DE102009043291A1

DE102009043291A1 - Automatische Erfassung und Rekonfiguration des Prioritätsstatus in Telekommunikationsnetzen

Info

Publication number: DE102009043291A1
Application number: DE102009043291A
Authority: DE
Inventors: Paul Highlands Ranch Blum; Jean Meloche; John R. Tuck Jr.
Original assignee: Avaya Inc
Current assignee: Avaya Inc
Priority date: 2008-11-07
Filing date: 2009-09-29
Publication date: 2010-05-20
Also published as: US20100118700A1; JP5442387B2; CN101741718B; GB2465050A; GB0916731D0; GB2465050B; KR101418762B1; KR20100051537A; CN101741718A; US7843826B2; JP2010114890A

Abstract

Es wird eine Technik beschrieben, die sicherstellt, dass ein Protokolldateneinheiten von hoher und von niedriger Priorität übertragender Knoten richtig konfiguriert ist, um den Protokolldateneinheiten der hohen Ebene eine prioritäre Behandlung einzuräumen. Gemäß der veranschaulichenden Ausführungsform werden durch einen zu testenden Knoten zwei Ströme von Protokolldateneinheiten übertragen. Ein Strom umfasst Protokolldateneinheiten von hoher Priorität, und der zweite Strom umfasst Protokolldateneinheiten von niedriger Priorität. Dann werden die Verarbeitungsfähigkeiten des Knotens belastet, indem die Frequenz der an ihn übertragenen Protokolldateneinheiten erhöht wird, so dass der Knoten gezwungen ist, die zwei Ströme unterschiedlich zu behandeln, wenn er in der Tat richtig konfiguriert ist, um sie unterschiedlich zu behandeln. Behandelt der Knoten die zwei Ströme unterschiedlich, und räumt er dem Strom von hoher Priorität höhere Priorität ein, so ist der Knoten richtig konfiguriert. Ansonsten wird der Knoten rekonfiguriert, so dass er dem Strom von hoher Priorität höhere Priorität einräumt.

Description

Bereich der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft Kommunikationsnetze im Allgemeinen und im Besonderen Werkzeuge für die Überwachung und Analyse der Netze.
Hintergrund der Erfindung
Wenn über das Internet ein Inhalt übertragen wird, zerhackt die Quelle den Inhalt in kleinere, handlichere Stücke, so genannte ”Protokolldateneinheiten.” Zu den Beispielen für Protokolldateneinheiten gehören, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein, Pakete, Datagramme, Frames, Bytes, usw., je nach verwendetem Protokoll. Dann werden die Protokolldateneinheiten zum Ziel übertragen, wo sie wieder zum ursprünglichen Inhalt assembliert werden.
Wenn ein Knoten im Internet überlastet ist, gehen bei der Übertragung oft einige Protokolldateneinheiten verloren oder werden verzögert. Geht eine Protokolldateneinheit verloren, kann das Ziel dafür sorgen, dass die Quelle die verloren gegangene Protokolldateneinheit erneut überträgt. Wenn die erneut übertragene Protokolldateneinheit am Ziel eintrifft, hat es für den Endanwender den Anschein, als sei die Protokolldateneinheit lediglich verzögert.
Einige Inhalte, wie zum Beispiel E-Mails, sind zeitlich robust und weitgehend unempfindlich gegen die Verzögerung von Protokolldateneinheiten. Einige Inhalte hingegen, wie zum Beispiel Voice-over-Internet-Protocol (”VoIP”)-Telefonie, können keine großen Verzögerungen tolerieren.
Dieser Unterschied hat zu einem System geführt, bei dem eine Protokolldateneinheit, die einen zeitempfindlichen Inhalt überträgt, eine Behandlung mit hoher Priorität durch das Internet anfordern kann. Gemäß diesem System überträgt jede Protokolldateneinheit von hoher Priorität ein Prioritätskennzeichen – wie zum Beispiel eine Zahl in der Betriebsart-Kopfzeile der Protokolldateneinheit –, das die Priorität der Protokolldateneinheit kennzeichnet. Wenn dann eine Protokolldateneinheit einen Knoten im Internet erreicht, kann der Knoten das Prioritätskennzeichen lesen und die Protokolldateneinheit entsprechend behandeln.
Leider existiert keine einheitliche Prioritätskennzeichennorm, und deshalb muss jeder Knoten im Internet einzeln konfiguriert werden, entsprechend der Konfigurationsrichtlinie des Service-Providers, dem es gehört. Eine solche Einzelkonfiguration ist mühsam und fehleranfällig, und diese Fehler können schwerwiegende Auswirkungen auf die Fähigkeit des Internets, Voice-over-Internet-Protocol-Telefonie bereitzustellen, haben. Deshalb wird eine Technik benötigt, die sicherstellt, dass ein Knoten, der Protokolldateneinheiten von hoher und von niedriger Priorität befördert, richtig konfiguriert ist.
Eine Lösung nach dem Stand der Technik zur Erkennung falsch konfigurierter Knoten besteht darin, einen Protokolldateneinheiten von sowohl hoher als auch niedriger Priorität umfassenden Strom durch einen Knoten zu senden und zu messen, ob die Protokolldateneinheiten von hoher Priorität von dem Knoten schneller ausgegeben werden als diejenigen von niedriger Priorität. Diese Lösung hat jedoch ihre Nachteile.
Deshalb wird immer noch eine Technik benötigt, die sicherstellt, dass ein Protokolldateneinheiten von hoher und von niedriger Priorität übertragender Knoten richtig konfiguriert ist.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung gibt eine Technik an, die sicherstellt, dass ein Protokolldateneinheiten von hoher und von niedriger Priorität übertragender Knoten richtig konfiguriert ist, um den Protokolldateneinheiten der hohen Ebene eine prioritäre Behandlung einzuräumen, ohne einige der hierfür erforderlichen Kosten und Nachteile des Standes der Technik. Gemäß der veranschaulichenden Ausführungsform werden durch einen zu testenden Knoten zwei Ströme von Protokolldateneinheiten übertragen. Ein Strom umfasst Protokolldateneinheiten von hoher Priorität, und der zweite Strom umfasst Protokolldateneinheiten von niedriger Priorität. Dann werden die Verarbeitungsfähigkeiten des Knotens belastet, indem die Frequenz der an ihn übertragenen Protokolldateneinheiten erhöht wird, so dass der Knoten gezwungen ist, die zwei Ströme unterschiedlich zu behandeln, wenn er in der Tat richtig konfiguriert ist, um sie unterschiedlich zu behandeln. Behandelt der Knoten die zwei Ströme unterschiedlich, und räumt er dem Strom von hoher Priorität höhere Priorität ein, so ist der Knoten richtig konfiguriert. Ansonsten wird der Knoten rekonfiguriert, so dass er dem Strom von hoher Priorität höhere Priorität einräumt.
Die veranschaulichende Ausführungsform umfasst die gleichzeitige Übertragung (1) eines ersten Stroms von Protokolldateneinheiten durch einen Knoten in einem Telekommunikationsnetz, wobei der erste Strom von Protokolldateneinheiten eine erste Prioritätsebene anfordert, und (2) eines zweiten Stroms von Protokolldateneinheiten durch den Knoten im Telekommunikationsnetz, wobei der zweite Strom von Protokolldateneinheiten eine zweite Prioritätsebene, die niedriger ist als die erste Prioritätsebene, anfordert; und Rekonfigurierung des Knotens, um dem ersten Strom von Protokolldateneinheiten eine höhere Prioritätsebene als dem zweiten Strom von Protokolldateneinheiten einzuräumen, wenn eine Erhöhung der Frequenz der Protokolldateneinheiten durch den Knoten einen Abfall des Maßes für die Betriebsgüte des zweiten Stroms von Protokolldateneinheiten verursacht, dem ein Abfall des Maßes für die Betriebsgüte des ersten Stroms von Protokolldateneinheiten entspricht.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt ein Schaltbild der hervorstechenden Komponenten des Telekommunikationsnetzes 100 gemäß der veranschaulichenden Ausführungsform.
2 zeigt ein Ablaufdiagramm der hervorstechenden von der veranschaulichenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführten Aufgaben.
Ausführliche Beschreibung
1 zeigt ein Schaltbild der hervorstechenden Komponenten des Telekommunikationsnetzes 100 gemäß der veranschaulichenden Ausführungsform. Das Telekommunikationsnetz 101 umfasst den vorgeschalteten Knoten 101, den Vermittlungsknoten 102 und den nachgeschalteten Knoten 103, die wie dargestellt zusammengeschaltet sind.
Gemäß der veranschaulichenden Ausführungsform umfasst das Telekommunikationsnetz 100 drei Knoten, es wird dem Fachmann nach Durchlesen dieser Beschreibung jedoch klar sein, wie alternative Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, die eine beliebige Anzahl von Knoten in jeglicher Topologie umfassen, herzustellen und zu verwenden sind. Gemäß der veranschaulichenden Ausführungsform umfasst das Telekommunikationsnetz 100 drahtgebundene Verbindungen, es wird dem Fachmann nach Durchlesen dieser Beschreibung jedoch klar sein, wie alternative Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, die eine oder mehrere drahtlose Verbindungen umfassen, herzustellen und zu verwenden sind. Gemäß der veranschaulichenden Ausführungsform verwendet das Telekommunikationsnetz 100 das Transmission Control Protocol/Internet Protocol (”TCP/IP”) in derselben Weise wie das Internet, es wird dem Fachmann nach Durchlesen dieser Beschreibung jedoch klar sein, wie alternative Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, die beliebige Protokolle verwenden, herzustellen und zu verwenden sind.
Der vorgeschaltete Knoten 101 ist Hardware und Software für die gleichzeitige Übertragung einer Mehrzahl von Strömen von Protokolldateneinheiten an den Vermittlungsknoten 102 zur Weiterleitung an den nachgeschalteten Knoten 103.
Gemäß der veranschaulichenden Ausführungsform überträgt der durch den vorgeschalteten Knoten 101 übertragene erste Strom von Protokolldateneinheiten Sprache, es wird dem Fachmann nach Durchlesen dieser Beschreibung jedoch klar sein, wie alternative Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung herzustellen und zu verwenden sind, bei denen der erste Strom von Protokolldateneinheiten etwas Anderes als Sprache, zum Beispiel und ohne darauf beschränkt zu sein, Daten, Video, Software, Bilder, E-Mail, usw., überträgt. Gemäß der veranschaulichenden Ausführungsform ist der erste Strom von Protokolldateneinheiten als ein Strom ”von hoher Priorität” codiert, was eine Anforderung an den Vermittlungsknoten 102 darstellt, dem ersten Strom eine hohe Prioritätsebene einzuräumen. Gemäß der veranschaulichenden Ausführungsform verwendet der erste Strom von Protokolldateneinheiten das Real-Time Transport Protocol, und die Codierung der hohen Prioritätsebene erfolgt durch Modifizierung des Feldes ”Differenzierte Dienste” der Kopfzeilen in den Protokolldateneinheiten. Es wird dem Fachmann nach Durchlesen dieser Beschreibung jedoch klar sein, wie alternative Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, bei denen der erste Strom von Protokolldateneinheiten ein anderes Protokoll verwendet und bei denen die hohe Prioritätsebene durch ein anderes Mittel festgelegt wird, herzustellen und zu verwenden sind.
Gemäß der veranschaulichenden Ausführungsform überträgt der durch den vorgeschalteten Knoten 101 übertragene zweite Strom von Protokolldateneinheiten E-Mail, es wird dem Fachmann nach Durchlesen dieser Beschreibung jedoch klar sein, wie alternative Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung herzustellen und zu verwenden sind, bei denen der zweite Strom von Protokolldateneinheiten etwas anderes als E-Mail, zum Beispiel und ohne darauf beschränkt zu sein, Daten, Video, Software, Bilder, Sprache, usw., überträgt. Gemäß der veranschaulichenden Ausführungsform ist der zweite Strom von Protokolldateneinheiten ein Strom ”von niedriger Priorität”, was eine Anforderung an den Vermittlungsknoten 102 beinhaltet, dem zweiten Strom eine niedrigere Prioritätsebene als dem ersten Strom einzuräumen. Gemäß der veranschaulichenden Ausführungsform verwendet der zweite Strom von Protokolldateneinheiten das User Datagram Protocol. Es wird dem Fachmann nach Durchlesen dieser Beschreibung jedoch klar sein, wie alternative Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, bei denen der zweite Strom von Protokolldateneinheiten ein anderes Protokoll verwendet und bei denen die niedrigere Prioritätsebene durch ein anderes Mittel festgelegt wird, herzustellen und zu verwenden sind.
Wenn die Verarbeitungsfähigkeiten des Vermittlungsknotens 102 nicht belastet sind, kann erwartet werden, dass der Vermittlungsknoten 102 den ersten Strom von Protokolldateneinheiten und den zweiten Strom von Protokolldateneinheiten mit gleicher Effizienz verarbeitet. Nur wenn die Verarbeitungsfähigkeiten des Vermittlungsknotens 102 belastet sind, ist eine Ungleichheit bei der Verarbeitung des ersten Stroms und des zweiten Stroms zu erkennen. Deshalb umfasst die veranschaulichende Ausführungsform einen Mechanismus, der sicherstellt, dass die Verarbeitungsfähigkeiten des Vermittlungsknotens 102 belastet sind. Gemäß der veranschaulichenden Ausführungsform stellt der vorgeschaltete Knoten 101 sicher, dass die Verarbeitungsfähigkeiten des Vermittlungsknotens 102 belastet sind, indem er fähig ist, die Frequenz der an den Vermittlungsknoten 102 übertragenen Protokolldateneinheiten beliebig zu erhöhen, bis zu dem Punkt, an dem der Vermittlungsknoten 102 die unterschiedliche Behandlung des ersten und des zweiten Stroms zeigt, falls der Vermittlungsknoten 102 in der Tat die Ströme unterschiedlich behandelt.
Für die Zwecke dieser Beschreibung wird die Frequenz der übertragenen Protokolldateneinheiten definiert als die Anzahl der pro Sekunde übertragenen Protokolldateneinheiten. Gemäß der veranschaulichenden Ausführungsform erhöht der vorgeschaltete Knoten 101 die Frequenz der an den Vermittlungsknoten 102 übertragenen Protokolldateneinheiten, indem er die Frequenz des zweiten Stroms von Protokolldateneinheiten erhöht. Es wird dem Fachmann nach Durchlesen dieser Beschreibung jedoch klar sein, wie alternative Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung herzustellen und zu verwenden sind, bei denen der vorgeschaltete Knoten 101 die Frequenz der an den Vermittlungsknoten 102 übertragenen Protokolldateneinheiten auf andere Art und Weise erhöht, zum Beispiel und ohne darauf beschränkt zu sein, indem er

i. die Frequenz des ersten Stroms von Protokolldateneinheiten erhöht oder
ii. die Frequenz des zweiten Stroms von Protokolldateneinheiten erhöht oder
iii. die Frequenz eines dritten Stroms von Protokolldateneinheiten erhöht oder
iv. jegliche Kombination von i, ii und iii.

Der Vermittlungsknoten 102 ist Hardware und Software, die fähig ist, eine Mehrzahl von Strömen vom vorgeschalteten Knoten 101 zu empfangen, die jeweiligen Ströme gemäß der ihnen zugeordneten Priorität zu verarbeiten und die Ströme an den nachgeschalteten Knoten 103 zu übertragen. Es wird dem Fachmann klar sein, wie der Vermittlungsknoten 102 herzustellen und zu verwenden ist.
Der nachgeschaltete Knoten 103 ist Hardware und Software, die fähig ist, die Mehrzahl von Strömen vom Vermittlungsknoten 102 zu empfangen und deren jeweilige Betriebsgüteparameter zu analysieren. Für die Zwecke dieser Beschreibung werden die Betriebsgüteparameter definiert als:

i. die Bandbreite und ihre zeitlichen Ableitungen oder
ii. die Wartezeit und ihre zeitlichen Ableitungen (d. h. der ”Jitter”) oder
iii. die Fehlerrate und ihre zeitlichen Ableitungen oder
iv. jegliche Kombination von i, ii und iii.

Es wird dem Fachmann klar sein, wie der nachgeschaltete Knoten 103 herzustellen und zu verwenden ist.
2 zeigt ein Ablaufdiagramm der hervorstechenden von der veranschaulichenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführten Aufgaben.
Bei Aufgabe 201 überträgt der vorgeschaltete Knoten 101 gleichzeitig (1) den ersten Strom von Protokolldateneinheiten, welches der Strom von hoher Priorität ist, und (2) den zweiten Strom von Protokolldateneinheiten, welches der Strom von niedriger Priorität ist. Gemäß der veranschaulichenden Ausführungsform liegt die Frequenz des ersten und des zweiten Stroms zusammen wesentlich unter der erwarteten Verarbeitungsfähigkeit des Vermittlungsknotens 102.
Bei Aufgabe 202 erhöht der vorgeschaltete Knoten 101 die Frequenz der an den Vermittlungsknoten 102 übertragenen Protokolldateneinheiten, um sicherzustellen, dass der Vermittlungsknoten 102 bis zu dem Punkt belastet wird, an dem der Vermittlungsknoten 102 die unterschiedliche Behandlung des ersten und des zweiten Stroms zeigt, wenn der Vermittlungsknoten 102 in der Tat die Ströme unterschiedlich behandelt.
Bei Aufgabe 203 stellt der nachgeschaltete Knoten 103 fest, ob der Vermittlungsknoten 102 dem ersten Strom eine höhere Prioritätsebene einräumt als dem zweiten Strom. Im Rahmen von Aufgabe 203 misst der nachgeschaltete Knoten 103 die Betriebsgüte des ersten und des zweiten Stroms, sobald er sie empfängt, und entscheidet, ob ein Abfall des Maßes für die Betriebsgüte des zweiten Stroms von Protokolldateneinheiten einem Abfall des Maßes für die Betriebsgüte des ersten Stroms von Protokolldateneinheiten entspricht. Wenn ja, stellt der nachgeschaltete Knoten 103 fest, dass der Vermittlungsknoten 102 nicht in der Lage ist, dem ersten Strom eine höhere Prioritätsebene als dem zweiten Strom einzuräumen, und die Steuerung begibt sich zu Aufgabe 205; ansonsten begibt sich die Steuerung zu Aufgabe 204.
In einigen alternativen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung misst der nachgeschaltete Knoten 103 die Betriebsgüte des ersten und des zweiten Stroms, sobald er sie empfängt, und entscheidet, ob ein Abfall des Maßes für die Betriebsgüte des ersten Stroms von Protokolldateneinheiten ein Maß für die Betriebsgüte des zweiten Stroms von Protokolldateneinheiten unterschreitet. Wenn ja, stellt der nachgeschaltete Knoten 103 fest, dass der Vermittlungsknoten 102 nicht in der Lage ist, dem ersten Strom eine höhere Prioritätsebene als dem zweiten Strom einzuräumen, und die Steuerung begibt sich zu Aufgabe 205; ansonsten begibt sich die Steuerung zu Aufgabe 204.
Bei Aufgabe 204 hört der vorgeschaltete Knoten 101 auf, den ersten und den zweiten Strom zu übertragen, und es wird nichts am Vermittlungsknoten 102 vorgenommen, weil er ordnungsgemäß funktioniert.
Bei Aufgabe 205 hört der vorgeschaltete Knoten 101 auf, den ersten und den zweiten Strom zu übertragen, und der Vermittlungsknoten 102 wird rekonfiguriert, so dass er Strömen von hoher Priorität eine höhere Prioritätsebene einräumt.

Claims

Verfahren, umfassend: gleichzeitige Übertragung (1) eines ersten Stroms von Protokolldateneinheiten durch einen Knoten in einem Telekommunikationsnetz, wobei der erste Strom von Protokolldateneinheiten eine erste Prioritätsebene anfordert, und (2) eines zweiten Stroms von Protokolldateneinheiten durch den Knoten im Telekommunikationsnetz, wobei der zweite Strom von Protokolldateneinheiten eine zweite Prioritätsebene, die niedriger ist als die erste Prioritätsebene, anfordert; und Rekonfigurierung des Knotens, um dem ersten Strom von Protokolldateneinheiten eine höhere Prioritätsebene als dem zweiten Strom von Protokolldateneinheiten einzuräumen, wenn eine Erhöhung der Frequenz der Protokolldateneinheiten durch den Knoten einen Abfall des Maßes für die Betriebsgüte des zweiten Stroms von Protokolldateneinheiten verursacht, dem ein Abfall des Maßes für die Betriebsgüte des ersten Stroms von Protokolldateneinheiten entspricht.
Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem das Maß für die Betriebsgüte des ersten Stroms von Protokolldateneinheiten die Verzögerung ist und bei dem das Maß für die Betriebsgüte des zweiten Stroms von Protokolldateneinheiten die Verzögerung ist.
Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem das Maß für die Betriebsgüte des ersten Strom von Protokolldateneinheiten der Jitter ist und bei dem das Maß für die Betriebsgüte des zweiten Stroms von Protokolldateneinheiten der Jitter ist.
Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem das Maß für die Betriebsgüte des ersten Stroms von Protokolldateneinheiten die Fehlerrate ist und bei dem das Maß für die Betriebsgüte des zweiten Stroms von Protokolldateneinheiten die Fehlerrate ist.
Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem der erste Strom von Protokolldateneinheiten eine erste Prioritätsebene anfordert, indem er ein Feld ”Differenzierte Dienste” in mindestens einer der Protokolldateneinheiten modifiziert.
Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem der erste Strom von Protokolldateneinheiten das RTP-Protokoll verwendet.
Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem der zweite Strom von Protokolldateneinheiten das UDP-Protokoll verwendet.
Verfahren, umfassend: gleichzeitige Übertragung (1) eines ersten Stroms von Protokolldateneinheiten durch einen Knoten in einem Telekommunikationsnetz, wobei der erste Strom von Protokolldateneinheiten eine erste Prioritätsebene anfordert, und (2) eines zweiten Stroms von Protokolldateneinheiten durch den Knoten im Telekommunikationsnetz, wobei der zweite Strom von Protokolldateneinheiten eine zweite Prioritätsebene, die niedriger ist als die erste Prioritätsebene, anfordert; und Rekonfigurierung des Knotens, um dem ersten Strom von Protokolldateneinheiten eine höhere Prioritätsebene als dem zweiten Strom von Protokolldateneinheiten einzuräumen, wenn eine Erhöhung der Frequenz der Proto kolldateneinheiten durch den Knoten einen Abfall des Maßes für die Betriebsgüte des ersten Stroms von Protokolldateneinheiten verursacht, der ein Maß für die Betriebsgüte des zweiten Stroms von Protokolldateneinheiten unterschreitet.
Verfahren gemäß Anspruch 8, bei dem das Maß für die Betriebsgüte des ersten Stroms von Protokolldateneinheiten die Verzögerung ist und bei dem das Maß für die Betriebsgüte des zweiten Stroms von Protokolldateneinheiten die Verzögerung ist.
Verfahren gemäß Anspruch 8, bei dem das Maß für die Betriebsgüte des ersten Stroms von Protokolldateneinheiten der Jitter ist und bei dem das Maß für die Betriebsgüte des zweiten Stroms von Protokolldateneinheiten der Jitter ist.