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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG 1. Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren
zum Steuern einer Datenübertragung
in IP-Netzwerken. Die
Erfindung bezieht sich insbesondere auf ein Verfahren, wie es im
Oberbegriff des unabhängigen
Verfahrensanspruchs angegeben ist.
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2. Beschreibung der verwandten
Technik
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Das öffentliche Internet wird gegenwärtig mehr
und mehr für
empfindliche und sendungskritische Kommunikationen verwendet. Da
die grundlegenden Mechanismen des Internets ursprünglich nicht
im Hinblick auf Geheimhaltung und Vertraulichkeit entworfen wurden,
stellt das Internet ein nicht vertrauliches Netzwerk dar. Erfahrene
Personen können
Nachrichten in vielen Fällen
abhören
oder umleiten, was die Verwendung unterschiedlicher Arten von Sicherheitsmaßnahmen
erfordert, sofern das Internet für
empfindliche Mitteilungen verwendet werden soll.
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Eine weit verbreitete Struktur ist
das virtuelle private Netzwerk (VPN). Ein virtuelles privates Netzwerk
wird auf einem nicht vertraulichen Netzwerk, wie zum Beispiel dem
Internet, eingerichtet, indem verschlüsselte Datenübertragungskanäle aufgebaut werden.
Ein virtuelles privates Netzwerk wird üblicherweise dazu verwendet,
voneinander entfernte Büros
einer Organisation über
das öffentliche
Internet miteinander zu verbinden. Sämtlicher Verkehr von dem Netzwerk
eines lokalen Bereichs eines ersten Büros, welcher zu einem zweiten
Büro gerichtet ist,
wird durch ein Netzwerkelement beim ersten Büro verschlüsselt, in verschlüsselter
Form über
das Internet zum zweiten Büro
gesandt, wo ein Netzwerkelement die übertragenen Daten entschlüsselt und
die entschlüsselten
Daten zu dem Netzwerk des lokalen Bereichs des zweiten Büros schickt.
Das VPN ist üblicherweise
durchlässig
für die
Prozesse, welche miteinander kommunizieren.
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Virtuelle private Netzwerke werden üblicherweise
unter Verwendung der IPSec Protokollfolge aufgebaut. Die IPSec Protokollfolge
ist in der Norm RFC 2401 "Sicherheitsausstattung
für das
Internetprotokoll" beschrieben.
IPSec bietet Zugangsüberwachung,
ver bindungslose Integrität,
Datenursprungsberechtigung, Schutz gegen Wiedergaben, Vertraulichkeit
(Verschlüsselung)
und eine beschränkte
Verkehrsflussvertraulichkeit. Die IPSec Protokollfolge schafft eine
Infrastruktur für
die Datenübertragungs-
und -verschlüsselungsprozesse,
legt jedoch keinerlei spezielles Verschlüsselungsverfahren fest. Viele
unterschiedliche Arten von Verschlüsselungsverfahren können für IPSec
Verbindungen verwendet werden. Virtuelle private Netzwerke verwenden üblicherweise
ein sogenanntes Tunnelverfahren, bei dem ein gesamtes Datenpaket
verschlüsselt
wird, und das Ergebnis wird als Nutzlast in ein anderes Datenpaket übertragen.
Der IPSec Verkehr erfolgt nur in einer Richtung. IPSec bietet keine Flusssteuerung
oder Fehleraufarbeitung, sondern überlässt dies den Protokollen, welche
innerhalb der gesicherten Kanäle
durch IPSec befördert
werden. IPSec bietet daher keinerlei Hilfe zum Messen der Qualität der Verbindung,
wie zum Beispiel des Datendurchlaufs der Verbindung oder der Verzögerungen der
Verbindung, und noch nicht einmal zum Feststellen, dass sich eine
Verbindung außer
Betrieb gekehrt hat. Dies ist insbesondere dann ein Problem, wenn mehrere Übertragungswege
zum Transportieren von Daten zwischen zwei Parteien verwendet werden.
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Die EP-A-1 065 844 offenbart eine
Netzwerkkonfiguration mit mehreren ISP Leitwegen von einem internen
Netzwerk zum Internet. Verbindungen unterschiedlicher ISP Leitwege
sind zwischen der Quelle und den Endknoten verteilt.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Eine Aufgabe der Erfindung besteht
darin, ein Verfahren zum Auswählen
eines Leitweges für die Übertragung
von Datenpaketen zwischen zwei mit einem Netzwerk über eine
Vielzahl von Verbindungen verbundenen Plätzen anzugeben, bei welchem
die Nachteile des Standes der Technik vermieden sind.
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Die Ziele werden erreicht durch Einrichten des
Quellennetzwerkplatzes zum Auswählen,
welche Verbindung am Quellenende verwendet wird und welche Verbindung
am Zielende verwendet wird, und Gründen der Selektionen wenigstens
teilweise auf der Basis eines Umlaufzeitwertes und eines Paketerfolgsratenwertes.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ist gekennzeichnet
durch die Merkmale, welche im kennzeichnenden Teil des unabhängigen Verfahrensanspruchs
angegeben sind. Der erfindungsgemäße Netzwerkknoten ist gekennzeichnet
durch die Merkmale, welche im kennzeichnenden Teil des unabhängigen,
auf einen Netzwerkknoten gerichteten Anspruchs angegeben sind. Das
erfindungsgemäße Computersoftwareprodukt
ist gekennzeichnet durch die Merkmale, welche im kennzeichnenden
Teil des unabhängigen,
auf ein Computersoftwareprodukt gerichteten Anspruchs angegeben
sind. Die abhängigen
Ansprüche
beschreiben weiter vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Verschiedene Ausführungsformen der Erfindung
werden nachfolgend im einzelnen lediglich beispielsweise mit Bezug
auf die beigefügten
Zeichnungen erläutert.
Es zeigen:
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1 eine
Netzwerkstruktur unter Verwendung einer gruppierten (clustered)
VPN Gateway Struktur;
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2 eine
Netzwerkstruktur unter Verwendung einer Mehrfach-ISP Struktur;
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3 eine
Netzwerkstruktur mit sowohl einer gruppierten VPN Gateway Struktur
als auch einer Mehrfach-ISP Struktur;
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4 den
Einfluss der Zeit auf einen Leitwegauswahlparameter gemäß einer
vorteilhaften Ausführungsform
der Erfindung;
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5 den
Einfluss der Zeit auf einen Leitwegauswahlparameter gemäß einer
weiteren, vorteilhaften Ausführungsform
der Erfindung;
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6 ein
Verfahren gemäß einer
vorteilhaften Ausführungsform
der Erfindung;
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7 ein
Verfahren gemäß einer
vorteilhaften Ausführungsform
der Erfindung; und
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8 einen
weiteren Aspekt der Erfindung.
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Dieselben Bezugszeichen werden in
den Figuren für
gleiche Dinge verwendet.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGS-FORMEN
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A. ALLGEMEINE BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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Im Folgenden wird eine Struktur,
welche "gruppiertes
Mehrfach-ISP VPN" genannt
wird, allgemein zum Erläutern
des gesamten Systems, in dem die Erfindung angewandt wird, beschrieben.
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Gruppiertes VPN bedeutet, dass anstelle
eines einzigen VPN Gateways an einem Platz mehr als ein Gateway
verwendet wird. Die gruppierte Struktur erhöht die Verfügbarkeit und verteilt die Verschlüsselungs-
und Entschlüsselungslast,
wodurch die Wahrscheinlichkeit einer Wartezeit auf etwa Null reduziert und
der Datendurchlauf des VPN erhöht
wird. Die Anzahl von Knoten, d.h. von Gateways, kann an unterschiedlichen
Endpunkten des VPN verschieden sein. Gruppierungen können auch
lediglich an einem Endpunkt eines VPN zur Anwendung kommen. 1 zeigt eine Konfiguration,
bei der 3 Knoten am Platz A und 5 Knoten am Platz B vorhanden sind.
Die Knoten A1, A2 und A3 verbinden das interne Netzwerk A des Platzes
A mit dem Internet 10, und die Knoten Bl, B2, B3, 4 und
B5 verbinden das interne Netzwerk B des Platzes B mit dem Internet 10.
In der Struktur der 1 ist
jeder Platz über
lediglich einen ISP PA1, PB1 mit dem Internet verbunden.
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Der Begriff "Mehrfach-ISP VPN" bezieht sich auf solch eine Konfiguration,
bei der ein Platz mit dem Internet unter Verwendung mehr als einer
Verbindung verbunden ist, welche durch Internet Service Provider
(ISP) angeboten wird. Vorzugsweise besteht jede Verbindung über einen
unterschiedlichen ISP, um eine Redundanz zum Vermeiden schwerwiegender
Probleme zu schaffen, falls der Service einer der Internet Service
Provider schlecht funktioniert. 2 verdeutlicht
solch eine Konfiguration. 2 zeigt
das interne Netzwerk A des Platzes A, das Internet 10 und
das interne Netzwerk B des Platzes B. Der VPN Gateway Knoten A1
des Platzes A ist mit zwei unterschiedlichen Internet Service Providern PA1
und PA2 verbunden. Der VPN Gateway Knoten B1 des Platzes B ist mit
drei unterschiedlichen Internet Service Providern PB1, PB2 und PB3
verbunden. Solch eine Konfiguration erhöht die Verfügbarkeit der Verbindung da
in dem Fall, dass eine der ISP Verbindungen versagt, der Verkehr
so gerichtet werden kann, dass er über einen anderen ISP fließt.
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3 verdeutlicht
eine Struktur, wo sowohl die Gruppierung als auch die Verbindungen über mehrfache
Internet Service Provider verwendet werden. 3 zeigt das interne Netzwerk A des Platzes A,
das Internet l0 und das interne Netzwerk B des Platzes B. Platz
A hat drei VPN Knoten A1, A2 und A3, von denen jeder mit beiden
Internet Service Providern PA1, PA2 verbunden ist. Platz B hat fünf VPN Knoten
B1, B2, B3, B4 und B5, von denen jeder mit drei ISP Verbindungen
PB1, PB2 und PB3 verbunden ist. Solch eine Struktur schafft ein
System mit einer hohen Verfügbarkeit,
d.h. einer extrem geringen Wahrscheinlichkeit eines Ausfalls des
Services. Solch eine Struktur kann Ausfälle in einem VPN Knoten handhaben,
unterbricht Verbindungen zwischen einem Platz und einem ISP und
unterbricht die Internetverbindungen von mehreren ISP. Solche eine Struktur
stellt auch ein erhöhtes
Maß an
Verarbeitungsleistung zur Verfügung,
welche zur Verschlüsselung
und Entschlüsselung
nötig wird.
Ein weiterer Faktor, welcher das Leistungsvermögen der Struktur erhöht, besteht
darin, dass eine Vielzahl von Verbindungen in dem Internet zwischen
den verschiedenen ISPs existiert und dass die Struktur in der Lage
ist, den am besten funktionierenden Leitweg durch das Internet unter
den von den ISP angebotenen Leitwegen auszuwählen.
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In solch einer Struktur, wie sie
in 3 gezeigt ist, kann
ein Datenpaket, welches von einem Datenanbieter in einem ersten
internen Netzwerk A zu einem Datenanbieter in einem zweiten internen Netzwerk
B quert, viele unterschiedliche Leitwege nutzen. Das Paket kann
durch jeden der VPN Knoten an beiden Enden gehandhabt und über jeden
der ISP an beiden Enden überragen
werden. Dementsprechend gilt es, vier Leitwegeauswahlentscheidungen zu
treffen, wenn das Paket von einem Datenanbieter im Netzwerk A zu
einem Datenanbieter im Netzwerk B übertragen werden soll. Diese
Entscheidungen und die Art und Weise, in der sie getroffen werden, sind
im Hinblick auf die Leistungsfähigkeit
des Gesamtsystems entscheidend. Die Leitwegauswahlentscheidungen
lauten wie folgt:
- 1. Auswahl eines abgehenden,
verarbeitenden VPN Knotens.
- 2. Auswahl eines ISP, an den das Paket von dem ursprünglichen
Platz gesandt wird.
- 3. Auswahl des ISP, wo das Paket im Zielplatz empfangen wird.
- 4. Auswahl des eingehenden, verarbeitenden VPN Knotens.
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Für
eine optimale Leistungsfähigkeit
sollte die Auswahl stabil sein, d.h. für einen relativ langen Zeitraum
für Pakete
in einer gegebenen logischen Verbindung zwischen den einzelnen Datenanbietern in
den internen Netzwerken A und B dieselbe bleiben, falls nicht Verfügbarkeits-
und/oder Leistungsfähigkeitsgründe einen
Wechsel hinsichtlich der Auswahl nahe legen. Stabilitätserfordernisse
rühren
von der Notwendigkeit, die Reihenfolge der durch das Internet gehenden
Pakete möglichst
beizubehalten.
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Diese Patentanmeldung betrifft die
zuvor genannten Entscheidungen 2 und 3, wobei die Entscheidungen
1 und 4 hier nicht weiter beschrieben werden.
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Gemäß einer weiteren, vorteilhaften
Ausführungsform
der Erfindung wird die Auswahl des ISP, über den das Paket von dem erzeugenden
Platz gesandt wird, in dem erzeugenden VPN Knoten durchgeführt. Beispiele
von Arten einer Durchführung
der Auswahl werden in dieser Patentanmeldung später beschrieben.
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Gemäß einer weiteren, vorteilhaften
Ausführungsform
der Erfindung wird die Auswahl des ISP, über den das Paket von dem Internet
zum Zielplatz geleitet wird, in dem erzeugenden VPN Knoten durchgeführt. Beispiele
von Art und Weisen der Durchführung
der Auswahl werden in dieser Patentanmeldung später beschrieben.
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B. AUSFÜHRUNGSFORMEN
ENTSPRECHEND EINES ERSTEN ASPEKTS DER ERFINDUNG
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Gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung ist ein Verfahren zum Messen der Leistungsfähigkeit
einer das IPSec Protokoll verwendenden Kommunikationsverbindung
vorgesehen. Bei dem Verfahren wird die Überwachung durchgeführt, indem
der Zielnetzwerkknoten veranlasst wird, für jedes N-te IPSec Paket, welches
von dem erzeugenden Netzwerkknoten empfangen worden ist, ein Empfangsbestätigungspaket
abzusenden. Das Empfangsbestätigungspaket
enthält
wenigstens eine Laufnummer des IPSec Pakets, nach der das Empfangsbestätigungspaket
gesendet wird. Die Laufnummer eines IPSec Pakets liegt in dem ESP
(vergrößerte Sicherheitsnutzlast
(enhanced security payload)) oder in dem AH (Berechtigungskopfteil
(authentication header)) Kopfteil vor, wie dies in entsprechenden
RFC Dokumenten beschrieben und einem Fachmann bestens bekannt ist.
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Bei einer weiteren vorteilhaften
Ausführungsform
der Erfindung wird das Senden eines Empfangsbestätigungspakets auch durch Erreichen einer
bestimmten Zeitgrenze bewirkt. Bei solch einer Ausführungsform
wird ein Empfangsbestätigungspaket,
falls mehr Zeit als eine zuvor festgelegte Grenze T verstrichen
ist, nachdem das vorhergehende Empfangsbestätigungspaket gesendet worden
ist, sofort gesandt, wenn ein IPSec Paket empfangen worden ist,
selbst wenn weniger als N Pakete empfangen worden sind. Das heißt, das
Vorliegen eines Kriteriums – Empfang
von mehr als N Paketen oder Verstreichen der Zeit T nach dem Senden
des vorhergehenden Empfangsbestätigungspakets – bewirkt
das Senden eines Empfangsbestätigungspakets.
Solch eine Ausführungsform
schafft eine optimalere Funktionstüchtigkeit in solchen Fällen, in
denen die Menge an Verkehr gering und variabel ist. Die Zeit T hängt ab von
den Erfordernissen der speziellen Anwendung der Erfindung, wobei
keine feststehenden Werte für
T angegeben werden können.
Unter Berücksichtigung
der üblichen
Kapazitäten
von Paketnetzwerken und üblichen
Erfordernissen für
die Datenübertragung
bei VPN Verbindungen zum Zeitpunkt des Abfassens dieser Patentanmeldung
kann die Zeit T vorteilhafterweise zwischen 0,1 und 100 Sekunden,
noch vorteilhafter zwischen 1 und l0 Sekunden, liegen.
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Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform
der Erfindung wird die Anzahl der empfangenen Pakete und/oder die
Anzahl der empfangenen Bytes am Zielknoten gezählt, und der augenblickliche
Wert von einem oder von beiden dieser Zählungen wird mit in die Empfangsbestätigungspakete
eingebaut, wenn sie erzeugt und gesendet werden. Dies gestattet
dem Zielknoten, die Empfangsbestätigungsfrequenz
(d.h. die Zahl N) ohne Verhandlung mit dem erzeugenden Knoten oder
explizite Anzeige der Änderung
von N an dem erzeugenden Knoten einzustellen, da der erzeugende
Knoten dann feststellen kann, wie viele Pakete hindurchgegangen
sind, wenn ein Empfangsbestätigungspaket
empfangen wird. Das Einschließen
einer oder beider dieser Zählerwerte
in die Empfangsbestätigungspakete
hat daher den Vorteil, dass der Messfehler, welcher durch einen
Verlust eines Empfangsbestätigungspakets
hervorgerufen wird, schneller als ohne diese Zählerwerte beseitigt wird.
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Der Quellennetzwerkknoten empfängt die Empfangsbestätigungspakete
und vermerkt die in dem Empfangsbestätigungspaket erwähnte Laufnummer
sowie den Paketzählerwert
in solch einer Ausführungsform,
bei der Paketzählerwerte
in den Empfangsbestätigungspaketen
enthalten sind.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform
der Erfindung speichert der Quellennetzwerkknoten Sendezeiten, SPI
Feldinhalte und Laufnummern gesendeter IPSec Pakete für einen
Zeitraum, um in der Lage zu sein, die Umlaufzeit (round trip time,
RTT) der Verbindung zu messen. Die Zahl der zum Speichern benötigten Zeitstempel
hängt ab
von N, der Sendefrequenz des IPSec Pakets und von RTT. Der Quellennetzwerkknoten
kann dann die Umlaufzeit berechnen, indem die Laufnummer eines empfangenen
Empfangsbestätigungspaketes
und dessen Empfangszeit mit der gespeicherten Sendezeit des entsprechenden; ursprünglichen
IPSec Pakets verglichen wird. Der Quellennetzwerkknoten kann auch die
Paketerfolgsrate für
die Verbindung ermitteln, indem das Verhältnis gesendeter IPSec Pakete
und empfangener Empfangsbestätigungen
bestimmt wird. Der Quellennetzwerkknoten kann vorteilhafterweise
einen beweglichen Mittelwert der Erfolgsrate bestimmen, um Einflüsse zeitweiser Änderungen
der Umlaufzeit auszufiltern.
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Bei solch einer Ausführungsform,
bei der Paketzählerwerte
in den Empfangsbestätigungspaketen
eingeschlossen sind, kann der Quellennetzwerkknoten die Paketerfolgsrate
für die
Verbindung ermitteln, indem das Verhältnis gesendeter IPSec Pakete und
Differenzen der Paketzählerwerte
empfangener Empfangsbestätigungen
bestimmt wird. Bei solch einer Aus führungsform, bei der Byte-Zählerwerte
in den Empfangsbestätigungspaketen
eingeschlossen sind, kann der Quellennetzwerkknoten ferner den realisierten
Datendurchlauf ermitteln, welcher auf den Byte-Zählerwerten und zugehörigen Zeitstempeln
einer empfangenen Empfangsbestätigung
und den vorhergehenden, empfangenen Empfangsbestätigungen basiert. Der Quellennetzwerkknoten
kann vorteilhafterweise einen beweglichen Mittelwert der Erfolgsrate
und des Datendurchlaufs berechnen, um Einflüsse zeitweiser Änderungen
in der Umlaufzeit auszufiltern.
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Die Zahl N liegt vorteilhafterweise
zwischen 50 und 500. Der optimale Wert von N hängt jedoch von der Qualität der Kommunikationsverbindung
und den statistischen Eigenschaften von Änderungen in der Qualität der Kommunikationsverbindung
ab. Falls die Eigenschaften der Verbindung, wie zum Beispiel der
Datendurchlauf und die Verzögerung
der Verbindung, sich innerhalb relativ kurzer Überwachungszeiträume nicht
stark ändern,
ist es nicht erforderlich, den Eigenschaften sehr genau zu folgen,
so dass die Zahl N auf einen hohen Wert, wie zum Beispiel 1000 oder
noch höher,
eingestellt werden kann. Falls umgekehrt die Eigenschaften der Kommunikationsverbindung
selbst innerhalb kurzer Überwachungszeiträume beträchtlich
schwanken, kann es vorteilhaft sein, den Änderungen exakter zu folgen,
in welchem Fall die Zahl N auf einen niedrigen Wert, wie zum Beispiel
50, 20 oder sogar auf 10, eingestellt werden kann. Ein Absinken
des Wertes der Zahl N erhöht
jedoch die Belastung, welche durch die Überwachung der Leistungsfähigkeit
an dem Netzwerk verursacht wird. Der optimale Wert für die Zahl
N hängt
daher von den Erfordernissen der speziellen Anwendung der Erfindung
und den Eigenschaften der speziellen, verwendeten Kommunikationsverbindung
oder -verbindungen ab.
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Das Zeitintervall T liegt vorzugsweise
zwischen l Sekunde und 10 Sekunden. Der optimale Wert für T hängt jedoch
von der Qualität
der Kommunikationsverbindung und anderen Faktoren ab, die zu denjenigen ähnlich sind,
welche den optimalen Wert von T beeinflussen. Der optimale Wert
für das
Intervall T hängt
daher von den Erfordernissen der speziellen Anwendung der Erfindung
und den Eigenschaften der speziellen, verwendeten Kommunikationsverbindung
oder -verbindungen ab.
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Dieses Messverfahren ist in der Lage,
die Umlaufzeit, die Paketerfolgsrate und den Datendurchlauf zu messen.
Das Verfahren ist ferner in der Lage, diese Parameter kontinuierlich
zu überwachen, solang über die
Verbindung Datenverkehr zu senden ist. Das Messverfahren hat ferner
den Vorteil, dass die Gesamtlast, welche von dem Messverfahren auferlegt
wird, sehr gering ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform
der Erfindung werden inaktive Leitwege unter Verwendung einer Sondierung
zusätzlich
zu der Überwachung
von aktiven Leitwegen, wie zuvor beschrieben, überwacht. Bei solch einer Ausführungsform sendet
ein VPN Knoten ein oder mehrere Sondierungspakete über jede
mögliche
Verbindung zu einem VPN Knoten an dem anderen Platz, welcher ein Antwortpaket
als Antwort auf den Empfang eines Sondierungspakets sendet. Auf
den Empfang eines Antwortpakets hin kann der erzeugende VPN Knoten die
Umlaufzeit für
jenen Leitweg messen. Falls der erzeugende VPN Knoten mehrere Sondierungspakete über jeden
möglichen
Leitweg sendet, kann der erzeugende VPN Knoten ferner die Paketerfolgsrate, das
heißt
den Prozentsatz von Paketen überwachen, welcher
erfolgreich durch das Netzwerk geht. Solch eine Sondierung kann
auf sämtlichen
möglichen Kombinationen
von ISP Verbindungen und VPN Knoten verwendet werden.
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C. AUSFÜHRUNGSFORMEN
GEMÄSS
EINEM ZWEITEN ASPEKT DER ERFINDUNG
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Wenn ein durchtunnelndes IPSec Paket
in dem erzeugenden Feuerwandknoten aufgebaut wird, wird dessen Quellen-IP-Adresse
auf die IP Adresse der erzeugenden Gruppierung und dessen Ziel-IP-Adresse
auf die IP Adresse der Zielgruppierung eingestellt. Diese IP Adressen
werden Tunnelendpunkte genannt. In einer solchen Konfiguration, wo
eine Gruppierung unter Verwendung mehrfacher ISP Verbindungen mit
dem Internet verbunden ist, hat eine Gruppierung mehrere IP Adressen,
das heißt
eine für
jede ISP Verbindung. Solche ISP Verbindungen können Verbindungen sein, die
durch unterschiedliche ISPs bereitgestellt werden. In solch einer
Konfiguration bestimmt die Auswahl dieser IP Adressen die zu verwendenden
ISP Verbindungen. Das Auswählen
einer Quellen-IP-Adresse und einer Ziel-IP-Adresse für ein Datenpaket wählt daher
die ISP Verbindung am Quellenplatz und die ISP Verbindung für die Übertragung
des Datenpakets aus. Da der Sender eines Datenpakets beide dieser
IP Adressen festlegt, sind die ISP Verbindungen für das Paket durch
den Sender spezifiziert. Der vorliegende Aspekt der Erfindung gibt
einen vorteilhaften Weg zum Auswählen
der ISP Verbindungen am Quellen- und am Zielplatz an.
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Ein Auswahlverfahren sollte solch
eine Kombination aus Quellen- und Ziel-ISP-Verbindungen auswählen, welche augenblicklich
funktionstüchtig ist,
falls eine solche Kombination existiert, solch eine Kombination
aus Quellen- und Ziel-ISP-Verbindungen auswählen, welche gegenwärtig den
besten Datendurchlauf hat, und die Änderungen in der Kombination
von Quellen- und Ziel-ISP-Verbindungen minimieren, um den Gesamtaufwand
möglichst
klein zu halten, welcher beim Aufbauen von IPSec Verbindungen aufzuwenden
ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform
der Erfindung werden Quellen- und Ziel-ISP-Verbindungen wenigstens teilweise auf
der Basis wenigstens der folgenden drei Parameter ausgewählt:
- – zuletzt
gemessene Umlaufzeit (RTT) für
jede Kombination von Quellen- und Ziel-ISP-Verbindungen,
- – zuletzt
gemessene Paketerfolgsrate für
jede Kombination von Quellen- und Ziel-ISP-Verbindungen und
- – zuletzt
gemessener Datendurchlauf für
jede Kombination von Quellen- und Ziel-ISP-Verbindungen.
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Bei einer weiteren vorteilhaften
Ausführungsform
der Erfindung werden Quellen- und Ziel-ISP-Verbindungen wenigstens teilweise
auf der Basis zumindest der folgenden vier Parameter ausgewählt:
- – zuletzt
gemessene Umlaufzeit (RTT) für
jede Kombination von Quellen- und Ziel-ISP-Verbindungen,
- – zuletzt
gemessener Datendurchlauf für
jede Kombination von Quellen- und Ziel-ISP-Verbindungen,
- – zuletzt
gemessene Paketerfolgsrate für
jede Kombination von Quellen- und Ziel-ISP-Verbindungen, und
- – Zeit,
welche nach dem Ausgeben des geänderten
Auswahlverfahrens verstrichen ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform
der Erfindung wird die folgende Funktion bei der Auswahl der Quellen-
und Ziel-ISP-Verbindungen verwendet: P = A·R–1 +
B·S +
C·SN·T (1) in welcher
R die gemessene Umlaufzeit (RTT), S die Paketerfolgsrate (PSR) mit
dem Wertebereich von 0 bis 1 und T den Datendurchlauf (THR) bezeichnen. A,
B, C und N sind Konstanten, welche entsprechend den Erfordernissen
der speziellen Anwendung der Ausführungsform angepasst werden.
Geeignete Werte können
beispielsweise durch Experimentieren gefunden werden. Da Eigenschaften
praktischer Anwendungen in einem weiten Bereich variieren, können genauere
Details über
die Werte für
diese für
den allgemeinen Gebrauch geeigneten Konstanten hier nicht angegeben
werden. Der für
jeden Leitweg berechnete Wert P wird zum Festlegen des Ranges der verfügbaren Leitwege
in einer Präferenzreihenfolge zum
Auswählen
eines Leitweges, d.h. spezieller Quellen- und Ziel-ISP-Verbindungen,
verwendet. Je kürzer
die Umlaufzeit oder je höher
die Paketerfolgsrate ist, umso höher
ist gemäß Gleichung
(1) die Präferenz
P eines speziellen Leitweges. Der dritte Term der Gleichung (1)
gibt dem Datendurchlauf lediglich in solchen Fällen Gewicht, Term der Gleichung
(1) gibt dem Datendurchlauf lediglich in solchen Fällen Gewicht,
wo die Paketerfolgsrate nahe l ist.
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Da Messergebnisse für diese
drei Werte RTT, PSR und THR nicht immer verfügbar sind, werden bestimmte
Voreinstellungen (default values) benötigt. Falls beispielsweise
ein spezieller Leitweg nicht aktiv ist, kann für diesen Leitweg keine Datendurchlaufrate
bestimmt werden. Gemäß einer
vorteilhaften Ausführungsform
der Erfindung ist die Voreinstellung für die Paketerfolgsrate und
den Datendurchlauf Null.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform
der Erfindung wird die Voreinstellung für die Umlaufzeit unter Verwendung
einer bestimmten Funktion berechnet, falls die Paketerfolgsrate
größer als
Null ist. Dies basiert auf der praktischen Erfahrung des Anmelders,
dass die Umlaufzeit und die Paketerfolgsrate in der Praxis wenigstens
grob korrelieren. Wenn die Paketerfolgsrate 1 oder nahe
1 ist, befindet sich die Umlaufzeit an einem Minimum, und wenn die
Paketerfolgsrate nahe Null ist, ist die Umlaufzeit sehr lang. Bei
einer vorteilhaften Ausführungsform
der Erfindung wird dementsprechend, falls die Umlaufzeit nicht direkt
gemessen werden kann, eine Voreinstellung für die Umlaufzeit aus der Paketerfolgsrate
unter Verwendung der Funktion R = D/SK
(2) bestimmt,
in der R die Umlaufzeit, S die Paketerfolgsrate, D eine Konstante,
welche das Minimum der Umlaufzeit darstellt, und K eine Konstante
bezeichnen. Der Wert D hängt
ab von den Eigenschaften des Netzwerks zwischen den Quellen- und
Zielknoten und kann experimentell bestimmt werden. Ein geeigneter
Wert für
K kann zum Beispiel durch Korrelationsuntersuchungen ermittelt werden.
In solch einem Fall, in dem die Paketerfolgsrate Null ist, wird
für den Wert
der Umlaufzeit eine große
Zeitkonstante, wie zum Beispiel 10 Sekunden, verwendet.
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Andere Parameter, welche die Auswahl
der Quellen- und Ziel-ISP-Verbindungen beeinflussen, sind die Wägefaktoren
vorstehend erwähnter
Parameter, das heißt
was die relative Wichtigkeit der Parameter betrifft. Diese Wägefaktoren
hängen
von den besonderen Umständen
und Erfordernissen jeder Anwendung der Erfindung ab und können beispielsweise
experimentell bestimmt werden.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform
der Erfindung werden die Eigenschaften unterschiedlicher Kombinationen
von Quellen- und Ziel-ISP-Verbindungen durch Absenden von Sondierungspaketen über jede
Kombination ermittelt, auf welche der Zielplatz Antwort gibt. Die
Umlaufzeit jeder Kombination kann dann aus der Zeit gefunden werden,
welche zwischen dem Senden der Sondierungspakete und den empfangenen
Erwiderungen verstrichen ist. Wenn zum Beispiel der Quellenplatz
zwei ISP Verbindungen und der Zielplatz drei ISP Verbindungen hat, genügen sechs
Sondierungspakete zum Testen sämtlicher
sechs Kombinationen.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform
der Erfindung werden Sondierungspakete ausschließlich über inaktive Kombinationen
versandt, und die Umlaufzeit einer aktiven Verbindung wird von Empfangsbestätigungspaketen
gemessen, welche von dem Zielplatz, wie zuvor in dieser Patentanmeldung
beschrieben, versandt worden sind.
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Falls eine der Kombinationen aktiv
ist, kann der Datendurchlauf ferner durch Messen des Datenverkehrsflusses über die
Verbindung bestimmt werden. Solch eine Messung gibt jedoch nicht
immer den wahren Datendurchlauf wieder, da die wahre Leistungsfähigkeit
der Verbindungskombination gut über der
augenblicklichen Datenverkehrsmenge liegen kann. Gemäß einer
vorteilhaften Ausführungsform der
Erfindung wird ein Spitzen-Datendurchlaufwert, welcher in einem
Zeitfenster einer spezifischen Länge
beobachtet worden ist, als Messwert für den Datendurchlauf verwendet.
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Im Fall inaktiver Verbindungskombinationen können keine
laufenden Datendurchlaufswerte gemessen werden. Bei einer vorteilhaften
Ausführungsform
der Erfindung werden daher zuvor gemessene Datendurchlaufswerte
verwendet. Gemäß einer
weiter vorteilhaften Ausführungsform
der Erfindung werden zuvor gemessene Werte nicht verwendet, nachdem
eine bestimmte Zeit nach der Messung verstrichen ist, um die Verwendung überholter
und inkorrekter Werte zu vermeiden. In einem solchen Fall kann ein
Datendurchlauf-Voreinstellungswert zum Abschätzen der Leistungsfähigkeit
der Verbindung verwendet werden.
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Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform
der Erfindung wird ein Datendurchlaufswert für den Gebrauch bei einer Leistungsfähigkeitsschätzung einer
Verbindung entsprechend einer zuvor festgelegten Funktion auf der
Basis der Umlaufzeit jener Verbindung berechnet. Diese Näherung kann vorteilhafte
Ergebnisse liefern, da beobachtet worden ist, dass kurze Umlaufzeiten
allgemein mit hohen Datendurchlaufswerten korrelieren.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform
der Erfindung werden die Eigenschaften der Kombinationen semikontinuierlich
durch Absenden von Sondierungspaketen in bestimmten Zeitintervallen überwacht.
Falls die Zeitintervalle relativ lang sind, beispielsweise mehrere
Se kunden, wie zum Beispiel 30 Sekunden, kann die Übertragung
der Sondierungspakete keine signifikante Belastung auf dem Übertragungsnetzwerk
erzeugen.
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Die Zeit, welche nach der letzten Änderung der
ISP Verbindung an einem Ende verstrichen ist, wird bei einer vorteilhaften
Ausführungsform
der Erfindung zum Minimieren der Änderungen verwendet, welche
das Ausbauen neuer IPSec Verbindungen erfordern. Kurz nach einem
Wechseln bei den ISP Verbindungen wird ein neuer Wechsel nur dann
vollzogen, falls die augenblickliche Verbindung nahezu oder vollständig unterbrochen
ist. Später
nimmt die Bereitschaft zum Vollziehen eines Wechsels zu und erreicht
möglicherweise
einen Punkt, wo eine relativ kleine angenommene Zunahme in der Leistungsfähigkeit
ein Wechseln auslösen
würde.
Dies ist in 4 veranschaulicht,
welche ein Schaubild zeigt, in dem dargestellt ist, wie tief das
Leistungsniveau der augenblicklichen Verbindung fallen muss, bevor
ein Wechsel betreffend die verwendeten ISP Verbindungen herbeigeführt wird.
Die vertikale Achse zeigt das minimal erforderliche Leistungsniveau,
und die horizontale Achse zeigt die Zeit, welche nach dem letzten Wechseln
in der Konfiguration verstrichen ist. Wie 4 veranschaulicht, ist die erforderliche
Leistungsfähigkeit
unmittelbar nach einem Wechseln hinsichtlich der Konfiguration bis
zu einem Zeitpunkt T1 sehr gering, d.h. an dem Grenzwert L1. Während dieser
Zeit wird die ISP Verbindungskonfiguration nur dann geändert, wenn
die Leistungsfähigkeit
der Kommunikationsverbindung unter den Schwellenwert Ll fällt. Zwischen
den Zeitpunkten T1 und T2 nimmt der erforderliche Grenzwert auf
den Wert L2 zu, und nach der Zeit T2 bleibt der Grenzwert bei L2. Dies
hat die Wirkung, dass je weiter zurück der Zeitpunkt des vorhergehenden
Wechsels gelegen war, ein umso kleinerer Abfall in der Leistungsfähigkeit
der Kommunikationsverbindung erforderlich ist, um einen Wechsel
in der Konfiguration herbeizuführen. Die
Parameter L1, L2, T1 und T2 hängen
von den Eigenschaften und Erfordernissen der speziellen Anwendung
der Erfindung ab, weshalb hier keine speziellen Werte angegeben
werden können.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform
der Erfindung spezifizieren die Einheiten der vertikalen Achse und
die Parameter L 1 und L2 bestimmte absolute Leistungswerte. Gemäß solch
einer Ausführungsform
können
die Grenzwerte zwischen 0% und 100% der best beobachteten Leistungsfähigkeit
für die
augenblickliche Verbindung festgelegt werden.
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Bei einer weiteren vorteilhaften
Ausführungsform
der Erfindung spezifizieren die Grenzwerte L1 und L2 bestimmte relative
Leistungswerte, d.h. Werte des Verhältnisses der augenblicklichen
Leistungsfähigkeit
der momentanen Verbindung zu der best beobachteten Leistungsfähigkeit
sämtlicher
verfügbarer
Verbindungen, d.h. ISP Verbindungskombinationen.
-
Die Leistungsfähigkeitswerte, welche als eine
Basis zum Entscheiden entsprechend des Schaubildes in 4 verwendet werden, können auf viele
unterschiedliche Arten aus den beobachteten Umlaufzeiten, der Paketerfolgsrate
und den Datendurchlaufsmessungen berechnet werden. In einer beispielhaften
Ausführungsform
der Erfindung kann ein Leistungswert P zu P = A·R–1 +
B·S +
C·SN·T (3) berechnet
werden, in welcher A, B, C und N Konstanten, S eine Paketerfolgsrate,
T einen Datendurchlaufwert und R einen Umlaufzeit-Messwert bezeichnen.
Gemäß Gleichung
(3) erhöht
eine Zunahme der Paketerfolgsrate, eine Zunahme des Datendurchlaufs
oder eine Abnehmen der Umlaufzeit die überwachte Leistungsfähigkeit.
Gleichung (3) ist jedoch lediglich ein Beispiel eines durchführbaren
Berechnungsverfahrens, und viele unterschiedliche Berechnungsverfahren
können
in unterschiedlichen Ausführungsformen
der Erfindung zur Anwendung kommen. Die Erfindung ist daher nicht
auf die Anwendung lediglich der Gleichung (3) beschränkt. Ein allgemeineres
Beispiel einer durchführbaren
Funktion zum Berechnen von P lautet P = A·Rn + B·S
+ C·SN·Tm
(4) in
der n und m Konstanten sind, die so einzustellen sind, dass sie
den Erfordernissen der speziellen Anwendung der Erfindung entsprechen.
-
4 zeigt
eine einfache, stückweise
lineare Funktion als zeitabhängige
Grenzwertfunktion. Solch eine einfache Funktion ist aufgrund der
Leichtigkeit einer Implementierung einer solchen Funktion vorteilhaft.
Die Erfindung ist jedoch nicht auf eine solche Funktion beschränkt. 5 zeigt ein anderes Beispiel
einer geeigneten Funktion, bei welcher der Grenzwert über einen
Zeitraum sanft von L1 zu L2 wechselt. Die für den Gebrauch optimale Funktion hängt von
den Erfordernissen der speziellen Anwendung der Erfindung ab, weshalb
die Erfindung nicht auf irgendeine spezielle, zu verwendende Funktion beschränkt ist.
-
Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform
der Erfindung werden mehrfache Verbindungen aktiv gehalten, und
der Datenverkehr ist zwischen den Verbindungen in Verhältnissen
aufgeteilt, die dem Leistungswert P entsprechen, welcher für jede Verbindung
in einer Weise berechnet worden ist, welche ähnlich zu den in den Gleichungen
(3) und (4) dargestellten Leistungswerten ist.
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D. ERSTE GRUPPE WEITERER
VORTEILHAFTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
DER ERFINDUNG
-
Entsprechend einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung wird ein Verfahren zum Überwachen einer Kommunikationsverbindung,
bei welcher das IPSec Protokoll zwischen einem Quellennetzwerkknoten
und einem Zielnetzwerkknoten angewandt wird, angegeben. Verschiedene
Ausführungsformen
entsprechend dem vorliegenden Aspekt der Erfindung sind in 6 angegeben. Entsprechend einer
vorteilhaften Ausführungsform
der Erfindung umfasst das Verfahren wenigstens die Schritte
- – Speichern 610 der
Laufnummer und der Übertragungszeit
jedes IPSec Pakets, welches von dem Quellennetzwerknoten zum Zielnetzwerkknoten übertragen
worden ist, in einer Speichereinrichtung,
- – Senden 620 eines
Empfangsbestätigungspakets
als Antwort auf den Empfang jedes N-ten IPSec Pakets oder auf den
Empfang jedes IPSec Pakets, wenn T Sekunden nach dem Senden eines
vorhergehenden Empfangsbestätigungspakets
von dem Quellennetzwerkknoten durch den Zielnetzwerkknoten verstrichen
sind, wobei das Empfangsbestätigungspaket
die Laufnummer des besonderen Pakets als eine Antwort enthält, auf die
das Empfangsbestätigungspaket
gesendet wird, und wobei das Empfangsbestätigungspaket die Zähler enthält, welche
die Zahl der empfangenen Pakete und die Zahl der empfangenen Bytes anzeigt,
wobei N eine vorbestimmte positive ganze Zahl und T ein vorbestimmter
Zeitwert sind,
- – Bestimmen 630 der
Umlaufzeit der Verbindung auf der Basis der Empfangszeit eines Empfangsbestätigungspakets
und der gespeicherten Übertragungszeit
des entsprechenden, übertragenen Pakets.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften
Ausführungsform
der Erfindung enthält
das Verfahren ferner den Schritt Berechnen 640 der Paketerfolgsrate
und des Datendurchlaufswertes der Verbindung auf der Basis der Zahl
der übertragenen
Pakete und der Zahl der empfangenen Pakete und Bytes, welche aus
den Zählerwerten
bestimmt werden, die in den Empfangsbestätigungspaketen mitgesandt werden.
-
Gemäß noch einem weiteren Aspekt
der Erfindung wird ein Verfahren zum Steuern der Kommunikation zwischen
einem Quellennetzwerkplatz und einem Zielnetzwerkplatz angegeben,
bei welcher Kommunikation das IPSec Protokoll verwendet wird, bei
welcher Kommunikation mehrere unterschiedliche Leitwege zwischen
dem Quellennetzwerkplatz und dem Zielnetzwerkplatz angewandt werden
können.
Unterschiedliche Ausführungsformen
gemäß dem vorliegenden
Aspekt der Erfindung sind in 7 veranschaulicht.
Gemäß einer
vorteilhaften Ausführungsform
der Erfindung umfasst das Verfahren wenigstens die Schritte
- – Speichern 610 der
Laufnummer und der Übertragungszeit
jedes IPSec Pakets, welches von einem Quellenknoten in dem Quellennetzwerkplatz zu
einem Zielknoten in dem Zielnetzwerkplatz übertragen wird, in einer Speichereinrichtung,
- – Senden 620 eines
Empfangsbestätigungspakets
als eine Antwort auf den Empfang jedes N-ten IPSec Pakets oder auf
den Empfang jedes IPSec Pakets, wenn 7 Sekunden nach dem Senden
eines vorhergehenden Empfangsbestätigungspakets von dem Quellenknoten
durch den Zielknoten verstrichen sind, wobei das Empfangsbestätigungspaket
die Laufnummer des besonderen Pakets als eine Antwort enthält, auf
die hin das Empfangsbestätigungspaket
gesendet wird, und wobei das Empfangsbestätigungspaket die Zähler aufweist,
welche die Zahl von empfangenen Paketen und die Zahl von empfangenen Bytes
angibt, wobei N ein zuvor festgelegter, positiver, ganzer Wert und
T ein vorbestimmter Zeitwert ist,
- – Bestimmen 630 der
Umlaufzeit der Verbindung auf der Basis der Empfangszeit eines Empfangsbestätigungspakets
und der gespeicherten Übertragungszeit
des entsprechenden, übertragenen Pakets.
-
Gemäß einer weiter vorteilhaften
Ausführungsform
der Erfindung beinhaltet das Verfahren ferner den Schritt einer
Berechnung 640 der Paketerfolgsrate und des Datendurchlaufswertes
der Verbindung auf der Basis der Zahl der übertragenen Pakete und der
Zahl der empfangenen Pakete und Bytes, welche aus den in den Empfangsbestätigungspaketen
mitgesandten Zählerwerten
bestimmt werden.
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Gemäß einer ferner vorteilhaften
Ausführungsform
der Erfindung umfasst das Verfahren ferner die Schritte
-
– Übertragen 710 eines
Sondierungspakets oder einer Vielzahl von Sondierungspaketen von
einem Quellenknoten an dem Quellennetzwerkplatz über einen speziellen Leitweg
zu einem Zielknoten an dem Zielnetzwerkplatz,
-
Speichern der Übertragungszeit des Sondierungspakets
in einer Speichereinrichtung,
-
– Übertragen 720 eines
Antwortpakets von dem Zielknoten zu dem Quellenknoten als eine Antwort
auf das Empfangen jedes Sondierungspakets,
-
– Bestimmen 730 der
Umlaufzeit des speziellen Leitweges aus der Differenz der Empfangszeit des
Antwortpakets und der gespeicherten Übertragungszeit des entsprechenden
Sondierungspakets und der Paketerfolgsrate basierend auf der Zahl
der gesandten Sondierungspakete und der Zahl der empfangenen Antwortpakete.
-
Entsprechend einem weiteren Aspekt
der Erfindung ist ein Netzwerkknoten zum Empfangen von Nachrichten
unter Verwendung des IPSec Protokolls vorgesehen. Entsprechend einer
vorteilhaften Ausführungsform
der Erfindung enthält
der Knoten wenigstens
- – eine Einrichtung zum Empfangen
von IPSec Paketen,
- – eine
Einrichtung zum Entnehmen einer Laufnummer aus einem empfangenen
IPSec Paket, und
- – eine
Einrichtung zum Senden eines Empfangsbestätigungspakets als eine Antwort
nach jedem N-ten empfangenen IPSec Paket oder nach jedem IPSec Paket,
falls T Sekunden nach dem Senden eines vorhergehenden Empfangsbestätigungspakets
verstrichen sind, wobei N eine positive ganze Zahl und T ein zuvor
festgelegter Wert ist, und zum Einschließen der entnommenen Laufzahl
und eines die Zahl der empfangenen Pakete und Bytes anzeigenden
Zählerwertes
in dem Empfangsbestätigungspaket.
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Entsprechend einem weiteren Aspekt
der Erfindung ist ein Netzwerkknoten zum Senden von Nachrichten
unter Verwendung des IPSec Protokolls vorgesehen. Entsprechend einer
vorteilhaften Ausführungsform
der Erfindung enthält
der Knoten wenigstens
- – eine Einrichtung zum Senden
von IPSec Paketen,
- – eine
Einrichtung zum Speichern von Zeitstempeln und Laufnummern gesendeter
IPSec Pakete,
- – eine
Einrichtung zum Empfangen von Empfangsbestätigungspaketen,
- – eine
Einrichtung zum Bestimmen der Umlaufzeit einer Verbindung auf der
Basis der Laufnummerninformation in einem empfangenen Empfangsbestätigungspaket
und des gespeicherten Zeitstempels sowie der Laufnummerninformation
gesendeter IPSec Pakete,
- – eine
Einrichtung zum Berechnen der Paketerfolgsrate auf der Basis der
Nummer gesendeter Pakete und der Information in einem empfangenen
Empfangsbestätigungspaket,
welche die Zahl der empfangenen Pakete anzeigt, und
- – eine
Einrichtung zum Berechnen des Datendurchlaufswertes auf der Basis
der Information in einem empfangenen Empfangsbestätigungspaket,
welche die Zahl der empfangenen Bytes angibt.
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E. ZWEITE GRUPPE WEITER
VORTEILHAFTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
DER ERFINDUNG
-
Gemäß einem weiteren Aspekt der
Erfindung ist ein Verfahren zum Überwachen
einer Kommunikationsverbindung zwischen einem Quellennetzwerkknoten
und einem Zielnetzwerkknoten vorgesehen, welche Kommunikationsverbindung
das IPSec Protokoll verwendet. Gemäß der Ausführungsform umfasst das Verfahren
wenigstens den Schritt Übertragen eines
Empfangsbestätigungspakets
mit Hilfe des Zielnetzwerkknotens, falls wenigstens eine einer ersten
Bedingung und einer zweiten Bedingung erfüllt ist, wobei die erste Bedingung
den Empfang wenigstens einer vorbestimmten Anzahl von IPSec Paketen
nach der Übertragung
des vorhergehenden Empfangsbestätigungspakets
betrifft und die zweite Bedingung den Empfang eines Paketes über die Kommunikationsverbindung
betrifft, nachdem eine bestimmte Zeit nach der Übertragung des vorhergehenden
Empfangsbestätigungspakets
verstrichen ist.
-
Bei dieser Patentanmeldung und in
den beigefügten
Patentansprüchen
bezieht sich der Begriff aktive Verbindung auf eine Verbindung,
welche zum Übertragen
von Nutzlastdaten verwendet wird, während der Begriff inaktive
Verbindung sich auf eine Verbindung bezieht, welche nicht zum Übertragen von
Nutzlastdaten verwendet wird. Die bloße Übertragung von Sondierungspaketen
zum Messen charakteristischer Eigenschaften einer Verbindung soll hier
nicht als Übertragung
von Nutzlastdaten verstanden werden.
-
Gemäß einer weiter vorteilhaften
Ausführungsform
der Erfindung umfasst das Empfangsbestätigungspaket in dem Verfahren
wenigstens die Laufnummer des zuletzt empfangenen IPSec Pakets und
wenigstens einen Wert, welcher der über die Kommunikationsverbindung
empfangenen Datenmenge entspricht.
-
Gemäß einer weiter vorteilhaften
Ausführungsform
der Erfindung umfasst das Empfangsbestätigungspaket bei dem Verfahren
wenigstens einen Paketzählerwert,
welcher die Anzahl der über
die Kommunikationsverbindung empfangenen Pakete angibt.
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Gemäß einer weiter vorteilhaften
Ausführungsform
der Erfindung umfasst das Empfangsbestätigungspaket in dem Verfahren
wenigstens einen Bytezählerwert,
welcher die Zahl der über
die Kommunikationsverbindung empfangenen Bytes angibt.
-
Gemäß einer weiter vorteilhaften
Ausführungsform
der Erfindung umfasst das Empfangsbestätigungspaket in dem Verfahren
wenigstens einen Paketzählerwert,
welcher die Zahl der über
die Kommunikationsverbindung empfangenen Pakete angibt, und einen
Bytezählerwert,
welcher die Zahl der über die
Kommunikationsverbindung empfangenen Bytes angibt.
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Gemäß einer weiter vorteilhaften
Ausführungsform
der Erfindung umfasst das Verfahren ferner wenigstens den Schritt
Bestimmen der Paketerfolgsrate der Kommunikationsverbindung wenigstens teilweise
auf der Basis der in einem Empfangsbestätigungspaket enthaltenen Information.
-
Gemäß einer weiter vorteilhaften
Ausführungsform
der Erfindung umfasst das Verfahren ferner wenigstens den Schritt
Bestimmen des Datendurchlaufs der Kommunikationsverbindung zumindest
teilweise auf der Basis der in einem Empfangsbestätigungspaket
enthaltenen Information.
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Entsprechend einer weiter vorteilhaften
Ausführungsform
der Erfindung umfasst das Verfahren ferner wenigstens den Schritt
Speichern der Laufnummer und der Übertragungszeit jedes IPSec
Pakets, das von dem Quellennetzwerkknoten zu dem Zielnetzwerkknoten übertragen
worden ist, in einer Speichereinrichtung und Bestimmen der Umlaufzeit der
Kommunikationsverbindung auf der Basis der Empfangszeit eines Empfangsbestätigungspakets und
der gespeicherten Übertragungszeit
des entsprechenden, übertragenen
Pakets.
-
F. DRITTE GRUPPE WEITER
VORTEILHAFTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
DER ERFINDUNG
-
Gemäß einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung ist ein Verfahren zum Überwachen mehrerer Kommunikationsverbindungen
zwischen einem Quellennetzwerkplatz und einem Zielnetzwerkplatz vorgesehen,
wobei jeder der Plätze
wenigstens einen Netzwerkknoten hat. Bei dem Verfahren wird eine
aktive Kommunikationsverbindung überwacht und
eine inaktive Kommunikationsverbindung überwacht, wobei die Verfahrensschritte
zum Überwachen
einer aktiven Kommunikationsverbindung zwischen dem Quellennetzwerkplatz
und dem Zielnetzwerkplatz, wobei die aktive Kommunikationsverbindung
das IPSec Protokoll verwendet, wenigstens den Schritt Übertragen
eines Empfangsbestätigungspakets
mittels des Zielnetzwerkknotens aufweist, falls wenigstens eine
einer ersten Bedingung und einer zweiten Bedingung erfüllt ist,
wobei die erste Bedingung den Empfang wenigstens einer vorbestimmten Anzahl
von IPSec Paketen nach dem Übertragen
des vorhergehenden Empfangsbestätigungspakets
beinhaltet und die zweite Bedingung den Empfang eines Pakets über die
Kommunikationsverbindung beinhaltet, nachdem eine bestimmte Zeit
nach der Übertragung
des vorhergehenden Empfangsbestätigungspakets
verstrichen ist, und wobei die Verfahrensschritte zum Überwachen
einer inaktiven Kommunikationsverbindung zwischen dem Quellennetzwerkplatz
und dem Zielnetzwerkplatz wenigstens die Schritte aufweisen:
- – Übertragen
eines Sondierungspakets von einem Quellenknoten am Quellennetzwerkplatz über die inaktive
Kommunikationsverbindung zu einem Quellenknoten am Quellennetzwerkplatz,
- – Speichern
der Übertragungszeit
des Sondierungspakets in einer Speichereinrichtung,
- – Übertragen
eines Antwortpakets von dem Zielknoten zu dem Quellenknoten als
Antwort auf den Empfang eines Sondierungspakets,
- – Bestimmen
der Umlaufzeit der inaktiven Kommunikationsverbindung aus der Differenz
der Empfangszeit des Antwortpakets und der gespeicherten Übertragungszeit
des entsprechenden Sondierungspakets.
-
Gemäß einer weiter vorteilhaften
Ausführungsform
der Erfindung umfasst das Verfahren ferner die Schritte Übertragen
mehrerer Sondierungspakete von dem Quellenknoten am Quellennetzwerkplatz
mittels der inaktiven Kommunikationsverbindung zu dem Zielknoten
am Zielnetzwerkplatz, Empfangen von Antwortpaketen auf die Sondierungspakete
und Bestimmen der Paketerfolgsrate der inaktiven Informationsverbindung
aus der Anzahl der empfangenen Antwortpakete und der Zahl der übertragenen
Sondierungspakete.
-
G. VIERTE GRUPPE WEITER
VORTEILHAFTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
DER ERFINDUNG
-
Gemäß einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung ist ein Quellennetzwerkknoten 800 zum Kommunizieren
mittels des IPSec Protokolls mit einem Ziehlnetzwerkknoten 820 über eine
Kommunikationsverbindung vorgesehen. Dieser Aspekt der Erfindung
ist in 8 veranschaulicht.
Gemäß einer vorteilhaften
Ausführungsform
der Erfindung umfasst der Netzwerkknoten wenigstens
-
– eine
Einrichtung 801 zum Empfangen von Empfangsbestätigungspaketen 870 für IPSec
Pakete 860, welche mit Hilfe des Netzwerkknotens übertragen
werden,
-
– eine
Einrichtung 802 zum Erhalten einer Laufnummer 874 eines
IPSec Pakets von einem empfangenen Empfangsbestätigungspaket 870,
-
– eine
Einrichtung 803 zum Erhalten eines Wertes 872 aus
dem Empfangsbestätigungspaket 870,
wobei der Wert der mittels des zweiten Netzwerkknotens über die
Kommunikationsverbindung empfangenen Datenmenge entspricht, und
-
– eine
Einrichtung 804 zum Bestimmen der Paketerfolgsrate der
Kommunikationsverbindung wenigstens teilweise auf der Basis dieses
Wertes.
-
Solch ein Netzwerkknoten kann vorteilhaft als
Quellenknoten einer IPSec Verbindung verwendet werden.
-
Gemäß einer weiter vorteilhaften
Ausführungsform
der Erfindung umfasst der Netzwerkknoten ferner wenigstens eine
Einrichtung 805 zum Bestimmen des Datendurchlaufs der Kommunikationsverbindung
zumindest teilweise auf der Basis des Wertes 872.
-
Gemäß einer weiter vorteilhaften
Ausführungsform
der Erfindung umfasst der Netzwerkknoten ferner wenigstens eine
Einrichtung 806 zum Speichern der Laufnummer und der Übertragungszeit
jedes IPSec Pakets in einer Speichereinrichtung 819, welches
Paket durch den Netzwerkknoten über
die Kommunikationsverbindung übertragen
wird, und eine Einrichtung 807 zum Bestimmen der Umlaufzeit der
Kommunikationsverbindung auf der Basis der Empfangszeit eines Empfangsbestätigungspakets und
der gespeicherten Übertragungszeit
des entsprechenden, übertragenen
Pakets.
-
H. FÜNFTE GRUPPE WEITER VORTEILHAFTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
DER ERFINDUNG
-
Entsprechend einem weiteren Aspekt
der Erfindung ist ein Zielnetzwerkknoten 820 zum Kommunizieren
mittels des IPSec Protokolls mit einem Quellennetzwerkknoten 800 über eine
Kommunikationsverbindung vorgesehen. Dieser Aspekt der Erfindung ist
in 8 veranschaulicht.
Gemäß einer
vorteilhaften Ausführungsform
der Erfindung umfasst der Netzwerkknoten 820 wenigstens
eine Einrichtung 82l zum Übertragen eines Empfangsbestätigungspakets,
falls wenigstens eine einer ersten Bedingung und einer zweiten Bedingung
erfüllt
ist, wobei die erste Bedingung den Empfang wenigstens einer vorbestimmten
Anzahl von IPSec Paketen nach der Übertragung des vorhergehenden
Empfangsbestätigungspakets
beinhaltet und die zweite Bedingung den Empfang eines Paketes über die
Kommunikationsverbindung beinhaltet, nachdem eine vorbestimmte Zeit
nach der Übertragung
des vorhergehenden Empfangsbestätigungspakets
verstrichen ist.
-
Solch ein Netzwerkknoten kann vorteilhafterweise
als Zielknoten einer IPSec Verbindung verwendet werden.
-
Gemäß einer weiter vorteilhaften
Ausführungsform
der Erfindung umfasst der Netzwerkknoten wenigstens eine Einrichtung 822 zum
Einbeziehen einer Laufnummer 862, 874 eines empfangenen IPSec
Pakets 860 und wenigstens eines Wertes, welcher der Datenmenge
entspricht, welche über
die Kommunikationsverbindung in dem Empfangsbestätigungspaket 870 empfangen
worden ist.
-
Entsprechend einer weiter vorteilhaften
Ausführungsform
der Erfindung umfasst der Netzwerkknoten wenigstens eine Einrichtung 823 zum
Einbeziehen eines Paketzählerwertes 872 in
dem Empfangsbestätigungspaket 870,
wobei der Paketzählerwert
die Zahl der über
die Kommunikationsverbindung empfangenen Pakete angibt.
-
Entsprechend einer weiter vorteilhaften
Ausführungsform
der Erfindung umfasst der Netzwerkknoten wenigstens eine Einrichtung 824 zum
Einbeziehen eines Bytezählerwertes 872 in
dem Empfangsbestätigungspaket,
wobei der Bytezählerwert die
Zahl der über
die Kommunikationsverbindung empfangenen Bytes angibt.
-
Gemäß einer weiter vorteilhaften
Ausführungsform
der Erfindung umfasst der Netzwerkknoten die Funktionalität eines
Quellennetzwerkknotens 800 und eines Zielnetzwerkknotens 820 für IPSec Verbindungen.
Entsprechend solch einer Ausführungsforrn
umfasst der Netzwerkknoten wenigstens
- – eine Einrichtung 821 zum Übertragen
eines Empfangsbestätigungspakets,
falls wenigstens eine einer ersten Bedingung und einer zweiten Bedingung
erfüllt
ist, wobei die erste Bedingung den Empfang wenigstens einer vorbestimmten Zahl
von IPSec Paketen nach der Übertragung des
vorhergehenden Empfangsbestätigungspakets
beinhaltet und die zweite Bedingung den Empfang eines Paketes mittels
der Kommunikationsverbindung beinhaltet, nachdem eine vorbestimmte
Zeit nach dem Übertragen
des vorhergehenden Empfangsbestätigungspakets
verstrichen ist,
- – eine
Einrichtung 801 zum Empfangen von Empfangsbestätigungspaketen 870 für IPSec
Pakete 860, welche durch den Netzwerkknoten übertragen
werden,
- – eine
Einrichtung 802 zum Erhalten einer Laufnummer 874 eines
IPSec Pakets von einem empfangenen Empfangsbestätigungspaket 870,
- – eine
Einrichtung 803 zum Erhalten eines Wertes 872 von
dem Empfangsbestätigungspaket 870, wobei
der Wert der mittels des zweiten Netzwerkknotens über die
Kommunikationsverbindung empfangenen Datenmenge entspricht, und
- – eine
Einrichtung 804 zum Bestimmen der Paketerfolgsrate der
Kommunikationsverbindung wenigstens teilweise auf der Basis dieses
Wertes.
-
Die Einrichtungen 801 bis 807 sowie 821 bis 824 können vorteilhafterweise
unter Verwendung einer Softwareprogrammcodeeinrichtung implementiert
werden, welche durch eine Prozessoreinheit ausgeführt wird.
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Entsprechend einem noch weiteren
Aspekt der Erfindung ist ein Softwareprogrammprodukt für einen
Netzwerkknoten zum Kommunizieren mittels des IPSec Protokolls mit
einem zweiten Netzwerkknoten über
eine Kommunikationsverbindung vorgesehen. Solch ein Softwareprogrammprodukt
kann zum Implementieren von Netzwerkknoten verwendet werden, welche
in der Lage sind, unter Verwendung des IPSec Protokolls zu kommunizieren.
Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung umfasst
das Softwareprogrammprodukt wenigstens
- – eine Softwareprogrammcodeeinrichtung
zum Übertragen
eines Empfangsbestätigungspakets, falls
wenigstens eine einer ersten Bedingung und einer zweiten Bedingung
erfüllt
ist, wobei die erste Bedingung den Empfang wenigstens einer vorbestimmten
Anzahl von IPSec Paketen nach dem Übertragen des vorhergehenden
Empfangsbestätigungspakets
beinhaltet und die zweite Bedingung den Empfang eines Pakets über die
Kommunikationsverbindung beinhaltet, nachdem eine vorbestimmte Zeit
nach der Übertragung
des vorhergehenden Empfangsbestätigungspakets
verstrichen ist,
- – eine
Softwareprogrammcodeeinrichtung zum Empfangen von Empfangsbestätigungspaketen für IPSec
Pakete, welche durch den Netzwerkknoten übertragen werden,
- – eine
Softwareprogrammcodeeinrichtung zum Erhalten einer Laufnummer eines
IPSec Pakets aus einem empfangenen Empfangsbestätigungspaket,
- – eine
Softwareprogrammcodeeinrichtung zum Erhalten eines Wertes aus dem
Empfangsbestätigungspaket,
wobei der Wert der über
die Kommunikationsverbindung mittels des zweiten Netzwerkknotens
empfangenen Datenmenge entspricht, und
- – eine
Softwareprogrammcodeeinrichtung zum Bestimmen der Paketerfolgsrate
der Kommunikationsverbindung wenigstens teilweise auf der Basis
dieses Wertes.
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Das Softwareprogrammprodukt kann
auf viele unterschiedliche Weisen ausgeführt sein, so zum Beispiel als
Softwareprogramm-Bibliothek für
den Einbau in andere Produkte oder als selbständige, gebrauchsfertige Anwendung
in einem Netzwerkknoten, und in vielen unterschiedlichen Medienarten
vertreten sein, so zum Beispiel als magnetische, optische oder magneto-optische
Großraumspeichereinrichtung,
wie CD-ROMs, in elektronischen Speichereinrichtungen, wie z.B. Halbleiterspeicherchips.
-
I. SIEBTE GRUPPE WEITER
VORTEILHAFTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
DER ERFINDUNG
-
Entsprechend einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung ist ein Verfahren zum Auswählen eines Leitweges für die Übertragung
von Datenpaketen von einem Quellennetzwerkplatz zu einem Zielnetzwerkplatz
vorgesehen, wobei die Netzwerkplätze jeweils über mehrere
Netzwerk-Serviceprovider-Verbindungen mit einem Netzwerk verbunden
sind.
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Entsprechend einer weiter vorteilhaften
Ausführungsform
der Erfindung umfasst das Verfahren wenigstens die Schritte
- – Auswählen einer
ersten Netzwerk-Serviceprovider-Verbindung aus einer Gruppe von
Netzwerk-Serviceprovider-Verbindungen, welche den Quellennetzwerkplatz
mit dem Netzwerk verbinden,
- – Auswählen einer
zweiten Netzwerk-Serviceprovider-Verbindung aus einer Gruppe von
Netzwerk-Serviceprovider-Verbindungen, welche den Zielnetzwerkplatz
mit dem Netzwerk verbinden, bei welchem Verfahren das Auswählen am
Quellennetzwerkplatz durchgeführt
wird und welches Auswählen
wenigstens teilweise auf der Basis wenigstens
- – eines
Umlaufzeitwertes für
jede Kombination von Quellen- und Ziel-Netzwerk-Serviceprovider-Verbindungen, und
- – einer
Paketerfolgsrate für
jede Kombination aus Quellen- und Ziel-Netzwerk-Serviceprovider-Verbindungen,
- – einem
Durchlaufwert für
jede Kombination von Quellen- und Ziel-Netzwerk-Serviceprovider-Verbindungen erfolgt.
-
Das Netzwerk kann vorteilhafterweise
das Internet oder irgendein anderes öffentliches Paketdatennetzwerk
sein.
-
Der Umlaufzeitwert kann ein zuletzt
gemessener Umlaufzeitwert oder zum Beispiel ein Voreinstellungswert
sein, wenn keine Messung für
eine bestimmte Kombination durchgeführt worden ist oder die Messung älter als
ein spezieller Grenzwert ist. Der Durchlaufwert kann ein zuletzt
gemessener Durchlaufwert oder zum Beispiel ein Voreinstellungswert
sein, falls keine Messung für
eine spezielle Kombination durchgeführt worden ist oder die Messung älter als
ein spezieller Grenzwert ist.
-
Gemäß einer weiter vorteilhaften
Ausführungsform
der Erfindung wird das Auswählen
wenigstens teilweise auch auf Basis der Zeit durchgeführt, nachdem
das Auswählen
von Leitwegen zuvor geändert
worden ist.
-
Entsprechend einer weiter vorteilhaften
Ausführungsform
der Erfindung nimmt die Mengenänderung
bei der Paketerfolgsrate, dem Datendurchlauf und/oder der Umlaufzeit
einer Verbindung, welche erforderlich ist, um einen Wechsel in der
Leitwegauswahl herbeizuführen,
als Funktion der Zeit ab.
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Entsprechend einer weiter vorteilhaften
Ausführungsform
der Erfindung ist die Zeitfunktion eine absatzweise lineare Funktion.
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Entsprechend einem weiteren Aspekt
der Erfindung ist ein Netzwerkknoten zum Ubertragen von Datenpaketen
von einem Quellennetzwerkplatz zu einem Zielnetzwerkplatz vorgesehen,
wobei die Netzwerkplätze
mit einem Netzwerk jeweils über mehrere
Netzwerk-Serviceprovider-Verbindungen verbunden
sind. Entsprechend einer weiter vorteilhaften Ausführungsform
der Erfindung umfasst der Netzwerkknoten wenigstens
- – eine
Einrichtung zum Auswählen
einer ersten Netzwerk-Serviceprovider-Verbindung aus einer Gruppe von Netzwerk-Serviceprovider-Verbindungen,
die den Quellennetzwerkplatz mit dem Netzwerk verbinden, und
- – eine
Einrichtung zum Auswählen
einer zweiten Netzwerk-Serviceprovider-Verbindung aus einer Gruppe von Netzwerk-Serviceprovider-Verbindungen,
die den Zielnetzwerkplatz mit dem Netzwerk verbinden, welche Auswahl
wenigstens teilweise auf der Basis wenigstens
- – eines
Umlaufzeitwertes für
jede Kombination von Quellen- und Ziel-Netzwerk-Serviceprovider-Verbindungen und
- – eines
Durchlaufwertes für
jede Kombination von Quellen- und Ziel-Netzwerk-Serviceprovider-Verbindungen erfolgt.
-
Gemäß einem weiteren Aspekt der
Erfindung ist ein Computersoftwareprodukt für ein System zum Übertragen
von Datenpaketen von einem Quellennetzwerkplatz zu einem Zielnetzwerkplatz
vorgesehen, wobei die Netzwerkplätze
jeweils mittels mehrerer Netzwerk-Serviceprovider-Verbindungen mit einem
Netzwerk verbunden sind. Entsprechend einer weiter vorteilhaften
Ausführungsform
der Erfindung umfasst das Computersoftwareprodukt wenigstens
- – eine
Einrichtung zum Auswählen
einer ersten Netzwerk-Serviceprovider-Verbindung aus einer Gruppe von Netzwerk-Serviceprovider-Verbindungen,
die den Quellennetzwerkplatz mit dem Netzwerk verbinden, und
- – eine
Einrichtung zum Auswählen
einer zweiten Netzwerk-Serviceprovider-Verbindung aus einer Gruppe von Netzwerk-Serviceprovider-Verbindungen,
die den Zielnetzwerkplatz mit dem Netzwerk verbinden, welches Auswählen wenigstens teilweise
auf der Basis wenigstens
- – eines
Umlaufzeitwertes für
jede Kombination von Quellen- und Ziel-Netzwerk-Serviceprovider-Verbindungen und
- – eines
Paketerfolgsratenwertes für
jede Kombination von Quellen- und Ziel-Netzwerk-Serviceprovider-Verbindungen
erfolgt.
-
J. WEITERE ÜBERLEGUNGEN
-
Mit Blick auf die vorstehende Beschreibung ist
es dem Fachmann klar, dass zahlreiche Abänderungen innerhalb des Umfangs
der Erfindung vorgenommen werden können. Obwohl eine bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung genauer beschrieben worden ist, ist es klar, dass
zahlreiche Abänderungen
und Varianten daran möglich
sind, welche sämtlich
in den Umfang der Erfindung fallen.