WO2005109752A1 - Verfahren zur ermittlung der struktur eines kommunikationsnetzwerkes - Google Patents

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Heike Leuschner
Alfons Mittermaier
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L41/00—Arrangements for maintenance, administration or management of data switching networks, e.g. of packet switching networks
    • H04L41/12—Discovery or management of network topologies

Definitions

  • the invention relates to a method for determining the structure of a communication network, which consists of several network elements and physical connections between these network elements.
  • a communication network is by definition a resource that connects service access points that are distant from one another and makes these services with service features available for communication purposes.
  • a communication network usually breaks down into an application system and a transport network, the transport network providing a safe, error-free and high-quality transport route.
  • the application system requires this transport and interprets the transported data in order to make it accessible and usable for the participant.
  • the communication network and in particular the transport network, consist of network elements which are connected to one another by means of physical connections.
  • Operation and maintenance are carried out using systems for network management, so-called management systems.
  • management systems For the operation and maintenance of the communication network, it is important to know the structure, structure and components of the communication network, although these are often no longer apparent after the communication network has been set up.
  • the methods known for data networks based on the Internet protocol make it possible to learn the network structure from the network.
  • the learned structure is not necessarily identical to the physical network structure. As a result, this method can only be used to a limited extent for the communication network.
  • Another known method is to manually enter the network structure into the management system during construction.
  • this procedure is relatively time-consuming, since every subsequent change in the network structure must be added manually in the management system.
  • the invention is therefore based on the object of specifying a method with which the structure of a communication network can be determined from the network in a simple manner.
  • this is done using a method of the type mentioned in the introduction, in which an attribute is stored in each network element for each end point of a connection.
  • This attribute comprises the complete information about the network element neighboring by means of this connection. From the information contained in the attributes of the connection endpoints is contained, the structure of the communication network is then determined by means of a so-called network management system, which is used in the expansion, operation and maintenance of the communication network.
  • the method according to the invention for determining the structure of a communication network has the advantage that the structure of the communication network can be determined by means of a network management system which is connected to any network element, without prior manual input of the network structure data being necessary, since the information about the network structure in the attributes of the connection points of the network elements is always available in the communication network itself. In addition, very little funds are required to introduce this method.
  • connection endpoints are machine readable and writable.
  • a network management system which, via the information in the attributes of the connection endpoints in the network elements, obtains the information about the structure of the overall network from the respective neighboring elements.
  • Fig. 1 shows the schematic structure of a communication network in which the method is used.
  • Fig. 2 shows the schematic structure of the attribute
  • the exemplary communication network N comprises several network elements NEx and physical connections PVx between the network elements NEx.
  • each network element NEx there are the end points EPx of the physical connections PVx.
  • These end points EPx are equipped with readable and writable attributes Ax, which correspond to the structure described in FIG. 2.
  • Such an attribute Ax advantageously consists of ten fields, which include the following information: the version of the structure recognition, the type of network element identifier, the network element identifier, the selector type for OSI connections or IP connection, the protocol type, the type and the direction of the connection PVx of the connection, the identifier of the adjacent connection and the checksum.
  • An attribute Ax with this schematic structure is typically 30 bytes long. However, to guarantee printable characters, Base64 coding is used, which means that the final length of the Ax attribute is 40 bytes.
  • the structure of the structure of the attribute Ax results from the edge bindings that are specified by the existing network elements NEx in communication networks N.
  • These attributes Ax contain the complete information about the neighboring network element NEx connected by means of the respective corresponding physical connection PVx.
  • the network management system MS is also connected to the communication network N.
  • the method according to the invention proceeds as follows: When the communication network N is set up, the two network elements NE1 and NE2 are also registered in the network management system MS and a connection is established to both. In operation, a connection PV1 is established between the end points EP2 and EP3 in the network elements NE1 and NE2 by means of the network management system MS, the data of the network element NE2 and the connection endpoint EP3 in the attribute A2 in the network element NE1 and the data of the network element NE1 and Connection end point EP2 stored in attribute A3 in network element NE2.
  • the network elements NE2 and NE3 are known in the network management system MS, and there is also a connection to both.
  • the connection PV2 between the end points EP4 and EP4 in the network elements NE2 and NE3 is then established by means of the network management system MS.
  • the data of the network element NE2 and the connection end point EP4 are entered in the attribute A5 in the network element NE3 and the data of the network element NE3 and the connection endpoint EP5 in the attribute A4 in the network element NE2.
  • the network management system MS must first be connected to the communication network N and have a connection to the network element NE1. All attributes AI and A2 of all connection endpoints EP1 and EP2 of the network element NE1 are now read by means of the network management system MS. The information contained in the attributes AI and A2 is interpreted by the network management system MS. It is determined in the exemplary embodiment that no network element NEx is connected to the connection end point EP1. The evaluation of the attribute A2 shows that the network element NE1 connects to the connection end point EP3 in the network element NE2 is bound. The network element NE2 and the connection PV1 are known to the network management system MS.
  • the network management system is now connected to the newly learned network element NE2 and the attribute A4 of the still unknown connection end point EP4 of the network element NE2 is read out.
  • the attribute A4 is interpreted by the network management system MS and shows that the network element NE2 is connected to the connection end point EP5 in the network element NE3.
  • the network element NE3 and the connection PV2 are thereby made known to the network management system MS.
  • the structure of the communication network N in the exemplary embodiment is now known to the network management system MS.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung der Struktur eines Kommunikationsnetzwerkes (N), das aus mehreren Netzelementen (NEx) und physikalischen Verbindungen (PVx) zwischen diesen Netzelementen (NEx) besteht, dadurch gekennzeichnet, dass in jedem Netzelement (NEx) zu jedem Endpunkt (EPx) einer Verbindung (PVx) ein Attribut (Ax) gespeichert ist, welches die vollständige Information über das mittels dieser Verbindung (PVx) benachbarte Netzelement (NEx) umfasst und dass über die in den Attributen (Ax) der Verbindungsendpunkte (EPx) enthaltene Information die Struktur des Gesamt- netzes (N) ermittelt wird.

Description

Beschreibung
Verfahren zur Ermittlung der Struktur eines Kommunikationsnetzwerkes
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung der Struktur eines Kommunikationsnetzwerkes, das aus mehreren Netzelementen und physikalischen Verbindungen zwischen diesen Netzelementen besteht.
Ein Kommunikationsnetz ist definitionsgemäß eine Ressource, welche voneinander entfernte Dienstzugangspunkte verbindet und diesen Dienste mit Dienstmerkmalen zu Kommunikationszwecken zur Verfügung stellt.
Ein Kommunikationsnetz zerfällt in der Regel in ein Anwen— dungssystem und ein Transportnetz, wobei das Transportnetz einen sicheren, fehlerfreien und qualitativ hochwertigen Transportweg zur Verfügung stellt. Das AnwendungsSystem setzt diesen Transport voraus und interpretiert die transportierten Daten, um sie dem Teilnehmer entsprechend zugänglich und nutzbar zu machen.
Das Kommunikationsnetz, und dabei besonders das Transportnetz bestehen aus Netzelementen, die mittels physikalischen Verbindungen miteinander verbunden sind.
Der Betrieb und die Wartung werden dabei mit Systemen zum Netz erkmanagement, sogenannten Managementsystemen, vorgenom- men. Für den Betrieb und die Wartung des Kommunikationsnetzes ist es dabei wichtig, den Aufbau, die Struktur und die Bestandteile des Kommunikationsnetzes zu kennen, wobei diese aber nach dem Aufbau des Kommunikationsnetzes oft nicht mehr ersichtlich sind.
Die aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren wie z.B. Verfahren, die für Datennetze basierend auf der Internet Pro- tokoll-Familie TCP/IP angewendet werden, stellen meist nur Teillösungen des Problems dar, die physikalische Netzstruktur aus dem Netz heraus zu erlernen.
Die für Datennetze auf Internet-Protokoll-Basis bekannten Verfahren ermöglichen es zwar die Netzstruktur aus dem Netz heraus zu erlernen. Doch ist die erlernte Struktur nicht zwingend mit der physikalischen Netzstruktur identisch. Dadurch ist dieses Verfahren nur im eingeschränkten Maße für Kommunikationsnetz anwendbar.
Für leitungsvermittelnde Telekommunikationsnetze ist aus der WO01/80596 ein Verfahren bekannt, bei dem mittels sogenannten Tracemeldungen während einer Erkennungsphase die NetzStruktur ermittelt wird. Dieses Verfahren hat allerdings den Nachteil, dass nicht zwischen alle Netzelemente solche Traces auf einer der physikalischen Verbindung entsprechenden Ebene gibt, wodurch bestimmte Verbindungen und Netzelemente unerkannt bleiben.
Ein weiteres bekanntes Verfahren besteht darin, die Netzstruktur während des Aufbaus manuell in das Managementsystem einzugeben. Dieses Verfahren ist allerdings relativ zeitauf— wändig, da jede spätere NetzStrukturänderung wieder manuell im Managementsystem nachgetragen werden muss.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, mit dem die Struktur eines Kommunikationsnetzwerkes auf einfache Weise aus dem Netz heraus ermittelt werden kann.
Erfindungsgemäß geschieht dies mit einem Verfahren der eingangs genannten Art, bei dem in jedem Netzelement zu jedem Endpunkt einer Verbindung ein Attribut gespeichert ist. Die- ses Attribut umfasst die vollständige Information über das mittels dieser Verbindung benachbarte Netzelement. Aus der Information, die in den Attributen der Verbindungsendpunkte -enthalten ist, wird dann mittels eines sogenannten Netzwerk- Managementsystems, das beim Ausbau, beim Betrieb und der Wartung des Kommunikationsnetzes zum Einsatz kommt, die Struktur des Kommunikationsnetzes ermittelt.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Ermittlung der Struktur eines Kommunikationsnetzwerkes hat den Vorteil, dass mittels eines Netzwerk—Managementsystems, welches an ein beliebiges Netzelement angeschlossen wird, die Struktur des Kommunikati— onsnetzes ermittelt werden kann, ohne dass eine vorherige manuelle Eingabe der Netzwerkstrukturdaten notwendig ist, da die Information über die Netzstruktur in den Attributen der Verbindungspunkte der Netzelemente immer im Kommunikationsnetz selbst verfügbar ist. Außerdem sind zur Einführung die- ses Verfahren sehr geringe Mittel notwendig.
Es ist auch vorteilhaft, wenn die Attribute der Verbindungsendpunkte maschinell lesbar und schreibbar sind.
Günstig ist es weiterhin, wenn ein Netzwerk—Managementsystem vorgesehen ist, welches über die Informationen in den Attributen der Verbindungsendpunkte in den Netzelementen über die jeweiligen Nachbarelemente die Information über die Struktur des Gesamtnetzes gewinnt.
Vorteilhaft ist auch, wenn ein Netzwerk—Managementsystem für Aufbau und Umbau des Kommunikationsnetzes zur Verfügung steht, das Attribute der Verbindungspunkte in den Netzelementen schreiben kann.
Die Erfindung wird anhand von Figuren näher erläutert .
Diese zeigen beispielhaft: Fig. 1 den schematischen Aufbau eines Kommunikationsnetzes, in dem das Verfahren angewendet wird Fig. 2 den schematischen Aufbau des Attributes
Das beispielhafte Kommunikationsnetzwerk N gemäß Fig. 1 um- fasst mehrere Netzelemente NEx und physikalische Verbindungen PVx zwischen den Netzelementen NEx. In jedem Netzelement NEx gibt es die Endpunkte EPx der physikalischen Verbindungen PVx. Diese Endpunkte EPx sind mit lesbaren und schreibbaren Attributen Ax ausgestattet, die dem in Fig. 2 beschriebenen Aufbau entsprechen.
Ein solches Attribut Ax besteht vorteilhafterweise aus zehn Feldern, die folgende Informationen umfassen: die Version der Strukturerkennung, den Type der Netzelementkennung, die Netz- elementkennung, den Selector-Typ für OSI—Verbindungen oder IP-Verbindung, den Protokoll—Typ, die Art und die Richtung der Verbindung PVx des Anschlusses, die Kennung des benach- barten Anschlusses und die Prüfsumme.
Ein Attribut Ax mit dieser schematischen Struktur ist typisch 30 Byte lang. Um aber druckbare Zeichen zu garantieren, wird eine Base64-Kodierung verwendet, wodurch die endgültige Länge des Attributes Ax 40 Byte beträgt. Die Struktur des Aufbaus des Attributes Ax ergibt sich aus den Randbindungen, die von den existierenden Netzelementen NEx in Kommunikationsnetzen N vorgegeben werden .
Diese Attribute Ax enthalten die vollständige Information ü- ber das mittels der jeweiligen entsprechenden physikalischen Verbindung PVx verbundene Nachbarnetzelement NEx.
An das Kommunikationsnetz N ist auch das Netzwerk— anagement- System MS angeschlossen.
Das erfindungsgemäße Verfahren läuft wie folgt ab: Beim Einrichten des Kommunikationsnetzes N werden auch im Netzwerk-Managementsystem MS die beiden Netzelemente NE1 und NE2 registriert und zu beiden eine Verbindung aufgebaut. Im Betrieb wird mittels Netzwerk-Managementsystem MS eine Verbindung PV1 zwischen den Endpunkten EP2 und EP3 in den Netzelementen NEl und NE2 hergestellt, dabei werden die Daten des Netzelementes NE2 und des Verbindungsendpunktes EP3 im Attribut A2 im Netzelement NEl und die Daten des Netzelementes NEl und des Verbindungsendpunktes EP2 im Attribut A3 im Netzelement NE2 hinterlegt.
Wird im Kommunikationsnetz N ein weiteres Netzelement NE3 mit der Verbindung zum Netzelement NE2 eingerichtet, so sind im Netzwerk-Managementsystem MS die Netzelemente NE2 und NE3 bekannt, zu beiden besteht auch eine Verbindung. Dann wird mittels Netzwerk-Managementsystem MS die Verbindung PV2 zwischen den Endpunkten EP4 und EP4 in den Netzelementen NE2 und NE3 hergestellt. Die Daten des Netzelementes NE2 ■ und des Verbin- düngsendpunktes EP4 werden dabei im Attribut A5 im Netzelement NE3 und die Daten des Netzelementes NE3 und des Verbindungsendpunktes EP5 im Attribut A4 im Netzelement NE2 eingetragen.
Soll nun die Struktur eines Kommunikationsnetzes N aus dem Netz heraus erkannt werden, so muss zuerst das Netzwerk- Managementsystem MS an das Kommunikationsnetz N angeschlossen sein und zum Netzelement NEl Verbindung haben. Mittels Netzwerk—Managementsystem MS werden nun alle Attribute AI und A2 aller Verbindungsendpunkte EPl und EP2 des Netzelements NEl gelesen. Die in den Attributen AI und A2 enthaltene Information wird vom Netzwerk-Managementsystem MS interpretiert. Dabei wird im Ausführungsbeispiel festgestellt, dass am Verbindungsendpunkt EPl kein Netzelement NEx angeschlossen ist. Die Auswertung des Attributs A2 zeigt, dass das Netzelement NEl mit dem Verbindungsendpunkt EP3 im Netzelement NE2 ver- bunden ist. Das Netzelement NE2 und die Verbindung PVl wird daraus dem Netzwerk—Managementsystem MS bekannt.
Das Netzwerk-Managementsystem wird nun zum neu gelernten Netzelement NE2 verbunden und das Attribut A4 des ihm noch unbekannten Verbindungsendpunktes EP4 des Netzelementes NE2 ausgelesen.
Das Attribut A4 wird vom Netzwerk-Managementsystem MS interpretiert und zeigt, dass das Netzelement NE2 mit dem Verbin- dungsendpunkt EP5 im Netzelement NE3 verbunden ist. Dadurch wird dem Netzwerk-Managementsystem MS das Netzelement NE3 und die Verbindung PV2 bekannt gemacht. Dem Netzwerk- Managementsystem MS ist damit nun die Struktur des Kommunikationsnetzes N im Ausführungsbeispiel bekannt.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Ermittlung der Struktur eines Kommunikationsnetzwerkes (N) , das aus mehreren Netzelementen (NEx) und physikalischen Verbindungen (PVx) zwischen diesen Netzelementen (NEx) besteht, dadurch gekennzeichnet, dass in jedem Netzelement (NEx) zu jedem Endpunkt (EPx) einer Verbindung (PVx) ein Attribut (Ax) gespeichert ist, welches die vollständige Information über das mittels dieser Verbindung (PVx) benachbarte Netzelement (NEx) umfasst und dass über die in den Attributen (Ax) der Verbindungsendpunkte (EPx) enthaltene Information die Struktur des Gesamtnetzes (N) ermittelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Attribut (Ax) an einem Verbindungsendpunkt (EPx) maschinell lesbar und schreibbar ist.
3. Verfahren nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass ein Netzwerk—Managementsystem (MS) vorgesehen ist, welches über die Informationen in den Attributen (Ax) der Verbindungsendpunkte (EPx) in den Netzelementen (NEx) über die jeweiligen Nachbarelemente die Information über die Struktur des Gesamtnetzes (N) gewinnt.
4. Verfahren nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, dass ein Netzwerk— anagementsystem (MS) vorgesehen ist, welches während Aufbau und Umbau des Kommunikationsnetzes (N) die Attribute (Ax) der Verbindungspunkte (EPx) in den Netzelementen (NEx) schreiben kann.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass für das Attribut (Ax) eine Base64- Kodierung verwendet wird und damit die Länge des Attributes (Ax) 40 Byte beträgt.
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