專利名稱：分析通信網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及用于對通信網(wǎng)絡(luò)進行基準化和模擬的系統(tǒng)和方法，并更具體地涉及對通信網(wǎng)絡(luò)進行基準化、監(jiān)控、故障檢修和模擬的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
諸如路由器的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備典型地測量和記錄有關(guān)已知為“MIB”的內(nèi)部控制塊中它們的部件的有效性和利用的信息。諸如VitalNetTM和Concorde-Health的網(wǎng)絡(luò)管理工具讀取管理信息庫(MIB)控制塊內(nèi)容并記錄查驗(ping)回波數(shù)據(jù)包的往返行程次數(shù)。這些管理工具還從網(wǎng)絡(luò)路由器MIB中的SNMP MIB數(shù)據(jù)中捕獲鏈路利用。典型地把過度利用的鏈路報告到熱圖中的基于每周或每月的管理。網(wǎng)絡(luò)管理人員可以使用這些類型的工具來嘗試把數(shù)據(jù)包丟失或長響應(yīng)時間的查驗事件與MIB控制塊內(nèi)容聯(lián)系起來，以便發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)路徑內(nèi)過度利用的、損壞的或失諧的部件。他們還可以使用鏈路利用數(shù)據(jù)來與某個利用閾值相比較，以便在嘗試阻止利用問題的發(fā)生時預(yù)先要求額外的能力。用于產(chǎn)生熱圖、趨勢報告和其他的商品級別上的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的這種技術(shù)和方法已歷經(jīng)數(shù)十年，并且很容易理解。
然而，尚不存在把由所述工具產(chǎn)生的數(shù)據(jù)映射到對于商業(yè)需求的實現(xiàn)的已知方式。例如，依靠這些工具產(chǎn)生的由MIB值導(dǎo)出的熱圖是可能的性能問題的指示符，但是所述熱圖無法獨立地確定是否存在性能問題或(可能有關(guān)商業(yè)的特定部分的)特定的鏈路是否為原因。而且，熱圖可能無法識別在連接中重度利用高速鏈路是否為瓶頸，該連接也包括慢得多的、輕度利用的鏈路。因此，MIB值提供了在沿著網(wǎng)絡(luò)路徑的離散點上的狀態(tài)的良好理解，但通常不能提供及時的問題解決和對額外能力的有效投入的管理目標所需的端對端性能的理解等級。
除了其目前在端對端網(wǎng)絡(luò)評估中有限的可用性外，對MIB數(shù)據(jù)的使用存在其他的局限性。兩種這樣的局限性在于不精確的設(shè)置規(guī)范(例如，在MIB中記載不精確的鏈接速度值)和控制塊計數(shù)器問題(例如，在某時段內(nèi)接收的數(shù)據(jù)包的數(shù)量是11,000但計數(shù)器只能進到9,999，則計數(shù)器復(fù)位并且讀取1,001而不是11,000)。如果MIB值是不精確的，那么從MIB數(shù)據(jù)中導(dǎo)出基線和當前網(wǎng)絡(luò)性能值的效果將受到嚴重影響。
總而言之，在最好的當前技術(shù)中仍存在下列情形(a)基于MIB數(shù)據(jù)的分析很難被外推超出單中繼段級別。
(b)由于設(shè)置的不精確性或控制塊復(fù)位問題，單獨的MIB值經(jīng)常不精確。
(c)查驗值會不精確地反映用戶業(yè)務(wù)，因為(i)查驗是ICMP，而不是TCP協(xié)議，以及(ii)在比用戶業(yè)務(wù)低得多的優(yōu)先級上處理到路由器的查驗。
(d)使用查驗的端對端分析通常是不精確的，因為(i)當通過查驗發(fā)現(xiàn)端對端排隊延遲時，難于確定在哪個方向和哪個中繼段中發(fā)生延遲，以及(ii)測試網(wǎng)絡(luò)的查驗數(shù)據(jù)包的出站和返回路徑可能具有不同速度并可能途經(jīng)不同路徑。
查驗測量提供對網(wǎng)絡(luò)性能的端對端視點。網(wǎng)絡(luò)性能特征在于，對于諸如文件傳送的流應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)吞吐的性能，以及對于諸如商業(yè)交易或詢問響應(yīng)交易的應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)時間的性能。如通常所捕獲的查驗測量典型地指示對于交易類型的應(yīng)用的潛在性能問題，但不針對吞吐類型的應(yīng)用，因而在網(wǎng)絡(luò)管理的現(xiàn)有技術(shù)中，所述查驗測量部分地完善了所經(jīng)歷的管理差距，其中僅僅將使用基于MIB的值。而且，甚至對于交易類型應(yīng)用的性能的分析，盡管測試發(fā)現(xiàn)延長的查驗時間是有用的，因為它指示沿著路徑的某處出現(xiàn)排隊，但該測試不能總是可靠地檢測到沿著路徑哪里可能出現(xiàn)利用。

發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明的一個方面中，提供了一種模擬網(wǎng)絡(luò)的方法。該方法包括以下步驟獲得有關(guān)一個或多個網(wǎng)絡(luò)中繼段的一個或多個度量，通過所述一個或多個網(wǎng)絡(luò)中繼段的一個或多個度量來計算一個或多個性能評定，以及基于所述計算步驟來運算一個或多個網(wǎng)絡(luò)中繼段的整體基線能力，以便用于特征化一個或多個應(yīng)用的影響、識別由網(wǎng)絡(luò)部件所減少的性能以及預(yù)計通過更換網(wǎng)絡(luò)部件所導(dǎo)致的影響中的至少任意一個。
在本發(fā)明的另一個方面中，提供了一種管理網(wǎng)絡(luò)的方法。該方法包括以下步驟識別將被分析的一個或多個網(wǎng)絡(luò)路徑，并沿著所述一個或多個網(wǎng)絡(luò)路徑從一個或多個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中收集管理信息庫(MIB)數(shù)據(jù)和查驗數(shù)據(jù)。該方法還包括運算來自MIB和查驗數(shù)據(jù)的一個或多個輸出。所述輸出包括對于一個或多個網(wǎng)絡(luò)路徑的基線和當前可用的流速、一個或多個網(wǎng)絡(luò)路徑的當前可用的會話速度、一個或多個網(wǎng)絡(luò)路徑的等待時間、一個或多個網(wǎng)絡(luò)路徑的當前流利用和沿著一個或多個網(wǎng)絡(luò)路徑的當前排隊時間。該方法還包括從所述運算步驟的一個或多個輸出中產(chǎn)生一個或多個流應(yīng)用的基線和當前性能以及一個或多個會話應(yīng)用的基線和當前性能，以便用于識別沿著一個或多個網(wǎng)絡(luò)路徑的減少的性能。
在本發(fā)明的另一個方面中，提供了一種用于模擬網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括用于獲得有關(guān)網(wǎng)絡(luò)的一部分的度量的裝置，用于從一個或多個度量中計算一個或多個性能評定的裝置，以及用于基于所述性能評定來運算所述網(wǎng)絡(luò)的一部分的整體基線能力的裝置，以便用于特征化一個或多個應(yīng)用的影響、識別由網(wǎng)絡(luò)部件所減少的性能和預(yù)計通過更換網(wǎng)絡(luò)部件所導(dǎo)致的影響中的至少任意一個。
在另一個方面中，提供了一種計算機程序產(chǎn)品，其包括具有包含于媒介中的可讀程序碼的計算機可用媒介。所述計算機程序產(chǎn)品包括至少一個部分，用于識別將被分析的一個或多個網(wǎng)絡(luò)路徑，沿著一個或多個網(wǎng)絡(luò)路徑從一個或多個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中收集管理信息庫(MIB)數(shù)據(jù)和查驗數(shù)據(jù)。所述計算機程序產(chǎn)品還包括至少一個部分，用于運算所述來自MIB和查驗數(shù)據(jù)的一個或多個下列輸出，以便調(diào)諧或識別一個或多個網(wǎng)絡(luò)路徑中的問題。所述輸出包括對于一個或多個網(wǎng)絡(luò)路徑的基線和當前可用的流速、一個或多個網(wǎng)絡(luò)路徑的當前可用的會話速度、一個或多個網(wǎng)絡(luò)路徑的等待時間、一個或多個網(wǎng)絡(luò)路徑的當前流利用以及沿著一個或多個網(wǎng)絡(luò)路徑的當前排隊時間。所述計算機程序還包括至少一個部分，用于從所述運算步驟的一個或多個輸出中產(chǎn)生一個或多個流應(yīng)用的基線和當前性能以及一個或多個對話應(yīng)用的基線和當前性能，以便用于識別沿著一個或多個網(wǎng)絡(luò)路徑的減少的性能。


圖1是本發(fā)明示例性環(huán)境的實施例的框圖；圖2A和2B是兩個中繼段客戶端經(jīng)由路由器到服務(wù)器的連接的示例性
具體實施例方式
本發(fā)明一般針對使用網(wǎng)絡(luò)資源管理數(shù)據(jù)(諸如來自用戶文件、跟蹤路由和其他探測發(fā)現(xiàn)命令或技術(shù)，和例如來自網(wǎng)絡(luò)管理工具VitalNetTM和Concord e-Health)的系統(tǒng)和方法，所述網(wǎng)絡(luò)資源管理數(shù)據(jù)包括屬性，諸如設(shè)備類型、位置和用于建立網(wǎng)絡(luò)連接性的數(shù)據(jù)庫模型的鏈接速度。該模型包括對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和連接它們的通信鏈路的描述。每個這樣的設(shè)備-鏈接-設(shè)備的連接被稱為“網(wǎng)絡(luò)中繼段”。包括在數(shù)據(jù)庫初始設(shè)置中的是可以從中執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)的基線數(shù)學分析的數(shù)據(jù)；所述數(shù)據(jù)包括鏈路終點位置(或距離)、設(shè)備位置和設(shè)備等待時間。使用彼此隔離并以短脈沖形式發(fā)送的較長和較短的查驗數(shù)據(jù)包來執(zhí)行查驗，以提供用于對基線網(wǎng)絡(luò)性能的分析的數(shù)據(jù)，所述分析獨立于文件并且是基于MIB的基線分析。
通過“網(wǎng)絡(luò)基線性能”，它典型地意味著在處理正執(zhí)行單個特定任務(wù)的單個新用戶的工作時不存在其他用戶的網(wǎng)絡(luò)(即網(wǎng)絡(luò)路徑)的性能。因此，基準化步驟回答了諸如“跨每個端對端網(wǎng)絡(luò)路徑的可能的最佳文件傳送速率是多少以及跨每個端對端網(wǎng)絡(luò)路徑的可能的最佳網(wǎng)絡(luò)級別交易響應(yīng)時間是多少？”的問題。
除了基線性能之外，新的技術(shù)也覆蓋對網(wǎng)絡(luò)的當前性能的分析?！熬W(wǎng)絡(luò)當前性能”通常指在處理正執(zhí)行單個特定任務(wù)的單個新用戶的工作時包括當前使用網(wǎng)絡(luò)的用戶的情況下的網(wǎng)絡(luò)性能。因此，確定網(wǎng)絡(luò)當前性能的步驟回答了諸如“跨每個端對端網(wǎng)絡(luò)路徑的當前可實現(xiàn)的可能的最佳文件傳送速率是多少以及跨每個端對端網(wǎng)絡(luò)路徑的當前可實現(xiàn)的可能的最佳網(wǎng)絡(luò)級別交易響應(yīng)時間是多少？”的問題。
除了確定網(wǎng)絡(luò)的基線和當前性能級別之外，本發(fā)明的系統(tǒng)和方法允許對網(wǎng)絡(luò)潛在改變的容易和精確的“假定”模擬，所述改變諸如額外業(yè)務(wù)的性能上的影響、鏈接速度增加或客戶端和服務(wù)器之間的距離的改變。通過提供對由于隊列建立、傳播延遲或網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的慢速串行化或處理而減慢了跨網(wǎng)絡(luò)連接的整體性能的部件的快速識別，在網(wǎng)絡(luò)資源管理數(shù)據(jù)庫中建立這樣級別的分析能力使問題分析和解決更加便利。
因此，本發(fā)明提供了對于一個或多個網(wǎng)絡(luò)段(例如一個或多個中繼段或者端對端)所測量和觀察到的性能數(shù)據(jù)，以便可能實現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)中減小的性能的識別。此外，本發(fā)明可提供基于對網(wǎng)絡(luò)中一個或多個部件的計劃改變的性能影響的預(yù)計。
圖1是本發(fā)明示例環(huán)境的實施例的框圖，一般地由標號100表示。環(huán)境100可以包括性能管理服務(wù)器105，用于運行性能跟蹤、模擬和基準化軟件。此外還包括的可以是儀表板110(即顯示器)，用于顯示被監(jiān)控的網(wǎng)絡(luò)單元和狀態(tài)；以及性能數(shù)據(jù)庫115，用于在性能管理服務(wù)器105的控制下存儲性能和狀態(tài)數(shù)據(jù)。
示例環(huán)境100還可以包括一個或多個網(wǎng)絡(luò)鏈路125A-125D連同各種網(wǎng)絡(luò)部件120A-120I，例如，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、路由器、應(yīng)用程序、網(wǎng)橋、網(wǎng)關(guān)、服務(wù)器等等，它們均適合于它們在網(wǎng)絡(luò)中的位置和功能。根據(jù)部件的類型和作用，網(wǎng)絡(luò)部件125A-125I中的每一個還可以包括由每個網(wǎng)絡(luò)部件所維護的管理信息庫(MIB)。
在本發(fā)明中，網(wǎng)絡(luò)中的每個中繼段(也就是，在整個網(wǎng)絡(luò)中的每個中繼段或端對端路徑中的每個中繼段)可以被分析以提供某個時段中的有關(guān)每個中繼段的性能的度量。如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將認識到的，這些度量可以包括但不局限于以下內(nèi)容-有關(guān)中繼段的速度，其可以包括理論上和參數(shù)上控制的速度。
-傳播延遲。
-設(shè)備等待時間。
-利用(例如，測量值對理論值的百分比或比率)。
-數(shù)據(jù)包丟失速率。
-輸入字節(jié)速率。(特定時間間隔中在設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)接口上接收的字節(jié)或八位組的數(shù)量。所述時間間隔是由網(wǎng)絡(luò)管理所設(shè)置的MIB刷新率，并且典型地被設(shè)置為5、10或15分鐘。)-輸出字節(jié)速率。
-輸入數(shù)據(jù)包速率。(特定時間間隔中在設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)接口上接收的數(shù)據(jù)包的數(shù)量。)-輸出數(shù)據(jù)包速率。
-跨中繼段的查驗時間，其可以包括對于較小和較大數(shù)據(jù)包的單獨查驗時間。
在這些度量中，利用、數(shù)據(jù)包損失速率、輸入/輸出字節(jié)速率、中繼段的查驗時間和輸入/輸出數(shù)據(jù)包速率相對于時間而變化。其余的度量(即，速度、等待時間、傳播延遲等等)通常保持不變，除非可能由網(wǎng)絡(luò)工程師有意地進行修改。
根據(jù)這些度量的值，可以計算給定中繼段的性能計算(即一個或多個性能評定)。一旦進行了計算，可以將多個中繼段的單獨中繼段的值結(jié)合使用，以便用這樣的方式確定網(wǎng)絡(luò)路徑的端對端行為，所述方式是關(guān)于提供對網(wǎng)絡(luò)的不同方面的理解，所述不同方面包括這些(i)特征化不同類型的應(yīng)用并計算它們將如何在網(wǎng)絡(luò)上執(zhí)行。
(ii)哪些網(wǎng)絡(luò)部件可能對減少的性能負有責任(例如瓶頸節(jié)點)以及所述部件對于所減少性能的貢獻的程度是多少。
(iii)預(yù)計網(wǎng)絡(luò)中任何鏈路上的任何部件的改變(例如升級或替換)可能會對整個端對端路徑的性能有什么影響。
典型地，存在網(wǎng)絡(luò)來支持分布式應(yīng)用，它們可以被特征化為運行代碼的那些應(yīng)用程序，其在某個點上需要跨網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳送給對方。典型地，數(shù)據(jù)傳輸開始于當例如開放式系統(tǒng)互聯(lián)(OSI)層7的用戶應(yīng)用程序?qū)?shù)據(jù)緩沖并發(fā)布“發(fā)送”命令時，例如，所述命令把將要跨API(例如OSI層6)傳送的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到諸如傳輸控制協(xié)議(TCP)或因特網(wǎng)控制報文協(xié)議(ICMP)的功能，以便開始對跨網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)綄Ψ降臄?shù)據(jù)進行格式化的進程。
應(yīng)用建檔(profiling)可以被用于確定通過應(yīng)用呈現(xiàn)到網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)的特性。采用對行業(yè)(LoB)人員有意義的并可通過網(wǎng)絡(luò)人員測量的方式的應(yīng)用業(yè)務(wù)的特征化實例使網(wǎng)絡(luò)人員能夠把網(wǎng)絡(luò)管理工具所收集的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)殛P(guān)于所述網(wǎng)絡(luò)符合LoB要求的程度的精確信息。在一個方面中，本發(fā)明的系統(tǒng)和方法通過把有關(guān)網(wǎng)絡(luò)部件的數(shù)據(jù)處理成有關(guān)應(yīng)用性能的有意義的信息而提供相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)性能數(shù)據(jù)給LoB需求。
因為應(yīng)用建檔可以直接關(guān)聯(lián)于與商業(yè)需要相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)性能，所以通過本發(fā)明的系統(tǒng)和方法還提供了應(yīng)用建檔的精確描述。根據(jù)本發(fā)明，應(yīng)用可以被建檔包括工作單元集，其中每個工作單元集需要將完成特定數(shù)量的轉(zhuǎn)向(跨網(wǎng)絡(luò)的行程)來發(fā)送和接收的特定數(shù)量的字節(jié)。由應(yīng)用所執(zhí)行的工作單元的例子包括但不局限于以下內(nèi)容-工作會話單元，包括“m”字節(jié)的單次傳輸和“n”字節(jié)的單次接收(例如，TN3270詢問/響應(yīng))-多轉(zhuǎn)向的工作會話單元，包括具有全部所傳輸?shù)摹癿”字節(jié)和所接收的“n”字節(jié)的“p”次轉(zhuǎn)向(例如，使用確認和“向下獲取”功能的基于SQL的對數(shù)據(jù)庫行的檢索)-工作流單元，包括將被傳輸?shù)摹皀”兆字節(jié)的數(shù)據(jù)(例如文件傳送應(yīng)用)所述系統(tǒng)和方法還提供將被特征化的網(wǎng)絡(luò)部件，以便可以在下述的一個或多個情況下提供在支持工作的應(yīng)用單元時對它們性能的計算，所述情況有-當呈現(xiàn)新的工作單元時，基線條件是經(jīng)歷零利用時的部件的特征。
-當對部件呈現(xiàn)工作單元時，當前條件是經(jīng)歷當前的(例如已知的)利用級別時的部件的特征。
-假定條件是一個或多個部件的特征，其中出于模擬的目的而計算在已改變條件下的工作單元的性能。
根據(jù)本發(fā)明，可以基于部件的固定度量(例如，速度、設(shè)備等待時間和/或距離)和可變度量(例如，利用、平均數(shù)據(jù)包大小和/或數(shù)據(jù)包損失率)執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)部件性能的運算。而且，在基線、當前和假定條件下執(zhí)行工作單元的部件的能力可以從部件的固定和可變度量中進行運算。部件的固定度量典型地來源于資源管理數(shù)據(jù)，并當做出對資源的改變時可進行更改?？勺兌攘靠蓙碓从贛IB數(shù)據(jù)，并且每當存在對于MIB的SNMP“獲得(get)”時可以被改變，這通常會在大約每5到15分鐘發(fā)生，但也可以不同。應(yīng)用簡檔(profile)特性也可以來源于軌跡、應(yīng)用業(yè)務(wù)流分析軟件、應(yīng)用文件或應(yīng)用設(shè)計者。
儀表板的考慮LoB的管理人員和網(wǎng)絡(luò)的管理人員可以需要不同的儀表板(例如110)，其根據(jù)他們的興趣領(lǐng)域或關(guān)心領(lǐng)域來反映出狀態(tài)。例如，如果路徑中的鏈路出現(xiàn)故障，而具有足夠性能的后續(xù)路由正在傳送用戶業(yè)務(wù)，則根據(jù)網(wǎng)絡(luò)管理員的觀點存在紅色條件(即鏈路故障)，而根據(jù)LoB管理員的觀點存在綠色或黃色條件?；蛘?，如果存在丟失或延遲的業(yè)務(wù)，LoB管理員可以看到黃色條件。
由于LoB典型地直接或間接地負擔網(wǎng)絡(luò)費用，LoB的管理通常想要了解在支持他們的商業(yè)時的網(wǎng)絡(luò)有效性。LoB的管理可能想了解，網(wǎng)絡(luò)以適當?shù)陌踩墑e一致地到達所有需求方，所述安全級別可能由服務(wù)級別協(xié)定(SLA)強迫實施，用于可靠性、彈性、性能以及成本有效性。
響應(yīng)于今天的LoB管理需要，如通常所知的，網(wǎng)絡(luò)管理員可以部署具有鏈接和部件冗余的防火墻保護的IP網(wǎng)絡(luò)。通過傳輸查驗(例如回送數(shù)據(jù)包)和收集MIB數(shù)據(jù)(例如設(shè)備控制塊計數(shù)器記錄)來完成網(wǎng)絡(luò)性能的測量。通過性能管理服務(wù)器105可以控制測量過程，同時例如把結(jié)果存儲在性能數(shù)據(jù)庫115中。
查驗經(jīng)常用來回答有關(guān)可用性和性能的問題，因為當查驗無法成功完成它們的往返行程時，這典型地是某個網(wǎng)絡(luò)部件不可用的結(jié)果，而當查驗成功時，它們的往返行程時間結(jié)果可以被存儲和接著進行比較，以便確定在查驗傳輸之時的性能等級。然而，不同于通常為依靠IP網(wǎng)絡(luò)的TCP協(xié)議的用戶應(yīng)用業(yè)務(wù)，查驗是相對于IP的ICMP協(xié)議，并易于遭受延遲和丟棄，其無法代表實際的用戶業(yè)務(wù)所經(jīng)歷的性能。除了查驗無法提供網(wǎng)絡(luò)性能和可用性的精確測量的事實之外，查驗容易和廉價地執(zhí)行并代表了網(wǎng)絡(luò)的性能和可用性，其足以成為有意義的值。
盡管在大多數(shù)情況下執(zhí)行查驗來反映端對端性能，但MIB數(shù)據(jù)反映用戶指定時間間隔上跨網(wǎng)絡(luò)的逐個設(shè)備和逐個端口的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)。在對于性能和能力管理的特定興趣中，MIB通過時間間隔來收集和記錄業(yè)務(wù)和丟棄率，借此可以容易地推斷資源利用。如果查驗丟失，或者如果查驗往返路程時間花費了多于通常的時間；則可以沿著查驗路徑執(zhí)行MIB分析以確定沿著網(wǎng)絡(luò)路徑的哪個(如果有的話)特定部件遭到丟棄或過度利用。因此，MIB數(shù)據(jù)獨立地或與查驗協(xié)同作為用于問題、能力和性能分析的基礎(chǔ)。
可以根據(jù)度量定義網(wǎng)絡(luò)性能。例如，在上午9:30執(zhí)行的花費了835ms完成的查驗可以與上午7點花費了562ms的查驗作比較。利用的峰值為92％或其他預(yù)定閾值的鏈路可以被標記用于升級。而且，指明了web應(yīng)用響應(yīng)時間對于工業(yè)來說是次等的第三方測量可以觸發(fā)對邊緣網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的提供者的呼叫。在所有這些示例中，技術(shù)分析員或管理者使用測量作為決定的基礎(chǔ)。
本發(fā)明的系統(tǒng)和方法通過網(wǎng)絡(luò)測量來提供用于得出正確推理，不論所述推理是關(guān)于問題、調(diào)諧、服務(wù)等級或模擬計劃中的改變。所述系統(tǒng)和方法至少提供下述內(nèi)容-確定對于單個和多個中繼段的連接的網(wǎng)絡(luò)度量，-運算在其服務(wù)的各種應(yīng)用上的連接度量的合成效應(yīng)，-跟隨用于全面的、經(jīng)濟的問題解決的算法過程，以及-提供一種用于精確地確定哪里和何時應(yīng)投入基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的方法。
此外，可以包括能夠捕獲軌跡以及存儲接口上可見的所有數(shù)據(jù)包的較新工具，從而擴展和最大化對當前的工具投入的使用，同時提供用于投入的有序路徑并在所述較新的工具技術(shù)可用的位置和時間實現(xiàn)它。而且，所述系統(tǒng)和方法提供用于根據(jù)商業(yè)需求來調(diào)整網(wǎng)絡(luò)服務(wù)等級管理的基礎(chǔ)，以及提供用于智能地、精確地和主動地避免問題并解決問題的基礎(chǔ)。
收集網(wǎng)絡(luò)性能數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)性能數(shù)據(jù)典型地來自一個或多個源，其可以包括查驗、MIB數(shù)據(jù)、軌跡數(shù)據(jù)和用戶文檔編制。
查驗查驗包括由ICMP傳輸和接收的回波數(shù)據(jù)包，所述ICMP還計算查驗的全部往返行程時間。由于ICMP通常是實際上所有TCP/IP棧的部件，如果用戶訪問能夠傳輸查驗的設(shè)備，以及如果查驗沒有被路由器過濾器所阻塞，則幾乎所有的IP設(shè)備響應(yīng)于所述設(shè)備的查驗。簡單說來，查驗通?？捎糜谌魏蔚胤?，它廉價并且易于使用。
一種查驗策略是使用通常所知的“跟蹤路由”命令來確定路由器的存在和順序(所述順序例如沿著某一路徑)，并接著基于該確定，將查驗從測試站源傳輸?shù)窖刂窂降拿總€路由器，并接著傳輸?shù)浇K點目標。以此方式，能夠觀察到沿著路徑的延遲的形成。
一般而言，如果對目標執(zhí)行了多個查驗，則來自具有最小往返行程時間的那個查驗組的查驗代表了通過網(wǎng)絡(luò)的可能的最佳時間，并因此代表了網(wǎng)絡(luò)特性的基本的基礎(chǔ)物理成分。由于到目標的所有的查驗經(jīng)歷相同的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)物理成分，如果一個查驗花費了多于用來遍歷網(wǎng)絡(luò)的最小時間，則所有額外時間包括了等待來自忙碌的網(wǎng)絡(luò)設(shè)施的服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)隊列時所花費的時間。
盡管查驗可以具有大量信息，但也存在應(yīng)該考慮到的局限性。每個局限性反映了基本事實的某個方面，即查驗不是終端用戶業(yè)務(wù)。首先，查驗的開銷本身可能給網(wǎng)絡(luò)增加壓力。用于測試不良執(zhí)行以及可能已經(jīng)被過度利用的網(wǎng)絡(luò)的查驗促成了不良性能。第二，將路由器作為目標或起點的查驗測試可能示出了比網(wǎng)絡(luò)中的實際的用戶業(yè)務(wù)正在接收的等待時間和數(shù)據(jù)包丟失率高得多的等待時間和數(shù)據(jù)包丟失率。這種較高的等待時間典型地是因為不同于由路由器處理的用戶業(yè)務(wù)，到路由器的查驗通過路由器的ICMP棧，在ICMP棧中以很低的優(yōu)先權(quán)處理查驗。第三，對于到終端站目標的查驗測試，如果實際的用戶應(yīng)用正在TCP上運行，則查驗測試只能通過測量ICMP性能來模仿端對端性能。而且，用于查驗ICMP業(yè)務(wù)的路由器路徑可以不同于用戶TCP業(yè)務(wù)所采用的的路由器路徑。第四，典型地，一般每幾分鐘進行對資源的查驗。如果業(yè)務(wù)的尖峰信號出現(xiàn)持續(xù)一分鐘或更少，查驗可能無法識別它們。此事實使得查驗的方法在用于診斷某些高端簡檔性能問題時不太有效，所述問題諸如傭金交易場所上多點傳送微脈沖串(microburst)和影響網(wǎng)站的暫時性業(yè)務(wù)尖峰信號。
MIB數(shù)據(jù)MIB數(shù)據(jù)典型地駐留在路由器和其它網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的控制塊中。MIB數(shù)據(jù)的示例可以包括十五分鐘時間間隔內(nèi)在一個接口上輸入字節(jié)和輸出字節(jié)的計數(shù)以及對路由器CPU利用的測量。通過SNMP輪詢設(shè)備MIB，以便收集性能數(shù)據(jù)用于分析或趨勢判斷中。
然而，不同于不是用戶業(yè)務(wù)的查驗，MIB具有對于包括統(tǒng)計的網(wǎng)絡(luò)分析員的優(yōu)點，所述統(tǒng)計是實際用戶業(yè)務(wù)的計數(shù)和測量以及設(shè)備狀態(tài)。但是，盡管查驗提供用于獲得端對端性能描述的快速和容易的方法，但MIB僅給出獨立部件的詳細視圖，而當前不存在從MIB數(shù)據(jù)中導(dǎo)出端對端性能評估的系統(tǒng)的方法。所述系統(tǒng)和方法提供了分析的方法，用于使用MIB數(shù)據(jù)來分析通信網(wǎng)絡(luò)(即，它的端對端網(wǎng)絡(luò)連接)。此外，所述系統(tǒng)和方法提供了使用查驗分析來作為檢查機制，以克服公知的MIB數(shù)據(jù)的不精確性。本發(fā)明的再一個目的是使用新的MIB分析方法的結(jié)果來克服公知的查驗分析中的不精確性。
單個和多個中繼段的網(wǎng)絡(luò)路徑的數(shù)值分析本發(fā)明的系統(tǒng)和方法提供了執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)路徑的數(shù)值分析，包括至少確定沿著路徑的速度、長度、設(shè)備特性和利用，所述數(shù)值分析可以包括單中繼段路徑的數(shù)值分析和/或多中繼段路徑的數(shù)值分析。
單中繼段路徑分析單中繼段可以是下列兩種原因的值。第一，多中繼段終端用戶連接的任何詳細分析典型地需要對部件中繼段的了解。第二，能夠從它的各個中繼段的總和中構(gòu)建多中繼段端對端連接的精確視圖。然而，可能需要額外考慮用于確定多中繼段連接的網(wǎng)絡(luò)性能，這在下面的多中繼段分析部分中進行描述。
通過以下進一步討論的四個度量可以特征化單中繼段連接的性能。這四個度量包括鏈接速度、傳播延遲、設(shè)備等待時間以及利用(其通過數(shù)學函數(shù)與影響排隊的性能相關(guān))。
鏈接速度可通過連通性的時鐘脈沖來確定鏈接速度，諸如調(diào)制解調(diào)器(模擬鏈路)、數(shù)字服務(wù)單元(DSU)/信道服務(wù)單元(CSU)(數(shù)字鏈路)、網(wǎng)絡(luò)接口連接(NIC)(LAN)或千兆比特接口轉(zhuǎn)換器(GBIC)(光纖信道)。時鐘脈沖速度確定商業(yè)機器的鏈路出站隊列上的字節(jié)流被分為比特并放置于網(wǎng)絡(luò)上的速率。把所傳輸消息的字節(jié)轉(zhuǎn)變成比特所花費的時間被稱作串行化時間。消息的串行化時間的公式可以在數(shù)學上描述為(串行化的字節(jié)*8)/鏈接速度＝串行化時間 (等式1)例如，使用19.2kbps的調(diào)制解調(diào)器跨單中繼段網(wǎng)絡(luò)單向傳輸?shù)?200字節(jié)的消息得出以下的計算8*1200＝9600/19200＝0.5秒。
傳播延遲傳播延遲與通過示例性的NIC、調(diào)制解調(diào)器、DSU/CSU或GBIC傳播的信號所行進的距離成比例。在廣域網(wǎng)中，信號通常以稍微小于光速一半的速度行進，并且用于估計廣域網(wǎng)連接的傳播延遲的好的公式可以描述為(鏈路距離/186000)*2.1＝傳播延遲 (等式2)例如，對于連接紐約城和舊金山(接近2582英里的距離)的數(shù)據(jù)鏈路的傳播延遲可以計算為(2582英里/186000)*2.1＝29ms單向傳播延遲(估算)。
設(shè)備等待時間設(shè)備等待時間是處理數(shù)據(jù)包所需要的沿著傳輸路徑的設(shè)備的處理時間。對于在連接中間的路由器，數(shù)據(jù)包處理可以包括接收數(shù)據(jù)包、執(zhí)行檢查和的處理以及確定通過哪個端口來轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包。第一代路由器中，此處理部分由路由器的CPU執(zhí)行，并且每個數(shù)據(jù)包的平均處理時間是4ms。近來，路由器處理數(shù)據(jù)包而不用CPU干涉，而且設(shè)備等待時間典型地小于1mc，即使是當使用了諸如QoS(服務(wù)優(yōu)先級排隊的質(zhì)量)的復(fù)雜函數(shù)時。同樣地，在網(wǎng)絡(luò)的終點，其中TCP或ICMP層可以被包括在傳輸中，在較早的設(shè)備中，3或4ms的設(shè)備等待時間曾是普遍的，但在如今的終端設(shè)備中，設(shè)備等待時間通常遠小于1mc。值得注意的例外是當查驗路由器的時候。當路由器是查驗的目標時，它的處理器典型地涉及處理ICMP數(shù)據(jù)包，并且這以最低的優(yōu)先級進行。當路由器被查驗時，其通常示出比起它們只是業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)中間轉(zhuǎn)發(fā)器之時的更高的等待時間和更多的數(shù)據(jù)包損失比例。
利用利用影響用戶業(yè)務(wù)，因為當提供服務(wù)的設(shè)施已經(jīng)被其他業(yè)務(wù)所使用時，到達該服務(wù)器的新業(yè)務(wù)典型地必須在隊列中等待服務(wù)，直到前面的業(yè)務(wù)已經(jīng)被處理為止。單中繼段連接上的利用的影響是直接了當?shù)?。不管通過其他用戶使用了什么業(yè)務(wù)，其對新用戶都是不可用的。如果19.2kbps鏈路的利用是30％，則鏈路的70％是可用的，因而可用帶寬是0.7*19200＝13440bps的可用帶寬。基于可用帶寬計算性能給出包括串行化時間加排隊影響的結(jié)果。例如，如果19.2kbps鏈路利用了50％，則對于進入該中繼段的1200字節(jié)的數(shù)據(jù)包的新業(yè)務(wù)來說，鏈路上的可用帶寬需要的排隊和串行化時間是0.5*19200＝9600bps可用帶寬，并且由于1200字節(jié)的數(shù)據(jù)包在長度上為9600比特(1200字節(jié)*8比特)，并且用于排隊加串行化時間的公式是消息大小/可用帶寬＝排隊時間加串行化時間(等式3)結(jié)果為9600比特的消息/9600bps的帶寬＝1秒。排隊時間加串行化。
而且，由于排隊時間加服務(wù)時間等于1秒，并且由于鏈接速度是19200bps，那么當1200字節(jié)的消息被串行化為9600比特時，進行串行化花費了0.5秒。由于串行化加排隊時間總共為1秒，并且由于串行化部分是0.5秒，則因此排隊時間也是0.5秒。
多中繼段路徑分析終端用戶業(yè)務(wù)實際上經(jīng)常變化，并通常在它的端對端網(wǎng)絡(luò)路徑中遍歷若干中繼段。為了更正確地設(shè)置服務(wù)等級協(xié)定閾值和正確地把數(shù)值分析應(yīng)用到網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，了解不同類型的用戶應(yīng)用在多中繼段網(wǎng)絡(luò)中怎樣運行可以是必要的。
圖2A和2B是經(jīng)由路由器的兩個中繼段客戶端到服務(wù)器的連接的示例性實施例。圖2A示出了具有相同速度(即9.6kbps)的兩個中繼段220和225的兩個鏈路，而圖2B示出了類似結(jié)構(gòu)，其具有不同于第一中繼段220的速度(即9.2kbps)的速度為19.2kbps的第二中繼段230。
參考圖2A，如果客戶端205的用戶傳輸1200字節(jié)的數(shù)據(jù)包到服務(wù)器215，因此跨連接的端對端網(wǎng)絡(luò)速度(串行化速率)是每秒4800比特。然而，將文件從客戶205跨網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)椒?wù)器的網(wǎng)絡(luò)速度(串行化速率)是每秒9600比特。
圖2A的這兩個表面上等同的示例的結(jié)果是不同的(原因下面討論)，這暗示著對于多中繼段網(wǎng)絡(luò)，從端對端的視點來看，不存在對問題的單一的“正確”回答，“網(wǎng)絡(luò)速度是多少？”其回答取決于應(yīng)用的類型，并可以不同于常規(guī)的、脈沖化的和流應(yīng)用。這對于服務(wù)等級協(xié)定具有深刻含義。
對于兩個不同示例性應(yīng)用的不同速度的原因可以用當代的路由器處理數(shù)據(jù)包的方式來發(fā)現(xiàn)。當當代路由器接收數(shù)據(jù)包時，路由器在處理數(shù)據(jù)包之前接收整個數(shù)據(jù)包。路由器可以執(zhí)行代數(shù)檢查和處理，以確定是否任何比特已經(jīng)丟失或被破壞。如果有比特被損壞，則數(shù)據(jù)包被簡單地丟棄。如果沒有比特丟失或被破壞，則可以執(zhí)行某種額外處理以便把數(shù)據(jù)包路由出正確的端口，沿著路徑移動?？梢赃M行進一步的處理，以便處理最大傳輸單元(MTU)碎片或QoS排隊。在較早時，該處理的總和被稱作“設(shè)備等待時間”，而在最新一代的路由器中，該處理經(jīng)常在低于毫秒的時間內(nèi)發(fā)生。
盡管低于毫秒的設(shè)備等待時間不是顯著問題，但路由器在處理數(shù)據(jù)包之前拖出整個數(shù)據(jù)包的這個事實是十分顯著的，因為這意味著路由器正在執(zhí)行存儲和轉(zhuǎn)發(fā)操作。這個含義是，在多中繼段的層3網(wǎng)絡(luò)中，在每個中繼段上數(shù)據(jù)包被重新串行化。因此，可以解釋上面圖2A的表面上矛盾的結(jié)果，因為4800bps的結(jié)果來自這樣的事實，即，當客戶端205傳輸9600比特的數(shù)據(jù)包時，存在使它到達路由器210所需的一秒鐘的串行化時間。在路由器210接收和處理數(shù)據(jù)包之后，路由器的調(diào)制解調(diào)器重新串行化該數(shù)據(jù)包并把它轉(zhuǎn)發(fā)到服務(wù)器215。這次重新串行化花費了另一秒。在該示例性網(wǎng)絡(luò)中，共花費串行化端對端的兩秒鐘時間來傳輸9600比特的數(shù)據(jù)包。執(zhí)行9600比特的工作的兩秒鐘的時間意味著端對端串行化速率因此是4800bps。
然而，對于諸如文件傳送的流應(yīng)用，網(wǎng)絡(luò)的串行化速率接近連接路徑中瓶頸設(shè)施的速度。在圖2A的第二示例中，存在包括兩個相等瓶頸的兩個9600bps的鏈路，因而，根據(jù)流應(yīng)用的觀點，網(wǎng)絡(luò)的速度是9600bps。
多中繼段網(wǎng)絡(luò)中的速度的再一個觀點是長距離數(shù)據(jù)包處理(PHOD)。用于PHOD測量的方便手段是1000字節(jié)查驗的端對端處理，其可以被稱作網(wǎng)絡(luò)的“1k PHOD速度”。作為示例，假設(shè)網(wǎng)絡(luò)具有3000英里的端對端距離，包括兩個T1中繼段、兩個終端站以及在網(wǎng)絡(luò)中間的路由器，每個上述設(shè)備具有500微秒的設(shè)備等待時間。假定網(wǎng)絡(luò)以零利用運行(即其他用戶的業(yè)務(wù)是空的)，則往返行程查驗時間和1k PHOD速度可以如下表征。
往返路程時間是“雙倍”的單向時間(假定出站和入站路徑是相同的)。單向時間包括設(shè)備等待時間的總和、傳播延遲和單向跨該路徑進行的串行化時間。在此情況下，在單向路徑中總的設(shè)備等待時間是3*.0005＝.0015秒；傳播延遲是(3000英里/186000mps)*2.1(調(diào)節(jié)因子)＝.0339秒；第一中繼段的串行化時間是1000字節(jié)*8比特/1536000(典型和已知可用的T1bps)＝.0052秒；單向路徑上的第二中繼段的串行化是1000*8/1536000＝.0052秒，則總的單向串行化是.0104秒(第一中繼段加第二中繼段)；總的單向查驗時間是.0015+.0339+.0104＝.0463秒。
總的往返行程查驗時間是(雙倍的單向時間)＝.0926秒；PHOD速度＝工作量/花費時間。因此，1k數(shù)據(jù)包的往返行程PHOD是1k PHOD速度＝1000字節(jié)*雙向*8比特/.926＝16000/.0926＝172786bps。
類似地，如果網(wǎng)絡(luò)為800英里長，但其他所有方面與先前的示例相同，則網(wǎng)絡(luò)的1000字節(jié)單向查驗時間將是.0209秒，總的(往返行程)查驗時間將是.0418秒，而該連接(除了距離之外都相同)的1k PHOD速度將是382775bps。
網(wǎng)絡(luò)分析員通常把跨網(wǎng)絡(luò)的64字節(jié)查驗結(jié)果作為定義的網(wǎng)絡(luò)的等待時間。由于許多服務(wù)等級協(xié)定是基于短的查驗(通常64字節(jié))的往返行程查驗時間，因此獨立的短查驗代表對于(i)設(shè)備等待時間、(ii)串行化、(iii)傳播延遲以及(iv)沿著路徑排隊的沿著路徑的往返行程時間。然而，與此相反，出自沿著路徑的“大的”查驗集的最佳的查驗時間代表對于(i)設(shè)備等待時間、(ii)串行化以及(iii)傳播延遲的往返行程時間，而沒有任何排隊。
此外，盡管查驗提供了會話應(yīng)用怎樣跨網(wǎng)絡(luò)連接(諸如TN3270詢問響應(yīng))運行，但獨立的查驗不會單獨提供用于估計流應(yīng)用(諸如文件傳送協(xié)議(FTP))的性能和它們在相同連接上的運行的適當方法。上面的基于查驗的PHOD速度的計算示例清楚地顯示了這種情形——3000英里的網(wǎng)絡(luò)具有172.8kbps的PHOD速度，而其他相同的800英里的網(wǎng)絡(luò)具有382.8kbps的PHOD速度，而實際上這些網(wǎng)絡(luò)中的每一個的流速度(可以處理大文件傳送的速度)是相同的，并接近1532kbps的T1速度。
因此，可能斷定，跨經(jīng)過良好調(diào)諧的連接的流應(yīng)用實質(zhì)上不受中繼段數(shù)量和距離的影響；反之，查驗和會話應(yīng)用可以對中繼段數(shù)量和距離高度敏感。當建立和接著測量對服務(wù)等級協(xié)定的符合程度時，查驗至多能夠有時精確地代表終端用戶體驗的一部分，而很少精確地描述全部范圍。
通過查看端對端利用可以進一步例示查驗的局限性。考慮圖2B的示例，其示出了具有不同鏈接速度(即9.6kbps和19.2kbps)的兩個中繼段網(wǎng)絡(luò)220和230。連接的流速度實際上是它的瓶頸設(shè)施的速度，所以在該連接中流速度是9.6kbps。通過確定數(shù)據(jù)包的串行化速率可以計算網(wǎng)絡(luò)的會話速度，而不用考慮設(shè)備等待時間或傳播延遲。通過用數(shù)據(jù)包中的比特數(shù)除以該數(shù)據(jù)包跨網(wǎng)絡(luò)的總串行化時間可以計算會話速度。不管一般性的損失，考慮1200字節(jié)的數(shù)據(jù)包。對于1.5秒的總的串行化時間，它的9600比特在第一中繼段上具有1秒的串行化時間，而在第二中繼段上具有0.5秒。因而，根據(jù)本發(fā)明的網(wǎng)絡(luò)會話速度是6400bps，如數(shù)學上所示為執(zhí)行的工作/串行化時間＝9600比特/1.5秒＝6400bps(等式4)例如，假設(shè)在十五分鐘時間間隔期間在網(wǎng)絡(luò)的9.6kbps的部分(例如鏈路220)上平均具有0％的利用，而在網(wǎng)絡(luò)的19.2kbps部分(即鏈路230)上平均具有50％的利用。那么，根據(jù)所述系統(tǒng)和方法，根據(jù)會話應(yīng)用觀點的當前可用帶寬可以被理解和計算，如以下解釋所示。
由于對1200字節(jié)的數(shù)據(jù)包的跨具有0％利用的9.6kbps中繼段的串行化時間是1秒，而跨具有50％利用的19.2kbps中繼段的串行化時間也是1秒，并且因為當前的可用帶寬是9.6kbps(即平均起來19.2kbps設(shè)施的50％是對用戶可用的)，則根據(jù)該示例性的當前利用，對1200字節(jié)的數(shù)據(jù)包的端對端串行化時間是2秒。因此，基于1200字節(jié)的數(shù)據(jù)包的大小當前可用的會話速度＝9600比特(完成工作)/2秒(總時間)＝4800bps。(等式5)由于網(wǎng)絡(luò)的會話速度是6400bps(來自等式4)，則會話利用端對端是(1-(當前可用的會話速度/會話速度))*100＝(1-(4800/6400))*100＝25％會話利用 (等式6)因此，根據(jù)流應(yīng)用的觀點，當前可用的網(wǎng)絡(luò)瓶頸是9600bps，其是對0％利用的9.6kbps中繼段(即鏈路220)當前可用的，并且也是對50％利用的19.2kbps中繼段(例如鏈路230)當前可用的。根據(jù)流應(yīng)用的觀點，當前利用是0％，因為網(wǎng)絡(luò)的流速度＝9600bps，而當前可用的網(wǎng)絡(luò)速度是9600bps，以使流利用＝(1-(9600/9600))*100＝0。
根據(jù)該例示性的示例，網(wǎng)絡(luò)中繼段上的利用所具有的端對端對于流和會話應(yīng)用業(yè)務(wù)的影響是很不同的，這意味著，從端對端的觀點來看，多中繼段網(wǎng)絡(luò)中不存在代表利用的單個數(shù)字。相反，根據(jù)本發(fā)明，通過分別計算網(wǎng)絡(luò)的會話速度和流速度來更好地描述利用。
根據(jù)SLA觀點可以清楚看出，最多反映會話業(yè)務(wù)行為的方面的查驗可以不單獨作為用于SLA結(jié)構(gòu)或者對全部的終端用戶經(jīng)驗的SLA監(jiān)控的堅固基礎(chǔ)。類似地，從MIB數(shù)據(jù)推斷獨立部件的利用對端對端連接的性能上的影響經(jīng)常是不可能的，并且從MIB數(shù)據(jù)計算設(shè)備等待時間或傳播延遲也是不可能的。本系統(tǒng)和方法合并了查驗和MIB數(shù)據(jù)，促進了現(xiàn)有技術(shù)，并提供了全面的視點，其協(xié)調(diào)這些不足和對SLA構(gòu)造和評估提供聲音基礎(chǔ)，同時具有提供聲音基礎(chǔ)用于問題檢測、問題分析、調(diào)諧和能力規(guī)劃的優(yōu)點。
使用MIB數(shù)據(jù)和查驗結(jié)果的網(wǎng)絡(luò)數(shù)值分析為了管理網(wǎng)絡(luò)，希望了解支持終端用戶應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)的基線能力，和支持終端用戶應(yīng)用的在當前(負載)條件下的網(wǎng)絡(luò)能力。下述的數(shù)據(jù)輸入提供了確定該信息的基礎(chǔ)-通過構(gòu)成路徑的特定路由器和端口來管理的網(wǎng)絡(luò)路徑的標識，-在定時時間間隔內(nèi)在這些端口上的MIB數(shù)據(jù)的收集和每個定時時間間隔內(nèi)的輸入和輸出的字節(jié)以及每個定時時間間隔內(nèi)丟失的數(shù)據(jù)包，-較長和較短長度彼此隔離而采用的查驗，較長長度不超過沿著路徑的任何接口的MTU大小，以及-在每個接口上規(guī)定(入站和出站)速度的用戶文件或MIB數(shù)據(jù)。
在提供該輸入后，本系統(tǒng)和方法提供可以對每個這樣的路徑來執(zhí)行的分析，其運算下列輸出，包括-路徑的基線和當前可用的流速度，-網(wǎng)絡(luò)的基線和當前可用的會話速度，-網(wǎng)絡(luò)的等待時間，包括設(shè)備等待時間加沿著路徑的傳播延遲，-路徑的當前的流利用，-路徑的當前會話利用，以及-沿著路徑的當前排隊時間。
根據(jù)本發(fā)明，上面的輸出可以被用作對應(yīng)用的輸入、調(diào)諧和能力模擬分析，其具有一個或多個下列輸出-流應(yīng)用程序的基線和當前的性能，-單個和多個轉(zhuǎn)向會話應(yīng)用的基線和當前性能，-在基線和當前條件下對流應(yīng)用程序的調(diào)諧，以及-對以上所有用于用戶指定的對服務(wù)器或客戶端改變的業(yè)務(wù)的任意組合的“假定”模擬移動、添加和改變用戶業(yè)務(wù)，以及改變鏈接速度。
為使用MIB和用戶文件數(shù)據(jù)確定多中繼段端對端性能，我們使用下列數(shù)據(jù)和等式。不管一般性的損失，考慮具有中繼段a、b、c和d的四中繼段網(wǎng)絡(luò)。令(sa，sb，sc，sd)為沿著網(wǎng)絡(luò)路徑的中繼段鏈接速度的集合。
令(la，lb，lc，ld)為網(wǎng)絡(luò)中繼段的英里長度。在四中繼段網(wǎng)絡(luò)中，將存在端對端跨網(wǎng)絡(luò)的五個設(shè)備。基于當前的技術(shù)速度，我們?yōu)檠刂窂降拿總€設(shè)備設(shè)定0.1ms設(shè)備等待時間的往返路程。
再一次不管一般性的損失，令每個中繼段為半雙工的(以便每個中繼段上的利用是它累積的入站和出站的利用)，并令(ua、ub、uc和ud)代表沿著網(wǎng)絡(luò)路徑的中繼段利用。注意，利用被表示成小數(shù)。因此，如果中繼段a的利用是60％，則ua＝0.6。
那么，最小(sa，sb，sc，sd)＝路徑流速度，表示為“S”。
1/(1/sa+1/sb+1/sc+1/sd)＝路徑會話速度，表示為“C”。
(中繼段數(shù)+1)*0.1ms＝路徑往返路程設(shè)備等待時間估算，表示為“L”。
/186,000＝往返路程傳播延遲估算，表示為“P”。
上面的S、C、L和P完全從MIB和用戶文件中導(dǎo)出，并包括網(wǎng)絡(luò)的基線性能參數(shù)，根據(jù)這些參數(shù)可以執(zhí)行基線性能、調(diào)諧和假定模擬。作為基線分析的示例，令sa＝9600，sb＝19200，sc＝19200和sd＝9600(所有的速度為比特每秒)。
令la＝500，lb＝1000，lc＝1000和ld＝500(所有的距離是英里)。
那么，min(9600，19200，19200，9600)＝9600bps＝S。
而且，1/(1/9600+1/19200+1/19200+1/9600)＝3200bps＝C。
而且對于四中繼段網(wǎng)絡(luò)，(5*0.1)＝5ms＝L。
而且(500+1000+1000+500)*2*2.2/186000＝71ms＝P。
在此示例中，S、C、L和P包括網(wǎng)絡(luò)性能的基線值。
執(zhí)行對于會話應(yīng)用(諸如詢問響應(yīng)和事務(wù))和流應(yīng)用(諸如文件傳送、遠程盤復(fù)制和打印)的性能分析，如下所述基線會話應(yīng)用分析假設(shè)事務(wù)包括200字節(jié)(即包括8比特的八比特組)的詢問和1400字節(jié)的響應(yīng)。則每個事務(wù)的字節(jié)總數(shù)是200+1400＝1600字節(jié)＝12,800比特。網(wǎng)絡(luò)的會話速率C是3200bps，則用于詢問響應(yīng)的總的串行化時間將是12800比特/3200bps＝4秒。
往返行程設(shè)備等待時間L＝.005秒，而往返行程傳播延遲P＝.071秒。
用于詢問響應(yīng)的總的網(wǎng)絡(luò)往返行程時間＝4+.005+.71＝4.715秒。該基線值代表用于該詢問響應(yīng)應(yīng)用的可能的最佳網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)時間。如果在網(wǎng)絡(luò)任何部分上存在活動用戶，則將產(chǎn)生排隊延遲，并且平均響應(yīng)時間將會增加，在以下這被包括在當前會話性能部分中。
基線流應(yīng)用分析網(wǎng)絡(luò)的基線流速通過S＝9600bps來完全描述。對網(wǎng)絡(luò)的調(diào)諧包括窗口大小分析。對于諸如TCP和SNA的窗口操作協(xié)議，基線窗口大小(比特)等于完成往返行程的確認功能所花費的秒數(shù)乘以網(wǎng)絡(luò)的流速。作為示例，如果窗口大小調(diào)節(jié)確認被包括在1500字節(jié)的文件傳送數(shù)據(jù)包中，并且窗口大小調(diào)節(jié)確認被包括在64字節(jié)的響應(yīng)數(shù)據(jù)包中，則網(wǎng)絡(luò)中的確認時間是[(1500+64)字節(jié)*8比特/C]+D+P＝3.91+.005+.071＝3.986秒。確認窗口是3.986*S＝3.986秒*9600bps＝38266比特＝4783字節(jié)的窗口大小，這是當調(diào)諧以允許流應(yīng)用保持所加載的網(wǎng)絡(luò)(并因此允許文件傳送在盡可能短的時間內(nèi)完成)時所需的窗口大小。
通常，窗口大小被最佳地表示為允許進入連接中的網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)包數(shù)。在此示例中，文件傳送應(yīng)用數(shù)據(jù)包大小是1500字節(jié)。由于窗口大小是4783字節(jié)，這意味著，可以在確認之間發(fā)送的數(shù)據(jù)包數(shù)是窗口大小/該連接上的平均數(shù)據(jù)包大?。?783/1500＝3.19數(shù)據(jù)包。為保持網(wǎng)絡(luò)的完整，需要將數(shù)據(jù)包窗口大小取整為4。通過導(dǎo)出支配應(yīng)用性能的窗口調(diào)諧值，能夠運算所需的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備緩沖器大小的額外網(wǎng)絡(luò)調(diào)諧參數(shù)。對使用緩沖器的每個連接運算緩沖器需求估算，如下所示[(2*每窗口的數(shù)據(jù)包數(shù))-1]*連接數(shù)據(jù)包大?。綄τ谠揟CP連接的緩沖器需求。
上述計算中(2*每窗口的數(shù)據(jù)包數(shù))-1的部分的原因在于，在“最壞情況”的緩沖情形下，傳送完整的窗口，窗口中的第一數(shù)據(jù)包被確認，但出于某種原因剩余的數(shù)據(jù)包還保留在網(wǎng)絡(luò)緩沖器中，并當發(fā)送方接收到確認后，發(fā)送了另一個完整窗口。在此情況下，在網(wǎng)絡(luò)中必然緩沖了兩倍的數(shù)據(jù)包窗口減1。在上例中，文件傳送連接具有數(shù)據(jù)包窗口為4以及1500字節(jié)的平均數(shù)據(jù)包大小，因此對于該連接的沿著路徑的設(shè)備中所需的網(wǎng)絡(luò)緩沖器的運算是[(2*4)-1]*1500＝10500字節(jié)。估算網(wǎng)絡(luò)設(shè)備所需的全部緩沖器需要估算使用設(shè)備的連接數(shù)及其窗口需求，執(zhí)行所述的計算并對結(jié)果求和。
基線假定方案模擬分析通過替換任何計劃值的改變(諸如增加鏈路距離和/或鏈接速度并把這些值應(yīng)用到所提供的公式中)來容易地完成對網(wǎng)絡(luò)的潛在基線改變的模擬。因此，通過使用上述新方法來分析鏈接速度的基礎(chǔ)值以及資源管理數(shù)據(jù)庫中的固有距離，可以執(zhí)行完整的基線網(wǎng)絡(luò)分析，包括基線調(diào)諧和模擬。
當前會話應(yīng)用分析網(wǎng)絡(luò)上的當前會話應(yīng)用性能的分析可以用與基線會話分析類似的計算來執(zhí)行。等待時間和傳播延遲是不變的。修改串行化計算來反映當前可用的帶寬，其是當減去當前平均利用(其它用戶的帶寬消耗)時的可用帶寬的量。根據(jù)上例使用這些值，sa＝9600，sb＝19200，sc＝19200和sd＝9600(所有的速度是比特每秒)，D＝.005，而P＝.071。支配對當前性能的排隊影響的變量是鏈路利用。假設(shè)對于(a，b，c，d)的鏈路利用(表示為ua，ub，uc和ud)分別是20％、60％、10％和0％。以小數(shù)表示，ua＝.2，ub＝.6，uc＝.1以及ud＝0。則對于每個中繼段的當前可用網(wǎng)絡(luò)速度被計算為{[(1-0.2)*sa]，[(1-0.6)*sb]，[(1-0.1)*sc]，[(1-0.0)*sd]}＝(.8*9600)，(.4*19200)，(.9*19200)，(1*9600)＝(7680，7680，17280，9600)＝當前可用的鏈接速度。
端對端連接的當前可用會話速率是1/[(1/7680)+(1/7680)+(1/17280)+(1/9600)]＝2301bps＝當前可用的會話網(wǎng)絡(luò)速度。
對于當前可用的會話速率的通用公式是1/[(1-(ua*sa))+(1-(ub*sb))+(1-(uc*sc)+(1-(ud*sd))]。
對網(wǎng)絡(luò)會話應(yīng)用性能的所有分析將按照以上同樣地進行，例外在于將用網(wǎng)絡(luò)路徑的當前可用的會話速度的值來替換網(wǎng)絡(luò)路徑的會話速度。
多個轉(zhuǎn)向會話應(yīng)用分析某些事務(wù)在完成之前需要多次跨網(wǎng)絡(luò)的“握手”。這些被稱為“多轉(zhuǎn)向”應(yīng)用。一個示例可能是發(fā)送方和接收方之間的跨網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫操作，其需要檢索多個數(shù)據(jù)庫行，其中所接收的每個行必須在發(fā)送方可以傳輸下一行之前進行確認。
根據(jù)本發(fā)明的包括多轉(zhuǎn)向的會話應(yīng)用的性能可以按照如下進行運算和模擬i)用戶輸入每個完整事務(wù)(即包括事務(wù)的所有轉(zhuǎn)向部分)的全部輸入字節(jié)(來自客戶端)和全部輸出字節(jié)(來自服務(wù)器)。每個完整事務(wù)的全部字節(jié)被表示成“b”。
ii)用戶輸入每個事務(wù)的轉(zhuǎn)向數(shù)，表示成“n”(通常是在3270詢問/響應(yīng)類型的事務(wù)中的一個)。
那么，每個事務(wù)的可能最佳的網(wǎng)絡(luò)時間(即在任何中繼段上沒有排隊延遲的基線值)是(b*8/C)+(n*(D+P))＝對于包括多轉(zhuǎn)向的任何會話事務(wù)的可能的最佳網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)時間。
在具有h個中繼段的網(wǎng)絡(luò)連接中基于當前條件下的平均事務(wù)時間是[(每全部事務(wù)的字節(jié)*8/當前可用的會話速率)+(設(shè)備等待時間+傳播延遲)]*n＝當前條件下的事務(wù)時間。對于普通情況它被表示為{[b*8/{1/{[(1-(ua*sa)]+[1-(ub*sb)]+…+[1-(uh*sh)]}}]+(D+P)}*n＝在當前網(wǎng)絡(luò)條件下跨h個中繼段的網(wǎng)絡(luò)路徑來執(zhí)行n轉(zhuǎn)向事務(wù)的時間。
在當前網(wǎng)絡(luò)條件下的流應(yīng)用性能分析在上例中，基于當前的利用，網(wǎng)絡(luò)中繼段速度是(7680，7680，17280，9600)＝當前可用鏈接速度。在該例中網(wǎng)絡(luò)的當前流速將是最小(7680，7680，17280，9600)＝7680bps。
用于窗口大小和緩沖器調(diào)諧的所有流分析將按照上面的基線流的情況同樣來執(zhí)行，簡單地用當前流速值替換基線流速值。
上述的用于基于MIB和用戶文件數(shù)據(jù)輸入的基線和當前網(wǎng)絡(luò)分析的方法允許容易和精確的端對端網(wǎng)絡(luò)分析。然而，如果數(shù)據(jù)輸入不正確，則對數(shù)據(jù)所執(zhí)行的分析將提供不正確的結(jié)果。因此，在方法上，具有檢查輸入和結(jié)果的方法是值得的。這可以通過查驗來完成。
查驗驗證方法可以跨網(wǎng)絡(luò)端對端地執(zhí)行查驗分析，以及可以通過當前可用的技術(shù)跨網(wǎng)絡(luò)路徑逐個中繼段地執(zhí)行查驗分析。不管一般性的損失，在此將使用逐中繼段查驗的方法描述為一種分析網(wǎng)絡(luò)以及驗證上述的MIB和基于用戶文件的分析的技術(shù)。
對于將被分析的沿著網(wǎng)絡(luò)路徑的所有中繼段，可以從中繼段一端的路由器(或其他的層3設(shè)備)到中繼段另一端的路由器(或其他的層3設(shè)備)執(zhí)行查驗。使用公知的技術(shù)可以發(fā)現(xiàn)沿著路徑的MTU大小。(MTU是最大網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包大小)。在下面所有的例子中，不會傳輸大于MTU大小的查驗。并且在優(yōu)選實施例中，在查驗期間可以使用數(shù)據(jù)壓縮，以便最小化沿著路徑所使用的其他任何網(wǎng)絡(luò)壓縮的影響。
對于沿著路徑的每個中繼段，按照如下執(zhí)行測試在充足的持續(xù)時間期間內(nèi)彼此隔離地發(fā)送較長查驗和較短查驗，以完成下面的(a)和(b)(a)使用戶確信，對于較長或較短的查驗，額外測試將不會產(chǎn)生具有更快往返行程時間的例子(換句話說，使用戶確信已經(jīng)觀察到可能最佳的長和短查驗的例子)，以及(b)樣本持續(xù)時間足夠長，以使基于查驗樣本對平均網(wǎng)絡(luò)性能值的任何計算將是有意義的。出于使用查驗樣本來驗證MIB運算的分析的目的，查驗樣本持續(xù)時間與MIB收集周期相一致是優(yōu)選的。
令m為短查驗中的字節(jié)數(shù)(包括頭部)。
令p為長查驗中的字節(jié)數(shù)(包括頭部)。
令bs為樣本時間間隔期間所觀察的最短查驗時間(秒)。
令bl為樣本時間間隔期間所觀察的最長查驗時間(秒)。
令as為樣本時間間隔期間所觀察的平均的短查驗時間(秒)。
令al為樣本時間間隔期間所觀察的平均的長查驗時間(秒)。
則對于每個中繼段“h”，可以執(zhí)行下列計算[(p-m)*2]/(bl-bs)＝查驗所測量的中繼段速度。查驗所測量的中繼段速度應(yīng)該等于MIB或用戶文件中繼段速度，它們在上面被表示成“sh”。如果它們匹配，則MIB或用戶文件值是正確的。如果它們不匹配，必須進行額外的查驗以確保已經(jīng)達到的可能的最佳查驗結(jié)果，以及必須完成檢查以確保查驗的發(fā)送和返回路徑與所述的中繼段相同，并且中繼段的發(fā)送和接收支路具有相同速度。如果所有這些都是好的但仍存在與MIB/文件速度值的不匹配，則MIB/文件值有可能是錯誤的。在此情況下，如果實際鏈接速度是所希望的，則MIB值和文件值需要被校正以確保管理工具計算正確地進行工作。如果鏈接速度不是所希望的，則需要聯(lián)系通信設(shè)施的賣方或管理者以解釋(并在適當時修復(fù))所述偏差。在任何情況下，應(yīng)該產(chǎn)生匹配實際的鏈接速度的MIB/文件值。
這種處理可以確保中繼段的基線速度是所希望的并被正確地提供，以使所有的性能計算是可靠的。在該步驟的完成后，將驗證[(p-m)*2]/(bl-bs)＝sh，其中公式的左側(cè)是基于查驗的，而右側(cè)是基于MIB/用戶文件的。
對于沿著路徑的所有中繼段，一旦中繼段速度“sh”被驗證(并在需要時被校正)，則使用查驗來驗證基于MIB的分析的下一個步驟是計算網(wǎng)絡(luò)的固定等待時間“F”。固定等待時間是通過查驗所確定的沿著網(wǎng)絡(luò)的全部傳播和設(shè)備延遲。計算為bl-(bl/sh)＝F。
為了驗證MIB基線分析，執(zhí)行檢查以確定是否F＝(D+P)。
如果是，則對網(wǎng)絡(luò)中繼段的設(shè)備等待時間加傳播延遲的查驗測試測量匹配了MIB/文件分析，并且基線值是正確的。如果在F和D+P的和之間存在不匹配，則必須確定是否存在查驗穩(wěn)定性的問題(不太可能由于先前步驟中的速度匹配檢查)，或者更為可能地，確定網(wǎng)絡(luò)中繼段的實際長度是否長于對基于MIB或文件的值中的鏈路做出貢獻的距離。(還應(yīng)該驗證設(shè)備等待時間不是過多的——這樣做的一種方法是自身查驗或在很短距離內(nèi)的查驗，并確定是否存在延長的查驗時間)。通常的情況是，鏈路的實際距離與所提供的不同，而且按照如下執(zhí)行對于不正確的MIB/文件距離值的校正(F-D)＝P’(其中P’是查驗所推導(dǎo)的中繼段傳播延遲)。
正確鏈路距離值＝(186000*P’)/(2*2.1)，并且這是應(yīng)該被用于MIB/文件計算中的校正值。
如果已經(jīng)確定了設(shè)備等待時間值是錯誤的，則自身查驗測試或很短連接內(nèi)的查驗測試將提供校正的設(shè)備等待時間值來替換用于對往返程設(shè)備等待時間的0.001ms的MIB計算中的MIB/文件計算(經(jīng)驗法則)。
這些步驟提供了一種用于驗證和校正基于MIB的網(wǎng)絡(luò)基線計算輸入的方法。在這些步驟完成后，可以非常有把握地執(zhí)行基線計算。
驗證和校正基于MIB的當前網(wǎng)絡(luò)的評估出于驗證對當前網(wǎng)絡(luò)的性能的基于MIB的分析的目的，對當前網(wǎng)絡(luò)評估的查驗分析包括(不管一般性損失)以下計算al-bl＝查驗所檢測的網(wǎng)絡(luò)中繼段排隊延遲，表示成“pq”。用于校準對當前網(wǎng)絡(luò)條件的基于MIB的評估的一種方法是，模擬在所述樣本時期內(nèi)的查驗結(jié)果并查看MIB模擬結(jié)果是否匹配于所觀察的查驗結(jié)果。
在網(wǎng)絡(luò)中繼段h的長查驗中對于1字節(jié)往返路程的基于MIB的計算是[(1字節(jié)*8*2)/sh]+(D+P)＝bl(真實值，由于先前的校準步驟)令“Tw”表示對于平均等待時間的理論上的排隊值。
那么如果對于網(wǎng)絡(luò)當前條件的MIB和查驗結(jié)果匹配，則bl+Tw應(yīng)該等于al，并因此需要確定是否Tw＝al-bl。如果是，則MIB和查驗所導(dǎo)出的分析彼此相符，并且模型被校準并進行正確地交叉校驗。
可以根據(jù)MIB值按如下計算Tw1)使用樣本時段內(nèi)的接口上輸入和輸出的字節(jié)來計算中繼段利用。(注意，不管一般性損失，假定鏈路是半雙工的)(輸入字節(jié)+輸出字節(jié))*8/(sh*MIB樣本時段內(nèi)的秒數(shù))＝在樣本時段內(nèi)的中繼段利用。
2)計算在樣本時段內(nèi)的中繼段h上的平均消息大小(輸入字節(jié)+輸出字節(jié))/(輸入數(shù)據(jù)包+輸出數(shù)據(jù)包)＝在樣本時段內(nèi)的中繼段h上的平均消息大小。
3)通過排隊理論，其中uh表示在樣本時段內(nèi)對中繼段h的利用。
uh/(1-uh)＝中繼段h的隊列上的(中繼段h上的平均中繼段h的大小的)消息數(shù)4)則隊列上平均消息數(shù)*8/sh＝Tw。
5)確定是否Tw＝al-bl。如果是，則查驗和MIB分析相符，并且每個結(jié)果是可靠的。如果不是，則檢查MIB計數(shù)器的溢出或其他問題，并檢查查驗結(jié)果的任何異常。如果在該樣本時段內(nèi)的檢查沒有產(chǎn)生針對差異的任何明顯原因，則檢查其他樣本時段以確定對于利用的MIB和查驗結(jié)果是否曾經(jīng)匹配。對于不匹配的情況，應(yīng)該采用MIB值，作為表示與處理實際的終端用戶業(yè)務(wù)相關(guān)的系統(tǒng)的實際狀態(tài)，因為最可能的差異原因在于，由于不影響常規(guī)用戶業(yè)務(wù)的低優(yōu)先級處理，而使該中繼段上的查驗結(jié)果產(chǎn)生偏差。
通過只允許用戶改變速度、利用和等待時間字段，可以容易的附加假定模擬。通過使用先前提供的“經(jīng)驗法則”并將結(jié)果應(yīng)用于包括調(diào)諧計算的所有計算，也可以容易地添加距離加減因子，所述距離加減因子用于調(diào)整傳播延遲來反映客戶端或服務(wù)器的移動，。因此，從MIB和查驗數(shù)據(jù)明顯看出，本系統(tǒng)和方法提供全范圍的分析和預(yù)測性能、調(diào)諧和模擬結(jié)果。當這種范圍的信息可用時，使有序管理顯著地更加方便?？紤]用戶關(guān)于性能的抱怨的情況。不論應(yīng)用是對話式、脈沖式或流式，本發(fā)明都能夠有序地進行雙重驗證的分析。
圖3是示出了使用本發(fā)明的步驟的實施例的流程圖，開始于步驟300。圖3(以及圖4-7C)可以同樣代表實現(xiàn)本發(fā)明步驟的本發(fā)明部件的高級別框圖。圖3(以及圖4-7C)的步驟可以被實現(xiàn)于與適當?shù)挠布嘟Y(jié)合的計算機程序代碼上。該計算機程序代碼可以被存儲在存儲媒體中，所述存儲媒體諸如軟盤、硬盤、CD-ROM、DVD-ROM或磁帶，以及被存儲在存儲器存儲設(shè)備或存儲器存儲設(shè)備的集合中，所述存儲器存儲設(shè)備諸如只讀存儲器(ROM)或隨機存取存儲器(RAM)。此外，可以將所述計算機程序代碼經(jīng)由因特網(wǎng)或其它某種類型的網(wǎng)絡(luò)傳送到工作站。圖3(和其他的流程圖)的步驟還可以通過圖1的實施例來實現(xiàn)。
繼續(xù)圖3，在步驟305，可以獲得對于網(wǎng)絡(luò)部件和/或中繼段的度量，以特征化網(wǎng)絡(luò)的部件和/或部分(或全部)。在步驟310，從包括中繼段和端對端性能的度量值中可以運算性能計算。在步驟315，可以建檔一個或多個應(yīng)用，以便通過應(yīng)用來確定呈現(xiàn)到網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)的特性。
在步驟320，基于可以從查驗、MIB數(shù)據(jù)、軌跡數(shù)據(jù)和/或用戶文件導(dǎo)出的網(wǎng)絡(luò)部件的固定和/或可變的度量，可以識別網(wǎng)絡(luò)部件并且可以運算和/或收集網(wǎng)絡(luò)性能數(shù)據(jù)。在步驟325，通過軌跡或測量可以收集其他網(wǎng)絡(luò)性能數(shù)據(jù)，例如，等待時間、延遲、吞吐量。在步驟330，可以模擬網(wǎng)絡(luò)性能。該模型可以包括一個或多個網(wǎng)絡(luò)部件的特征、單獨中繼段、多個中繼段、端對端、關(guān)聯(lián)于已減少性能的網(wǎng)絡(luò)部件、已改變部件的預(yù)計效果、應(yīng)用對網(wǎng)絡(luò)的影響等等。在步驟335，過程結(jié)束。
圖4是示出了使用本發(fā)明的步驟的實施例的流程圖，開始于步驟400。在步驟405，可以獲得對于一個或多個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的MIB數(shù)據(jù)和/或用戶文件數(shù)據(jù)。在步驟410，可以獲得對于一個或多個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的查驗時間。在步驟415，可以獲得對于一個或多個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的軌跡。在可選的步驟420，可以執(zhí)行一個或多個單中繼段分析。在可選的步驟425，可以執(zhí)行一個或多個多中繼段分析。在步驟430，過程結(jié)束。
圖5是示出了使用本發(fā)明的步驟的實施例的流程圖，開始于步驟500。在步驟505，可以確定一個或多個鏈接的速度。在步驟510，可以確定對于一個或多個中繼段或端對端的傳播延遲。在步驟515，可以確定對于一個或多個網(wǎng)絡(luò)部件的設(shè)備等待時間。在步驟520，可以確定對于網(wǎng)絡(luò)或部分網(wǎng)絡(luò)的利用。在步驟525，過程結(jié)束。
圖6是示出了使用本發(fā)明的步驟的實施例的流程圖，開始于步驟600。在步驟605，可以確定對于一個或多個中繼段或端對端的串行化速率。在步驟610，可以確定對于網(wǎng)絡(luò)或部分網(wǎng)絡(luò)的傳播延遲。在步驟615，可以確定對于跨一個或多個中繼段的一個或多個設(shè)備的一個或多個查驗值。在步驟620，可以確定經(jīng)一個或多個多中繼段或端對端的PHOD。在步驟625，可以確定網(wǎng)絡(luò)的會話速度或部分網(wǎng)絡(luò)的會話速度。在步驟630，可以確定網(wǎng)絡(luò)的會話式利用或部分網(wǎng)絡(luò)的會話式利用。在步驟635，可以確定網(wǎng)絡(luò)問題或者基于從一個或多個計算或一個或多個測量中建立的模型而生成性能預(yù)測(例如對于網(wǎng)絡(luò)中的改變)。在實施例中，通過用測量的和/或運算的性能與對于網(wǎng)絡(luò)或部分網(wǎng)絡(luò)的所希望的或預(yù)先同意的性能要求相比較，可以實現(xiàn)上述確定或預(yù)測。在步驟640，過程結(jié)束。
圖7A-7C是示出了使用本發(fā)明的步驟的實施例的流程圖，開始于步驟700。在步驟705，識別用于分析或模擬的一個或多個網(wǎng)絡(luò)路徑(其可能是端對端的)。在步驟710，可以獲得對于沿著一個或多個路徑的一個或多個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的MIB數(shù)據(jù)。在步驟715，從一個或多個路徑中的一個或多個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中收集查驗數(shù)據(jù)。在可選的步驟720，可以考慮用戶文件以確定沿著一個或多個路徑的網(wǎng)絡(luò)特性。在步驟725，可以基準化沿著一個或多個路徑的流速。在步驟730，可以基準化沿著一個或多個路徑的會話速度。
在步驟735，可以運算沿著一個或多個路徑的網(wǎng)絡(luò)等待時間。在步驟740，可以運算沿著一個或多個路徑的流利用。在步驟745，可以運算沿著一個或多個路徑的會話利用。在步驟750，可以運算對于沿著一個或多個路徑的一個或多個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的當前排隊時間。在步驟755，可以生成對于流應(yīng)用的基線和當前性能。在步驟760，可以生成單個和/或多個轉(zhuǎn)向會話應(yīng)用的基線和當前性能。在步驟765，可以提供在對于網(wǎng)絡(luò)窗口大小和網(wǎng)絡(luò)緩沖器的基線和當前條件下的流應(yīng)用的調(diào)諧建議。
在步驟770，可以提供對于任何計劃中的度量參數(shù)改變(諸如，速度改變、設(shè)備改變、配置改變、已計算度量等等)的組合的假定模擬，以確定沿著一個或多個路徑對性能的潛在影響?；诟淖円粋€或多個參數(shù)(例如，按照用戶請求)和重新運算任何性能計算來對性能模型進行的預(yù)計提供了與網(wǎng)絡(luò)中的計劃改變相比較而言，與基線或已知條件的性能的比較的不同之處。性能模型可以被顯示在儀表板或類似的顯示設(shè)備上?？蛇x地，如果計算證明了與預(yù)定的性能標準相比較而言不可接受的性能，則可以識別沿著一個或多個路徑的瓶頸點。
盡管已經(jīng)根據(jù)實施例描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該認識到，可以在所附權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)實施經(jīng)過修改的本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種模擬網(wǎng)絡(luò)的方法，包括以下步驟獲得有關(guān)一個或多個網(wǎng)絡(luò)中繼段的一個或多個度量；通過所述一個或多個網(wǎng)絡(luò)中繼段的一個或多個度量來計算一個或多個性能評定；以及基于所述計算步驟來運算一個或多個網(wǎng)絡(luò)中繼段的整體基線能力，以便用于特征化一個或多個應(yīng)用的影響、識別由網(wǎng)絡(luò)部件所減少的性能以及預(yù)計通過更換網(wǎng)絡(luò)部件所導(dǎo)致的影響中的至少任意一個。
2.權(quán)利要求1的方法，其中所述獲得步驟包括下列步驟中的至少任意一個確定有關(guān)一個或多個中繼段的鏈接速度；確定有關(guān)一個或多個中繼段的傳播延遲；確定串行化速率；以及確定有關(guān)一個或多個中繼段的設(shè)備等待時間。
3.權(quán)利要求1的方法，其中所述獲得步驟包括下列步驟中的至少任意一個確定有關(guān)一個或多個中繼段的利用率；確定有關(guān)一個或多個中繼段的輸入字節(jié)速率；確定有關(guān)一個或多個中繼段的輸出字節(jié)速率；確定有關(guān)一個或多個中繼段的輸入數(shù)據(jù)包速率；獲得管理信息庫(MIB)數(shù)據(jù)；獲得軌跡信息；以及確定有關(guān)一個或多個中繼段的查驗時間。
4.權(quán)利要求1的方法，其中所述計算步驟包括基于鏈接速度、傳播延遲、設(shè)備等待時間和利用來執(zhí)行單中繼段分析。
5.權(quán)利要求4的方法，進一步包括在基于不止一個單中繼段分析的多中繼段網(wǎng)絡(luò)中執(zhí)行多中繼段分析。
6.權(quán)利要求5的方法，進一步包括計算多中繼段網(wǎng)絡(luò)的長距離數(shù)據(jù)包處理(PHOD)。
7.權(quán)利要求1的方法，其中所述運算整體基線的步驟包括至少基于會話速度和串行化時間來運算對一個或多個網(wǎng)絡(luò)中繼段的會話利用。
8.權(quán)利要求1的方法，其中所述運算整體基線的步驟包括至少基于流速和當前可用的網(wǎng)絡(luò)速度來運算流利用。
9.權(quán)利要求1的方法，其中所述獲得步驟獲得有關(guān)一個或多個網(wǎng)絡(luò)中繼段的一個或多個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的一個或多個度量。
10.權(quán)利要求1的方法，進一步包括基于改變有關(guān)一個或多個度量的參數(shù)來提供預(yù)計的性能模型，以便識別所改變參數(shù)的潛在影響。
11.一種管理網(wǎng)絡(luò)的方法，包括以下步驟識別將被分析的一個或多個網(wǎng)絡(luò)路徑；沿著所述一個或多個網(wǎng)絡(luò)路徑從一個或多個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中收集管理信息庫(MIB)數(shù)據(jù)和查驗數(shù)據(jù)；運算來自管理信息庫和查驗數(shù)據(jù)的一個或多個下列輸出(i)對于一個或多個網(wǎng)絡(luò)路徑的基線和當前可用的流速；(ii)一個或多個網(wǎng)絡(luò)路徑的當前可用的會話速度；(iii)一個或多個網(wǎng)絡(luò)路徑的等待時間；(iv)一個或多個網(wǎng)絡(luò)路徑的當前流利用；(v)沿著一個或多個網(wǎng)絡(luò)路徑的當前排隊時間；以及從所述運算步驟的一個或多個輸出中產(chǎn)生下列中的一個或多個，以便用于識別沿著一個或多個網(wǎng)絡(luò)路徑的減少的性能(i)流應(yīng)用的基線和當前性能；以及(ii)會話應(yīng)用的基線和當前性能。
12.權(quán)利要求11的方法，進一步包括在基線和當前條件下調(diào)諧流應(yīng)用。
13.權(quán)利要求11的方法，進一步包括改變有關(guān)管理信息庫數(shù)據(jù)、查驗數(shù)據(jù)和用戶指定的參數(shù)中的至少任意一個的一個或多個參數(shù)；以及通過重復(fù)所述運算和產(chǎn)生步驟來預(yù)計新的一個或多個輸出。
14.一種模擬網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)，包括用于獲得有關(guān)網(wǎng)絡(luò)的一部分的度量的裝置；用于從一個或多個度量中計算一個或多個性能評定的裝置；以及用于基于所述性能評定來運算所述網(wǎng)絡(luò)的一部分的整體基線能力的輸出以便用于特征化一個或多個應(yīng)用的影響、識別由網(wǎng)絡(luò)部件所減少的性能以及預(yù)計通過更換網(wǎng)絡(luò)部件所導(dǎo)致的影響的裝置中的至少任意一個。
15.權(quán)利要求14的系統(tǒng)，進一步包括下列裝置中的至少任意一個用于確定有關(guān)所述網(wǎng)絡(luò)的一部分的鏈接速度的裝置；用于確定有關(guān)所述網(wǎng)絡(luò)的一部分的傳播延遲的裝置；用于確定所述網(wǎng)絡(luò)的一部分的串行化速率的裝置；以及用于確定有關(guān)所述網(wǎng)絡(luò)的一部分的等待時間的裝置。
16.權(quán)利要求14的系統(tǒng)，進一步包括下列裝置中的至少任意一個用于確定有關(guān)所述網(wǎng)絡(luò)的一部分的利用率的裝置；用于確定有關(guān)所述網(wǎng)絡(luò)的一部分的輸入字節(jié)速率的裝置；用于確定有關(guān)所述網(wǎng)絡(luò)的一部分的輸出字節(jié)速率的裝置；用于確定有關(guān)所述網(wǎng)絡(luò)的一部分的輸入數(shù)據(jù)包速率的裝置；用于獲得管理信息庫(MIB)數(shù)據(jù)的裝置；用于獲得軌跡信息的裝置；以及用于確定有關(guān)所述網(wǎng)絡(luò)的一部分的查驗時間的裝置。
17.權(quán)利要求14的系統(tǒng)，進一步包括用于基于鏈接速度、傳播延遲、設(shè)備等待時間和利用來執(zhí)行單中繼段分析的裝置。
18.權(quán)利要求14的系統(tǒng)，進一步包括用于基于不止一個單中繼段分析在多中繼段網(wǎng)絡(luò)中執(zhí)行多中繼段分析的裝置。
19.權(quán)利要求14的系統(tǒng)，進一步包括用于計算多中繼段網(wǎng)絡(luò)的長距離數(shù)據(jù)包處理(PHOD)的裝置。
20.權(quán)利要求14的系統(tǒng)，進一步包括用于至少基于會話速度和串行化時間來運算對所述網(wǎng)絡(luò)的一部分的會話利用的裝置。
21.權(quán)利要求14的系統(tǒng)，進一步包括用于至少基于流速和當前可用的網(wǎng)絡(luò)速度來運算流利用的裝置。
22.權(quán)利要求14的系統(tǒng)，進一步包括用于獲得有關(guān)所述網(wǎng)絡(luò)的一部分的一個或多個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的一個或多個度量的裝置。
23.權(quán)利要求14的系統(tǒng)，進一步包括用于基于改變有關(guān)一個或多個度量的參數(shù)來提供預(yù)計的性能模型的裝置，以便識別所改變參數(shù)的潛在影響。
24.權(quán)利要求14的系統(tǒng)，其中所述網(wǎng)絡(luò)的一部分是單中繼段、多中繼段和端對端路徑的其中之一。
25.權(quán)利要求14的系統(tǒng)，進一步包括顯示整體基線能力的裝置。
26.一種計算機程序產(chǎn)品，包括具有包含于媒介中的可讀程序代碼的計算機可用媒介，所述計算機程序產(chǎn)品包括至少一個部分用于識別將被分析的一個或多個網(wǎng)絡(luò)路徑；沿著所述一個或多個網(wǎng)絡(luò)路徑從一個或多個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中收集管理信息庫(MIB)數(shù)據(jù)和查驗數(shù)據(jù)；運算來自管理信息庫和查驗數(shù)據(jù)的一個或多個下列輸出，以便調(diào)諧或識別一個或多個網(wǎng)絡(luò)路徑中的問題(i)對于一個或多個網(wǎng)絡(luò)路徑的基線和當前可用的流速；(ii)一個或多個網(wǎng)絡(luò)路徑的當前可用的會話速度；(iii)一個或多個網(wǎng)絡(luò)路徑的等待時間；(iv)一個或多個網(wǎng)絡(luò)路徑的當前流利用；(v)沿著一個或多個網(wǎng)絡(luò)路徑的當前排隊時間；以及從所述運算步驟的一個或多個輸出中產(chǎn)生下列中的一個或多個，以便用于識別沿著一個或多個網(wǎng)絡(luò)路徑的減少的性能(i)流應(yīng)用的基線和當前性能；以及(ii)會話應(yīng)用的基線和當前性能。
全文摘要
提供了一種系統(tǒng)和方法，用于使用包括諸如設(shè)備類型、位置和鏈接速度的屬性的網(wǎng)絡(luò)資源管理數(shù)據(jù)，以便模擬網(wǎng)絡(luò)性能和識別性能問題。本發(fā)明提供對于一個或多個網(wǎng)絡(luò)段(例如一個或多個中繼段或端對端)所測量和觀察到的性能數(shù)據(jù)，以便可以實現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)中減少的性能的識別。此外，本發(fā)明可提供基于對網(wǎng)絡(luò)中的一個或多個部件的計劃改變的性能影響的預(yù)計。性能度量、查驗時間、MIB數(shù)據(jù)、鏈接速度、傳播延遲、設(shè)備等待時間、串行化速率、會話速度、會話利用和其他數(shù)據(jù)被用于模擬網(wǎng)絡(luò)以便確定或分離待決問題，并預(yù)測對網(wǎng)絡(luò)的潛在改變的性能影響。
文檔編號H04L12/24GK1832415SQ20051002301
公開日2006年9月13日 申請日期2005年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月23日
發(fā)明者R·M·西爾弗曼 申請人:國際商業(yè)機器公司