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Die
Erfindung betrifft Datennetzwerkverwaltung und insbesondere Verfahren
zum Verwalten von Open-Systems-Interconnection-(OSI)-Schicht-3-Datennetzwerkeinheiten.
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Öffentliche
Datentransportnetze wie etwa das Internet waren ursprünglich konzipiert,
um Daten verkapselt in sogenannte Protokolldateneinheiten (Protocol
Data Units, PDUs) zu befördern.
Jede PDU enthält
Headerinformation und Nutzlast. Die PDU stellt eine selbständige Einheit
dar, die im Header Leitweglenkungsinformation zum Lenken der PDU
in dem Datentransportnetz zu einem darin spezifizierten beabsichtigten
Ziel enthält.
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Die
frühe Entwicklung
des Internet war getrieben durch ein Bedürfnis, verbindungslosen Datentransport
anzubieten. Verbindungsloser Datentransport bezieht sich auf die
Beförderung
von PDUs an einen beabsichtigten Ziel-Datennetzwerkknoten ohne Vorgabe
eines Pfades durch das Datentransportnetzwerk.
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Der
verbindungslose Transport von Daten bietet eine inhärente Fehlerbehebung.
Jede PDU wird durch das Datentransportnetzwerk unabhängig von
jeder anderen PDU transportiert. Die PDU wird an jedem Datennetzwerkknoten,
der sie empfängt, untersucht,
um einen nächsten
Sprung festzulegen, der zum Weiterleiten der PDU zum beabsichtigen Ziel
verwendet werden soll. Der von der PDU zurückgelegte Leitweg ist empfindlich
gegen Datenverbindungs- und/oder
Datentransportknotenfehler. Bei der Durchführung von Leitweglenkungsentscheidungen werden
PDUs um Störungen
im Datentransportnetz herum geleitet, ohne redundante Bandbreite und/oder
(physikalische) Datenstrecken zu erfordern.
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Ursprünglich bestand
der Internetverkehr aus „Best-Effort"-Datenverkehr, was
bedeutet, das die Datennetzwerkknoten in dem Datentransportnetzwerk
ohne jegliche Zustellgarantie ihr Bestes tun, um eine PDU zu einem
beabsichtigten Ziel weiter zu leiten. In Fällen, wo eine PDU eine große Zahl
von Datenstrecken durchläuft,
wie auch in dem Fall, wo die PDU auf Verarbeitung an einem verstopften
Datennetzwerkknoten wartet, ist es möglich, dass die PDU verworfen
oder verzögert
wird. Datentransportprotokolle wie etwa das Transmission Control
Protocol (TCP) werden verwendet, um einen zuverlässigen Datentransport auf unzuverlässigen Datentransportvorrichtungen
zu bieten. Der TCP-Datentransport ist zwar zuverlässig, trifft
aber keine Dienstqualität-(Quality-of-Service,
QoS)-Vorkehrungen: verworfene oder verzögerte PDUs werden nicht als
empfangen bestätigt,
nach einer Verzögerung
werden unbestätigte
PDUs erneut übertragen.
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Das
Paradigma eines von PDUs verwendeten Datennetzwerkpfades als eine „verwaltete
Datennetzwerkeinheit" macht
bei dieser Anordnung keinen Sinn, da PDUs an jedem Datennetzwerkknoten
geroutet werden und nachfolgende PDUs konstruktionsbedingt nicht
notwendigerweise den gleichen Datentransportpfad in dem Datentransportnetzwerk
verwenden.
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Jüngere Entwicklungen
auf dem Gebiet der Datenfernübertragung
wie auch jüngere
Marktanforderungen haben erhöhte
Nachfrage für
Datendienste geschaffen, die einen zuverlässigen Datentransport mit einer
höheren
QoS erfordern. Gerätestörungen sind
durch Implementierung von Redundanz verringert worden. Es wurde
auch erkannt, dass der von den PDUs eingeschlagene Datentransportpfad
beim Bereitstellen von Datentransport zur Unterstützung eines
Datendienstes sehr wichtig ist.
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Eine
große
Zahl von Algorithmen ist entworfen worden, um Information über Datennetzwerkknoten
und sie verbindende Datentransportstrecken zu nutzen, um Datentransportpfade
mit spezifischen Eigenschaften zum Unterstützen von spezifischen Datendiensten
zu erstellen.
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Es
sind Algorithmen entwickelt worden, um den kürzesten Pfad zwischen zwei
Datennetzwerkknoten in dem Datentransportnetzwerk zu finden. Unter
einem kürzesten
Pfad wird der Pfad mit der kleinsten Zahl von Sprüngen oder
zu durchlaufenden physikalischen Datenverbindungen zwischen Quell- und
Ziel-Datennetzwerkknoten oder der kürzeste geographisch zurückgelegte
Pfad zwischen den Datennetzwerkknoten verstanden. Diese Algorithmen
beschäftigen
sich mit der Minimierung von Datenverarbeitungsverzögerungen
bzw. von Datenübertragungsverzögerungen.
Andere Algorithmen, die Datentransportpfade finden, versuchen, unterschiedliche
Aspekte des Datentransports zu optimieren, indem sie Datentransportstrecken
sowie Datentransportknoten Gewichtungen zuordnen, um den ausgewählten Datentransportpfad
mit Bezug auf Datentransportverzögerung,
Datenverarbeitungsverzögerung,
Jitter, Bandbreite, Redundanzschutz etc. zu optimieren.
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Beispiele
von Leitweglenkungsprotokollen, die Pfadsuchalgorithmen implementieren,
umfassen unter anderem entfernungsbasierte Leitweglenkung nach Routing
Information Protocol (RIP), Open the Shortest Path First [OSPF],
Intermediärsystem
zu Intermediärsystem
(ISIS), Border Gateway Protocol (BGP) etc.
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Verbindungsorientierte
Datentransporttechnologien sind auch entworfen worden, um Daten
in einer vermittlungsähnlichen
Weise zu transportieren, bei der die Erstellung eines Datentransportpfades
vor der Datenübertragung
zumindest eine gewisse vorherige Kenntnis des Datentransportnetzwerks
erfordert. Verbindungsorientierte Datentransporttechnologien umfassen
ohne Einschränkung
auf diese die Multi-Protocol-Label-Switching-(MPLS)-Protokollsuite. MPLS
verwendet das Paradigma „Pfad
als Datennetzwerkeinheit" und
insbesondere das Paradigma „Pfad
als verwaltbare Datennetzwerkeinheit".
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Router
stellen eine andere Datennetzwerkeinheit dar, die beim Bereitstellen
von Datentransportdiensten verwendet wird. Router stammen von Repeatern
ab. Repeater waren Datennetzwerkknoten, die verwendet wurden, um
die physikalische Reichweite von Datentransportnetzen durch blindes Kopieren
von PDUs über
die angeschlossenen Datennetzwerk-Domänen hinweg zu erweitern. Die
Repeater entwickelten sich zu Gateways, als Logik hinzugefügt wurde,
um selektiv nur die PDUs überzukopieren,
wenn die beabsichtigten Ziel-Datennetzwerkknoten für die kopierten
PDUs nicht an die Datennetzwerk-Domäne angeschlossen waren, aus
der die PDUs empfangen wurden. Obwohl Gateways als selbstständige Datennetzwerkknoten
implementiert werden können,
sind sie typischerweise integriert mit Datenvermittlungsknoten implementiert.
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Mit
dem Aufkommen von Pfadsuchalgorithmen implementierenden Leitweglenkungsprotokollen wie
oben erwähnt
entwickelten sich die Gateways zu Routern. Es gibt sowohl eigenständige Implementierungen
von Routern als auch virtuelle Router, die in auf Datenvermittlungsknoten
laufender Software implementiert sind.
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Die
Bereitstellung von eine Dienstqualität gewährleistenden Datentransportdiensten
erfordert die Erstellung von Datentransportpfaden. Datentransportpfade
werden zwischen Routern erstellt. Die typische Routerverwaltung
für selbstständige Routervorrichtungen
umfasste die Verwendung von Elementverwaltungssoftware. Elementverwaltungstechniken fokussieren auf
der Router-für-Router-Verwaltung des
Routers und der zugeordneten Datentransportpfade. Eine Durchführung von
Routerverwaltung unter Verwendung von Elementverwaltungstechniken leidet
unter einem begrenzten Überblick über die
Datennetzwerkbetriebsmittel. Im Gegensatz zu Datentransportpfaden,
die durch standardisierte Datentransportprotokolle geregelt sind,
haben Router eine anbieterspezifische Implementierung, die anbieter- und
typischerweise routerspezifische Elementverwaltungswerkzeuge verwendet.
Deshalb erfordern Netzwerkverwaltungslösungen, die Datentransportdienste
mit Dienstqualitätgarantien
bereitstellen, die Kenntnisse eines Analysten mit Erfahrung beim
Konfigurieren einer Routingausrüstung
von mehreren Anbietern.
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Ein
Beispiel eines herkömmlichen
Netzwerkverwaltungssystems nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1
ist offenbart in US-A-6 115 393. Dieses System hat ein graphisches
Protokollauswahlmenü, in
dem ein Benutzer zuerst eine Protokollfamilie und dann in dieser
Familie die spezielle Schicht auswählt.
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Ein
Ziel der vorliegenden Erfindung ist, ein Netzwerkverwaltungssystem
zum Bereitstellen einer umfassenden Verwaltung von Datentransportpfaden und
Routern zur Unterstützung
von Dienstqualitäts-Garantien
zu schaffen.
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Genauer
gesagt sieht die Erfindung, wie im unabhängigen Anspruch 1 definiert,
ein Netzwerkverwaltungssystem vor, das programmiert ist mit einer Netzwerkverwaltungslogik,
die eine Mensch-Maschine-Schnittstelle zum Anzeigen von Konnektivitätsinformation
umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass es ferner wenigstens zwei
auf der Mensch-Maschine-Schnittstelle
angezeigte Sichtausschnitte umfasst, einen ersten Sichtausschnitt
zum Anzeigen von Darstellungen von OSI-Schicht-3-Einheiten und einen
zweiten Sichtausschnitt zum Anzeigen von Darstellungen von OSI-Schicht-2-Einheiten,
wobei die OSI-Schicht-3-Einheiten über den OSI-Schicht-2-Einheiten
vorgesehen sind, so dass die Kombination der angezeigten Information
in den wenigstens zwei Sichtausschnitten eine Darstellung von OSI-Schicht-2-Einheiten
liefert, die ausgewählten
OSI-Schicht-3-Einheiten entsprechen.
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Die
Vorteile umfassen so eine verbesserte Effizienz der Verwaltung,
der Fehlerbehebung und der Bereitstellung von Datentransportpfaden.
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Gemäß einem
anderen Aspekt der Erfindung wird eine Netzwerkverwaltungssoftwareanwendung bereitgestellt,
wie im unabhängigen
Anspruch 7 definiert. Die Netzwerkverwaltungssoftwareanwendung umfasst
eine Netzwerkverwaltungslogik, wobei, wenn die Logik in einem Computer
ausgeführt
wird, eine Mensch-Maschine-Schnittstelle veranlasst wird, Konnektivitätsinformation
anzuzeigen, und ist dadurch gekennzeichnet, dass, wenn die Logik
in einem Computer ausgeführt
wird, wenigstens zwei Sichtausschnitte veranlasst werden, über die
Menschmaschine Schnittstelle angezeigt zu werden. Ein erster Sichtausschnitt
stellt Darstellungen von OSI-Schicht-3-Einheiten dar. Ein zweiter Sichtausschnitt
stellt Darstellungen von OSI-Schicht-2-Einheiten dar. Die OSI-Schicht-3-Einheiten
sind über
den OSI-Schicht-2-Einheiten vorgesehen.
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Die
Kombination der angezeigten Information in den wenigstens zwei Sichtausschnitten
liefert eine knappe Darstellung von OSI-Schicht-2-Einheiten, die
ausgewählten
OSI-Schicht-3-Einheiten
entsprechen.
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Weitere
Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 6
und 8 bis 12 definiert.
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Die
Merkmale und Vorteile der Erfindung werden deutlicher aus der nachfolgenden
detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausgestaltungen unter
Bezug auf die beigefügten
Diagramme, wobei:
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1 ein
Schemadiagramm zeigt, das OSI-Schicht-1-Datentransportelemente sowie OSI-Schicht-3-Datentransporteinheiten
zeigt;
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2 ein
schematisches Diagramm zeigt, das eine Ableitungshierarchie von
verwalteten Einheitenobjekten, die Datentransportnetzwerkelemente
modellieren, gemäß einer
exemplarischen Ausgestaltung der Erfindung zeigt;
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3 ein
schematisches Diagramm zeigt, das eine Enthaltenheitshierarchie
von instanziierten verwalteten Datentransporteinheitenobjekten bei
der Modellierung der Datentransportnetzwerkelemente gemäß einer
exemplarischen Ausgestaltung der Erfindung zeigt;
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4 ein
schematisches Diagramm zeigt, das untereinander verbundene Datentransportnetzwerkelemente
zeigt, die Datentransport für
wenigstens einen über
einen Datentransportpfad bereitgestellten Datendienst bieten;
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5 ein
schematisches Diagramm zeigt, das gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung
der Erfindung Zuordnungen zwischen verwalteten Einheitsobjektinstanzen
zeigt, die bei der Bereitstellung von Datentransportpfaden verwendet
werden;
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6 ein
schematisches Diagramm zeigt, das gemäß einer exemplarischen Implementierung der
Erfindung eine graphische Benutzerschnittstelle zeigt, die es einem
Analysten ermöglicht,
mit angezeigten graphischen Einheiten zu interagieren, die für Instanzen
von verwalteten Dateneinheitsobjekten repräsentativ sind;
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7 ein
schematisches Diagramm zeigt, das einen Ablauf bei der Darstellung
von einem Datentransportpfad entsprechender Konnektivitätsinformation
gemäß einer
anderen Ausgestaltung der Erfindung zeigt; und
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8 ein
schematisches Diagramm zeigt, das einen Ablauf von angezeigter Information
bei der Fehlerbehebung auf einem OSI-Schicht-3-Datentransportpfad
zum Bestimmen von gestörten OSI-Schicht-2-und-1-Einrichtungen
gemäß einer weiteren
Ausgestaltung der Erfindung zeigt.
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In
den beigefügten
Diagrammen tragen gleiche Merkmale gleiche Kennzeichen.
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Detaillierte Beschreibung
der Ausgestaltungen.
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Die
Open-Systems-Interconnection-(OSI)-Hierarchie spezifiziert sieben
Schichten, die von Datentransportprotokollen durchgeführte Datentransportfunktionen
definieren. Die Isolierung von Datentransportfunktionen in unterschiedliche
Schichten minimiert die Auswirkungen einer technologischen Änderung.
Von relevanter Bedeutung sind hier die ersten drei Schichten.
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Die
OSI-Schicht 1 ist auch als die physikalische Schicht bekannt, die
sich mit physikalischem Datentransport beschäftigt und insbesondere die
Eigenschaften der Hardware definiert, die benötigt wird, um Datenübertragungen
auszuführen.
Die Hardware umfasst physikalische Streckenkabel, optische physikalische
Streckenfasern, physikalische Freiraumverbindungen, etc. Die physikalischen
Streckenkabel und/oder optischen physikalischen Streckenfasern verbinden
mit Datenanschlüssen.
Jeder Datenanschluss hat physikalische Sender und Empfänger, darunter
Signaltreiber, Lasermodulatoren, Mikrowellenantennen etc.
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OSI-Schicht
2 ist auch bekannt als die Datenverbindungsschicht, die sich mit
zuverlässigem Datentransport über entsprechende
physikalische Schicht-1-Verbindungen befasst. Schicht-2-Datentransportprotokolle
umfassen: Asynchronous Transfer Mode (ATM), Frame Relay (FR), Packet-over-SONET
(Synchronous Optical NETwork), serielle Line IP (SLIP), PPP, MAC
etc. Die Datennetzwerkanlage umfasst Knoten und Schnittstellen mit
für das Schicht-2-Datentransportprotokoll
spezifischen Datenanschlüssen.
Datennetzwerkanschlüsse
können konfiguriert
werden, um mehr als ein Übertragungsprotokoll
entweder zu mehreren oder in Kombination zu unterstützen.
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OSI-Schicht-3
ist auch bekannt als die Netzwerkschicht, die sich mit der Verwaltung
der Datenkonnektivität
von einem Ende zum anderen befasst. Das verbindungslose Internetprotokoll
(IP), das verbindungsorientierte Multi-Protocol Label Switching-(MPLS)-Protokoll sind Schicht-3-Leitweglenkungsprotokolle.
Das MPLS-Protokoll kann IP-Technologien
verwenden. Datentransportpfade und Router sind OSI-Schicht-3-Datentransporteinheiten.
Von MPLS freigegebene Router sind als Etikettenschaltrouter (Label
Switching Router, LSR) bekannt.
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Wie
oben erwähnt,
hat für
den ursprünglichen
verbindungslosen Best-Effort-Datenverkehr die Idee eines sich ständig ändernden
Datentransportpfades als eine verwaltbare Datennetzwerkeinheit wenig
Nutzwert. In jüngerer
Zeit jedoch hat das Aufkommen von verbindungsorientierten Datentransporttechnologien,
die Dienstqualitäts-Garantien
bieten, das „Datentransportpfad
als verwaltbare Datennetzwerkeinheit"-Paradigma zur Notwendigkeit gemacht.
Mit Datentransportpfaden, die sich zwischen Routern in einem Datentransportnetzwerk
erstrecken, ist auch die Verwaltung von Routereinheiten eine Notwendigkeit.
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1 ist
ein schematisches Diagramm, das Datennetzwerkelemente zeigt, die
verbundene Datentransportnetzwerke implementieren.
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Datennetzwerkknoten 102, 110, 120 sind physikalisch
miteinander verbunden, um Datentransportnetzwerke 100 auf
der Open-Systems-Interconnection (OSI)-Schicht 1 über physikalische
Verbindungen 108 zu bilden. Datentransportnetzwerke 100 können über Brücken-Datennetzwerkknoten 104 überbrückt werden,
um zwischen ihnen Datenaustausch zu ermöglichen. Angeschlossene Datentransportnetzwerke 100 können gruppiert
werden, wodurch für
die Zwecke der Netzwerkverwaltung Schwerpunkt- und Einflussgebiete
definiert werden.
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Physikalische
Strecken 108 schaffen OSI-Schicht-1-Konnektivität zwischen
den Datennetzwerkknoten 102/104/110/120,
indem sie Daten für
OSI-Schicht-2-Datenstrecken von Ende zu Ende zwischen Knoten 102/110/120 physikalisch
befördern.
Eine Schicht-2-Datenstrecke
kann über
wenigstens eine physikalische Strecke 108 bereitgestellt
werden, wobei eine spezifische Folge von physikalischen Datenstrecke 108 einen OSI-Schicht-3-Pfad 128 bildet.
Router 130 werden verwendet, um den Datenverkehr in dem
Datentransportnetzwerk 100 zu steuern.
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Z.
B. kann mit Bezug auf in 1 schematisch gezeigte Datenvermittlungsknoten
ein Anbieter eine Implementierung als integrales Gerät 110 mit
einem Datenprozessor und einer Gruppe von Anschlüssen 112 wählen, während ein
anderer Anbieter eine Implementierung mit einem konfigurierbaren Datenvermittlungsknoten 120 wählen mag,
welche umfasst: eine Vermittlungsmatrix, einen in Fächer unterteilten
Geräterahmen,
wobei jedes Fach 122 Schlitzverbinder zum Anschließen an physikalische Schnittstellenkarten
umfasst und jede physikalische Schnittstellenkarte 124 wenigstens.
einen Anschluss 112 hat. Obwohl konzeptionell die zwei
Datenvermittlungsknoten 110 und 120 die gleiche
Datenvermittlungsfunktion bieten, ist jede Implementierung an eine
unterschiedliche Umgebung angepasst: ersterer Datenvermittlungsknoten 110 ist
eher an Firmenlösungen
als an einen privaten Netzwerkknoten angepasst und vielleicht auch
geeignet, um den Zugang zu öffentlichen
Datendiensten zu ermöglichen,
während
letzterer Datenvermittlungsknoten 120 besser angepasst
ist für
einen hohen Datendurchsatz im Kern der öffentlichen Datentransportnetzwerke.
Typischerweise implementiert ersterer (110) eine kleine Anzahl
von Datentransportprotokollen, während
für letzteren
(120) Datentransportprotokolle auf Schnittstellenkarten 124 und/oder
Anschlüssen 112 implementiert
sind – was
eine flexible Entfaltung von deren Fähigkeiten ermöglicht.
Router, wie schematisch in 1 bei 130 gezeigt,
können
integrale Datennetzwerkvorrichtungen darstellen. Virtuelle Router
(130) sind in Datennetzwerkknoten 102/104/110/120 integriert.
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Netzwerkverwaltung
wird typischerweise durchgeführt
mit der Hilfe wenigstens eines Netzwerkverwaltungssystems (NMS) 140,
das an wenigstens einen einem Datentransportnetzwerk 100 zugeordneten
Knoten 102 angeschlossen ist.
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2 ist
ein schematisches Diagramm, das gemäß einer exemplarischen Angestaltung
der Erfindung eine Ableitungshierarchie von verwalteten Einheitenobjekten
zeigt, die Datentransportnetzwerkeinheiten modellieren.
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Zur
Unterstützung
der Verwaltung der in 1 gezeigten verwaltbaren Datentransporteinheiten
wird jede verwaltbare Datentransporteinheit über entsprechende verwaltete
Einheitenobjekte als Software modelliert. Andere Modelliertechniken
können verwendet
werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Die verwalteten
Einheitenobjekte bilden typischerweise eine Ableitungshierarchie 200 von
verwalteten Einheiten.
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3 ist
ein schematisches Diagramm, dass gemäß einer exemplarischen Ausgestaltung
der Erfindung eine Enthaltenheitshierarchie von Instanzen von verwalteten
Datentransporteinheitenobjekten bei der Modellierung der verwendeten
Datentransportelemente zeigt.
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Beim
Bereitstellen der Netzwerkverwaltungsfunktion für Datentransportnetzwerke 100 in
einem Einflussbereich werden Datennetzwerkverwaltungssoftwareanwendungen
verwendet, um Konnektivitätsinformation
von untereinander verbundenen Datennetzwerkelementen wie in 1 gezeigt
zu extrahieren. Die Netzwerkverwaltungssoftwareanwendung kann weiter
verwendet werden, um Konnektivitätsinformation
z. B. beim Einrichten von Datendiensten zu spezifizieren. Ein Datennetzwerkzustand
einschließlich
Konnektivitäts-information,
Dienstbereitstellungsinformation, Betriebs-zustandsinformation, etc.
ist in Instanzen von verwalteten Einheitenobjekten (200)
aufgefangen, wobei die Instanzen von verwalteten Einheitenobjekten
eine Enthaltenheitshierarchie 300 bilden.
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4 ist
ein schematisches Diagramm, das verbundene Datennetzwerkelemente
zeigt, die ein Datentransportnetzwerk 100 implementieren,
das Datentransport für
wenigstens einen Datendienst 400 zwischen einem Dienstanbieterknoten 412 und einem
Dienstnutzerknoten 422 bereitstellt.
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Der
Dienstanbieterknoten 412 und der Dienstnutzerknoten 422 sind
an das Datentransportnetzwerk 100 und insbesondere an den
Kantenknoten 102 über
Aufwärtsverbindungen 408 angeschlossen.
Datennetzwerkknoten 102 innerhalb des Datennetzwerks 100 sind
durch physikalische Datenstrecken 108 verbunden, um Datentransport
zwischen ihnen bereit zu stellen.
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Um
bei der Beförderung
von Daten über
das Datentransportnetzwerk 100 zwischen dem Dienstanbieterknoten 412 und
dem Dienstnutzerknoten 422 eine Dienstqualität bereit
zu stellen, ist ein Datentransportpfad 128 zwischen den
Kantenknoten 102A und 102B vorgesehen. Datentransportpfade wie
der mit 128 bezeichnete stellen OSI-Schicht-3-Einheiten dar und
werden von verbindungsorientierten Datentransportprotokollen unterstützt.
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Jeder
Datentransportpfad 128 durchläuft eine Gruppe von Knoten 102 in
dem Datentransportnetzwerk 100. Über den Datentransportpfad 128 gesendete
PDUs tunneln durch das Datentransportnetzwerk 100 auf dem
eingerichteten Datentransportpfad 128 zwischen dessen Endknoten 102. PDU-Verarbeitungseffizienzen
werden abgeleitet von deren Tunneln durch das Datentransportnetzwerk 100,
wodurch PDU-Verarbeitungsüberhang
an den Datennetzwerkknoten 102 auf dem Datentransportpfad 128 verringert
wird. Die Router 130 werden verwendet, um mit dem Datendienst 400 verknüpften Datenverkehr
auf dem Datentransportpfad 128 zu steuern.
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5 ist
ein schematisches Diagramm, dass gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung
der Erfindung Zuordnungen zwischen bei der Bereitstellung von Datentransportpfaden
benutzten verwalteten Einheitsobjektinstanzen zeigt.
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Unabhängig von
der Implementierung eines Routers 130 als eigenständige Vorrichtung
oder integriert in einem Datentransportknoten 102 ist jedem Router 130 ein
Datentransportknoten 102 zugeordnet. Router 130 befassen
sich mit der Verarbeitung von PDUs und insbesondere mit der Verarbeitung von
mit den ersten drei OSI-Schichten verknüpfter Leitweglenkungsinformation,
die in PDU-Headern gespeichert ist.
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Verwaltung
und Bereitstellung von Datenstrukturen sind auf jeder OSI-Schicht
definiert. Solche Datenstrukturen umfassen, was als Routerschnittstellen
bekannt ist. Der Router 130 verwendet Routerschnittstellen,
um Datenverkehr zu steuern. In jeder Schicht wird über die
Router-Schnittstellen Konnektivität erreicht, und die Router-Schnittstellen bilden
eine Hierarchie.
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Eine
logische Schicht-3-Schnittstelle 152 wird für jeden
mit ihr verknüpften
Datentransportpfad 128 verwendet. Die logische Schicht-3-Schnittstelle 152 hat
eine zugeordnete Schicht-3-IP-Spezifikation. Die IP-Spezifikation
der logischen Schicht-3-Schnittstelle 152 wird
von IP-Routingprotokollen, dem MPLS-Protokoll und statischem Routing
verwendet, um Konnektivität
zwischen Routern 130 zu spezifizieren.
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Typischerweise
kann jede logische Schicht-3-Schnittstelle 152 eine von
zwei Konfigurationen haben, obwohl die Erfindung nicht hierauf beschränkt ist.
Eine erste Konfiguration der logischen Schicht-3-Schnittestelle 152 wird
als „nummeriert" bezeichnet. Eine
nummerierte logische Schicht-3-Schnittstelle 152 umfasst
in ihrer IP-Spezifikation eine IP-Adresse IP ADDR (ADDR). Die zweite
Konfiguration der logischen Schicht-3-Schnittstelle 152 wird
als „unnummeriert" bezeichnet. Eine
unummerierte logische Schicht-3-Schnittstelle 152 umfasst in
ihrer IP-Spezifikation keine IP ADDR. Die Verwendung von unnummerierten
Konfigurationen für
logische Schicht-3-Schnittstellen 152 ermöglicht die
Beibehaltung von IP-Adressen, was für die zunehmende Nachfrage
nach Datentransportdiensten von Belang ist. Eine Unterschicht-Schnittstelle
wird ferner verwendet, um Schicht-2-und-Schicht-1-Konnektivität zu spezifizieren.
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Eine
logische Schicht-2-Schittstelle 154, auch als Schicht-2-Streckenschnittstelle
bezeichnet, wird als eine Unterschichtschnittstelle verwendet. Streckenschichtschnittstellen 154 sind
gemäß dem für jede entsprechende
Datenstrecke 162 verwendeten Datentransportprotokoll eingerichtet.
Exemplarische verwendete Datentransportprotokolle umfassen ohne
Beschränkung
auf diese: ATM, FR etc. Entsprechende Spezifikationen der Schicht-2-Schnittstelle 154 umfassen
virtuelle Pfadindentifikatoren (Virtual Path Indentifiers, VPI)/virtuelle
Schaltungsidentifikatoren (Virtual Circuit Identifiers, VCI) und
Datenstrecken- Verbindungsidentifikatoren
(Data Link Connection Identifier, DLCI). PPP-Sitzungsspezifikation kann ebenfalls
verwendet werden, um die Schicht-2-Schnittstelle 154 zu
konfigurieren.
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Eine
logische Schicht-1-Schnittstelle 156, auch als physikalische
Schicht-2-Schnittstelle bezeichnet, wird ebenfalls als eine Unterschicht-Schnittstelle
verwendet. Physikalische Schichtschnittstellen 156 sind
entsprechend dem verwendeten Datentransportprotokoll sowie der für jede entsprechende
verwendete physikalische Strecke 108 verwendeten Anschluss-112-Konfiguration eingerichtet.
Exemplarische verwendete Datenanschlüsse 112 umfassen ohne
Beschränkung
auf diese: ATM, FR, POS, Gigabit Ethernet, Ethernet (Anschlüsse) etc.
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Datentransportpfade 128 umfassen
ohne Einschränkung
auf diese: Schicht-3-IP-Strecken, die unter Verwendung des IP-Protokolls
bereitgestellt sind, IP-Routingprotokolle und verwandte Technologien
sowie unter Verwendung des MPLS-Protokolls bereitgestellte Label-Switched-Pfade (LSP). Schließlich legt
die Konfiguration jeder IP-Strecke fest, welche Typen von PDUs auf
der IP-Strecke befördert werden
können
und folglich, welche Datendienste bereit gestellt werden können. Exemplarische IP-Streckenkonfigurationen
bieten Unterstützung
für IP-Weiterleitung,
MPLS-IP-Weiterleitung, MPLS allein, etc.
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Die
Spezifikation einer IP-Strecke wird verwendet, um die oben erwähnten Routerschnittstellen zu
konfigurieren, und stellt die logische IP-Konnektivität zwischen
Routern 130 dar, die einen Datentransportpfad 128 bereitstellen.
Nur eine IP-Strecke kann zwischen einem Paar von Schicht-3-Routerschnittstellen
definiert werden. Eine oder mehrere Unterschichtschnittstellen (des
gleichen Typs) können
einer Schicht-3-Routerschnittstelle 152 zugeordnet sein.
Mehr als eine IP-Strecke kann zwischen zwei beliebigen gegebenen
Routern 130 verwendet werden, und jede IP-Strecke kann
sich über
mehr als einen Sprung erstrecken. Ein Beispiel einer IP-Strecke
mit mehreren Sprüngen
kann bereit gestellt werden über
einen virtuellen ATM-Non-Cross-Connect-Schicht-2-Pfad. Wenn ATM
als Schicht-2-Datentransportprotokoll
verwendet wird, kann die IP-Streckenspezifikation nur ein VIP/VCI-Paar verwenden. Wenn
POS als Schicht-2-Datentransportprotokoll verwendet wird, kann die
IP-Strecke mehrere physikalische Strecken parallel verwenden, wobei mehrere
(L1) Anschlüsse
für jede
Routerschnittstelle (L3) spezifiziert sind. Ein LSP kann sich über mehr als
eine IP-Strecke erstrecken. LSPs können auf undirektionalen gerichteten
Datentransport beschränkt sein.
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Jede
IP-Strecke hat zwei Endpunkte. Für
die Zwecke der Netzwerkverwaltung fallen IP-Strecken in wenigstens drei Kategorien:
Punkt-zu-Punkt, Punkt-zu-IP, Punkt-zu-Unternetz etc. Bei der Bereitstellung
von Datentransportpfaden 128 werden die ersten zwei IP-Strecken
verwendet, um Punkt-zu-Punkt-Konnektivität zwischen Routern 130 herzustellen,
während
die letztere verwendet wird, um Unterstützung für Broadcast-Datendienste bereit zu
stellen. Jede Punkt-zu-Punkt-IP-Strecke wird verwendet, um Routerschnittstellen
beider Enden der zugeordneten IP-Strecke mit verwalteten Routern 130 im
Einflussbereich die Netzwerkverwaltungslösung zu konfigurieren. Wenn
einer der Router 130 an einem Ende einer IP-Strecke nicht
im Verwaltungsbereich der Netzwerkverwaltungslösung ist, dann wird eine Punkt-zu-IP-IP-Stecke
verwendet, die nur die IP ADDR des unverwalteten Routers 130 spezifiziert.
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Weitere
Klassifikationen von IP-Strecken umfassen: Peer-IP-Strecken, die
verwendet werden, um Konnektivität
zwischen einem Router 130 innerhalb eines Datentransportnetzwerks 100 zu
einer Brücke 104,
einem Dienstanbieter-Router (412) oder einem Dienstanwender-Router
(422) herzustellen; Zugangs-IP-Strecken, die verwendet
werden, um Konnektivität
zwischen einem Dienstanbieter-(412)-Router und einem Dienstanwender-(422)-Router
herzustellen, und Netzwerk-IP-Strecken zwischen verwalteten Routern 130.
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Die
Schicht-3-IP-Strecke verbirgt die Schicht-2-Komplexität wenn die
logische Konnektivität
der Schicht 3 über
einzelne oder mehrere Sprünge
sowie über
Schicht-2-Pfade bereitgestellt wird. Die Spezifikation einer IP-Strecke
konfiguriert nicht IP-Routingprotokolle (wenn freigegeben), sie
konfiguriert aber das MPLS-Protokoll. Von Routern 130 verwendete
Routingprotokolle werden getrennt konfiguriert und umfassen ohne
Einschränkung
darauf die Verwendung von Elementverwaltungswerkzeugen.
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Die
Einrichtung der IP-Strecke des Datentransportpfades 128 umfasst
ferner die Spezifizierung von Dienstqualitätparametern wie etwa, ohne Einschränkung auf
diese: Verzögerungstoleranz,
Jittertoleranz, PDU-Verlust-Toleranz, Weiterleitungspriorität etc.
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6 ist
ein schematisches Diagramm, das gemäß einer exemplarischen Ausgestaltung
der Erfindung eine graphische Benutzerschnittstelle zeigt, die es
einem Analysten ermöglicht,
mit angezeigten graphischen Einheiten zu interagieren, die für Instanzen
von verwalteten Datentransporteinheitsobjekten repräsentativ
sind.
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Vorzugsweise
wird dem Analysten eine Anzeigeschnittstelle 600 dargeboten.
Die Anzeigeschnittstelle ist unterteilt in wenigstens zwei Sichtfelder.
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Ein
erstes Sichtfeld 610 zeigt zumindest einen ausgewählten Abschnitt
des Datentransportnetzwerks 100 gemäß einer Schicht-3-Darstellung
desselben. Router 130, die Datenverkehr auf dem Datentransportpfad 128 steuern,
sind dargestellt, genauso wie der Datenpfad 128 selbst.
Ein zwischen den Routern 130 gespanntes Rohr oder Tunnel
stellt den Datentransportpfad 128 dar. Router 130A und 130B können als
eigenständige
physikalische Datentransporteinrichtung oder durch Software/Firmware eines
Datentransportknotens implementiert sein, wie etwa der virtuelle
Router 130B. Gemäß beiden
Implementierungen sind die Router 130 Datentransportknoten 102 in
dem Datentransportnetzwerk 100 zugeordnet. Andere Knoten 102,
die Schicht-3-IP ADDRs tragen, sind als Teil der Netzwerkverwaltungslösung dargestellt
und schaffen ferner einen visuellen Kontext für die Router 130 und
den Datentransportpfad 128.
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Das
Datentransportnetzwerk 100 ist seist eine Schicht-3-Einheit
in dem Sinne, dass es eine IP-Netzwerkadresse ###.###.###.0 hat,
und dargestellt werden kann, um einen visuellen Kontext herzustellen.
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Der über den
Schicht-3-Pfad 128 bereit gestellte Datendienst 400 ist
nicht gezeigt, weil er eine höhere
OSI-Schichteinheit ist. Der Dienstanbieter 412 und der
Dienstanwender 422 sind nicht gezeigt, obwohl es, da sie
IP ADDRs tragen, Schicht-3-Einheiten sind, denn diese Knoten sind
typischerweise nicht im Einflussbereich der Netzwerkverwaltungslösung.
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Diese
Schicht-3-Darstellungen zeigen zwar die Router 130, die
Endknoten 102 und den Datentransportpfad 128,
liefern aber sehr wenig Information darüber. Obwohl die Information
beschränkt
ist, ist eine solche Darstellung bevorzugt, da sie unnötig verkomplizierende
Details beseitigt, die mit der unteren OSI-Schicht-2 und Schicht-1-Datentransport-einrichtung
verknüpft
sind, die den Datentransportpfad 128 bereitstellt.
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Ein
zweites Sichtfeld 620 zeigt Schicht-2-Konnektivitätsinformation,
die mit ausgewählten
Schicht-3-Einheiten 604 im Feld 610 verknüpft ist,
z. B. mit dem Datentransportpfad 128. Die Auswahl erfolgt
typischerweise durch Ausnutzung von Zeigefähigkeiten des NMS-140-Systems.
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Die
Schicht-2-Konnektivitätsinformation
umfasst die Streckenschicht-Schnittstellenkonfigurationsspezifikationen.
In 6 ist eine IP-Strecke mit mehreren Sprüngen dargestellt,
die Datentransport für
Datentransportpfade 128 bietet. Die Mehrsprung-Strecke spezifiziert:
den VP/VCI für
einen Sprung 622 zwischen ATM-Knoten 102A und 102D, den
VPI/VCI für
einen Sprung 624 zwischen ATM-Knoten 102D und 102C und
DLCI für
einen Sprung 626 zwischen FR-Knoten 102C und 102B.
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Wie
man sieht, ist der Knoten 102C ein Gateway, der Datentransportprotokollübersetzung
zwischen ATM und FR bereitstellt. Optional kann auch eine dem Datentransportpfad 128 zugeordnete
Datentransportbandbreite gezeigt werden.
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7 ist
ein schematisches Diagramm, das gemäß einer anderen exemplarischen
Ausgestaltung der Erfindung eine progressive Darstellung zeigt,
die detailreichere Konnektivitätsinformation
in Bezug auf einen bereitgestellten Pfad liefert. Für die Zwecke dieses
Beispiels wird bei der Beschreibung der relevanten Konzepte der
Erfindung auf ATM-Datentransporttechnologien
Bezug genommen.
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Bei
der Verwaltung von Datentransportpfaden 128 wechselwirkt
ein Analyst (nicht gezeigt) mit dem NMS 140. Gemäß einer
Schicht-3-Darstellung auf hoher Ebene der einem ausgewählten Datentransportpfad 128 entsprechenden
Konnektivitätsinformation
wird der Analyst mit einer schematischen Darstellung derselben versorgt,
die den zwischen Routern 130A und 130B aufgespannten
Datentransportpfad 128 zeigt.
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Bei
der Verwaltung des Datentransportpfades 128 ist es wichtig,
in der Lage zu sein, die darunter liegenden Datennetzwerkeinheiten
inspizieren zu können,
die den Datentransportpfad 128 bereitstellen. Gemäß dem dargestellten
Beispiel verwendet der Datentransportpfad 128 zwei Datentransporttechnologien,
und zwar insbesondere ATM-Datentransport 710 zwischen
einem Endknoten 102A und einem Transportknoten 102C.
Der Datennetzwerkknoten 102C, ein Gateway, führt eine
Datentransferprotokollwandlung der geförderten Daten in ein FR-Datentransportprotokoll
für den
Datentransport 720 zwischen dem Knoten 102C und
dem Datennetzwerkknoten 102B durch. Dieses Niveau von Information
umfasst OSI-Schicht-2-spezifische Information, die die Verwendung
von Datentransportprotokollen und der Protokollkonversion im Knoten 102C betrifft.
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Bei
der Verwaltung des ausgewählten
Datentransportpfades 128 kann der Analyst durch Wechselwirkung
mit der NMS 140 sich durch Wechselwirken mit der angezeigten
Icon-Elementen durch die
zugeordnete Konnektivitätsinformation
abwärts arbeiten.
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Z.
B. ist der Analyst, der sich weiter durch die mit den Datentransportpfad 128 verknüpfte Konnektivitätsinformation
abwärts
arbeitet, in der Lage, festzustellen, dass der Endknoten 102A ein
ATM-Aggregationsknoten ist, dass der ATM-Datentransport 710 zwischen
den Knoten 102A und 102C zwei Sprünge über einen
intermediären
ATM-Knoten 102D hat. Zwei Datenstrecken 160 sind
gezeigt: eine erste Datenstrecke 712 zwischen ATM-Knoten 102A und 102D und
eine zweite Datenstrecke 714 zwischen dem ATM-Knoten 102D und
dem Gatewayknoten 102C. Die Schicht-2-Darstellung umfasst
die Schicht-2-Konfigurationsinformation,
welche die auf den Datenstrecken 712 und 714 verwendeten VPI/VCI
umfasst.
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Der
Datentransport 720 zwischen dem Gatewayknoten 102C und
dem FR-Kantenknoten 102B ist bereit gestellt über eine
FR-Datenstrecke, die sich zwischen dem ADM-Knoten 102C und
dem ATM-Kantenknoten 102B erstreckt. Die Schicht-2-Darstellung
umfasst die Schicht-2-Konfigurationsinformation,
die das auf der Datenstrecke 722 verwendete DLCI umfasst.
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Weitere
Details der zur Bereitstellung des Datentransportpfades 128 verwendeten
physikalischen Schicht-1-Vorrichtungen können einschließlich Spezifikationen
von verwendeten Fächern 122 und jeder
physikalischen L1-Schnittstelle entsprechenden Schlitzspezifikationen
präsentiert
werden. Es ist wichtig festzuhalten, das die Fach- und Schlitzspezifikationen
nur selektiv gezeigt werden können,
da sie nur für
spezifische Datentransporteinrichtungen relevant sind.
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Beim
weiteren Abwärtsarbeiten
durch die Konnektivitätsinformation
können
Schnittstellenkarte 124 und physikalische Anschluss-112-Spezifikationen
angezeigt werden.
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Wiederum
kann die Schnittstellenkartenspezifikation nur selektiv angezeigt
werden, da sie nur für spezifische
Datentransporteinrichtungen relevant ist.
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8 ist
ein schematisches Diagramm, das eine progressive Darstellung von
Konnektivitätsinformation
in Bezug auf einen Datentransportpfad 128 bei der Fehlersuche
darin, zum Identifizieren eines gestörten Geräts, zeigt. Für die Zwecke
dieses Beispiels wird bei der Beschreibung der relevanten Konzepte
der Erfindung auf SONET-Datentransporttechnologien
Bezug genommen.
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Ein
Schicht-3-Datentransportpfad 128, der sich zwischen Routern 130A und 130B erstreckt,
versagt. Das NMS 140 kann dem Analysten diese Tatsache über einen
visuellen Hinweis wie etwa eine spezielle Färbung, eine spezielle Schattierung,
eine spezielle Animation oder dergleichen signalisieren. In 8 ist
der festgestellte Fehler durch eine starke Fettdarstellung präsentiert.
Bei Auswahl des Datentransportpfades 128 wird die damit
verknüpfte Schicht-2-Konnektivitätsinformation
gezeigt.
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Durch
Untersuchen der dargestellten Schicht-2-Konnektivitätsinformation
bestimmt der Analyst, dass der Fehler verknüpft ist mit SONET-Datentransport
zwischen dem SONET-Knoten 102A und
dem Add/Drop-Multiplexer (ADM)-Knoten 102C über die
POS-Datenstrecke 810.
Durch weiteres Abwärtsarbeiten
durch die Schicht-2-Konnektivitätsinformation
ist der Analyst in der Lage, zu bestimmen, dass der Fehler verknüpft ist
mit einer OC-192-Spanne 814 zwischen dem ADM-Knoten 102D und
dem ADM-Knoten 102C. Beim Abwärtsarbeiten durch die Schicht-1-Konnektivitätsinformation
zeigt sich, dass ein Fach 122C am ADM-Knoten 102D und
ein Fach 122D am ADM-Knoten 102C ebenfalls von
dem Fehler betroffen sind, genauso wie betreffende Schlitze. Die
Information wird für
visuelle Inspektion durch den Analysten dargestellt.
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Beim
weiteren Abwärtsarbeiten
durch Schicht-1-Konnektivitätsinformation
die mit der physikalischen Strecke 814 verknüpften physikalischen Schnittstellenkarten,
nämlich 124C und 124D,
sowie die Datenanschlüsse 112C/112D und
die entsprechenden Kanäle.
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Die
Fehlersuchsitzung kann ein Abwärtsarbeiten
der Konnektivitätsinformation
durch die Schicht 1 umfassen, wo gezeigt ist, dass ein Sender-Empfänger, der
einem an den Datenanschluss 112D angeschlossenen optischen
Kabel zugeordnet ist, gestört
ist. Die Störung
kann eventuell bestätigt werden,
indem ein an dem Sender-Empfänger
durchgeführter
Regelkreistest fehlschlägt.
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Gemäß der Erfindung
konzentriert sich der Prozess des Abwärtsarbeitens mehr und mehr
auf die gestörte
Einrichtung und beseitigt aus dem Blickfeld korrekt funktionierende
Einrichtungen, auch wenn diese mit dem Datentransportpfad 128 verknüpft sind.
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Die
angezeigten Spezifikationen des Datentransportpfades 128 können eine
Datentransportkapazität
umfassen und so weitere Details im Bezug auf einen auf einer bestimmten
SONET-Spanne verwendeten virtuellen Nebenfluss liefern.
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Gemäß der Erfindung
ermöglicht
es die mit Netzwerkverwaltungslogik programmierte NMS 40 es
dem Analysten, in der Enthaltenheitshierarchie oder den instanziierten
verwalteten Einheitsobjekten, welche die im Feld installierte Datentransporteinrichtung
modellieren, zu navigieren. In der Netzwerkverwaltungslogik programmierte
Auswahlroutinen ermöglichen
die selektive Darstellung von Schicht-3-Konnektivitätsinformationen
auf einer der NMS 140 zugeordneten Mensch-Maschine-Schnittstelle 600.
Weitere Auswahlroutinen werden aufgerufen, um nach Bedarf Konnektivitätsinformation
einer niedrigeren Schicht progressiv freizulegen und anzuzeigen.
Die Anzeige von Konnektivitätsinformation umfasst
die Anzeige von Schicht-3-Konnektivitätsinformation in dem Sichtfeld 610 getrennt
von der Anzeige von Konnektivitätsinformation
einer niedrigeren Schicht in dem Sichtfeld 620.
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Die
dargestellten Ausgestaltungen sind rein exemplarisch, und Fachleute
erkennen, dass Abwandlungen an den oben beschriebenen Ausgestaltungen
vorgenommen werden können,
ohne den Umfang der Erfindung zu verlassen. Der Umfang der Erfindung
ist ausschließlich
durch die beigefügten Ansprüche definiert.