DE60031497T2

DE60031497T2 - System, Vorrichtung und Verfahren zur Überwachung der Kommunikationsqualität eines Netzwerkes

Info

Publication number: DE60031497T2
Application number: DE60031497T
Authority: DE
Inventors: Emiko Tokyo Kobayashi; Tomoichi Tokyo Ebata; Minoru Tokyo Koizumi; Chiho Tokyo Kitahara
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1999-12-02
Filing date: 2000-07-10
Publication date: 2007-11-08
Anticipated expiration: 2020-07-11
Also published as: DE60031497D1; EP1107509A3; EP1107509B1; US7142512B1; EP1107509A2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein die Messung in Netzwerken und die Steuerung von Netzwerken und insbesondere Techniken zum Messen des Paketverkehrs mit einer Vorrichtung in einem Netzwerk und zum Steuern des Netzwerkverkehrs auf der Basis der Messungen, um die erforderliche Qualität eines Kommunikationsdienstes sicherzustellen.
Das Internetprotokoll ist ein Protokoll für den geringsten Aufwand. Als solches stellt das Protokoll das Fehlen von Paketen in der Regel nicht selbst fest. Es überträgt daher gewöhnlich die gleichen Pakete nicht noch einmal; es befördert die Pakete nur zu ihren Adressen. Auch erfolgt durch das Internetprotokoll in der Regel keine Sicherung der Qualität eines Kommunikationsdienstes. Es wird daher ein QoS-Steuerverfahren (QoS: Quality of Service, Dienstqualität) angewendet, um die erforderliche Qualität für einen Kommunikationsdienst sicherzustellen, wenn über das Internet und/oder ein Intranet verschiedene Anwendungsprogramme wie Hostkommunikationen und Sprachkommunikationen und dergleichen laufen.
Es gibt verschiedene Arten von QoS-Steuerverfahren, zum Beispiel ein Verfahren zum Feststellen der Übertragungspriorität von Blöcken und Paketen auf den einzelnen Netzwerkkomponentenebenen, Verfahren zum Steuern der Qualität von Kommunikationen zwischen Anwendungsprogrammen auf Nutzerterminals, etwa zum Steuern des Flusses von TCP-Daten, eine Datenkompression und dergleichen.
Was wirklich noch benötigt wird, sind Techniken zum Steuern des Flusses von Netzwerkinformationen auf der Basis einer bestimmten Dienstqualität.
Die US-A-5 958 009 beschreibt ein System und ein Verfahren zum Überwachen der Qualität der Dienste in einem Netzwerk, das mit der vorliegenden Erfindung die Merkmale im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 gemeinsam hat. Eine Studie des Netzwerkverkehrs in verteilten Systemen und der Auswirkungen auf eine verbesserte Netzwerkverwaltung ist in dem Artikel Network Management Using Database Discovery Tools' von M. Gerla und Y.-D. Lin, Proc. of 16th Conf. on Local Computer Networks, Minneapolis, 1991, IEEE Comput. Soc., Seiten 378 bis 385, ISBN: 0-8186-2370-5 zu finden. Andere Systeme und Verfahren zum Steuern der Dienstqualität in Computernetzwerken sind in der EP-A-0 786 883, der WO-A-99/11003 A und der EP-A-0 868 060 beschrieben.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Erfindungsgemäß werden Techniken zum automatischen Steuern der Qualität der einzelnen Kommunikationsdienste in einem Netzwerk entsprechend gemessenen Informationen über den Netzwerkverkehr geschaffen. Die Ausführungen können Systeme, Server, Verfahren und Computerprogramme umfassen, die Netzwerkressourcen derart verwalten, daß für einen oder mehrere Paketflüsse die erforderliche Dienstqualität erhalten wird.
In einer repräsentativen Ausführungsform wird erfindungsgemäß ein Steuersystem für Netzwerkmessungen geschaffen. Das Steuersystem für Netzwerkmessungen kann einen Steuerserver, einen Router und eine Meßstelle umfassen, die mit einem Netzwerk verbunden sind. Die Meßstelle nimmt vom Netzwerk Pakete auf, mißt durch Bestimmen der Anzahl der Pakete und dergleichen entsprechend vorgegebenen Meßregeln den Paketfluß und überträgt die gemessenen Daten an den Steuerserver. Der Steuerserver enthält Steuerregeln einschließlich der Vorgehensweise bei der Sicherung der Qualität der einzelnen Kommunikationsdienste. Der Steuerserver kann die von der Meßstelle übertragenen Meßdaten analysieren und Befehle zum Steuern der Dienstqualität (QoS) der Kommunikation ausgeben. Der Router steuert die QoS automatisch in Echtzeit entsprechend dem Status des Netzwerks durch die Aufnahme der Steuerbefehle und das Steuern der Dienstqualität der Kommunikation.
In einer bestimmten Ausführungsform gibt die Meßstelle, wenn sie ein Zielpaket aufnimmt, die Empfangszeitinformationen zu dem Paket hinzu und überträgt einen Teil des Pakets oder das ganze Paket zu einem Server. Der Server nimmt solche Pakete mit Zeitinformationen von wenigstens zwei Meßstellen auf und vergleicht den Inhalt der Pakete, um die Identität der Pakete zu bestätigen und um die Zeit (Laufzeit) zu messen, die das Paket zum Durchlaufen des Netzwerks benötigt hat.
In einer anderen erfindungsgemäßen Ausführungsform wird ein Verfahren zum Sicherstellen der Dienstqualität für einen oder mehrere Flüsse in einem Netzwerk geschaffen. Das Verfahren kann eine Vielzahl von Schritten umfassen, etwa den Schritt des Aufnehmens von Informationen über die gewünschte Dienstqualität zum Beispiel. Teil des Verfahrens kann ein Schritt zur dynamischen Überwachung des Netzwerks an einer ersten Stelle auf Pakete im Fluß sein, um einen Meßwert für die Dienstqualität zu erhalten. Das Verfahren kann des weiteren den Schritt des Vergleichens der Meßwerte für die Dienstqualität mit Informationen über eine gewünschte Dienstqualität umfassen, um dadurch dynamisch Netzwerkressourcen umzuverteilen und den Fluß so zu verwalten, daß die gewünschte Dienstqualität erhalten bleibt.
In einer bestimmten Ausführungsform umfaßt die vorliegende Erfindung ein Verfahren mit dem Schritt des dynamischen Überwachens des Netzwerks an einer zweiten Stelle auf Pakete im Fluß. In einem Rechenschritt wird auf der Basis der Informationen aus der Überwachung des Netzwerks an der ersten Stelle und der Informationen aus der Überwachung des Netzwerks an der zweiten Stelle ein Meßwert für die Dienstqualität bestimmt. Es kann in dem Verfahren auch ein Schritt des Vergleichens des Meßwertes für die Dienstqualität mit Informationen über die gewünschte Dienstqualität und des dynamischen Umverteilens der Netzwerkressourcen zur Verwaltung des Flusses für die Aufrechterhaltung der gewünschten Dienstqualität enthalten sein.
Eine weitere repräsentative Ausführungsform der Erfindung umfaßt einen mit einem Netzwerk verbundenen Server. Der Server umfaßt eine Speichervorrichtung, die einen Meßwert über die Laufzeit eines Meßflusses sowie einen oberen Grenzwert und einen unteren Grenzwert für den Meßwert speichert. Der Server kann eine Steuereinheit enthalten, die einen Router anweist, die Bandbreite zu erhöhen, wenn der Meßwert für die Laufzeit über dem oberen Grenzwert liegt, und die Bandbreite zu verringern, wenn der Meßwert für die Laufzeit unter den unteren Grenzwert fällt. In einer alternativen Ausführungsform kann die Steuereinheit einen Router anweisen, die Priorität zu erhöhen, wenn der Meßwert für die Laufzeit über dem oberen Grenzwert liegt, und die Priorität herabzusetzen, wenn der Meßwert für die Laufzeit unter den unteren Grenzwert fällt.
In anderen alternativen Ausführungsformen kann der Server einen Router anweisen, die Bandbreitenzuordnung oder die Flußpriorität auf der Basis eines Meßwertes für den Durchsatz zu steuern. Der Server kann den Router anweisen, die Bandbreite zu verringern oder die Priorität herabzusetzen, wenn der Meßwert für den Durchsatz einen oberen Grenzwert übersteigt, und die Bandbreite zu erhöhen oder die Priorität anzuheben, wenn der Meßwert für den Durchsatz unter einen unteren Grenzwert fällt.
In einer anderen repräsentativen Ausführungsform der Erfindung ist ein mit einem Netzwerk verbundener Router vorgesehen. Der Router enthält ein Netzwerkinterface für die Aufnahme von Anweisungen zum Steuern der Dienstqualität einer Verbindung für einen Fluß in dem Netzwerk. Die Anweisung kann zum Beispiel auf einem Meßwert für die Laufzeit des Flusses sowie einem oberen Grenzwert und einem unteren Grenzwert für den Laufzeit-Meßwert beruhen. Der Router umfaßt des weiteren ein Wartefeld für das Netzwerk zum Zuordnen der Bandbreite. In Reaktion auf eine Anweisung kann der Router unter Verwendung des Wartefeldes auf der Basis der Anweisung Bandbreite zuteilen, wenn der Laufzeit-Meßwert über dem oberen Grenzwert liegt, und er kann Bandbreite wegnehmen, wenn der Laufzeit-Meßwert unter den unteren Grenzwert fällt. In einer alternativen Ausführungsform kann der Router unter Verwendung des Wartefeldes auf der Basis der Anweisung die Priorität anheben, wenn der Meßwert für die Laufzeit über dem oberen Grenzwert liegt, und er kann die Priorität herabsetzen, wenn der Meßwert für die Laufzeit unter den unteren Grenzwert fällt.
In anderen alternativen Ausführungsformen kann der Router die Bandbreitenzuordnung oder die Flußpriorität auf der Basis eines Meßwertes für den Durchsatz steuern. Der Router kann Bandbreite wegnehmen oder die Priorität herabsetzen, wenn der Meßwert für den Durchsatz einen oberen Grenzwert übersteigt, und er kann Bandbreite zuordnen oder die Priorität anheben, wenn der Meßwert für den Durchsatz unter einen unteren Grenzwert fällt.
Gegenüber den herkömmlichen Techniken werden mit der vorliegenden Erfindung zahlreiche Vorteile erhalten. Die vorliegende Erfindung schafft ein Steuersystem für Netzwerkmessungen, mit dem die Qualität der einzelnen Kommunikationsdienste automatisch entsprechend den gemessenen Informationen über den Netzwerkverkehr gesteuert werden kann. Mit bestimmten Ausführungsformen kann die Qualität der Kommunikationsdienste noch besser sichergestellt werden. Bestimmte erfindungsgemäße Ausführungsformen ergeben ein Steuersystem für Netzwerkmessungen, das durch Messen des vom Nutzer erzeugten Paketflusses exakt entscheiden kann, ob in dem entsprechenden Netzwerk die vom Nutzer geforderte Qualität sichergestellt ist.
Diese und andere Vorteile sind in der vorliegenden Beschreibung dargestellt. Durch Bezug auf die restlichen Teile der Beschreibung und die beiliegenden Zeichnungen lassen sich die Art und die Vorteile der Erfindung noch besser verstehen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt eine Blockdarstellung eines repräsentativen Steuersystems für Nerzwerkmessungen in einer bestimmten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 eine funktionelle Blockdarstellung einer repräsentativen Netzwerk-Meßvorrichtung in einer bestimmten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
3 eine repräsentative Meßregeltabelle für eine Meßstelle in einer bestimmten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
4 eine repräsentative Meßdatentabelle für die Meßstelle in einer bestimmten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
5 ein Flußdiagramm für eine repräsentative Arbeitsweise der Meßstelle in einer bestimmten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
6 eine funktionelle Blockdarstellung eines repräsentativen Steuerservers in einer bestimmten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
7 eine repräsentative Steuerregeltabelle in einer bestimmten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
8 ein Flußdiagramm für eine repräsentative Arbeitsweise des Steuerservers in einer bestimmten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
9 eine Hardware-Blockdarstellung von sowohl der Meßstelle als auch dem Steuerserver in einer bestimmten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
10 eine funktionelle Blockdarstellung eines Routers in einer bestimmten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
11 eine Hardware-Blockdarstellung des Routers in einer bestimmten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
12 das Format eines Steuerbefehlpakets in einer bestimmten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
13 ein Wartefeld im Router in einer bestimmten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
14 die graphische Benutzeroberfläche in einer bestimmten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
15 das Format eines Testpakets in einer bestimmten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
16 ein Flußdiagramm für die Arbeitsweise des Steuerservers in einer bestimmten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
17 eine Blockdarstellung eines Netzwerksystems in einer bestimmten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
18 eine funktionelle Blockdarstellung eines Steuerservers in einer bestimmten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
19 den Inhalt einer Meßstellenanordnungsinformationstabelle in einer bestimmten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
20 den Inhalt einer Meßstellensteuerregeltabelle in einer bestimmten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
21 den Inhalt einer Meßregeltabelle in einer bestimmten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
22 den Inhalt einer Meßdatentabelle in einer bestimmten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
23 die Abfolge bei einer Messung der Übertragungs-Laufzeit zwischen einer Anzahl von Meßstellen in einer bestimmten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
24 eine Hardware-Blockdarstellung einer Meßstelle in einer bestimmten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
25 eine repräsentative Aufgabenverteilung in einer Meßstelle in einer bestimmten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
BESCHREIBUNG VON BESTIMMTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die vorliegende Erfindung umfaßt Techniken zum automatischen Steuern der Qualität von Kommunikationsdiensten in einem Netzwerk entsprechend gemessenen Informationen über den Netzwerkverkehr. In repräsentativen Ausführungsformen umfaßt die vorliegende Erfindung Steuersysteme, Verfahren und Computerprogramme zur Netzwerkmessung.
In einer Fern-Überwachungstechnik zum Sammeln und Verwalten von Informationen über den Netzwerkverkehr können die Verkehrsinformationen im MIB-Format (Management-Informations-Basisformat) aufgezeichnet werden, das ein Standardformat für Netzwerkkomponenten ist. Aus dem MIB können mittels SNMP (Simples Netzwerk-Management-Protokoll), einem Standard-Netzwerk-Verwaltungsprotokoll, die Verkehrsinformationen erhalten werden. Dieses Netzwerk-Verkehrsüberwachungssystem ist genauer in der japanischen ungeprüft veröffentlichten Patentanmeldung Nr. 11-136237 beschrieben. Andere Systeme zum Steuern des Datentransfers mittels gemessener Daten sind zum Beispiel in der japanischen ungeprüft veröffentlichten Patentanmeldung Nr. 11-3266 beschrieben. In der japanischen ungeprüft veröffentlichten Patentanmeldung Nr. 11-27316 ist außerdem ein System zum Steuern der Kommunikationsqualität für einzelne Anwendungsprogramme durch Überwachung der Ressourcen beschrieben.
Insbesondere beschreibt die japanische ungeprüft veröffentlichte Patentanmeldung Nr. 08-009035 ein Verfahren zum Messen der Transfer-Laufzeit eines Netzwerks. Bei diesem Verfahren wird das betreffende Netzwerk an einer bestimmten Stelle überwacht und eine Nachricht (REQ, CK) erfaßt, aus der ein Meßwert für die Laufzeit im Netzwerk abgeleitet wird.
Die japanische ungeprüft veröffentlichte Patentanmeldung Nr. 08-340353 beschreibt eine Technik zum Erzeugen eines statistischen Wertes für die Transfer-Laufzeit eines Pakets in einem Paket-Netzwerk. Bei dieser Technik werden zufällig sowohl ein Ausgangspunkt als auch ein Zielpunkt ausgewählt und ein Meßwert für die Basislaufzeit in dem betreffenden Netzwerk zwischen diesem Ausgangs- und Zielpunkt bestimmt. Auf den Meßwert wird ein mathematisches Modell des Netzwerks angewendet, um einen statistischen Wert für die Laufzeit der Paketübertragung in dem Paketnetzwerk zu erhalten.
Ein anderes Verfahren zum Messen der Übertragungsverzögerung in einem Netzwerk ist in der japanischen ungeprüft veröffentlichten Patentanmeldung Nr. 08-009035 beschrieben. Das Verfahren ist für Anwendungsprogramme anwendbar, die ein Netzwerkprotokoll nutzen, das voraussetzt, daß auf ausgesendete Nachrichten Reaktionen zurückgesendet werden.
Es gibt auch die in der japanischen ungeprüft veröffentlichten Patentanmeldung Nr. 08-340353 beschriebene Technik, die mit Hilfe eines mathematischen Modells abschätzen kann, wie groß die Laufzeit für eine Paketübertragung in einem Netzwerk ist.
Die 1 zeigt eine Blockdarstellung eines repräsentativen Steuersystems für Netzwerkmessungen in einer bestimmten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Diese Darstellung ist nur beispielhaft und soll den Umfang der Patentansprüche nicht einschränken. Der Fachmann erkennt, daß davon Varianten, Modifikationen und Alternativen möglich sind. Eine oder mehrere Meßstellen 101 und ein Steuerserver 102 sind mit einem LAN (lokalem Netzwerk) 104 verbunden, das über Router 103 mit einem WAN (Weitbereichs-Netzwerk) 105 verbunden ist. Der Steuerserver enthält Steuerregeln. Wenn in dem System mehrere Steuerserver verwendet werden, enthalten diese Server jeweils die gleichen Steuerregeln. Über das LAN oder WAN stehen damit jedem Informationen verarbeitenden Terminal 106 verschiedene Kommunikationsdienste zur Verfügung. Der Steuerserver ist ein Versorgungsserver für allgemeine Informationen und beinhaltet Netzwerk-Steuerfunktionen. Der Steuerserver kann ein für die Netzwerksteuerung vorgesehener Server sein. Im folgenden werden das LAN 104 und/oder das WAN 105 allgemein als Netzwerk bezeichnet.
Die 2 zeigt eine funktionelle Blockdarstellung der Meßstelle 101 in einer bestimmten erfindungsgemäßen Ausführungsform. Diese Darstellung ist nur beispielhaft und soll den Umfang der Patentansprüche nicht einschränken. Der Fachmann erkennt, daß Varianten, Modifikationen und Alternativen möglich sind. Ein Paketempfänger 201 nimmt die auf dem betreffenden Netzwerk umlaufenden Pakete auf. Im folgenden wird eine Anzahl von Paketen, die von solchen Kopfinhalten (Adressen- und Prioritätsinformationen eingeschlossen) wie der Adresse zum Beispiel bezeichnet werden, als Paketfluß bezeichnet. Der Paketfluß wird in einer Meßeinheit 202 unter Bezug auf eine Meßregeltabelle 207 gemessen und das Meßergebnis unter der Steuerung des Rekorders 203 in einer Meßdatentabelle 208 aufgezeichnet. Eine Übertragungseinheit 204 überträgt dann die aufgezeichneten Meßdaten zum Steuerserver 102. Wenn in dem Netzwerk nicht die auf dem Netzwerk umlaufenden Pakete, sondern bei der Ankunft kopierte Pakete (zum Beispiel nach IEEE 802.3) aufgenommen werden, können die Pakete nach der Messung weggeworfen werden, wenn es nicht erforderlich ist, die Pakete zu übertragen. Wenn eine Meßstelle, die zum Beispiel in einem Router angeordnet ist, zum Aufnehmen der Pakete zwei oder mehr Netzwerkinterfaces aufweist, überträgt ein Paketsender die Pakete nach der Messung auf das Netzwerk. Die Meßstelle kann auch eine Uhr 209 zum Messen von die Zeit betreffende Daten umfassen. Die Zeit kann auf den Uhren aller Meßstellen genau eingestellt werden. In besonderen Ausführungsformen wird das GPS (Global Positioning System) oder das NTP (Network Time Protocol) zum Einstellen der Zeit verwendet.
In bestimmten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können von einer Meßstelle mehrere Techniken zur Übertragung der Meßdaten zu einem Steuerserver ver wendet werden. Eine dieser Techniken umfaßt das Übertragen der betreffenden Daten bei Erhalt einer von einem Steuerserver ausgegebenen Anforderung, der an die Meßstelle periodisch Aufnahmeanforderungen aussendet. Dies ist zum Beispiel der Fall, wenn die Meßdaten in MIB aufgezeichnet und durch SNMP aufgenommen werden. In diesem Fall gibt der Steuerserver an die betreffende Meßstelle kurz vor Beginn der Aufnahme einmal eine Aufnahmeanforderung aus. Bei Erhalt der Anforderung überträgt die Meßstelle die Meßdaten periodisch an den Steuerserver. Die Meßstelle verwaltet dabei sowohl das Übertragungsintervall als auch den Datentyp für jeden Steuerserver. Mit der Aufnahmeanforderung erhält die Meßstelle vom Steuerserver auch ein Zertifikat, so daß keine illegalen Zugriffe möglich sind.
Die 3 zeigt eine repräsentative Meßregeltabelle für eine Meßstelle in einer bestimmten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Diese Darstellung ist nur beispielhaft und soll den Umfang der Patentansprüche nicht einschränken. Der Fachmann erkennt, daß Varianten, Modifikationen und Alternativen möglich sind. Jeder Eintrag in der Tabelle umfaßt ein Regelnummerfeld 301, ein Meßelementflußfeld 302 und ein Meßartfeld 303. Das Feld 301 gibt die Nummer der Regel an, die jeder Regel in der Meßstelle eindeutig zugeordnet ist. Das Feld 302 gibt die Zieladresse (beispielhaft "bbb") und die Quellenadresse (beispielhaft "aaa") an, die zur Identifikation eines Meßflusses verwendet werden. Das Feld 303 gibt die Art solcher Informationen über die Messung wie die Anzahl der Pakete, den Durchsatz und dergleichen an. Der Doppelpfeil zwischen den Adressen im Feld 302 bezeichnet eine Zweiwegekommunikation. Zum Beispiel gibt die Regel 1 in der 3 an, daß die Anzahl der Pakete, die von der Adresse "aaa" zur Adresse "bbb" übertragen werden, und die Anzahl der Byte gezählt werden. Der Meßelementfluß ist die Kommunikationsqualität, die für das betreffende Element zu messen und zu überwachen ist.
Die 4 zeigt eine repräsentative Meßdatentabelle für eine Meßstelle in einer bestimmten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Diese Darstellung ist nur beispielhaft und soll den Umfang der Patentansprüche nicht einschränken. Der Fachmann erkennt, daß Varianten, Modifikationen und Alternativen möglich sind. Jeder Eintrag in der Tabelle umfaßt ein Regelnummerfeld 401 und ein Meßergebnisfeld 402. Das Feld 401 gibt die Regelnummer der Meßregel an und das Feld 402 das Meßergebnis, das für einen Paketfluß aufgezeichnet wurde, der durch die Anzahl der Pakete, die Anzahl der Byte, den Durchsatz und dergleichen bezeichnet wird, das heißt durch Kommunikationsqualitätselemente.
Die 5 zeigt ein Flußdiagramm für eine repräsentative Arbeitsweise einer Meßstelle in einer bestimmten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Diese Darstellung ist nur beispielhaft und soll den Umfang der Patentansprüche nicht einschränken. Der Fachmann erkennt, daß Varianten, Modifikationen und Alternativen möglich sind. Gemäß dem Flußdiagramm wird im Schritt 501 ein Paketfluß aufgenommen. Im Schritt 502 wird daraufhin entschieden, ob der erhaltene Paketfluß ein Meßobjekt ist. Ein Paketfluß ist dann Meßobjekt, wenn er zu dem Fluß paßt, der wie in der 3 gezeigt registriert wurde. Wenn der Paketfluß ein Meßobjekt ist, wird im Schritt 503 der Fluß entsprechend den Meßbedingungen gemessen. Im Schritt 504 werden dann die dabei erhaltenen Daten aufgezeichnet. Wenn im Schritt 502 dagegen festgestellt wird, daß der Paketfluß kein Meßobjekt ist, wird nichts unternommen.
Die 6 zeigt eine funktionelle Blockdarstellung eines repräsentativen Steuerservers in einer bestimmten erfindungsgemäßen Ausführungsform. Diese Darstellung ist nur beispielhaft und soll den Umfang der Patentansprüche nicht einschränken. Der Fachmann erkennt, daß Varianten, Modifikationen und Alternativen möglich sind. Ein Meßdatenempfänger 601 nimmt die Meßdaten von einer Meßstelle auf und verarbeitet sie. Wenn der Steuerserver zur Aufnahme der Daten periodisch Aufnahmeanforderungen an die Meßstelle überträgt, überträgt der Meßdatenempfänger diese Aufnahmeanforderungen. Ein Datenanalysator 602 analysiert die aufgenommenen Daten. Zum Beispiel stellt der Datenanalysator 602 den Zeitpunkt fest, wann jedes der Pakete im Fluß von zwei oder mehr Meßstellen ankommt, und berechnet die Laufzeit. Diese Laufzeit oder Verzögerung ist auch eines der Kommunikationsqualitätselemente. Außerdem legt der Datenanalysator 602 durch Bezug auf die Steuerregeltabelle 605 auch das Steuerverfahren fest. Wenn eine Kommunikation zu steuern ist, überträgt eine Überragungseinrichtung 603 für Steuerbefehle den Steuerbefehl zu dem betreffenden Router 103.
Es gibt verschiedene Meßdatenwerte. QoS-Elemente sind der Durchsatz, die maximal pro Zeiteinheit übertragene Datenmenge, die Laufzeit, der Verlust an Paketen, Synchronisationsfehler (Laufzeitvariationen) und dergleichen. Jede Meßstelle zeichnet die Meßdaten als Paket-Zählerstand oder Byte-Zählerstand sowie solche auf QoS bezogene Werte wie den Durchsatz, die maximal übertragene Datenmenge und dergleichen auf. Diese Werte können durch eine Rechnung erhalten werden. Solche Werte werden für eine Messung an einer Stelle erhalten. In einer bestimmten Ausführungsform nimmt jeder Steuerserver die Meßdaten von einer Anzahl von Meßstellen auf und berechnet daraus Werte für die Laufzeit, den Verlust an Paketen, Synchronisationsfehler und dergleichen. Der Steuerserver erhält von Anwendungsprogrammen über ein Anwendungsinterface 604 Kontrakte für Kommunikationsdienste, Dienst-Startanforderungen, festgelegte Meßregeln, Anzeigeeingaben und dergleichen.
Die 7(a) zeigt eine repräsentative Steuerregeltabelle in einer bestimmten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Diese Darstellung ist nur beispielhaft und soll den Umfang der Patentansprüche nicht einschränken. Der Fachmann erkennt, daß Varianten, Modifikationen und Alternativen möglich sind. Jeder Eintrag in dieser Tabelle umfaßt ein Feld 701 für den betreffenden Fluß, ein Datenartfeld 702, ein Feld 703 für den oberen Grenzwert, ein Feld 704 für den unteren Grenzwert, ein Meßwertfeld 705, ein Feld 706 für den gegenwärtig festgesetzten Wert, ein Vorgehensweisefeld 707 und ein Komponentenfeld 708. Das Feld 701 gibt den betreffenden Fluß an. Das Datenartfeld 702 gibt die Art der gemessenen Daten an. Das Feld 703 für den oberen Grenzwert gibt die obere Grenzwertschwelle zum Steuern der Kommunikationsqualität hinsichtlich eines die QoS betreffenden Nutzerkontrakts an. Das Feld 704 für den unteren Grenzwert legt eine untere Grenzwertschwelle fest. Das Meßwertfeld 705 enthält das Meßergebnis. Das Feld 706 für den gegenwärtig festgesetzten Wert gibt die gegenwärtig zugeordnete Bandbreite oder Priorität an. Das Vorgehensweisefeld 707 gibt die Vorgehensweise bei der Steuerung an. Das Komponentenfeld 708 gibt die zu steuernde Komponente an. Wenn es mehrere Arten von Meßdaten gibt, werden die Datenart, der obere Grenzwert, der untere Grenzwert und der Meßwert für jede der Datenarten angegeben.
Die Vorgehensweise bei der Steuerung kann als Kombination einer Bedingung 709 und einer Aktion 710 angegeben werden, wie es in der 7(b) gezeigt ist. Die Bedingung ist die Steuerbedingung und die Aktion ein Steuerbefehl. Zum Beispiel legt die Bedingung fest, daß der Meßwert für den Durchsatz unter dem unteren Grenzwert liegt und der Meßwert für die Laufzeit über dem oberen Grenzwert. Die Aktion ist dann das Erhöhen der Bandbreite um 0,5 Mbps über den gegenwärtig festgelegten Wert, das Erhöhen der Priorität um eine Stufe und dergleichen.
Das Feld 701 für den betreffenden Fluß legt fest, daß nur ein Fluß ausgewählt und registriert wird, der eine besondere Kommunikationsqualität sicherstellen kann. Der Systemmanager legt außer den Meßwerten vorab andere Werte fest. Die gegenwärtig festgelegten Werte werden aktualisiert, wenn Elemente wie die Bandbreite und dergleichen erhöht/herabgesetzt werden.
Die 8 zeigt ein Flußdiagramm für die Arbeitsweise des Steuerservers in einer bestimmten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Diese Darstellung ist nur beispielhaft und soll den Umfang der Patentansprüche nicht einschränken. Der Fachmann erkennt, daß Varianten, Modifikationen und Alternativen möglich sind. Im Schritt 801 werden die Meßdaten aufgenommen. Im Schritt 802 analysiert der Objektserver die Daten und vergleicht sie mit dem oberen oder unteren Grenzwert des Kontrakts. Im Schritt 803 wird festgestellt, ob die Daten die vorgegebene Bedingung erfüllen. Wenn sie sie erfüllen, wird im Schritt 804 festgestellt, ob es möglich ist, den Fluß zu steuern. Wenn dies möglich ist, erzeugt der Server im Schritt 805 ein Steuerbefehlpaket und überträgt im Schritt 806 das Paket zu der betreffenden Komponente. Wenn festgestellt wird, daß es nicht erforderlich ist, die Steuerung der Kommunikationsqualität zu ändern, erfolgt keine Bearbeitung. Wenn festgestellt wird, daß keine Steuerung möglich ist, gibt im Schritt 807 der Server eine Warnmeldung an den Nutzer aus. In manchen Fällen wird festgestellt, daß eine Steuerung nicht möglich ist, obwohl ein Meßergebnis nicht den vom Nutzer geforderten Wert erreicht. Zum Beispiel kann, wenn die QoS anhand der Prioritäten gesteuert wird, die Prioritätsebene des Nutzers nicht weiter erhöht werden, wenn sich die Bandbreite des Nutzers für den betreffenden Fluß bereits auf der höchsten Priorität befindet, auch wenn die oberste Priorität den vom Nutzer geforderten Wert nicht erreicht. Außerdem gibt es auch den Fall, daß die gegenwärtige Bandbreite nicht mehr erweitert werden kann.
Der Steuerserver kann Meßdaten von einer Anzahl von Meßstellen erhalten, oder eine Anzahl von Servern erhält die Meßdaten von einer Meßstelle. Wie in der 9 gezeigt, können sowohl die Meßstelle als auch der Steuerserver jeweils eine Informationsverarbeitungseinheit enthalten. Die 9 zeigt eine Blockdarstellung der Hardware für sowohl die Meßstelle als auch den Steuerserver in einer bestimmten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Diese Darstellung ist nur beispielhaft und soll den Umfang der Patentansprüche nicht einschränken. Der Fachmann erkennt, daß Varianten, Modifikationen und Alternativen möglich sind. Sowohl die Meßstelle als auch der Steuerserver ist jeweils mit einer CPU 901, einem Speicher 902, einem zweiten Speicher 903 und einem Netzwerkinterface 904 ausgestattet. Ein aus dem zweiten Speicher in den Speicher geladenes und ausgeführtes Programm sorgt für die Realisierung der Funktion als Meßstelle oder Server.
Die 10 zeigt eine funktionelle Blockdarstellung eines Routers in einer bestimmten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Diese Darstellung ist nur beispielhaft und soll den Umfang der Patentansprüche nicht einschränken. Der Fachmann erkennt, daß Varianten, Modifikationen und Alternativen möglich sind. Ein Steuerbefehlsempfänger 1001 nimmt den Steuerbefehl von einem Steuerserver auf und weist einen Routencontroller 1002 oder einen QoS-Controller 1003 an, den Befehl auszuführen. Die vom Empfänger 1004 aufgenommenen Pakete werden in einem Schalter 1005 entsprechend dem Laufzeitbefehl vom Routencontroller 1002 auf die einzelnen Adressen verteilt. Der Sender 1006 überträgt die Pakete zu den einzelnen Adressen. Der QoS-Controller 1003 weist sowohl den Empfänger als auch den Sender an, die QoS bei der Weitergabe zu steuern. In einer besonderen Ausführungsform gibt der QoS-Controller 1003 das dem einzelnen Fluß zuzuordnende Wartefeld an.
Die 11 zeigt eine Blockdarstellung der Hardware des Routers in einer bestimmten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Diese Darstellung ist nur bei spielhaft und soll den Umfang der Patentansprüche nicht einschränken. Der Fachmann erkennt, daß Varianten, Modifikationen und Alternativen möglich sind. Der Router umfaßt eine CPU 1101, einen Speicher 1102, einen zweiten Speicher 1103 und Ausgangsinterfaces, die jeweils aus einer CPU 1104, einem Speicher 1105 und einem Paketpuffer 1106 bestehen. In einer besonderen Ausführungsform kann die Meßstelle so angeordnet sein, daß sie sowohl als Informationsverarbeitungseinheit als auch als Router eingestellt werden kann. In einer solchen Ausführungsform ist die Meßstelle ein Prozeß im Speicher des Routers. Der Paketempfänger nimmt die Pakete vom Routerempfänger auf und gibt sie an den nächsten Prozeß weiter, nachdem die Messung daran beendet ist.
Die 12 zeigt das Format eines Steuerbefehlpakets in einer bestimmten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Diese Darstellung ist nur beispielhaft und soll den Umfang der Patentansprüche nicht einschränken. Der Fachmann erkennt, daß Varianten, Modifikationen und Alternativen möglich sind. Das Befehlspaket enthält die Felder 1201, 1202 und 1203. Das Feld 1201 ist ein Flußidentifikationsfeld für Informationen wie die Quellenadresse, die Zieladresse und dergleichen, die den betreffenden Fluß identifizieren. Das Feld 1202 ist ein Elementfeld für die Angabe der betreffenden Elemente wie Bandbreite, Priorität, Route und dergleichen, die zum Steuern der Kommunikationsqualität festgelegt werden. Das Feld 1203 ist ein Feld für festgelegte Werte zum Festlegen von Bedingungen wie der Priorität, einer Route und dergleichen für den Router.
Es folgt die Beschreibung einer beispielhaften Ausführungsform, bei der die Kommunikationsqualität gemäß den Meßdaten der einzelnen Meßstellen gesteuert wird. In einer bestimmten Ausführungsform umfassen die Werte zum Steuern der Kommunikationsqualität eines Routers die Bandbreite, die Priorität und die Route. Die für die Steuerbedingungen verwendeten Meßdatenarten sind der Durchsatz und die Laufzeit. Die Vorgehensweise bei der Steuerung verändert die Bandbreite, die Priorität und die Route entsprechend der Laufzeit oder dem Durchsatz.
Die 13 zeigt eine repräsentative Technik für die QoS-Steuerung im Ausgangs-Wartefeld eines Routers in einer bestimmten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Diese Darstellung ist nur beispielhaft und soll den Umfang der Patentansprüche nicht einschränken. Der Fachmann erkennt, daß Varianten, Modifikationen und Alternativen möglich sind. Die 13(a) zeigt eine Steuerung mittels der Bandbreite und die 13(b) eine Steuerung mittels der Priorität.
Zur Steuerung der QoS mittels der Zuordnung einer Bandbreite werden die Einträge 711, 712 und 713 der 7 verwendet. Während die Pakete weitergeleitet werden, ordnet der in der 13(a) gezeigte Router einem mit einem Netzwerk verbundenen Ausgangs-Wartefeld 1301 eine Bandbreite zu und stellt dadurch die Anzahl der Ausgangspakete zur Steuerung der Bandbreite ein. Zum Beispiel hat in einer Ausführungsform das Netzwerk eine nutzbare Bandbreite von 10 Mbps, und der Fluß der Einträge 711 bis 713 wird als A, C und F bezeichnet. Jeder Fluß verwendet Wartefelder 1301a bis 1301c, denen 2 Mbps, 3 Mbps bzw. 3 Mbps zugeordnet sind. Andere Flüsse nutzen ein Wartefeld 1301d, dem 2 Mbps zugeordnet sind. Die übrigen 2 Mbps sind eine Restbandbreite, die nicht in die QoS-Elemente eingeschlossen ist.
Dem Eintrag 711 liegt eine Steuer-Vorgehensweise zugrunde, bei der die Laufzeit gemessen und die Bandbreite erhöht (die Aktion A1 ausgeführt) wird, wenn die gemessene Laufzeit über dem oberen Grenzwert liegt (entspricht der Bedingung C3). Die Bandbreite wird verringert (die Aktion A3 ausgeführt), wenn die gemessene Laufzeit unter dem unteren Grenzwert liegt (entspricht der Bedingung C4).
In dieser beispielhaften Ausführungsform wird festgestellt, daß die Aktion ausgeführt werden soll, wenn ein Meßergebnis die vorgegebene Bedingung erfüllt. Zum Beispiel kann die Aktion ausgeführt werden, wenn das Meßergebnis die vorgegebene Bedingung gerade einmal erfüllt, wenn das Meßergebnis die vorgegebene Bedingung mehr als einmal erfüllt oder wenn das Meßergebnis die vorgegebene Bedingung in einer festen Zeitspanne so und so oft erfüllt.
Durch den Eintrag 711 kann mehr Bandbreite zugeordnet werden, da die gemessene Laufzeit über dem oberen Grenzwert liegt. Die Aktion kann das Erhöhen des Bandbreitenwerts um etwa 0,5 vom gegenwärtigen Wert umfassen. Der Steuerserver überträgt einen Steuerbefehl an den Router 1, der die betreffende Komponente ist. Entsprechend der Anweisung durch den Befehl erhöht der Router 1 den zugeordneten Bandbreitenwert für den betreffenden Fluß A. Da der Bandbreitenwert feststeht, wird der Erweiterungswert für die Bandbreite im Wartefeld 1301a für den Fluß A von dem zugeordneten Bandbreitenwert im Wartefeld 1301d für die nicht betroffenen Flüsse abgezogen.
Der Eintrag 712 zeigt eine Messung des Durchsatzes an. Der Eintrag 712 umfaßt eine Steuer-Vorgehensweise, bei der gemäß einem gemessenen Wert für den Durchsatz, der unter dem unteren Grenzwert liegt (entspricht der Bedingung C1), der Bandbreitenwert erhöht (die Aktion A1 ausgeführt) wird. Der Wert wird verringert (die Aktion A3 ausgeführt), wenn der gemessene Wert über dem oberen Grenzwert liegt. Wenn ein gemessener Wert die Bedingung erfüllt, steuert der Router 1, der den Steuerbefehl erhält, die Bandbreite für das Wartefeld 1301b für den Fluß C entsprechend.
Der Eintrag 713 zeigt die gemessenen Datenarten; den Durchsatz und die Laufzeit. Im Eintrag 713 wird ein Fluß gemäß einer Anzahl von Meßdaten gesteuert. Der Eintrag 713 enthält die Steuer-Vorgehensweise, daß UND und ODER ausgeführt werden. Im Eintrag 713 wird die Aktion A1 ausgeführt, wenn der gemessene Wert für den Durchsatz die Bedingung C1 erfüllt und die gemessene Laufzeit die Bedingung C3. Im Eintrag 713 wird die Aktion A3 ausgeführt, wenn der gemessene Wert für den Durchsatz die Bedingung C2 erfüllt und die gemessene Laufzeit die Bedingung C4.
Die Einträge 714 und 715 der 7 zeigen eine Steuerung der QoS durch die Priorität. Der Router der 13(b) ordnet dem mit dem betreffenden Netzwerk verbundenen Ausgangs-Wartefeld 1302 eine Prioritätsebene (Ebene 1: oberste Priorität) zu und steuert die Ausgangssequenz entsprechend. Der Fluß der Einträge 714 und 715 wird als C und E bezeichnet. Zum Beispiel werden in einer bestimmten Ausführungsform drei Arten von Wartefeldern für den Ausgang zu einem Netzwerk verwendet, und die Flüsse C und E verwenden die Wartefelder 1302a und 1302b, denen die Ebenen 1 und 2 zugeordnet sind. Andere Flüsse, die das Wartefeld 1302c gemeinsam benutzen, sind von der QoS ausgeschlossen. Diesen Flüssen ist die Ebene 3 zugeordnet.
Der Eintrag 715, in dem die Laufzeit gemessen wird, umfaßt eine Steuer-Vorgehensweise, bei der die Aktion A2 ausgeführt und die Priorität angehoben wird, wenn der Meßwert die Bedingung C3 erfüllt. In dieser Ausführungsform gibt, wenn die gemessene Laufzeit über dem oberen Grenzwert liegt, der Server einen Steuerbefehl zur Herabsetzung der Priorität für den Objektfluß um eins (Ebene 1) vom gegenwärtigen Wert an den Router 2 aus. Der Router 2 ändert das gegenwärtig verwendete Wartefeld für den Fluß E von 1302b auf 1302a.
Die Vorgehensweise bei dem Eintrag 714, bei dem der Durchsatz gemessen wird, ist, daß die Aktion A2 ausgeführt und die Priorität angehoben wird, wenn der gemessene Wert die Bedingung C1 erfüllt Wenn die Priorität für den Fluß C bereits auf der höchsten Ebene 1 liegt, kann in diesem Fall die Priorität nicht weiter angehoben werden. Der Server gibt deshalb an den Nutzer eine Nachricht "Steuerung nicht möglich" oder dergleichen aus.
Wenn viele Flüsse die gleiche Priorität haben, kann möglicherweise innerhalb des Kontrakts mit dem Nutzer die Laufzeit und der Durchsatz nicht für jeden Fluß erfüllt werden. Um dies zu vermeiden, kann die Anzahl der Flüsse für jede Priorität so verwaltet werden, daß die Flüsse nur dann in einer höheren Priorität konzentriert werden, wenn die Kommunikation mittels der Priorität gesteuert wird. In einer bestimmten Ausführungsform wird für die Anzahl der Flüsse mit hoher Priorität ein oberer Grenzwert festgelegt. Innerhalb dieser Grenzen wird eine Aktion zum Anheben einer hohen Priorität auch dann verweigert, wenn die Priorität nicht die höchste ist.
Der Eintrag 716 der 7 ist in Ausführungsformen von Nutzen, bei denen die Kommunikation mittels der Routen gesteuert wird. Eine Routenaktion kann immer dann ausgeführt werden, wenn es eine Alternativroute gibt. Wenn ein Meßwert die Bedingung C3 erfüllt, daß die Laufzeit auf der gegenwärtigen Route R1 über dem oberen Grenzwert liegt, stellt der Steuerserver den Status einer anderen Route als R1 fest. Der Steuerserver kann dann feststellen, ob eine andere Route den Kontraktwert des Nutzers erfüllt, und den Router anweisen, diese Route zu nehmen.
In bestimmten erfindungsgemäßen Ausführungsformen sind bestimmte Steuertechniken vorgesehen. Diese Steuertechniken ergeben eine hohe Wahrscheinlichkeit, daß der Kontrakt mit einem Nutzer erfüllt wird. Wenn der Kontrakt mit dem Nutzer auch mit einer der oben beschriebenen Steuertechniken erfüllt werden kann und ein nachfolgend gemessener Wert die vorgegebene Bedingung erfüllt, kann die gleiche Steuertechnik wiederholt werden.
Der Router kann für jedes Ausgangsinterface die oben beschriebene Steuertechnik ausführen. Interfaces, die eine andere Steuerung ausführen (Steuerung mittels Bandbreite oder Steuerung mittels Priorität), können zum Beispiel in bestimmten Ausführungsformen auch im gleichen Router vorhanden sein.
Die 14 zeigt eine graphische Benutzeroberfläche bei einer bestimmten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Darstellung ist nur beispielhaft und soll den Umfang der Patentansprüche nicht einschränken. Der Fachmann erkennt, daß Variationen, Modifikationen und Alternativen möglich sind. Die 14 zeigt eine graphische Benutzeroberfläche (GUI) für eine bestimmte Ausführungsform, die einem Nutzer wie einem Netzwerkmanager zum Beispiel die Möglichkeit gibt, den Status des betreffenden Netzwerks zu prüfen. In einem Fenster 1401 wird die Netzwerkkonfiguration einschließlich der Meßstelle, dem Steuerserver und dem Router angezeigt. Wenn eine Meßstelle bezeichnet wird, werden auf dem Bildschirm die Meßregeleinstellung für die Meßstelle sowie Graphiken für die an der Meßstelle gemessenen Informationen angezeigt. Wenn ein Server bezeichnet wird, wird auf dem Bildschirm die Steuerregeleinstellung angezeigt. Die Graphik 1402 zeigt an der horizontalen Achse die Zeit und an der vertikalen Achse den Durchsatz an.
Die beschriebenen erfindungsgemäßen Ausführungsformen ermöglichen daher QoS-Steuertechniken, mit denen die QoS entsprechend dem Status des betreffenden Netzwerks genauer gesteuert werden kann.
Es werden nun weitere erfindungsgemäße Ausführungsformen beschrieben. Mit den weiteren repräsentativen erfindungsgemäßen Ausführungsformen wird ein System vorgestellt, mit dem getestet werden kann, ob eine erforderliche Qualität für den Kommunikationsdienst sichergestellt werden kann, bevor der Kommunikationsdienst gestartet wird. In bestimmten Ausführungsformen wird der Kommunikationsstatus im Verlauf der Ausführung des Kommunikationsdienstes gemessen. In alternativen Ausführungsformen wird ein Testpaket übertragen und die Laufzeit oder der Durchsatz oder ein anderes Qualitätsmerkmal für das Testpaket gemessen, bevor der Kommunikationsdienst gestartet wird, und dadurch der Kommunikationsstatus geprüft. Um zu vermeiden, daß die Pakete an den Informationsverarbeitungsterminals am Zielort der Nutzeranforderung aufgenommen werden, wird als Zielort der Testpakete zum Beispiel ein Randrouter festgelegt. Der Randrouter kann im Empfangsbereich der Zielorte für die Nutzeranforderung liegen. Der Steuerserver prüft anhand des Testergebnisses, ob die Bedingungen für den angeforderten Dienst erfüllt werden können. Außerdem kann der Steuerserver die Kommunikationsbedingungen festlegen, die zur Erfüllung der geforderten Bedingungen erforderlich sind. Die zur Erfüllung der Bedingungen festgelegten Elemente sind die auf QoS-Steuerelemente bezogenen Einstellwerte wie die Bandbreite, die Priorität und dergleichen sowie die Route.
Die 15 zeigt das Format eines Testpakets in einer bestimmten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Darstellung ist nur beispielhaft und soll den Umfang der Patentansprüche nicht einschränken. Der Fachmann erkennt, daß Variationen, Modifikationen und Alternativen möglich sind. Das Format umfaßt die Felder 1501, 1502, 1503, 1504, 1505 und einen Datenteil 1506. Das Feld 1501 ist das Zieladressenfeld für die Fest legung der Zieladresse einer Nutzeranforderung. Das Feld 1502 gibt die Quellenadresse an. Das Feld 1503 ist Test-ID-Feld zum Festlegen einer Testnummer, die vom betreffenden Steuerserver vergeben wird. Das Feld 1504 ist ein Meßobjektfeld zum Festlegen des Meßobjekts. Das Feld 1505 ist ein Endpunkt-ID-Feld zum Festlegen einer Endpunkt-Meßstellen-ID. Im Datenteil 1506 kann in Bytes jeder Wert eingestellt werden. Der Steuerserver kann den Testsender 606 oder die Meßstelle anweisen, ein Testpaket auszugeben.
Die 16 zeigt ein Flußdiagramm für die Arbeitsweise des Steuerservers in einer bestimmten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Darstellung ist nur beispielhaft und soll den Umfang der Patentansprüche nicht einschränken. Der Fachmann erkennt, daß Variationen, Modifikationen und Alternativen möglich sind. Der Nutzer sendet bei der Nutzung eines Kommunikationsdienstes eine Kommunikationsdienstanforderung und die erforderliche Kommunikationsqualität von einem Informationsverarbeitungsterminal an den Steuerserver. Statt die Erfordernisse zu übertragen, kann der Nutzer auch den Inhalt des vereinbarten Kommunikationsdienstes auf der graphischen Benutzeroberfläche des Steuerservers bezeichnen. Die 16 zeigt den Schritt 1601 des Aufnehmens einer Kommunikationsdienstanforderung von einem Nutzer. Im Schritt 1602 stellt der Steuerserver fest, ob das Quellen-Informationsverarbeitungsterminal der Anforderung zum gleichen Empfangsbereich, d.h. dem von einem Router bedienten Bereich, gehört wie der Steuerserver. Wenn es zum gleichen Empfangsbereich gehört, erzeugt der Server im Schritt 1603 ein Testpaket und gibt das Paket auf das betreffende Netzwerk. Dabei kann auch eine Anzahl von Testpaketen mit im wesentlichen ähnlichen Inhalten auf das Netzwerk gegeben werden.
Wenn das Quellen-Informationsverarbeitungsterminal der Anforderung nicht im gleichen Bereich liegt, weist im Schritt 1604 der Steuerserver eine Meßstelle im gleichen Empfangsbereich wie das Quellen-Informationsverarbeitungsterminal der Anforderung an, ein Testpaket auszugeben. Wenn es keine solche Meßstelle gibt, kann der Steuerserver eine Meßstelle, die dem Quellen-Informationsverarbeitungsterminal der Anforderung am nächsten liegt, anweisen, das Testpaket auszugeben.
Im Schritt 1605 sammelt der Steuerserver die Meßdaten für das Testpaket. Im Schritt 1606 stellt der Server dann fest, ob die Meßdaten die Anforderung des Nutzers erfüllen. Wenn sie die Anforderung des Nutzers erfüllen, legt im Schritt 1607 der Server sowohl die Route als auch die QoS-Bedingungen entsprechend den Meßdaten fest. Im Schritt 1608 weist der Server den Router an, die Kommunikation so zu steuern, daß die geforderte Kommunikationsqualität gesichert ist, und er weist eine Meßstelle an, die Kommunikationsdaten zu messen. Wenn die gemessenen Daten die Anforderung des Nutzers nicht erfüllen, weist der Server im Schritt 1609 die Anforderung zurück. Wenn sie von Steuerserver angewiesen wird, ein Testpaket auszugeben, erzeugt die Meßstelle im Testpaketsender 210 ein Testpaket und gibt das Paket auf das betreffende Netzwerk aus.
Bei Erhalt eines Pakets stellt die Meßeinheit 202 anhand des Test-ID-Felds 1503 im Kopf des Pakets fest, ob es ein Testpaket ist. Wenn festgestellt wird, daß es ein Testpaket ist, mißt die Meßeinheit 202 die Daten gemäß der Test-ID und der festgelegten Daten im Objektfeld 1504. Dann stellt die Meßeinheit fest, ob die Meß-ID im Endpunktfeld 1505 des Kopfes mit der eigenen ID übereinstimmt. Bei Übereinstimmung verwirft die Meßeinheit 202 das erhaltene Testpaket. Wenn eine Meßstelle keinen Paketsender enthält, ist die Feststellung über das Verwerfen anhand des Endpunktfeldes und der Wegwerfprozeß optional und kann entfallen. Wenn festgestellt wird, daß es kein Testpaket ist, erfolgt durch die Meßeinheit 202 eine Messung gemäß den Meßregeln. Die gemessenen Daten werden dann wie oben angegeben zum Steuerserver übertragen. Die Testmessung und eine normale Messung können im wesentlichen identisch sein. In einer bestimmten Ausführungsform ist der Unterschied, daß bei einer Testmessung keine Bestimmung erfolgt, ob das Testpaket mit dem betreffenden Fluß übereinstimmt, der der Meßregel entspricht.
Wie oben angegeben, ergibt sich somit durch die Auswahl bestimmter Ausführungsformen die Möglichkeit zu prüfen, ob eine Nutzeranforderung für einen Kommunikationsdienst erfüllt wird, bevor der angeforderte Dienst gestartet wird. Es werden nun weitere erfindungsgemäße Ausführungsformen beschrieben. Eine weitere Ausführungsform umfaßt ein Meßstellensteuersystem, das gemessene Daten verwendet.
In einer repräsentativen erfindungsgemäßen Ausführungsform enthält jeder Steuerserver in der Steuerregeltabelle auf die Meßstellen bezogene Verhaltensweisen. Wenn zum Beispiel die gemessenen Daten einer Meßstelle über dem oberen Grenzwert liegen, verringert der Steuerserver die Anzahl der Meßflüsse. Wenn die gemessenen Daten nach ihrer Aufnahme und Analyse die Bedingung der Verhaltensweise erfüllen, kann der Steuerserver es dem Steuerbefehlssender erlauben, einen Steuerbefehl auszugeben. Das Steuerbefehlpaket hat in einer bestimmten Ausführungsform das in der 12 gezeigte Format, das im wesentlichen dem Format eines zum Router gesendeten Befehls entspricht. In einer bestimmten Ausführungsform werden als Bedingungen zur Identifikation eines Flusses im Flußartenfeld Meßelemente wie die Anzahl der Byte, der Durchsatz und dergleichen festgelegt. Wenn zum Beispiel die gemessenen Daten einer Meßstelle über dem oberen Grenzwert liegen, verringert der Steuerserver die Anzahl der Meßflüsse. Es gibt mehrere Techniken zum Verringern der Anzahl von Meßflüssen. In einer solchen Technik werden die Meßflüsse in der Steuerregeltabelle aufeinanderfolgend von unten nach oben gelöscht.
Eine Messung kann auf verteilte Weise auch in einer Anzahl von Meßstellen erfolgen. Zum Beispiel kann ein Steuerserver die Messung der Daten in jeder der Meßstellen, die von ihm verwaltet werden, überwachen. Wenn die Messung von Daten in der Meßstelle 1 übermäßig ansteigt, verteilt der Server der Bearbeitung auf weitere Meßstellen derart, daß der Fluß 1 in der Meßstelle 1 bearbeitet wird, der Fluß 2 in der Meßstelle 2 und so weiter. Folglich ermöglichen bestimmte Ausführungsformen eine Messung gemäß dem Verkehrsfluß im betreffenden Netzwerk und verhindern so eine Überlastung der Meßstellen.
Es werden nun weitere Ausführungsformen beschrieben. In einer repräsentativen erfindungsgemäßen Ausführungsform wird die Ankunftszeit jedes Pakets im Fluß von zwei oder mehr Meßstellen überwacht und daraus die Laufzeit im betreffenden Netzwerk berechnet.
Die 17 zeigt eine Blockdarstellung eines Netzwerksystems in einer bestimmten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Darstellung ist nur beispielhaft und soll den Umfang der Patentansprüche nicht einschränken. Der Fachmann erkennt, daß Variationen, Modifikationen und Alternativen möglich sind. Die 17 ist eine Blockdarstellung eines Netzwerksystems mit einem Steuerserver 2100, Randroutern 2020 bis 2023 und Meßstellen 2010 bis 2013, die mit einem Netzwerk 2002 verbunden sind. Der Server 2100 verwaltet und steuert die verschiedenen Komponenten des Netzwerks.
Jede Meßstelle ist mit einer drahtlosen Kommunikationseinheit 2030 bis 2033 verbunden, um genaue Zeitinformationen zu erhalten. Das Netzwerksystem kann diese Zeitinformationen auch über das Netzwerk 2000 von einem anderen Zeitserver erhalten. In einer bestimmten Ausführungsform sind Techniken zum Messen der Paketlaufzeit zwischen den Informationsverarbeitungsterminals 2200 und 2300 in dem vom Steuerserver 2100 verwalteten Bereich 2000 vorgesehen.
Die 18 zeigt eine funktionelle Blockdarstellung eines Steuerservers in einer bestimmten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Darstellung ist nur beispielhaft und soll den Umfang der Patentansprüche nicht einschränken. Der Fachmann erkennt, daß Variationen, Modifikationen und Alternativen möglich sind. Die Hardwarekonfiguration des Steuerservers kann zum Beispiel der des in der 9 gezeigten Servers im wesentlichen entsprechen. Die 18 zeigt eine funktionelle Blockdarstellung mit einer Meßstellenkonfiguration AP 2102, die ein Anwendungsprogramm zum Schreiben/Lesen der erforderlichen Informationen in/aus einer Meßstellen-Steuerregeltabelle 2108 ist. Die Steuerregeltabelle 2108 enthält die Regeln zum Steuern der Meßstellen, und eine Meßstellenanordnungstabelle 2116 die Anordnung der Meßstellen in dem betreffenden Netzwerk.
Die 18 zeigt des weiteren einen Meßstellenmonitor 2104, der aus einem Anwendungsprogramm zum Überwachen des vorliegenden Zustands des betreffenden Netzwerks bestehen kann. Ein Vorgehensweise-Einstell-Eingang AP 2106 ist ein Anwendungsprogramm zum Schreiben/Lesen von Routersteuerregeln in/aus einer Routersteuerregeltabelle 2114. Ein Meßstellensteuerbefehlssender 2118 überträgt Nachrichten zum Steuern der einzelnen Meßstellen und nimmt über eine Meßdatenaufnahmeeinheit 2120 die von den Meßstellen gemessenen Daten auf. Ein Routersteuerbefehlssender 2122 überträgt Steuernachrichten an die einzelnen Router. Ein Datenanalysator 2112 gibt mit Bezug zu sowohl Informationen, die von der Meßdatenaufnahmeeinheit 2120 erhalten werden, als auch dem Inhalt der Routersteuerregeltabelle 2114 Steuerbefehle an den Routersteuerbefehlssender 2122 aus. Der Datenanalysator 2112 überträgt außerdem die von der Meßdatenaufnahmeeinheit 2120 erhaltenen Informationen an die Nutzerinterfaceeinheit 2107 oder die Meßstelleneinstelleinheit 2110, um die Steuerung der einzelnen Meßstellen vorzunehmen. Eine Meßstelleneinstelleinheit 2110 gibt mit Bezug zu den Informationen so wohl der Meßstellensteuerregeltabelle 2108 als auch der Meßstellenanordnungstabelle 2116 Steuerbefehle an den Meßstellensteuerbefehlssender 2218 aus.
Die 19 zeigt einen repräsentativen Inhalt der Meßstellenanordnungsinformationstabelle in einer bestimmten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Darstellung ist nur beispielhaft und soll den Umfang der Patentansprüche nicht einschränken. Der Fachmann erkennt, daß Variationen, Modifikationen und Alternativen möglich sind. Die 19 zeigt eine Meßstellenanordnungsinformationstabelle 2116. Die Informationstabelle 2116 enthält eine Hostadresse 21160, die die Hostadresse eines Informationsverarbeitungsterminals bezeichnet, und eine Meßstellen-ID 21162, die die Identifikationsnummer der Meßstelle angibt, die zwischen dem Informationsverarbeitungsterminal und einem Randrouter des Netzwerks 2000 angeordnet ist. Diese Informationselemente werden mit dem Meßstelleneinstellungsanwendungsprogramm AP 2102 festgelegt, oder der Steuerserver legt diese Informationselemente automatisch unter Bezug auf die Leitwegtabelle des Routers fest.
Die 20 zeigt den Inhalt einer repräsentativen Meßstellensteuerregeltabelle in einer bestimmten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Darstellung ist nur beispielhaft und soll den Umfang der Patentansprüche nicht einschränken. Der Fachmann erkennt, daß Variationen, Modifikationen und Alternativen möglich sind. Die 20 zeigt den Inhalt der Meßstellensteuerregeltabelle 2108. Ein Meßstellen-ID-Feld 21080 enthält die Identifikationsnummer der Meßstelle. Ein Objektflußfeld 21081 enthält zwei Hostadressen und eine Flußrichtung. Zum Beispiel heißt "aaa → bbb", daß Pakete erfaßt werden, die vom Host aaa zum Host bbb fließen. Das "*" heißt "alle Hosts".
Das Datenartfeld 21082 gibt die Eigenschaften, Laufzeiten, Durchsatz und dergleichen eines von der Meßstelle zu messenden Flusses an. Das Feld 21083 Ankunft/Abgabe umfaßt einen Parameter, der angibt, ob die betreffende Meßstelle den Start eines Flusses oder das Ende des Flusses feststellt. Ein Meßintervallfeld 21084 enthält die Intervalle in Sekunden, in denen die betreffende Meßstelle einen Paketfluß mißt. Ein Wert "0" gibt an, daß jedes Paket gemessen wird. Im Bezugszeitfeld 21085 wird die Basiszeit zum Starten einer Messung eingegeben. Diese Zeit dient bei der Messung eines Flusses von Paketen als Bezugspunkt. Ein Basislaufzeitfeld 21087 kann auf einen Wert gesetzt werden, der eine Meßstelle betrifft, für die im Datenartfeld 21082 "Laufzeit" eingestellt ist und im Ankunft/Abgabefeld 21083 "Ankunft". Dieser Wert ist die mittlere Laufzeit und ihr mittlerer Fehlerbereich für die Übertragung von einer Meßstelle "Abgabe" zu einer Meßstelle "Ankunft". In das Meßzeitfeld 21086 können die auf der Basis der Bezugszeit für die Messung 21085 und das Meßintervall 21084 berechnete Meßzeit eingegeben werden. Im A/N-Feld 21088 ist angegeben, ob die betreffende Regel angewendet wird oder nicht. Ein Wert "A" zeigt an, daß die betreffende Regel angewendet wird, und ein Wert "N", daß die betreffende Regel nicht angewendet wird.
Die 21 zeigt den Inhalt einer repräsentativen Meßregeltabelle in einer bestimmten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Darstellung ist nur beispielhaft und soll den Umfang der Patentansprüche nicht einschränken. Der Fachmann erkennt, daß Variationen, Modifikationen und Alternativen möglich sind. Die 21 zeigt den Inhalt der Meßregeltabelle 207, die in der funktionellen Blockdarstellung einer Meßstelle in der 2 enthalten ist. Der Inhalt dieser Tabelle wird für jede Meßstelle der Meßstellensteuerregeltabelle 2108 entnommen. Der Meßstellensteuerbefehlssender 2118 der 18 überträgt die Daten dieser Tabelle. Ein Regelnummerfeld 21700 enthält die Regeln für jede Meßstelle.
Die 22 zeigt den Inhalt einer repräsentativen Meßdatentabelle in einer bestimmten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Darstellung ist nur beispielhaft und soll den Umfang der Patentansprüche nicht einschränken. Der Fachmann erkennt, daß Variationen, Modifikationen und Alternativen möglich sind. Die 22 zeigt den Inhalt der Meßdatentabelle 208, die in der funktionellen Blockdarstellung einer Meßstelle in der 2 enthalten ist. Die Regelnummer 21801 gibt zum Beispiel die in der 21 gezeigte Regelnummer 21700 an. Das gespeicherte Datenformat 21802 bezeichnet das Format der gespeicherten Daten. Der "Durchsatz" gibt die Gesamtlänge der pro Zeiteinheit erhaltenen Pakete an. Der "Kopf" gibt an, daß der Kopf jedes Pakets beschrieben ist. Das "Kopf + 8 Byte" gibt an, daß der Kopf jedes Pakets und die ersten 8 Byte im Datenteil zu speichern sind. Die Meßergebnisstartadresse 21803 gibt die Startadresse der gespeicherten Daten an. Die Datenmenge 21804 bezeichnet die Anzahl der gespeicherten Datenelemente.
Die 23 zeigt eine repräsentative Abfolge beim Messen einer Transferlaufzeit zwischen einer Anzahl von Meßstellen in einer bestimmten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Darstellung ist nur beispielhaft und soll den Umfang der Patentansprüche nicht einschränken. Der Fachmann erkennt, daß Variationen, Modifikationen und Alternativen möglich sind. Die 23 zeigt die Abfolge beim Messen der Transferlaufzeit zwischen den Meßstellen 2010 und 2011 der 17 in einer bestimmten Ausführungsform.
Die Meßstellen 2010 und 2011 erfassen wiederholt Pakete, die in dem betreffenden Netzwerk umlaufen. Wenn die Meßstelle 2010 ein Paket erfaßt, das in der Meßregeltabelle 207 beschrieben ist, übermittelt es eine Nachricht, um den Server 2100 darauf aufmerksam zu machen, daß ein in der Meßregeltabelle 207 beschriebener Fluß gestartet wird, wie es in der 23 bei 2500 angezeigt ist. Die Meßstelle auf der "Abgangsseite" erfaßt den Fluß der Pakete. In diesem Fluß wird die Meßstelle 2010 die Meßstelle auf der Seite des "Abgangs" und die Meßstelle 2011 die Meßstelle auf der Seite der "Ankunft". Mittels der Meßstelleneinstelleinheit 2110 wählt der Server 2100 daraufhin eine Meßstelle für diesen Fluß aus. Der Steuerserver 2100 weist wie bei 2502 in der 23 gezeigt den Meßstellensteuerbefehlssender 2118 an, den Meßstellen 2010 und 2011 sowohl die Startzeit als auch die Endzeit der Messung zu übermitteln, um mit der Messung der Basislaufzeit zu beginnen.
Die Meßstelle 2010 stellt dann die Startzeit 2504 ein und speichert, benachrichtigt durch eine Zeitgeber-Unterbrechung, die Pakete des ersten Flusses, die nach der Startzeit erfaßt werden. Die Meßstelle fügt zu den Paketen die Paket-Empfangszeit hinzu und überträgt sie an den Steuerserver 2508. Wenn die Meßstelle 2010 bis zum Ablauf der Meß-Endzeit keine Pakete erfassen kann, teilt sie dem Steuerserver 2100 diesen Sachverhalt mit. Der Steuerserver setzt dann das A/N-Feld 21088 in der Meßstellensteuerregeltabelle 2108 auf "N" und schließt den Fluß aus dem Anwendungsbereich der Regel aus.
Unter Festhalten sowohl der Startzeit als auch der Endzeit für die Messung 2506 speichert die Meßstelle 2011 die Pakete des betreffenden Flusses, die zwischen der Startzeit und der Endzeit erfaßt werden, die jeweils durch eine Zeitgeber-Unterbrechung angezeigt wird. Die Meßstelle 2011 fügt dann zu jedem der Pakete die Empfangszeit hinzu und überträgt den Fluß zum Steuerserver, wie es in der 23(a) bei 2510, 2512 und 2514 angegeben ist. Die Meßstelle 2011 überträgt zur Endzeit 2516 ein Endpaket an den Steuerserver.
Der Steuerserver 2100 vergleicht jedes der von der Meßstelle 2010 übertragenen Pakete mit den von der Meßstelle 2011 übertragenen Paketen. Der Steuerserver 2100 berechnet für die im Inhalt übereinstimmenden Pakete den Unterschied zwischen den zu diesen Paketen hinzugefügten Empfangszeiten, wodurch die Basislaufzeit für jeden Paketfluß 2518 erhalten wird. Außerdem gibt der Steuerserver die Bezugszeit an, das Zeitintervall und die Basislaufzeit, die von der Meßstelle gemäß dieser Basislaufzeit 2520 verwendet wird. Wenn zum Beispiel "24. Dezember, 15:00:00, 1999" als Bezugszeit eingestellt ist, für das Zeitintervall 180 Sekunden und jeweils 10 Sekunden für die Meßzeit der beiden Meßstellen 2010 und 2011, wird die Basislaufzeit dann aus diesen Werten zu 750 (ms) ± 50 (ms) berechnet.
Wenn die obigen Werte für die beiden Meßstellen 2522 und 2524 eingestellt sind, erfolgen die Messungen an diesen Meßstellen unter den folgenden Bedingungen.
An der "abgangsseitigen" Meßstelle 2010:
Bezugszeit für die Messung: 24. Dezember, 15:00:00, 1999
Zeitintervall für die Messung: 180 Sekunden
Meßzeit: 10 Sekunden nach der geplanten Startzeit
An der "ankunftsseitigen" Meßstelle 2011:
Bezugszeit für die Messung: 24. Dezember, 15:00:00, 1999
Zeitintervall für die Messung: 180 Sekunden
Meßzeit: Zwischen der geplanten Startzeit + (750 – 50) ms und der geplanten Startzeit + 10 Sekunden + (750 + 50) ms.
Wie beschrieben unterscheidet sich die Meßzeit der "ankunftsseitigen" Meßstelle von der der "abgangsseitigen" Meßstelle. Der Grund dafür ist, daß durch einen Vergleich einer Anzahl von Paketen, die zwischen den zwei Meßstellen übertragen werden, die Pakete zu finden sind, die mit hoher Wahrscheinlichkeit im Inhalt übereinstimmen, und daß die Meßzeit dadurch effizient zu nutzen ist, daß die gemessene Basislaufzeit so auf die betreffende Meßzeit angerechnet wird, daß die Belastung der einzelnen Meßstellen gering ist.
Die 23(b) zeigt die Abfolge bei einer tatsächlichen Messung der Laufzeit. Die Meßstelle 2010 speichert die Pakete des nach der durch eine Zeitgeber-Unterbrechung übermittelten Startzeit für die Messung zuerst erfaßten Flusses, fügt die Paket-Empfangszeit zu jedem Paket im Fluß hinzu und überträgt den Fluß zum Steuerserver 2530.
Die Meßstelle 2011 speichert die Pakete des betreffenden Flusses, die zwischen der Startzeit und der Endzeit der Messung erfaßt werden, die jeweils durch eine Zeitgeber-Unterbrechung übermittelt werden. Dann fügt die Meßstelle 2011 zu jedem der Pakete im Fluß die Paket-Empfangszeit hinzu und überträgt den Fluß zum Steuerserver 2532, 2534 und 2536. Außerdem überträgt die Meßstelle 2011 zur Endzeit ein Endpaket an den Steuerserver 2538.
Der Steuerserver 2100 vergleicht jedes der von der Meßstelle 2010 übertragenen Pakete mit den von der Meßstelle 2011 übertragenen Paketen. Der Steuerserver berechnet dann für die im Inhalt übereinstimmenden Pakete den Unterschied zwischen den zu diesen Paketen hinzugefügten Empfangszeiten, wodurch die Laufzeit für den Fluß 2540 erhalten wird. Der Steuerserver 2100 verwendet diese Laufzeit zur Kompensation der Basislaufzeit.
Wenn nach einer vorgegebenen Anzahl von fortlaufenden Meßzeiten keine weiteren Pakete im Fluß erfaßt werden, stellt die Meßstelle 2010 fest, daß der Fluß zu Ende ist, und setzt den Steuerserver 2100 davon in Kenntnis, wie es bei 2550 gezeigt ist. Der Steuerserver setzt dann im A/N-Feld 21088 die betreffende Meßstellenregel in der Meßstellensteuerregeltabelle 2108 der 20 auf "N". Daraufhin weist der Steuerserver die Meßstelle an, die Messung 2552 zu beenden. Bei Erhalt dieser Anweisung beendet die Meßstelle die Flußmessung 2554 und 2556.
Die 24 zeigt eine Blockdarstellung für die Hardware für eine repräsentative Meßstelle in einer bestimmten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Darstellung ist nur beispielhaft und soll den Umfang der Patentansprüche nicht einschränken. Der Fachmann erkennt, daß Variationen, Modifikationen und Alternativen möglich sind. Die 24 zeigt eine Meßstelle mit einem Interface 905 für den Anschluß eines externen Geräts. Die Meßstelle kann über dieses Interface von einer drahtlosen Kommunikationseinheit Zeitinformationen erhalten.
Die 25 zeigt einen repräsentativen Aufgabenplan für eine Meßstelle in einer bestimmten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Darstellung ist nur beispielhaft und soll den Umfang der Patentansprüche nicht einschränken. Der Fachmann erkennt, daß Variationen, Modifikationen und Alternativen möglich sind. Das Betriebssystem der Meßstelle wird vorzugsweise als Echtzeit-Betriebssystem realisiert, das die folgenden Möglichkeiten aufweist: (1) Der Hersteller des Meßgeräts kann sowohl die Priorität als auch den Ablauf der Echtzeitaufgaben festlegen; und (2) die Hardware-Unterbrechung kann vorübergehend gesperrt werden, und diese Unterbrechungsinformation kann einer Aufgabe zu jeder Zeit mitgeteilt werden.
Die Meßstelle ist vorzugsweise mit einer Einheit zum Empfangen von drahtlosen Kommunikationsinformationen verbunden, die eine hochgenaue Zeit übermittelt. Die Meßstelle kann von dieser drahtlosen Kommunikationseinheit die genaue Zeit erhalten. Das Netzwerkinterface 904 der 24 erzeugt als Ergebnis des kontinuierlichen Erhalts von Paketflüssen aus dem betreffenden Netzwerk 2600 Hardware-Interrupts. Jeder solche Interrupt wird durch das Echtzeit-Betriebssystem für eine feste Zeit (Δt) gesperrt. Wenn diese feste Sperrzeit verstrichen ist, wird die Aufgabe 2602 des Paketempfängers 201 der 2 aktiviert und der gesperrte Interrupt zu der Aufgabe weitergegeben. Folglich führt der Paketempfänger 201 den Paketzuführprozeß mit höchster Priorität aus. Das Echtzeit-Betriebssystem aktiviert bei der Bestätigung des Endes dieses Prozesses entsprechend der normalen Aufgabenplanung eine weitere allgemeine Aufgabe 2604 und 2606. Das Echtzeit-Betriebssystem aktiviert dann eine Zeitsynchronisationsaufgabe 2610, die in festen Zeitintervallen, die größer sind als Δt, aus der drahtlosen Kommunikationseinheit die Zeit ausliest und dadurch die genaue Zeit erhält.
In bestimmten Ausführungsformen kann mit dieser Technik die Paket-Ankunftszeit in festen Intervallen (Δt) genau erhalten werden.
SCHLUSS
Die vorliegende Erfindung wurde oben für spezielle Systeme allgemein beschrieben. Die vorliegende Erfindung hat jedoch einen viel breiteren Anwendungsbereich. Insbesondere können, auch wenn die obige Beschreibung eine bestimmte Ausführungsform mit einer Meßstelle umfaßt, die erfindungsgemäßen Techniken auch bei Computersoftware, Systemen und Verfahren angewendet werden.
Die beschriebenen Ausführungsformen sind nur beispielhaft und schränken die vielen Ausführungsformen, Variationen, Modifikationen und Alternativen nicht ein, die der Fachmann erhalten kann. Die vorstehende Beschreibung soll daher die größtmögliche Ausführung umfassen und nur durch die folgenden Patentansprüche eingeschränkt werden.

Claims

Steuerserver (102) für ein Netzwerk, wobei der Steuerserver Meßergebnisse bezüglich eines Kommunikationsqualitätselements von wenigstens zwei Meßstellen (101) aufnehmen und Informationen zum Steuern des Kommunikationsqualitätselements entsprechend den Meßergebnissen erzeugen sowie auf der Basis dieser Informationen einen Steuerbefehl an einen Router (103) übertragen kann; dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerserver (102) umfaßt eine Speichervorrichtung (605, 902), die einen Schwellenwert zur Steuerung einer Kommunikationsqualitätsmessung für jeden Fluß von einer bestimmten Ursprungsadresse einer Meßstelle zu einer bestimmten Zieladresse einer anderen Meßstelle im Netzwerk enthält, wobei an wenigstens einer von mehreren Datenarten für die Informationen mit Bezug auf das Kommunikationsqualitätselement eine vorgegebene Aktion auszuführen ist, wenn der Schwellenwert überschritten wird; einen Analysator (602) zum Vergleichen der Meßergebnisse mit dem Schwellenwert; und eine Übertragungseinrichtung (603) für Steuerbefehle, die einen Router anweist, die vorgegebene Aktion bezüglich des Kommunikationsqualitätselements entsprechend dem Meßergebnis zu den im Steuerserver enthaltenen Steuerregeln auszuführen.
Steuersystem für Netzwerkmessungen, mit wenigstens zwei Meßstellen (101), die Pakete von einem Netzwerk aufnehmen und den Fluß der Pakete entsprechend einem vorgegebenen Meßprotokoll messen; einem Steuerserver (102) nach Anspruch 1; und mit einem Router (103) zum Steuern der Kommunikationsqualität entsprechend den vom Steuerserver ausgegebenen Informationen; wobei jede Meßstelle (101), der Steuerserver (102) und der Router (103) mit dem Netzwerk verbunden sind.
System nach Anspruch 2, wobei die Speichervorrichtung (605, 902) ferner einen gemessenen Verzögerungswert für den Meßfluß sowie einen oberen Grenzwert und einen unteren Grenzwert für den gemessenen Verzögerungswert enthält; und wobei die Übertragungseinrichtung (603) für Steuerbefehle den Router (103) anweist, die Bandbreite zu erweitern, wenn der gemessene Verzögerungswert den oberen Grenzwert überschreitet, und die Bandbreite zu verengen, wenn der gemessene Verzögerungswert unter den unteren Grenzwert fällt.
System nach Anspruch 2, wobei die Speichervorrichtung (605, 902) ferner einen Meßwert für den Durchsatz bei einem Meßfluß sowie einen oberen Grenzwert und einen unteren Grenzwert für den Meßwert des Durchsatzes enthält; und wobei die Übertragungseinrichtung (603) für Steuerbefehle den Router (103) anweist, die Bandbreite zu verengen, wenn der Meßwert für den Durchsatz den oberen Grenzwert überschreitet, und die Bandbreite zu erweitern, wenn der Meßwert für den Durchsatz unter den unteren Grenzwert fällt.
System nach Anspruch 2, wobei die Speichervorrichtung (605, 902) ferner einen Meßwert für die Verzögerung bei einem Meßfluß sowie einen oberen Grenzwert und einen unteren Grenzwert für den Meßwert der Verzögerung enthält; und wobei die Übertragungseinrichtung (603) für Steuerbefehle den Router (103) anweist, die Priorität zu erhöhen, wenn der Meßwert für die Verzögerung den oberen Grenzwert überschreitet, und die Priorität herabzusetzen, wenn der Meßwert für die Verzögerung unter den unteren Grenzwert fällt.
System nach Anspruch 2, wobei die Speichervorrichtung (605, 902) ferner einen Meßwert für den Durchsatz bei einem Meßfluß sowie einen oberen Grenzwert und einen unteren Grenzwert für den Meßwert für den Durchsatz enthält; und wobei die Übertragungseinrichtung (603) für Steuerbefehle den Router (103) anweist, die Priorität herabzusetzen, wenn der Meßwert für den Durchsatz den oberen Grenzwert überschreitet, und die Priorität zu erhöhen, wenn der Meßwert für den Durchsatz unter den unteren Grenzwert fällt.
System nach Anspruch 2, wobei die Speichervorrichtung (605, 902) ferner einen Meßwert für die Verzögerung bei einem Meßfluß sowie einen oberen Grenzwert und einen unteren Grenzwert für den Meßwert enthält; und wobei die Übertragungseinrichtung (603) für Steuerbefehle eine Anweisung zum Umschalten auf einen alternativen Pfad ausgibt, wenn der Meßwert für die Verzögerung den oberen Grenzwert überschreitet.
System nach Anspruch 2, wobei der Steuerserver (102) die Meßauslastung der Meßstellen (101) überwacht und an eine Meßstelle eine Anweisung zum Messungswechsel überträgt, wenn an der Meßstelle eine Messungsüberlastung festgestellt wird.
System nach Anspruch 2, wobei der Steuerserver (102) einen oberen Grenzwert für die von einer Meßstelle (101) zu messende Datenmenge speichert und die Anzahl der zu messenden Flüsse verringert, wenn der obere Grenzwert für die gemessene Datenmenge überschritten wird.
System nach Anspruch 2, wobei jede Meßstelle (101) ein oder mehrere erhaltene Pakete mit den entsprechenden Empfangszeitinformationen übermittelt; und wobei der Steuerserver die Pakete mit den Empfangszeitinformationen von jeweils zwei Meßstellen (101) aufnimmt und die Inhalte dieser von den zwei Meßstellen (101) erhaltenen Pakete vergleicht, um die Identifikation jedes der Pakete zu bestätigen und damit die Zeitverzögerung zu messen, die das Paket zwischen den zwei Meßstellen braucht.
System nach Anspruch 10, dazu ausgelegt, das Netzwerk kontinuierlich zu überwachen, einen neu erzeugten Fluß von Paketen zu erfassen, die Flußinformationen an den Steuerserver (102) zu übertragen und eine Messung zu beginnen, wenn der Steuerserver die Meßstelle (101), die den Fluß der Pakete erfaßt, anweist, die Messung zu beginnen.
System nach Anspruch 10, dazu ausgelegt, das Netzwerk kontinuierlich zu überwachen, das Verschwinden eines Flusses von Paketen zu erfassen, die Flußinformationen an den Steuerserver (102) zu übertragen und die Messung zu beenden, wenn der Steuerserver (102), der die Informationen über das Verschwinden des Flusses erhalten hat, die Meßstelle (101), die das Verschwinden des Flusses von Paketen erfaßt hat, anweist, die Verarbeitung zu beenden.
System nach Anspruch 10, wobei das System bei der Messung einer weiteren Verzögerungszeit des Netzwerks auf der Basis einer gemessenen Netzwerkverzögerungszeit dem Steuerserver sowohl die Anfangszeit als auch die Endzeit der Messung entsprechend der Verzögerungszeit mitteilt.
System nach Anspruch 10, wobei die Meßstelle (101) einen Hardware-Interrupt abfängt, um während der minimalen Zeiteinheit, die für eine Meßzeitgenauigkeit erforderlich ist und die in festen Intervallen ausgeführt wird, Pakete aus der Hardware der Meßstelle abzurufen, um dadurch eine genaue Ankunftszeit für jedes Paket zu erhalten.
System nach Anspruch 2, wobei die Informationen in den Datenarten die Anzahl der Pakete, die Anzahl der Byte, den Durchsatz, die Maximalmenge von pro Zeiteinheit übertragenen Daten, die Verzögerungszeit, den Verlust an Paketen, eine Synchronisationsstörung oder die maximale übertragene Datenmenge umfassen.
Steuerungsverfahren zur Netzwerkmessung, ausführbar in einem mit einem Netzwerk verbindbaren Steuerserver (102), wobei das Netzwerk wenigstens zwei Meßstellen umfaßt, die Pakete vom Netzwerk erhalten und zumindest einige dieser Pakete übertragen können, wobei das Verfahren umfaßt: Speichern eines Schwellenwerts für Qualitätserfordernisse zur Steuerung einer Kommunikationsqualitätsmessung für jeden Fluß von einer bestimmten Ursprungsadresse einer Meßstelle zu einer bestimmten Zieladresse einer Meßstelle im Netzwerk, wobei für wenigstens eine von mehreren Datenarten der Informationen eine vorgegebene Aktion be züglich eines Kommunikationsqualitätselements ausgeführt wird, wenn der Schwellenwert überschritten wird; Aufnehmen eines Meßergebnisses von einer Meßstelle (101); Aufnehmen eines Meßergebnisses von der anderen Meßstelle (101); Bestimmen der Informationen für wenigstens eine von mehreren Datenarten zur Steuerung der Kommunikationsqualität auf der Basis der Meßergebnisse; Vergleichen der Meßergebnisse mit dem Schwellenwert; und Anweisen eines Routers (103), die vorgegebene Aktion bezüglich des Kommunikationsqualitätselements entsprechend dem Meßergebnis zu den vom Steuerserver gehaltenen Steuerungsregeln auszuführen.
Testverfahren zur Netzwerkmessung, ausführbar in einem mit dem Netzwerk verbindbaren Steuerserver (102), wobei das Netzwerk zumindest zwei Meßstellen aufweist, die Pakete vom Netzwerk empfangen und zumindest einige dieser Pakete übertragen, wobei das Verfahren umfaßt: Speichern eines Schwellenwerts, der die Qualitätssteuerung einer Kommunikationsqualitätsmessung für jeden Fluß von einer bestimmten Ursprungsadresse einer Meßstelle zu einer bestimmten Zieladresse einer anderen Meßstelle im Netzwerk erfordert, wobei für wenigstens eine von mehreren Datenarten der Informationen eine vorgegebene Aktion bezüglich eines Kommunikationsqualitätselements ausgeführt wird, wenn der Schwellenwert überschritten wird; Übertragen eines Testpakets entsprechend einer Dienstanforderung, die eine Benutzerforderung bezüglich der Kommunikationsqualität enthält; Aufnehmen eines Meßergebnisses von einer Meßstelle (101); Aufnehmen eines Meßergebnisses von der anderen Meßstelle (101); Bestimmen einer Steuerungsbedingung bezüglich eines Kommunikationspfads zwischen den Meßstellen zu den vom Steuerserver gehaltenen Steuerungsregeln, um die Kommunikationsqualität des Kommunikationspfads zu steuern; und Übermitteln eines Steuerbefehls an den Router entsprechend der Kommunikationsbedingung, wenn das Meßergebnis die Forderung des Benutzers erfüllt, oder Zurückweisen der Dienstanforderung, wenn das Meßergebnis die Forderung des Benutzers nicht erfüllt.
Computerprogrammerzeugnis, das prozessorimplementierbare Anweisungen enthält, die dazu ausgelegt sind, wenn sie auf einem Computer ablaufen, das Steuerungsverfahren zur Netzwerkmessung nach Anspruch 16 auszuführen.