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Die
Erfindung betrifft das Gebiet der Kommunikationsnetzwerke und insbesondere
das der Konfigurationsplanung dieser Netzwerke.
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Aufgrund
der ständigen
Integration neuer Dienste in die Netzwerke und der ständigen Weiterentwicklung
der Einrichtungen, aus denen sie aufgebaut sind, wächst die
Komplexität
der Netzwerke unaufhörlich
an, sodass es immer schwieriger wird, ihren Wandel in Bezug auf
Dienste und Verkehr vorherzusagen. Außerdem kommt aufgrund von Dienstgütevereinbarungen
(oder "SLAs" für "Service Level Agreements"), welche die Netzwerkbetreiber
gegenüber
ihren Kunden abschließen,
der Vorhersage des Wandels des Netzwerks immer größere Bedeutung zu.
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Unter "Vorhersage des Wandels" (oder Planung) versteht
man hier den Umstand des Feststellens, wann und wo eine neue Einrichtung
(zum Beispiel ein Router oder eine neue Karte) integriert oder die
Kapazität
einer Verbindung zum Beispiel in Bezug auf den Verkehr erhöht werden
muss.
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Die
Genauigkeit der Vorhersage ist um so wichtiger, als eine zu frühe Vorhersage
einen in Richtung "Überdimensionierung" gehenden Ansatz
darstellt, der eine hohe Wahrscheinlichkeit aufweist, dass er kostspieliger
sein wird als eine Vorhersage zu einem angegebenen Punkt, während eine
zu späte Vorhersage
Gefahr läuft,
SLAs zu verletzen und infolgedessen die Unzufriedenheit der Kunden
hervorzurufen, gegebenenfalls begleitet von Schadenersatz oder sogar
dem Verlust von Kunden.
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Um
diese Vorhersage des Wandels zu ermöglichen, sind zwei Lösungen vorgeschlagen
worden. Die erste Lösung
besteht darin, Schwellenwerte für
die Bandbreitenauslastung von Verbindungen und/oder Schwellenwerte
zur Anzeige der Überlastung
von Routern zu definieren, sodass im Fall des Überschreitens dieser Schwellenwerte
der Netzwerkmanager vorgewarnt wird, dass er sein Netzwerk weiterentwickeln
lassen muss. Die zweite Lösung
besteht darin, Marktforschungen durchzuführen, um den Wandel der Bedürfnisse
der Kunden abzuschätzen
und daraus die Weiterentwicklung abzuleiten, die an dem Netzwerk
vorgenommen werden muss.
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Da
diese Lösungen
auf der Berücksichtigung einer
kleinen Anzahl von Parametern beruhen, liefern sie keine ausreichend
genaue Vorhersage des Wandels des Netzwerks. Im Fall der ersten
Lösung
erhält man
Informationen über
den Ursprung und die Lokalisierung des künftigen Problems, man verfügt jedoch nicht über Informationen über die
Art und Weise, wie sich das Problem entwickeln wird, sodass man
die Bedeutung des Wandels, der an dem Netzwerk vorgenommen werden
muss, nicht abschätzen
kann. Wenn zum Beispiel der Bandbreitenschwellenwert einer Verbindung
erreicht ist, besteht die Tendenz, die Kapazität der Verbindung systematisch
um einen festen Prozentsatz zu erhöhen, unabhängig davon, welches die tatsächlichen
Bedürfnisse
sind. Im Fall der zweiten Lösung
kennt man die allgemeine Tendenz der Nutzungsentwicklung der Dienste,
man weiß jedoch
nicht, zu welchen Störungen
der Wandel auf der Ebene des Netzwerks führen könnte und noch weniger sind
der (die) Ort(e) der künftigen
Störung
bekannt.
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Außerdem schlägt die Mehrzahl
der bekannten Lösungen
eine Planung des Netzwerks in Abhängigkeit vom Wandel von Netzwerkparametern
vor, ohne jedoch die Nutzung bzw. Auslastung der Dienste und/oder
den Wandel der Abonnementverträge
zu berücksichtigen.
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Die
Patentanmeldung US2002/0049687 offenbart ein System und ein Verfahren
zur Vorhersage der Leistungen eines Systems des Typs "E-Business". Allerdings weist
auch dieses System den oben beschriebenen Nachteil auf, dass der
Wandel der Abonnementverträge
nicht berücksichtigt
wird.
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Die
Patentanmeldung
EP 0883075 offenbart ein
Verfahren für
Vorhersagen künftiger
Werte ausgehend von einer Zeitreihe. Sie besagt nicht, dass der
Wandel der Abonnementverträge
berücksichtigt würde.
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Die
Erfindung hat folglich zum Ziel, für alle oder für einen
Teil der vorgenannten Nachteile Abhilfe zu schaffen.
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Sie
schlägt
zu diesem Zweck eine Vorrichtung zur Verarbeitung von Konfigurationsdaten
eines Kommunikationsnetzes vor, die erste Berechnungshilfsmittel
umfasst, welche in der Lage sind, einen vorhersagbaren Auslastungszustand
des Netzwerks ausgehend von ersten Daten zu bestimmen, die für die Nutzung
der Ressourcen und/oder der Dienste innerhalb dieses Netzwerks sowie
für zwischen
dem Netzwerkbetreiber und Kunden abgeschlossene Dienstgütevereinbarungen,
sogenannte "SLAs", repräsentativ
sind; und zweite Berechnungshilfsmittel, welche in der Lage sind,
einen Planungsvorschlag für den
Wandel des Netzwerks ausgehend vom vorhergesagten Auslastungszustand
und von zweiten für die
Einrichtungen des Netzwerks repräsentativen Daten
zu bestimmen.
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Man
versteht hier unter "ersten
Daten" Leistungsdaten
des Netzwerks wie zum Beispiel die aktuellen und früheren Nutzungsdaten
seiner Ressourcen und/oder seiner Dienste. Außerdem versteht man hier unter "Planungsvorschlag" einen Vorschlag zur
Veränderung
(oder zum Wandel) des Netzwerks, der insbesondere zu ergreifende
Maßnahmen
an bestimmten Einrichtungen des Netzwerks und Daten für Eingriffe
präzise
angibt.
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Nach
einem anderen Merkmal der Erfindung sind die ersten Berechnungshilfsmittel
vorzugsweise so angeordnet, dass der vorhersagbare Zustand der Netzwerknutzung
ausgehend von dritten Daten bestimmt wird, welche die ersten Daten
ergänzen
und repräsentativ
für Informationen
zur Vorhersage der Bedürfnisse
der Teilnehmer sind, wie zum Beispiel die künftigen SLA-Typen, die zwischen
dem Betreiber des Netzwerks und seinen derzeitigen und/oder künftigen
Kunden abgeschlossen werden können, sowie
für den
prognostizierten Wandel der Dienstabonnements.
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Auf
diese Weise kann die Vorrichtung ihren Planungsvorschlag nicht nur
ausgehend von Informationen (oder Parametern) bestimmen, die im
Netzwerk zugänglich
sind, sondern auch ausgehend von Vorhersagen der Kundenbedürfnisse
im Hinblick auf Ressourcen und/oder Dienste, die zum Beispiel mit Hilfe
von Marktforschungen gewonnen werden.
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Vorteilhafterweise
bestimmen die ersten Berechnungshilfsmittel Nutzungsprofile der
SLAs ausgehend von den ersten Daten und den SLAs (vorzugsweise ein
Profil für
jede SLA), zum Beispiel mit Hilfe einer Technik zur Analyse von
Tendenzentwicklungen. In diesem Fall ist es vorzuziehen, dass die ersten
Berechnungshilfsmittel ein vorhergesagtes SLA-Nutzungsprofil, das
den vorhergesagten Auslastungszustand des Netzwerks darstellt, ausgehend von
Nutzungsprofilen der SLAs und den dritten Daten (wenn diese verfügbar sind)
bestimmen.
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Im Übrigen ist
es besonders vorteilhaft, wenn die zweiten Berechnungshilfsmittel
einerseits Verkehrstechnik-Vorrichtungen umfassen, welche in der Lage
sind, eine optimale Konfiguration des Netzwerks ausgehend von den
zweiten Daten zur Beschreibung der Einrichtungen des Netzwerks sowie von
einem vorhergesagten Auslastungszustand zu bestimmen, und andererseits
Vorrichtungen zur Validierung des vorhergesagten Zustands, welche
den von den ersten Berechnungshilfsmitteln gelieferten vorhergesagten
Zustand in die Verkehrstechnik-Vorrichtungen einspeisen und die
in der Lage sind, beim Empfang einer zu einem vorhergesagten Zustand gehörenden optimalen
Konfiguration festzustellen, ob das Netzwerk diese optimale Konfiguration
unterstützen
kann oder nicht und anschließend
im negativen Fall die Einrichtungen des Netzwerks zu bestimmen,
die vom Wandel des Netzwerks gestört werden könnten, der dem vorhergesagten
Zustand entspricht. In diesem Fall können die zweiten Berechnungshilfsmittel
auch Vorrichtungen zur Planungsbestimmung umfassen, die mit einer
Planungsdatenbank gekoppelt sind (zum Beispiel gestaltet in Form von
Regeln) und die so angeordnet sind, dass der Planungsvorschlag ausgehend
von der Benennung der gestörten
Einrichtungen und den Planungsdaten der Datenbank bestimmt wird.
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Wenn
derartige Vorrichtungen zur Planungsbestimmung vorhanden sind, kann
man die Durchführung
einer oder mehrerer Validierungsschleifen der Planungsvorschläge in Betracht
ziehen. Hierfür wird
der Planungsvorschlag in die Verkehrstechnik-Vorrichtungen eingespeist,
sodass diese eine neue optimale Konfiguration bestimmen, die diesem Vorschlag
zur Definition eines "neuen" Netzwerks entspricht.
Anschließend
wird mit den Validierungsvorrichtungen überprüft, ob das durch den Planungsvorschlag
definierte neue Netzwerk die neue optimale Konfiguration unterstützen kann
oder nicht, sodass die Validierungsvorrichtungen im positiven Fall
an die Vorrichtungen zur Planungsbestimmung eine Genehmigung zur
Auslieferung des Planungsvorschlags richten, den diese zuvor bestimmt
haben, und im negativen Fall bestimmen sie die Einrichtungen des Netzwerks,
die von diesem Planungsvorschlag gestört werden können, damit die Vorrichtungen
zur Planungsbestimmung einen neuen Planungsvorschlag bestimmen können, der
gegebenenfalls Gegenstand einer erneuten Validierung wird.
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Im Übrigen kann
die Verarbeitungsvorrichtung auch eine grafische Benutzeroberfläche umfassen,
die so gestaltet ist, dass sie einerseits einem Betreiber ermöglicht,
die dritten Daten zu definieren und/oder die Validierung der Planungsvorschläge zu überwachen,
und andererseits, jeden Planungsvorschlag und/oder jeden vorhergesagten
Auslastungszustand anzuzeigen.
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Die
Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zum Management eines Kommunikationsnetzwerks, zum
Beispiel einen NMS-Server (für "Network Management
System"), der mit
einer Verarbeitungsvorrichtung von der Art, wie sie zuvor dargestellt
wurde, ausgestattet ist.
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Die
Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren zur Verarbeitung von
Konfigurationsdaten eines Kommunikationsnetzwerkes, welches darin
besteht, einerseits einen vorhersagbaren Auslastungszustand des
Netzwerks ausgehend von ersten Daten zu bestimmen, die für die Nutzung
der Ressourcen und/oder der Dienste innerhalb dieses Netzwerks sowie
für zwischen
dem Netzwerkbetreiber und Kunden abgeschlossene Dienstgütevereinbarungen,
sogenannte "SLAs", repräsentativ
sind, und andererseits einen Planungsvorschlag für den Wandel des Netzwerks
ausgehend vom vorhergesagten Auslastungszustand und von zweiten
für die
Einrichtungen dieses Netzwerks repräsentativen Daten zu bestimmen.
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Das
Verfahren gemäß der Erfindung
kann zahlreiche ergänzende
Merkmale umfassen, die getrennt und/oder miteinander kombiniert
gewählt
werden können,
und insbesondere:
- – kann man den vorhergesagten
Auslastungszustand des Netzwerks ausgehend von dritten Daten bestimmen,
welche die ersten Daten ergänzen
und für
Informationen zur Vorhersage der Nutzerbedürfnisse repräsentativ
sind;
- – kann
man ausgehend von den ersten Daten und von SLAs Nutzungsprofile
dieser SLAs bestimmen und vorzugsweise ein Profil für jedes
SLA;
- – kann
man ausgehend von den Nutzungsprofilen der SLAs ein vorhergesagtes
SLA-Nutzungsprofil bestimmen, welches den vorhergesagten Auslastungszustand
des Netzwerks darstellt;
- – kann
man das vorhergesagte SLA-Nutzungsprofil ausgehend von den dritten
Daten und den SLA-Nutzungsprofilen bestimmen;
- – kann
man die Nutzungsprofile der SLAs durch Tendenzentwicklung bestimmen;
- – kann
man eine optimale Konfiguration des Netzwerks ausgehend von den
zweiten Daten, welche die Einrichtungen des Netzwerks beschreiben, sowie
von einem vorhergesagten Auslastungszustand bestimmen; kann man
anschließend
eine diesem vorhergesagten Zustand zugeordnete optimale Konfiguration
bestimmen und danach bestimmen, ob das Netzwerk diese optimale Konfigura tion
unterstützen
kann oder nicht und im negativen Fall die Einrichtungen des Netzwerks
bestimmen, die durch den Wandel gestört werden könnten, der diesem vorhergesagten
Zustand entspricht;
- – kann
man den Planungsvorschlag ausgehend von der Benennung der gestörten Einrichtungen und
von Planungsdaten bestimmen, die in einer Datenbank gespeichert
sind;
- – kann
man einen Planungsvorschlag liefern, der die Kosten für den Wandel
des Netzwerks minimiert;
- – kann
man, bevor der Planungsvorschlag geliefert wird, eine neue ihm entsprechende
optimale Konfiguration bestimmen, und beim Empfang einer zu diesem
Planungsvorschlag gehörenden neuen
optimalen Konfiguration kann man bestimmen, ob das durch den Planungsvorschlag
definierte neue Netzwerk diese neue optimale Konfiguration unterstützen kann
oder nicht, und im positiven Fall kann man den Planungsvorschlag
liefern, während
man im negativen Fall die Einrichtungen des Netzwerks bestimmt,
die durch diesen Planungsvorschlag gestört werden könnten, und man bestimmt ausgehend
von den gestörten
Einrichtungen einen neuen Planungsvorschlag.
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Die
Erfindung kann in jeder Art von privatem oder öffentlichem Kommunikationsnetzwerk
Anwendung finden, insbesondere in den Netzwerken des Typs Internet/IP,
MPLS/GMPLS, ATM und Frame Relay.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung werden bei der Prüfung der
nachfolgenden ausführlichen
Beschreibung und den beigefügten
Zeichnungen ersichtlich werden, auf denen:
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1 in
schematischer Form einen Teil eines Kommunikationsnetzwerks darstellt,
das mit einer in einen Netzwerkmanagement-Server eingebauten Verarbeitungsvorrichtung
gemäß der Erfindung ausgestattet
ist;
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2 in
schematischer Form ein Ausführungsbeispiel
einer Verarbeitungsvorrichtung gemäß der Erfindung darstellt;
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3 ein
Diagramm ist, das ein Beispiel für die
Auslastung (LERj) eines Edge-Routers des Netzwerks
in Abhängigkeit
von der Zeit (T); und
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4 ein
Diagramm ist, das ein Beispiel für die
Auslastung (LR1-R2) einer Verbindung zwischen zwei
Core-Routern des Netzwerks in Abhängigkeit von der Zeit (T) darstellt.
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Die
beigefügten
Zeichnungen können
nicht nur dazu dienen, die Erfindung zu ergänzen, sondern gegebenenfalls
auch zu ihrer Definition beitragen.
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Die
Verarbeitungsvorrichtung 1 gemäß der Erfindung ist für die Installation
in den Kernbereich (Core) eines Kommunikationsnetzwerks des Typs bestimmt,
wie es auf 1 dargestellt ist, zum Beispiel
in einen Netzwerkmanagement-Server 2 des Typs NMS (für "Network Management
System"), sodass
man über
Messungen der Netzwerkleistungen verfügt und insbesondere über Messungen
der Nutzung seiner Ressourcen und Dienste.
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Als
Beispiel ohne einschränkende
Wirkung geht man im folgenden davon aus, dass es sich bei dem Netzwerk
um eine Domäne
(oder "AS" für "Autonomous System"; autonomes System)
des öffentlichen
Internet-Netzwerks handelt, in dem die Daten über das IP-Protokoll ausgetauscht
werden. Es könnte
sich aber auch um ein privates Netzwerk vom Typ eines Intranet oder
um mehrere öffentliche
und/oder private Netzwerke handeln, die untereinander verbunden
sind. Im Übrigen
geht man im Folgenden davon aus, dass die Kunden des Netzwerks mit
dem Betreiber durch Dienstgütevereinbarungen
(oder SLAs) verbunden sind, die technische Teile enthalten, welche
durch Dienstgütespezifikationen
(oder "SLS's" für "Service Level Specifications") definiert sind.
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Das
in 1 dargestellte Netzwerk umfasst, ohne dass die
folgende Aufzählung
einschränkende Wirkung
hätte,
mehrere Kernnetz-Router (oder "Core-Router") Ri (hier mit i
= 1 bis 5), die untereinander durch mit dicken Strichen dargestellte
Verbindungen verbunden sind, sowie Netzperipherie-Router (oder "Edge-Router") ERj (hier mit j
= 1 bis 6), die jeweils einerseits mit einem der Core-Router Ri
durch eine mit einem dünnen
Strich dargestellte Verbindung verbunden sind und andererseits mit
nicht dargestellten Endgeräten
und/oder Servern.
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Wie
zuvor gesagt, umfasst ein Netzwerk dieser Art im Allgemeinen einen
Managementserver 2, der mit mindestens einem der Core-Router
Ri gekoppelt ist und ständig
mit für
die Leistungen des Netzwerks repräsentativen Informationsdaten gespeist wird,
sodass an den Netzwerkmanager über
eine grafische Benutzeroberfläche
Informationen über den
Betrieb seines Netzwerks geliefert werden.
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Diese
Betriebsinformationen ermöglichen somit
dem Netzwerkmanager (oder seinem Betreiber), das Netzwerk in Echtzeit
zu verwalten. Sie ermöglichen
ihm jedoch nicht direkt, die Änderungen vorherzusehen,
die am Netzwerk aufgrund der Zunahme des Verkehrs und/oder der angebotenen Dienste
und, allgemeiner ausgedrückt,
in Abhängigkeit
von denn künftigen
Bedürfnissen
der derzeitigen und künftigen
Kunden vorgenommen werden müssen.
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Die
Erfindung schlägt
daher eine Vorrichtung 1 zur Verarbeitung der Konfigurationsdaten
des Netzwerks vor, die dazu bestimmt ist, für den Netzwerkmanager Vorschläge zur Änderung
des Netzwerks (oder Planungsvorschläge) auszuarbeiten, mit denen die
künftigen
Bedürfnisse
zu dem am besten geeigneten Zeitpunkt vorweggenommen werden können.
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Ein
Ausführungsbeispiel
einer solchen Verarbeitungsvorrichtung 1 ist in 2 dargestellt.
Sie umfasst zunächst
einmal ein erstes Berechnungsmodul 3, das dazu bestimmt
ist, einen vorhergesagten Auslastungszustand des Netzwerks ausgehend
von ersten Daten zu bestimmen, die einerseits für Nutzungsmessungen der Netzwerkressourcen
repräsentativ
sind und andererseits für
Nutzungsmessungen der Dienste innerhalb des Netzwerks. Vorzugsweise
sind diese Messungen nicht nur die zuletzt ermittelten, sondern
auch die in der Vergangenheit (in einem gewählten Zeitintervall) ermittelten.
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Die
Verarbeitungsvorrichtung 1 umfasst auch ein zweites Berechnungsmodul 4,
das die Aufgabe hat, Planungsvorschläge für den Wandel des Netzwerks
ausgehend von dem vorhergesagten Auslastungszustand zu erarbeiten,
der vom ersten Berechnungsmodul 3 geliefert wird, sowie
von zweiten Daten, die für
die Einrichtungen des Netzwerks repräsentativ sind. Vorzugsweise
definieren diese zweiten Daten die Topologie des Netzwerks und die Merkmale
der Einrichtungen, aus denen es aufgebaut ist, oder, mit anderen
Worten, die verschiedenen vom Netzwerk angebotenen Ressourcen.
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Außerdem umfasst
die Verarbeitungsvorrichtung 1 vorzugsweise eine grafische
Benutzeroberfläche 5 vom
Typ eines GUI (für "Graphical User Interface"), die die Möglichkeit
bietet, einerseits auf einem Bildschirm, zum Beispiel dem des Manage mentservers 2,
die vom zweiten Berechnungsmodul 4 ausgearbeiteten Planungsvorschläge anzuzeigen,
sowie gegebenenfalls den vom ersten Berechnungsmodul 3 bestimmten
vorhergesagten Zustand, und die andererseits dem Netzwerkmanager
ermöglicht,
den Betrieb der Verarbeitungsvorrichtung 1 zu überwachen.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
umfasst das Berechnungsmodul 3 zunächst einmal ein Auslesemodul 6,
das in der Lage ist, Nutzungsprofile der SLAs 7 ausgehend
von ersten Daten zu erarbeiten, die insbesondere von den Core-Routern
Ri des Netzwerks geliefert werden, sowie ausgehend von den zwischen
dem Netzwerkbetreiber und seinen Kunden abgeschlossenen SLAs. Vorzugsweise
erarbeitet das Auslesemodul 6 ein Nutzungsprofil für jedes
SLA. Da die ersten Daten die Historie der Leistungsmessungen des
Netzwerks repräsentieren,
erarbeitet das Auslesemodul 6 außerdem vorzugsweise seine SLA-Nutzungsprofile 7 durch
Extrapolation mit Hilfe einer Technik zur Analyse der Tendenzentwicklung.
Das Auslesemodul 6 liefert auch prädiktive oder nicht prädiktive
Alarme, wenn ein Ereignis eintritt oder einzutreten droht, ausgehend
von der Analyse der Messungen und der Historie dieser Messungen.
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Sobald
das Auslesemodul 6 seine SLA-Nutzungsprofile 7 erarbeitet
hat, übermittelt
es sie an ein Aggregationsmodul 8 des ersten Berechnungsmoduls 3.
Dieses hat die Aufgabe, den vorhergesagten Auslastungszustand des
Netzwerks insbesondere ausgehend von den SLA-Nutzungsprofilen 7 sowie vorzugsweise
von dritten Daten zu bestimmen, die für Informationen zur Vorhersage
der Benutzerbedürfnisse
repräsentativ
sind.
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Diese
dritten Daten sind zum Beispiel die künftigen Arten von SLAs, die
zwischen dem Netzwerkbetreiber und seinen derzeitigen und/oder künftigen
Kunden abgeschlossen werden können,
oder die vorhergesehene Entwicklung der Dienstabonnements. Sie werden
vom Betreiber mit Hilfe von Marktforschungen ermittelt und an das
Aggregationsmodul 8 zum Beispiel über ein Übertragungsmodul 9 der grafischen
Benutzeroberfläche
GUI 5 übertragen.
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Der
vom Aggregationsmodul 8 gelieferte vorhergesagte Zustand
ist vorzugsweise ein vorhergesagtes SLA-Nutzungsprofil, das durch
Zusammenführung
("Aggregation") sämtlicher
SLA-Nutzungsprofile erhalten wird, die ausgehend von den vom Netzwerk
empfangenen ersten Daten extrapoliert wurden, wobei anschließend die
dritten, für
die künftigen
Bedürfnisse
repräsentativen
Daten berücksichtigt
werden. In der Tat bestehen, wie zuvor gesagt, die SLAs aus einem
oder mehreren SLS's,
die sämtliche
technischen Parameter des Dienstes (sowie die zu garantierenden
Schwellenwerte) definieren. Jeder dieser Parameter ist im Allgemeinen
eine reelle Zahl, deren Wert in Abhängigkeit von der Zeit geschätzt wird,
sodass die Historie eines Parameters im Allgemeinen in Form einer
Kurve vorliegt. Dies ist insbesondere bei der in 3 und 4 dargestellten Bandbreite
der Fall. Die Aggregation erfolgt infolgedessen ausgehend von der
Addition der verschiedenen zu jedem einzelnen Parameter gehörenden Kurven
wie beispielsweise der Messungs- (oder Extrapolations-)kurve und
einer Kurve, die ausgehend von Marktforschungen ermittelt wurde.
Gewichtungsfaktoren können
in diese Additionen eingeführt
werden, zum Beispiel um bestimmten als zuverlässiger betrachteten Vorhersagen
oder bestimmten Diensten oder auch aus Marktforschungen hervorgegangenen Kurven
ein größeres Gewicht
zu geben.
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Die
Vorrichtung kann auf diese Weise einen besonders genauen (Neu-)
Planungsvorschlag bestimmen, da sie einerseits die Informationen
(oder Parameter) berücksichtigt,
die für
den bisherigen Leistungsverlauf des Netzwerks repräsentativ
sind, und andererseits die Vorhersagen der Kundenbedürfnisse
in Bezug auf Ressourcen und/oder Dienste.
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Vorzugsweise
wird jeder vom Aggregationsmodul 8 des ersten Berechnungsmoduls 3 ausgearbeitete
vorhergesagte Zustand an ein erstes Anzeigemodul 10 der
grafischen Benutzeroberfläche
GUI 5 übertragen,
sodass der Netzwerkmanager es analysieren und eventuell ablehnen
kann, wenn er nicht wünscht,
dass es berücksichtigt
wird.
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Ebenfalls
in einer bevorzugten Ausführungsform
umfasst das zweite Berechnungsmodul 4 zunächst einmal
ein Validierungsmodul 11, das insbesondere die Aufgabe
hat, die vorhergesagten Zustände
(hier in Form von vorhergesagten SLA-Nutzungsprofilen) zu validieren, die
vom ersten Berechnungsmodul 3 geliefert werden. Vorzugsweise
erfolgt die Validierung eines vorhergesagten Zustands in Zusammenarbeit
mit einem Verkehrstechnikmodul 12 des zweiten Berechnungsmoduls 4,
wie dem Modul 5620 TSOM der Firma ALCATEL für MPLS-Netzwerke.
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Zunächst einmal überträgt das Validierungsmodul 11 an
das Verkehrstechnikmodul 12 den empfangenen vorhergesagten
Zustand, sodass es ausgehend von diesem vorhergesagten Zustand und (zweiten)
Daten, die für
die derzeitige Konfiguration (oder das "Layout") des vorhandenen Netzwerks repräsentativ
sind, eine optimale Konfiguration dieses Netzwerks bestimmt. Es
geht in der Tat darum, die bestmögliche
Nutzung der Ressourcen des vorhandenen Netzwerks unter Berücksichtigung
des erarbeiteten vorhergesagten Zustands zu bestimmen. Sobald das
Verkehrstechnikmodul 12 die optimale Konfiguration bestimmt
hat, teilt es sie dem Validierungsmodul 11 mit, das überprüft, ob die
von den Einrichtungen des Netzwerks angebotenen Ressourcen (Router,
Switches, Schnittstellen, physikalische Verbindungen, logische Verbindungen
wie "Paths", Anschlüsse usw.)
die Unterstützung
dieser optimalen Konfiguration ermöglichen. Die Beschreibung dieser Ressourcen
des Netzwerks (oder "Modellinformation") wird vorzugsweise
von den Komponenten des zweiten Berechnungsmoduls 4 gemeinsam
genutzt.
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Wenn
das der Fall ist, bedeutet es, dass das vorhandene Netzwerk die
künftigen
Bedürfnisse
unterstützen
kann. Infolgedessen ist es nicht notwendig, einen Vorschlag zur
(Neu-) Planung des Netzwerks auszuarbeiten. Vorzugsweise wird der
Netzwerkmanager darüber über die
grafische Benutzeroberfläche
GUI 5 informiert.
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Wenn
dagegen das vorhandene Netzwerk die künftigen Bedürfnisse nicht unterstützen kann, bestimmt
das Validierungsmodul 11, welche Einrichtungen) des Netzwerks
durch den dem vorhergesagten Zustand entsprechenden Wandel des Netzwerks gestört werden
kann (können).
Unter "gestört werden" versteht man den
Umstand, dass die künftigen Bedürfnisse
im Hinblick auf Ressourcen und/oder Dienste nicht erfüllt werden.
Zum Beispiel ist man im Fall eines zweiten Berechnungsmoduls 4 wie
dem Modul 5620 TSOM der Firma ALCATEL bestrebt, die Verkehrsbelastung
auf sämtliche
Ressourcen des Netzwerks zu verteilen. Wenn die Belastung größer ist
als die Transportkapazität
des Netzwerks, werden bestimmte Ressourcen überlastet, wie man es im Fall von "Überreservierungen" macht. Diese Lösung funktioniert
recht gut, wenn alle Kunden, welche die Netzwerkressourcen nutzen,
das Netzwerk nicht gleichzeitig nutzen. Das zweite Berechnungsmodul 4 liefert
somit alle oder einen Teil der Überreservierungsinformationen
der Netzwerkressourcen.
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Sobald
es die möglicherweise
gestörten
Einrichtungen bestimmt hat, liefert das Validierungsmodul 11 anschließend ihre
Bezeichnungen an ein Planungsmodul 13 des zweiten Berechnungsmoduls 4, das
die Aufgabe hat, Vorschläge
für den
Wandel (oder die Veränderung)
des vorhandenen Netzwerks zu machen. Das Planungsmodul 13 bestimmt
nämlich
eine neue Konfiguration des Netzwerks, indem es zum Beispiel ein
Update bestimmter Router und/oder bestimmter Schnittstellen vorschlägt, wodurch
größere Übertragungsraten
unterstützt
werden können.
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Vorzugsweise
ist dieses Planungsmodul 13 mit einer Planungsdatenbank 14 gekoppelt,
die Daten vorzugsweise in Form von durch einen Planer definierten
Regeln enthält.
Diese Regeln können
die vom zweiten Berechnungsmodul 4 gelieferten Überreservierungsinformationen
berücksichtigen.
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Unter
den möglichen
Regeln kann man zu Beispiel nennen: "Wenn eine Verbindung zu mehr als 90%
ausgelastet ist, muss die Kapazität dieser Verbindung um den
geeigneten Wert erhöht
werden." Oder "Wenn ein Router eine
Schnittstelle besitzt, die zu mehr als 80% ausgelastet ist, dann
muss er durch einen Router der höheren
Klasse ersetzt werden." Man
kann auch die Regel nennen: "Wenn
eine Schnittstelle eines Routers zu mehr als 20% ihrer maximalen
Last überreserviert
ist, dann muss ein Update von 50% dieser Schnittstelle vorgeschlagen werden."
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Vorzugsweise
werden die Planungsdaten (-regeln) so ausgearbeitet, dass der Planungsvorschlag
die Kosten für
die Änderung
des vorhandenen Netzwerks minimiert.
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Das
Planungsmodul 13 arbeitet folglich einen Planungs- (oder Änderungs-)vorschlag
des Netzwerks ausgehend von der Benennung der gestörten Einrichtungen
und den in der Datenbank 14 enthaltenen Planungsdaten aus.
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Der
Planungs- (oder Änderungs-)vorschlag beschreibt
jede Einrichtung, die geändert
oder ersetzt werden muss, die genauen Ortsangaben dieser Einrichtungen
und den günstigsten
Zeitpunkt für
die Durchführung
der Änderungen.
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Bevor
der Planungs- (oder Änderungs-)vorschlag
an den Netzwerkmanager geliefert wird, kann man in diesem Stadium
eine Schleife zur Validierung des Vorschlags ausführen. Hierfür überträgt das Planungsmodul 13 seinen
Planungsvorschlag an das Verkehrstechnikmodul 12, sodass
es eine neue optimale Konfiguration des geänderten Netzwerks bestimmt,
das Gegenstand des Vorschlags ist. Es geht in der Tat darum, die
bestmögliche
Nutzung der Ressourcen des vorgeschlagenen Netzwerks zu bestimmen.
Sobald das Verkehrstechnikmodul 12 die neue optimale Konfiguration
bestimmt hat, teilt es sie dem Validierungsmodul 11 mit,
das überprüft, ob die
von den Einrichtungen des geänderten
Netzwerks angebotenen Ressourcen die Voraussetzungen zur Unterstützung der
neuen optimalen Konfiguration bieten.
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Wenn
das der Fall ist, bedeutet es, dass der Planungsvorschlag gültig ist.
Das Validierungsmodul 11 erteilt daraufhin dem Planungsmodul 13 die
Genehmigung, seinen Planungsvorschlag an ein zweites Anzeigemodul 15 der
grafischen Benutzeroberfläche
GUI 5 mitzuteilen, sodass der Netzwerkmanager es analysieren
kann.
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Wenn
dagegen das geänderte
Netzwerk die neue optimale Konfiguration nicht unterstützen kann, bestimmt
das Validierungsmodul 11, welche Einrichtung(en) des Netzwerks
durch die vom Verkehrstechnikmodul 12 bestimmte optimale
Konfiguration gestört
werden könnte(n).
Es liefert daraufhin an das Planungsmodul 13 die Bezeichnungen
der Einrichtungen des Netzwerks, die gestört werden könnten, sodass es einen neuen
Planungsvorschlag bestimmt, der gegebenenfalls Gegenstand einer
erneuten Validierung sein kann. Man kann nämlich die Verarbeitungsvorrichtung 1 so
konfigurieren, dass sie so lange Validierungsschleifen ausführt, bis
das Validierungsmodul 11 entscheidet, dass ein Planungsvorschlag
gültig
ist, oder, mit anderen Worten, bis bei keiner Einrichtung des geänderten
Netzwerks die Gefahr besteht, dass sie gestört werden könnte. Man kann eventuell eine
Begrenzung der maximalen Anzahl von Validierungsschleifen vorsehen.
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Die
grafische Benutzeroberfläche
GUI 5 umfasst vorzugsweise ein Überwachungsmodul 15,
das dem Netzwerkmanager ermöglicht,
das Planungsverfahren und insbesondere die Validierungsschleife zu überwachen.
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Nun
soll ein Beispiel für
die Erstellung eines in 1 dargestellten Netzwerks unter
Bezugnahme auf 3 und 4 beschrieben
werden.
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In
diesem Beispiel weisen die verschiedenen Edge-Router ERj alle ein
Auslastungsprofil LERj wie das in 3 dargestellte
auf. Genauer ausgedrückt, weist
dieses Auslastungsprofil LERj einen ersten
mit einer durchgehenden Linie gezeichneten Teil A auf, welcher die
Entwicklung des gemessenen Verkehrs in Abhängigkeit von der Zeit darstellt,
und einen mit einer gestrichelten Linie gezeichneten Teil B, welcher die
Vorhersage der Verkehrsentwicklung in Abhängigkeit von der Zeit darstellt.
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Außerdem weist
die Verbindung zwischen den Core-Routern R1 und R2 ein Auslastungsprofil LR1-R2 wie das in 4 dargestellte
auf. Genauer ausgedrückt,
weist dieses Auslastungsprofil LR1-R2 einen ersten
mit einer durchgehenden Linie gezeichneten Teil A auf, welcher die
Entwicklung des gemessenen Verkehrs in Abhängigkeit von der Zeit darstellt,
und einen mit einer gestrichelten Linie gezeichneten Teil B, welcher
die Vorhersage der Verkehrsentwicklung in Abhängigkeit von der Zeit darstellt.
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In
diesem Beispiel ist die Vorhersage der Auslastungsentwicklung B
der Edge-Router
ERj noch recht weit von der maximalen Auslastungsschwelle S entfernt,
die durch die Regeln der Planungsdatenbank 14 festgelegt
wurde. Dagegen zeigt die Auslastungsentwicklung B der Verbindung
zwischen den Core-Routern R1 und R2 an, dass ihre künftige Auslastung
den durch die Regeln der Planungsdatenbank 14 festgelegten
maximalen Schwellenwert S überschreiten
wird.
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Das
Verkehrstechnikmodul 12 bestimmt eine den getroffenen Vorhersagen
entsprechende optimale Konfiguration unter Berücksichtigung des vorhandenen
Netzwerks. Anschließend überprüft das Validierungsmodul 11,
ob das vorhandene Netzwerk diese Konfiguration unterstützen kann.
In diesem Beispiel kann, wie weiter oben gesagt, die Überlastung nicht
durch eine Neuverteilung des Verkehrs zwischen R1 und R2 auf die
anderen Verbindungen gelöst
werden, weil sie dann ihre Grenzwerte erreichen würden. Infolgedessen
leitet das Validierungsmodul 11 daraus ab, dass die Gefahr
einer Überlastung
bei den Core-Routern R1 und R2 und bei ihrer Verbindung in dem betrachteten
Zeitraum besteht. Es schickt folglich an das Planungsmodul 13 die
Bezeichnungen der Core-Router R1 und R2 und ihrer Verbindung, sodass
es einen Planungsvorschlag zur Abmilderung dieser Überlastung
ausarbeitet.
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Zum
Beispiel schlägt
das Planungsmodul 13 vor, die Verbindung zwischen R1 und
R2 durch eine Verbindung zu ersetzen, die eine viel höhere Kapazität (10 Gb
(Gigabit) statt 2,5 Gb) aufweist. Diese Lösung wird zum Beispiel gewählt, wenn
die Planungsdatenbank 14 eine Regel enthält, die
festlegt, dass die Anzahl der Verbindungen, deren Kapazität erhöht werden
muss, so klein wie möglich
zu halten ist.
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Das
erste 3 und das zweite 4 Berechnungsmodul der
Verarbeitungsvorrichtung 1 können jeweils in Form elektronsicher
Schaltungen, von Software- (oder Informatik-) Modulen oder in einer
Kombination von Schaltungen und Software ausgeführt werden.
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Die
Erfindung bietet auch ein Verfahren zur Verarbeitung der Konfigurationsdaten
eines Kommunikationsnetzwerkes.
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Dieses
kann mit Hilfe der weiter oben vorgestellten Verarbeitungsvorrichtung 1 realisiert
werden. Die Haupt- und optionalen Funktionen und Unterfunktionen,
die von den Schritten dieses Verfahrens übernommen werden, sind im Wesentlichen
identisch mit denjenigen, die von den Vorrichtungen bzw. Hilfsmitteln übernommen
werden, welche die Verarbeitungsvorrichtung 1 bilden; nachfolgend
werden lediglich die Schritte zusammengefasst, welche die Hauptfunktionen
des Verfahrens gemäß der Erfindung
zur Anwendung bringen.
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Dieses
Verfahren besteht darin, einerseits einen vorhergesagten Auslastungszustand
des Netzwerks ausgehend von ersten Daten zu bestimmen, die für die Nutzung
der Ressourcen und/oder Dienste innerhalb des Netzwerks repräsentativ
sind, und andererseits einen Planungsvorschlag für den Wandel des Netzwerks
ausgehend vom vorhergesagten Auslastungszustand und von zweiten
Daten, die für
die Einrichtungen dieses Netzwerks repräsentativ sind.
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Vorzugsweise
kann man den vorhergesagten Auslastungszustand des Netzwerks ausgehend von
dritten Daten bestimmen, welche die ersten Daten ergänzen und
die für
Informationen zur Vorhersage der Nutzerbedürfnisse repräsentativ
sind.
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Dank
der Erfindung kann der Netzwerkmanager über eine besonders genaue Diagnose
und einen Änderungs-
(oder Planungs-)vorschlag seines Netzwerks verfügen, der jede Einrichtung beschreibt, die
geändert
oder ersetzt werden muss, sowie die exakten Orte dieser Einrichtungen
und den günstigsten Zeitpunkt
für die
Durchführung
dieser Änderungen, wobei
gleichzeitig die Kosten minimiert werden.
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Außerdem ermöglicht die
Erfindung dem Netzwerkmanager, die Konditionen der Dienstgütevereinbarungen
(SLAs) besser zu überwachen,
die er unter Berücksichtigung
des vorhandenen Netzwerks mit seinen künftigen Kunden abschließen muss,
sowie die Konditionen der SLAs, die er mit seinen künftigen
Kunden abschließen
muss, nachdem das Netzwerk geändert
wurde.
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Folglich
wurde eine Anwendung der Erfindung auf Internet/IP-Netzwerke beschrieben,
sie kann jedoch auf jeden Typ eines privaten oder öffentlichen
Kommunikationsnetzwerkes angewendet werden und insbesondere auf
MPLS/GMPLS-, ATM- und Frame-Relay-Netzwerken.
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Außerdem kann
die Erfindung auch in der Phase der vom Betreiber eines Netzwerks
durchgeführten
Erstellung von Diensten und Dienstangeboten eingesetzt werden. Statt
nämlich
die Konfigurationen des vorhandenen Netzwerks ändern zu lassen, ist es möglich, die
Definitionen der SLAs so ändern zu
lassen, dass die Definitionen derjenigen SLAs optimiert werden,
die vom vorhandenen Netzwerk unterstützt werden können.