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Die Erfindung betrifft eine Lösung zur Sicherung der Qualität bei netzwerkgestützten Diensten mit Hilfe zentral erfasster Dienstgüteparameter. Sie bezieht sich auf ein Verfahren und eine Anordnung, welche eine optimale Dienstqualität bei der Nutzung von Diensten in IP-basierten Netzen gewährleisten.
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Bisher war die Nutzung telekommunikativer Dienste in der Regel dadurch gekennzeichnet, dass diese über einen festen Netzzugangsweg erfolgte. Dieser Netzzugangsweg war dabei durch die Art des zur Nutzung des Dienstes verwendeten Endgerätes festgelegt. Wenn das Dienstangebot eines Dienstanbieters besondere Anforderungen in Bezug auf die Qualität der Netzwerkparameter stellte, war es üblich, das entsprechende Netz zwischen dem jeweiligen Kommunikationsendgerät und dem Dienstanbieter an diese erhöhten Anforderungen anzupassen. In den vergangenen Jahrzehnten entstanden jedoch neben dem Telefonnetz herkömmlicher Prägung, dem so genannten POTS (Plain Old Telephone Services), weitere Netze, wie beispielsweise Mobilfunknetze oder das Internet. Damit einher ging die Entwicklung von Übergängen zwischen den Netzen, die Schaffung so genannter Gateways. Dies führte dazu, dass die Kommunikation zwischen einem nutzerseitigen Endgerät und einem von dem Nutzer beziehungsweise dem Kunden genutzten Dienst heute vielfach über heterogene Netze erfolgt, in denen Teilnetze unterschiedlicher Netzwerkarten und -topologien über die vorgenannten Gateways miteinander verbunden sind. Der bereits erwähnte Ansatz einer einfachen Anpassung eines jeweiligen Netzes an die von einem Dienst geforderten Qualitätsparameter ist daher für die Sicherung einer optimalen Dienstqualität nicht mehr geeignet. Hinzu kommt, dass die zunehmende Konvergenz zwischen unterschiedlich gearteten Netzen und den über die Netze bereitgestellten Diensten dazu geführt hat, dass moderne technische Geräte zunehmend mit mehreren Möglichkeiten für den Netzzugang beziehungsweise mehreren Netzwerk-Interfaces ausgestattet und so durch sie verschiedene Netzzugangswege nutzbar sind. Als Beispiel hierfür seien stellvertretend Mobilfunkgeräte genannt, welche einen Netzzugang wahlweise über GPRS oder UMTS oder aber auch über eine drahtlose LAN-Verbindung ermöglichen. Die Entwicklung ist dabei soweit vorangetrieben worden, dass es auf der Grundlage dazu geschaffener Protokolle sogar möglich ist, während der Nutzung eines Dienstes den Netzzugangsweg beziehungsweise die Art des Netzzugangs ohne Datenverlust zu wechseln. Gegebenenfalls erfolgt dies im Interesse einer störungsfreien Dienstnutzung sogar ohne Wahrnehmung durch den Nutzer. Allerdings ist ein Wechsel des Zugangsweges im Grunde auch immer mit einer Änderung der Qualität des Netzzugangs verbunden. Zudem kann die üblich gewordene Nutzung heterogener Netze, insbesondere auch bei einem Übergang auf Kommunikationsnetze, ohne garantierte QoS-Parameter (QoS = Quality of Service) zu erheblichen Schwankungen der Dienstgüte oder auch zu Ressourceengpässen führen, in deren Folge die durch einen Dienst geforderten Ressourcen zumindest zeitweise nicht zur Verfügung stehen, so dass es zu Störungen bei der Dienstnutzung oder, aus der Sicht des Nutzers, zum Dienstausfall kommt.
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Aus diesen Gründen sind bereits unterschiedliche Lösungen zur Sicherstellung der Qualität netzwerkgebundener Dienste entwickelt worden. So ist es bekannt, in paketorientierten Kommunikationsnetzen so genannte Ressourcenmanager einzusetzen. Es handelt sich hierbei um aktive Komponenten, die Netzressourcen verwalten, reservieren und zuteilen. Mittels der Ressourcenmanager können für eine zu einem Dienst aufzubauende Verbindung vorgebbare Übertragungsressourcen verbindungsspezifisch reserviert werden. Während der Verbindung überwachen die Ressourcenmanager die permanente Verfügbarkeit der für die jeweilige Verbindung reservierten Übertragungsressourcen. Eine entsprechende Lösung wird beispielsweise durch die
DE 100 46 583 A1 offenbart. Gemäß der beschriebenen Lösung werden die Übertragungsressourcen der zum Aufbau einer Verbindung zwischen dem Endgerät eines Nutzers und des Dienstes infrage kommenden Übertragungsstrecken durch einen Ressourcenmanager verwaltet. Dieser ermittelt zunächst anhand einer Verbindungsinformation Ursprung und Ziel der aufzubauenden Verbindung und überprüft dann, ob die Verbindung über eine bestimmte Übertragungsstrecke geleitet werden kann. Entsprechend dem Ergebnis dieser Überprüfung wird eine Meldung generiert und über einen Gatekeeper an das Endgerät am Ursprung der aufzubauenden Verbindung übermittelt. Die Meldung wird von dem Endgerät am Verbindungsursprung ausgewertet. Sofern auf der für den Aufbau der Verbindung vorgesehenen Übertragungsstrecke zwar ausreichende Übertragungsressourcen vorhandenen sind, diese jedoch geringer sind als die ursprüngliche Ressourceanforderung des Endgerätes am Verbindungsursprung, wird durch das Endgerät unter Nutzung der besagten Übertragungsstrecke eine Verbindung mit einem reduzierten Ressourcenbedarf aufgebaut, wohingegen die Verbindung andernfalls über eine andere Übertragungsstrecke aufgebaut wird. Auf diese Weise kann der Ressourcenbedarf einer aufzubauenden Verbindung an die Übertragungsbedingungen der Übertragungsstrecke angepasst werden. Nachteilig an dieser Lösung ist, dass an allen Netzübergängen entsprechende Ressourcenmanager vorzusehen sind. Das heißt, alle an einer Verbindung beteiligten Kommunikationsnetze müssen zumindest im Bereich der Netzübergänge durchgängig mit zueinander kompatiblen Ressourcenmanagern ausgerüstet werden. Zudem muss das die Verbindung aufbauende Endgerät dazu ausgebildet sein, die von dem Ressourcenmanager eingehende Meldung auszuwerten und anhand dessen eine Auswahl der für die Verbindung zu beanspruchenden Übertragungsressourcen zu treffen.
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Eine ähnliche Lösung wird durch die
DE 101 56 751 A1 offenbart. Die Schrift beschreibt ein Ressourcenmanagement zur koordinierten dynamischen Anpassung der Dienstgüte von IP-basierten Netzwerkdiensten. Die Lösung basiert auf dem Einsatz im Netz verteilt angeordneter, hier als QoS-Broker bezeichneter Ressourcenmanager. Die sich in Teilnehmer-Ressourcen-Broker und Netzwerk-Ressourcen-Broker unterteilenden Ressourcenmanager kommunizieren entlang der Übertragungsstrecke mit dem Ziel miteinander, endgeräteseitig und dienstseitig die Bereitstellung und Aktivierung von Ressourcen mit den im Netzwerk bereitstehenden Ressourcen im Wege der Rekonfiguration von Anwendungen und Diensten miteinander zu koordinieren. Auch bei dieser Lösung ist also eine Vielzahl zueinander kompatibler Ressourcenmanager in den einzelnen Subnetzen sowie eine entsprechende Ausgestaltung der Endgeräte nutzer- und dienstseitig erforderlich.
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Durch eine aus der
DE 198 04 564 A1 bekannt gewordene Lösung wird eine flexible Bandbreitenverwaltung in sehr heterogenen Netzen ermöglicht, wobei auf anwendungsabhängige Gateways verzichtet werden kann. Dazu werden an den Endgeräten und an den Netzübergängen Codierer und Decodierer angeordnet und die Informationen in einem skalierten Datenstrom mit mehreren Datenschichten übertragen. Die einzelnen Datenschichten unterscheiden sich in ihrem Informationsgehalt und damit in der für die Übertragung jeweils benötigten Bandbreite. Im Zuge der Decodierung im Bereich eines Netzübergangs kann dann der Datenstrom beispielsweise durch Entfernung einer Datenschicht derart modifiziert werden, dass er in ein Netz mit niedriger Datenrate eingespeist werden kann. Auch diese Lösung ist jedoch nur mit zusätzlichen Komponenten, nämlich Codierern und Decodierern, in jedem an der Verbindung beteiligten Kommunikationsnetz realisierbar. Sie ist insoweit vergleichsweise aufwändig und in der Praxis nur schwer unter Einbeziehung aller für eine Verbindung grundsätzlich nutzbaren Netze umsetzbar.
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Allen vorstehend beschriebenen Lösungen ist gemeinsam, dass sie zusätzliche Komponenten in den Kommunikationsnetzen erfordern, welche entweder die Netzressourcen aktiv verwalten und für die Übertragung eines Datenstroms reservieren beziehungsweise bereitstellen oder den zu übertragenden Datenstrom an die für die Übertragung zur Verfügung stehende Bandbreite anpassen. Da das Routing im Internet dynamisch und im Allgemeinen unter Nutzung unterschiedlichster Kommunikationsnetze erfolgt, sind derartige Lösungen hierfür nur bedingt einsetzbar, weil eine Ausstattung aller für die Übertragung in Betracht kommenden Netze mit den erforderlichen zusätzlichen Komponenten kaum realisierbar ist.
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Einen anderen Ansatz verfolgen daher beispielsweise die Lösungen nach der
DE 101 38 363 A1 und der
DE 102 004 044 748 . Nach der erstgenannten Lösung werden die von Internetanwendungen jeweils an das IP-Zugangsnetz gestellten Kommunikationsanforderungen in zugehörigen Anwendungsprofilen gespeichert. Bei der Nutzung des Internet beziehungsweise eines Dienstes werden die aktuell vorhandenen Netzressourcen des IP-Zugangsnetzes mit den gespeicherten Anwendungsprofilen verglichen und Steuerdaten ermittelt, mit denen die Bereitstellung der Netzressourcen für die betreffende Anwendung optimiert wird. Nachteilig hieran ist, dass gegebenenfalls mehrere auf einem Endgerät laufende Anwendungen sich das Netzwerk-Interface des Endgerätes teilen müssen und somit miteinander um die Netzressourcen konkurrieren. Dabei werden Netzressourcen, wie insbesondere die im Zugangsnetz zur Verfügung stehende Bandbreite, den konkurrierenden Anwendungen entsprechend dem für sie ermittelten oder festgelegten Bedarf zugeteilt. Demnach erfolgt ein Ressourcenmanagement gemäß dieser Lösung ausschließlich in Bezug auf das Zugangsnetz.
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Gemäß der
DE 102 004 044 748 wird ein Dienst über eine zentrale Instanz über die aktuelle Situation des Zugangsnetzes eines den Dienst anfordernden Endgerätes informiert. Aufgrund dieser Information wird das Angebot des Dienstes adaptiert beziehungsweise der Dienst rekonfiguriert. Entsprechend der beschriebenen Lösung wird die jeweils aktuelle Situation des Zugangsnetzes durch eine so genannte Ermittlerkomponente im Endgerät festgestellt. Bei dieser Lösung ist es als Nachteil anzusehen, dass zur Realisierung der besagten Ermittlerkomponente jeweils eine zusätzliche Software auf dem Endgerät installiert werden muss. Aufgrund der schnell wachsenden Zahl und Vielfalt von Endgeräten ist es dabei möglicherweise schwierig, für jeden neuen Gerätetyp sofort eine entsprechende Implementierung dieser zusätzlichen Software zur Verfügung zu stellen.
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Aus der
WO 20057050933 A1 ist eine Lösung bekannt, bei welcher ein Monitoring der innerhalb eines Kernnetzes verfügbaren Netzwerkressourcen erfolgt. Hierbei werden Daten von Gateways eingangs und ausgangs des Kernnetzes an ein zentrales Monitoringsystem übertragen und von diesem zu einer Feedbackinformation verarbeitet. Das Monitoringsystem überträgt dann die Feedbackinformation an im Bereich der Gateways angeordnete Edge-Router, welche diese Information verwenden, um gegebenenfalls nachfolgend zu übertragende Daten über alternative, hinsichtlich der verfügbaren Netzwerkressourcen günstigere Routen durch das Netz zu leiten.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Lösung bereitzustellen, welche die Sicherstellung einer hohen Dienstqualität für Dienste ermöglicht, welche über ein Netzwerk IP-basierter Netze nutzbar sind. Das dazu anzugebende Verfahren sowie eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Anordnung sollen dabei so konzipiert sein, dass weder in den beteiligen Kommunikationsnetzen beziehungsweise an den Netzübergangsstellen noch in den Endgeräten zusätzliche Komponenten erforderlich sind.
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Die Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst. Eine die Aufgabe lösende Anordnung ist durch den ersten Sachanspruch charakterisiert. Vorteilhafte Aus- beziehungsweise Weiterbildungen sind durch die jeweiligen Unteransprüche gegeben.
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Das vorgeschlagene Verfahren dient zur Sicherung der Qualität eines netzwerkgestützten Dienstes, bei dessen Nutzung Datenpakete jeweils über ein aus mehreren IP-basierten Netzen temporär gebildetes Netzwerk übertragen werden. Zur Sicherung der Qualität wird das Dienstangebot durch eine Skalierung der von dem Dienst zu dem Endgerät übertragenen Daten an Dienstgüteparameter angepasst, die bei der Anforderung des Dienstes und während seiner Nutzung erfasst werden und die jeweils verfügbaren Netzwerkressourcen beschreiben.
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Erfindungsgemäß werden die Dienstgüteparameter der das Netzwerk jeweils ausbildenden IP-Netze von einer zentralen Instanz erfasst. Hier werden die Dienstgüteparameter nach vorgegeben Regeln verarbeitet und eine, das Verarbeitungsergebnis enthaltene Nachricht generiert. Die Nachricht wird an den Dienst übertragen, welcher sein Angebot auf ihrer Grundlage nach bei ihm hinterlegten Regeln an die jeweils augenblicklich verfügbaren Netzwerkressourcen anpasst. An dieser Stelle sei bemerkt, dass weder die in der zentralen Instanz zur Verarbeitung der Dienstgüteparameter gehaltenen Regeln, noch die von dem Dienst zur Anpassung seines Dienstangebots verwendeten Regeln Gegenstand der Erfindung sind. Ebenso ist dies nicht der bereits aus der
DE 102 004 044 748 bekannte Ansatz, nicht die Netzwerkressourcen als solches zu managen, sondern das Dienstangebot an diese anzupassen. Vielmehr ist die Erfindung in der Bereitstellung einer Lösung für den letztgenannten Ansatz zu sehen, welche weder grundlegende Änderungen an der Netzinfrastruktur, insbesondere das Hinzufügen zusätzlicher, gegebenenfalls mit Kompatibilitätsproblemen behafteter Komponenten im Bereich der Netzübergänge, noch eine Änderung der Endgeräte oder die Bereitstellung einer zusätzlichen Software für diese erfordert. Nach dieser Lösung werden die Dienstgüteparameter der IP-Netze erfindungsgemäß von dem, für den Zugang zum Netzwerk genutzten Zugangsrouter und von Peering-Knoten der das Netzwerk jeweils temporär ausbildenden IP-Netze wiederholt an die zentrale Instanz übertragen. Der Zugangsrouter wird dabei von der zentralen Instanz anhand der ihr von dem Dienst, bei seiner Anforderung, übermittelten Quell-IP-Adresse des den Dienst anfordernden Endgerätes ermittelt. Ausgehend von dieser und der Ziel-IP-Adresse des Dienstes lassen sich auch die Adressen der Peering-Knoten ermitteln, wobei letztere, wie noch erläutert werden wird, je nach ihrer Ausbildung, nur ein Mal, beim Aufbau der Anforderung des Dienstes durch das Endgerät ermittelt oder, im Hinblick auf sich gegebenenfalls dynamisch ändernde Routen für die das Netzwerk passierenden Datenpakete, wiederholt abgefragt werden müssen.
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Im Hinblick auf die erwähnten, von der zentralen Instanz beziehungsweise dem Dienst gehaltenen Regeln seien hier nur beispielhaft entsprechende, vorzugsweise softwaregestützt zu implementierende Verfahrensweisen genannt. So ist es möglich, dass im Ergebnis der Abfrage des Zugangsrouters und der Peering-Knoten verschiedene Übertragungsbandbreiten festgestellt werden und die zentrale Instanz hieraus die kleinste Übertragungsbandbreite herausfiltert und mit der von ihr generierten Nachricht an den Dienst übergibt und zwar im Hinblick darauf, dass diese kleinste von einem Peering- beziehungsweise Netwerk-Ermittler-Knoten angegebene Bandbreite quasi das „schwächste Glied in der Kette“ ist. Andererseits kann zum Beispiel der Dienst, im Falle nur eingeschränkt verfügbarer Netzressourcen, auf die Übertragung eines hochaufgelösten Bildes verzichten oder dessen Auflösung herabsetzen.
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Die von der Quell-IP-Adresse des den Dienst anfordernden Endgerätes ausgehende Ermittlung des Zugangsrouters erfolgt, gemäß möglicher Ausführungsformen der Erfindung, mit Hilfe einer durch die zentrale Instanz gehaltenen Datenbank oder über eine entsprechende Informationsquelle im Netzwerk.
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Hinsichtlich dessen, wann oder wie die Dienstgüteparameter von dem Zugangsrouter und den Peering-Knoten an die zentrale Instanz übermittelt werden, sind unterschiedliche Möglichkeiten denkbar. Entsprechend einer Ausbildungsform der Erfindung werden die Dienstgüteparameter von dem Zugangsrouter und den Peering-Knoten aufgrund einer zyklischen Abfrage durch die zentrale Instanz an diese übertragen. Dabei ermittelt diese jeweils die aktuelle Route der über das Netzwerk übertragenen Daten des Dienstes und die dabei passierten und von ihr hinsichtlich der Dienstgüteparameter abzufragenden Peering-Knoten ausgehend von dem ihr, aufgrund der Quell-IP-Adresse des Endgerätes bekannten Zugangsrouter und der Ziel-IP-Adresse des Dienstes. Vorzugsweise erfolgt dabei die Kommunikation zwischen der zentralen Instanz und dem Zugangsrouter sowie den Peering-Knoten unter Nutzung des SNMP, also des Simple Network Management Protocols. Die Peering-Knoten arbeiten hierbei, bezogen auf das vorgeschlagene Verfahren als passive Knoten.
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Eine andere Möglichkeit besteht darin, dass der Zugangsrouter und die Peering-Knoten die Dienstgüteparameter, nach einer ersten Abfrage durch die zentrale Instanz, wiederholt selbsttätig an die zentrale Instanz übermitteln. Diese Möglichkeit orientiert sich jedoch eher an einer zukünftig möglichen Weiterentwicklung der Netzinfrastruktur, bei der die Peering-Knoten, bezogen auf das erfindungsgemäße Verfahren, als aktive Komponenten arbeiten. Insoweit wären hierfür gewisse Änderungen an der Netzinfrastruktur erforderlich, was jedoch, auch im Hinblick darauf, dass ein Mischbetrieb mit, verfahrensbezogen aktiven und passiven Peering-Knoten möglich erscheint, keine Kompatibilitätsprobleme aufwerfen würde. Entsprechend einer Variante der vorstehend beschriebenen Ausgestaltung mit aktiven Knoten erfolgt die selbsttätige Übermittlung der Dienstgüteparameter an die zentrale Instanz durch den Zugangsrouter und die Peering-Knoten zeitzyklisch. Möglich ist aber auch eine ereignisgesteuerte Übermittlung der Dienstgüteparameter an die zentrale Instanz, wobei zumindest bei sich ändernden Netzwerkressourcen eine Übermittlung von Routendaten und der Dienstgüteparameter erfolgt.
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Die an die zentrale Instanz übertragenen Dienstgüteparameter betreffen vorzugsweise Daten zur Übertragungsbandbreite, zur Übertragungsgeschwindigkeit, zur Übertragungsverzögerung und zur zulässigen Fehlerrate.
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Gemäß einer möglichen Verfahrensgestaltung, bei welcher das Dienstangebot insbesondere an die im Netzwerk zur Verfügung stehende Übertragungsbandbreite angepasst wird, ist es vorgesehen, dass durch die zentrale Instanz auf der Grundlage der ihr vom Zugangsrouter und den Peering-Knoten übermittelten Dienstgüteparameter eine Schwankungsbreite der Übertragungsbandbreite innerhalb eines vorgegebenen Zeitraums ermittelt und mit der an den Dienst übermittelten Nachricht als weiterer Parameter übergeben wird. Dabei optimiert der Dienst sein Angebot nach einem bei ihm implementierten Algorithmus unter Berücksichtigung dieser Schwankungsbreite, dessen Gestaltung im Detail ebenfalls nicht Gegenstand der hier vorgestellten Lösung sein soll. Entsprechend einer ähnlichen Verfahrensgestaltung ermittelt die zentrale Instanz eine Schwankungsbreite der Übertragungsbandbreite, überträgt jedoch nicht diese selbst an den Dienst, sondern korrigiert die an den Dienst mit der Nachricht übergebene Übertragungsbandbreite nach einem bei ihr hinterlegten, hier ebenfalls nicht näher zu erläuternden Algorithmus nach unten. Hierdurch wird eine entsprechende Anpassung und Erweiterung der Dienste um einen Algorithmus zur Auswertung der Schwankungsbreite der Übertragungsbandbreite entbehrlich.
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Die zur Lösung der Aufgabe vorgeschlagene und zur Durchführung des Verfahrens geeignete Anordnung umfasst einen skalierbaren Dienst, welcher auf der Grundlage bei ihm hinterlegter Regeln an die durch die Dienstgüteparameter beschriebenen Netzwerkressourcen adaptierbar ist, mindestens ein den Dienst nutzendes Endgerät mit wenigstens einem Netzwerkinterface und ein aus mehreren IP-basierten Netzen temporär gebildetes Netzwerk mit darin angeordneten Peering-Knoten und einem Zugangsrouter, über welchen das den Dienst nutzende Endgerät Zugang zu dem Netzwerk hat. Erfindungsgemäß ist in dem Netzwerk weiterhin ein Netzwerkinformationsmodul als zentrale Instanz angeordnet, welches zur Erfassung von Dienstgüteparametern, deren Verarbeitung und zur Generierung sowie Übertragung einer das Verarbeitungsergebnis enthaltenden Nachricht an den Dienst ausgebildet ist. Dieses Netzwerkinformationsmodul empfängt die von ihm zu verarbeitenden Dienstgüteparameter von dem Zugangsrouter und den Peering-Knoten.
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Entsprechend einer bevorzugten Ausgestaltungsform der Erfindung ist das Netzwerkinformationsmodul als ein im Netzwerk angeordneter Server oder als ein Teil eines solchen Servers ausgebildet und umfasst eine auf diesem Server gehostete Software. Vorzugsweise umfasst das Netzwerkinformationsmodul folgende hard- und/oder softwarebasierte Komponenten:
- - Eine Kommunikationskomponente, welche mit dem Zugangsrouter und den Peering-Knoten kommuniziert. Dazu sind in der Kommunikationskomponente entsprechende Kommunikationsprotokolle gekapselt.
- - Eine Routenermittlungskomponente zur Ermittlung der Route der über das Netzwerk übertragenen Daten des Dienstes durch Abfrage des Zugangsrouters und der ihm folgenden Peering-Knoten anhand der Quell-IP-Adresse des Endgerätes und der Ziel-IP-Adresse beim Dienst. Dabei ermittelt die Routenermittlungskomponente den Zugangsrouter aus der Quell-IP-Adresse des den Dienst anfordernden Endgerätes, wobei sie, wie schon ausgeführt, auf eine im Netzwerkinformationsmodul gehaltene Datenbank oder auf Informationsquellen im Netzwerk zurückgreift.
- - Eine Abfragekomponente zur Abfrage der Dienstgüteparameter, insbesondere der Übertragungsbandbreite, von dem Zugangsrouter und den, auf der von der Routenermittlungskomponente ermittelten Route liegenden Peering-Knoten.
- - Eine Signalisierungskomponente zur Kommunikation mit dem von dem Endgerät angeforderten Dienst. Diese empfängt die dem Netzwerkinformationsmodul bei Anforderung des Dienstes durch den Dienst übermittelte Quell-IP-Adresse des den Dienst anfordernden Endgerätes und die Ziel-IP-Adresse des Dienstes. Ferner generiert sie eine Nachricht, welche die Daten zu den verfügbaren Netzwerkressourcen enthält und sendet diese Nachricht an den Dienst aus. Zur Kommunikation mit dem Dienst sind in ihr die dazu erforderlichen Kommunikationsprotokolle gekapselt.
- - Eine Steuer- und Verarbeitungskomponente, welche die vorgenannten Komponenten beziehungsweise ihr Zusammenspiel steuert sowie die von dem Zugangsrouter und den Peering-Knoten empfangenen Dienstgüteparameter verarbeitet.
- - Eine Persistenz-Komponente, in welcher von der Steuer- und Verarbeitungskomponente übergebene Daten dauerhaften gespeichert und für einen späteren Abruf bereitgestellt werden.
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Die verfahrens- und anordnungsbezogenen Aspekte der Erfindung sollen nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels nochmals näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:
- 1: Eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Anordnung
- 2: Den Aufbau eines Netzwerkinformationsmoduls als Bestandteil der erfindungsgemäßen Anordnung nach 1 in einer schematischen Darstellung.
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In der 1 ist die erfindungsgemäße Anordnung zur Sicherung der Dienstqualität in einer schematischen Darstellung gezeigt. Die Anordnung umfasst mindestens ein zur Anforderung eines Dienstes 6 geeignetes Endgerät 1 mit wenigstens einem Netzwerk-Interface 2, 2', einen von dem Endgerät 1 angeforderten und bezüglich seines Dienstangebotes skalierbaren Dienst 6, ein aus einer Mehrzahl von Teil- beziehungsweise Subnetzen bestehendes, in dieser Form jeweils temporär bestehendes Netzwerk 3 und eine zentrale Instanz 7 zur Erfassung und Bereitstellung von Informationen über die im Netzwerk 3 zur Verfügung stehenden Netzressourcen, das so genannte Netzwerkinformationsmodul (NIM) 7. Über das IP-basierte Netzwerk 3 werden die Daten des angeforderten Dienstes 6 in an sich bekannter Weise an das Endgerät 1 übertragen. In dem dargestellten Beispiel verfügt das Endgerät 1, wie heute bereits vielfach üblich, über zwei voneinander unabhängige Netzzugangsmöglichkeiten beziehungsweise Netzwerk-Interfaces 2, 2". Gegebenenfalls wird dabei durch das Endgerät 1 sogar die Möglichkeit unterstützt, innerhalb einer Session, das heißt während der laufenden Nutzung des Dienstes 6, den zum Empfang der Daten genutzten Netzzugangsweg zu ändern.
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Bei dem dargestellten Netzwerk 3 handelt es sich vorzugsweise um das Internet, welches bekanntlich kein homogenes und klar strukturiertes Netz ist, sondern aus einer Mehrzahl miteinander verknüpfter IP-basierter Netze besteht, wobei sich Anzahl und Art dieser miteinander verknüpften Teilnetze während der Nutzung des Dienstes 6 durch das Endgerät 1 ändern können. Die einzelnen Teilnetze sind über hier nicht näher dargestellte Gateways miteinander verbunden. Nach dem Stand der Technik sind in den Teilnetzen, in der Regel im Bereich der Netzübergänge, Peering-Knoten 5, 5', 5" der Internet-Service-Provider (ISP) angeordnet. Bestandteil dieser Peering-Knoten 5, 5', 5" oder auch Netzwerk-Ermittler-Knoten sind unter anderem spezielle Router, in denen standardmäßig Informationen über den Pfad, welchen ein zwischen dem En bgelegt sind. Die Erfindung macht sich das Vorliegen der vorgenannten Daten an den Peering-Knoten 5, 5', 5" zunutze. Dabei werden die entsprechenden Daten der Peering-Knoten 5, 5', 5" erfasst, ausgewertet und das Ergebnis der Auswertung in Form einer Nachricht an den Dienst 6 übermittelt, wobei es sich bei den Daten beispielsweise um Übertragungsbandbreiten in den Teilnetzen und bei der, der Nachricht zusätzlich hinzugefügten Information um die niedrigste Übertragungsbandbreite in dem temporär gebildeten Netzwerk 3 handelt. Der Dienst 6 wird dann auf der Grundlage der empfangenen Nachricht rekonfiguriert, das heißt an die gemäß der Nachricht zur Verfügung stehenden Netzwerkressourcen angepasst. Bei den Peering-Knoten 5, 5', 5" beziehungsweise Netzwerk-Ermittler-Knoten kann es sich um passive oder, im Hinblick insbesondere auf zukünftige Entwicklungen, auch um aktive Komponenten beziehungsweise Einheiten handeln. Die Routing- und sonstigen Netzwerkinformationen werden von passiven Peering-Knoten 5, 5', 5" durch das Netzwerkinformationsmodul 7 im Wege eines zyklischen Polling abgefragt. Sofern das Netzwerk 3 auch aktive Peering-Knoten 5, 5', 5" umfasst, ist es aber auch denkbar, dass diese die benötigten Informationen, also Routing-Daten und QoS-Parameter, zeitzyklisch von sich aus an die zentrale Instanz 7, nämlich das Netzwerkinformationsmodul, übertragen. In jedem Falle liegen in dem Netzwerkinformationsmodul 7 wiederholt aktualisierte QoS-Parameter vor.
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Der Aufbau des Netzwerkinformationsmoduls 7 und sein Zusammenwirken mit den übrigen Teilen der Anordnung sollen anhand der 2 im Kontext der zur 1 gegebenen Darstellungen erläutert werden. Das Netzwerkinformationsmodul 7 umfasst eine Kommunikationskomponente 8, eine Routenermittlungskomponente 9, eine Abfragekomponente 10, eine Signalisierungskomponente 11, eine Steuer- und Verarbeitungskomponente 12 sowie eine Persistenz-Komponente 13.
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Über die Kommunikationskomponente 8 wird die Kommunikation des Netzwerkinformationsmoduls 7 mit dem Zugangsrouter 4 und den Peering-Knoten 5, 5', 5" abgewickelt. In ihr ist das Kommunikationsprotokoll gekapselt, welches der Kommunikation mit dem Zugangsrouter 4 und dem Peering-Knoten 5, 5', 5" zugrunde liegt. Für die Kommunikation wird ein Standard-Kommunikationsprotokoll verwendet, so dass es nicht erforderlich ist, den Zugangsrouter 4 oder die Netzwerk-Ermittler-Knoten 5, 5', 5" soft- oder hardwaremäßig umzurüsten. Für die Abfrage passiver Peering-Knoten 5, 5', 5" kommt dabei vorzugsweise das SNMP (Simple Network Management Protokoll) zum Einsatz.
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Die Routenermittlungskomponente 9 ermittelt anhand der Quell-IP-Adresse des Endgerätes 1 und der Ziel-IP-Adresse die gesamte Route der zwischen dem Endgerät 1 und dem Dienst 6 ausgetauschten Daten. Dabei ist diese Komponente in der Lage, aus der Quell-IP-Adresse des Endgerätes 1 auf den Zugangsrouter 4 und, ausgehend von diesem sowie unter Heranziehung der Ziel-IP-Adresse, auf die weitere Route zu schließen. Die Ermittlung des Zugangsrouters 4 über die Quell-IP-Adresse kann über eine interne, zur Netzwerkinformationsmodul 7 gehörende Datenbank oder über externe Quellen des Internets erfolgen. Durch die Abfragekomponente 10 werden im Zusammenspiel mit der Kommunikationskomponente 8 die Dienstgüteparameter, welche die zur Verfügung stehenden Netzwerkressourcen kennzeichnen, abgefragt. Die entsprechenden Daten werden in der Steuer- und Verarbeitungskomponente 12 aufbereitet und verarbeitet und von dieser in der Persistenz-Komponente 13 abgelegt, von wo sie abrufbar und über die Steuer- und Verarbeitungskomponente 12 sowie über die Signalisierungskomponente 11 an den Dienst 6 übertragbar sind.
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Im Einzelnen vollzieht sich folgender Ablauf. Ein Endgerät 1 fordert einen Dienst 6 über das IP-basierte Netzwerk 3 an. Hierbei wird auch die Quell-IP-Adresse des Endgerätes 1 an den Dienst 6 übermittelt. Entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren leitet der Dienst zur Sicherstellung einer hohen Dienstqualität die Quell-IP-Adresse des Endgerätes 1 und die Ziel-IP-Adresse dem Netzwerkinformationsmodul 7 über dessen Signalisierungskomponente 11 zu. Veranlasst durch die Steuer- und Verarbeitungskomponente 12 ermittelt die Routenermittlungskomponente 9 des Netzwerkinformationsmoduls 7 den mit dieser Quell-IP-Adresse korrespondierenden Zugangsrouter 4. Ausgehend vom Zugangsrouter 4, den von dort abfragbaren Routingdaten und der Ziel-IP-Adresse ermittelt die Routenermittlungskomponente 9 schließlich die gesamte Route in Form von Angaben zu den in die Übertragung der Daten einbezogenen Peering-Knoten 5, 5', 5". Unter Verwendung dieser Routingdaten werden durch die Abfragekomponente 10 die QoS-Parameter vom Zugangsrouter 4 und den einzelnen Peering-Knoten 5, 5', 5" abgefragt. Die Abfrage der QoS-Parameter erfolgt, ebenso wie die Abfrage der Routingdaten, über die Kommunikationskomponente 8, welche für die Abfragen die hierzu in ihr gekapselten Kommunikationsprotokolle verwendet. Bei diesen Protokollen handelt es sich, wie bereits betont, vorzugsweise um standardisierte Protokolle, welche auch in der Kommunikation zwischen den Peering-Knoten 5, 5', 5" beziehungsweise zwischen einem Peering-Knoten 5, 5', 5" und dem Zugangsrouter 4 verwendet werden. Die Abfrage der QoS-Parameter vom Zugangsrouter 4 und den Peering-Knoten 5, 5', 5" erfolgt, veranlasst durch die Steuer- und Verarbeitungskomponente 12, zyklisch im Wege eines Polling. Die vom Netzwerkinformationsmodul 7 empfangenen QoS-Parameter werden unter Zuordnung zu den Routingdaten einer jeweiligen Session zur Dienstnutzung ausgewertet beziehungsweise aufbereitet und eine Nachricht generiert. Die Nachricht mit den entsprechenden QoS-Informationen wird über die Signalisierungskomponente 11 an den jeweiligen Dienst 6 übermittelt. Entsprechende Einheiten beziehungsweise Komponenten des Dienstes 6 beziehungsweise Dienstanbieters leiten hieraus Daten zu einer an die festgestellten Netzwerkressourcen angepassten Skalierung des Dienstes 6 ab. Der Dienst 6 gleicht im Ergebnis dessen sein Angebot an, indem er aufgrund von, in zum Dienst 6 gehörenden Einheiten hinterlegten Regeln, beispielsweise aus einer an das Endgerät 1 zu übertragenden Multimediainformation Bilder entfernt oder deren Auflösung herabsetzt. Die genannten Vorgänge laufen bei der Anforderung des Dienstes 6 durch das Endgerät 1 und dann während der weiteren Dienstnutzung wiederholt in der vorbeschriebenen Weise ab. Denkbar ist dabei auch eine Reduzierung der Daten von Video-Streaming-Diensten oder eine Datenkomprimierung bei Downloadangeboten.
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Mittels der erfindungsgemäßen Lösung kann in vorteilhafter Weise das Dienstangebot jeweils zeitnah an die momentane Netzwerksituation, das heißt an die zur Verfügung stehenden Netzressourcen, angepasst werden. Besonders vorteilhaft ist es dabei, dass, abgesehen von eventuellen Änderungen bei den entsprechenden Diensten 6, welche diese zur Skalierung ihrer Daten beziehungsweise Adaption ihres Angebotes befähigen, im Grunde keine Änderungen an der gegenwärtig bestehenden Netzstruktur und ihren Komponenten beziehungsweise Einheiten vorgenommen werden müssen. Zudem ist, auch ohne eine Installation von Hard- oder Softwarekomponenten auf der Client-Seite, also dem Endgerät 6, eine dynamische Verfolgung der Entwicklung der Netzressourcen und eine stetige Anpassung des Dienstangebots an die ermittelten Netzressourcen zur Sicherstellung einer hohen Dienstqualität möglich.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Endgerät
- 2, 2'
- Netzwerkinterface
- 3
- Netzwerk
- 4
- Zugangsrouter
- 5, 5', 5"
- Peering-Knoten bzw. Netzwerk-Ermittler-Knoten
- 6
- Dienst
- 7
- zentrale Instanz bzw. Netzwerkinformationsmodul
- 8
- Kommunikationskomponente
- 9
- Routenermittlungskomponente
- 10
- Abfragekomponente
- 11
- Signalisierungskomponente
- 12
- Steuer- und Verarbeitungskomponente
- 13
- Persistenzkomponente
