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Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen US-Anmeldung Nr. 62/246 867, die am 27. Oktober 2015 eingereicht wurde und hier durch Bezugnahme vollständig mit aufgenommen ist.
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HINTERGRUND
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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Datenzentrummanagement und insbesondere auf das Schätzen von Verkehr entlang virtueller Flüsse in einem Mehrmieterdatenzentrum.
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Beschreibung des verwandten Gebiets
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Moderne Datenzentren können z. B. unter Verwendung virtueller Maschinen, um mehrere Arbeitsaufgaben in der Weise zu hosten, als ob sie auf getrennter Hardware wären, mit einer einzigen Vorrichtung mehrere Clients bedienen. Außerdem schafft durch Software definierte Vernetzung für Netzadministratoren die Fähigkeit, Netzbetriebsmittel dynamisch zu reorganisieren, virtuelle lokale Netze (VLANs) und virtuelle erweiterbare lokale Netze (VXLANs) während des Betriebs zu erzeugen und zu reorganisieren.
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Allerdings kann es schwierig sein, Flussebeneninformationen zu erhalten, wenn mehrere verschiedene Arbeitsaufgaben entlang einer einzigen gemeinsam genutzten physikalischen Datenstrecke übertragen werden können. In einem Mehrmieterdatenzentrum, in dem eine einzige Vorrichtung mit einer einzigen physikalischen Verbindung mehrere virtuelle Maschinen und mehrere virtuelle Verbindungen hosten kann, ist es schwierig, die Nutzung dieser physikalischen Verbindung in die Nutzung der mehreren virtuellen Verbindungen zu zerlegen.
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Vorhandene Versuche, Flussebeneninformationen zu ermitteln, konzentrieren sich auf drei Punkte: die Verbesserung der Erhebung von Leistungsfähigkeitszählern von verteilten Netzvorrichtungen (z. B. Switches und Middleboxes) in Datenzentren, skalierbare Datenerhebungssysteme und die Instrumentierung von Virtualisierungsplattformen. Zum Beispiel nutzen einige Lösungen eine zusätzliche Instrumentierung auf der Hypervisorebene, um eine Prüfung auf Paketebene auszuführen. Eine solche Prüfung bietet Genauigkeit bei der Bestimmung von Informationen über die Flüsse auf einer Verbindung, umfasst allgemein aber erhebliche Erhöhungen der Kosten und der Komplexität der Netzüberwachung.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Ein Verfahren für das Netzmanagement enthält das Ausführen einer Wegregression, um für jeden Datenfluss in einem Netz einen Ende-zu-Ende-Weg über physikalische Verbindungen zu bestimmen. Auf der Grundlage der bestimmten Ende-zu-Ende-Wege wird eine Pro-Fluss-Nutzung jeder physikalischen Verbindung in dem Netz geschätzt. Auf der Grundlage der geschätzten Pro-Fluss-Nutzung wird eine Managementaktion in dem Netz ausgeführt.
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Ein Verfahren für das Netzmanagement enthält das Ausführen einer Wegregression, um durch Bestimmen eines Abschnitts eines Ende-zu-Ende-Wegs auf der Grundlage von Weiterleitungstabelleninformationen und durch Bestimmen eines Rests des Ende-zu-Ende-Wegs auf der Grundlage einer oder mehrerer Folgerungsregeln für jeden Datenfluss in einem Netz einen Ende-zu-Ende-Weg über physikalische Verbindungen zu bestimmen. Durch Filtern der Flüsse in Übereinstimmung mit einer oder mehreren Regeln und durch Clustern der gefilterten Flüsse zu Flussgruppen wird eine Anzahl der Flüsse verringert. Auf der Grundlage der bestimmten Ende-zu-Ende-Wege wird die Pro-Fluss-Nutzung jeder physikalischen Verbindung in dem Netz geschätzt. Auf der Grundlage der geschätzten Pro-Fluss-Nutzung wird eine Managementaktion in dem Netz ausgeführt.
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Ein System für das Netzmanagement enthält ein Wegregressionsmodul, das einen Prozessor umfasst, der dafür konfiguriert ist, für jeden Datenfluss in einem Netz einen Ende-zu-Ende-Weg über physikalische Verbindungen zu bestimmen. Ein Flussnutzungsschätzmodul ist dafür konfiguriert, auf der Grundlage der bestimmten Ende-zu-Ende-Wege eine Pro-Fluss-Nutzung jeder physikalischen Verbindung in dem Netz zu schätzen. Ein Netzmanagementmodul ist dafür konfiguriert, auf der Grundlage der geschätzten Pro-Fluss-Nutzung eine Managementaktion in dem Netz auszuführen.
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Diese und weitere Merkmale und Vorteile gehen aus der folgenden ausführlichen Beschreibung veranschaulichender Ausführungsformen davon hervor, die in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen zu lesen sind.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die Offenbarung gibt in der folgenden Beschreibung Einzelheiten bevorzugter Ausführungsformen anhand der folgenden Figuren an; es zeigen:
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1 einen Blockschaltplan eines Mehrmieter-Datenzentrumnetzes in Übereinstimmung mit den vorliegenden Prinzipien;
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2 einen Blockschaltplan/Ablaufplan eines Verfahrens/Systems zum Schätzen der Flussnutzung in Übereinstimmung mit den vorliegenden Prinzipien;
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3 einen Blockschaltplan/Ablaufplan eines Verfahrens zum Schätzen der Flussnutzung in Übereinstimmung mit den vorliegenden Prinzipien;
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4 einen Blockschaltplan eines Systems zum Schätzen der Flussnutzung in Übereinstimmung mit den vorliegenden Prinzipien; und
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5 einen Blockschaltplan eines Verarbeitungssystems in Übereinstimmung mit den vorliegenden Prinzipien.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Ausführungsformen der vorliegenden Prinzipien schaffen eine Flussebenenverkehrsanalyse in Mehrmieterdatenzentren auf der Grundlage vorhandener Leistungsfähigkeitszähler und leicht verfügbarer Netzweiterleitungstabelleninformationen. Die vorliegenden Ausführungsformen nutzen die Wegregression, um eine Flusskarte zu erzeugen, wenn Weiterleitungstabelleninformationen abgelaufen sind. Um die Anzahl der beteiligten Variablen zu verringern, werden eine Filterung und Clusterung von Flüssen verwendet, wobei eine Matrixdarstellung erzeugt wird, welche Flüsse auf welchen Verbindungen aktiv sind. Daraufhin werden die rekonstruierten Flussinformationen verwendet, um eine Menge erwarteter Verbindungsleistungsfähigkeitsmesswerte zu erzeugen, die mit tatsächlichen Verbindungsleistungsfähigkeitsmesswerten verglichen werden können, um einen Grad des Fehlers in der Flussverkehrsausgabe zu bestimmen.
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In 1 ist eine verallgemeinerte schematische Darstellung eines Datenzentrumnetzes 100 gezeigt. In einem einzigen physikalischen Server 104 können mehrere virtuelle Maschinen (VMs) 102 implementiert sein. Der Server 104 besitzt eine Verbindung zu einem Switch 106, der mit anderen Servern 104, mit anderen Switches 106 und mit einem Router 108 verbunden sein kann. Dies stellt das physikalische Netz mit physikalischen Verbindungen dar, wobei die Kommunikationen über der Bitübertragungsnetzschicht, die virtuelle Netze (z. B. virtuelle lokale Netze (VLANs) und virtuelle erweiterbare lokale Netze (VXLANs) bildet, aber zusätzlich eine logische Schicht aufweisen können.
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Aus Sicht einer einzigen VM 102 in dem Datenzentrumnetz 100 können andere VMs 102 logisch erscheinen oder in getrennten virtuellen Netzsegmenten sein, wobei die Kommunikation durch VLAN- oder VXLAN-Gateways (die als verschiedene Server 102 in dem Netz implementiert sein können und die sich nicht auf den direktesten physikalischen Routing-Weg zwischen zwei VMs 102 zu befinden brauchen) vermittelt wird. Somit kann der Weg, den ein gegebener Fluss durch das physikalische Netz 100 nimmt, nichttrivial sein, wobei Verkehr von einer gegebenen VM 102 mehrere Orte aufsucht, bevor er sein Ziel erreicht.
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Diese Anordnungen sind besonders nützlich für Cloud-Computing-Umgebungen, wo viele Clients durch einen einzigen Server 104 bedient werden können. Die oben beschriebene Virtualisierung ermöglicht, dass VMs 102 auf einfache, leicht bereitzustellende Weise ohne irgendeine Kenntnis der tatsächlichen Netzstruktur wirken. Allerdings ist es herausfordernd z. B. zu identifizieren, welche Flüsse die Ursache eines Hotspots eines lokalen Netzes sind, wenn auf einer einzigen physikalischen Verbindung mehrere Flüsse vorhanden sind (und wenn sich diese Flüsse gelegentlich zurück auf einer gegebenen Verbindung verdoppeln.
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Die Vorrichtungen in dem Netz 100 können bestimmte Informationen hinsichtlich des Verkehrs des Netzes unterhalten. In den Switches 106 und Routern 108 kann z. B. das Simple Network Management Protocol (SNMP) implementiert sein, um Weiterleitungstabellen, Leistungsfähigkeitszähler für physikalische Verbindungen, VLAN- und VXLAN-Konfigurationen usw. zu verfolgen. Zusätzlich können Edge-Vorrichtungen Informationen wie etwa VM-Orte (d. h. den physikalischen Server 104, in dem eine gegebene VM 102 liegt), VLAN- und VXLAN-Zuordnungen zu Clients usw. halten. Es wird angemerkt, dass diese Informationen als eine Sache der Standardpraxis erhoben werden und dass keine zusätzliche Instrumentierung eingeführt zu werden braucht, um diese Punkte zu bestimmen.
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Allerdings können einige der Informationen unzuverlässig sein. Zum Beispiel können im Fall von Weiterleitungstabellen die Tabellen den Ablauf von Einträgen erleiden. Im Ergebnis bieten diese Informationen für ein gegebenes Quelle/Ziel-Paar nur eine teilweise Sichtbarkeit.
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In 2 ist ein System 200 für die Flussebenenverkehrsanalyse gezeigt. Der Block 202 erhebt Daten in einem Netz 100. Wie oben angemerkt wurde, können eine erhebliche Menge von Daten als eine Sache des Standardbetriebs in dem Datenzentrumnetz 100 verfolgt werden, wobei diese Informationen im Block 202 verfügbar gemacht werden können. Es wird angemerkt, dass diese Datenerhebung mit keinerlei Instrumentierung oder irgendeiner anderen Art einer Änderung an den vorhandenen Datenerhebungsmechanismen in einer Datenstruktur ausgeführt werden kann. Obgleich das Protokollformat von einer Virtualisierungsplattform zu der nächsten variieren kann, ist die Verfügbarkeit der Daten allgemein vorhanden.
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Wie oben angemerkt wurde, können einige der Daten von den Weiterleitungstabellen unvollständig sein. Der Block 204 verwendet die verfügbaren Daten, um eine Wegregression auszuführen, um die Ende-zu-Ende-Wege der Flüsse paarweiser VM zu bestimmen. Um einen grobkörnigen Weg konstruieren zu helfen, kann eine Domänenkenntnis genutzt werden. Zum Beispiel kann bekannt sein, dass der Ende-zu-Ende-Weg Zwischen-Hops wie etwa Hostserver 104, VXLAN-Gateways und Switches 106 enthält. Die durch den Block 202 erhobenen Weiterleitungstabellen werden verwendet, um die genauen Zwischen-Hops – z. B., welches VXLAN insbesondere die Kommunikation bedient, gefolgt vom Ausfüllen der Hops zwischen bekannten Zwischen-Hops – zu bestimmen. Nachdem alle Hops in einem Flussweg ausgefüllt worden sind, wird ein vollständiger Ende-zu-Ende-Weg für das gegebene Quell- und Zielpaar berechnet. Somit erzeugt der Wegregressionsblock 204 eine Viele-zu-Viele-Abbildung von Flüssen auf physikalische Verbindungen (z. B. Switch-Ports, Service-Ports, VM-Ports usw.), die in Form einer Matrix dargestellt werden kann.
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Um das Problem des Weiterleitungstabellenablaufs zu behandeln, können Regeln verwendet werden, um das Weiterleitungsverhalten zu folgern. Eine dieser Regeln besagt, dass MAC-Adressen in einem selben VLAN wahrscheinlich einen selben Weg gemeinsam nutzen. Außerdem werden Weiterleitungsmöglichkeiten auf der Grundlage von Netzgrapheneigenschaften eingeengt und wird der Suchraum für die Weiterleitung auf der Grundlage der Netzkonfiguration verringert.
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Eine weitere Regel ist, dass, falls eine bestimmte MAC-Adresse in einer großen Anzahl von Weiterleitungstabellenschnappschüssen nicht erscheint, dies bedeutet, dass die von dieser MAC-Adresse ausgehenden Flüsse vernachlässigbar sind.
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Außer der bestimmten Schwierigkeit beim Zugreifen auf vollständige Weiterleitungstabelleninformationen können in Leistungsfähigkeitszähler, die durch den Datenerhebungsblock 202 erfasst werden, Rauschen, Zeitfehlausrichtungen, Konflikte usw. eingeführt werden. Diese verursachen Ungenauigkeiten bei der Flussverkehrsanalyse, wobei aber, wie im Folgenden beschrieben wird, eine Rückkopplung auf der Grundlage einer Fehleranalyse erzeugt wird, um die Ungenauigkeiten zu kompensieren.
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Für jede physikalische Verbindung, die Switch-Ports, Server-Ports, Middlebox-Ports usw. enthalten kann, kann die Gesamtnutzung von Flüssen, die durch die Verbindung übermittelt werden, als eine Gleichung ausgedrückt werden, um den Leistungsfähigkeitszähler dieser Schnittstelle auszudrücken. Es sollte erkannt werden, dass diese Darstellung wahrscheinlich einige Ungenauigkeiten enthält, falls einige Weiterleitungstabellen nicht verfügbar waren. Die Flüsse können als eine Matrix dargestellt werden, wie sie in der folgenden Tabelle 1 gezeigt ist:
| | Fluss 1 | Fluss 2 | Fluss 3 | ... | Fluss N |
| Verbindung 1 | 0 | 0 | 0 | ... | 0 |
| Verbindung 2 | 1 | 0 | 1 | ... | 1 |
| Verbindung 3 | 0 | 1 | 0 | ... | 1 |
| ... | ... | ... | ... | ... | ... |
| Verbindung M | 0 | 1 | 1 | ... | 1 |
Tabelle 1
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In dieser Darstellung kann jede Zeile als eine Gleichung betrachtet werden, wobei die Werte in jeder Spalte Werte für die Variablen der Gleichung darstellen. Wenn die Zeilen auf andere Weise betrachtet werden, identifiziert jede Zeile, welche Flüsse auf der jeweiligen Verbindung laufen. Währenddessen stellen die Spalten die Verbindungen dar, die ein gegebener Fluss durchläuft. Allerdings ist dieses System in dieser Form schwierig zu lösen, da die Anzahl der Variablen die Anzahl der Gleichungen überragt. Somit führt der Block 206 durch Beseitigen von Flüssen, von denen unwahrscheinlich ist, dass sie aktiv sind, eine Filterung und Clusterung aus, um die Anzahl der Variablen zu verringern.
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Beispielhafte Filter, die verwendet werden können, umfassen:
- 1. Filter auf der Grundlage eines Verbindungszählers – falls der Verkehrszähler einer Verbindung unter einem Schwellenwert liegt, kann erwartet werden, dass alle virtuellen Verbindungen, die die Verbindung durchqueren, inaktiv sind;
- 2. Filter auf der Grundlage einer zeitlichen Domäne – falls die Historie eines Flusses bestimmten inaktiven Mustern folgt, kann erwartet werden, dass der Fluss in kurzer Frist inaktiv ist; und
- 3. Filter auf der Grundlage einer räumlichen Domäne – die Aktivität einiger Flüsse kann von anderen Flüssen abhängen, so dass dann, wenn bekannt ist, dass bestimmte Flüsse inaktiv sind, die anderen Flüsse, die von ihnen abhängen, ebenfalls inaktiv sind.
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Es sollte erkannt werden, dass diese Filter nur zur Beschreibung enthalten sind und nicht als beschränkend verstanden werden sollen. Nach der Filterung sollte die Anzahl der Flüsse, die betrachtet werden, näherungsweise zu der Anzahl der Verbindungen in dem Datenzentrumnetz 100 passen, um das Gleichungssystem lösbar zu machen. Falls die Filterung die Anzahl der Flüsse nicht ausreichend verringert, müssen die verbleibenden Flüsse geclustert werden, um ihre effektive Anzahl weiter zu verringern. Die Clusterung kann z. B. ausgeführt werden, falls zwei Flüsse in der Flussmatrix denselben vertikalen Vektor besitzen.
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Die Lösung des Gleichungssystems kann als P·F = L ausgedrückt werden, wobei P die wie oben beschriebene Matrix ist, F ein Spaltenvektor der Flussleistungsfähigkeit ist und L ein Spaltenvektor jeweiliger Verbindungszähler ist, die von dem Block 202 z. B. unter Verwendung von SNMP-Daten erhoben werden. Die Flussleistungsfähigkeit ist unbekannt, wobei aber die gefolgerte Matrix P und der bekannte Vektor L die Berechnung eines gefolgerten Flussleistungsfähigkeitsvektors F' ermöglichen. Eine beispielhafte Messung der Flussleistungsfähigkeit kann die Größe eines Flusses hinsichtlich einer Anzahl von Bytes sein.
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Daraufhin kann der Block 208 auf der Grundlage des gefolgerten Flussleistungsfähigkeitsvektors F' eine Datenverifizierung bereitstellen. Die Matrix P und der Vektor F' werden verwendet, um einen erwarteten Verbindungszählervektor L' zu berechnen. Die Differenz zwischen dem erwarteten L' und dem bekannten L widerspiegelt die Qualität des Datensatzes. Falls die Leistungsfähigkeitszähler z. B. durch Rauschen oder Zeitausrichtungsprobleme erheblich beeinflusst sind, ist der Fehlervektor L' – L erheblich. Eine Klassifizierung von Fehlern ist wie folgt möglich:
- 1. Falls Fehler ein Lokalitätsverhalten besitzen (d. h., falls physikalische Längen nahe beieinander hohe Fehler besitzen), kann es eine bestimmte Datenerhebungsfehlkonfiguration geben;
- 2. falls der Fehler nahe dem durchschnittlichen Fehler ist, beeinflusst die Verbindung die Datenqualität nicht erheblich; und
- 3. falls der Fehler einer Verbindung im Zeitverlauf ein bestimmtes Auf- und Ab-Verhalten zeigt, ist er wahrscheinlich eine Folge eines Zeitausrichtungsproblems.
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Der Datenvalidierungsblock 208 speist in Abhängigkeit von dem Fehlertyp Informationen zurück in den Datenerhebungsblock 202 ein, um die weitere Datenerhebung zu verbessern.
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Nachdem die Matrix P und der gefolgerte Flussleistungsfähigkeitsvektor F berechnet worden sind, verwendet der Block 210 diese Informationen, um die Flussnutzung zu schätzen.
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In 3 ist nun ein Verfahren zur Flussebenenverkehrsanalyse gezeigt. Der Block 302 erhebt Daten von Netzvorrichtungen (z. B. Servern 104, Switches 106 und Routern 108), die sich auf die Verbindungs- und Flussleistungsfähigkeit beziehen. Diese Informationen können unter Verwendung vorhandener SNMP- und Software-definierter Vernetzungsprotokolle erhoben werden, ohne irgendeine neue Instrumentierung in die Netzvorrichtung einzuführen. Der Block 304 führt auf der Grundlage der erhobenen Informationen eine Wegregression aus, um für jeden Fluss einen Ende-zu-Ende-Weg über das Netz 100 zu bestimmen. Wie oben diskutiert wurde, können die durch den Block 302 erhobenen Informationen nicht ausreichend sein, um für jeden Fluss vollständig vollständige Wege zu bestimmen. Somit kann der Block 302 auf der Grundlage von Regeln und anderen Informationen Folgerungen ausführen, um irgendwelche Lücken in den Flusswegen zu füllen.
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Da die Anzahl von Flüssen viel größer als die Anzahl physikalischer Verbindungen in dem Netz 100 sein kann, kann der Block 306 die Flüsse auf der Grundlage von Kriterien wie etwa der oben diskutierten oder irgendwelcher anderer durch Statistik oder Domänenkenntnis bestimmter geeigneter Regeln filtern. Insbesondere kann der Block 306 Flüsse herausfiltern, von denen vorhergesagt werden kann, dass sie sehr wenig Aktivität besitzen. Falls die Filterung im Block 306 nicht ausreicht, um die Anzahl betrachteter Flüsse auf oder unter die Anzahl physikalischer Verbindungen zu verringern, führt der Block 308 eine Clusterung aus, um Flüsse miteinander zu gruppieren, um die Anzahl betrachteter Flussgruppen weiter zu verringern.
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Der Block 310 verwendet die gemessenen Verbindungszähler aus dem Block 302 und die Ende-zu-Ende-Flusswege aus dem Block 304, um wie oben beschrieben einen gefolgerten Flussleistungsfähigkeitsvektor F' zu erzeugen. Der gefolgerte Flussleistungsfähigkeitsvektor F' wird daraufhin mit der Flusswegmatrix P verwendet, um einen erwarteten Verbindungszählervektor L' zu erzeugen, den der Block 310 mit den gemessenen Verbindungszählerinformationen vergleicht, um einen Fehlervektor zu bestimmen. Der Block 312 stellt die Flusswegmatrix P auf der Grundlage des Fehlervektors ein, um Fehler zu berücksichtigen.
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Der Block 314 schätzt unter Verwendung des gefolgerten Flussleistungsfähigkeitsvektors F' die Flussnutzung. Diese Informationen widerspiegeln, welche Flüsse jede physikalische Verbindung in dem Netz 100 verwenden, und ihre jeweiligen Beiträge zu dem Verkehr auf diesen Verbindungen. Der Block 316 führt auf der Grundlage der Flussnutzungsschätzung eine Netzmanagementfunktion aus. Zum Beispiel kann der Block 316 im Fall hoher Nutzung auf einer bestimmten Verbindung, die einen Engpass verursacht, eine Umleitung eines oder mehrerer Flüsse von der überlasteten physikalischen Verbindung zu einem anderen Weg in dem Netz 100 auslösen. Andere Netzmanagementaktionen können das Priorisieren von Verkehr von bestimmten Flüssen, das Beschränken der für bestimmte Flüsse verfügbaren Bandbreite, das Ändern der Netztopologie, das Ändern von Einstellungen bei den Servern 104, bei den Switches 106 oder bei den Routern 108 oder irgendeine andere Netzmanagementaktion im Rahmen der Fähigkeit des Durchschnittsfachmanns auf dem Gebiet enthalten.
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Hier beschriebene Ausführungsformen können vollständig Hardware sein, vollständig Software sein oder sowohl Hardware- als auch Softwareelemente enthalten. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die vorliegende Erfindung in Software implementiert, was Firmware, residente Software, Mikrocode usw. enthält, darauf aber nicht beschränkt.
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Ausführungsformen können ein Computerprogrammprodukt enthalten, auf das von einem durch Computer nutzbaren oder computerlesbaren Medium zugegriffen werden kann, das Programmcode zur Verwendung durch einen oder in Verbindung mit einem Computer oder irgendein anderes Anweisungsausführungssystem bereitstellt. Ein durch Computer nutzbares oder computerlesbares Medium kann irgendeine Einrichtung enthalten, die das Programm zur Verwendung durch oder in Verbindung mit einem Anweisungsausführungssystem, einer Anweisungsausführungseinrichtung oder einer Anweisungsausführungsvorrichtung speichert, übermittelt, ausbreitet oder transportiert. Das Medium kann ein magnetisches, optisches, elektronisches, elektromagnetisches System, ein Infrarot- oder Halbleitersystem (oder eine magnetische, optische, elektronische, elektromagnetische Einrichtung oder Vorrichtung, eine Infrarot- oder Halbleitereinrichtung oder Infrarot- oder Halbleitervorrichtung) oder ein Ausbreitungsmedium sein. Das Medium kann ein computerlesbares Speichermedium wie etwa einen Halbleiter- oder Festkörperarbeitsspeicher, ein Magnetband, eine Computerwechseldiskette, einen Schreib-Lese-Arbeitsspeicher (RAM), einen Nur-Lese-Arbeitsspeicher (ROM), eine magnetische Festplatte und eine optische Platte usw. enthalten.
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Jedes Computerprogramm kann in maschinenlesbaren Speichermedien oder in einer maschinenlesbaren Speichervorrichtung (z. B. einem Programmarbeitsspeicher oder einer Magnetplatte) konkret gespeichert sein, der bzw. die durch einen programmierbaren Universal- oder Spezialcomputer lesbar ist, um den Betrieb eines Computers zu konfigurieren und zu steuern, um die hier beschriebenen Prozeduren auszuführen, wenn die Speichermedien oder die Speichervorrichtung durch den Computer gelesen wird. Außerdem kann das erfindungsgemäße System als in einem computerlesbaren Speichermedium verkörpert betrachtet werden, das mit einem Computerprogramm konfiguriert ist, wobei das Speichermedium so konfiguriert ist, dass es veranlasst, dass ein Computer auf spezifische oder vorgegebene Weise zum Ausführen der hier beschriebenen Funktionen arbeitet.
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Ein Datenverarbeitungssystem, das zum Speichern und/oder Ausführen von Programmcode geeignet ist, kann wenigstens einen Prozessor enthalten, der über einen Systembus mit Arbeitsspeicherelementen direkt oder indirekt gekoppelt ist. Die Arbeitsspeicherelemente können einen lokalen Arbeitsspeicher, der während der tatsächlichen Ausführung des Programmcodes genutzt wird, einen Massenspeicher und Cache-Arbeitsspeicher, der eine vorübergehende Speicherung von wenigstens etwas Programmcode bereitstellt, um die Anzahl zu verringern, in der Code während der Ausführung von dem Massenspeicher ausgelesen wird, enthalten. Mit dem System können entweder direkt oder über E/A-Zwischencontroller Eingabe/Ausgabe- oder E/A-Vorrichtungen (einschließlich Tastaturen, Anzeigen, Zeigevorrichtungen usw., darauf aber nicht beschränkt) gekoppelt sein.
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Außerdem können mit dem System Netzadapter gekoppelt sein, um zu ermöglichen, dass das Datenverarbeitungssystem über private oder öffentliche Zwischennetze mit anderen Datenverarbeitungssystemen oder fernen Druckern oder Speichervorrichtungen gekoppelt wird. Modems, Kabelmodem und Ethemetkarten sind nur einige der aktuell verfügbaren Typen von Netzadaptern.
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Anhand von 4 ist nun ein Netzmanagementsystem 400 gezeigt. Das System 400 enthält einen Hardwareprozessor 402 und einen Arbeitsspeicher 404. Ferner kann das System 400 eine oder mehrere physikalische Netzschnittstellen 405 enthalten, die das System 400 verwendet, um mit anderen Einrichtungen in einem Netz 100 zu kommunizieren. Außerdem enthält das Netz ein oder mehrere Funktionsmodule. In einer Ausführungsform können die Funktionsmodule als Software implementiert sein, die in dem Arbeitsspeicher 404 gespeichert ist und durch den Prozessor 402 ausgeführt wird. In einer alternativen Ausführungsform können einige oder alle der Funktionsmodule, z. B. in Form anwendungsspezifischer integrierter Chips oder frei programmierbarer logischer Anordnungen, als eine oder mehrere diskrete Hardwarekomponenten implementiert sein.
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Ein Datenerhebungsmodul 406 greift auf die anderen Vorrichtungen in dem Netz 100 zu, um verfügbare Informationen hinsichtlich der Vorrichtungen und physikalischen Verbindungen in dem Netz 100 zu erfassen. Ein Wegregressionsmodul 408 führt unter Verwendung der erhobenen Daten eine Wegregression aus, um für jeden Fluss Ende-zu-Ende-Wege auszufüllen, und ein Datenvalidierungsmodul 410 führt eine Datenvalidierung aus, um Korrekturen an der Wegregression vorzunehmen. Das Flussnutzungsschätzmodul 412 bestimmt, wie die verschiedenen Flüsse die physikalischen Verbindungen in dem Netz 100 verwenden. Falls es zu viele Flüsse gibt, um die Flussnutzungsschätzung auszuführen, filtert das Filterungs/Clusterungs-Modul 409 Flüsse nach Bedarf heraus und clustert sie, um diese Anzahl zu verringern. Das Netzmanagementmodul 414 nutzt die Flussnutzungsschätzwerte, um in dem Netz 100 Netzmanagementoperationen auszuführen, um die Leistungsfähigkeit des Netzes zu verbessern.
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In 5 ist ein beispielhaftes Verarbeitungssystem 500 gezeigt, das das Netzmanagementsystem 400 darstellen kann. Das Verarbeitungssystem 500 enthält wenigstens einen Prozessor (eine CPU) 504, der über ein Bussystem 502 mit anderen Komponenten funktional gekoppelt ist. Mit dem Bussystem 502 sind ein Cache 506, ein Nur-Lese-Arbeitsspeicher (ROM) 508, ein Schreib-Lese-Arbeitsspeicher (RAM) 510, ein Eingabe/Ausgabe-Adapter (E/A-Adapter) 520, ein Tonadapter 530, ein Netzadapter 540, ein Nutzerschnittstellenadapter 550 und ein Anzeigeadapter 560 funktional gekoppelt.
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Mit dem Bussystem 502 sind durch den E/A-Adapter 520 eine erste Speichervorrichtung 522 und eine zweite Speichervorrichtung 524 funktional gekoppelt. Die Speichervorrichtungen 522 und 524 können eine Plattenspeichervorrichtung (z. B. eine magnetische oder optische Plattenspeichervorrichtung) und/oder eine magnetische Festkörpervorrichtung usw. sein. Die Speichervorrichtungen 522 und 524 können vom selben Speichervorrichtungstyp oder von verschiedenen Speichervorrichtungstypen sein.
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Mit dem Systembus 502 ist durch den Tonadapter 530 ein Lautsprecher 532 funktional gekoppelt. Mit dem Systembus 502 ist durch den Netzadapter 540 ein Transceiver 542 funktional gekoppelt. Mit dem Systembus 502 ist durch den Anzeigeadapter 560 eine Anzeigevorrichtung 562 funktional gekoppelt.
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Mit dem Systembus 502 sind durch den Nutzerschnittstellenadapter 550 eine erste Nutzereingabevorrichtung 552, eine zweite Nutzereingabevorrichtung 554 und eine dritte Nutzereingabevorrichtung 556 funktional gekoppelt. Die Nutzereingabevorrichtungen 552, 554 und 556 können eine Tastatur oder eine Maus oder ein Tastenfeld oder eine Bilderfassungsvorrichtung oder eine Bewegungserfassungsvorrichtung oder ein Mikrofon oder eine Vorrichtung, die die Funktionalität wenigstens zweier der vorhergehenden Vorrichtungen enthält, usw. sein. Natürlich können andere Arten von Eingabevorrichtungen ebenfalls verwendet werden, während der Erfindungsgedanke der vorliegenden Prinzipien aufrechterhalten wird. Die Nutzereingabevorrichtungen 552, 554 und 556 können derselbe Nutzereingabevorrichtungstyp oder verschiedene Nutzereingabevorrichtungstypen sein. Die Nutzereingabevorrichtungen 552, 554 und 556 werden zum Eingeben und Ausgeben von Informationen in das und aus dem System 500 verwendet.
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Wie der Fachmann auf dem Gebiet leicht versteht, kann das Verarbeitungssystem 500 natürlich außerdem andere Elemente (nicht gezeigt) enthalten und können bestimmte Elemente ebenfalls weggelassen sein. Wie der Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet leicht versteht, können z. B. in Abhängigkeit von der bestimmten Implementierung desselben verschiedene andere Eingabevorrichtungen und/oder Ausgabevorrichtungen in dem Verarbeitungssystem 500 enthalten sein. Zum Beispiel können verschiedene Typen drahtloser und/oder verdrahteter Eingabe- und/oder Ausgabevorrichtungen verwendet werden. Wie der Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet leicht würdigen wird, können darüber hinaus außerdem zusätzliche Prozessoren, Controller, Arbeitsspeicher usw. in verschiedenen Konfigurationen genutzt werden. Durch den Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet werden unter Verwendung der hier gegebenen Lehren der vorliegenden Prinzipien diese und andere Varianten des Verarbeitungssystems 500 leicht betrachtet.
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Selbstverständlich soll das Vorstehende in jeder Hinsicht veranschaulichend und beispielhaft, aber nicht einschränkend sein und soll der Schutzumfang der hier offenbarten Erfindung nicht aus der ausführlichen Beschreibung, sondern stattdessen aus den in Übereinstimmung mit der vollen durch die Patentgesetze zulässigen Breite interpretierten Ansprüchen bestimmt werden. Selbstverständlich sind die hier gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen nur veranschaulichend für die Prinzipien der vorliegenden Erfindung und kann der Fachmann auf dem Gebiet verschiedene Änderungen implementieren, ohne von dem Schutzumfang und von dem Erfindungsgedanken der Erfindung abzuweichen. Der Fachmann auf dem Gebiet könnte verschiedene andere Merkmalskombinationen implementieren, ohne von dem Schutzumfang und von dem Erfindungsgedanken der Erfindung abzuweichen. Nachdem somit Aspekte der Erfindung mit den Einzelheiten und mit der Ausführlichkeit, wie von den Patentgesetzen gefordert ist, beschrieben worden sind, ist in den angefügten Ansprüchen dargestellt, was durch die Patentschrift beansprucht wird und wofür durch sie Schutz begehrt wird.
