DE10043765A1 - Ermittlung von Informationen zur Servicequalität in Netzwerken - Google Patents

Abstract

Verfahren zur Ermittlung der Servicequalität auf Teilstrecken einer zwischen zwei Netzteilnehmern liegenden Gesamtstrecke eines paketorientierten Netzwerkes, welches die Versendung von Testpaketen zwischen den Netzteilnehmern, die Ermittlung von Informationen zur Servicequalität für die Teilstrecken aus den Testpaketen und die Bewertung der Datenpakete der Nutzdaten anhand der ermittelten Informationen zur Servicequalität umfaßt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung der Servicequalität auf Teilstrecken einer zwischen zwei Netzteilnehmern liegenden Gesamtstrecke eines paketorientierten Netzwerkes.

In umfangreichen Netzwerken mit einer Vielzahl von Systemen, beispielsweise dem Internet, ist es von Interesse, welche Leistung von einzelnen Systemen für einen User bereitgestellt wurden. Daten zwischen zwei Netzteilnehmern werden über eine Vielzahl von Zwischenstationen, sogenannten Hops, weitergeleitet. Die Zwischenstationen oder ganze Teilnetze werden regelmäßig von unterschiedlichen Dienstanbietern betrieben. Die Abrechnung der Gesamtleistung mit dem Nutzer erfolgt durch einen der beteiligten Dienstanbieter, dieser wird vielfach als Provider bezeichnet. Die gesamte Netzinfrastruktur und die damit einhergehende Dienstleistung für den Nutzer wird jedoch nicht von dem Provider allein zur Verfügung gestellt, sondern von den Betreibern aller beteiligten Zwischensysteme. Aus diesem Grund erfolgt eine Abrechnung der genutzten Netzwerkinfrastruktur zwischen den Betreibern der einzelnen Systeme.

Die Abrechnung erfolgt heute meist anhand pauschaler Angaben zur Leistungsfähigkeit des Zwischensystems bzw. Teilnetzes. Es handelt sich hier meist um geschätzte Größen, die die durch den Nutzer genutzte Infrastruktur nicht wiederspiegeln. Änderungen an der Infrastruktur eines Dienstanbieters, beispielsweise erfordern das erneute Festlegen der Kostenaufteilung zwischen einzelnen Anbietern. Von Interesse zur Beurteilung der von einzelnen Dienstanbietern bereitgestellten resourcen ist die sogenannte Servicequalität, meist als Quality of Service (QoS) bezeichnet. Die Servicequalität kann zudem gegenüber dem Nutzer durch den provider garantiert sein, in diesem Fall ist die Ermittlung des Verursachers bei Abweichungen von Interesse.

Das der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Problem ist es, ein Verfahren bereitzustellen, das eine Messung der für die Abrechnung zwischen Dienstanbietern relevanten Parameter der Servicequalität erlaubt.

Dieses Problem wird durch ein Verfahren nach Patentanspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß ist ein Verfahren zur Ermittlung der Servicequalität von Teilstrecken einer zwischen zwei Netzteilnehmern liegenden Gesamtstrecke eines paketorientierten Netzwerkes vorgesehen, umfassend die Versendung von Testpaketen zwischen den Netzteilnehmern, die Ermittlung von Informationen zur Servicequalität für die Teilstrecken aus den Testpaketen und die Bewertung der Daten der Nutzdaten anhand der ermittelten Informationen zur Servicequalität.

Man erhält so gemessene Leistungsparameter, die zu Abrechnungszwecken ausgewertet werden können.

Vorteilhaft ist es, wenn die Versendung von Testpaketen zwischen den Netzteilnehmern mittels einer standardisierten Routingprotokolles erfolgt. Derartige Protokolle sind zum Betrieb von größeren Netzwerken regelmäßig implementiert und können für das erfindungsgemäße Verfahren modifiziert genutzt werden.

In einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, daß das Netzwerkprotokoll des Border Gateway Protokoll ist. Es handelt sich hier um ein in der Praxis gebräuchliches Protokoll, bei dem zusätzliche Informationen ohne grundsätzliche Änderungen und damit Verlust der Kompatibilität des Protokolles möglich ist.

Weiterhin kann vorgesehen sein, daß die Ermittlung von Informationen zur Servicequalität für Teilstrecken aus dem Routingpaket erfolgt, indem die Übertragungszeit der Routingpakete zwischen einzelnen Zwischenstationen gemessen wird. Man erhält so Aufschluß über die Verzögerung der Übertragung zwischen den einzelnen Systemen.

Weiterhin kann vorgesehen sein, daß die Ermittlung von Informationen zur Servicequalität für Teilstrecken aus den Routingpaketen durch Ermittlung der zeitlichen Schwankung der Übertragungszeit für mehrere Pakete durch Übermittlung mehrerer Pakete nacheinander erfolgt. Die zeitliche Schwankung der Übertragungszeit für mehrere Pakete ist ein übliches Maß zur Bestimmung der Servicequalität.

In einer anderen bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, daß die ermittelten Informationen zur Servicequalität für eine Vielzahl von Übermittlungsstrecken in einer Tabelle zusammengefaßt werden. Eine derartige Tabelle kann leicht durch eine Datenbank implementiert werden und somit leicht weiter ausgewertet werden.

Ebenso kann vorgesehen sein, daß das Verfahren in geeigneten Zeitabständen jede Strecke zwischen zwei Systemen bzw. zwei Netzwerken erneut überprüft. Da die gemessenen Informationen zeitlich gesehen nicht statisch sein müssen, z. B. weil sich Änderungen der Netzinfrastruktur ergeben haben oder weil die Servicequalität der einzelnen Anbieter abhängig von der zeitlichen Auslastung ist, können die Informationen auf diese Weise aktualisiert werden.

Weitere Vorteile der Erfindung werden anhand des im folgenden dargestellten Ausführungsbeispiels deutlich.

Es wird das Vorhandensein eines paketorientierten Netzwerkes, insbesondere eines TCP/IP Netzwerkes, unterstellt. Das nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiel orientiert sich an einer Implementierung des Verfahrens im Bereich der Vermittlungsschicht, dies entspricht der Schicht 3 des 7-stufigen OSI Referenzmodells. Das Verfahren ist damit für den Transport beispielsweise per TCP oder UDP innerhalb des Netzwerkes und somit für den Anwender nicht sichtbar. Ebenso ist das Verfahren unabhängig von der eingesetzten Netzwerkhardware.

In einem ersten Schritt zur Durchführung des Verfahrens wird eine Tabelle der Servicequalität (QoS) für Zielnetze oder einzelne Zielsysteme erstellt. Dazu werden Testpakete zwischen den Systemen ausgetauscht. Dies kann durch Nutzung bekannter Routingprotokolle wie beispielsweise dem Routing-Information-Protokoll (RIP), dem Exterior-Gateway-Protokoll (EGP) oder insbesondere dem Border-Gateway-Protokoll (BGP) erfolgen. Aus den ermittelten Routen werden entweder direkt mit dem verwendeten Routingprotokoll oder durch ein zusätzliches Protokoll Informationen zum Quality of Service (QoS) für die Gesamtroute sowie insbesondere für einzelne Hops zwischen autonomen Systemen innerhalb der Route gewonnen. Grundsätzlich ist die Ermittlung der QoS-Daten mit jedem Distanz-Vektor-Algorithmus oder Linkzustandalgorithmus möglich. Die Quality-of-Service (QoS) Informationen sind dabei insbesondere die Laufzeit zwischen zwei Hops, die Verzögerung jedes einzelnen Hops sowie die Veränderung der Verzögerung über ein Zeitintervall (sog. Jitter) eines jeden Hops. Zusätzlich können auch Informationen beispielsweise zur Bandbreite eingehen.

Auf diese Weise lassen sich für jede Route zwischen einem Ausgangs- und einem Zielsystem Informationen zum Quality-of-Service bezüglich einer jeden Teilstrecke zwischen Zwischensystemen gewinnen als auch Informationen zum Quality-of-Service, den jedes einzelne Zwischensystem als solches zur Verfügung stellt. Die Zwischensysteme lassen sich einem Dienstanbieter zuordnen, so daß sich Informationen zum Quality-of-Service jedes in der Route vorkommenden Dienstanbieters zusammenfassen lassen. Diese Informationen werden nun in einer Tabelle gespeichert.

Die Informationen zum Quality-of-Service, wie diese zuvor dargestellt wurden, können in bestimmten zeitlichen Abständen oder nach Eintreten bestimmter Ereignisse jeweils durch eine neue Messung aktualisiert werden.

Werden Nutzdaten zwischen einem Ausgangs- und einem Zielsystem übermittelt, so kann die Route eines jeden Datenpaketes zwischen diesen Systemen nachvollzogen werden. Anhand der zuvor dargestellten Tabelle mit Informationen zum Quality-of-Service der einzelnen Teilrouten kann nun jedes einzelne Datenpaket der Nutzdaten bezüglich des zur Verfügung gestellten oder in Anspruch genommenen Quality-of-Service beurteilt werden, entsprechend über ganze Datenströme akkumuliert werden oder anhand einzelner Datenpakete für ganze Datenströme hochgerechnet und gemittelt werden.

Man erhält auf diese Weise die Möglichkeit, anhand in gewissen Zeitabständen gemessener Informationen zum Quality-of-Service ganzer Netze oder auch einzelner Routen einzelne Datenpakete oder auch ganze Datenströme bezüglich des in Anspruch genommenen Quality-of-Service zu bewerten. Diese Bewertung kann z. B. zur Abrechnung des Datenverkehrs zwischen einzelnen Dienstanbietern innerhalb des Netzes verwendet werden. Die Abrechnung könnte z. B. anhand der von dem jeweiligen Dienstanbieter auf Teilrouten zur Verfügung gestellten Bandbreite, der Verzögerung oder dergleichen berechnet werden.

Claims (7)

1. Verfahren zur Ermittlung der Servicequalität auf Teilstrecken einer zwischen zwei Netzteilnehmern liegenden Gesamtstrecke eines paketorientierten Netzwerkes, umfassend
die Versendung von Testpaketen zwischen den Netzteilnehmern;
die Ermittlung von Informationen zur Servicequalität für die Teilstrecken aus den Testpaketen;
die Bewertung der Datenpakete der Nutzdaten anhand der ermittelten Informationen zur Servicequalität.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Versendung von Testpaketen zwischen den Netzteilnehmern mittels eines standardisierten Routingprotokolles erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Netzwerkprotokoll das Border-Gateway-Protokoll ist.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ermittlung von Informationen zur Servicequalität für Teilstrecken aus den Routingpaketen erfolgt indem die Übertragungszeiten der Routingpakete zwischen einzelnen Zwischenstationen gemessen wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ermittlung von Informationen zur Servicequalität für Teilstrecken aus den Routingpaketen durch Ermittlung der zeitlichen Schwankung der Übertragungszeit für mehrere Pakete durch Übermittlung mehrer Pakete nacheinander erfolgt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die ermittelten Informationen zur Servicequalität für eine Vielzahl von Übermittlungsstrecken in einer Tabelle zusammengefaßt werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren in geeigneten Zeitabständen jede Strecke zwischen zwei Systemen bzw. zwei Netzwerken erneut überprüft.