdiagramm, das Konformitätsentscheidungen gemäß eines beispielhaften Typs von SLA darstellt. Nach der Darstellung sind vier Ergebnisse möglich, in Abhängigkeit davon: (i) ob der Kunde vertraglich vereinbarte Begrenzungen des Lastangebots in einem gegebenen Strom erfüllt oder nicht, und (ii) ob der Diensteanbieter (der in der FIG. angezeigte "SP") eine vertraglich vereinbarte Menge des Lastangebots führt oder nicht.
  • 2 ist ein Flußdiagramm von Ertragsberechnungen eines inkrementalen Stroms gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung in einem Aspekt. Am Endsummierungspunkt in der Nähe des Unterteils der Figur wird ein positives Ertragsinkrement für verarbeitete Last und ein negatives Abzugsinkrement für verlorene Belastung kombiniert, um ein Netto-Stromertragsinkrement zu bilden.
  • 3 ist ein Flußdiagramm der Bestimmung des Belastungszustandes eines Dienstleitweges durch Vergleichen von gemessener Belastung mit Sollast entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung in einem Aspekt.
  • 4 ist ein Flußdiagramm von Bandbreitenschutz in Leitweglenkungsentscheidungen gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfinding in einem Aspekt.
  • 5 ist ein Flußdiagramm der Bearbeitung einer Anforderung einer neuen Verbindung für einen gegebenen Strom gemäß der Erfindung in einer Ausführungsform. Im Verfahren der 5 enthalten ist das Bandbreitenschutzverfahren der 4.
  • 6 ist ein Diagramm einer beispielhaften Form von Bandbreitenschutz, der angewandt werden könnte, wenn VPN vom Netz unterstützt werden.
  • 7 ist ein schematisches Diagramm eines fiktiven Kommunikationsnetzes, das als Grundlage für die im Beispielsabschnitt unten beschriebenen numerischen Untersuchungen benutzt wird.
  • Ausführliche Beschreibung
  • Eine beispielhafte, für die Ausübung der Erfindung relevante SLA schreibt für jeden Strom (s, σ) ein Summenbandbreitenangebot Usσ (das "vertraglich vereinbarte Bandbreitenangebot") und eine Summen-Bandbreitenleistung Vsσ (die "vertraglich vereinbarte Bandbreitenleistung"), Vsσ < Usσ vor. Implizit ist das Verhältnis Vsσ/Usσ das vertraglich vereinbarte Flußannahmeverhältnis für den Strom. Es ist zu beachten, daß dieses Verhältnis nicht genau Eins sein kann, da aufgrund der statistischen Beschaffenheit des ankommenden Verkehrs nur ein Netz mit unendlicher Kapazität garantieren könnte, daß 100% ankommender Verbindungen angenommen werden.
  • Um zu bestimmen, ob Konformität mit den Vorgaben der SLA besteht, werden Schätzungen der tatsächlichen angebotenen und geleisteten Bandbreiten auf Grundlage von Messungen durchgeführt. Bandbreite kann direkt durch Untersuchung der angebotenen und verarbeiteten Pakete gemessen werden. Als Alternative können Verbindungen gezählt werden und die Gesamtbandbreite aus jeder der Verbindungen zugeordneten effektiven Bandbreiten geschlossen werden. (Effektive Bandbreite wird ausführlicher unten beschrieben). In beiden Fällen ist es vorteilhaft, daß die Bandbreitenmessungen am Eingangsknoten, d.h. am Ursprungsknoten des entsprechenden Stroms durchgeführt werden.
  • Anfänglich wird ein SLA-Überwachungsverfahren beschrieben, das auf Verkehrshöhenabrechnung beruht. Später wird ein Beispiel von SLA-Überwachung besprochen, das auf Paketebenen- (das heißt, auf Datenebenen)abrechnung beruht. Bei den unten beschriebenen numerischen Untersuchungen wurde Verbindungsebenenabrechnung benutzt.
  • Bei einem beispielhaften Meßverfahren werden hier als "SLA-Fenster" bezeichnete Zeitfenster benutzt und auch exponentielle Glättung. Die SLA-Fensterlänge τ und der Glättungsparameter αSLA werden ebenfalls vorteilhafterweise in der SLA vorgegeben.
  • V ~sδ(n) sei ein Meßwert geleisteter Strombandbreite im Zeitfenster n und U ~sδ(n) sei ein Meßwert angebotener Strombandbreite im gleichen Zeitfenster. Da jede Messung ein gewisses Maß an Schätzung umfaßt, wird in der folgenden Besprechung auf diese Werte als "geschätzte" Bandbreitenwerte Bezug genommen.
  • In der nachfolgenden Besprechung wird es wahlfrei sein, ob geglättete oder ungeglättete Werte von V ~sσ(n) und U ~sδ(n) benutzt werden. (Geglättete Werte wurden in den unten beschriebenen numerischen Untersuchungen benutzt). Um jedoch eine Form von Glättung darzustellen, die in diesem Zusammenhang nützlich ist, sollen V ~ SM / sσ(n) und U ~ SM / sσ(n) geglättete Werte darstellen, und V ~ RAW / sσ(n) und U ~ RAW / sσ(n) sollen entsprechende rohe, d.h. ungeglättete Werte darstellen. Dann ist gemäß einem beispielhaften Glättungsverfahren
  • Figure 00080001
  • Gemäß einer beispielhaften SLA ist ein konformer Kunde einer, dessen angebotene Strombandbreite den vertraglich vereinbarten Betrag nicht überschreitet. Der Diensteanbieter verspricht, den gleichen Bruchteil der geschätzten angebotenen Bandbreite für den Anteil vertraglich vereinbarter geleisteter zu vertraglich vereinbarter angebotener Bandbreite zu führen. Wenn der Diensteanbieter einen geringeren Bruchteil als versprochen führt, wird er als nicht konform erklärt und zahlt eine Buße für jede verlorene (d.h. nicht geführte) Verbindung, während sich der Diensteanbieter im nicht konformen Zustand befindet.
  • Andererseits ist der Kunde nicht konform, wenn er mehr Strombandbreite als den vertraglich vereinbarten Betrag anbietet. In diesem Fall verspricht der Diensteanbieter, nur den vertraglich vereinbarten Betrag geleisteter Bandbreite zu führen. Der Diensteanbieter wird als nicht konform erklärt, wenn er den vertraglich vereinbarten Betrag nicht führt. In diesem Fall zahlt er eine Buße für verlorene Verbindungen, z.B. für verlorene Bandbreite bis zum vertraglich vereinbarten Betrag.
  • Vorteilhafterweise findet die Überwachung von Kunden- und Diensteanbieterkonformität und die Erklärung entsprechender konformer und nicht konformer Zustände am Eingangsknoten statt.
  • Die 1 zeigt einen beispielhaften Entscheidungsvorgang für SLA-Konformität. Im Block 5 wird der Schätzwert U ~sσ(n) der angebotenen Strombandbreite mit dem vertraglich vereinbarten Wert Usσ verglichen. Der Schätzwert der angebotenen Bandbreite (und wie unten ersichtlich sein wird auch der Schätzwert der geleisteten Bandbreite) wird am Ende des n-ten SLA-Fensters bestimmt. Die variable "SLA_state", die den Wert "konform" annimmt, wenn der Diensteanbieter SLA-konform ist, und sonst den Wert "nicht konform", wird jedoch als gleichförmig über das gesamte Fenster behandelt. (Allgemeiner gesagt wird das Paar von Variablen, die die jeweiligen Zustände von SLA-Konformität des Kundens und des Diensteanbieters beschreiben, als gleichförmig über das gesamte Fenster behandelt). Es wurde festgestellt, daß diese Annäherung bei der Steuerung der Verarbeitungslast hilft und eine Durchschnittsbildung erlaubt und allgemein die Genauigkeit erhöht.
  • Die Ausgabe des Blocks 5 ist "ja", wenn der Schätzwert angebotener Bandbreite nicht größer als der vertraglich vereinbarte Wert ist. In diesem Fall ist der Kunde SLA-konform wie durch die linke Seite des Gitters unten in der Figur dargestellt, d.h. Quadranten A und B. wenn die Ausgabe des Blocks 5 "nein" ist, ist der Kunde nicht SLA-konform wie durch Quadranten C und D dargestellt.
  • Die Prüfung, ob der Diensteanbieter SLA-konform ist (was wiederum den Wert der variablen SLA_state bestimmt), nimmt in Abhängigkeit von dem Ergebnis des Blocks 5 unterschiedliche Formen an. Im Falle eines konformen Kundens gilt die Prüfung des Blocks 10. Im Block 10 werden Verhältnisse von geleisteter Bandbreite zu angebotener Bandbreite verglichen. Wenn das Verhältnis Vsσ/Usσ vertraglich vereinbarter Werte nicht größer als das Verhältnis V ~sσ(n)/U ~sσ(n) von Schätzwerten ist, wird der Diensteanbieter wie im Quadranten A der Figur als SLA-konform für das Fenster n erklärt. Ansonsten wird wie im Quadranten B angezeigt der Diensteanbieter als nicht SLA-konform erklärt.
  • Im Fall eines nicht konformen Kunden steht die Prüfung des Blocks 15. Gemäß der Prüfung des Blocks 15 wird der Diensteanbieter als SLA-konform für das Fenster n erklärt, wenn der vertraglich vereinbarte Betrag Vsσ geleisteter Bandbreite nicht größer als der geschätzte Betrag V ~sσ(n) ist wie im Quadranten C der Figur angezeigt. Ansonsten wird der Diensteanbieter wie im Quadranten D angezeigt als nicht konform erklärt.
  • Jede Verbindung, die geführt wird, erzeugt Erträge für den Diensteanbieter und erhöht ein Flußertragsmaß Wsσ(n). Beispielsweise wird wie in 2 gezeigt ein vorhergehendes Summen-Ertragsmaß Wsσ(n–1) (im Block 20 der Figur dargestellt) am Summierungspunkt 30 um den im Block 25 gezeigten gegenwärtigen Betrag erhöht, um das gegenwärtige Summen-Ertragsmaß Wsσ(n) für das SLA-Fenster n zu bilden (Block 35). Das gegenwärtige Inkrement des Blocks 25 ist das Produkt der Anzahl Msσ(n) von Verbindungen des im Fenster n geführten Stroms (s, σ) und eines Stromertragsparameters wsσ. Als Beispiel aber nicht begrenzend ist zu bemerken, daß in numerischen Untersuchungen wsσ gleich dem Produkt der effektiven Bandbreite ds und der mittleren Haltezeit hs von Verbindungen der Dienstklasse s gesetzt wurde. Die effektive Bandbreite kann so eingestellt werden, daß sie in einem einzigen Parameter verschiedene Faktoren auf Paketebene wie beispielsweise Bursthaftigkeit, Laufzeit, Jitter und Verlust an Netzelementen berücksichtigt.
  • Wenn der Diensteanbieter Verbindungen verliert, während er sich in einem Zustand von Nicht-SLA-Konformität befindet, muß er möglicherweise eine Buße zahlen. In der beispielhaften Anordnung der 2 wird ein vorhergehender Wert penaltysσ(n–1) eines Summen-Flußabzugsmaßes (Block 55) am Summierungspunkt 60 durch das gegenwärtige Abzugsinkrement erhöht, um einen gegenwärtigen Wert penaltysσ(n) des Summenmaßes für das Fenster n (Block 65) zu bilden. Das gegenwärtige Abzugsinkrement ist der im Block 40 der FIG. gezeigte Wert. Am Multiplikator 50 wird jedoch dem gegenwärtigen Abzugsinkrement ein multiplikatives Gewicht von 0 erteilt (in welchem Fall es nicht zu dem Summenwert im Block 65 hinzugefügt wird), wenn der Diensteanbieter im Fenster n SLA-konform ist. Ansonsten erhält das Abzugsinkrement ein multiplikatives Gewicht von 1.
  • Wie im Block 40 dargestellt ist das Abzugsinkrement beispielhafterweise das Produkt von drei Faktoren: dem Stromertragsparameter wsσ, der Anzahl Nsσ(n) von Verbindungen des Stroms (s, σ), die im SLA-Fenster n verlorengegangen sind, und einem einstellbaren Abzugsmultiplikator msσ, der typischerweise größer als 1 ist.
  • Verschiedene alternative Abzugsstrukturen sind ebenfalls leicht zu implementieren. Beispielsweise wird durch die Abzugsstruktur der 2 der Diensteanbieter für alle Verbindungen belastet, die verlorengehen, während der SLA-zustand des Netzes im Quadranten D der 1 liegt, selbst wenn der Betrag angebotener Bandbreite den in der SLA vorgegebenen weit überschreitet. Um grobe Überschreitungen des Verkehrsangebots zu unterbinden, wird es in manchen Fällen vorteilhaft sein, den Faktor Nsσ(n) im Block 40 der 2 so zu begrenzen, daß er nur die Differenz zwischen den gemessenen (d.h. geschätzten) und vertraglich vereinbarten Werten geleisteter Bandbreite einschließt.
  • Am Summierungspunkt 70 werden der Summen-Stromertragswert des Blocks 35 und der Summen-Stromabzugswert des Blocks 65 als positive bzw. negative Beiträge zum Netto-Stromertrag W_netsσ(n) nach der Darstellung im Block 75 kombiniert. Summieren von W_netsσ(n) über alle Ströme ergibt ein netzweites Maß W_net(n) von Summen-Nettoertrag wie im Block 80 dargestellt.
  • In der vorangegangenen Besprechung wurde es als wahlfrei behandelt, ob für V ~sσ(n) und U ~sσ(n) geglättete oder ungeglättete Werte benutzt werden. Es wird jedoch gegenwärtig angenommen, daß es besonders vorteilhaft sein wird, die Bestimmung des SLA-Zustandes auf geglätteten Werten beruhen zu lassen, aber den Ertrag und die Abzugswerte auf Grundlage der ungeglätteten Messungen angebotener und in jedem Zeitfenster geleisteter Bandbreite zu berechnen.
  • Wie oben erwähnt besteht eine Alternative zur Überwachung auf Verbindungsebene im Messen der angebotenen und geleisteten Bandbreite auf Paket-(bzw. Daten-)ebene. Beispielsweise lassen sich Leaky-Bucket-Verfahren leicht zur Durchführung solcher Messungen benutzen. (Leaky-Bucket-Messungen besagen, wieviel Bandbreite geleistet wurde und wieviel fallengelassen oder als nicht konform markiert wurde. So läßt sich leicht auf das Betragsangebot schließen). Im Zusammenhang mit Messungen auf Paketebene soll ωsσ den durch den Diensteanbieter erzeugten Ertrag zum Führen eines Einheitsbetrags an Daten auf dem Strom (s, σ) darstellen. So ist ein in diesem Zusammenhang für den inkrementalen Gewinn an Ertrag für das Fenster n geeigneter Ausdruck
  • Figure 00120001
  • Eine Abzugsstruktur, von der angenommen wird, daß sie besonders vorteilhaft im Zusammenhang mit Messungen auf Paketebene ist, ist durch die Vorschriften (i)–(iii) unten für den Wert des inkrementalen Abzugs für das Zeitfenster n, d.h. für penaltysσ(n)-penaltysσ(n–1) definiert. Die Vorschriften werden bezüglich der Quadranten A–D der 1 gesetzt.
    • (i) Wenn der Netz-SLA-Zustand für den Strom (s, σ) im Quadrant A oder C liegt, ist der inkrementale Abzug Null.
    • (ii) Wenn der SLA-Zustand im Quadrant B liegt, dann ist der inkrementale Abzug
      Figure 00130001
    • (iii) Wenn der SLA-Zustand im Quadrant D liegt, beträgt der inkrementale Abzug
      Figure 00130002
  • Die Schreibweise [...]+ bedeutet, daß wenn die eingeklammerte Menge weniger als Null beträgt, sie auf Null gesetzt werden sollte.
  • Wie bemerkt wird vorteilhafterweise ein Offline-Auslegungsverfahren zur Zuteilung (in statistischem Sinn) des Verkehrsangebots für jeden Strom unter den zulässigen Leitwegen für diesen Strom eingesetzt. Aus der Auslegungsphase zum SLA-Verwaltungsverfahren weitergeleitete Informationen enthalten im allgemeinen Usσ und Vsσ wie auch die bemessenen Dienstleitwegbelastungen Xsr. Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, die Belastungen Xsr aus der Rohausgabe der Auslegung abzuleiten, die auf Mittelwerten von Verkehrsbandbreite beruht, auf eine Weise, die zusätzliche Kapazität in Erwartung von Verkehrsveränderlichkeit reserviert. Wenn daher das Auslegungsverfahren einen Mittelwert Msr von auf einem Dienstleitweg geführter Summenbandbreite ergibt, wird der entsprechende Lastparameter Xsr gleich Msr zuzüglich eines auf Verkehrsveränderlichkeit bezogenen Zusatzinkrements gesetzt. Obwohl beispielsweise die Standardabweichung als ein solches Maß von Veränderlichkeit benutzt werden könnte, hat sich herausgestellt, daß durch die Quadratwurzel des Mittelwerts ein ausreichendes Maß bereitgestellt wird. Dementsprechend hat sich als vorteilhaft herausgestellt, Xsr = Msr +
    Figure 00140001
    zu setzen, wobei γ eine kleine nicht negative Zahl, typischerweise um 0,5 ist. Auf ähnliche Weise hat sich als vorteilhaft herausgestellt, Vsσ = Msσ –
    Figure 00140002
    zu setzen, wobei β eine weitere kleine nicht negative Zahl, ebenfalls typisch um 0,5 ist. Bei dem vorangegangenen Ausdruck ist Msσ die mittlere geleistete Summenbandbreite auf dem Strom (s, σ), die aus dem Auslegungsverfahren erhalten wird. Mit zunehmendem β nimmt der vertraglich vereinbarte Betrag Vsσ geleisteter Bandbreite mit zunehmender Verkehrsveränderlichkeit steiler ab. So ist Erhöhen von β dafür geeignet, zunehmende Abneigung des Diensteanbieters gegen Übernahme von Abzügen für verlorengegangene Verbindungen widerzuspiegeln. Andererseits wird durch ein zunehmendes β auch allgemein das vertraglich in der SLA vereinbarte Flußannahmeverhältnis Vsσ/Usσ verringert.
  • Wahlweise kann eine Abzugsstruktur für verlorene Verbindungen wie oben beschrieben im Auslegungsverfahren enthalten sein, obwohl sich daraus eine gewisse zusätzliche Komplexität ergibt. Bei den numerischen Untersuchungen, über deren Ergebnisse unten berichtet wird, ist die Abzugsstruktur nicht im Auslegungsverfahren enthalten gewesen.
  • Auch lassen sich alternative Ertragsstrukturen leicht implementieren. Beispielsweise könnte der Diensteanbieter wünschen, einen Aufschlag zur Bearbeitung von Verbindungen mit dem vertraglich vereinbarten Bandbreitenwert zu verlangen, wenn der Betrag angebotener Bandbreite den vertraglich vereinbarten Wert überschreitet, d.h. wenn der Netzzustand im Quadrant C der 1 liegt. In einem derartigen Fall kann ein Ertragsparameter der zweiten Schicht, der größer als der grundlegende Stromertragsparameter wsσ ist, angewandt werden, wenn der Netzzustand im Quadrant C liegt. Ein solcher Parameter der zweiten Schicht kann beispielsweise auf alle geleistete Bandbreite angewandt werden, oder er kann veranlaßt werden, nur für den vertraglich vereinbarten Betrag überschreitende geleistete Bandbreite zu gelten.
  • In der als "Leitwegklassifikation" bezeichneten Phase der Netzverwaltung wird von jedem Eingangsknoten für jedes Zeitfenster n eine Variable statussr(n) bewertet, die auf der über Verbindungen angesammelten Bandbreitenlast jedes Dienstleitwegs (s, r) vom Eingangsknoten aus beruht, und eine Datenbank dieser Variablen unterhält. Jede Variable statussr(n) wird zu Beginn des Zeitfensters n berechnet und bleibt während des Fensters fest. Diese Zustandsvariable wird für jeden zulässigen Leitweg r für jeden Strom berechnet, für den der gegebene Knoten der Eingangsknoten ist, für jeden entsprechenden Ausgangsknoten und für jede Dienstklasse s.
  • 3 zeigt ein beispielhaftes Verfahren zur Bewertung von statussr(n). Im Block 85 wird die gemessene Bandbreitenlast ZSr(n) auf dem Dienstleitweg (s, r) zu Beginn des Fensters n mit der Sollast Xsr verglichen. Wie bei Block 90 angezeigt wird der Belastungszustand des Dienstleitweges als "unterbelegt" erklärt (d.h. statussr(n) wird gleich US (undersubcribed) gesetzt), wenn die gemessene Belastung nicht größer als die Sollast ist. Wie bei Block 95 angedeutet wird der Belastungszustand als "überbelegt" erklärt (statussr(n) gleich OS (oversubscribed) gesetzt), wenn die gemessene Belastung größer als die Sollast ist. Der Belastungszustand von Dienstleitwegen ist bei der Implementierung der hier als "Leitweglenkung und Zulassungssteuerung" bezeichneten Phase, die unten beschrieben wird, von wichtiger Bedeutung.
  • Nunmehr wird ein beispielhaftes Verfahren zum Messen der Dienstleitweg-Bandbreitenlast Zsr(n) unter Verwendung von aus örtlichen Messungen am Eingangsknoten berechneten Größen beschrieben. Dieses Meßverfahren beruht auf einem Fenster mit Länge τ und auf exponentieller Glättung mit einem Glättungsparameter α. Ein ähnliches Verfahren, das möglicherweise andere Werte von Fensterlänge und Glättungsparameter benutzt, läßt sich leicht auf die Berechnung der angebotenen und verarbeiteten Strombelastungen U ~sσ(n) und V ~sσ(n) anwenden.
  • t soll einen Zeitwert im n-ten Fenster darstellen, d.h. (n–1) τ ≤ t < nτ. Ysr(t) soll die Summenbandbreitennutzung auf Dienstleitweg (s, r) zur Zeit t bezeichnen. Es ist zu beachten, daß sich Ysr(t) mit jeder neuen Verbindung um eine Einheit der effektiven Bandbreite ds erhöht und mit jedem Verbindungsabgang um den gleichen Betrag erniedrigt.
  • Y sr(n) soll die mittlere Bandbreitennutzung auf dem Dienstleitweg über das n-te Fenster bezeichnen, d.h.
    Figure 00160001
    Zsr(n+1) soll die exponentiell geglättete Schätzung von Bandbreitennutzung summiert über Verbindungen auf dem Dienstleitweg zu Beginn des (n+1)ten Fensters bezeichnen.
  • Dann beträgt gemäß dem vorliegenden Verfahren Zsr(n + 1)= αZsr(n) + (1–α)Y sr(n).
  • Es ist in dieser Hinsicht zu beachten, daß, da nur der Eingangsknoten Verbindungen auf dem Dienstleitweg (s, r) aufgebaut haben wird, ohne Störung von anderen Knoten (die natürlich bezüglich Verbindungen für ihre eigenen Ströme Eingangsknoten sein können), stehen ihm alle notwendigen Lastinformationen zur Verfügung.
  • Uns nunmehr einer Beschreibung von Steueralgorithmen zu Leitweglenkung und Zulassungssteuerung zuwendend, ist als erstes zu beachten, daß diese Algorithmen eine als virtuelle Partitionierung (VP – Virtual Partitioning) bekannte Methodik anwenden. Bei der VP-Methodik wird die Bandbreitenkapazität jeder Verbindungsstrecke 1 als eine Ressource erachtet, die ein Gegenstand des Wettbewerbs durch alle Dienstleitwege ist, in denen die Verbindungsstrecke 1 enthalten ist. Bei der vorliegenden Anwendung von VP wird denjenigen konkurrierenden Dienstleitwegen, die (zu einer gegebenen Zeit) unterbelegt sind, Priorität gegenüber überbelegten Dienstleitwegen erteilt. Wie unten erläutert wird diese Priorität durch ein hier als Bandbreitenschutz (BP – Bandwidth Protection) bezeichnetes Verfahren implementiert, wenn neue, einem gegebenen Strom zugeordnete Verbindungen aufgebaut werden. Es ist zu beachten, daß bei Verbindungsaufbau in einer beispielhaften Implementierung der Eingangsknoten zu jeder Verbindungsstrecke auf einem interessierenden Dienstleitweg eine Anforderung und eine Anzeige des Wertes von statussr(n) für den interessierenden Dienstleitweg und das gegenwärtige Zeitfenster n sendet.
  • Nunmehr wird das Bandbreitenschutzverfahren unter Bezugnahme auf 4 beschrieben. Dieses Verfahren wird vorteilhafterweise am Eingangsknoten durchgeführt. l soll eine durch den möglichen Dienstleitweg durchlaufene Verbindungsstrecke darstellen, Cl soll die Bandbreitenkapazität der Verbindungsstrecke l darstellen, und yl(t) soll die Gesamtbandbreitennutzung auf der Verbindungsstrecke zur Zeit t des Verbindungsaufbaus darstellen. (Natürlich kann yl(t) Cl nicht überschreiten.) (s, r) soll einen möglichen Dienstleitweg darstellen, der zur Leitweglenkung einer ankommenden Verbindung ausgewählt worden ist.
  • Am Block 100 der Figur wird eine Bestimmung getroffen, ob der Zustand des möglichen Dienstleitwegs im gegenwärtigen Fenster n unterbelegt ist (d.h. ob statussr(n) gleich US ist). Wenn der Dienstleitweg als unterbelegt identifiziert wird, wird im Block 105 eine weitere Bestimmung getroffen, ob es auf dem Dienstleitweg genügend verfügbare Bandbreite gibt, um die Verbindung anzunehmen. Im Block 105 wird genügende Bandbreite nur dann erachtet, wenn es zur Verbindungsaufbauzeit für jede durch den möglichen Dienstleitweg durchlaufene Verbindungsstrecke l genügend übrige Kapazität gibt, um die effektive Bandbreite ds der ankommenden Verbindung aufzunehmen, d.h. nur, wenn für alle l∊ (s, r), yl(t) + ds ≤ Cl. Wenn diese Bedingung erfüllt ist, wird die Verbindung wie im Block 115 angezeigt angenommen. Ansonsten wird die Verbindung wie im Block 120 angezeigt abgewiesen.
  • Wieder auf Block 100 Bezug nehmend ist der Dienstleitweg überbelegt, wenn bestimmt wird, daß er nicht unterbelegt ist (d.h. statussr(n) ist gleich OS). In diesem Fall wird im Block 110 die Bestimmung getroffen, ob es auf dem Dienstleitweg genügend verfügbare Bandbreite gibt, um die Verbindung anzunehmen. Die am Block 110 angewandte Prüfung ist anspruchsvoller als die im Block 105 angewandte Prüfung. Im Block 110 muß jede durch den Dienstleitweg durchlaufene Verbindungsstrecke l nicht nur für die effektive Bandbreite ds sondern auch für eine Bandbreitengröße Rd ^, die hier als Bandbreitenreservierung bezeichnet wird, übrige Kapazität aufweisen. Das heißt die Verbindung wird nur dann (am Block 125) angenommen, wenn für alle l∊ (s, r), yl(t) + ds + Rd ^ ≤ Cl. Ansonsten wird die Verbindung abgewiesen (am Block 130).
  • Durch die Bandbreitenreservierung Rd ^ wird das vorliegende Leitwegverfahren gezwungen, unterbelegten Dienstleitwegen in zweierlei Hinsicht Priorität zu erteilen. Erstens muß ein Versuch, eine Verbindung auf einem überbelegten Dienstleitweg zu leiten, einer anspruchsvolleren Prüfung genügen, als ein Leitwegversuch auf einem unterbelegten Dienstleitweg. Zweitens wird durch Erzwingen der Bandbreitenreservierung sichergestellt, daß nach erfolgreicher Leitweglenkung einer Verbindung auf einem überbelegten Dienstleitweg jede Verbindungsstrecke entlang diesem Leitweg immer noch Kapazität aufweist, um eine Verbindung auf mindestens einem unterbelegten Dienstleitweg zu führen, in dem diese Verbindungsstrecke enthalten ist. (In Abhängigkeit von dem Wert von R kann übrige Kapazität bestehen, um Verbindungen auf mehreren unterbelegten Dienstleitwegen zu führen.)
  • Die hier beschriebene Bandbreitenreservierung ist das Produkt von zwei Faktoren: dem Bandbreitenschutzparameter R und einer Größe d ^. Der Bandbreitenschutzparameter ist eine einstellbare kleine positive Zahl typischerweise im Bereich von 1,0–2,0 und beispielhaft rund 1. Die Größe d ^ ist z.B. die größte effektive Bandbreite über alle Dienstklassen; d.h.
    Figure 00190001
  • Es ist zu beachten, daß ein Versuch, eine Verbindung auf einem ausgewählten Dienstleitweg aufzubauen, nur dann erfolgreich sein wird, wenn alle Verbindungsstrecken auf dem Dienstleitweg die Verbindung nach Implementierung des Bandbreitenschutzverfahrens der 4 annehmen.
  • Wie bemerkt stellt die Größe yl(t) die Gesamtbandbreitennutzung auf einer Verbindungsstrecke l für Verbindungsaufbauzeit t dar. Es gibt verschiedene Weisen für den Eingangsknoten zur Erfassung dieser Informationen betreffs Bandbreitennutzung auf den zu relevanten Leitwegen gehörenden Verbindungsstrecken. Ein Ansatz besteht darin, daß der Eingangsknoten nach Bedarf Erkundungsanfragen aussendet, beispielhafterweise durch Aussenden spezialisierter Erkundungspakete, die Nutzungsinformationen von den relevanten Routern abrufen. Ein solcher Ansatz ist wirkungsvoll, trägt aber eine relativ große Menge von Zeichengabeverkehrs-Overhead zum Netz bei, was in mindestens einigen Fällen als ungünstig angesehen werden könnte. Ein manchmal als "periodische Überflutung" bezeichneter alternativer Ansatz besteht darin, daß der Eingangsknoten periodische Anforderungen an das Netz für Nutzungsinformationen rundsendet. Durch diesen Ansatz wird zwar weniger Verkehrs-Overhead als durch die Verwendung von Erkundungspaketen zugefügt, aber spät im Rundsendezyklus vor der nächsten Anforderung muß der Eingangsknoten im allgemeinen überholte Informationen benutzen.
  • Bei einem dritten Ansatz, der in mindestens einigen Fällen als vorteilhaft erachtet wird, werden Nutzungsinformationen angewandt, die der Eingangsknoten durch vorhergehende Verbindungsaufbauanforderungen erfaßt hat. Bei diesem Ansatz liegt der Vorteil darin, daß er wenig oder keinen Zeichengabeverkehrs-Overhead hinzufügt und für mindestens einige Leitwege so aktuell wie der jüngste Leitweglenkungsversuch ist. Die Benutzung vorhergehender Verbindungsaufbauversuche zur Erfassung von Verbindungsstreckennutzungsinformationen wird beispielsweise in EP-A-0 777 362 besprochen.
  • Uns nunmehr der 5 zuwendend, ist dort im Block 135 eine Anforderung zum Leiten einer neuen Verbindung für Strom (s, σ) dargestellt. Blöcke 140 und 145 stellen einen Versuch zum Leiten der Verbindung gemäß einem als Sticky Routing (haftende Leitweglenkung) bekannten Verfahren dar. Sticky Routing wird beispielsweise bei R.J. Gibbens et al. "Dynamic alternative routing – modeling and behavior" (dynamische alternative Wegelenkungsmodellierung und Verhaltensweise), Proc. 12. Int. Teletraffic Congress, Torino, 3.4A.3.1-3.4.A.3.7 (1988) beschrieben.
  • Der Eingangsknoten hat die Wahlmöglichkeit, zu versuchen, die neue Verbindung auf jedem zulässigen Leitweg für den relevanten Strom zu leiten. Gemäß dem Verfahren Sticky Routing wird bevorzugt, den letzten Dienstleitweg zu benutzen, auf dem eine Verbindung für den gleichen Strom erfolgreich geleitet wurde. Bei unserem beispielhaften Verfahren der 5 kann jedoch ein solcher letzter (im Block 140 als "current (s, r)" bezeichneter) Dienstleitweg nur dann ausgewählt werden, wenn er im gegenwärtigen Zeitfenster n unterbelegt ist. Wenn daher der Prüfung auf den Zustand Unterbelegt des Blocks 140 genügt wird, wird der Dienstleitweg current (s, r) wie im Block 145 angezeigt für den Leitweglenkungsversuch ausgewählt.
  • Wenn der Prüfung des Blocks 140 nicht genügt wird, dann wird wie im Block 150 angezeigt eine Bestimmung getroffen, ob es im gegenwärtigen Zeitfenster irgendeinen Dienstleitweg in der zulässigen Leitwegmenge R(s, σ) gibt, der unterbelegt ist. Wenn es mindestens einen derartigen Dienstleitweg gibt, wird eine Menge RUS(s, σ; n) der zulässigen Dienstleitwege im Zeitfenster n definiert und wie im Block 155 angezeigt wird ein Mitglied dieser Menge, beispielhafterweise ein zufallsmäßig gewähltes Mitglied für den Leitweglenkungsversuch ausgewählt.
  • Wenn im Block 150 keine zulässigen unterbelegten Dienstleitwege gefunden werden, dann wird wie im Block 160 angedeutet ein bevorzugter der verfügbaren überbelegten Dienstleitwege ausgewählt. Der bevorzugte überbelegte Dienstleitweg ist derjenige, der als maximal unterbelastet bestimmt wird. In diesem Zusammenhang ist der Betrag an Unterbelastung der Betrag, um den die Sollast Xsr die Summen-Bandbreitennutzung Ysr(t) auf einem Dienstleitweg zur Zeit t überschreitet. So ist der maximal unterbelastete Leitweg der Leitweg der zulässigen Leitwegmenge, der die Größe Ysr(t) – Xsr minimiert. Es ist zu beachten, daß die Bestimmung eines maximal unterbelasteten Leitwegs leicht am Eingangsknoten bestimmt wird, da der Eingangsknoten im Besitz der Werte von Ysr(t) und Xsr ist.
  • Sobald ein Dienstleitweg ausgewählt worden ist, wird der Versuch, die Verbindung auf dem ausgewählten Leitweg aufzubauen, im Block 165 ausgeführt, wo das Bandbreitenschutzverfahren der 5 implementiert ist. Im Block 170 wird eine Bestimmung getroffen, ob der Leitweglenkungsversuch erfolgreich war. Wenn ja, dann wird gemäß Sticky Routing, sofern benutzt, das den letzten erfolgreichen Dienstleitweg current (s, r) enthaltende Register aktualisiert, wie im Block 175 angezeigt. Wenn die Prüfung im Block 170 einen erfolglosen Versuch anzeigt, dann kann die Verbindung verlorengehen oder als Alternative kann ein neuer Versuch gemacht werden, die Verbindung gemäß einem unten beschriebenen Verfahren zu leiten, das als Crankback bezeichnet wird (Zurückverweisung).
  • Wenn Sticky Routing angewandt wird, dann wird, wenn die Prüfung am Block 170 einen erfolglosen Leitweglenkungsversuch anzeigt, current (s, r) auf einen Wert Null gesetzt wie am Block 180 angezeigt.
  • Wenn ein Versuch zum Aufbauen einer Verbindung auf einem ausgewählten Dienstleitweg fehlgeschlagen ist, wird die Wahrscheinlichkeit, daß der Dienstleitweg eine weitere Verbindungsaufbauanforderung annehmen kann, anfänglich gering sein, aber mit der Zeit ansteigen. Dementsprechend wird es im allgemeinen vorteilhaft sein, den ausgewählten Dienstleitweg für eine Zeitdauer Trec, die als Recovery Time (Erholungszeit) bezeichnet wird, aus der Betrachtung zu entfernen. Die Entfernung eines solchen Leitweges aus dem Leitwegauswahlverfahren für eine Zeitdauer Trec ist in 5 am Block 180 angezeigt.
  • Wie am Block 185 angezeigt werden Überwachungsdaten mit den Ergebnissen des Verbindungsaufbauversuchs der Blöcke 135–180 aktualisiert. Mit "Überwachungsdaten" sind Informationen gemeint, die bei Zustandsentscheidungen, Ertrags- und Abzugsberechnungen und dergleichen zu benutzen sind. Zu solchen Informationen gehören beispielsweise Einträge in Datenbänken am Eingangsknoten, die die Anzahl von bearbeiteten und blockierten Verbindungen, die geleistete und blockierte Bandbreite und dergleichen verfolgen.
  • Wie bemerkt kann, wenn der Verbindungsaufbauversuch fehlgeschlagen ist, durch Anwenden eines Zurückverweisungsverfahrens ein neuer Aufbauversuch getätigt werden. Gemäß einem beispielhaften Zurückverweisungsverfahren wird das Verfahren der Blöcke 140–185 nach dem Block 185 solange wiederholt, bis die neue Verbindung geleitet worden ist, oder bis die Aufbauanforderung eine angegebene Anzahl von Malen fehlgeschlagen ist. In mindestens einigen Fällen könnte es vorteilhaft sein, Zurückverweisung nur dann anzuwenden, wenn gewisse Bedingungen erfüllt sind. Beispielsweise wird bei einer Form selektiver Zurückverweisung ein neuer Aufbauversuch nur dann ausgeführt, wenn Verlust der Verbindung dem Diensteanbieter einen Abzug einbringen würde, d.h. nur wenn der Diensteanbieter bezüglich des relevanten Stroms gegenwärtig nicht-SLA-konform ist.
  • Es ist oben bemerkt worden, daß aus der Offline-Auslegungsweise zum SLA-Verwaltungsprozeß weitergegebene Informationen im allgemeinen den Sollwert Usσ angebotener Strombandbreite, den Sollwert Vsσ geleisteter Strombandbreite und die Mittelwerte Msr von auf den entsprechenden Dienstleitwegen entsprechend jedem Strom geführter Summenbandbreite enthalten. Aus diesen Werten Msr werden wie bemerkt die bemessene Dienstleitwegbelastungen Xsr erhalten.
  • Auch ist oben bemerkt worden, daß ein VPN definiert wird, wenn die SLA den Betrag an auf Bedarf zur Verfügung zu stellender Bandbreite in jedem einer Menge von durch den Kunden identifizierten Strömen angibt. Das oben beschriebene Konzept von SLA-Konformität hinsichtlich der angebotenen und geleisteten Strom-Bandbreite läßt sich leicht dahingehend erweitern, sich mit Konformitätsfragen zu befassen, wo ein VPN angegeben worden ist. Das heißt, wo vordem die Prüfungen der Blöcke 10 und 15 der 1 auf für einen gegebenen Strom (s, σ) spezifische Größen Vsσ, Usσ, V ~sσ(n), U ~sσ(n) angewandt wurden, werden die gleichen Prüfungen nunmehr auf analoge Größen V (ν) / s,δ, U (ν) / s,δ, V ~ (ν) / s,δ(n), U ~ (ν) / s,δ(n) angewandt, die für einen gegebenen Teilstrom (s, σ, ν) spezifisch sind, der zu einem bestimmten VPN mit dem Index ν gehört. Ein solcher Teilstrom wird als "VPN-Strom" bezeichnet.
  • So läßt sich leicht eine wie oben in Verbindung mit der 2 besprochene Ertrags- und Abzugsstruktur entwickeln, um den Nettoertrag abzudecken, den der Diensteanbieter von einem Kunden durch Betreiben eines VPN für den Kunden einsammeln kann.
  • Als Eingabe in die Offline-Auslegungsphase können ein oder mehrere VPN angegeben werden. In einem solchen Fall können Dienstleitwegbelastungen X (ν) / sr, die analog den früher erwähnten Belastungen Xsr sind aber für den Verkehr bestimmter VPN ν spezifisch sind, direkt oder nach Abänderung aus der Ausgabe der Auslesungsphase erhalten werden. Die Belastungen X (ν) / sr werden als "VPN- Dienstleitweg-Sollasten" bezeichnet.
  • Es ist oben bemerkt worden, daß verschiedene Dienstleitwege (sowohl für den gleichen Strom als auch für unterschiedliche Ströme) um begrenzte Bandbreitenkapazität auf diesen Verbindungsstrecken konkurrieren, die unter den Dienstleitwegen geteilt werden. Wenn zuviel Verkehr durch eine gegebene Verbindungsstrecke geleitet wird, kann ein Netzstau entstehen. Das vorliegende Bandbreitenschutzverfahren trägt zur Verhinderung solcher Staus bei, indem es Verbindungsstreckenbandbreite auf überbelegten Dienstleitwegen reserviert, die für dieselben Verbindungsstrecken schneidende unterbelegte Dienstleitwege zur Verfügung gestellt werden können.
  • Bei der Einführung von VPN erscheinen zusätzliche Wettbewerbsformen. Beispielsweise können verschiedene VPN nunmehr um die gleiche Verbindungsstreckenbandbreite konkurrieren und innerhalb eines einzigen VPN können unterschiedliche Ströme wie auch zum gleichen Strom gehörende unterschiedliche Leitwege um die gleiche Verbindungsstreckenbandbreite konkurrieren. Diese Wettbewerbsformen werden leicht durch eine einfache Erweiterung des Bandbreitenschutzverfahrens der 4 behandelt. Das frühere Konzept wird durch Definieren einer neuen Variablen status (ν) / sr(n) erweitert, die zu der oben definierten Variablen statussr(n) analog ist, aber spezifisch für einen zum VPNν gehörenden Dienstleitweg ist. Ein VPN-Dienstleitweg (s, r; ν) wird als unterbelegt erklärt und status (ν) / sr(n) wird gleich US gesetzt, wenn die gemessene Last Z (ν) / sr(n) auf dem VPN-Dienstleitweg (s, r; ν) im Zeitfenster n nicht größer als die Sollast X (ν) / sr ist. Ansonsten wird der VPN- Dienstleitweg als überbelegt erklärt und status (ν) / sr(n) wird gleich OS gesetzt.
  • Wie im Verfahren der 4 wird eine Bandbreitenreservierung Rld ^ auferlegt, wenn eine Verbindung auf einen überbelegten VPN-Dienstleitweg geleitet wird.
  • Innerhalb eines gegebenen VPN kann auch ein Wettbewerb zwischen den verschiedenen, diesem VPN zugeordneten Dienstklassen bestehen. Das heißt es wird oft der Fall sein, daß der Eigentümer eines VPN weniger an der Verbindungsannahmerate für eine bestimmte Dienstklasse als an der Summen-Annahmerate von Verbindungen aller Klassen interessiert ist. Ein solcher VPN-Eigentümer wird zu verhindern wünschen, daß Verbindungen einer bestimmten Dienstklasse die Netzressourcen dominieren und Verbindungen anderer Klassen ausdrängen. In einem solchem Umfeld ist es nützlich, ein gegebenes VPN-Ursprungs-Ziel-Paar als überbelegt zu kennzeichnen, wenn es mehr als seinen Sollanteil von Verkehr erhält. Eine neue Verbindung einer beliebigen Dienstklasse wird nur dann zwischen einem überbelegten Paar geleitet, wenn dem sich ergebenden VPN-Dienstleitweg eine Bandbreitenreservierung R (ν) / 2d ^ auferlegt wird.
  • Als allgemeine Regel wird der Bandbreitenreservierungsparameter R1 allen VPN im Netz gemein sein, während der Bandbreitenreservierungsparameter R (ν) / 2 für jedes VPN getrennt ausgehandelt wird. Im allgemeinen wird R (ν) / 2 mindestens so groß wie R1 sein.
  • Die vorliegenden Konzepte werden ausführlicher unter Bezugnahme auf 6 beschrieben. Im Kasten 190 nimmt die Variable status (ν) / sr(n) wie oben erläutert den Wert US oder OS an. Im Kasten 195 wird eine weitere Variable status (ν) / sr(n) eingeführt. Diese weitere Variable wird unter Bezugnahme auf eine VPN-Sollast X (ν) / δ definiert, die durch Summieren der Lastvariablen X (ν) / sr über alle Dienstklassen und alle zulässigen Leitwege erhalten wird. Das heißt
    Figure 00270001
    wobei R(ν)(s, σ) die zulässige Leitwegmenge für den VPN-Strom (s, σ; ν) ist. Die Sollast X (ν) / σ wird mit einer gemessenen Last Z (ν) / σ(n) gleich der geleisteten Bandbreite im Zeitfenster n für VPN-Ströme (s, σ; ν), summiert über alle Dienstklassen, verglichen. Wenn Z (ν) / σ(n) nicht größer als X (ν) / σ ist, wird die Variable status (ν) / σ(n) gleich US gesetzt. Ansonsten wird sie gleich OS gesetzt.
  • Quadrant A der Figur stellt den Zustand dar, in dem sowohl status (ν) / sr(n) als auch status (ν) / σ(n) gleich US sind. In diesem Fall wird eine ankommende Verbindung zur Leitweglenkung auf dem vorgeschlagenen Dienstleitweg angenommen, ohne eine Bandbreitenreservierung aufzuerlegen.
  • Quadrant B der Figur stellt den Zustand dar, in dem status (ν) / sr(n) OS ist, aber status (ν) / σ(n) US ist. In diesem Fall wird die Verbindung nur dann angenommen, wenn eine Bandbreitenreservierung R1d ^ zur Verfügung steht.
  • Quadrant C der Figur stellt den Zustand dar, in dem status (ν) / sr(n) US ist, aber status (ν) / σ(n) OS ist. In diesem Fall wird die Verbindung nur dann angenommen, wenn eine Bandbreitenreservierung R (ν) / 2d ^ zur Verfügung steht.
  • Quadrant D der Figur stellt den Zustand dar, in dem status (ν) / sr(n) und status (ν) / σ(n) beide OS sind. In diesem Fall wird die Verbindung nur dann angenommen, wenn beide oben beschriebenen Bandbreitenreservierungen zur Verfügung stehen, d.h. nur wenn eine Gesamtbandbreitenreservierung (R1 + R2 (ν))d ^ zur Verfügung steht.
  • Der Fachmann wird aus der vorangegangenen Besprechung erkennen, daß VPN-Verkehr auf verschiedenen Anhäufungsebenen untersucht werden kann. Auf einer niedrigen Anhäufungsebene kann der Verkehr auf der Ebene von VPN-Dienstleitwegen untersucht werden, die durch das Triple von Indizes (s, r; ν) identifiziert werden. (Es versteht sich, daß alle Leitwege r, auf die Bezug genommen wird, irgendeinem gegebenen Ursprungs-Ziel-Paar σ entsprechen, das aus einem Ursprungs-, d.h. Eingangsknoten σ1 und einem Ziel-, d.h. Ausgangsknoten σ2 besteht.) Auf höherer Ebene wird Verkehr über alle Leitwege entsprechend einem gegebenen Strom angehäuft. Dadurch wird die durch das Triple von Indizes (s, σ; ν) identifizierte Ebene des VPN-Stroms definiert.
  • Auf einer noch höheren Ebene wird der VPN-Stromverkehr über alle Dienstklassen angehäuft. Dadurch wird die durch das Paar Indizes (σ; ν) identifizierte Ebene der VPN-Pipe definiert. Es versteht sich, daß die oben definierte Variable status (ν) / σ(n) sich auf Verkehrsbelastung auf der Ebene der VPN-Pipe bezieht.
  • Auf einer noch höheren Ebene wird VPN-Pipe-Verkehr über verschiedene Ursprungs-Ziel-Paare σ angehäuft, die sich einen gemeinsamen Eingangsknoten σ1 teilen. Anders gesagt wird der gesamte VPN-Pipe-Verkehr von einem gegebenen Eingangsknoten zusammengehäuft. Dadurch wird die durch das Paar Indizes (σ1; ν) identifizierte VPN-Hose-Ebene definiert (Schlauch).
  • Das oben unter Bezugnahme auf 6 beschriebene Verfahren ist dafür ausgelegt, die Bandbreitenteilung durch VPN-Dienstleitwege und VPN-Pipes zu regeln. In mindestens einigen Fällen wird es vorteilhaft sein, das Verfahren der 6 auf einer höheren oder niedrigeren Anhäufungsebene als der VPN-Pipe-Ebene anzuwenden. Das heißt eine zu status (ν) / σ(n) analoge Variable läßt sich σ leicht auf der Ebene des VPN-Stroms oder der VPN-Hose-Ebene ausarbeiten und im Verfahren der 6 als Ersatz für status (ν) / σ(n) anwenden.
  • Beispiel
  • Es ist eine numerische Fallstudie durchgeführt worden, die auf einem fiktiven Netz mit acht Knoten (N = 8) basiert, von dem 10 Paare wie in 7 gezeigt direkt verbunden sind. Das Netz besitzt 20 geleitete Verbindungsstrecken (L = 20) eine in jeder Richtung für jedes verbundene Knotenpaar. Die typische Bandbreite einer geleiteten Verbindungsstrecke beträgt OC3 = 155 Mbps, mit Ausnahme der Argonne (3) und Princeton (4) und auch Houston (8) und Atlanta (7) verbindenden Verbindungsstrecken, die Bandbreiten von 2 × OC3 = 310 Mbps aufweisen. Ein Maß der Gesamtressourcen im Netz ist 24 OC3-Sprünge.
  • Es gibt sechs Dienstklassen: Sprache, Daten 1, Daten 2, Daten 3, Daten 4 und Video, jeweils indexiert mit s = 1, 2, ..., 6. Die effektiven Bandbreiten einzelner Flüsse dieser Klassen sind ds = 16, 48, 64, 96, 384 und 640 uBps. Sprache (s = 1) und Video (s = 6) sind laufzeitempfindliche Dienstklassen und ihre zulässigen Leitwegmengen R(s, σ) bestehen nur aus Leitwegen mit der Mindestanzahl von Sprüngen. Es gibt insgesamt 68 Leitwege für jeden dieser zwei Dienstklassen. Die übrigen vier sind Datendienstklassen, die alle laufzeitunempfindlich sind. Ihre zulässigen Leitwegmengen R(s, σ), s = 2, 3, 4, 5 sind identisch und bestehen aus Leitwegen mit höchstens vier Sprüngen. Für jedes derartige s gibt es insgesamt 160 Leitwege.
  • Die mittleren Dauern oder Haltezeiten hs von Flüssen dieser Dienstklassen sind wie folgt: hs = 1, 1, 1, 4, 4, 6, 67, wo die Zeiteinheit 3 Minuten beträgt. So dauern Videoflüsse durchschnittlich 20 Minuten.
  • Als nächstes werden die den Strömen (s, σ) angebotenen Summenbandbreiten Usσ beschrieben, die auch in der SLA angegeben und bei der Auslegung benutzt werden. Es werden die Matrizen US = {Usσ}, s = 1, 2, ..., 6 definiert, und weiterhin wird der Kompaktheit halber eine einzige Basismatrix U definiert, aus der Us = ksU erhalten wird, wobei ks ein skalarer Multiplikator ist. Die Multiplikatoren sind ks = 0,39, 0,14, 0,12, 0,14, 0,11, 0,10. Das gesamte Verkehrsangebot für die Echtzeitdienste (s = 1 und 6) wird annähernd durch das für Datendienste ausgewogen. In der Tabelle I wird die Matrix U wiedergegeben.
  • Die Umwandlung von verarbeiteten Flüssen in Ertrag wird auf der Basis berechnet, daß 16 uBps Bandbreite, die für eine Zeiteinheit geleistet wird, eine Ertragseinheit erzeugt.
  • Die Auslegung für die Fallstudie wurde durch die bei D. Mitra et al., "ATM network design and optimization: A multirate loss network framework" (ATM-Netzauslegung und -optimierung: Ein Rahmen für ein Vielfachraten- Verlustnetzwerk), IEEE/ACM Trans. Networking 4 531–543 (1996) beschriebenen Verfahren durchgeführt. Die Auslegung ergibt die Flußannahmeverhältnisse für einzelne Ströme, die 0,99 überschreiten.
  • Es werden drei Szenarios in Betracht gezogen, jeweils mit einem ausgeprägten Verkehrsverlauf, das durch die Menge tatsächlich angebotenen Summenverkehrs für alle Ströme (s, σ), d.h. für alle Dienstklassen und Eingangs-Ausgangs-Knotenpaare gekennzeichnet ist. Die Verkehrsverläufe sind:
    • (i) NORMAL: der Idealfall, wo das Verkehrsangebot U(sσ) zu den angegebenen Größen in der SLA und Auslegung identisch ist.
    • (ii) SYMMETRISCH ABNORMAL: die Hälfte der willkürlich ausgewählten Knotenpaare weisen überhaupt kein Verkehrsangebot auf, während die andere Hälfte Verkehrsangebote für jede der Dienstklassen aufweisen, die das Zweifache der SLA/Sollwerte sind.
    • (iii) UNSYMMETRISCH ABNORMAL: 25% aller willkürlich ausgewählten Knotenpaare weisen tatsächliches Verkehrsangebot für jede der Dienstklassen auf, die das Zweifache ihrer jeweiligen Werte in der SLA/Auslegung sind, während das tatsächliche Verkehrsangebot für die übrigen 75% wie erwartet ist.
  • Es wird angenommen, daß die Lebensdauern oder Haltezeiten der Flüsse exponentiell verteilt sind.
  • Während der Nettoertrag W_net(...) und penalty(...) oben als kumulativ definiert worden sind, gelten die in diesem Abschnitt dargestellten Ergebnisse für Zeiteinheit, d.h. erhalten aus den Summenmengen durch Teilen durch die Länge der simulierten Zeit.
  • Der Musterweg (Zeit und Profil jeder Flußanforderung) wurde identisch für alle Versuche in einem gegebenen Szenario wiedergegeben. Für jeden Versuch werden 10 Millionen Flüsse simuliert. Die hier gemeldeten Statistiken basieren auf Ergebnissen, die nach einer Übergangszeit gesammelt wurden, die als groß genug gewählt wurde, um einen stationären Zustand zu erreichen. Die Anzahl von Flüssen, die zu den Statistiken beitragen, ist groß genug, um die Vertrauensintervalle vernachlässigbar klein zu machen.
  • Die in dieser Untersuchung interessierenden Parameter sind β, der Kompensationsparameter in der Auslegungs/SLA-Schnittstelle; α und τ, der exponentielle Glättungsparameter und die Fensterlänge im Meßverfahren und, bedeutsamerweise, R, der Bandbreitenschutzparameter.
  • Die Meßparameter sind empirisch gewählt. Ein größeres α bedeutet größere Glättung, genau wie eine größere Fensterlänge. Erhöhen von einem von diesen verbessert die Güte der Messung, aber zu Kosten einer langsameren Reaktion auf bedeutsame Verkehrsschwankungen. Bei den vorliegenden Untersuchungen wurde festgestellt, daß ein zufriedenstellender Kompromiß darin besteht, τ gleich Eins zu setzen, der Größenordnung der Durchschnittshaltezeit, und α als 0,8 zu haben. Auch wurden für die hier gemeldeten Ergebnisse der Glättungsparameter und die Fensterlänge im SLA-Überwachungsverfahren als die gleichen wie oben angenommen.
  • Auswirkung des Bandbreitenschutzes.
  • Die Auswirkung des Bandbreitenschutzes auf den Nettoertrag wird in Tabelle II, III und IV für normale, symmetrisch abnormale bzw. unsymmetrisch abnormale Szenarios angedeutet. Für diese Untersuchungen wurden die Parameter γ und β als 0,5 festgelegt. Die selektiven Zurückverweisungen (Crankbacks) und Erholungszeitmechanismen wurden hier nicht angewandt.
  • Es wurde festgestellt, daß die Auswirkung des Bandbreitenschutzes und des Abzugsmultiplikators auf den Nettoertrag für normale Verkehrszustände gering war. Dies ist zu erwarten, da der Leitweglenkungsalgorithmus besonders für diesen Verkehrszustand optimiert ist, um den Ertrag zu maximieren, und die SLA auch so ausgearbeitet worden ist, daß die tatsächliche geleistete Bandbreite sehr nahe am Bandbreitenangebot liegt, was ein kleines Verlustverhältnis andeutet. Infolgedessen ist der Abzug im Vergleich zum gesamten erzeugten Ertrag unbedeutend. Darüberhinaus verringert sich der erzeugte Gesamtertrag leicht mit Erhöhung des Bandbreitenschutzes. Dieses Verhalten zeigt an, daß Bandbreitenschutz aufgrund der bursthaftigen Beschaffenheit des Verkehrsangebots selbst im Normalzustand angewandt wird.
  • Uns als nächstes dem symmetrischen abnormalen Verkehrsverlauf zuwendend wird zum erstenmal eine wahrnehmbare Lücke zwischen dem Bandbreitenangebot und der tatsächlichen geleisteten Bandbreite beobachtet, obwohl das gesamte Bandbreitenangebot beinahe normal ist. Am wichtigsten ist nunmehr die Auswirkung des Bandbreitenschutzes; während der Schutz keinen drastischen Verlust hinsichtlich des gesamten erzeugten Ertrags einführt, wird der Abzug um eine Größenordnung verringert, wenn eine Einheit Bandbreitenschutz angewandt wird, und um eine weitere Hälfte, wenn zwei Einheiten Bandbreitenschutz angewandt werden. Im Fall des unsymmetrischen abnormalen Verkehrs wird dieses Verhalten verstärkt und bei beiden Szenarios ist ersichtlich, daß ein geringer Schutz überraschend nützlich und ausreichend ist. Je nach benutztem Abzugsmultiplikator zeigen die Ergebnisse an, daß hier ein Optimalwert für den Bandbreitenschutzparameter entweder 1 oder 2 ist.
  • Auswirkung des Kompensationsparameters in der Schnittstelle Auslegung/SLA.
  • Die Tabelle V zeigt die Auswirkung der Veränderung von β für die drei Szenarios, wenn der Bandbreitenschutzparameter R = 1, wobei die anderen Parameter die gleichen wie oben sind.
  • TABELLE I Basismatrix U in Mbps
    Figure 00340001
  • TABELLE II Verkehrsszenario NORMAL
    Figure 00340002
  • TABELLE III Verkehrsszenario SYMMETRISCH ABNORMAL
    Figure 00340003
  • TABELLE IV Verkehrsszenario UNSYMMETRISCH ABNORMAL
    Figure 00350001
  • TABELLE V Auswirkung von β für jedes Verkehrsszenario
    Figure 00350002

Claims (1)

  1. Verfahren zum Steuern der Anordnung einer ankommenden Verbindung in einem paketierten Kommunikationsnetz mit durch Verbindungsstrecken zusammengeschalteten Knoten und Unterstützung von einer oder mehreren Dienstklassen, wobei: (i) für jedes Paar Knoten des Netzes, das aus einem Ursprungsknoten und einem Zielknoten besteht, jede Dienstklasse eine entsprechende Menge von zulässigen Leitwegen durch das Netz vom Ursprungsknoten zum Zielknoten aufweist, wobei diese dienstspezifischen Leitwege als Dienstleitwege zu bezeichnen sind; und (ii) ein jeweiliger, als Sollast zu bezeichnender Belastungswert jedem Dienstleitweg zugeordnet ist; mit folgenden Schritten: Auswählen eines möglichen Dienstleitweges für die ankommende Verbindung; Anwenden einer als Kapazitätsprüfung bezeichneten Prüfung, ob jede Verbindungsstrecke entlang dem möglichen Dienstleitweg genügend verfügbare Bandbreitenkapazität aufweist, um die ankommende Verbindung zu führen; und wenn bestimmt wird, daß jede dieser Verbindungsstrecken die Kapazitätsprüfung erfüllt, Annehmen der ankommenden Verbindung zum Leiten auf dem ausgewählten möglichen Dienstleitweg, dadurch gekennzeichnet, daß (a) nach Auswählen eines möglichen Dienstleitweges, aber vor Anwenden der Kapazitätsprüfung auf dessen Verbindungsstrecken, eine gemessene Belastung des möglichen Dienstleitweges mit seiner Sollast verglichen wird (85), um dadurch den möglichen Dienstleitweg als entweder überbelegt oder unterbelegt zu klassifizieren; und (b) wenn der mögliche Dienstleitweg überbelegt ist, jede seiner Verbindungsstrecken die Kapazitätsprüfung (110) nur dann erfüllen wird, wenn diese Verbindungsstrecke genügend verfügbare Kapazität nicht nur für die ankommende Verbindung sondern auch für eine Bandbreitenreserve aufweist.
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Families Citing this family (57)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2752201A (en) * 1999-11-08 2001-06-06 Megaxess, Inc. Quality of service (qos) negotiation procedure for multi-transport protocol access for supporting multi-media applications with qos assurance
US6848004B1 (en) * 1999-11-23 2005-01-25 International Business Machines Corporation System and method for adaptive delivery of rich media content to a user in a network based on real time bandwidth measurement & prediction according to available user bandwidth
US7027448B2 (en) * 2000-04-21 2006-04-11 At&T Corp. System and method for deriving traffic demands for a packet-switched network
JP4292693B2 (ja) * 2000-07-07 2009-07-08 株式会社日立製作所 計算機資源分割装置および資源分割方法
AU2001285068A1 (en) * 2000-08-17 2002-02-25 Trendium, Inc. Methods, systems, and computer program products for managing a service provided by a network
US6959183B2 (en) * 2000-10-20 2005-10-25 Leap Wireless International, Inc. Operations method for providing wireless communication services and network and system for delivering same
US7363371B2 (en) * 2000-12-28 2008-04-22 Nortel Networks Limited Traffic flow management in a communications network
US7123588B2 (en) * 2001-06-04 2006-10-17 Lucent Technologies Inc. Decision support mechanisms for bandwidth commerce in communication networks
US7310672B2 (en) * 2001-11-13 2007-12-18 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Method and system for exploiting service level objectives to enable resource sharing in a communication network having a plurality of application environments
FR2834840B1 (fr) * 2002-01-14 2005-06-24 Sofedit Sa Determination de la cause probable d'une diminution de la qualite d'un service en fonction de l'evolution d'un ensemble de services
US20050169183A1 (en) * 2002-06-14 2005-08-04 Jani Lakkakorpi Method and network node for selecting a combining point
US7457312B2 (en) * 2002-06-19 2008-11-25 Microsoft Corporation Bandwidth sharing in advanced streaming format
US7290057B2 (en) * 2002-08-20 2007-10-30 Microsoft Corporation Media streaming of web content data
US20040111506A1 (en) * 2002-12-10 2004-06-10 International Business Machines Corporation System and method for managing web utility services
US7583607B2 (en) * 2003-03-06 2009-09-01 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Method and apparatus for designating and implementing support level agreements
JP2005006062A (ja) * 2003-06-12 2005-01-06 Nec Corp 音声通信帯域管理システム、方法、通信接続サーバ、ネットワーク装置、及び音声通信帯域管理プログラム
US7406691B2 (en) 2004-01-13 2008-07-29 International Business Machines Corporation Minimizing complex decisions to allocate additional resources to a job submitted to a grid environment
US7562143B2 (en) 2004-01-13 2009-07-14 International Business Machines Corporation Managing escalating resource needs within a grid environment
US7552437B2 (en) 2004-01-14 2009-06-23 International Business Machines Corporation Maintaining application operations within a suboptimal grid environment
US20060048157A1 (en) * 2004-05-18 2006-03-02 International Business Machines Corporation Dynamic grid job distribution from any resource within a grid environment
US7266547B2 (en) 2004-06-10 2007-09-04 International Business Machines Corporation Query meaning determination through a grid service
US7584274B2 (en) * 2004-06-15 2009-09-01 International Business Machines Corporation Coordinating use of independent external resources within requesting grid environments
US20060018322A1 (en) * 2004-07-21 2006-01-26 Moshe Oron Dedicated service class for voice traffic
US7269652B2 (en) * 2004-10-18 2007-09-11 International Business Machines Corporation Algorithm for minimizing rebate value due to SLA breach in a utility computing environment
US7707288B2 (en) 2005-01-06 2010-04-27 International Business Machines Corporation Automatically building a locally managed virtual node grouping to handle a grid job requiring a degree of resource parallelism within a grid environment
US7590623B2 (en) * 2005-01-06 2009-09-15 International Business Machines Corporation Automated management of software images for efficient resource node building within a grid environment
US7668741B2 (en) * 2005-01-06 2010-02-23 International Business Machines Corporation Managing compliance with service level agreements in a grid environment
US7761557B2 (en) * 2005-01-06 2010-07-20 International Business Machines Corporation Facilitating overall grid environment management by monitoring and distributing grid activity
US7793308B2 (en) 2005-01-06 2010-09-07 International Business Machines Corporation Setting operation based resource utilization thresholds for resource use by a process
US20060149652A1 (en) * 2005-01-06 2006-07-06 Fellenstein Craig W Receiving bid requests and pricing bid responses for potential grid job submissions within a grid environment
US7571120B2 (en) 2005-01-12 2009-08-04 International Business Machines Corporation Computer implemented method for estimating future grid job costs by classifying grid jobs and storing results of processing grid job microcosms
US7562035B2 (en) 2005-01-12 2009-07-14 International Business Machines Corporation Automating responses by grid providers to bid requests indicating criteria for a grid job
US20060187851A1 (en) * 2005-02-18 2006-08-24 Waldorf Michelle M Method and apparatus for evaluating network usage
US20070183339A1 (en) * 2005-02-18 2007-08-09 Rousell Graham P System and method of producing statistical information about call durations
WO2006089214A1 (en) 2005-02-19 2006-08-24 Cisco Technology, Inc. Techniques for oversubscribing edge nodes for virtual private networks
US7957276B2 (en) * 2005-04-28 2011-06-07 Telcordia Licensing Company, Llc Call admission control and preemption control over a secure tactical network
GB0603150D0 (en) 2006-02-17 2006-03-29 Ericsson Telefon Ab L M Monitoring network usage
US7817549B1 (en) 2006-06-30 2010-10-19 Extreme Networks, Inc. Flexible flow-aging mechanism
US7773507B1 (en) * 2006-06-30 2010-08-10 Extreme Networks, Inc. Automatic tiered services based on network conditions
US20090049158A1 (en) * 2007-08-17 2009-02-19 Qualcomm Incorporated Ad hoc service provider topology
US9398453B2 (en) * 2007-08-17 2016-07-19 Qualcomm Incorporated Ad hoc service provider's ability to provide service for a wireless network
US9392445B2 (en) * 2007-08-17 2016-07-12 Qualcomm Incorporated Handoff at an ad-hoc mobile service provider
US20090046598A1 (en) * 2007-08-17 2009-02-19 Qualcomm Incorporated System and method for acquiring or distributing information related to one or more alternate ad hoc service providers
US8566439B2 (en) * 2007-10-01 2013-10-22 Ebay Inc Method and system for intelligent request refusal in response to a network deficiency detection
US9179367B2 (en) * 2009-05-26 2015-11-03 Qualcomm Incorporated Maximizing service provider utility in a heterogeneous wireless ad-hoc network
US9836783B2 (en) 2009-07-24 2017-12-05 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Method and system for content selection, delivery and payment
US9207993B2 (en) 2010-05-13 2015-12-08 Microsoft Technology Licensing, Llc Dynamic application placement based on cost and availability of energy in datacenters
US8849469B2 (en) 2010-10-28 2014-09-30 Microsoft Corporation Data center system that accommodates episodic computation
US9063738B2 (en) 2010-11-22 2015-06-23 Microsoft Technology Licensing, Llc Dynamically placing computing jobs
US9595054B2 (en) 2011-06-27 2017-03-14 Microsoft Technology Licensing, Llc Resource management for cloud computing platforms
US9450838B2 (en) 2011-06-27 2016-09-20 Microsoft Technology Licensing, Llc Resource management for cloud computing platforms
US9210453B1 (en) * 2012-04-19 2015-12-08 Arris Enterprises, Inc. Measuring quality of experience and identifying problem sources for various service types
US10009404B2 (en) * 2012-05-29 2018-06-26 Avaya Inc. Enterprise class virtual desktop infrastructure
US10742698B2 (en) 2012-05-29 2020-08-11 Avaya Inc. Media contention for virtualized devices
US10234835B2 (en) 2014-07-11 2019-03-19 Microsoft Technology Licensing, Llc Management of computing devices using modulated electricity
US9933804B2 (en) 2014-07-11 2018-04-03 Microsoft Technology Licensing, Llc Server installation as a grid condition sensor
US20220138008A1 (en) * 2020-11-04 2022-05-05 Vmware, Inc. Methods and apparatus to manage resources in a hybrid workload domain

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5377327A (en) * 1988-04-22 1994-12-27 Digital Equipment Corporation Congestion avoidance scheme for computer networks
US5321692A (en) 1991-04-09 1994-06-14 Siemens Aktiengesellschaft Method for checking the admissibility of setting up virtual connections
DE69431557T2 (de) 1993-09-20 2003-02-20 Codex Corp Dynamische ratenanpassung zur ueberlastregelung in kommunikationsnetzwerken
SG43032A1 (en) * 1994-04-13 1997-10-17 British Telecomm A communication network control method
US6084955A (en) * 1994-04-13 2000-07-04 British Telecommunications Plc Communication network control method and apparatus
CA2162200A1 (en) * 1994-11-23 1996-05-24 Gagan Lal Choudhury Efficiently providing multiple grades of service with protection against overloads in shared resources
US5802302A (en) * 1995-06-29 1998-09-01 International Business Machines Corporation System and method for response time measurement in high speed data transmission networks
US5781449A (en) * 1995-08-10 1998-07-14 Advanced System Technologies, Inc. Response time measurement apparatus and method
US5854903A (en) 1995-11-07 1998-12-29 Lucent Technologies Inc. Optimization method for routing and logical network design in multi-service networks
US6175870B1 (en) 1995-11-30 2001-01-16 Lucent Technologies Inc. Method of admission control and routing of virtual circuits
US5781624A (en) 1996-02-16 1998-07-14 Lucent Technologies Inc. Method for sharing network resources by virtual partitioning
US5867495A (en) * 1996-11-18 1999-02-02 Mci Communications Corporations System, method and article of manufacture for communications utilizing calling, plans in a hybrid network
US5867494A (en) * 1996-11-18 1999-02-02 Mci Communication Corporation System, method and article of manufacture with integrated video conferencing billing in a communication system architecture
US5848139A (en) * 1996-11-19 1998-12-08 Telecommunications Research Laboratories Telecommunication traffic pricing control system
US5953338A (en) 1996-12-13 1999-09-14 Northern Telecom Limited Dynamic control processes and systems for asynchronous transfer mode networks
US6331986B1 (en) * 1998-04-24 2001-12-18 Lucent Technologies Inc. Method for resource allocation and routing in multi-service virtual private networks
US6560204B1 (en) * 1998-05-13 2003-05-06 Telcordia Technologies, Inc. Method of estimating call level traffic intensity based on channel link measurements
US6765868B1 (en) * 1998-09-22 2004-07-20 International Business Machines Corp. System and method for large file transfers in packet networks
US6657965B1 (en) * 1998-12-15 2003-12-02 Siemens Information & Communication Networks, Inc. System and method for enhanced routing and reservation protocol
US6496480B1 (en) * 1999-03-17 2002-12-17 At&T Corp. Success-to-the-top class of service routing
US6590867B1 (en) * 1999-05-27 2003-07-08 At&T Corp. Internet protocol (IP) class-of-service routing technique
US6556659B1 (en) 1999-06-02 2003-04-29 Accenture Llp Service level management in a hybrid network architecture
US6643464B1 (en) * 1999-07-07 2003-11-04 Nortel Networks Limited Constrained optical mesh protection for transmission systems
US6775701B1 (en) * 2000-08-15 2004-08-10 Nortel Networks Limited Oversubscribing network resources

Also Published As

Publication number Publication date
JP2005341540A (ja) 2005-12-08
CA2323396A1 (en) 2001-05-16
DE60022406T2 (de) 2006-07-06
JP3694231B2 (ja) 2005-09-14
CA2323396C (en) 2006-05-30
EP1458134B1 (de) 2005-08-31
JP2001189760A (ja) 2001-07-10
DE60022406D1 (de) 2005-10-06
EP1458134A1 (de) 2004-09-15
DE60022151D1 (de) 2005-09-29
US20030101263A1 (en) 2003-05-29
EP1102432B1 (de) 2005-08-24
JP4464304B2 (ja) 2010-05-19
EP1102432A3 (de) 2003-07-02
US6954739B1 (en) 2005-10-11
US7165115B2 (en) 2007-01-16
EP1102432A2 (de) 2001-05-23

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