NO312738B1

NO312738B1 - Anordning ved et datatransmisjonssystem, spesielt et internettsystem

Info

Publication number: NO312738B1
Application number: NO19973977A
Authority: NO
Inventors: Kevin Kliland; Knut Snorre Bach Corneliussen
Original assignee: Ericsson Telefon Ab L M
Priority date: 1997-08-29
Filing date: 1997-08-29
Publication date: 2002-06-24
Also published as: AU8652498A; EP1008255A1; NO973977D0; WO1999012321A1; NO973977L

Description

Oppfinnelsens område

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en anordning ved et datatransmisjonssystem, spesielt et internett-system, ved hvilket system data blir overført mellom terminaler og servere med et visst nivå av QoS (Quality of Service) på IP (Internet Protocol).

Med andre ord vedrører oppfinnelsen innstilling av QoS på IP under bruk av web-teknologi.

TEKNISK BAKGRUNN

Problemstilling

I dag eksisterer det ingen eller utbredte løsninger for selektering av QoS på IP, hvilket innebærer at applikasjoner som kjøres enten på f.eks. TCP eller UDP på IP, neppe har mulighet til å skaffe QoS til sine applikasjoner og således til brukeren. Dette innebærer at kvaliteten av f.eks. applikasjoner i sanntid som kjører i et slikt miljø, sannsynligvis vil være dårlig.

For eksempel ATM skaffer kraftige mekanismer for QoS selektering på spesifiserte koblinger (eller signalstrømmer), men så lenge som IP eller de vanligvis brukte øvre lag-protokoller ikke skaffer slike mekanismer, har applikasjo-nene ikke blitt gitt mulighet til å selektere QoS.

KJENTE LØSNINGER

RSVP over ATM.

RSVP er plassert over IP laget og skaffer en enkel mekanis-me for å selektere QoS på spesifiserte IP signalstrømmer. Som omtalt tidligere, har ATM inkorporert QoS konseptet. Det foreligger en standard, se referanse 2, som angir QoS mappingen for RSVP i forhold til ATM.

Den vesentlige ulempe med denne løsning er at RSVP protokollen foreløpig ikke har stor utbredelse. Sannsynligvis vil det ta noe tid før den får stor utbredelse, delvis på grunn av at den må implementeres både ved brukerside, ser-verside og ruterside. RSVP standardene er heller ikke sta-bile ennå.

AREOUIPA

Arequipa skaffer QoS på IP over ATM ved bruk av en web-leser. For informasjon vedrørende denne spesielle løsning vises til referanse 1.

Hovedulempene med denne løsning er at proprietær-web-lesere og modifiserte web-lesere, web-servere og OS (for nærværen-de linux) blir benyttet.

EP 0 732 835 A2

Europeisk patent EP 0 732 835 A2 foreslår en måte å utnytte internett for signalering og PSTN, eller nett med PSTN funksjonalitet, for reelle koblinger. I dette er det også innlemmet sikkerhet og faktureringsmekanismer. Brukeren etablerer et såkalt kommunikasjonsnummer ved signalering. Dette kommunikasjonsnummer blir senere utnyttet for oppsetting av den reelle kobling via PSTN eller et lignende nett.

En ulempe med denne løsning er at det må installeres en dedikert brukerkode ved hver bruker. Dessuten, og viktigst,

blir QoS på IP eller internett og herved mulighetene for internett-applikasjoner å utnytte QoS, ikke omtalt.

HENSIKTER MED OPPFINNELSEN

Hovedhensikten med den foreliggende oppfinnelse er å skaffe en anordning ved et datakommunikasjonssystem der QoS på IP kan endres, henholdsvis forbedres i henhold til passende brukerinnstillinger.

En andre hensikt med den foreliggende oppfinnelse er å skaffe en anordning der kvaliteten av f.eks. applikasjoner i sanntid kan endres til et passende nivå.

Enda en hensikt med den foreliggende oppfinnelse er å skaffe en anordning der slik endring av kvalitet kan implementeres ved bruk av for eksempel web-teknologi.

SAMMENFATNING AV OPPFINNELSEN

Disse hensikter oppnås ved en anordning av den innlednings-vis angitte art, som i henhold til den foreliggende oppfinnelse er kjennetegnet ved de trekk som er angitt i den ka-rakteriserende del av det vedføyde patentkrav 1.

Ytterligere trekk og fordeler ved den foreliggende oppfinnelse vil fremgå av den følgende beskrivelse tatt i forbindelse med de vedføyde tegningsfigurer, samt av de ytterligere vedføyde patentkrav.

KORT OMTALE AV TEGNINGSFIGURENE

Figur 1 er en skjematisk skisse som anskueliggjør en utfø-relsesform av den foreliggende oppfinnelse og tilhørende nøkkelkonsepter. Figur 2 er en skjematisk skisse som anskueliggjør i ytterligere detalj et eksempel på en utførelsesform for den foreliggende oppfinnelse, spesielt for implementering av QoS på IP over ATM.

DETALJERT BESKRIVELSE AV UTFØRELSESFORMER

Nøkkelkonsepter

Nøkkelkonseptene ved den foreliggende oppfinnelse innebærer først og fremst bruken av to sett av servermidler, for eksempel web-serverorganer, samt muligheten for å overføre da-ta mellom terminaler, for eksempel web-lesere, og servere,

samt mellom servere.

Som et ikke-begrensende eksempel på realisering av oppfinnelsen ved bruk av for eksempel web-teknologi, kan en slik implementering omfatte: • En web-server kjører på IP/MAC. Den er dedikert for se-lekteringen av nye web-sider som skaffer tjenester med en tilsvarende QoS, og denne må således være å betrakte som den signalerende del. • Den eller de andre web-servere kjører IP over passende midler, for eksempel ATM, og skaffer de påkrevde tjenester og tilsvarende QoS til brukeren. Hvilke protokoller IP kan kjøre på er avhengig av typen av nett som er tilgjengelig. Selv PSTN kan utgjøre basis-nettet. Dersom en telefon, modem og TAPI er tilgjengelig, vil IP og HTTP kunne kjøres på toppen av TAPI. Naturligvis vil det underliggende nett kunne introdusere begrensninger med hensyn til tilgjengelige QoS parametere. • Når internett-web-serveren og den QoS dedikerte web-server befinner seg på den samme server (datamaskin), så må de bli gitt forskjellige IP adresser, se kapitlet "forutsetninger". Det samme er så å si tilfelle på brukerens side, det vil si brukerens ATM kort og brukerens MAC kort må bli gitt forskjellige IP adresser.

På figur 1 er det anskueliggjort nøkkelkonseptene ved den foreliggende oppfinnelse i nevnte rekkefølge: en web-server

I er forbundet med internett, en web-server II er forbundet med nettet som skaffer QoS og en eller annen dedikert serverkode må installeres på serveren (en eller flere datamaskiner) . Videre må brukeren installere en web-leser III. Når dette er konfigurert, kan brukeren utføre den signalerende del ved utnyttelse av internett, web-leseren III og internett-web-serveren I. Derved vil etableringen av koblingen bli utført ved utnyttelse av det nett som skaffer QoS, web-leseren III og den QoS-dedikerte web-server II. Således har brukeren etablert en kobling som skaffer QoS mellom web-leseren III og den QoS-dedikerte web-server II.

Et eksempel som illustrerer oppfinnelsen

Figur 2 gir en illustrasjon på en mulig konkret implementering av QoS på IP ved bruk av web-teknologi. Ved dette eksempel blir IP kjørt over ATM i et klassisk IP miljø, se referanse 4.

Med andre ord anskueliggjør figur 2 en utførelsesform for implementering av QoS på IP over ATM ved bruk av klassisk IP over ATM og 2 web-servere, henholdsvis I og II. Det skal noteres at på serveren (datamaskinen) vil det også befinne seg den ordinære DNS server og IP/MAC ARP server.

Trinnvis forklaring til figur 2:

a) Serveren (datamaskin) registrerer og skaffer sin ATM og IP adresse til ATM ARP serveren. b) Brukeren registrerer og skaffer sin ATM og IP adresse til ATM ARP serveren. c) Brukeren laster ned MAC web-server-siden. Den ordinære MAC/IP ARP blir benyttet. d) Brukeren selekterer QoS parametrene som ønskes for den forestående ATM kobling. Dersom brukeren skal selektere tjeneste 1, må brukeren bruke QoS 1. QoS dataene kan over-føres til MAC web-serveren, f.eks. ved CGI "scripts" eller Java "applets"/RMI, og således må en eller annen server-(datamaskin-) kode bli utført. e) MAC web-serveren må på sin side overføre QoS parametrene og brukerens IP adresse til ATM web-serveren der tjeneste 1 befinner seg. Generelt vil Java/RMI eller Ja-va/CORBA kunne bli benyttet for overføring av disse data fra MAC web-serveren til ATM web-serveren. Ved dette eksempel der begge web-servere befinner seg på den samme datamaskin, vil fjerndistribusjonsmekanismer være overflødige, idet bare et enkelt, for eksempel Java-program, er nødven-dig . f) Umiddelbart etter at ATM web-serveren har mottatt alle data, vil den initiere oppsetting av en ATM forbindelse med

de spesifiserte QoS parametere mot brukeren. Enten et ATM kort API eller et "skript" som bruker kommando-skjellet, vil kunne brukes til å initiere ATM-koblingen.

g) ATM web-serveren forespør ATM ARP serveren om brukerens ATM adresse, mottar brukerens ATM adresse, utfører

signaleringen med de spesifiserte QoS parametere og setter opp ATM koblingen mot brukeren.

h) Brukeren forespør ATM web-server-siden ved klikking på tjeneste 1 som utgjør ATM web-serverens URL. DNS-serveren

vil på sin side returnere ATM web-serverens IP adresse.

NB: Det skal noteres at serverprogrammet (datamaskinprogrammet) må utføres på en måte som sikrer at ATM koblingen eksisterer før nedlasting av den nye tjeneste 1 ATM web-side starter.

i) Brukeren forespør ATM ARP serveren om ATM web-serverens ATM adresse og mottar data om den allerede eksisterende ATM forbindelse. Som angitt i kapitlet "forutset-

ning", ble det første forsøk på å fremskaffe ATM serverad-ressen utført ved å spørre den ordinære IP/MAC ARP server.

j) Brukeren mottar den forespurte web-side på den allerede eksisterende ATM kobling. ATM web-siden kan lastes ned i den allerede åpnede Ethernet-web-leser eller, som vist på figuren, bli lastet ned i en ny ATM-leser.

k) Ved det tidspunkt da koblingen har vært ledig i en spesifikk tid, vil serverprogrammet (datamaskinprogrammet) koble ned ATM koblingen.

Notater til figur 2:

• Selv ved bare det enkle scenario der både web-serverne og ATM ARP serverne befinner seg på den samme server (datamaskin), så vil samme løsning kunne benyttes ved en fullskala klassisk IP, innbefattende rutere, dedikerte ARP servere, DNS servere og web-servere som befinner seg ved helt forskjellige servere (datamaskiner) . • Bare én ATM-web-leser er vist. Imidlertid kan flere ATM-web-lesere kunne benyttes samtidig ved kjøring på forskjellige koblinger. Alternativt, slik dette allerede er kort omtalt, vil samme web-leser kunne brukes på både IP/MAC og IP/ATM koblinger, og således ville den aktive kobling umiddelbart kunne opptre i web-leseren. • HTTP protokollen er ikke velegnet til å kjøre videoap-plikasjoner og lignende applikasjoner i sanntid, noe som ATM er mer velegnet til. Således vil den kommende protokoll RTSP som et alternativ til http, være bedre skikket til utnyttelse av ATM og den foreliggende oppfinnelse

generelt.

Forutsetning

En forutsetning og en del av oppfinnelsen hva angår rela-sjonen til serveren (en eller flere datamaskiner) og bru-kersiden, går ut på at de underliggende nettkort, ved det foreliggende eksempel ATM adapterkort, blir gitt en IP adresse (som blir mappet mot ATM adapterkortet) , som er forskjellig fra den ordinære IP adresse (som blir mappet mot MAC kortet) . De forskjellige IP adresser blir brukt til å differensiere mellom de forskjellige underliggende nett. Denne teknikk blir brukt under nevnte punkt i). For eksempel har FORE, se referanse 3, implementert en slik løsning hva angår IP over MAC og IP over ATM.

Fordeler

Fordelen med det omtalte scenario og oppfinnelsen går i en-kelthet ut på at brukerne blir gitt mulighet til å selektere tjenester, for eksempel web-sider med en ønsket QoS ved bruk av standard maskinvare og programvare. En eller annen ytterligere serverkode (datamaskinkode) er alt som er nød-vendig.

Utvidelse

Oppfinnelsen med hensyn til ATM som underliggende nett, kan likeledes benyttes på LANE (Local Area Network Emulation) og NHRP (Next Hop Resolution Protocol), og andre passende protokoller.

Forkortelser

• Qos (Quality of Service) - kvalitet på tjeneste.

• IP (Internet Protocol) - internett-protokoll.

• TCP (Transport Control Protocol) - transportstyre-protokoll. TCP kjører på toppen av IP. • UDP (User Datagram Protocol) - brukerdiagramprotokoll. UDP kjører på toppen av IP. • ATM (Asynchronous Transport Mode) - modus for asyn-kronoverføring. • RSVP (Resourse Reservation Protocol)- ressursreserva-sjonsprotokoll. Med RSVP er det mulig å sette opp sig-nalstrømmer, som for eksempel kan innebære en kobling mellom en bruker og en server, med (garantert) QoS. RSVP kjører på toppen av IP.

• OS (Operating System) - operativ system.

• MAC (Media Access Control) - media aksesstyring. Er brukt som en referanse til lavnivå Ethernet-protokoll som kjører under IP. • MAC adresse. Er brukt som en referanse til den fysiske adresse for et Ethernet-kort. • PSTN (Public Switched Telephone Network) - offentlig svitsjet telefonnett. Det ordinære telefonsystem.

• TAPI (Telephone Application Pragramming Interface)

- telefonapplikasjons-programmerende grensesnitt. Et grensesnitt som gjør det mulig for enkle datamaskinspro-grammer å kommunisere med telefonsystemet. • HTTP (Hypertext Transport Protocol) - hypertekst trans-portprotokoll. Denne protokoll kjører på toppen av TCP og er den protokoll som benyttes for datautveksling mellom web-lesere og servere. • RTSP (Real Time Streaming Protocol) - signalstrøm-protokoll for sanntid. Denne protokoll er et alternativ til HTTP på grunn av de dårlige egenskaper ved HTTP hva angår signalstrøm/sanntid-applikasjoner. • RTP (Real Time Protocol) - protokoll for sanntid. RTP kjøres på toppen av IP og blir benyttet for applikasjoner i sanntid. • DNS (Domain Name Server) - domenenavn-server. DNS oversetter et domenenavn til en IP adresse. • IP/MAC ARP server oversetter en IP adresse til en MAC adresse. • ATM ARP server oversetter en ATM adresse til en IP adresse. • CGI (Common Gateway Interface) - grensesnitt for felles port. En "script"-fasilitet for transport av data fra kunden til serveren.

Referanser

[1] URL: http: //lrcwww.epf1.ch/arequipa

[2] Interoperation of Controlled-Load and Guaranteed-Service with ATM. Borden M. and Garret M. Internet draft.

[3] ForeRunner SBA-200 ATM SBus Adapter.

[4] Classical IP and ARP over ATM. RFC 1577.

Claims

1. Anordning ved et datatransmisjonssystem, i hvilket system data blir overført mellom terminaler og servere med et visst nivå av QoS (Quality of Service) på IP (Internet Protocol) , karakterisert ved at systemet omfatter et første serverorgan (I) som kjører på IP over et første nettverkssystem, og som er dedikert for å selektere tjenester med et korresponderende QoS, et andre serverorgan (II) som kjører IP over et andre nettverkssystem som er forskjellig fra nevnte første nettverkssystem, for å skaffe de selekterte tjenester og tilsvarende QoS (QoSl-QoSN) for en eller flere terminaler (III) tilknyttet systemet.

2. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at det første serverorgan (I) og det andre serverorgan (II) er konfigurert i den samme server, idet det første og andre serverorgan (I, II) er gitt forskjellige IP-adresser.

3. Anordning ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at nevnte første og andre nettverkssystem (I, II) går over samme fysiske nett, men med forskjellige nettverksprotokoller.

4. Anordning ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at en hvilken som helst av nevnte terminaler (III) er utstyrt med et første terminalkort tilknyttet det første nettverkssystem, og et andre terminalkort tilknyttet det andre nettverkssystem, hvor de respektive kort er tildelt forskjellige IP-adresser.

5. Anordning ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at nevnte første serverorgan (I) kjører på MAC (Media Access Control).

6. Anordning ifølge et av de foregående krav, karakterisert ve'd' at nevnte første serverorgan (I) kjører på PPP (Point-to-Point protocol).

7. Anordning ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at nevnte andre serverorgan (II) kjører over ATM (Asynchronous Transport Mode).

8. Anordning ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at en dedikert serverkode er installert på nevnte serverorganer (I, II) og nevnte tilknyttede terminal eller terminaler (III).