DE60115755T2 - Verwaltung eines grossflächigen Netzwerkes mit verteilten selbstständigen Agenten - Google Patents

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Computernetzwerkverwaltung im Allgemeinen, und insbesondere eine großskalige öffentliche und private Netzwerkverwaltungsarchitektur unter Verwendung verteilter autonomer Agenten.
  • Herkömmliche großskalige Computernetzwerkarchitekturen, die Hunderte oder Tausende von Netzwerkelementen, wie etwa Brücken, Router und Vermittlungsstellen aufweisen, werden typischerweise von einem einzigen zentralisierten Netzwerkverwaltungsserver verwaltet, der selbst oder möglicherweise mit der Unterstützung verteilter Datenaufnahmeeinheiten Informationen, die von den Netzwerkelementen empfangen werden, über Techniken, wie etwa Abrufe oder Ereignis-Abfangen sammelt, in Unterstützung zum Durchführen zentralisierter Funktionen, wie etwa eines Bestimmens der Topologie oder eines Betriebsstatus des Gesamtnetzwerkes. Derartige zentralisierte hierarchische Systeme, in welchen eine Roh- oder formatierte Information in einem Master-Server bearbeitet wird, kranken letztlich an einer Erschöpfung von Berechnungs-Ressourcen und schlechten Ansprechzeiten. Ein notwendiges Erfordernis für derartige zentralisierte Netzwerkverwaltungsarchitekturen besteht darin, dass der Netzwerkverwaltungsserver das gesamte Netzwerk "sieht" und somit in der Lage ist, Information von jedem oder betreffend jedes Element des Netzwerkes zu empfangen und jedes derartige Element zu verwalten, falls notwendig. Andere Netzwerkverwaltungslösungen, die ein Netzwerk in mehrfache Domänen teilen, wobei jede Domäne von einem zentralen Server getrennt verwaltet wird, bieten keinen eindeutigen Weg zum Integrieren von Kreuzdomänen- und Ende-zu-Ende-Informationen und werden deshalb nicht als eine vollständige Lösung angesehen oder transformieren in einen zentralisierten Flaschenhals mit Mehrfachhierarchie.
  • Zentralisierte Netzwerkverwaltungssysteme weisen insbesondere Probleme dann auf, wenn eine Netzwerküberwachung und -bereitstellung behandelt wird. Im Fall eines Netzwerkfehlers, wenn etwa eine Verbindung zwischen Netzwerkelementen abfällt, würde der Fehler typischerweise durch eine Abrufeinheit erfasst werden, die dann den Fehler dem Netzwerkverwaltungsserver berichten würde, der eine Grundursache, eine Wirkung und einen Verlauf einer Aktion bestimmen würde. Wenn die Anzahl von Fehlern zunimmt, würden die zunehmende Komplexität und Last der erforderlichen Berechnung letztendlich zu einem Fehler des zentralen Servers und zu Fehlern, die nicht handzuhaben sind, führen. Eine Ende-zu-Ende-Bereitstellung und Konfigurationsabfragen, die zentral ausgeführt werden, würden anderenfalls an einer erhöhten Mehrfachelement-Mehrfachschicht-Berechnungslast und -komplexität kranken. Dieses Problem ist in partitionierten Systemen verschlimmert, wo ein Teil des Netzwerkes ein Problem aufweist, da jeder zentralisierte Server das gesamte Netzwerk nicht sieht, was beim Handhaben von Kreuzpartitionsfehlern oder einer Bereitstellung kritisch sein kann.
  • Die EP 0 899 912 beschreibt ein Netzwerkverwaltungssystem, das einen oder mehrere Netzwerkcontroller in einem Kommunikationsnetzwerk umfasst. Das Netzwerkverwaltungssystem umfasst eine Anwendungsschicht, die die Funktionalität einer Mehrzahl unterschiedlicher Verbünde darstellt, die Hardware- und/oder Software-Komponenten unterschiedlicher Erzeugnisfertigung und unterschiedlicher Funktionsfähigkeit sind, und eine Implementierungsschicht, die eine Steuerung der Verbünde implementiert. Die Anwendungsschicht ist unterteilt in eine Mehrzahl von Anwendungsschichtelementen, wovon jedes einer Funktionsfähigkeit eines Verbunds oder Systems entspricht, wobei ein System eine höchste Schicht eines Verbunds ist. Die Implementierungsschicht ist unterteilt in eine Mehrzahl von Implementierungsschichtelementen, wovon jedes ein System, ein Verbund o der eine Komponente darstellt. Der innere Aufbau der Elemente innerhalb des Anwendungscontrollers und der Implementierungsschicht entspricht inneren Architekturen der Systeme und Verbünde. Da ein Kommunikationsnetzwerk aus einer Mehrzahl unterschiedlicher Komponenten und Verbünde zusammengesetzt ist, kann das Netzwerkverwaltungssystem auch unter Verwendung vorbestimmter Anordnungen von Verbundcontrollern und Komponentencontrollern zusammengesetzt sein, die spezifischen Verbünden oder spezifischen Komponenten innerhalb dieser Verbünde entsprechen.
  • Daher sind Computernetzwerkarchitekturen, die eine zentralisierte Netzwerkverwaltung einsetzen, nicht auf einfache Weise skalierbar. Somit wird, wenn die Anzahl und Komplexität von Netzwerkelementen zunimmt, und wenn ein Bereitstellen von Prozeduren zunehmend komplex anwächst, wenn sich das Netzwerk diversifiziert, der zentrale Netzwerkverwaltungsserver letztendlich fehlerhaft werden, da seine Kapazität, Informationen von sämtlichen Netzwerkelementen zu empfangen und zu verarbeiten, überschritten wird.
  • Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, eine großskalige Netzwerkverwaltungsarchitektur unter Verwendung verteilter autonomer Agenten bereitzustellen, die es zulassen, dass Netzwerkkomponenten einfach hinzugefügt und überwacht werden, ohne einen zentralen Netzwerkverwaltungsserver zu belasten. Anstelle eines einzigen zentralen Netzwerkverwaltungsservers stellt die vorliegende Erfindung eine Mehrzahl dezentralisierter Netzwerkverwaltungseinheiten bereit, wobei jede Netzwerkverwaltungseinheit nur einen Teil des Gesamtnetzwerkes sieht und für diesen verantwortlich ist. Ein Software- und/oder Hardware-"Agent" ist für jedes Netzwerkelement definiert, wobei jede dezentralisierte Netzwerkverwaltungseinheit diese Agenten aufnimmt, die dem Abschnitt des Netzwerkes entsprechen, für welche die Netzwerkverwaltungseinheit zuständig ist. Jeder A gent umfasst wiederum eine Mehrzahl von Einrichtungskomponenten (DCs), wobei jede DC eine oder mehrere physikalische und/oder logische Eigenschaften des Netzwerkelements modelliert, typischerweise innerhalb jeder DC-Grenze und im Umfang ausgelegt, um eine Funktionalität abzudecken, die innerhalb einer einzige Netzwerkschicht ist. Außerdem bildet der Satz von DCs, die den Agenten umfassen, veröffentlichte, gut definierte und adressierbare Schnittstellen jedes Agenten, die dann auf einfache Weise für andere Agenten bekannt und adressierbar gemacht werden können.
  • Somit ist in Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Netzwerkverwaltungsarchitektur für ein Computernetzwerk bereitgestellt, umfassend eine Mehrzahl von Netzwerkelementen, wobei die Netzwerkverwaltungsarchitektur umfasst:
    eine Vielzahl von Agenten, wobei jeder Agent jeweils einem unterschiedlichen Netzwerkelement zugeordnet ist; und
    eine Vielzahl von Einrichtungskomponenten, wobei jede Einrichtungskomponente mindestens eine Eigenschaft eines der Netzwerkelemente modelliert, wobei die Eigenschaft eine physikalische oder eine funktionelle Eigenschaft des Netzwerkelementes ist,
    wobei jeder Agent eine Vielzahl von Einrichtungskomponenten aufweist, und wobei mindestens zwei der Einrichtungskomponenten innerhalb mindestens eines Agenten miteinander logisch verknüpft sind, wobei jede logische Verknüpfung einer physikalischen oder funktionellen Verknüpfung zwischen beliebigen Netzwerkelementen und Netzwerkelement-Eigenschaften entspricht,
    dadurch gekennzeichnet, dass jede der Einrichtungskomponenten zum Senden einer Nachricht bezüglich eines Ereignisses innerhalb ihres Verantwortungsbereichs an alle zu dieser Einrichtungskomponente benachbarte Einrichtungskomponenten ausgelegt ist, wobei jede der eine Nachricht empfangenden Einrichtungskomponenten derart ausgelegt ist, dass sie bei Empfang einer Nachricht selbstständig den Zustand ihres entsprechenden Funktionalitätsbereichs innerhalb ihrer zugeordneten Netzwerkeinrichtung ändert.
  • Ferner schließt die Architektur in Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mindestens eine dezentralisierte Netzwerkverwaltungseinheit ein, die zum Aufnehmen eines der Agenten eingerichtet ist.
  • Weiterhin nimmt eines der Netzwerkelemente in Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einen entsprechenden der Agenten auf.
  • Zusätzlich modelliert eine der Einrichtungskomponenten in Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Vielzahl der Eigenschaften in einer einzigen Schicht des Netzwerkes.
  • Außerdem sind die Einrichtungskomponenten in Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung innerhalb eines der Agenten logisch miteinander in einer Hierarchie verknüpft.
  • Ferner ist mindestens eine der Einrichtungskomponenten in Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung innerhalb eines der Agenten logisch mit mindestens einer anderen Einrichtungskomponente innerhalb eines anderen Agenten verknüpft.
  • Weiterhin ist eine der Einrichtungskomponenten in Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eingerichtet zum Empfangen einer Information von einem entsprechenden der Netzwerkelemente, wobei die Information eine der Eigenschaften betrifft, die durch die Einrichtungskomponente modelliert sind.
  • Zusätzlich ist in Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Einrichtungskomponente zum Empfangen der Information durch Abrufen des entsprechenden Netzwerkelementes eingerichtet.
  • Außerdem ist die Einrichtungskomponente in Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zum Empfangen der Information auf eine Ereignisfalle, welche an dem entsprechenden Netzwerkelement ausgelöst wird, eingerichtet.
  • Ferner ist eine der Einrichtungskomponenten in Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zum Senden einer Nachricht an eine andere Einrichtungskomponente, mit der die jeweilige Einrichtungskomponente logisch miteinander verknüpft ist, eingerichtet.
  • Weiterhin ist in Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine der Einrichtungskomponenten zum Senden einer Nachricht an mindestens eine externe Einheit, die von den Einrichtungskomponenten und Agenten unterschiedlich ist, eingerichtet.
  • Zusätzlich sind in Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Einrichtungskomponenten zum Überwachen des Zustandes des Netzwerkes an mehreren Netzwerkschichten mittels diskreter Nachrichtenweiterleitung zwischen den Einrichtungskomponenten zur Unterstützung der Be reitstellung von Ende-zu-Ende-Netzwerk-Information und der Durchsetzung konsistenter Verfahrensweisen und Konfigurationen eingerichtet.
  • Außerdem sind die Einrichtungskomponenten in Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zum Identifizieren von Netzwerkfehlern innerhalb des Netzwerks an mehreren Netzwerkschichten mittels diskreter Nachrichtenweiterleitung zwischen den Einrichtungskomponenten zur Unterstützung von Ende-zu-Ende- und Grundursachen-Fehleranalyse eingerichtet.
  • Ferner sind die Einrichtungskomponenten in Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zum Konfigurieren des Netzwerks an mehreren Netzwerkschichten mittels diskreter Nachrichtenweiterleitung zwischen den Einrichtungskomponenten zur Unterstützung einer Ende-zu-Ende-Betriebsbereitstellung eingerichtet.
  • In Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist auch ein Netzwerkverwaltungsverfahren bereitgestellt, umfassend:
    Vorsehen einer Vielzahl von Agenten, wobei jeder Agent einem unterschiedlichen Netzwerkelement in einem Computernetzwerk, das eine Vielzahl von Netzwerkelementen umfasst, entspricht;
    Vorsehen einer Vielzahl von Einrichtungskomponenten, wobei jede Einrichtungskomponenten mindestens eine Eigenschaft eines der Netzwerkelemente modelliert, wobei die Eigenschaft eine physikalische oder funktionelle Eigenschaft des Netzwerkelementes ist,
    Vorsehen, dass jeder Agent eine Vielzahl der Einrichtungskomponenten aufweist, und logisches Verknüpfen mindestens zweier Einrichtungskomponenten innerhalb mindestens eines Agenten, wobei jede logische Verknüpfung entweder einer physikalischen oder einer funktionellen Verknüpfung eines der Netzwerkelemente unter den Netzwerkelementen und den Netzwerkelemente-Eigenschaften entspricht,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren zusätzlich einschließt:
    Senden einer Nachricht von einer Einrichtungskomponente bezüglich eines Ereignisses innerhalb ihres Verantwortungsbereiches an jede andere zu dieser Einrichtungskomponente benachbart gelegene Einrichtungskomponente; und
    wobei jede eine Nachricht empfangende Einrichtungskomponente bei Empfang einer Nachricht selbstständig den Zustand ihres entsprechenden Funktionalitätsbereiches innerhalb ihrer zugeordneten Netzwerkeinrichtung ändert.
  • Ferner schließt das Verfahren weiter in Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Aufnehmen eines Agenten in mindestens einer dezentralisierten Netzwerkverwaltungseinheit ein.
  • Weiterhin schließt das Verfahren gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ferner ein Aufnehmen eines der Agenten in einem der Netzwerkelemente ein.
  • Zusätzlich schließt das Verfahren in Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ferner ein, dass eine der Einrichtungskomponenten eine Vielzahl der Eigenschaften in einer einzigen Schicht des Netzwerkes modelliert.
  • Außerdem schließt der logische Verknüpfungsschritt in Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein logisches Verknüpfen einer Einrichtungskomponente innerhalb eines Agenten in einer Hierarchie ein.
  • Ferner schließt der logische Verknüpfungsschritt in Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein logisches Verknüpfen mindestens einer der Einrichtungskomponenten innerhalb eines Agenten mit mindestens einer anderen Einrichtungskomponente innerhalb eines anderen Agenten ein.
  • Weiterhin schließt das Verfahren in Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ferner ein, dass eine der Einrichtungskomponenten eine Information von einem zugeordneten Netzwerkelement empfängt, wobei die Information eine durch die Einrichtungskomponente modulierte Eigenschaft betrifft.
  • Zusätzlich schließt der Empfangsschritt in Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein, dass die Einrichtungskomponente die Information durch Abrufen an dem zugeordneten Netzwerkelement empfängt.
  • Außerdem schließt der Empfangsschritt in Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein, dass die Einrichtungskomponente die Information auf eine an dem zugeordneten Netzwerkelement ausgelöste Ereignisfalle hin empfängt.
  • Ferner schließt das Verfahren in Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ferner ein, dass eine der Einrichtungskomponenten eine Nachricht an eine andere der Einrichtungskomponenten sendet, mit welcher die eine Einrichtungskomponente logisch verknüpft ist.
  • Weiterhin schließt das Verfahren in Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ferner ein, dass eine der Einrichtungskomponenten eine Nachricht an mindestens eine externe Einheit sendet, die von den Einrichtungskomponenten und den Agenten unterschiedlich ist.
  • Zusätzlich schließt das Verfahren in Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ferner ein, dass jede der Einrichtungskomponenten den Zustand des Netzwerks an mehreren Netzwerkschichten mittels diskreter Nachrichtenweiterleitung zwischen den Einrichtungskomponenten zur Unterstützung der Bereitstellung von Ende-zu-Ende-Netzwerk-Informationen und des Durchführens konsistenter Verfahrensweisen und Konfigurationen überwacht.
  • Außerdem schließt das Verfahren in Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ferner ein, dass eine der Einrichtungskomponenten Netzwerkfehler innerhalb des Netzwerks an mehreren Netzwerkschichten mittels diskreter Nachrichtenweiterleitung zwischen. den Einrichtungskomponenten zur Unterstützung von Ende-zu-Ende- und Grundursachen-Fehleranalyse identifiziert.
  • Ferner schließt das Verfahren in Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein, dass eine der Einrichtungskomponenten das Netzwerk mittels diskreter Nachrichtenweiterleitung zwischen den Einrichtungskomponenten zur Unterstützung einer Ende-zu-Ende-Betriebsbereitstellung konfiguriert.
  • Die vorliegende Erfindung wird aus der folgenden detaillierten Beschreibung, die in Verbindung mit den angehängten Zeichnungen zu nehmen ist, vollständiger verstanden und gewürdigt werden.
  • In den Zeichnungen zeigen:
  • 1 eine vereinfachte Konzeptveranschaulichung eines großskaligen Netzwerkverwaltungssystems unter Verwendung verteilter autonomer Agenten, das in Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufgebaut und betriebsfähig ist;
  • 2 eine vereinfachte Konzeptveranschaulichung einer beispielhaften Agenten- und DC-Konfiguration, die in Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufgebaut und betriebsfähig ist; und
  • 3 eine vereinfachte Flussdiagrammdarstellung eines beispielhaften Entscheidungs-Routing-DC-Rahmens, der in Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betriebsfähig ist.
  • Bezug wird nun auf 1 genommen, die eine vereinfachte Konzeptveranschaulichung eines großskaligen Netzverwaltungssystems unter Verwendung verteilter autonomer Agenten ist, das in Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufgebaut und betriebsfähig ist. In dem System der 1 umfasst ein Netzwerk, allgemein mit 100 bezeichnet, eine Vielzahl von Netzwerkelementen 102 und wird von einer oder mehreren dezentralisierten Netzwerkverwaltungseinheiten 104 verwaltet, wobei jede Netzwerkverwaltungseinheit 104 nur einen Abschnitt des Gesamtnetzwerkes 100 sieht und dafür verantwortlich ist. Ein Proxy- oder Hardware-eingebetteter "Agent" 106 ist für jedes Netzwerkelement 102 definiert, wobei jede dezentralisierte Netzwerkverwaltungseinheit 104 jene Agenten 106 aufnimmt, die dem Abschnitt des Netzwerks 100 entsprechen, für welche die Netzwerkverwaltungseinheit 104 verantwortlich ist. (Verschiedene Agenten 106 sind in erweiterten Ansichten in gestrichelten Linien, die durch Bezugszeichen 106' angezeigt sind, gezeigt.)
  • Jeder Agent 106 umfasst wiederum eine Vielzahl von Einrichtungskomponenten (DCs) 108, wobei jede DC 108 eine oder mehrere physikalische und/oder logische Eigenschaften der Einrichtung 102 modelliert, typischerweise innerhalb einer einzigen Netzwerkschicht. Beispielsweise kann eine DC 108 eine Ethernet-Anschlusskomponente, eine 1483-Kapselungskomponente oder eine Routing-Funktionalität innerhalb eines Netzwerkelements, das eine derartige Funktionalität aufweist, darstellen. Die DCs 108 können jedwede Information, die bestimmte Funktionen oder Eigenschaften des spezifischen Netzwerkelements betreffen, halten. Diese Information kann statisch, dynamisch oder jedwede Kombination davon sein. Die DCs 108 können direkt mit anderen DCs 108 kommunizieren, und zwei DCs 108, die miteinander kommunizieren, werden als "Nachbarn" bezeichnet. Die DCs 108 sind typischerweise in einer funktionellen Hierarchie innerhalb des Agenten 108 angeordnet, wobei eine DC einer höheren Schicht als das "Elternteil" für eine oder mehrere DC-"Kinder" einer niedrigeren Schicht wirkt, mit welchen diese kommuniziert, wie es etwa an einem Bezugszeichen 110 gezeigt ist. Die DCs, die mit anderen DCs kommunizieren, die von dem gleichen Typ sind oder die gleiche Funktion durchführen, werden als "Bekanntschaften" bezeichnet, wie es etwa bei einem Bezugszeichen 112 gezeigt ist. Die DCs können durch ein manuelles Vorsehen von Beziehungen zwischen DCs "bekannt" werden oder indem DCs zum Senden von Nachrichten veranlasst werden, um topologisch benachbarte DCs zu entdecken. Eine DC 108 kann mit einer anderen DC 108 innerhalb des gleichen Agenten 106 oder innerhalb eines anderen Agenten 106 bekannt sein. Jede DC 108 verwendet vorzugsweise eine Nachrichtenweiterleitung, um mit jedweden Nachbar- oder benachbarten DCs kommunizieren zu können, ohne die Erfordernis, direkt mit einer zentralisierten Netzwerkverwaltungseinrichtung zu kommunizieren.
  • Die DCs 108 können Nachrichten zu Nachbar-DCs 108 senden oder Nachrichten von diesen empfangen, Nachrichten zu dem Netzwerkelement 102, das die DC-108 modelliert, oder einer externen Einheit oder Einrichtung 114 (entweder logisch oder physikalisch) senden, die nicht von einem Agenten oder einer DC modelliert wird. Informationsflüsse zwischen DCs 108 werden als "interne" Flüsse bezeichnet, während Informationsflüsse zwischen DCs 108 und externen Einheiten oder Einrichtungen 114 als "externe Flüsse" bezeichnet werden. Ein Beispiel eines internen Flusses ist eines, bei dem eine Einrichtungskomponente einen Fehler innerhalb ihres Verantwortungsbereichs erfasst und den Fehler einer benachbarten DCs berichtet, für welche eine derartige Information nützlich ist. Ein Beispiel eines externen Flusses ergibt sich aus einer Abfrage sämtlicher DCs 108 in dem Netzwerk 100 durch eine Logik außerhalb der DCs 108 und/oder der Agenten 106 zum Sammeln der IP-Adressen der Einrichtungen 102, wo diese verfügbar sind. Auf ein Empfangen einer Nachricht hin kann eine DC die Nachricht ignorieren oder kann durch ein autonomes Ändern ihres physikalischen oder logischen Zustands und/oder jenes ihres Funktionalitätsbereichs innerhalb der Netzwerkeinrichtung reagieren oder eine Nachricht an sich selbst oder eine Nachbar-DC senden.
  • Zusätzlich oder alternativ zu Agenten 106, die von dezentralisierten Netzwerkverwaltungseinheiten 106 aufgenommen sind, kann jedes Netzwerkelement 102 selbst seinen Agenten und/oder einen autonomen Agenten einer anderen Einrichtung aufnehmen, wie es bei dem Bezugszeichen 116 gezeigt ist. Somit wären, würde jedes Netzwerkelement 102 seinen eigenen Agenten aufnehmen, keine dezentralisierten Netzwerkverwaltungseinheiten 104 erforderlich.
  • Nun wird auf 2 Bezug genommen, die eine vereinfachte Konzeptveranschaulichung eines beispielhaften Agenten und einer DC-Konfiguration ist, die in Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufgebaut und betriebsfähig sind. In 2 wird ein ATM-Schalter, der drei ATM-Anschlüsse aufweist, durch einen Agenten 200 modelliert. Der Agent 200 schließt wiederum mehrere DCs 202 wie folgt ein: zwei DCs, die zwei BNC-Steckern entsprechen, eine DC, die einem Faseroptik-(FO-)Stecker entspricht, zwei DC-Eltern für die BNC-DCs, die eine DS3-Konnektivität darstellen, einen DC-Elternteil für den FO-Stecker, der eine OC3-Konnektivität darstellt, drei DC2, die die ATM-Netzwerkschicht-Funktionalität für jeden der drei ATM-Anschlüsse bereitstellen, und einen DC-Elternteil, der Routing-Funktionen für den virtuellen Kanal (VC) des ATM der Vermittlungsstelle entspricht. Auch ist ein Agent 204 gezeigt, der mehrfache DCs 206 aufweist, die ATM- und Ethernet-Verbindungen und einer Funktionalität in verschiedenen Netzwerkschichten entsprechen, die durch Überbrückungs-, Vermittlungs- und Routing-Funktionen einschließlich IP- und 1483-Schnittstellen-Protokollen darstellen.
  • Eine ATM-DC in 2 kann beispielsweise eine Liste sämtlicher VCs halten, die dem ATM-Anschluss zugewiesen sind, den sie modelliert, und kann die Entfernung eines VC von dem Anschluss oder die Zuordnung eines neuen VC zu dem Anschluss überwachen. Eine IP-Schnittstellen-DC kann beispielsweise die IP-Adresse der physikalischen IP-Schnittstelle der Einrichtung und eine Unternetzmaske enthalten. Jeder Typ einer DC kann in mehreren Fällen in einem oder mehreren Agenten in Abhängigkeit von der spezifischen Einrichtung und ihrer Konfiguration auftreten. Somit weist in 2, da die Netzwerkeinrichtung, die durch den Agenten 200 dargestellt wird, drei ATM-Anschlüsse aufweist, der Agent 200 drei Fälle einer DC vom ATM-Typ auf.
  • Die Konfiguration der 2 kann durch ein kontinuierliches Modellieren angepasst werden, um den wirklichen Zustand des Netzwerks zu einer vorgegebenen Zeit widerzuspiegeln. DCs und die Verbindungen zwischen ihnen können zur Laufzeit hinzugefügt oder entfernt werden, um den gegenwärtigen Zustand des Netzwerks widerzuspiegeln, was es erlaubt, die Datenflüsse, Zustände und Reaktionen des Netzwerkes zu verfolgen. Änderungen in dem darunter liegenden physikalischen Netzwerk können dynamisch durch das Modell widergespiegelt werden, indem die DCs und die Verbindungen zwischen ihnen im Ansprechen auf Netzwerkereignisse beeinflusst werden. Beispielsweise sollte, wenn eine Verbindung zwischen zwei ATM-Anschlüssen in dem Netzwerk getrennt wird, eine Verbindung 208 zwischen den Nachbar-ATM-DCs in Agenten 200 und 202, die die Netzwerkschicht-2-Nachbarschaft darstellen, entfernt werden. Wenn die Verbindung wieder eingerichtet wird, kann die Verbindung 208 zwischen den beiden ATM-DCs wiederhergestellt werden.
  • Durch ein Modellieren der Netzwerkelemente in einem Computernetzwerk und Verwendung verbundener Agenten über die DCs in diesen, wie in 1 und 2 gezeigt, kann das Netzwerk vollständig auf sowohl den Netzwerkelement- als auch Netzwerkfunktionsniveaus modelliert werden. Überdies kann das Modell verwendet werden, um in jedwedem gegebenen Moment den gegenwärtigen Zustand des Netzwerkes widerzuspiegeln, wobei die DCs Fehler-, Konfigurations-, Berechnungs-, Betriebsverhaltens-, Sicherheits-, Strategie- und Bereitstellungsfunktionen autonom unterstützen.
  • Nun wird Bezug genommen auf 3, die eine vereinfachte Flussdiagrammdarstellung eines beispielhaften Entscheidungs-Routing-DC-Rahmens ist, der in Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betriebsfähig ist. In dem Verfahren der 3 wird ein Ereignis, wie etwa eine Fehler- oder Bereitstellungsabfrage bei einer DC erfasst (Schritt 300). Die DC bestimmt dann, ob irgendeine Aktion im Ansprechen auf das Ereignis innerhalb der DC und/oder ihres Verantwortungsbereiches zu unternehmen ist (Schritt 310), und wenn dem so ist, führt sie eine derartige Aktion durch (Schritt 320). Die DC bestimmt dann, ob irgendwelche Nachrichten zu einer Eltern-DC (Schritt 330), einer Kind-DC (Schritt 350) und/oder einer Bekanntschafts-DC (Schritt 370) zu senden ist, und sendet jedwede erforderliche Nachrichten (Schritte 340, 360 und 380).
  • Das Konzept von Ereignissen und Flüssen, wie es oben stehend unter Bezugnahme auf die 1, 2 und 3 beschrieben ist, kann vermöge eines Beispiels besser verstanden werden. In dem, was als ein systemweiter Fluss von oben nach unten bezeichnet wird, kommt eine Abfrage von einer externen Einheit an und wird von DC zu DC weitergegeben, wobei jede DC ihre unabhängigen Berechnungen durchführt, die die externe Abfrage kollektiv erfüllen. Beispielsweise wird das Bereitstellen eines QoS-Parameters für eine spezifische Benutzerklasse für IP-TOS-Masken zwischen IP-DCs von Routern signalisiert und synchronisiert und wird auch von den IP-über-ATM-Schnittstellen-DCs der Router in die ATM-DCs ausgeführt, die die ATM-VBR-Parameter mit den DCs der ATM-Vermittlungsstellen zwischen den Routern synchronisieren. Mit anderen Worten können zur Konfiguration von QoS zwischen zwei IPs die Router auf dem Pfad zwischen den beiden IPs mit konsistenten ToS-Parametern konfiguriert werden. Außerdem kann der ATM-Pfad zwischen jeweils zwei aufeinander folgenden Routern in dem Schicht-3-Pfad mit konsistenten VBR-Parametern konfiguriert werden. In einem Fluss von unten nach oben kann sich ein Netzwerk- oder DC-Ereignis, das vorgesehene Ereignisse einschließt, zu anderen DCs ausbreiten, die ihren Zustand ändern und/oder ihren Teil in einem verteilten Algorithmus durchführen. Ein Beispiel eines derartigen Flusses besteht in einer Fehlererfassung. Beispielsweise wird eine ATM-Schaltungsunterbrechung durch ATM-DCs zu beiden Enden der Schaltung signalisiert. Das Signal wird dann auf den Speicher zu den IP-DCs in Routern weitergeleitet, deren IP-über-ATM- Schnittstelle durch die Unterbrechung beeinflusst wird. Der Fehler eines unerreichbaren IP-Unternetzes wird dann mit dem ATM-Schaltungsunterbrechungspunkt korreliert, der den Fluss initiierte.
  • Ein Beispiel einer diskreten Nachrichtenweiterleitung einer DC, die eine Mehrschicht-Steuersignalisierung zur Verwendung bei einem Ende-zu-Ende-Bereitstellen und einer Fehlerisolation bereitstellt, kann unter Bezugnahme auf bekannte Gleiche-Schicht, Gleiche-Technologie-DCs (z.B. Zwei-Schicht-2-ATM-DCs, Zwei-Schicht-3-IP-MPLS-DCs, Zwei-Schicht-5-H323-DCs, etc.) in benachbarten Agenten, die unterschiedliche Netzwerkelemente darstellen, wie sie von den Standards der Schichten definiert sind, verstanden werden. Die beiden DCs können diskrete Nachrichten austauschen, die Konfigurationsparameter, eine Statusüberwachung, Statistik und Berechnungsparameter der Schichtschnittstelle betreffen, wie sie in den beiden Elementen implementiert ist. Auf ähnliche Weise können Vater-Sohn-DCs, die Verantwortungsbereiche in dem gleichen Netzwerkelement darstellen, das eine Funktionalität zwischen oberen und unteren Schichten oder Funktionen abbildet, wie sie in Netzwerkstandards und in den spezifischen Netzwerkelementspezifikationen (z.B. IP-zu-Ethernet, ATM-zu-DS3, SONET-zu-DWDM, etc.) definiert sind, diskrete Nachrichten austauschen, die die Weise betreffen, auf welche sich Konfigurationsparameter der oberen Schicht auf die untere Schicht beziehen und umgekehrt (z.B. MTU, IP TOS-zu-dot.p, etc.), was die Weise betrifft, in welcher Fehler einen Effekt zwischen Schichten aufweisen (z.B. Schicht-2-Abwärtsstrecke, Schicht-3-unerreichbares Unternetz, etc.), und die Weise, wie eine Betriebsverhalten-Statistik die Schichten betrifft, die in ein derartiges Abbilden einbezogen sind.
  • Es ist erkennbar, dass Ereignisse und eine Nachrichtenübermittlung der vorliegenden Erfindung vorzugsweise mit Netzwerk standards einhergehen. Somit können beispielsweise zwei DCs auf beiden Seiten einer dialogfähigen logischen Verbindung einander das Vorhandensein eines Verbindungsfehlers (z.B. Fernes-Ende-nahes-Ende-SONET) signalisieren oder können sich auf einen konstanten Konfigurationsparameter (z.B. SONET/SDH VP/VC-Maske, etc.) einigen. Auf ähnliche Weise können Parameter einer oberen Schicht auf eine untere Schicht entsprechend Netzwerkstandards, wie sie in den Netzwerkelementen eingesetzt sind, abgebildet werden, wie etwa in der Weise, wie ein IP-Vermittlungsstellen-Chip mit einem Ethernet-MAC-Chip verdrahtet ist, oder der Weise, auf welche eine IP-Software eine SONET-Hardware treibt. Die Kombination derartiger Eltern-Kind- und Bekanntschafts-Bekanntschafts-Einzelsprung-Weiterleitung einer diskreten Nachricht zwischen DCs bildet einen mächtigen Mehrschicht-Signalisierungsmechanismus aus, der Ende-zu-Ende-Bereitstellungsaufgaben ausführen kann und die Grundursache und die Wirkung eines Netzwerkzustands ableiten kann.
  • Es wird erkannt, dass einer oder mehrere der Schritte jedweder der hierin beschriebenen Verfahren weggelassen oder in einer unterschiedlichen Reihenfolge als der gezeigten ausgeführt werden können, ohne von dem Grundgedanken und Umfang der Erfindung abzuweichen.
  • Obwohl die vorliegende Erfindung, wie sie hierin offenbart ist, unter Bezugnahme auf spezifische Hardware oder Software beschrieben oder nicht beschrieben worden ist, ist die vorliegende Erfindung auf eine Weise beschrieben worden, die ausreichend ist, um Fachpersonen in die Lage zu versetzen, kommerziell verfügbare Hardware und Software auf einfache Weise anzupassen, so wie sie benötigt wird, um jedwede der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ohne unangemessenes Experimentieren und unter Verwendung herkömmlicher Techniken zu verwirklichen.

Claims (28)

  1. Netzwerkverwaltungsarchitektur für ein Computernetzwerk (100) mit einer Vielzahl von Netzwerkelementen (102), wobei die Netzwerkverwaltungsarchitektur aufweist: eine Vielzahl von Agenten (106), wobei jeder Agent (106) jeweils einem unterschiedlichen Netzwerkelement (102) zugeordnet ist; und eine Vielzahl von Einrichtungskomponenten (108), wobei jede Einrichtungskomponente (108) mindestens eine Eigenschaft eines der Netzwerkelemente (102) modelliert, wobei die Eigenschaft eine physikalische oder eine funktionelle Eigenschaft des Netzwerkelementes (102) ist, wobei jeder Agent (106) eine Vielzahl von Einrichtungskomponenten (108) aufweist, und wobei mindestens zwei der Einrichtungskomponenten (108) innerhalb mindestens eines Agenten (106) miteinander logisch verknüpft sind, wobei jede logische Verknüpfung einer physikalischen oder funktionellen Verknüpfung zwischen beliebigen Netzwerkelementen (102) und Netzwerkelemente-Eigenschaften entspricht, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Einrichtungskomponenten (108) zum Senden einer Nachricht bezüglich eines Ereignisses innerhalb ihres Verantwortungsbereiches an alle zu dieser Einrichtungskomponente (108) benachbarte Einrichtungskomponenten (108) ausgelegt ist, wobei jede der eine Nachricht empfangenden Einrichtungskomponente (108) derart ausgelegt ist, dass sie bei Empfang einer Nachricht selbstständig den Zustand ihres entsprechenden Funktionalitätsbereiches innerhalb ihrer zugeordneten Netzwerkeinrichtung ändert.
  2. Netzwerkverwaltungsarchitektur nach Anspruch 1, die ferner mindestens eine dezentralisierte Netzwerkverwaltungsein heit aufweist, welche zum Aufnehmen eines der Agenten eingerichtet ist.
  3. Netzwerkverwaltungsarchitektur nach Anspruch 1, wobei eines der Netzwerkelemente einen entsprechenden Agenten aufnimmt.
  4. Netzwerkverwaltungsarchitektur nach Anspruch 1, wobei eine der Einrichtungskomponenten eine Vielzahl der Eigenschaften in einer einzelnen Schicht des Netzwerkes modelliert.
  5. Netzwerkverwaltungsarchitektur nach Anspruch 1, wobei die Einrichtungskomponenten innerhalb eines der Agenten miteinander logisch in einer Hierarchie verknüpft sind.
  6. Netzwerkverwaltungsarchitektur nach Anspruch 1, wobei mindestens eine der Einrichtungskomponenten innerhalb eines der Agenten logisch mit mindestens einer anderen Einrichtungskomponente innerhalb eines anderen Agenten verknüpft ist.
  7. Netzwerkverwaltungsarchitektur nach Anspruch 1, wobei eine der Einrichtungskomponenten zum Empfangen einer Information eines zugeordneten Netzwerkelementes eingerichtet ist, und wobei die Information eine der Eigenschaften betrifft, die durch die Einrichtungskomponente modelliert sind.
  8. Netzwerkverwaltungsarchitektur nach Anspruch 7, wobei die Einrichtungskomponente zum Empfangen der Informationen durch Abrufen des entsprechenden Netzwerkelementes eingerichtet ist.
  9. Netzwerkverwaltungsarchitektur nach Anspruch 7, wobei die Netzwerkkomponente zum Empfangen der Information auf eine Ereignisfalle, welche an dem entsprechenden Netzwerkelement ausgelöst wird, eingerichtet ist.
  10. Netzwerkverwaltungsarchitektur nach Anspruch 1, wobei eine der Einrichtungskomponenten zum Senden einer Nachricht an eine andere Einrichtungskomponente, mit der die jeweilige Einrichtungskomponente logisch miteinander verknüpft ist, ausgelegt ist.
  11. Netzwerkverwaltungsarchitektur nach Anspruch 1, wobei eine der Einrichtungskomponenten zum Senden einer Nachricht an mindestens eine externe Einheit, die von den Einrichtungskomponenten und Agenten unterschiedlich ist, eingerichtet ist.
  12. Netzwerkverwaltungsarchitektur nach Anspruch 1, wobei die Einrichtungskomponenten zum Überwachen des Zustandes des Netzwerkes an mehreren Netzwerkschichten mittels diskreter Nachrichtenweiterleitung zwischen den Einrichtungskomponenten zur Unterstützung der Bereitstellung von Ende-zu-Ende-Netzwerk-Information und der Durchsetzung konsistenter Verfahrensweisen und Konfigurationen eingerichtet ist.
  13. Netzwerkverwaltungsarchitektur nach Anspruch 1, wobei die Einrichtungskomponenten zum Identifizieren von Netzwerkfehlern innerhalb des Netzwerks an mehreren Netzwerkschichten mittels diskreter Nachrichtenweiterleitung zwischen den Einrichtungskomponenten zur Unterstützung von Ende-zu-Ende- und Grundursachenfehleranalyse eingerichtet sind.
  14. Netzwerkverwaltungsarchitektur nach Anspruch 1, wobei die Einrichtungskomponenten zum Konfigurieren des Netzwerkes an mehreren Netzwerkschichten mittels diskreter Nachrichtenweiterleitung zwischen den Einrichtungskomponenten zur Unterstützung einer Ende-zu-Ende-Betriebsbereitstellung eingerichtet sind.
  15. Netzwerkverwaltungsverfahren mit: Vorsehen einer Vielzahl von Agenten (106), wobei jeder Agent einem unterschiedlichen Netzwerkelement (102), das eine Vielzahl von Netzwerkelementen (102) aufweist, zugeordnet ist; Vorsehen einer Vielzahl von Einrichtungskomponenten (108), wobei jede Einrichtungskomponente (108) mindestens eine Eigenschaft eines der Netzwerkelemente (102) modelliert, wobei die Eigenschaft eine physikalische oder funktionelle Eigenschaft des Netzwerkelementes (100) ist, Vorsehen, dass jeder Agent (106) eine Vielzahl der Einrichtungskomponenten (108) aufweist, und logisches Verknüpfen mindestens zweier Einrichtungskomponenten (108) innerhalb mindestens eines Agenten (106), wobei jede logische Verknüpfung einer physikalischen oder funktionellen Verknüpfung eines Netzwerkelementes (102) zwischen Netzwerkelementen (102) unter den Netzwerkelementen (102) und den Netzwerkelemente-Eigenschaften entspricht, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren zusätzlich die folgenden Schritte aufweist: Senden einer Nachricht (340, 360, 380) von einer Einrichtungskomponente bezüglich eines Ereignisses innerhalb ihres Verantwortungsbereiches an jede andere zu dieser Einrichtungskomponente benachbart gelegene Einrichtungskomponente; wobei jede eine Nachricht empfangende Einrichtungskomponente bei Empfang einer Nachricht selbstständig den Zustand ihres entsprechenden Funktionalitätsbereiches innerhalb ihrer zugeordneten Netzwerkeinrichtung ändert.
  16. Verfahren nach Anspruch 15, welches ferner Aufnehmen eines Agenten in mindestens einer dezentralisierten Netzwerkverwaltungseinheit aufweist.
  17. Verfahren nach Anspruch 15, welches ferner Aufnehmen eines Agenten in einem Netzwerkelement aufweist.
  18. Verfahren nach Anspruch 15, welches ferner aufweist, dass eine Einrichtungskomponente eine Vielzahl der Eigenschaften in einer einzelnen Schicht des Netzwerkes modelliert.
  19. Verfahren nach Anspruch 15, wobei der Schritt des logischen Verknüpfens ein logisches Verknüpfen einer Einrichtungskomponente innerhalb eines Agenten in einer Hierarchie aufweist.
  20. Verfahren nach Anspruch 15, wobei der Schritt des logischen Verknüpfens ein logisches Verknüpfen mindestens einer der Einrichtungskomponenten innerhalb eines Agenten mit mindestens einer anderen Einrichtungskomponente innerhalb eines anderen Agenten aufweist.
  21. Verfahren nach Anspruch 15, welches ferner aufweist, dass eine Einrichtungskomponente Information von einem zugeordneten Netzwerkelement empfängt, wobei die Information eine durch die Einrichtungskomponente modulierte Eigenschaft betrifft.
  22. Verfahren nach Anspruch 21, wobei der Schritt des Empfangens aufweist, dass die Einrichtungskomponente die Information durch Abrufen an dem zugeordneten Netzwerkelement empfängt.
  23. Verfahren nach Anspruch 21, wobei der Empfangsschritt aufweist, dass die Einrichtungskomponente die Information auf eine an dem zugeordneten Netzwerkelement ausgelöste Ereignisfalle empfängt.
  24. Verfahren nach Anspruch 15, welches ferner aufweist, dass eine Einrichtungskomponente eine Nachricht an eine andere Einrichtungskomponente sendet, an die die Einrichtungskomponente logisch verknüpft ist.
  25. Verfahren nach Anspruch 15, welches aufweist, dass eine Einrichtungskomponente eine Nachricht an mindestens eine externe Einheit sendet, die von den Einrichtungskomponenten und den Agenten unterschiedlich ist.
  26. Verfahren nach Anspruch 15, welches ferner aufweist, dass jede der Einrichtungskomponenten den Zustand des Netzwerkes an mehreren Netzwerkschichten mittels diskreter Nachrichtenweiterleitung zwischen den Einrichtungskomponenten zur Unterstützung der Bereitstellung von Ende-zu-Ende-Netzwerk-Informationen und des Durchführens konsistenter Verfahrensweisen und Konfigurationen überwacht.
  27. Verfahren nach Anspruch 15, welches ferner aufweist, dass eine Einrichtungskomponente Netzwerkfehler innerhalb des Netzwerkes an mehreren Netzwerkschichten mittels diskreter Nachrichtenweiterleitung zwischen den Einrichtungskomponenten zur Unterstützung von Ende-zu-Ende- und Grundursachenfehleranalyse identifiziert.
  28. Verfahren nach Anspruch 15, welches ferner aufweist, dass eine Einrichtungskomponente das Netzwerk mittels diskreter Nachrichtenweiterleitung zwischen den Einrichtungskomponenten zur Unterstützung eine Ende-zu-Ende-Betriebsbereitstellung konfiguriert.
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