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Gebiet der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung
zum Messen der Dienstqualität,
die durch eine Verbindung beim Übertragen
von Dateneinheiten zwischen ersten und zweiten Punkten über ein
Netzwerk geliefert wird.
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In
dem Kontext der vorliegenden Spezifikation bezieht sich der Ausdruck „Verbindung" auf den allgemeinen
Mechanismus, der (aus egal welcher Form) zum Übertragen von Daten über das
Netzwerk von einer gegebene Quelle zu einem gegebenen Zielort eingerichtet
ist. Die vorliegende Erfindung weist eine Anwendung an Verbindungen
auf, für
die, zumindest zwischen dem ersten und dem zweiten Netzwerkpunkt,
die Daten, die übertragen
werden, in einem Strom aus Dateneinheiten organisiert sind, obwohl
diese Organisation nicht notwendigerweise an dem Punkt vorliegen
muss, wo die Daten auf das Netzwerk zugeführt werden, oder an dem Punkt,
wo sie zu ihrem Zielort geliefert werden (wobei dies allgemein der
Fall sein wird). Der Ausdruck „Dateneinheit", wie er hierin verwendet
wird, bezieht sich auf jegliche erkennbare Struktur, in die Daten
organisiert sind. Genauer gesagt umfasst der Ausdruck „Dateneinheit" sowohl diskrete
Pakete, Zellen oder Rahmen, die direkt auf einer Netzwerkverbindung
erscheinen, und logische Strukturen, die in letzteren übertragen werden
können
(einschließlich
durch Segmentierung über
solche Einheiten), und auf verschiedenen Stufen einer logischen
Strukturierungshierarchie von den Einheiten sein können, die
tatsächlich
auf dem Netz erscheinen. Es wird jedoch erwartet, dass die vorliegende
Erfindung am einfachsten Anwendung findet, wo die Dateneinheiten
von Interesse jene sind, die direkt auf einer Netzwerkverbindung
auftreten, wie z. B. ATM-Zellen.
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Hintergrund
der Erfindung
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Eine
große
Vielzahl von Übertragungsmechanismen
ist zum Einrichten einer Verbindung über ein Netzwerk bekannt. Somit
kann eine Verbindung die Einrichtung einer physischen Schaltung
durch das Netzwerk umfassen, wobei in diesem Fall Daten, die übertragen
werden sollen, nicht in Einheiten aufgeteilt sein müssen, oder
falls sie es sind, keinen Routing- oder Verbindungs-Indikator tragen
müssen.
Alternativ kann eine Verbindung das Übertragen von Daten in Dateneinheiten
umfassen, die individuell entlang derselben oder unterschiedlicher
Netzwerkwege geleitet werden (wie z. B. mit TCP-Paketen im Internet),
wobei in diesem Fall die Dateneinheiten Informationen über ihren
schließlichen
Zielort tragen. Wiederum kann eine Verbindung die Einrichtung einer
virtuellen Schaltung (wie z. B. bei ATM) umfassen, wobei in diesem
Fall die individuellen Dateneinheiten nur Informationen über ihren
nächsten
Sprung tragen müssen,
wobei die Netzwerkknoten verantwortlich sind für das Routen bzw. Leiten und
Aktualisieren der Einheiten nach Bedarf.
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Egal
welcher Übertragungsmechanismus
für eine
Verbindung eingesetzt wird, ein Netzwerkoperator, wie z. B. ein
nationaler PTT, bietet Benutzern Dienste auf der Basis, dass ein
Benutzer eine Verbindung über das
Netzwerk „kauft". Der Betrag, der
für die
Verbindung bezahlt wird, hängt
von Charakteristika der Verbindung, wie z. B. ihrer Bandbreite und
Zuverlässigkeit
ab; solche Parameter können
allgemein als ein Maß der Dienstqualität betrachtet
werden, die durch die Verbindung geliefert wird. Natürlich, während der
Netzwerkoperator anbieten kann, Verbindungen mit einer bestimmten
Dienstqualität
zu liefern, ist dies keine Garantie, dass die Verbindungen, die
tatsächlich
eingerichtet werden, in der Tat diese Dienstqualität liefern.
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Während die
tatsächliche
Dienstqualität,
die durch eine Verbindung bereitgestellt wird, immer ein Problem
für einen Benutzer
war, der eine Verbindung von einem Netzwerkoperator kauft, hat die
Entstehung von Breitbandnetzwerken das Interesse in diesem Bereich
wesentlich erhöht,
aufgrund der Komplexitäten,
die beim Definieren der exakten Dienstqualität umfasst sind, die vertraglich
wird. Dienstqualität
in diesem Kontext umfasst die vereinbarte Bandbreite und der Netzwerkoperator
muss die verfügbare
Bandbreite so verwalten, dass im Durchschnitt alle Klientenverträge erfüllt werden
können.
Genauer gesagt können
für Breitbandverbindungen
Dienstqualitätsmessungen
Folgendes umfassen:
Einheitsverzögerung ... | der
Betrag, um den eine Einheit verzögert
wurde oder der Durchschnitt, um den eine Sequenz aus Einheiten verzögert wurde; |
Verzögerungsabweichung
... | der
Betrag, um den die Einheitsverzögerung
variiert; |
Einheitsverlust
... | die
Proportion von Einheiten, die in das Netzwerk eingetreten sind aber
dasselbe nie verlassen haben; |
Einheitskorruption
... | die
Proportion von Einheiten, die in das Netzwerk eingetreten sind,
und dasselbe verlassen haben, aber deren Inhalte abgefälscht wurden; |
Burst-Dispersion
... | der
Ausmaß zu
dem ein Durchgang durch das Netzwerk die Beabstandung zwischen Einheiten
verändert hat, üblicherweise
durch Verzögerung
des Endes eines Burst um mehr als den Start; |
Spitzenbandbreite
... | die
maximale Bandbreite, die an dem Netzwerkaustrittspunkt geliefert
wird; |
Mittlere
Bandbreite ... | die
mittlere Bandbreite, die an dem Netzwerkaustrittspunkt geliefert
wird; |
niedrige
Bandbreite ... | die
minimale Bandbreite, die an dem Netzwerksaustrittspunkt geliefert
wird; |
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Die
drei letzten Maße
können
als Profilierungsinformationen betrachtet werden, da sie für Messungen an
einem Punkt (dem Netzwerkaustrittspunkt) hergeleitet werden können.
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Es
ist bekannt, Dienstqualitätsmessungen
an einer Verbindung durchzuführen,
durch Eingeben spezieller Testdateneinheiten an einem ersten Netzwerkpunkt
und dann Erfassen dieser speziellen Testdateneinheiten an einem
zweiten Netzwerkpunkt. Ein solcher Ansatz leidet jedoch unter dem
Nachteil, dass die Testdateneinheiten unweigerlich Einfluss auf
die Parameter haben, die gemessen werden, wobei dies insbesondere
gilt, wenn die Anzahl von eingegebenen Testdateneinheiten wesentlich
ist. Es ist ferner schwierig, die Testdateneinheiten in den normalen
Verkehr auf konsistente Weise einzustreuen. Ferner ist es notwendig,
die Testdateneinheiten zu entfernen, bevor sie den beabsichtigten
Zielort-Endpunkt der Verbindung erreichen, und dies erfordert die
Verwendung einer aktiven Sonde, die sowohl teurer ist als auch ein
höheres
Risiko für
die Operationsintegrität
trägt als
eine passive Sonde.
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Es
ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung
zum Ausführen
von Dienstqualitätsmessungen
an einer Verbindung über
ein Netzwerk zu schaffen, die nicht unter den oben erwähnten Nachteilen
leiden.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird eine Vorrichtung zum Messen der Dienstqualität geschaffen, die
durch eine Verbindung beim Übertragen
von Dateneinheiten zwischen ersten und zweiten Punkten über ein
Netzwerk geliefert wird, wobei die Vorrichtung folgende Merkmale
aufweist:
entsprechende Ereigniserfassungseinrichtungen an
jedem der ersten und zweiten Datenpunkte, wobei jede Ereigniserfassungseinrichtung
folgende Merkmale aufweist:
eine Speichereinrichtung zum Speichern
einer Ereignisdefinition, die ein Ereignis im Hinblick auf einen
Kriteriumssatz aus einem oder mehreren Kriterien definiert, die
durch eine Gruppe aus zumindest einer der Dateneinheit erfüllt werden
müssen,
die der Verbindung zugeordnet ist, wobei die Kriteriumssätze der
zwei solchen Ereigniserfassungseinrichtungen sich nicht gegenseitig
ausschließen;
eine Überwachungseinrichtung
zum Überwachen
des Netzwerks an dem entsprechenden Punkt, um Dateneinheiten zu
identifizieren, die der Verbindung zugeordnet sind, und Vorkommen
eines solchen Ereignisses zu erfassen, das den Kriteriumssatz erfüllt;
eine
Berichteinrichtung zum Erzeugen, für jedes erfasste Ereignis,
eines Ereignisberichts mit einer Signatur, die charakteristisch
für dieses
spezifische Ereignis ist, wobei die Berichteinrichtung eine Signatureinrichtung aufweist
zum Herleiten der Signatur von der Gruppe aus zumindest einer Dateneinheit,
die dem betroffenen Er eignis zugeordnet ist; wobei die Ereignisberichte
von der Ereigniserfassungseinrichtung an dem ersten und zweiten
Punkt jeweils einen Zuführberichtstrom
und einen Abführberichtstrom
bilden;
eine Korrelationseinrichtung zum Empfangen der Zuführ- und Abführ-Berichtströme und zum
Paaren jener Ereignisberichte aus den zwei Strömen, die sich auf dasselbe
Ereignis beziehen, durch Übereinstimmen
ihrer Signaturen, wobei die so gepaarten Ereignisberichte übereinstimmende
Ereignisberichtpaare bilden; und
eine Messeinrichtung zum Verwenden
der übereinstimmenden
Ereignisberichtpaare, um Dienstqualitätsmessungen von denselben herzuleiten,
im Hinblick auf die Operation der Verbindung zwischen dem ersten
und dem zweiten Punkt.
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Die
Vorrichtung der Erfindung gibt daher keine speziellen Testdateneinheiten
in das Netzwerk ein sondern basiert stattdessen auf dem Verfolgen
von Ereignissen in dem existierenden Verkehr, der durch die Verbindung
von Interesse getragen wird.
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Im
Allgemeinen ist der Kriteriumssatz entweder der gleiche für beide
Ereigniserfassungseinrichtungen oder einer ist ein Hauptsatz des
anderen.
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Wo
die überwachten
Netzwerkpunkte derart angeordnet sind, dass sie nur Dateneinheiten
der Verbindung von Interesse tragen, müssen die Überwachungseinrichtungen keine
Auswahl aus den überwachten
Dateneinheiten treffen, da alle solchen Einheiten potentiell von
Interesse sind. Allgemein jedoch werden Dateneinheiten von einer
Mehrzahl von unterschiedlichen Verbindungen vorbei an den überwachten
Netzwerkpunkten geleitet und der Kriteriumssatz weist dann ein Kriterium
auf, dass sich die Dateneinheiten auf die Verbindung von Interesse
beziehen. Ein solches Kriterium nimmt allgemein die Form an, dass
die Dateneinheiten einen vorbestimmten Verbindungsidentifizierer
tragen müssen;
es ist jedoch möglich,
dass die Verbindung von Interesse an den zwei Netzwerkpunkten unterschiedlich
identifiziert wird, wobei in diesem Fall, während das Kriterium dasselbe
für beide
Punkte auf hoher Ebene ist (die Dateneinheiten müssen sich auf dieselbe Verbindung
beziehen), es an den zwei Netzwerkpunkten unterschiedlich ausgedrückt ist.
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Andere
Kriterien von Interesse sind z. B. zeitbezogene Kriterien. Dementsprechend,
jedes Mal wenn die Überwachungseinrichtung
eine Dateneinheit von der Verbindung von Interesse empfängt, erzeugt
die Überwachungseinrichtung
vorzugsweise einen entsprechenden Zeitstempel und ordnet denselben
der betroffenen Dateneinheit zu. Vorteilhafterweise weist der Kriteriumssatz
zumindest eines der nachfolgenden Kriterien auf:
- – ein Kriterium,
das auf dem absoluten Wert eines Zeitstempels basiert, der einer
Dateneinheit zugeordnet ist,
- – ein
Kriterium, das auf der relativen Empfangszeit von zumindest zwei
Dateneinheiten basiert, die durch ihre zugeordneten Zeitstempel
angezeigt wird.
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Im
Allgemeinen weisen die Dateneinheiten eine Mehrzahl von Bitpositionen
auf, und in diesem Fall kann zumindest ein Kriterium vorteilhafterweise
im Hinblick auf bestimmte Bitwerte an vorbestimmten Bitpositionen
der Gruppe von zumindest einer Dateneinheit spezifiziert sein. Die Überwachungseinrichtung
erfasst dann, dass eine Gruppe das Kriterium erfüllt, wenn die Bitwerte an den
vorbestimmten Bitpositionen dieser Gruppe den bestimmten Bitwerten
entsprechen, die in dem Kriterium spezifiziert sind.
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Da
viele Dienstqualitätsmessungen
auf der Basis von relativen Zeitgebungen an den zwei Netzwerkpunkten
gemacht werden können,
lagert die Berichteinrichtung vorzugsweise in den Ereignisbericht
für das
Ereignis den Zeitstempel von zumindest einer Dateneinheit ein, die
diesem Ereignis zugeordnete ist, und/oder einen Zeitstempel, der
der Zeit des Auftretens dieses Ereignisses entspricht (d. h. der
Zeit, zu der alle Kriterien des Kriteriumssatzes erfüllt sind).
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Die
Berichteinrichtung kann ferner in den Ereignisbericht Informationen
für ein
Ereignis einlagern, die den Kriteriumssatz identifizieren. Dies
ist besonders nützlich,
wenn zwei Kriteriumssätze
aufeinanderfolgend oder gleichzeitig verwendet werden, da dies ermöglicht,
dass die Korrelationseinrichtung weis, zu welcher aufeinanderfolgenden
oder gleichzeitigen Messoperation der Ereignisbereicht gehört. Im Hinblick
auf die Ereignissignatur, die in einen Ereignisbereicht eingelagert
ist, ist diese allgemein von reduzierter Länge im Vergleich zu der kombinierten
Länge von
Dateneinheiten, die diesem Ereignis zugeordnet sind; die Signatur
kann jedoch in bestimmten Fällen
durch die Dateneinheiten in ihrer Gesamtheit gebildet werden. Wo
die Signatur von reduzierter Länge
ist, kann sie durch Erzeugen, für
vorbestimmte Dateneinheiten, die dem Ereignis von Interesse zugeordnet
sind, einer Funktion jeder solchen Dateneinheit gebildet werden,
wobei diese Funktionen dann miteinander kombiniert werden, um die
Signatur des Ereignisses zu bilden.
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Bei
einer alternativen Form weist eine Signatur zumindest eine Signette
eines bekannten Typs auf, die aus einer vorbestimmten Gruppe von
möglichen
Signettentypen ausgewählt
ist, wobei jede Signette charakteristisch für das entsprechende Ereignis
ist. Mit Signaturen dieser Form müssen die Signaturen, die an
den zwei Ereigniserfassungseinheiten für dasselbe Ereignis erzeugt
werden, nicht gleich sein, vorausgesetzt es gibt gemeinsame Signetten,
die korreliert werden können.
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Die
Korrelationseinrichtung ist allgemein entfernt im Hinblick auf die
Ereigniserfassungseinrichtung angeordnet (obwohl dieselbe in der
Tat in eine der Erfassungseinrichtungen eingelagert sein könnte). Der
Kommunikationsweg zwischen zumindest einer der Ereigniserfassungseinrichtung
oder der Korrelationseinrichtung kann bandbreitenbeschränkt sein
(entweder inhärent
oder zum vermeiden, anderen Verkehr zu stören, der durch den Weg getragen
wird). In diesem Fall weist die Vorrichtung vorzugsweise ferner
eine Bandbreitensteuereinrichtung zum Regeln der Datenraten von
zumindest entweder dem Zuführ-
oder Abführ-Berichtstrom auf,
durch adaptives Steuern der Größe der Ereignisberichte,
die darin umfasst sind, in Abhängigkeit
von der Datenrate, wobei die Bandbreitensteuereinrichtung die Größe der Ereignisberichte
steuert, durch Verursachen, dass die entsprechende Berichteinrichtung
den Aufbau der Ereignisberichte ändert.
Diese adaptive Steuerung kann gleichzeitig und auf dieselbe Weise
für beide
Ereigniserfassungseinheiten bewirkt werden, oder jede Einheit kann
unabhängig
gesteuert werden. Wo der Ereignisbericht normalerweise einen oder
mehrere Zeitstempel und/oder einen Kriteriumssatzidentifizierer
umfasst, können
ein oder mehrere dieser Elemente weggelassen werden, um die Ereignisberichtgröße zu reduzieren
(obwohl dies den Bereich von möglichen Messungen
reduzieren kann). Während
es immer notwendig sein wird, eine Signatur in jeden Ereignisbericht einzuschließen, kann
die Länge
dieser Signatur auch adaptiv eingestellt werden – wie z. B. wo die Signatur aus
Signetten aufgebaut ist, könnte
die Anzahl von Signetten in der Signatur adaptiv variiert werden,
um jegliche aktuellen Bandbreiteinschränkungen zu berücksichtigen.
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Es
ist die Aufgabe der Korrelationseinrichtung, die Ereignisberichte
von den zwei Netzwerkpunkten in Übereinstimmung
zu bringen, die sich auf dasselbe Ereignis beziehen; diese Übereinstimmung
wird bewirkt durch Übereinstimmen
der Signaturen, die in den Ereignisberichten umfasst sind. Die Aufgabe
wird durch die Möglichkeit
von Verlust, Addition, Wiederholung und Verfälschung von Dateneinheiten
im Übergang
zwischen dem ersten und dem zweiten Netzwerkpunkt komplizierter
gemacht. Dies kann den Verlust, die Einfügung oder die Abfälschung
eines Ereignisses an dem zweiten Netzwerkpunkt im Vergleich zu dem
Ersten verursachen, und die Korrelationseinrichtung sollte vorzugsweise
in der Lage sein, solche Möglichkeiten
zu handhaben.
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Somit
weist die Korrelationseinrichtung in Relation zu eingefügten Ereignissen
vorzugsweise folgendes auf: eine Zuführwarteschlange zum Setzen
von Ereignisberichten in dem Zuführberichtstrom
in die Warteschlange; eine Abführwarteschlange
zum Setzen von Ereignisberichten in dem Abführberichtstrom in die Warteschlange;
eine Vergleichseinrichtung zum Vergleichen des Anfangsblockereignisberichts
der Zuführwarteschlange
mit den ersten N Ereignisberichten in der Abführwarteschlange, beginnend
mit dem Anfangsblockeintrag dieser Warteschlange, wobei die Vergleichseinrichtung
nach dem Bestimmen einer Übereinstimmung zwischen
dem Anfangsblockereignisbericht der Zuführwarteschlange und einem solchen
Ereignisbericht in der Abführwarteschlange
die übereinstimmenden
Ereignisberichte als ein solches übereinstimmendes Ereignisberichtpaar
ausgibt und aus der Abführwarteschlange
jegliche Ereignisberichte vor dem übereinstimmenden Ereignisbericht
dieser Warteschlange verwirft; und eine Steuereinrichtung zum Verursachen
einer wiederholten Operation der Vergleichseinrichtung, um die Warteschlangen
zu Pflegen. Vorteilhafterweise weist die Korrelationseinrichtung
ferner eine Zähleinrichtung
auf, um einen Zählwert
der verworfenen Ereignisberichte als einen Zählwert von eingefügten Ereignissen
zu behalten.
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Zum
Handhaben von verlorenen Ereignissen weist die Korrelationseinrichtung
vorzugsweise folgendes auf: eine Zuführwarteschlange zum Setzen
von Ereignisberichten in dem Zuführberichtstrom
in die Warteschlange; eine Abführwarteschlange
zum Setzen von Ereignisberichten in dem Abführberichtstrom in die Warteschlange;
eine Vergleichseinrichtung zum Vergleichen des Anfangsblockereignisberichts
der Abführwarteschlange
mit den ersten N Ereignisberichten in der Zuführwarteschlange beginnend mit
dem Anfangsblockeintrag dieser Warteschlange, wobei die Vergleichseinrichtung
nach dem Bestimmen einer Übereinstimmung zwischen
dem Anfangsblockereignisbericht der Abführwarteschlange und dem solchen
Ereignisbericht in der Zuführwarteschlange
die übereinstimmenden
Ereignisberichte als ein Übereinstimmendes
Ereignisberichtpaar ausgibt und aus der Zuführwarteschlange jegliche Ereignisberichte
vor dem übereinstimmenden
Ereignisbericht dieser Warteschlange verwirft; und eine Steuereinrichtung
zum Verursachen einer wiederholten Operation der Vergleichseinrichtung,
um die Warteschlangen zu Pflegen. Vorteilhafterweise weist die Korrelationseinrichtung
ferner eine Zähleinrichtung
auf zum Behalten eines Zählwerts
der verworfenen Ereignisberichte als einen Zählwert von verlorenen Ereignissen.
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Im
Hinblick auf abgefälschte
Ereignisse weist die Korrelationseinrichtung vorzugsweise folgendes
auf: eine Zuführwarteschlange
zum Setzen von Ereignisberichten in dem Zuführberichtstrom in die Warteschlange; eine
Abführwarteschlange
zum Setzen von Ereignisberichten in dem Abführberichtstrom in die Warteschlange; eine
Vergleichseinrichtung zum Vergleichen des Anfangsblockereignisberichts
jeder solchen Warteschlange mit den ersten N Ereignisberichten der
anderen solchen Warteschlange, wobei die Vergleichseinrichtung nach dem
Bestimmen einer Übereinstimmung
die übereinstimmenden
Ereignisberichte als ein übereinstimmendes Ereignisberichtpaar
ausgibt und jegliche Ereignisberichte vor dem übereinstimmenden Ereignisbericht
in den Warteschlangen verwirft, und die Vergleichseinrichtung, falls
keine Übereinstimmung
bestimmt wird, den Anfangsblockereignisbericht jeder solchen Warteschlange
verwirft; und eine Steuereinrichtung zum Verursachen einer wiederholten
Operation der Vergleichseinrichtung, um die Warteschlangen zu Pflegen.
Vorteilhafterweise weist die Korrelationseinrichtung ferner eine
Zähleinrichtung
auf zum Behal ten eines Zählwerts
der Anzahl von Malen, die keine Übereinstimmung
durch die Vergleichseinrichtung bestimmt wird, wobei dieser Zählwert als ein
Zählwert
von abgefälschten
Ereignissen dient.
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Vorzugsweise
ist die Korrelationseinrichtung angeordnet, um eingefügte, verlorene
und abgefälschte Ereignisse
mit einer gemeinsamen Struktur zu handhaben, d. h. mit einer einzelnen
Zuführberichtwarteschlange,
einer einzelnen Abführbe
richtwarteschlange und einer Vergleichseinrichtung zum Bewirken
der obigen Vergleiche; üblicherweise
ist die Vergleichseinrichtung durch einen programmgesteuerten Prozessor
implementiert.
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Die
Messeinrichtung führt
Dienstqualitätsmessungen
auf der Basis von Informationen durch, die in den gepaarten Ereignisberichten
auf standardmäßige Weise
enthalten sind. Wo die Ereignisberichte zum Beispiel Zeitstempel
umfassen, können
Statistiken über
Netzwerkverzögerung
und Burst-Dispersion
und ähnliche
Verbindungsparameter ohne Weiteres hergeleitet werden. Wo die Korrelationseinrichtung
Zählwerte
von eingefügten
und/oder verlorenen und/oder abgefälschten Ereignissen behält, werden
diese Zählwerte
vorzugsweise zu der Messeinrichtung zur Verwendung beim Liefern
von Dienstqualitätsmessungen
geleitet.
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Gemäß einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren geschaffen
zum Messen der Dienstqualität,
die durch eine Verbindung beim Übertragen
von Dateneinheiten zwischen ersten und zweiten Punkten über ein
Netzwerk geliefert wird, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:
- (a) Überwachen
des Netzwerks an jedem Punkt, um Dateneinheiten zu identifizieren,
die der Verbindung zugeordnet sind;
- (b) Bestimmen, an jedem Punkt, ob Dateneinheiten, die bei Schritt
(a) an diesem Punkt identifiziert wurden, einen vorbestimmten Kriteriumssatz
aus einem oder mehreren Kriterien erfüllen, der an eine Gruppe von zumindest
einer solchen Dateneinheit anwendbar ist, die der Verbindung zugeordnet
ist, wobei die Kriteriumssätze
für die
ersten und zweiten Punkte sich nicht gegenseitig ausschließen und
die Erfüllung
des Kriteriumssatzes ein Ereignis bildet;
- (c) Erzeugen, für
jedes solche Ereignis, das bei (b) bestimmt wird, eines Ereignisberichts
mit einer Signatur, die für
dieses spezifische Ereignis charakteristisch ist, wobei die Signaturen
aus den Dateneinheiten hergeleitet werden, die den entsprechenden
Ereignissen zugeordnet sind, und die Ereignisberichte, die für Ereignisse
an den ersten und zweiten Punkten erzeugt werden, jeweils einen
Zuführberichtstrom
und einen Abführberichtstrom
bilden;
- (d) Korrelieren der Zuführ-
und Abführ-Berichtströme, um jene
Ereignisberichte zu paaren, die sich auf dasselbe Ereignis beziehen,
durch Übereinstimmen
ihrer Signaturen, wobei die so gepaarten Ereignisberichte übereinstimmende
Ereignisberichtpaare bilden; und
- (e) Verwenden der übereinstimmenden
Ereignisberichtpaare, um Dienstqualitätsmessungen von denselben im
Hinblick auf die Operation der Verbindung von Interesse zwischen
dem ersten und zweiten Punkt (A, B) herzuleiten.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Ein
Verfahren gemäß der Erfindung
und eine Vorrichtung, die die Erfindung verkörpert, beide zum Ausführen von
Dienstqualitätsmessungen
an einer Verbindung über
ein Netzwerk, werden nun durch ein nichteinschränkendes Beispiel Bezug nehmend
auf die diagrammartigen Zeichnungen beschrieben, in denen:
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1 ein
Diagramm der Gesamt-Dienstqualitäts-Messvorrichtung
ist und die Überwachung
einer Netzwerkverbindung an zwei Punkten durch entsprechende Ereingiserfassungseinheiten
darstellt, die Informationen zurück
zu einer gemeinsamen Messstation liefern.
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2 ein
Diagramm ist, das die Bildung einer Ereignissignatur durch die Ereigniserfassungseinheiten aus 1 darstellt;
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3A ein
Diagramm ist, das die Zusammensetzung einer Ereignissignatur darstellt,
die aus Signetten gebildet ist, die in fester Ordnung angeordnet
sind, wobei diese Signatur ein erste Länge aufweist;
-
3B ein
Diagramm ähnlich
zu 3A aber für
eine Signatur einer zweiten Länge
ist;
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4 ein
Diagramm ist, das die Zusammensetzung einer Ereignissignatur darstellt,
die aus Signetten gebildet ist, wobei jede im Hinblick auf ihren
Typ identifiziert ist;
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5 ein
Diagramm ist, das die Hauptfunktionsmechanismen eines Ereigniskorrelators
der Messstation aus 1 darstellt; und
-
6 ein
Flussdiagramm ist, das die Hauptverarbeitungsschritte darstellt,
die durch den Ereigniskorrelator aus 5 ausgeführt werden.
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Beste Ausführung der
Erfindung
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In 1 ist
ein Netzwerk 10 gezeigt, das zum Bereitstellen einer Verbindung
zwischen einer Datenquelle, die durch eine Kamera 11 und
eine lokalen Verarbeitungseinheit 12 gebildet ist, und
einem entfernten Datenempfänger,
der durch eine Videoüberwachungseinrichtung 13 und
eine lokale Verarbeitungseinheit 14 gebildet ist, verwendet
wird.
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Die
lokale Verarbeitungseinheit 12 dient zum Digitalisieren
der Ausgabe der Kamera 11 und zum Übertragen der digitalisierten
Ausgabe auf eine Verbindung 15 als einen Strom aus ATM-Zellen
(ATM = Asynchronous Transfer Mode) fester Größe. Das Netzwerk 10 liefert
eine Verbindung zwischen der Verknüpfung 15 und einer
Verknüpfung 18,
die mit der lokalen Verarbeitungseinheit 14 verbunden ist,
die der Überwachungseinheit 14 zugeordnet
ist. Diese Verbindung dient zum Übertragen
der ATM-Zellen 19, die auf der Verknüpfung 15 platziert
sind, durch eine Einheit 12 zu der Einheit 14,
und zu diesem Zweck ist ein Weg durch das Netzwerk 10 über Schalter 16 und 17 und
Zwischenelemente eingerichtet, die in 1 nicht
dargestellt sind. Bei einem ATM-Netzwerk bilden die Netzwerkknoten
(Schalter 16, 17) einen Verbindungsweg durch das
Netzwerk als eine Folge aus virtuellen Kanälen zwischen Knoten. Jede Zelle 19 trägt einen
Virtueller-Kanal-Identifizierer, den ein Empfangsknoten verwendet,
um die Zellen entlang dem entsprechenden virtuellen Kanal zu dem nächsten Knoten
zu leiten. Der virtuelle Kanalidentifizierer wird an jedem Knoten
gemäß einer
Abbildung aktualisiert, die zu der Zeit eingerichtet wird, zu der
die Verbindung aufgebaut ist.
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Die
ATM-Zellen 19, die sich auf die Verbindung beziehen, die
zwischen den lokalen Verarbeitungseinheiten 12 und 14 eingerichtet
ist, können
bei einer Übertragung über das
Netzwerk mit ATM-Zellen vermischt werden, die anderen Verbindungen
zugeordnet sind. Tatsächlich
können
die Verknüpfungen 15 und 18 ferner Zellen
tragen, die sich auf eine unterschiedliche Verbindung beziehen.
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Die
Vorrichtung der Erfindung ist angeordnet, um die Dienstqualität zu messen,
die durch die Netzwerkverbindung bereitgestellt wird, die zum Übertragen
der Zellen 19 zwischen den Einheiten 12 und 14 eingerichtet
ist. Bei dem vorliegenden Beispiel ist die Vorrichtung angeschlossen,
um die Dienstqualität
zu messen, die durch die Verbindung zwischen einem Punkt A auf der
Verknüpfung 15 und
einem Punkt B auf der Verknüpfung 18 bereitgestellt
wird. Zu diesem Zweck sind entsprechende passive Überwachungssonden 20 in
die Verknüpfungen 15 und 18 bei
Punkten A und B verbunden.
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Ereigniserfassungseinheiten
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Jede
Sonde 20 ist mit einer entsprechenden Ereigniserfassungseinheit 21 verbunden,
die allgemein gemeinschaftlich mit der Sonde angeordnet ist. Die
zwei Ereigniserfassungseinheiten sind in ihrer Form im Wesentlichen
identisch und jede umfasst eine Typereigniserfassungseinheit 22,
die dazu dient, vorbestimmte „Ereignissen" zu erfassen, die
an dem entsprechenden Netzwerkpunkt A, B auftreten.
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Ein „Ereignis" tritt auf, wenn
eine Gruppe aus einer oder mehreren Zellen einen vorbestimmten Satz aus
Kriterien erfüllt,
die einen bestimmten Ereignistyp definieren; dieser Satz aus Kriterien
(Kriteriumssatz) weist ein oder mehrere vorbestimmte Kriterien auf.
Jede Typereigniserfassungseinheit 22 umfasst einen Speicher 23 zum
Speichern des Satzes aus Kriterien, die zumindest einen Ereignistyp
definieren; der Einfachheit halber sei hierin nachfolgend angenommen,
dass nur ein Ereignistyp definiert ist. Der definierte Ereignistyp
ist bei beiden Ereigniserfassungseinheiten der gleiche.
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Außer es ist
bekannt, dass nur Zellen der Verbindung von Interesse an dem überwachten
Netzwerkpunkt auftreten, umfasst der Satz aus Kriterien, die einen
Ereignistyp definieren, ein Kriterium, das die Zelle oder Zellen,
die in dem definierten Ereignis umfasst sind, sich alle auf die
Verbindung von Interesse beziehen. Während dieses Kriterium dasselbe
für beide
Ereigniserfassungseinheiten ist, kann sich der Ausdruck des Kriteriums
zwischen diesen Einheiten unterscheiden, abhängig davon, wie die Verbindung
von Interesse an den zugeordneten Netzwerkpunkten A, B identifizierbar
ist. In dem vorliegenden Fall sind Zellen, die sich auf die Verbindung
von Interesse beziehen, durch den Virtueller-Kanal-Identifizierer
identifizierbar, der in dem Zellenanfangsblock getragen wird. Wie
bereits angezeigt wurde, ändert
sich der Virtueller-Kanal-Identifizierer, wenn die Zellen von Knoten
zu Knoten über
das Netzwerk verlaufen. Für
eine gegebene Verbindung jedoch, sobald die Verbindung eingerichtet
ist, sind die virtuellen Kanäle
und somit die Virtueller-Kanal-Identifizierer, die durch die Verbindung
verwendet werden, für
jeden Konten-zu-Knoten-Sprung
fest. Für
gegenwärtige
Zwecke sei angenommen, dass die Virtueller-Kanal-Identifizierer,
die für
die Verbindung von Interesse an Punkten A und B relevant sind, ermittelt
wurden (z. B. durch Knotenabfrage) und in die relevanten Kriterien
aufgenommen werden können.
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Die
anderen Kriterien, die einer Ereignistypdefinition zugeordnet sind,
hängen
von dem Wesen der Dienstqualitätsmessung
ab, die durchgeführt
werden soll. Wenn es einfach erwünscht
ist, eine Übertragungszeit
zwischen Punkten A und B zu messen, dann kann jede Zelle, die der
Verbindung von Interesse zugeordnet ist, ein Ereignis bilden, so
dass keine weiteren qualifizierenden Kriterien über die Verbindungsidentität hinaus benötigt werden.
Es kann jedoch z. B. erwünscht
sein, ein Ereignis im Hinblick auf den Dateninhalt einer Zelle oder
den Wert von bestimmten Bitpositionen zu definieren; in diesem Fall
kann ohne Weiteres ein geeignetes Kriterium spezifiziert werden.
Wiederum kann das Überleben über das
Netzwerk aus Zügen
von zumindest fünf Zellen
von Interesse sein, und in diesem Fall ist ein Kriterium in der
Hinsicht erforderlich, das fünf
Zellen einander in der minimalen Zwischenzellzeit folgen.
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Bei
diesem letzten Beispiel erforderte das Kriterium eine Kenntnis der
Zeit zwischen den Zellen. Tatsächlich
sind viele wahrscheinliche Kriterien zeitbezogen (einschließlich Absolutzeitkriterien,
wie z. B. die erste Zelle, die nach einer spezifizierten Zeit empfangen
wird). Um zu ermöglichen,
dass die Typereigniserfassungseinheiten 22 bestimmen, ob
die überwachten
Zellen der Verbindung von Interesse solche zeitbezogenen Kriterien
erfüllen,
wird jede überwachte
Zelle nach dem Empfang durch eine Zeitstempeleinheit 24 zeit-gestempelt.
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Somit,
wenn jede Zelle 19 an dem Netzwerkpunkt A/B durch die entsprechende
Sonde 20 erfasst ist, wird sie zu der zugeordneten Ereigniserfassungseinheit 21 geleitet,
wo sie zuerst durch Einheit 24 zeitgestempelt wird und
dann durch die Typereigniserfassungseinheit 23 untersucht
wird, um sicherzustellen, ob die Zelle eine Erfüllung der gespeicherten Ereigniskriterien
verursacht, entweder selbst oder zusammen mit vorangehend erfassten
Zellen, abhängig
von den Kriterien. Wenn die gespeicherten Kriterien erfüllt sind,
wird davon ausgegangen, dass ein Ereignis des definierten Typs aufgetreten
ist und die zugeordneten Zellen zusammen mit ihren Zeitstempeln
werden zur weiteren Verarbeitung gespeichert (wie nachfolgend weiter
beschrieben wird). Ein Zeitstempel, der der Zeit des Auftritts des
Ereignisses entspricht, kann ebenfalls aus der Zeitstempeleinheit 24 erhalten
werden und mit dem Rest der Ereignisdaten gespeichert werden. Es
wird darauf hingewiesen, dass die Zeit des Auftritts eines Ereignisses
sich von seiner Erfassungszeit unterscheiden kann, abhängig davon,
wie das Ereignis definiert ist; z. B. kann ein Ereignis eines Zugs
aus fünf
Zellen nur erfasst werden, nachdem die fünfte Zelle empfangen ist, aber
der Zug kann derart definiert sein, dass er zu der Zeit des Empfangs
der ersten Zelle des Zugs auftritt.
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Die
tatsächliche
Verarbeitung, die zum Bestimmen erforderlich ist, ob die Ereigniskriterien
erfüllt
sind, kann auf jegliche geeignete Weise ausgeführt werden, obwohl üblicherweise
ein programmgesteuerter Prozessor zumindest für die zeitbezogenen Kriterien
verwendet wird. Für
Zellen-Bitpositionswert-Kriterien
kann eine zweckgebundene Hardware verwendet werden. Es kann ebenfalls
nützlich
sein, ein Verbindungsidentitätstesten
an einer Zelle als einen Vorabtest auszuführen, da die Verbindungsidentitätskriterien
allgemein in allen Ereignisdefinitionen vorhanden sind und eine
frühe Beseitigung
von Zellen ohne Relevanz das nachfolgende Verarbeiten erleichtert.
-
Die
sukzessive Erfüllung
der Ereignistypkriterien an einem Netzwerkpunkt verursacht eine
Reihe von Ereignissen, jeweils von demselben Typ aber jeweils im
Wesentlichen ein spezifisches, eindeutiges Ereignis, insofern, dass
die Gruppe aus einer oder mehreren Zellen, die jedem Ereignis zugeordnet
sind, für
jedes Ereignis unterschiedlich ist. Im Gegensatz dazu kann dasselbe
Ereignis sowohl an Netzwerkpunkt A als auch Netzwerkpunkt B auftreten,
wiederum auf der Basis, dass die Zelle oder Zellen, die ein Ereignis
verursachen, erfasst werden. Eine Schlüsselcharakteristik des vorliegenden
Messverfahrens und der Vorrichtung ist die Korrelation der Erfassung
desselben Ereignisses an den zwei überwachten Netzwerkpunkten.
Zu diesem Zweck erzeugt jede Ereigniserfassungseinheit 21 für jedes
Ereignis, das sie erfasst, eine entsprechende Ereignisberichtcharakteristik
dieses Ereignisses und sendet diesen Bericht zu einem Ereigniskorrelator 30,
der beiden Erfassungseinheiten 21 gemeinsam ist. Der Ereigniskorrelator 30 versucht,
Ereig nisberichte aus den zwei Ereigniserfassungseinheiten 21 in Übereinstimmung
zu bringen, um jene Berichte zu paaren, die sich auf das Auftreten
desselben Ereignisses an den Punkten A bzw. B beziehen.
-
Die
Ereignisberichte werden in jeder Ereigniserfassungseinheit 21 durch
eine Auszugerzeugungseinheit 25 erzeugt. Der Ausdruck „Auszug" wird hierin synonym
mit „Ereignisbericht" verwendet, wobei
der Ausdruck „Auszug" allgemein, obwohl
nicht notwendigerweise, verwendet wird, da der Ereignisbericht von
reduzierter Länge
im Vergleich zu der Summe aller Zellen ist, die das zugeordnete
Ereignis verursachen. Wie hierin nachfolgend ausführlicher
beschrieben wird, umfasst jeder Auszug eine „Signatur", die charakteristisch für die Zelle
oder Zellen ist, die das betroffene Ereignis verursachen, wobei
diese Signatur gemäß vorbestimmten, programmierbaren
Regeln erzeugt wird, die in dem Speicher 26 gespeichert
sind. Diese Regeln sind allgemein die gleichen für beide Ereigniserfassungseinheiten,
so dass die Signatur, die durch beide Einheiten erzeugt wird, die
gleiche für
dasselbe Ereignis ist.
-
Die
Ausgabe der Auszüge
aus der Ereigniserfassungseinheit 21 bei Punkt A bilden
einen Zuführ-Auszug-Strom 28,
während
die Auszüge,
die aus der Ereigniserfassungseinheit 21 bei Punkt B ausgegeben
werden, einen Abführ-Auszug-Strom 29 bilden,
wobei die Ausdrücke „Zuführ-" und „Abführ-" Bezug auf die Übertragungsrichtung
von Zellen 19 zwischen Punkten A und B nehmen.
-
2 stellt
den Auszugerzeugungsprozess dar, der durch jede Einheit 25 ausgeführt wird,
wobei letztere üblicherweise
als ein programmgesteuerter Prozessor implementiert ist.
-
Ein
Auszug weist die vorangehend erwähnte
Ereignissignatur auf. Diese Signatur ist aus der Zelle oder den
Zellen hergeleitet, die das Ereignis verursachen. Eine Möglichkeit
dies durchzuführen
ist wie folgt:
Schritt
42 – | Zuerst
werden eine oder mehrere der Zellen ausgewählt (z. B. die erste Zelle
in einem Zug aus Zellen); |
Schritt
43 – | Als
Nächstes
wird jede ausgewählte
Zelle durch eine Funktion von sich selbst ersetzt. Diese Funktion
kann einfach eine Maskenfunktion zum Auswählen vorbestimmter Bitpositionen
oder eine komplexere Funktion sein, wie z. B. eine Hashing-Funktion
an den Zelleninhalten. |
Schritt
44 – | Abschließend werden
die Funktionen der ausgewählten
Zellen auf eine Weise kombiniert, z. B. durch Summieren oder Exklusiv-ODER-Verknüpfen durch Zeitintegration
oder durch einfache Colloquation. |
-
Wenn
die Signatur in ihrem Wesen nicht eindeutig ist, kann sie aus einem
Satz aus einer oder mehreren „Signetten" bekannter Typen
zusammengesetzt sein, wobei jede Signette unabhängig von den anderen Signetten
hergeleitet ist und jede auf ihre eigene Weise (aber mit eingeschränkter Spezifität) für das Ereignis charakteristisch
ist. Somit können
z. B. die nachfolgenden Signetten definiert sein:
Signette
Typ 1 – | Exklusiv-ODER-Verknüpfung aller
Zelleninhaltsbytes; |
Signette
Typ 2 – | CRC-8
aller Zelleninhaltsbytes; |
Signette
Typ 3 – | Exklusiv-ODER-Verknüpfung alternativer
Zelleninhaltsbytes; |
Signette
Typ 4 – | etc... |
-
Durch „Zelleninhaltsbytes" werden die Bytes
des Nichtanfangsblockabschnitts der oder jeder Zelle oder einer
ausgewählten
solchen Zelle bezeichnet, die das Ereignis verursacht.
-
Wie
in 3 dargestellt ist, kann die Signatur
aus einer ausgewählten
Anzahl von Signetten bestehen, die in einer Reihenfolge angeordnet
sind, die fest bleibt, unabhängig
davon wie viele Signetten vorhanden sind, wobei die Anzahl solcher
vorhandener Signetten in einem Signaturlängenbyte spezifiziert ist.
Somit weist die Signatur 46, die in 3A gezeigt
ist, sieben Signetten auf, jede aus einem Signettenwertbyte, wobei
diese Signetten von vorbestimmten Typen 1 bis 7 sind; 3B zeigt
eine andere Signatur 47, die unter Verwendung derselben
vorbestimmten Signettentypen gebildet ist, und in diesem Fall liegen
fünf Signetten
vor.
-
4 zeigt
eine flexiblere aber platzaufwändigere
Anordnung für
eine Signatur 48, die aus Signetten aufgebaut ist. In diesem
Fall ist jede Signette aus einem Paar aus Bytes aufgebaut, d. h.
aus einem Signettentypbyte gefolgt von einem Signettenwertbyte.
Wiederum liegt ein Signaturlängenbyte
vor, das die Anzahl von vorhanden Signetten spezifiziert.
-
Es
wird darauf hingewiesen, dass die Struktur und die Zusammensetzung
einer Signatur, die aus Signetten aufgebaut ist, von der Beschriebenen
abweichen kann. Da die Erzeugung der Signetten allgemein erfordert,
dass dieselben Zellendaten mehrere Male überarbeitet werden, erfordert
der Signaturerzeugungsprozess aus 2 üblicherweise,
dass die Schritte 42 und 43 für jede Signette wiederholt
werden (obwohl, wenn sich jede Signette auf einen unterschiedlichen
Bitsatz bezieht, dann kann dies nicht notwendig sein). Der Vorteil
der Verwendung einer Signatur, die aus einer Mehrzahl von Signetten
besteht, wird hierin nachfolgend in Bezug auf eine Auszug-Strom-Bandbreitensteuerung
offensichtlich.
-
Zusätzlich zu
der Ereignissignatur enthält
ein Auszug (digest) allgemein einen oder mehrere Zeitstempel, wie
z. B. den Zeitstempel von einer oder mehreren verwandten Zellen,
oder den Zeitstempel für
die Zeit des Auftretens des Ereignisses. Ferner kann der Auszug
einen Identifizierer der Kriterien enthalten, die verwendet werden,
um das Ereignis zu definieren. Diese letztere Komponente ist nützlich,
wo die Ereignisdefinition soeben geändert wurde und die Messstation
sich im Hinblick auf das Wesen des Ereignisses, das berichtet wird,
sicher sein muss. Eine andere Situation, in der eine Ereigniskriterienidentifikation
nützlich
ist, ist wo zwei (oder mehr) unterschiedliche Ereignistypen gleichzeitig
durch die Einheiten 21 gesucht werden (und Auszugübereinstimmungen
durch den Korrelator 30 geprüft werden).
-
Die
drei Komponenten (Signatur, Zeitstempel, Kriteriumsidentität) eines
Auszugs werden dann bei Schritt 45 kombiniert, um den vollständigen Auszug
zu bilden.
-
Ereigniskorrelator
-
Die
Zuführ-
und Abführ-Auszugsströme werden
zu dem Ereigniskorrelator 30 geführt, der einen Teil einer Messstation 27 bildet.
Diese Station ist im Allgemeinen vorteilhaft an einer zentralen
Position entfernt von den Ereigniserfassungseinheiten 21 angeordnet,
obwohl die Station zusammen mit einer der Einheiten 21 angeordnet
sein könnte.
Eine Kommunikation zwischen der Messstation 27 und den
Ereigniserfassungseinheiten 21 kann durch Kommunikationsverknüpfungen
unabhängig
von dem Netzwerk 10 erfolgen, oder das Netzwerk 10 kann
verwendet werden, um die erforderliche Kommunikation bereitzustellen.
-
Nachdem
der Ereigniskorrelator 30 bestimmt, dass sich zwei Auszüge, einer
aus dem Zuführstrom 28, einer
aus dem Abführstrom 29,
beide auf dasselbe Ereignis beziehen, gibt der Korrelator das übereinstimmende
Auszugspaar zu seiner Dienstqualitäts-Messeinheit (QoS-Messeinheit;
QoS = quality-of-service) 31 aus. Der Auszugspaarungsprozess,
der durch den Korrelator 30 bewirkt wird, wird nachfolgend
beschrieben.
-
5 stellt
den allgemeinen Mechanismus dar, der durch den Ereigniskorrelator 30 implementiert wird.
Auszüge 50 in
dem Zuführauszugsstrom
werden in der Empfangsreihenfolge in einer Zuführwarteschlange 51 aufgereiht
(üblicherweise
eine verknüpfte
Liste). Auf ähnliche
Weise werden Auszüge
in dem Abführauszugsstrom
in der Empfangsreihenfolge in einer Abführwarteschlange 53 aufgereiht.
Ein Vergleichsprozess 54 (Prozessor-implementiert) versucht
dann, Auszüge
zwischen den zwei Warteschlangen übereinzustimmen, durch Vergleichen
und Übereinstimmen
ihrer Signaturen, wobei angenommen wird, dass Auszüge mit derselben
Signatur sich auf dasselbe Ereignis beziehen.
-
Wenn
die Verbindung, die durch das Netzwerk 10 zwischen Punkten
A und B geschaffen wird, perfekt wäre, dann würden alle Ereignisse, die bei
Punkt A erfasst wurden, auch bei Punkt B erfasst werden, und keine zusätzlichen
Ereignisse würden
bei B erfasst werden. In diesem Fall, sobald ein Synchronismus zwischen
den zwei Warteschlangen erreicht wurde, sollten die Anfangsblock-
bzw. Kopf-Einträge 55 und 56 der
Zuführ-
und der Abführ-Warteschlangen
immer übereinstimmen
und sie könnten
als aufeinanderfolgende, übereinstimmende
Paare abgegeben werden. In echten Netzwerken jedoch existiert die
Möglichkeit
von Zellen-Verlust, -Abfälschung,
-Wiederholung und -Einfügung,
was wiederum zu einer Ereignis-Einfügung, einem -Verlust oder einer – Abfälschung
führen
kann. Eine Ereigniseinfügung
entspricht der Situation, in der der Kopfeintrag der Zuführwarteschlange 51 nicht
mit dem Kopfeintrag 56 der Abführwarte schlange, aber z. B.
mit dem fünften
Eintrag dieser Warteschlange übereinstimmt,
wobei die ersten vier Einträge
der Abführwarteschlange
kein Äquivalent
in der Zuführwarteschlange
aufweisen. Auf ähnliche
Weise entspricht ein Ereignisverlust einem oder mehreren Einträgen vorne
an der Zuführwarteschlange,
die keine Äquivalente
in der Abführwarteschlange
aufweisen, wobei der Kopfeintrag dieser Warteschlange z. B. mit
dem fünften
Eintrag der Zuführwarteschlange übereinstimmt.
Ein abgefälschtes
Ereignis weist Einträge
auf, die in beiden Warteschlangen erscheinen, aber diese Einträge stimmen
nicht miteinander oder mit jeglichem anderen Eintrag überein.
-
Der
Vergleichsprozess
54 ist angeordnet, um nicht nur nach
erwarteten Übereinstimmungen
sondern auch nach verlorenen, eingefügten und abgefälschten
Ereignissen zu suchen. In der Praxis jedoch ist es notwendig, einige
Einschränkungen
auf das Ausmaß der
Vergleiche zu legen, die zwischen den Warteschlangen beim Erfassen
von verlorenen, eingefügten
und abgefälschten
Ereignissen bewirkt werden. Genauer gesagt, wo die Kopfeinträge der Zuführ- und
Abführ-Warteschlange
nicht übereinstimmen,
ist ein weiterer Vergleich auf ein Fenster der ersten N Einträge jeder
Warteschlange beschränkt
(wobei der Wert N für
jede Warteschlange unterschiedlich sein kann aber im Allgemeinen
der gleiche ist; z. B. N = 3). Die nachfolgenden zwanglosen Definitionen
werden dann verwendet:
Erwatete Übereinstimmung: | Kopfeintrag
der Zuführwarteschlange
stimmt mit Kopfeintrag der Abführwarteschlange überein; |
Eingefügtes Ereignis: | Kopfeintrag
der Zuführwarteschlange
stimmt mit einem der ersten N Einträge der Abführwarteschlange überein,
abgesehen von dem Kopfeintrag; |
Verlorenes
Ereignis: | Kopfeintrag
der Abführwarteschlange
stimmt mit einem der ersten N Einträge der Zuführwarteschlange überein,
abgesehen von dem Kopfeintrag; |
Abgefälschtes
Ereignis: | Kopfeintrag
der Zuführwarteschlange
stimmt nicht mit einem der ersten N Einträge der Abführwarteschlange überein und
der Kopfeintrag der Abführwarteschlange stimmt
nicht mit einem der ersten N Einträge der Zuführwarteschlange überein. |
-
6 ist
ein Flussdiagramm, das den Eintragsübereinstimmungsprozess darstellt.
Bei Schritt 60 werden die Kopfeinträge der Zuführ- und Abführ-Warteschlange verglichen;
wenn sie übereinstimmen,
entspricht dies einer „erwarteten Übereinstimmung" und die Kopfeinträge werden
als übereinstimmende
Paare von Auszügen
ausgegeben (Schritt 63). Wenn die Kopfeinträge nicht übereinstimmen,
wird der Kopfeintrag der Zbführwarteschlange
dann bei Schritt 61 mit dem zweiten, dritten, etc. Eintrag
in der Abführwarteschlange
verglichen, bis entweder eine Übereinstimmung
gefunden wird oder die Grenze, die durch den Fensterwert N gesetzt
ist, erreicht ist. Wenn eine Übereinstimmung
gefunden wird, entspricht dies einem eingefügten Ereignis. Die Abführeinträge bis zu
dem übereinstimmenden
Eintrag werden dann verworfen (Schritt 70), die übereinstimmenden
Einträge
werden als das übereinstimmende
Auszugspaar ausgegeben (Schritt 71) und ein Zählwert von eingefügten Ereignissen
wird aktualisiert (Schritt 72), gemäß der Anzahl von verworfenen
Abführeinträgen. Wenn
jedoch bei Schritt 61 keine Übereinstimmung gefunden wird,
wird der Kopfeintrag der Abführwarteschlange
mit dem zweiten, dritten, etc. Eintrag in der Zuführwarteschlange
verglichen (Schritt 62), bis entweder eine Übereinstimmung
gefunden wird oder die Grenze erreicht wird, die durch den Fensterwert
N gesetzt wird. Wenn eine Übereinstimmung
gefunden wird, entspricht dies einem verlorenen Ereignis; die Zuführeinträge bis zu
dem übereinstimmenden
Eintrag werden dann verworfen (Schritt 64), die übereinstimmenden
Einträge
werden als das übereinstimmende
Auszugspaar ausgegeben (Schritt 65), und ein Zählwert von
verlorenen Ereignissen wird aktualisiert (Schritt 66),
gemäß der Anzahl
von verworfenen Zuführeinträgen. Wenn
jedoch bei Schritt 62 keine Übereinstimmung gefunden wird,
entspricht dies einem abgefälschten
Ereignis; die Kopfeinträge
der Zuführ-
und Abführ-Warteschlangen
werden verworfen und ein Zählwert
von abgefälschten
Ereignissen wird inkrementiert.
-
Das
Ausgeben der übereinstimmenden
Auszugspaare kann natürlich
nur eine Zeigereinstellung umfassen und keine physische Datenübertragung.
Ferner, wenn nur ein Teil jedes übereinstimmenden
Auszugs für
eine nachfolgende Verarbeitung durch die QoS-Messeinheit 31 erforderlich
ist, dann muss nur dieser Teil aus der entsprechenden Warteschlange
ausgegeben werden. Diesbezüglichen
ist es oft möglich,
die Auszugssignatur nach einer Übereinstimmung
zu verwerfen; dies ist jedoch vielleicht nicht immer der Fall.
-
Die
Zählwerte
von eingefügten,
verlorenen und verfälschten
Ereignissen werden in einer Zähleinheit 59 gehalten
(5) und werden periodisch zu der QoS-Messeinheit
ausgegeben.
-
Wenn
der Korrelator 30 erstmals die Operation beginnt und bevor
jegliche Übereinstimmungen
gefunden sind, kann es angemessen sein, mit einer größeren Fenstergröße N für jede Warteschlange
zu arbeiten, als sie nachfolgend verwendet wird, nachdem eine Übereinstimmung
gefunden wurde.
-
Es
wird darauf hingewiesen, dass andere Ereigniskorrelationsverfahren
ebenfalls möglich
sind.
-
QoS-Messeinheit
-
Die
QoS-Messeinheit 31 nimmt die Informationen (wie z. B. Zeitstempeldaten),
die in den Auszügen enthalten
sind, und leidet Dienstqualitäts-Maße auf standardmäßige Weise
her, die Fachleuten auf dem Gebiet bekannt ist.
-
Ändern der
Kriterien und Auszugsregeln
-
Die
Messstation 27 umfasst eine Steuereinheit 32 mit
der die Ereignistypkriterien, die in dem Speicher 23 gespeichert
sind, und die Auszugserzeugungsregeln, die in dem Speicher 26 gespeichert
sind, von jeder Ereigniserfassungseinheit 21 geändert werden
können,
um unterschiedliche Dienstqualitätsmessungen
zu bewirken (die Steuerverbindungen sind durch gestrichelte Linien
in 1 dargestellt).
-
Es
kann ebenfalls erwünscht
sein, die Auszugserzeugungsregeln zu ändern, um die Größe der Auszüge zu reduzieren,
um die Datenrate zwischen den Einheiten 21 und der Station 27 zu
reduzieren, in dem Fall, in dem die Verknüpfungen, die die Auszüge tragen,
bandbreitenbegrenzt sind, oder es ist erwünscht, die Verknüpfungen
nicht zu belasten. Somit können
die Auszugerzeugungsregeln in entsprechenden Umständen modifiziert
werden, um Ereignistyp-Kriteriumidentifizierer und/oder -Zeitstempel
wegzulassen (obwohl dies den Bereich von möglichen Messungen reduzieren
kann). Während
es immer notwendig sein wird, eine Signatur in jeden Auszug einzuschließen, könnte die
Länge dieser
Signatur auch adaptiv eingestellt werden – somit könnte z. B. wo die Signatur
aus Signetten besteht, wie oben beschreiben ist, die Anzahl von
Signetten in der Signatur adaptiv variiert werden, um jegliche gegenwärtige Bandbreitenbeschränkungen
zu berücksichtigen.
-
Eine
Bestimmung, dass die Bericht-Datenrate von einer Ereigniserfassungseinheit 21 ein
Einstellen benötigt,
kann durch eine Ratenüberwachungseinheit 35 (1)
auf der Basis bewirkt werden, dass diese Datenrate im Durchschnitt
eine vorbestimmte Schwelle nicht überschreiten sollte, die entweder
ein fester Wert sein kann oder adaptiv mit dem Laden der Verknüpfung variieren
kann, die den Bericht-Auszugsstrom
trägt (diese
Verknüpfung
kann anderen Verkehr tragen). Im Allgemeinen wird die Strategie
angenommen, dass die Berichtdatenrate so hoch wie möglich innerhalb
dieser Schwelle sein kann, und die Auszugerzeugungsregeln entsprechend
adaptiv geändert
werden.
-
Wenn
die Verknüpfungen,
die die Auszugströme
tragen, Punktzu-Punkt-Verknüpfungen
zwischen den Ereigniserfassungseinheiten und der Messstation sind,
ist es unwichtig, an welchem Ende die Verknüpfungen überwacht werden, sogar wo die
Bericht-Datenraten-Schwelle adaptiv gemäß der Verknüpfungsbelastung variiert wird.
Häufig
ist dies jedoch nicht der Fall und es kann dann angemessener sein,
die Berichtdatenrate an einem oder einem anderen Ende der Verknüpfung zu überwachen.
In 1 sind Ratenüberwachungseinheiten 35 außerhalb
der Erfassungseinheiten 21 und der Messstation 27 gezeigt,
um anzuzeigen, dass die Einheiten 35 entweder in den Erfassungseinheiten 21 oder
der Station 27 vorgesehen sein können.
-
In
vielen Fällen
werden die Auszugerzeugungsregeln gleichzeitig für beide Ereigniserfassungseinheiten
geändert.
Somit, wo die Berichtdatenrate von einem Auszugsstrom diese Schwelle
erreicht, wird dies durch die entsprechende Einheit 35 der
Steuereinheit 32 berichtet, die die neuen Auszugerzeugungsregeln
bestimmt, die angewendet werden sollen (um kürzere Auszüge zu ergeben), und dann beide
Ereigniserfassungseinheiten 21 entsprechend anweist. Auf ähnliche
Weise, wo eine Ratenüberwachungseinheit 35 bestimmt, dass
ihre überwachte
Berichtdatenrate unter die Schwelle gefallen ist, zu einem Ausmaß, der eine
Erhöhung der
Auszugslänge
erlaubt, wird dies der Steuereinheit 32 berichtet; wenn
beide Ratenüberwachungseinheiten 35 dies
berichtet haben, bestimmt die Einheit 32 dann die neuen
Auszugerzeugungsregeln, die verwendet werden sollen (um vollere
Auszüge
zu ergeben), und weist beide Ereigniserfassungseinheiten an, diese
neuen Regeln zu verwenden.
-
Anstatt
die Steuereinheit die gleichzeitige Änderung der Auszugsanpassungsregeln
für beide
Erfassungseinheiten steuern zu lassen, können in geeigneten Umständen die
aktuellen Regeln, die durch jede Einheit angewendet werden, unabhängig geändert werden.
In solchen Fällen
kann jede Ratenüberwachungseinheit 35 vorteilhaft
in der entsprechenden Ereigniserfassungseinheit umfasst sein, wobei
jede Ereignisauszugserzeugungseinheit 25 dann für das Ändern der
Regeln verantwortlich gemacht wird, die sie gemäß der Ausgabe ihrer zugeordneten
Einheit 35 anwendet. Damit dieser Lösungsansatz funktioniert, ist
es notwendig, dass die zwei Einheiten 25 denselben Regeländerungsalgorithmus
verwenden (d. h. die Auszugerzeugungsregeln bei jeder Änderung
gleich modifizieren) und zusätzlich
dazu entweder:
- (a) – die Regeländerungen ungefähr zur gleichen
Zeit auftreten, da die Schwellen die gleichen sind (oder, wo eine
lastadaptive Schwellen verwendet wird, wahrscheinlich ähnlich sind
aufgrund ähnlicher
Verkehrsbelastungen), wobei angenommen wird, dass die Anzahl von
Ereignissen, die berichtet werden sollen, und somit die Berichtdatenrate,
ungefähr
für beide
Auszugsströme
gleich ist; oder
- (b) – wo
unterschiedliche Auszugserzeugungsregeln durch jede Einheit 25 angewendet
werden, diese Regeln kompatible Auszüge verursachen, d. h. Auszüge mit Signaturen,
die für
dasselbe Ereignis übereingestimmt
werden können.
-
Situation
(b) kann erreicht werden, wo die Auszugsänderung die Signatur nicht
beeinflusst. Sie kann auch in dem Fall erreicht werden, in dem die
Signatur aus Signetten aufgebaut ist, wie oben beschrieben ist, da
es trotzdem möglich
ist, dass der Korrelator 30 Signaturen durch Untersuchen
von ausschließlich
den Signetten übereinstimmt,
die in beiden Signaturen vorhanden sind, die verglichen werden,
sollten die Auszugssignaturen in den Zuführ- und Abführ-Auszugsströmen aus unterschiedlichen Zahlen
von Signetten aufgebaut sein, da unterschiedliche Auszugserzeugungsregeln
durch die zwei Einheiten 25 angewendet werden. Offensichtlich,
je kleiner die Anzahl von Signetten, die verglichen werden, desto
größer ist
die Wahrscheinlichkeit, dass eine falsche Übereinstimmung getroffen wird.
Der Vorteil jedoch, der dadurch geboten wird, dass die Einheiten
unabhängig
ihre Auszugserzeugungsregeln anpassen (einschließlich durch Signaturmodifikation)
ohne dadurch eine Signaturübereinstimmung
zu verhindern, wird derart betrachtet, dass er die leichte Erhöhung der Wahrscheinlichkeit
einer falschen Übereinstimmung
aufhebt.
-
Varianten
-
In
der vorangehenden Beschreibung wurde angenommen, dass beide Ereigniserfassungseinheiten mit
denselben Ereignistypkriterien arbeiten, so dass idealerweise der
Satz aus Ereignissen, die durch jeden Einheit berichtet werden,
identisch ist. Tatsächlich
ist dies nicht wesentlich, wird jedoch allgemein bevorzugt. In bestimmten
Umständen
kann es erwünscht
sein, Sätze
von Kriterien zu verwenden, die nicht identisch sind aber wesentliche Überlappungsbereiche
aufweisen (in dem Sinn, dass sie nicht gegenseitig ausschließend sind,
wobei eine wesentlich Anzahl der Ereignisse, die einen Satz aus
Kriterien erfüllen,
auch den anderen Satz aus Kriterien erfüllen). Beispielsweise werden
vier Ereigniserfassungseinheiten ECU_1 bis ECU_4 betrachtet (ECU
= event-capture unit), die an unterschiedlichen Punkten auf einem
Netzwerk positioniert sind und angeordnet sind, um Ereignisse zu
erfassen, die im Hinblick auf den Wert eines Feldes X von Dateneinheiten einer
bestimmten Verbindung spezifiziert sind, wobei die spezifizierten
Werte des Feldes X wie folgt sind:
ECU_1 | Feld
X = 16 oder 17; |
ECU_2 | Feld
X = 17 oder 18; |
ECU_3 | Feld
X = 18; |
ECU_4 | Feld
X = 16. |
-
Der
Kriteriumssatz von ECU_1 und ECU_2 überlappt, wohingegen der Kriteriumssatz
von ECU_3 ein Teilsatz von dem von ECU_2 und der Kriteriumssatz
von ECU_4 ein Teilsatz von ECU_1 ist. Durch Übereinstimmen von Signaturen
der Ereignisse, die durch ECU_1 und ECU_2 berichtet werden, können Ereignisse mit
einem Wert „17" des Feldes X zwischen
den Netzwerkpunkten, an denen ECU-1 und ECU-2 angeordnet sind, überwacht
werden. Auf ähnliche
Weise können
durch Übereinstimmen
von Signaturen der Ereignisse, die durch ECU_1 und ECU_4 berichtet
werden, Ereignisse mit einem Wert „16" des Feldes X zwischen den Netzwerkpunkten überwacht
werden, an denen ECU_1 und ECU_4 angeordnet sind. Wiederum können durch Übereinstimmen
von Signaturen der Ereignisse, die durch ECU_2 und ECU_3 berichtet
werden, Ereignisse mit einem Wert „18" des Feldes X zwischen den Netzwerkpunkten überwacht
werden, an denen ECU_2 und ECU_3 angeordnet sind. Auf diese Weise
werden drei Messungen über
das Netzwerk unter Verwendung von nur vier Ereigniserfassungseinheiten
erreicht. Natürlich
enthalten bei einer solchen Anordnung einer oder beide Auszugsströme, die
zu dem Ereigniskorrelator zugeführt
werden, der mit dem Übereinstimmen
von Ereignissen beauftragt ist, die einen bestimmten Wert des Feldes
X aufweisen, inhärent
ungewollte Ereignisauszüge,
die verworfen werden müssen.
Um dies zu berücksichtigen,
muss die Größe des Fensters,
das bei dem oben beschriebenen Ereigniskorrelationsprozesses verwendet
wird, geeignet dimensioniert sein. Es wird darauf hingewiesen, dass
das vorangehende Beispiel auf darstellende Weise gegeben ist und
beabsichtigt einfach gehalten wurde, um das Verständnis des
Prinzips zu ermöglichen,
dass der Kriteriumssatz nicht an jeder Ereigniserfassungseinheit
identisch sein muss.
-
Obwohl
die vorliegende Erfindung oben Bezug nehmend auf eine Verbindung
zum Übertragen
von ATM-Zellen über
ein Netzwerk beschrieben wurde, wie bereits in dem Einleitungsabschnitt
der vorliegenden Beschreibung erwähnt wurde, ist die Erfindung
gleichermaßen
auf andere Typen einer Verbindungs- und Daten-Einheit anwendbar
(einschließlich
SDH-Einheiten),
obwohl sie einem möglichen
Multiplexen/Vermischen mit Einheiten aus anderen Strömen unterliegt.
Genauer gesagt umfasst der Ausdruck „Dateneinheit" sowohl diskrete
Pakete, Zellen oder Rahmen, die direkt auf einer Netzwerkverknüpfung auftreten,
als auch logische Strukturen, die in letztere übertragen werden können (einschließlich durch
Segmentierung über
solche Einheiten) und in verschienen Entfernungen einer logischen
Strukturierungshierarchie von den Einheiten sein können, die
tatsächlich
auf dem Netzwerk erscheinen. In diesen letzteren Fällen muss
die Ereigniserfassungseinheit in der Lage sein, die logischen Dateneinheiten
von Interesse aus den Verkehrseinheiten zu rekonstruieren, die direkt
auf dem Netzwerk erscheinen.
-
Es
kann auch darauf hingewiesen werden, dass häufig eine Hierarchie aus Verbindungen
bei der Übertragung
von Daten von einem Originalquellort zu einem Endzielort beteiligt
ist, wobei Verbindungen, die niedriger in der Hierarchie sind, sich
einen größeren Weg
zwischen dem Originalquellort und dem Endzielort erstrecken und
unterschiedliche dieser Verbindungen im Allgemeinen unterschiedliche
Typen von Verkehrseinheiten umfassen. Somit kann bei einem einfachen
Beispiel ein Strom aus ATM-Zellen, der auf einem Netzwerk platziert
ist, zu einem spezifizierten Zielort durch eine Verbindung übertragen
werden, die das Packen der ATM-Zellen in SDH-Rahmen für eine Teilstrecke
der Reise über
das Netzwerk umfasst. In diesem Fall ist zusätzlich zu der Verbindung, die
die Übertragung
von Verkehrseinheiten in der Form von ATM-Zellen zwischen einem
spezifizierten Quellort und einem Zielort umfasst, eine Verbindung
beim Transportieren der ATM-Zellen über die zuvor erwähnte Teilstrecke
des Netzwerks beteiligt, wobei diese letztere Verbindung mit SDH-Rahmen
als ihre Verkehrseinheiten arbeitet, die in das Netzwerk übertragen
werden müssen.
Das Verhalten von beiden Verbindungen ist von Interesse, obwohl
das Verhalten der SDH-Verbindung wahrscheinlich nur von spezifischem
Interesse für
den Netzwerkoperator sein wird, wohingegen der Benutzer, der die
ATM-Verbindung benötigt,
primär
an dem Verhalten der Gesamt-ATM-Verbindung interessiert sein wird
(das Verhalten der Letzteren wird natürlich durch das Verhalten der
SDH-Verbindung beeinflusst). Die vorliegende Erfindung ist an Dienstqualitätsmessungen
für beide
vorangehenden Verbindungen anwendbar.
-
Abschließend sollte
darauf hingewiesen werden, dass die Verkehrseinheiten, die auf dem
Netzwerk an den zwei überwachten
Punkten erscheinen, unterschiedliche Typen sein können, und
die Ereigniserfassungseinheit dafür verantwortlich ist, die Dateneinheiten
von Interesse zu extrahieren.