DE69624543T2

DE69624543T2 - System und Verfahren zur Erkennung von Netzwerkfehlern

Info

Publication number: DE69624543T2
Application number: DE69624543T
Authority: DE
Inventors: Thomas Joseph Porcaro; Waldron, Iii; Richard Byron Ward; Krishna Kishore Yellepeddy
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1995-10-10
Filing date: 1996-08-27
Publication date: 2003-06-26
Anticipated expiration: 2016-08-28
Also published as: JPH09153897A; CN1151551A; KR970022793A; DE69624543D1; MY112341A; KR100221380B1; EP0767558A1; CN1095618C; JP3268978B2; EP0767558B1; US5699511A

Description

Der Erfindung zugrunde liegender allgemeiner Stand der Technik.

1. Bereich der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft elektronische Datenverarbeitungssysteme und insbesondere verteilte Datenverarbeitungssysteme für den Zugriff auf Daten von einem fernen Server. Genauer gesagt, die vorliegende Erfindung betrifft Vorrichtungen und Prozesse zur Überwachung von Dateisystemanforderungen der unteren Ebene (low level file system requests) über Netzwerke unterschiedlicher Bandbreite.

2. Stand der Technik und verwandte Technik

Einzelne Rechnersysteme werden häufig unter Verwendung der lokalen Netzwerk-(LAN-) oder der Weitverkehrsnetzwerk-(WAN- )Technik mit anderen Rechnersystemen verbunden. Untereinander verbundene Systeme können Systemressourcen wie zum Beispiel Plattenspeicher und Drucker gemeinsam benutzen. Client- /Server-Systeme werden in dieser Umgebung realisiert, indem die Verarbeitung, die Speicherung oder eine andere Funktion zwischen einem Client- und einem Server-Arbeitsplatzrechner verteilt wird. Der Client-Arbeitsplatzrechner stellt eine Anforderung, die von einem Server-Arbeitsplatzrechner erfüllt wird.
LAN-/WAN-Netzwerke wurden typischerweise so realisiert, dass jeder Arbeitsplatzrechner eine feste Verbindung mit einer festgelegten Bandbreite zum Server hat. Die feste Verbindung und die festgelegte Bandbreite ermöglichen verhältnismäßig gleichmäßige Zugriffszeiten zwischen dem Client- und dem Serversystem.
Verteilte Terminal-Systeme werden mit Hilfe von asynchronen Verbindungen zwischen einem Terminal-System und einem Rechnersystem realisiert. Die asynchronen Verbindungen können über fest zugeordnete Leitungen oder über Telefonwählleitungen erfolgen. Die asynchrone Verarbeitung ermöglicht unterschiedlichste Übertragungsgeschwindigkeiten. Jede über das System gestellte Anforderung wird bestätigt, so dass jede Verbindungstrennung oder Verzögerung bei der Übertragung vom System bemerkt und behandelt werden kann. Verloren gegangene Sendungen können erneut übertragen werden, bis die ganze Nachricht empfangen wird. Die asynchrone Verarbeitung lässt eine größere Vielfalt bei den Verbindungsmedien zu, ist aber aufgrund des höheren Verarbeitungsaufwands gewöhnlich langsamer als direkt angeschlossene LAN-Arbeitsplatzrechner.
Der sich entwickelnde Netzwerkmarkt hat immer mehr Verfahren zur Verbindung von Arbeitsplatzrechnern hervorgebracht. Ein Lösungsansatz ermöglicht eine asynchrone Verbindung zu einem LAN über Telefonleitungen. Dieser Lösungsansatz wurde im IBM LAN Distance Program Product umgesetzt. Dieses Produkt ermöglicht es einem Client-Arbeitsplatzrechner, sich von einem fernen Standort in ein LAN einzuwählen. Hierzu wird eine spezielle LAN-Distance-Software sowohl am Client- als auch am Server-Arbeitsplatzrechner benötigt.
Eine weitere Verbindungstechnologie ist die Infrarot-(IR-) Verbindung. Bei der Infrarot-Direktzugriffverbindung (Infrared Direct Access connection (IRDA)) wird die herkömmliche Verkabelung durch ein drahtloses System ersetzt, das zur Übertragung von Daten Infrarotsignale verwendet. Ein Nachteil von IRDA-Systemen besteht darin, dass eine physische Behinderung der Sichtverbindung dazu führt, dass die Verbindung zu der Infraroteinheit zeitweilig getrennt ist. Software, die über IRDA-Verbindungen arbeitet, muss die Verarbeitung auch dann fortsetzen können, wenn die Verbindung zeitweilig getrennt ist.
Hochfrequenz-(HF-)Verbindungen sind eine weitere drahtlose Alternative zur Anbindung an ein LAN. HF-Signale sind ebenfalls zeitweiligen Unterbrechungen unterworfen.
Die Mobilfunktechnologie stellt noch eine weitere drahtlose Alternative zur LAN-Anbindung dar. Zellulare Signale sind aufgrund der Vermittlung oder der Unterbrechung durch ein physisches Hindernis wie beispielsweise einen Tunnel oder ein Gebäude Unterbrechungen unterworfen.
Diese Technologien stellen Mechanismen zur Herstellung von Datenübertragungsverbindungen zu fernen Clients bereit. Diese Mechanismen sind in mehreren mobilen Produkten integriert, die von immer mehr Personen verwendet werden. Mobile Produkte wie Laptop- oder Palmtop-Rechnersysteme und persönliche digitale Assistenten (PDAs) verwenden oftmals drahtlose Datenübertragungsverbindungen, um von der fernen Einheit eine direkte Verbindung zu einem Server herzustellen.
Der Rechner, der für die mobilen Clients als Server dient, enthält typischerweise ein Server-Dateiverwaltungssystem, das es Client-Systemen ermöglicht, Dateien auf dem Server zu speichern und darauf zuzugreifen. Das Dateiverwaltungssystem ist Teil des Server-Netzwerkbetriebssystems (NOS). Diese Systeme enthalten das IBM LAN Server Program Product und das Novell Netware Program Product. Außerdem werden Server- Dateisysteme wie zum Beispiel das Network File System (NFS) und das Andrew File System (AFS) auf Servern, die auf dem Betriebssystem UNIX basieren, bereitgestellt. (UNIX ist ein in den USA und anderen Ländern eingetragenes Warenzeichen, das ausschließlich durch X/Open Company Ltd. lizenziert wird).
Vorhandene Server-Dateisysteme gleichen vorübergehende Verbindungstrennungen aus, indem sie jeder Dateisystem- Zugriffsanforderung der unteren Ebene ein Zeitüberwachungsintervall zuordnen. Wenn die Anforderung nicht innerhalb des Zeitüberwachungsintervalls erfüllt wurde, signalisiert das System, dass die Datenübertragungsverbiridung getrennt wurde, und die weitere Verarbeitung wird eingestellt.
Ein Beispiel für ein solches System ist aus "Tingle a suite for monitoring networks" von J. Dean Brock, Communications for distributed applications and systems, Chapel 4. II, 18. bis 19. April 1991, no. conf. 4, Institute of Electrical and Electronics Engineers, Seiten 235 bis 242, bekannt.
Die Festlegung des geeigneten Zeitüberwachungswerts für Dateisystemanforderungen der unteren Ebene kann sich als schwierig erweisen. Wenn das Zeitüberwachungsintervall zu kurz gesetzt wird, signalisiert das System eine Verbindungstrennung, wenn das Signal nur sporadisch unterbrochen war. Die Wahl eines längeren Zeitüberwachungsintervalls kann jedoch dazu führen, dass das System einen möglicherweise langen Zeitraum wartet, bevor es eine echte Trennung einer Datenübertragungsverbindung feststellt. Zeitüberwachungswerte wurden gewöhnlich höher gesetzt als notwendig war, um falsche Meldungen über Verbindungstrennungen zu vermeiden. Die Wahl des Zeitüberwachungswerts wird dadurch weiter erschwert, dass die meisten Server sowohl lange als auch kurze Zeitüberwachungsintervalle gleichzeitig unterstützen müssen, da sie mobile Einheiten mit verschiedenen Arten von Datenübertragungsverbindungen unterstützen.
Das technische Problem besteht darin, eine Strategie für die Festlegung von Zeitüberwachungsintervallen zu finden, die den Zeitraum auf ein Mindestmaß verringert, der notwendig ist, um eine tatsächliche Verbindungstrennung festzustellen, während sie zeitweilige Verbindungstrennungen aufgrund von vorübergehenden Unterbrechungen der Kommunikationsverbindung ordnungsgemäß unterstützt.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft die Bereitstellung eines Mechanismus, der dazu dient, Zeitüberwachungswerte für Dateisystemanforderungen auf der Grundlage der tatsächlichen Merkmale der Netzwerkverbindung dynamisch zu ändern. Die vorliegende Erfindung betrifft eine clientseitige Vorrichtung und ein clientseitiges Verfahren zur Messung der Verzögerung, die in der verwendeten Datenübertragungsverbindung festgestellt wird, und zur dynamischen Änderung des Zeitüberwachungswerts auf der Grundlage der aktuellen Verzögerungsmerkmale.
Die vorliegende Erfindung betrifft einen von einem Rechner ausgeführten Prozess zur Erkennung von Netzwerkfehlern mit kleinstmöglicher Verzögerung in einem Netzwerksystem, das eine Quelleneinheit mit einer oder mehreren Zieleinheiten verbindet, wobei das Netzwerksystem über eine beliebige einer Vielzahl von Kommunikationsverbindungen betrieben werden kann, von denen jede eine veränderliche Übertragungsbandbreite hat und einer zeitweiligen Verbindungstrennung, die nicht auf einen Fehler zurückzuführen ist, unterliegt. Die Erfindung betrifft einen Prozess, der die folgenden Schritte umfasst:
Setzen eines Zeitüberwachungsintervalls für eine Netzwerkdienstanforderung für eine der einen oder mehreren Zieleinheiten auf einen Anfangswert; Wiederholen der folgenden Schritte für jede einer Vielzahl von Netzwerkdienstanforderungen, die an die eine der einen oder mehreren Zieleinheiten gerichtet werden: Ausgeben einer Netzwerkdienstanforderung über die Kommunikationsverbindung; Signalisieren eines Netzwerkfehlers, wenn die Netzwerkdienstanforderung nicht innerhalb des Zeitüberwachungsintervalls erfüllt wurde; Messen des Netzwerkdienstanforderungszeitraums, wenn die Netzwerkdienstanforderung erfüllt wurde; und Ändern des Zeitüberwachungsintervalls als Antwort auf den Netzwerkdienstanforderungszeitraum.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die tatsächliche Verzögerung zu messen, die einer von einem Client-Arbeitsplatzrechner hergestellten Datenübertragungsverbindung eigen ist, und die Zeitüberwachungswerte für die Dateisystemanforderung auf der Grundlage dieses Messwerts anzupassen.
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur Unterscheidung zwischen einer zeitweiligen und einer vollständigen Verbindungstrennung einer Kommunikationsverbindung bereitzustellen und den Zeitraum, der zur Feststellung einer tatsächlichen Verbindungstrennung notwendig ist, auf ein Mindestmaß herabzusetzen.
Es ist noch eine weitere Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Festlegung von getrennten Zeitüberwachungswerten für verschiedene Arten von Dateisystemanforderungen in Erkennung der Verarbeitungsverzögerungen bereitzustellen, die jeder Art von Dateisystemanforderung eigen sind.
Es ist ferner eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Strategie zur Festlegung von Zeitlimitüberwachungsintervallen für eine einzige Dateisystemanforderung für mehrere Arten von Verbindungen mit unterschiedlichen Bandbreiten und einer unterschiedlichen Häufigkeit der Verbindungstrennung bereitzustellen.
Die vorstehenden und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der folgenden ausführlicheren Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hervor, die in den beigefügten Zeichnungen veranschaulicht ist, in denen gleiche Bezugszahlen gleiche Teile der Erfindung darstellen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Erfindung wird nun lediglich anhand eines Beispiels und mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Systems ist, in dem die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zur Anwendung kommt;
Fig. 2 ein Blockschaltbild eines Rechnersystems ist, in dem die vorliegende Erfindung realisiert wird;
Fig. 3 ein Blockschaltbild ist, das die Beziehung zwischen dem Anwendungsprogramm, dem Betriebssystem und den Dateisystemprogrammen zeigt;
Fig. 4 ein Zeitdiagramm ist, das die Zeitsteuerung einer Dateisystemanforderung durch ein Netzwerk veranschaulicht;
Fig. 5 ein Flussdiagramm ist, das die Schritte der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
Fig. 6 ein Flussdiagramm ist, das die Schritte der vorliegenden Erfindung in einer alternativen Ausführungsform ausführlicher veranschaulicht;
Fig. 7 ein Flussdiagramm ist, das die Schritte in der Antwort-Überwachungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung zeigt; und
Fig. 8 ein Flussdiagramm ist, das die Schritte des Verbindungstestdämons zeigt.

Ausführliche Beschreibung

Die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kommt in einem Rechnernetzwerk zum Einsatz. Fig. 1 veranschaulicht eine Netzwerkkonfiguration von Rechnern 100, in der die vorliegende Erfindung ausgeführt werden kann. Ein lokales Netzwerk (LAN) oder ein Weitverkehrsnetz (WAN) verbindet einen Server 104 mit Client-Arbeitsplatzrechnern 106, 108 und 110. Die Clients sind jeweils über eine Datenübertragungsverbindung miteinander verbunden. Der Client- Arbeitsplatzrechner 108 ist mittels einer Infrarotverbindung angeschlossen. Der Client 106 ist über eine Telefon- oder Mobilfunkverbindung angeschlossen. Der Client 110 ist über eine feste Netzwerkverbindung angeschlossen. Jeder dieser Clients kann von anderen Netzwerkverzögerungen und einer anderen Häufigkeit, mit der es zu zeitweiligen Verbindungstrennungen kommt, ausgehen. Die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung arbeitet mit beliebigen der oben erwähnten Arten von Datenübertragungsverbindungen, ist aber nicht auf diese beschränkt. Andere Arten von Funk- oder optischen Verbindungen können ebenfalls verwendet werden. Außerdem kann jede beliebige Form eines Netzwerkprotokolls einschließlich Token- Ring- und Ethernet-Protokollen eingesetzt werden.
Jeder der Client- und Server-Arbeitsplatzrechner ist ähnlich der in Fig. 2 gezeigten Weise aufgebaut. Der Arbeitsplatzrechner 202 enthält einen Prozessor 204, einen Speicher 206, eine E/A-Steuereinheit 208 und eine Übertragungssteuereinheit 210. Der E/A-Prozessor 208 unterstützt mehrere Einheiten wie zum Beispiel einen Grafikbildschirm 214, eine Tastatur 216 und feste und auswechselbare Speichermedien 218 und 220. Die Speichermedien können Speichermedien eines beliebigen bekannten Typs sein, unter anderem Magnet- und optische Platten oder Magnetband- oder optische Kassetten. Die Übertragungssteuereinheit 210- steuert Übertragungen über eine Datenübertragungsverbindung 212. Die vorliegende Erfindung kann mit vielen verschiedenen Konfigurationen von Rechnersystemen in die Praxis umgesetzt werden. Die bevorzugte Ausführungsform wird auf einem Rechnersystem vom Typ IBM ThinkPad realisiert. (IBM und ThinkPad sind Warenzeichen der IBM Corporation).
Die vorliegende Erfindung gestattet einem Anwendungsprogramm oder einem Systemprogramm, auf Daten auf einem Server über eine Kommunikationsverbindung zuzugreifen. Fig. 3 veranschaulicht die Softwarestruktur eines Systems gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Ein Anwendungsprogramm 302 fordert Daten zur Verarbeitung an, indem es eine Datenanforderung an das Betriebssystem 304 ausgibt. Das Betriebssystem ist für die Verwaltung der Systemressourcen und für die Erfüllung von Anforderungen für Ressourcen, die von Anwendungen und vom System gestellt werden, verantwortlich. Die vorliegende Erfindung kann auf Betriebssystemen wie beispielsweise dem IBM OS/2 WARP Operating System, dem Betriebssystem Microsoft Windows NT und dem Betriebssystem UNIX realisiert werden. Das Betriebssystem 304 erfüllt eine Anwendungs- oder Systemdateianforderung, indem es auf den Datenspeicher 308 zugreift. (Der Speicher 308 kann ein beliebiger der zuvor erwähnten Datenspeichermedien in entweder fest installierten oder auswechselbaren Konfigurationen sein.) Das Betriebssystem nimmt Dateisystem- Zugriffsdienste in Anspruch, die im Betriebssystem enthalten sind, oder es kann die installierbaren Dateidienste (Installable File Services) 310 verwenden. Mit Hilfe der installierbaren Dateidienste kann der Benutzer des Rechnersystems bestimmte Dateisysteme installieren, um bestimmte Anforderungen des Benutzers zu unterstützen. Beispiele für installierbare Dateisysteme sind das IBM High Performance File System (HPFS) und die Funktion "IBM Mobile File Synch" des Programmprodukts IBM Attachpak Program Product. LAN-Clientsoftware wie zum Beispiel der IBM LAN Requester sind installierbare Dateisysteme, die Dateisystemanforderungen abfangen und sie über das Netzwerk einem Server zur Verarbeitung übergeben.
Ein installierbares Dateisystem fängt Betriebssystem- Dateidienstanforderungen ab und bedient die Anforderungen, indem es die jeweiligen Dienste des installierbaren Dateisystems nutzt. Die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird in dem installierbaren Dateisystem (Installable File System (IFS)) Mobile File Sync realisiert. Das installierbare Dateisystem Mobile File Synch ist so ausgelegt, dass es die mobile Datenverarbeitung für Benutzer unterstützt, die Netzwerke verwenden. Wenn der Benutzer über die Netzwerkverbindung 314 an eine LAN/WAN-Konfiguration angeschlossen ist, werden Anwendungs-Dateisystemanforderungen vom IFS über die Netzwerkschnittstelle an den LAN/WAN-Server weitergereicht, um sie zu bedienen. Mobile File Synch enthält einen Mechanismus, mit dem sich vom Client-System verwendete Daten lokal in einem Cachespeicher zwischenspeichern lassen. Wenn die Funktion Mobile File Synch eine Trennung der Datenübertragungsverbindung 314 feststellt, versucht sie, Dateisystemanforderungen aus dem lokalen Cachespeicher 312 zu bedienen. Zwar verwendet die bevorzugte Ausführungsform ein Dateisystem mit Zwischenspeicherung (Caching), doch ist die Erfindung nicht auf ein solches System beschränkt und kann mit jedem beliebigen LAN-Client verwendet werden, der Betriebssystem-Dateisystemanforderungen abfängt.
Die vorliegende Erfindung unterscheidet sich von asynchronen Dateiübertragungssystemen darin, dass sie Dateisystemanforderungen der unteren Ebene verarbeitet. Asynchrone Dateiübertragungen machen es typischerweise erforderlich, dass eine bestimmte Datei von einem Server an den Client übertragen wird. Die Dateiübertragungssoftware überwacht die Übertragung und stellt sicher, dass alle Blöcke gesendet und empfangen werden. Manche Dateiübertragungsprogramme ermöglichen eine erneute Übertragung von fehlenden Datenblöcken. Die vorliegende Erfindung bedient Dateisystemanforderungen der unteren Ebene wie zum Beispiel eine Anforderung, einen Datensatz aus einer Datendatei zu lesen. Diese Anforderungen werden von der Anwendung oder dem Systemprogramm 302 ausgegeben, das nicht weiß, ob die Daten lokal oder rechnerfern gefunden werden. Die vorliegende Erfindung bedient die Anforderung transparent von einem fernen Server. Der ferne Server bedient die Anforderung in der gleichen Weise, in der er jede andere lokale Datenanforderung bedienen würde. Indem Anforderungen direkt bedient werden, werden die Verzögerungen vermieden, die netzwerkübergreifenden Datenübertragungen anhaften, welche von der Netzwerksoftware abgewickelt werden.
Die vorliegende Erfindung unterstützt alle Arten von Dateisystemanforderungen der unteren Ebene. Fig. 4 veranschaulicht die Verarbeitung einer FileRead-Anforderung von einem Anwendungsprogramm. Diese Anforderung wird von dem Anwendungsprogramm ausgegeben, um weitere Daten zur Verarbeitung zu erhalten, und kann beispielsweise eine Anforderung für den nächsten Datensatz aus einer Datendatei sein.
Die Anforderung "FileRead" von der Anwendung wird dem Betriebssystem übergeben, das eine Dateisystemleseanforderung (FSRead) an die Dateisystemdienste ausgibt. Das installierbare Dateisystem fängt diese Anforderung ab und gibt über das Netzwerk eine FSRead an den Server aus. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die FSRead mit einem dynamischen Zeitüberwachungswert ausgegeben, der in der Weise festgelegt wird, die nachstehend ausführlicher dargelegt wird. Die FSRead mit der Zeitgrenze (Timeout) wird über die Datenübertragungsverbindung an den Server zur Verarbeitung übertragen. Der Server gibt eine FSRead an die physische Einheit aus, die die angeforderten Daten zurücksendet. Die Daten werden über das Netzwerk, das installierbare Dateisystem und das Betriebssystem an die Anwendung zurückgeschickt.
Wie in Fig. 4 angegeben ist, kommt es bei der Verarbeitung der FSRead zu Zeitverzögerungen. Im Einzelnen wird die Verzögerung zwischen dem Zeitpunkt, zu dem die FSRead- Anforderung vom IFS an den Server ausgegeben wird, und dem Zeitpunkt, zu dem die Antwort empfangen wird, als tr angegeben. Wenn der Zeitraum tr den Zeitüberwachungswert überschreitet, der von der FSRead mit der Zeitgrenze angegeben wird, signalisiert das installierbare Dateisystem eine Verbindungstrennung. Solange der Zeitraum tr geringer als der Zeitüberwachungswert ist, ergreift das IFS keine Maßnahme zur Verbindungstrennung, obgleich tatsächlich eine vorübergehende Verbindungstrennung stattfindet. Fig. 4 veranschaulicht die Komponenten von tr, zu denen t&sub1; und t&sub3;, die Netzwerkübertragungsverzögerungen, und t&sub2;, die Verzögerung, die notwendig ist, um die FSRead-Anforderung zu bedienen, gehören. Da jede Art von Anforderung (FSRead, FSWrite usw.) eine andere Servicezeit in Anspruch nimmt, sind die Gesamtverzögerung und damit der Zeitüberwachungswert je nach Art der Anforderung vorzugsweise unterschiedlich.
Die vorliegende Erfindung ändert den Zeitüberwachungswert dynamisch, indem sie die tatsächliche Zeitspanne misst, die zur Bedienung einer Anforderung benötigt wird. Die bevorzugte Ausführungsform setzt dem Zeitüberwachungswert eine obere und eine untere Grenze, um ein Minimum an Schutz bei zeitweiliger Verbindungstrennung und eine höchstmögliche Wartezeit bei einer tatsächlichen Verbindungstrennung zu ermöglichen. Bei der bevorzugten Ausführungsform können diese Parameter vom Systembenutzer gesetzt werden, damit eine Anpassung an bestimmte Situationen möglich ist.
Der Prozess der vorliegenden Erfindung ist in Fig. 5 gezeigt. Der Prozess startet bei 502 und beginnt damit, den Zeitüberwachungs-Mindestwert, den Zeitüberwachungs-Höchstwert und den aktuellen Zeitüberwachungswert zu setzen. Die bevorzugte Ausführungsform verwendet einen Zeitüberwachungs- Mindestwert von 15 Sekunden und einen Zeitüberwachungs- Höchstwert von 60 Sekunden. Anfangs wird der aktuelle Zeitüberwachungswert auf den Höchstwert gesetzt. Das System versucht als Nächstes, die erste Verbindung zum Server- Dateisystem herzustellen. Ein Verbindungszeitgeber 508 wird gestartet, wenn die Verbindungsanforderung gesendet wird. Wenn vor dem Ablauf des Zeitüberwachungsintervalls keine Verbindung hergestellt wurde, signalisiert das System, dass der Verbindungsaufbau gescheitert ist, und das Dateisystem arbeitet in der Betriebsart "Verbindung getrennt" (disconnected mode) 514, bis eine Verbindung aufgebaut wird. Wenn die Verbindung erfolgreich hergestellt wurde, 510, wird der Zeitraum, der für den Verbindungsaufbau notwendig ist, vom Verbindungszeitgeber 512 gemessen. Die bevorzugte Ausführungsform verwendet Messwerte vom 31,25- Millisekundentakt des Systems, um die verstrichene Zeit zu ermitteln (siehe Fig. 7). Andere Verbindungszeitgeber können ebenfalls verwendet werden, beispielsweise ein asynchroner DOS-Zeitgeber.
Als Nächstes wird die Verbindungsdauer mit dem Zeitüberwachungs-Mindestwert verglichen, 518. Wenn sie geringer als der oder gleich dem Zeitüberwachungs-Mindestwert ist, wird der aktuelle Zeitüberwachungswert auf den Zeitüberwachungs-Mindestwert gesetzt, 520. Andernfalls wird der aktuelle Zeitüberwachungswert auf den Wert der Verbindungsdauer zuzüglich einer angegebenen Pufferzeit gesetzt, 522. In der bevorzugten Ausführungsform gibt es für die verschiedenen Arten von Dateisystemaufrufen jeweils unterschiedliche Pufferzeiten.
Der aktuelle Zeitüberwachungswert, der zum Verbindungszeitpunkt gesetzt wird, wird für die nächste Dateisystemanforderung verwendet, 524, und dann auf der Grundlage der Antwortzeit für diese Anforderung angepasst. Bevor die Dateisystemanforderung an den Server gesendet wird, prüft das Dateisystem der vorliegenden Erfindung, ob eine Verbindung besteht, 526. Wenn keine Verbindung besteht, wird eine Verbindungstrennung signalisiert, und das Dateisystem tritt in die Betriebsart "Verbindung getrennt" ein, 514. Wenn eine Verbindung besteht, wird die Dateisystemanforderung mit dem Zeitüberwachungswert an den Server gesendet, 527. Der Dateisystemanforderung-Zeitgeber wird gestartet, 530, und nach erfolgreicher Verbindungsherstellung wird dieser Zeitraum dann gemessen, 532. Das System prüft, ob die Dateisystemanforderung innerhalb des Zeitüberwachungsintervalls erfüllt wurde, 528. Wenn sie nicht erfüllt wurde, tritt das System in die Betriebsart "Verbindung getrennt" ein, 514. Andernfalls wird der tatsächliche Anforderungs-Servicezeitraum berechnet. Die Schritte, in denen der Zeitüberwachungswert dynamisch angepasst wird, 518 bis 522, werden für jede Dateisystemanforderung wiederholt.
In der bevorzugten Ausführungsform wird für jede Art von Dateisystemanforderung ein Pufferwert festgelegt. Jede Art von Dateisystemanforderung erhält einen individuellen Zeitüberwachungswert auf der Grundlage des tatsächlichen Anforderungs-Servicezeitraums. Der Pufferwert und der Zeitüberwachungswert für jede Art von Dateisystemanforderung werden in einer Tabelle gespeichert, auf die immer zugegriffen wird, wenn eine Anforderung dieser bestimmten Art ausgegeben wird. Die Verwendung der Tabelle mit den Puffer- und Zeitüberwachungswerten für Dateisystemanforderungen ist in dem Diagramm von Fig. 6 veranschaulicht. Alternative Ausführungsformen basieren auf einem einzigen Pufferwert und einem einzigen Zeitüberwachungswert. Der Zeitüberwachungswert dieser alternativen Ausführungsformen muss aufgrund der vielen Service-Arten eine größere Veränderungsbandbreite zulassen. Der Pufferwert muss hoch genug sein, damit auch die längste Dateiserviceanforderung verarbeitet werden kann. Dies hat eine nicht ganz optimale Erkennung von Verbindungstrennungen bei kürzeren Dateisystemanforderungen zur Folge.
Das Dateisystem bleibt in der Betriebsart "Verbindung getrennt", bis es eine Meldung empfängt, 516, dass die Netzwerkverbindung wiederhergestellt wurde. Die Meldung kann auf mehrere Arten erzeugt werden. In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung fragt das Dateisystem den Server in regelmäßigen Abständen ab, um festzustellen, ob das Dateisystem mit dem Server verbunden ist (Fig. 8). Das Dateisystem der bevorzugten Ausführungsform gibt eine Anforderung "QueryPath" (Pfad abfragen) für das Verzeichnis aus, mit dem es verbunden werden soll. Der Prozess wird bis zum Empfang einer Antwort gesperrt. Die Task tritt für die Dauer von fünf Sekunden in den Ruhezustand ein und prüft dann, ob eine Verbindung hergestellt werden konnte. Wenn nicht, wird die Betriebsart "Verbindung getrennt" signalisiert, Wenn eine Verbindung hergestellt werden konnte, wird die Betriebsart "verbunden" signalisiert.
Alternativ dazu kann der Server immer ein Signal senden, wenn eine Verbindung zum Client wiederhergestellt wird.
Wie vorstehend erwähnt wurde, beziehen sich Aspekte dieser Erfindung auf bestimmte "Verfahrensfunktionen", die auf Rechnersystemen ausgeführt werden können. In einer alternativen Ausführungsform kann die Erfindung als ein Rechnerprogrammprodukt zur Verwendung mit einem Rechnersystem realisiert werden. Der Fachmann dürfte ohne weiteres erkennen, dass Programme, die die Funktionen der vorliegenden Erfindung angeben, einem Rechner auf vielerlei Arten bereitgestellt werden können, unter anderem auf die folgenden Arten, jedoch nicht auf diese beschränkt:
(a) Informationen, die dauerhaft auf nicht beschreibbaren Speichermedien gespeichert werden (z. B. Nur-Lese- Speichereinheiten in einem Rechner wie zum Beispiel einem Halbleiter-ROM oder CD-ROMs, die von einem Rechner-E/A- Anschluss gelesen werden können);
(b) Informationen, die auf beschreibbaren Speichermedien gespeichert und verändert werden können (z. B. Disketten und Festplatten); oder
(c) Informationen, die einem Rechner über Übertragungsmedien wie zum Beispiel ein Netzwerk und Telefonnetzwerke mittels eines Modems übermittelt werden können. Es dürfte daher klar sein, dass solche Medien, wenn sie rechnerlesbare Befehle übertragen, die die Verfahrensfunktionen der vorliegenden Erfindung steuern, alternative Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung darstellen.
Zwar wurden in der Beschreibung Dateisystemanforderungen verwendet, doch könnten auch Anforderungen für andere gemeinsam benutzte Ressourcen wie zum Beispiel serielle Einheiten, Drucker und die Prozessorzeit in ähnlicher Weise abgewickelt werden.

Claims

1. Von einem Rechner ausgeführter Prozess zur Erkennung von Netzwerkfehlern mit kleinstmöglicher Verzögerung in einem Netzwerksystem, das eine Quelleneinheit mit einer oder mehreren Zieleinheiten verbindet, wobei das Netzwerksystem über eine beliebige einer Vielzahl von Kommunikationsverbindungen betrieben werden kann, von denen jede eine veränderliche Übertragungsbandbreite hat und einer zeitweiligen Verbindungstrennung, die nicht auf einen Fehler zurückzuführen ist, unterliegt, wobei der Prozess die folgenden Schritte umfasst:

Setzen eines Zeitüberwachungsintervalls für eine Netzwerkdienstanforderung für eine der einen oder mehreren Zieleinheiten auf einen Anfangswert;

Wiederholen der folgenden Schritte für jede einer Vielzahl von Netzwerkdienstanforderungen, die an die eine der einen oder mehreren Zieleinheiten gerichtet werden:

Ausgeben einer Netzwerkdienstanforderung über die Kommunikationsverbindung;

Signalisieren eines Netzwerkfehlers, wenn die Netzwerkdienstanforderung nicht innerhalb des Zeitüberwachungsintervalls erfüllt wurde;

Messen des Netzwerkdienstanforderungszeitraums, wenn die Netzwerkdienstanforderung erfüllt wurde; und

Ändern des Zeitüberwachungsintervalls als Antwort auf den Netzwerkdienstanforderungszeitraum.

2. Prozess nach Anspruch 1, wobei der Schritt, in dem ein Zeitüberwachungsintervall für eine Netzwerkdienstanforderung auf einen Anfangswert gesetzt wird, die folgenden Schritte umfasst:

Empfangen eines Zeitüberwachungs-Mindestwerts und eines Zeitüberwachungs-Höchstwerts für jede der Zieleinheiten;

Setzen des Zeitüberwachungsintervalls für die Netzwerkdienstanforderung gleich dem Zeitüberwachungs- Höchstwert für die eine der einen oder mehreren Zieleinheiten.

3. Prozess nach Anspruch 1, wobei die Quelleneinheit einen Systemtaktgeber enthält und wobei der Schritt der Messung des Netzwerkdienstanforderungszeitraums die folgenden Schritte umfasst:

Messen des Systemtakts und Speichern eines ersten Systemtaktwertes in einem Speicherbereich;

Messen des Systemtakts, um nach der erfolgreichen Abarbeitung der Netzwerkdienstanforderung vor dem Ende des Zeitüberwachungsintervalls einen zweiten Systemtaktwert zu ermitteln; und

Ermitteln des Netzwerkdienstanforderungszeitraums als den Unterschied zwischen dem zweiten Systemtaktwert und dem ersten Systemtaktwert.

4. Prozess nach Anspruch 2, wobei der Schritt der Änderung des Zeitüberwachungsintervalls als Antwort auf den Netzwerkdienstanforderungszeitraum die folgenden Schritte umfasst:

Setzen des Zeitüberwachungsintervalls auf den Zeitüberwachungs-Mindestwert, wenn der Netzwerkdienstanforderungszeitraum geringer als der oder gleich dem Zeitüberwachungs-Mindestwert ist;

Setzen des Zeitüberwachungsintervalls auf den geringeren Wert des Netzwerkdienstanforderungszeitraums zuzüglich eines Dienstanforderungs-Pufferintervalls oder den Zeitüberwachungs-Höchstwert, wenn der Netzwerkdienstanforderungszeitraum größer als der Zeitüberwachungs-Mindestwert ist.

5. Prozess nach Anspruch 1, wobei der Schritt der Signalisierung eines Netzwerkfehlers die folgenden Schritte umfasst:

Initialisieren eines unabhängigen Zeitgebers mit dem Zeitüberwachungsintervall;

Starten des unabhängigen Zeitgebers, wenn die Netzwerkdienstanforderung ausgegeben wird;

Abbrechen des Betriebs des unabhängigen Zeitgebers, wenn die Netzwerkdienstanforderung erfüllt wurde, bevor das Zeitüberwachungsintervall des unabhängigen Zeitgebers abgelaufen ist; und

Abbrechen der Netzwerkdienstanforderung, Abbrechen des Betriebs des unabhängigen Zeitgebers und Signalisieren eines Netzwerkfehlers, wenn das Zeitüberwachungsintervall des unabhängigen Zeitgebers abgelaufen ist, bevor die Netzwerkdienstanforderung erfüllt wurde.

6. Rechnerprogrammprodukt zur Verwendung mit einem verteilten Rechnersystem, das an ein Netzwerksystem angeschlossen ist, wobei das Rechnerprogrammprodukt Folgendes umfasst:

einen von einem Rechner verwendbaren Datenträger, auf dem sich ein rechnerlesbares Programmcodemittel befindet, das dazu dient, die Erkennung von Netzwerkfehlern mit kleinstmöglicher Verzögerung in einem Netzwerksystem herbeizuführen, das eine Quelleneinheit mit einer oder mehreren Zieleinheiten verbindet, wobei das Netzwerksystem über eine beliebige einer Vielzahl von Kommunikationsverbindungen betrieben werden kann, von denen jede eine veränderliche Übertragungsbandbreite hat und einer zeitweiligen Verbindungstrennung, die nicht auf einen Fehler zurückzuführen ist, unterliegt, wobei das Rechnerprogrammprodukt Folgendes aufweist:

ein rechnerlesbares Programmcodemittel, um einen Rechner zu veranlassen, ein Zeitüberwachungsintervall für eine Netzwerkdienstanforderung für eine der einen oder mehreren Zieleinheiten auf einen Anfangswert zu setzen;

ein Rechnerprogrammprodukt-Mittel, um ein Rechnersystem zu veranlassen, die folgenden Schritte für jede einer Vielzahl von Netzwerkdienstanforderungen, die an die eine der einen oder mehreren Zieleinheiten gerichtet werden, zu wiederholen:

ein Rechnerprogrammprodukt-Mittel, um ein Rechnersystem zu veranlassen, eine Netzwerkdienstanforderung über die Kommunikationsverbindung auszugeben;

ein Rechnerprogrammprodukt-Mittel, um ein Rechnersystem zu veranlassen, einen Netzwerkfehler zu signalisieren, wenn die Netzwerkdienstanforderung nicht innerhalb des Zeitüberwachungsintervalls erfüllt wurde;

ein Rechnerprogrammprodukt-Mittel, um ein Rechnersystem zu veranlassen, den Netzwerkdienstanforderungszeitraum zu messen, wenn die Netzwerkdienstanforderung erfüllt wurde;

ein Rechnerprogrammprodukt-Mittel, um ein Rechnersystem zu veranlassen, das Zeitüberwachungsintervall als Antwort auf den Netzwerkdienstanforderungszeitraum zu ändern.

7. Rechnerprogrammprodukt nach Anspruch 6, wobei das Rechnerprogrammprodukt-Mittel, das dazu dient, ein Rechnersystem zu veranlassen, ein Zeitüberwachungsintervall für eine Netzwerkdienstanforderung auf einen Anfangswert zu setzen, Folgendes umfasst:

Rechnerprogrammprodukt-Mittel, um ein Rechnersystem zu veranlassen, einen Zeitüberwachungs-Mindestwert und einen Zeitüberwachungs-Höchstwert für jede der einen oder mehreren Zieleinheiten zu empfangen;

ein Rechnerprogrammprodukt-Mittel, um ein Rechnersystem zu veranlassen, das Zeitüberwachungsintervall für die Netzwerkdienstanforderung gleich dem Zeitüberwachungs- Höchstwert von der einen Zieleinheit der einen oder mehreren Zieleinheiten zu setzen.

8. Rechnerprogrammprodukt nach Anspruch 6, wobei die Quelleneinheit einen Systemtaktgeber enthält und wobei das Rechnerprogrammprodukt-Mittel, das dazu dient, ein Rechnersystem zu veranlassen, den Netzwerkdienstanforderungszeitraum zu messen, Folgendes umfasst:

ein Rechnerprogrammprodukt-Mittel, um ein Rechnersystem zu veranlassen, den Systemtakt zu messen und einen ersten Systemtaktwert in einem Speicherbereich zu speichern;

ein Rechnerprogrammprodukt-Mittel, um ein Rechnersystem zu veranlassen, den Systemtakt zu messen, um nach der erfolgreichen Abarbeitung der Netzwerkdienstanforderung vor dem Ende des Zeitüberwachungsintervalls einen zweiten Systemtaktwert zu ermitteln; und

ein Rechnerprogrammprodukt-Mittel, um ein Rechnersystem zu veranlassen, den Netzwerkdienstanforderungszeitraum als den Unterschied zwischen dem zweiten Systemtaktwert und dem ersten Systemtaktwert zu ermitteln.

9. Rechnerprogrammprodukt nach Anspruch 6, wobei die Netzwerkdienstanforderungen Dateisystemanforderungen der unteren Ebene sind.

10. Rechnerprogrammprodukt nach Anspruch 6, das des Weiteren Folgendes umfasst: ein Rechnerprogrammprodukt-Mittel, um ein Rechnersystem zu veranlassen, die Quelleneinheit als Antwort auf die Signalisierung eines Netzwerkfehlers in den Zustand "Verbindung getrennt" zu versetzen.