WO2012101054A1 - Verfahren zum erhöhen der qualität der datenübertragung in einem paketbasierten kommunikationsnetz - Google Patents

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Matthias Scheffel
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Siemens AG
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    • H04L47/30—Flow control; Congestion control in combination with information about buffer occupancy at either end or at transit nodes

Definitions

  • the invention relates to a method for increasing the quality in a packet-based communication network comprising a plurality of network nodes, wherein each of the network nodes has a number of ports, each of which at least one queue is assigned and the one Varunikationsver ⁇ binding to another Network node can be made.
  • the invention further relates to a network node of a packet-based communications network and a packet-based Kiru ⁇ nikationsnetz having a plurality of network nodes.
  • the data transfer In many applications distributed over a communications network, the data transfer must not exceed certain limits in terms of end-to-end delay and / or jitter, in order to achieve the desired quality of service of the application. This is particularly true in the industrial field formed in communication networks, for example for a Fabrikautomatisie ⁇ tion, a process automation or energy automation.
  • TDM Time Division Multiplexing
  • suitable network technologies are SDH (Synchronous Digital Hierarchy) or ATM (Asynchronous Transfer Mode) networks. Due to their complexity and the high costs, especially when scaling, they are not useful in many application scenarios.
  • Such communication networks are, for example, Ethernet or IP (Internet Protocol) -based communication networks.
  • IP Internet Protocol
  • communication networks consists of the fact that, in principle, no guarantees with regard to delay and / or jitter can be guaranteed.
  • IRT isochronous real-time transmission ⁇ IRT
  • PROFINET PROFINET
  • the invention provides a method for increasing the quality of data transmission that detects a plurality of network nodes in a packet-based communication network, each network node having a number of ports to which to ⁇ least one queue is assigned and a communication link to another network node can be produced.
  • the method at least the queues of those ports are monitored for their queue length, which ports in the network nodes are respectively along are arranged in the communication network educated communication paths.
  • a Studentslas ⁇ tion measure is determined for the one or more ports in question, from the congestion measure for the relevant or overloaded port running communication paths on a run ⁇ time delay (delay) and / or delay variation (jitter) in the data transmission can be closed. If the overload measure exceeds a predetermined threshold value, an alternative communication path bypassing the overloaded ports is set up for at least one of the communication paths, which is routed via an overloaded port.
  • the invention further provides a network node of a packet-based communications network having a plurality of Netzkno ⁇ th, wherein the network node comprises a number of ports, which has at least one queue assigned in each case and via which a communications link to another network node can be established.
  • the network node comprises a first means for monitoring the queues of those ports for their queue lengths, which ports are arranged in the network nodes along respective communication paths formed along the communication network.
  • the network node further comprises a second means for determining the Studentslastungsma ⁇ SLI from the queue length for the port or ports in question.
  • the invention further provides a packet-based Kommunikati ⁇ onsnetz comprising a plurality of inventively designed network nodes and a network management entity for establishing communication paths and / or alternative communication paths using routing mechanisms in the communication network.
  • the network management entity comprises a third means are closed by the from the resultant by a jewei ⁇ intelligent network node overload fault for the or the respective, congested port ongoing communication paths to a propagation delay (Delay) and / or Verzögerungsva ⁇ riation (jitter) in the data transmission can.
  • the network management entity further comprises a fourth means by which, when the overload fault exceeds a pre ⁇ give threshold value, for at least one of Kom ⁇ munikationspfade which is guided over a congested port, an alternate communication path, bypassing the congested ports can be set up.
  • the invention can be a determinism in packet ⁇ oriented communication networks, such as, for example, achieve on the Internet Protocol-based communication networks or Ethernet. This results in a high convolution quality with regard to delay and / or jitter for the communication paths formed in the communication network.
  • An advantage of the procedure according to the invention is that a complex calculation of absolute delay and / or jitter values is not necessary in order to be able to determine that there is a delay and / or jitter-critical situation within the communication network. This applies in particular ⁇ sondere assuming that in the otherwise almost empty communication network (ie there is no overload or jam situation) the delay and / or jitter requirements are met without any problems.
  • a further advantage is that hardly any modification is necessary in the network node in order to implement the procedure according to the invention.
  • a further advantage is that the method ensures a Ska ⁇ lieriana in large communication networks. This is ensured because, with the method according to the invention, it is necessary to monitor delay or jitter values only per queue and network node, but not per communication path.
  • the alternative communication path is set up bypassing those nodes which comprise at least one overloaded port. This redirects the route of the alternate communication path around the node with the congested port. This can be advantageous if the performance of the entire network node is already adversely affected by the overload of a port.
  • one of the following queue lengths is processed to determine the congestion measure: an average queue length, the average queue lengths being calculated from the time average of a plurality of acquired queue lengths of a queue over a predefined period of time; and / or a ma ximum queue length and / or an effective ⁇ waiting queue length, which is calculated from temporally preceding and refreshes rush queue lengths.
  • an average queue length the average queue lengths being calculated from the time average of a plurality of acquired queue lengths of a queue over a predefined period of time
  • / or a ma ximum queue length and / or an effective ⁇ waiting queue length which is calculated from temporally preceding and refreshes rush queue lengths.
  • the communication paths and / or the alternative communication paths are set up by a higher-level network management entity using routing mechanisms.
  • the network management entity serves to actively create communication paths in the packet-based communication network.
  • the active creation of communication paths by the network management entity can, for example, be analogous to MPLS (Multi Protocol Label Switching).
  • MPLS Multi Protocol Label Switching
  • the queue lengths of several ports of the network nodes are doing OF INVENTION ⁇ dung as used.
  • the network management entity may be formed by a central computer, a control unit of one of the network nodes or a plurality of computers and control units.
  • the queue length of the ports of the plurality of network nodes are polled at predetermined intervals by the higher-level network management entity, wherein the network management entity determines the extent of congestion for each of the ports.
  • the queue lengths of the ports of the plurality of network nodes become at predetermined intervals and / or as a function of exceeding a predetermined global or network node-specific threshold value from the network nodes to the higher-level network management entity, wherein the network management entity determines the extent of congestion for each of the ports.
  • a first lower threshold value for the overload fault (or the War ⁇ tesch long) is defined those ports which are located in the network nodes along the new communication path, which, if exceeded, the new communication path is set up such that the nodes are ignored for the new communication path having at least one congested port whose congestion exceeds the first threshold or the congested ports are disregarded by nodes whose congestion exceeds the first threshold.
  • a second, higher threshold value for the overload fault is defined those ports which are located in the network nodes along the new communication path, determines if exceeded for existing Kom ⁇ munikationspfade alternative communication paths and set up.
  • the load of a network node or an overloaded port can thus be specifically controlled with regard to the data transmitted via it.
  • the new communication path is routed specifically around the congested port or the respective network node, but also a communication path already going over the congested port is diverted.
  • the overload dimensions are monitored as a function of a traffic class of the relevant queue. If low-priority traffic occurs in addition to high-priority traffic, the latter can cause increases in delay and / or jitter in high-priority traffic. For example, this may be caused by an unfavorable scheduler implementation in the network node or by the arrival of a high priority data packet while still sending a long low priority data packet. Such critical situations caused by the low-traffic traffic can be reliably detected by considering the queue lengths of different traffic classes.
  • overall utilization can be improved in the communication network, creating a determinism in the packet-based communications network to increase the quality of data transmission can be achieved in the result.
  • a further embodiment provides that end-to-end values for the propagation delays ⁇ are arranged from the determined congestion measures or the waiting queue lengths of the enqueue queues, which are arranged in the network node along respective communication paths formed in the communication network tion and / or the delay variance are determined on the relevant communication path.
  • the procedure according to the invention is thus based on the dynami ⁇ rule use of queue lengths of the ports of the network nodes to identify delay and / or Jitterkritica situations in connection with the regular polling of the queue lengths or corresponding messages through the network nodes if specified thresholds are exceeded.
  • suitable communication paths for delay or jitter-critical traffic flows are calculated.
  • a Vor ⁇ part of the procedure is that a ⁇ independence of the detailed scheduler implementation or of a used scheduler concept is given. The invention will be explained in more detail below with reference to an embodiment in the drawings. Show it:
  • FIG. 1 shows a communication network according to the invention with a plurality of network nodes and a higher-level network management entity
  • FIG. 2 shows the communication network from FIG. 1, in which three paths set up by the network management instance are shown by way of example, FIG.
  • FIG. 3 shows the communication network of FIG. 2 in which one of the network nodes reports an overloaded port to the network management entity
  • FIG. 4 shows the communication network according to FIG. 2, in which one of the original communication paths has been placed on an alternative route
  • Fig. 5 shows the communication network of Fig. 2, in which a new communication path has been established.
  • Fig. 1 shows an inventive communication network with egg ⁇ ner plurality of network nodes K and a Netzwerkmanagementin- punch NM.
  • the network nodes K are numbered from 1 to 8, wherein the numbers represent a respective address of the network node K.
  • Each of the network nodes K has a number of ports P, via which a communication link KV to another network node K can be established.
  • the number of outgoing from a bone ⁇ K th communication links the number of ports, wherein a respective node may in principle have a larger number of ports than the communication links corresponds. Only for the marked with the addresses 1 and 5 node K ports P are provided with their reference numerals.
  • the communication links KV can be line-based or wireless NAT . In particular, in the latter case, it is possible that form other communication links between the nodes K than those shown in Fig. 1.
  • the node K is preceded by the already mentioned network management entity NM.
  • the network management entity which is formed for example by a central computer, is able to exchange data with the network node K via respective communication links KVN.
  • the communication links KVN which are shown in FIG. 1, are merely logical in nature and need not exist directly between the respective network node K and the network management entity NM.
  • the end-to-end delay and jitter may be particularly critical when due to a zzy qualityspei- assurance (so-called Queuing) ⁇ node in the network nodes along K egg nes particular communication path between source and destination packet traffic jams are caused containing varying forward each times in the individual network nodes.
  • the reasons for this include a blocked off ⁇ gangs ports by sending another package or the pre- ferred control other cached packages with higher priority. Since the delay is usually not de ⁇ terministic, variable delay and jitter values can arise.
  • the task of the network management instance is to set up and to administer the communication paths formed in the communication network.
  • the network management entity may monitor at least the queues of those ports at their queue length, which ports in the network nodes are arranged along respective communication paths formed in the communication network. From the queue length, the network ⁇ management entity may determine an overload fault for the ports, wherein in the overload fault for the one or current via the relevant, congested port communication paths often a delay and / or Jitterproblem can be closed in the data transmission.
  • the network ⁇ management entity may determine an overload fault for the ports, wherein in the overload fault for the one or current via the relevant, congested port communication paths often a delay and / or Jitterproblem can be closed in the data transmission.
  • the one or more priorities traffic classes
  • the priorities are defined, for example, via IEEE 802.1P Class of Service (CoS) or IP Type of Service (ToS).
  • Exceeds the overload fault concerned ei ⁇ NEN predetermined threshold value that is the queue length of a queue of a port is greater than the predetermined threshold, it is for at least one of the communication ⁇ paths, which is guided through a through burdensome port, an alternate communication path, bypassing the congested Ports set up. These paths are chosen so that the critical ports P or network nodes are not used.
  • the overload measure can be a value directly proportional to the queue length.
  • the overload level of the queue length, z For example, the number of bytes of time before the queue is processed, and so on.
  • FIG. 2 shows in an example the communication network described in FIG. 1, in which three communication paths PF1, PF2, PF3 are set up by the network management entity NM.
  • the communication path 1 runs from the network node 1 via the network nodes 5 and 2 to the network node 3.
  • the communication path PF2 runs from the network node 1 via the network nodes 5 and 6 to the network node 8.
  • the communication path PF3 runs from the network node 4 via the network nodes 5 and 6 8 to the network node in the selected embodiment, all 3 communication paths PF1, PF2 and PF3 are thus passed over the Netzkno ⁇ th 5, wherein the communication paths PF2 and PF3 further through a common port PI (5) are passed.
  • a packet jam may occur at the port PI (5), which may result in a delay and / or jitter for both the communication path PF2 and the communication path PF3.
  • a degree of congestion formed at the port PI (5) exceeds a predefined threshold value, then according to FIG. 3 the network node 5 transmits a message N to the network management entity NM.
  • the network management entity NM can infer from the congestion measure for the communication paths PF2, PF3 running via the port PI (5) to a possibly occurring delay and / or jitter problem. Because of the Netzwerkmana ⁇ ABERGEMENT instance NM performs a reconfiguration of the two communication nikationspfade PF2, PF3.
  • the network management entity NM uses known routing methods in principle.
  • the communication paths can be set up for example by direct entries in Layer 3 routing or Layer 2 forwarding tables.
  • a device or adaptation can also be realized by an adaptation of the metrics influencing the routing or forwarding tables. These can be, for example, Open Shortest Path First (OSPF) weights or link costs and priorities in Rapid Spanning Tree (RSTP) or Multiple Spanning Tree (MSTP). Corresponding mechanisms and procedures are known to those skilled in the art.
  • OSPF Open Shortest Path First
  • RSTP Rapid Spanning Tree
  • MSTP Multiple Spanning Tree
  • the data transmission from a source node to a destination node can he follow ⁇ first along preset default paths. This means a default path is initially inde ⁇ gig of the queue length of the queue, along which the communication path is formed.
  • the network management entity NM only intervenes when a problem situation has been identified during the continuous monitoring of the network node K and its queues.
  • Requests for the establishment of new communication paths can be edited so that a new communication ⁇ path avoids the critical ports or network nodes.
  • This is exemplified in Fig. 5, wherein over the communica tion ⁇ paths according to Fig., A new communication path PF4 from the network node 1 via the network node 4 and 7 to the hub 6 3. Although the shortest route from network node 1 to network node 6 would pass through port PI (5) of network node 5, a path through network nodes 4 and 7 is selected to avoid the congestion on port PI (5) of network node 5.
  • new communication paths For the establishment of new communication paths, it is helpful to set a first, a lower, and a second, compared to a higher threshold.
  • new communication paths such as the communication path PF4, which is added to the existing communication paths PF1, PF2 'and PF3, are set up via alternative network nodes.
  • ⁇ requirement which the second, higher threshold and existing communication paths are partially diverted.
  • one or more threshold values for each of the central network node individually to defi ⁇ kidney, so that a network node K transmits a message to the Network Management NM instance, when the respective limits are exceeded. This makes a constant query of the states by the management entity superfluous and spares communication resources.
  • an average queue length is preferably used, with the mitt ⁇ sized queue length calculated from the time average queue lengths more sensed over a predetermined period of time.
  • a maximum queue length can also be defined, which may correspond, for example, to the second, higher threshold value from above.
  • the use of an effective queue length to determine the congestion measure is possible, with the effective queue length being determined from temporally preceding and current queue lengths. As a result, the history of the queue length can be taken into account, wherein z. B. an exponential smoothing can take place.

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  • Signal Processing (AREA)
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  • Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)

Abstract

Die Erfindung beschreibt ein Verfahren zum Erhöhen der Qualität der Datenübertragung in einem paketbasierten Kommunikationsnetz, das eine Vielzahl an Netzknoten (K) umfasst. Jeder der Netzknoten (K) weist eine Anzahl an Ports (P) auf, denen jeweils zumindest eine Warteschlange (Q) zugeordnet ist und über die eine Kommunikationsverbindung (KV) zu einem anderen Netzknoten (K) hergestellt werden kann. In dem erfindungsgemäßen Verfahren werden zumindest die Warteschlangen (Q) derjenigen Ports auf ihre Warteschlangenlängen überwacht, welche Ports (P) in den Netzknoten (K) entlang jeweiliger in dem Kommunikationsnetz gebildeter Kommunikationspfade angeordnet sind. Ferner wird aus der Warteschlangenlänge ein Überlastungsmaß für den oder die betreffenden Ports (P) bestimmt, wobei aus dem Überlastungsmaß für den oder die über den betreffenden, überlasteten Port (P) laufenden Kommunikationspfade (PF1, PF2, PF3) auf eine Laufzeitverzögerung (Delay) und/oder Verzögerungsvariation (Jitter) in der Datenübertragung geschlossen werden kann. Schließlich überschreitet das Überlastungsmaß einen vorgegebenen Schwellwert für zumindest einen der Kommunikationspfade (PF1, PF2, PF3), der über einen überlasteten Port (P) geführt ist. Ein alternativer Kommunikationspfad (PF2') wird unter Umgehung der überlasteten Ports (P) eingerichtet.

Description

Beschreibung
Verfahren zum Erhöhen der Qualität der Datenübertragung in einem paketbasierten Kommunikationsnetz
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erhöhen der Qualität in einem paketbasierten Kommunikationsnetz, das eine Vielzahl von Netzknoten umfasst, wobei jeder der Netzknoten eine Anzahl an Ports aufweist, denen jeweils mindestens eine Warte- schlänge zugeordnet ist und über die eine Kommunikationsver¬ bindung zu einem anderen Netzknoten hergestellt werden kann. Die Erfindung betrifft weiter einen Netzknoten eines paketbasierten Kommunikationsnetzes sowie ein paketbasiertes Kommu¬ nikationsnetz, das eine Vielzahl von Netzknoten aufweist.
Bei vielen über ein Kommunikationsnetz verteilten Applikationen darf die Datenübertragung hinsichtlich einer Ende-zuEnde-Verzögerung (Delay) und/oder einer Verzögerungsvariation (Jitter) bestimmte Grenzwerte nicht überschreiten, damit die gewünschte Dienstgüte der Applikation erreicht wird. Dies gilt insbesondere bei im industriellen Bereich ausgebildeten Kommunikationsnetzen für zum Beispiel eine Fabrikautomatisie¬ rung, eine Prozessautomatisierung oder eine Energieautomatisierung. Derzeit können lediglich TDM (Time Division Mul- tiplexing) -basierte Netztechnologien vorgegebene Anforderungen zu Delay- und Jitterwerten entlang innerhalb des Kommunikationsnetzes ausgebildeter Kommunikationspfade erfüllen. Prinzipiell geeignete Netztechnologien sind in diesem Zusammenhang SDH (Synchronous Digital Hierarchy) oder ATM (Asynch- ronous Transfer Mode) -Netze. Aufgrund deren Komplexität sowie der hohen Kosten, insbesondere bei einer Skalierung, sind sie in vielen Anwendungsszenarien nicht sinnvoll einsetzbar.
Aus Gründen der Komplexität sowie der geringen Kosten, auch bei einer Skalierung, ist deshalb der Einsatz paketbasierter Kommunikationsnetze wünschenswert. Solche Kommunikationsnetze sind beispielsweise Ethernet oder IP (Internet Protocol) - basierte Kommunikationsnetze. Ein Problem Paketbasierter Kom- munikationsnetze besteht jedoch darin, dass prinzipbedingt keine Garantien hinsichtlich Delay und/oder Jitter gewährleistet werden können. Es sind zwar aufwendige Erweiterungen von Ethernet im Bereich Industrial Ethernet (zum Beispiel eine isochrone Realzeit¬ übertragung (IRT) für PROFINET) bekannt, die ein deterministisches Verhalten des Kommunikationsnetzes per TDM nachbil¬ den. Allerdings ist diese Technologie nur mit Einsatz spe- zieller Hardware und einem hohen Konfigurationsaufwand ein- setzbar .
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren anzugeben, mit dem die Qualität der Datenübertragung in einem paketbasierten Kommunikationsnetz erhöht werden kann. Es soll weiterhin ein Netzknoten eines paketbasierten Kommunikationsnetzes angegeben werden, der eine Erhöhung der Qualität der Datenübertragung in dem paketbasierten Kommunikationsnetz erlaubt. Schließlich ist es auch Aufgabe der Erfin- dung ein paketbasiertes Kommunikationsnetz anzugeben, welches eine hohe Qualität der Datenübertragung aufweist.
Diese Aufgaben werden gelöst durch das Verfahren gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1, einem Netzknoten mit den Merkmalen des Patentanspruches 12 sowie ein paketbasiertes
Kommunikationsnetz mit den Merkmalen des Patentanspruches 13. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen . Die Erfindung schafft ein Verfahren zum Erhöhen der Qualität der Datenübertragung in einem paketbasiertem Kommunikationsnetz das eine Vielzahl an Netzknoten erfasst, wobei jeder der Netzknoten eine Anzahl an Ports aufweist, denen jeweils zu¬ mindest eine Warteschlange zugeordnet ist und über die eine Kommunikationsverbindung zu einem anderen Netzknoten hergestellt werden kann. Bei dem Verfahren werden zumindest die Warteschlangen derjenigen Ports auf ihre Warteschlangenlänge überwacht, welche Ports in den Netzknoten entlang jeweiliger in dem Kommunikationsnetz gebildeter Kommunikationspfade angeordnet sind. Aus der Warteschlangenlänge wird ein Überlas¬ tungsmaß für den oder die betreffenden Ports bestimmt, wobei aus dem Überlastungsmaß für den oder die betreffenden, überlasteten Port laufenden Kommunikationspfade auf eine Lauf¬ zeitverzögerung (Delay) und/oder Verzögerungsvariation (Jit- ter) in der Datenübertragung geschlossen werden kann. Wenn das Überlastungsmaß einen vorgegebenen Schwellwert über¬ schreitet, wird für zumindest einen der Kommunikationspfade, der über einen überlasteten Port geführt ist, ein alternativer Kommunikationspfad unter Umgehung der überlasteten Ports eingerichtet .
Die Erfindung schafft weiter einen Netzknoten eines paketbasierten Kommunikationsnetzes mit einer Vielzahl an Netzkno¬ ten, wobei der Netzknoten eine Anzahl an Ports umfasst, denen jeweils zumindest eine Warteschlange zugeordnet ist und über die eine Kommunikationsverbindung zu einem anderen Netzknoten hergestellt werden kann. Der Netzknoten umfasst ein erstes Mittel zum Überwachen der Warteschlangen derjenigen Ports auf ihre Warteschlangenlängen, welche Ports in den Netzknoten entlang jeweiliger entlang dem Kommunikationsnetz gebildeter Kommunikationspfade angeordnet sind. Der Netzknoten umfasst ferner ein zweites Mittel zur Bestimmung des Überlastungsma¬ ßes aus der Warteschlangenlänge für den oder die betreffenden Ports .
Die Erfindung schafft weiter ein paketbasiertes Kommunikati¬ onsnetz, das eine Vielzahl an erfindungsgemäß ausgebildeten Netzknoten und eine Netzwerkmanagementinstanz zur Einrichtung von Kommunikationspfaden und/oder alternativen Kommunikationspfaden unter Verwendung von Routing-Mechanismen in dem Kommunikationsnetz umfasst. Die Netzwerkmanagementinstanz umfasst ein drittes Mittel, durch das aus dem von einem jewei¬ ligen Netzknoten erhaltene Überlastungsmaß für den oder die betreffenden, überlasteten Port laufenden Kommunikationspfade auf eine LaufZeitverzögerung (Delay) und/oder Verzögerungsva¬ riation (Jitter) in der Datenübertragung geschlossen werden kann. Die Netzwerkmanagementinstanz umfasst weiter ein viertes Mittel, durch das, wenn das Überlastungsmaß einen vorge¬ geben Schwellwert überschreitet, für zumindest einen der Kom¬ munikationspfade, der über einen überlasteten Port geführt ist, ein alternativer Kommunikationspfad unter Umgehung des überlasteten Ports einrichtbar ist.
Mit der Erfindung lässt sich ein Determinismus in paket¬ orientierten Kommunikationsnetzen, wie beispielsweise auf dem Internet Protokoll basierenden Kommunikationsnetzen oder dem Ethernet, erzielen. Hierdurch ergibt sich eine hohe Überra- gungsqualität hinsichtlich Delay und/oder Jitter für die in dem Kommunikationsnetz gebildeten Kommunikationspfade. Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Vorgehensweise besteht darin, dass eine komplexe Berechnung von absoluten Delay- und/oder Jitterwerten nicht notwendig ist, um feststellen zu können, dass innerhalb des Kommunikationsnetzwerks eine Delay- und/oder Jitterkritische Situation vorliegt. Dies gilt insbe¬ sondere unter der Annahme, dass in dem ansonsten fast leeren Kommunikationsnetz (d.h. es liegt keine Überlast- oder Stausituation vor) die Delay und/oder Jitteranforderungen problemlos eingehalten werden. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass in dem Netzknoten kaum eine Modifikation notwendig ist, um das erfindungsgemäße Vorgehen umzusetzen. Ein weite- rer Vorteil besteht darin, dass das Verfahren auch eine Ska¬ lierbarkeit in großen Kommunikationsnetzwerken gewährleistet. Diese ist deshalb gewährleistet, da mit dem erfindungsgemäßen Verfahren eine Überwachung von Delay- bzw. Jitterwerten nur je Warteschlange und Netzknoten, jedoch nicht je Kommunikati- onspfad notwendig ist.
In einer zweckmäßigen Ausgestaltung wird der alternative Kommunikationspfad unter Umgehung derjenigen Knoten eingerichtet, welche zumindest einen überlasteten Port umfassen. Hier- durch wird die Route des alternativen Kommunikationspfades um den Knoten mit dem überlasteten Port herumgeleitet. Dies kann dann vorteilhaft sein, wen die Performance des gesamten Netz- knotens bereits durch die Überlastung eines Ports negativ be einflusst wird.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung wird zur Ermittlung des Überlastungsmaßes eine der folgenden Warteschlangenlängen verarbeitet: eine mittlere Warteschlangenlänge, wobei sich die mittleren Warteschlangenlängen aus dem zeitlichen Mittel mehrerer erfasster Warteschlangenlängen einer Warteschlange über einen vorgegebenen Zeitraum berechnen; und/oder eine ma ximale Warteschlangenlänge und/oder eine effektive Warte¬ schlangenlänge, welche aus zeitlich vorangegangenen und aktu eilen Warteschlangenlängen ermittelt wird. Basierend auf den angegebenen Warteschlangenlängen können geeignete Kommunikationspfade für Delay- bzw. Jitter-kritische Kommunikations¬ pfade ermittelt werden.
Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung werden die Kommunikationspfade und/oder die alternativen Kommunikations pfade durch eine übergeordnete Netzwerkmanagementinstanz unter Verwendung von Routing-Mechanismen eingerichtet. Die Netzwerkmanagementinstanz dient dazu, Kommunikationspfade ak tiv in dem paketbasierten Kommunikationsnetz zu erstellen. Die aktive Erstellung von Kommunikationspfaden durch die Netzwerkmanagementinstanz kann beispielsweise analog zu MPLS (Multi Protocol Label Switching) erfolgen. Als Kriterium für gute oder schlechte Kommunikationspfade werden dabei erfin¬ dungsgemäß die Warteschlangenlängen einiger Ports der Netzknoten verwendet. Die Netzwerkmanagementinstanz kann durch einen zentralen Rechner, eine Steuereinheit eines der Netzknoten oder eine Mehrzahl von Rechnern und Steuereinheiten ausgebildet sein.
In der weiteren Ausgestaltung werden die Warteschlangenlänge der Ports der Vielzahl an Netzknoten in vorgegebenen Abständen von der übergeordneten Netzwerkmanagementinstanz abgefragt, wobei die Netzwerkmanagementinstanz für jeden der Ports das Überlastungsmaß ermittelt. Alternativ werden die Warteschlangenlängen der Ports der Vielzahl an Netzknoten in zeitlich vorgegebenen Abständen und/oder in Abhängigkeit des Überschreitens eines vorgegebenen globalen oder Netzknotenindividuellen Schwellwerts von den Netzknoten an die übergeordnete Netzwerkmanagementinstanz übertragen, wobei die Netz- werkmanagementinstanz für jeden der Ports das Überlastungsmaß ermittelt .
Es ist weiterhin zweckmäßig, wenn bei der Einrichtung des neuen Kommunikationspfads zumindest die Überlastungsmaße der- jenigen Ports berücksichtigt werden, welche in den Netzknoten entlang des neuen Kommunikationspfads angeordnet sind. Bei der Erstellung eines neuen Kommunikationsmaßes ist somit nicht immer die kürzeste Verbindung zwischen Quellknoten und Zielknoten das Ergebnis bei der Einrichtung des neuen Kommu- nikationspfades . Vielmehr wird daneben auch die Auslastung der jeweiligen Netzknoten bzw. der in einem potenziellen Kommunikationspfad liegenden Ports berücksichtigt.
In diesem Zusammenhang ist es zweckmäßig, wenn ein erster niedriger Schwellwert für das Überlastungsmaß (bzw. die War¬ teschlangen) derjenigen Ports, welche in dem Netzknoten entlang des neuen Kommunikationspfads angeordnet sind, definiert wird, bei dessen Überschreiten der neue Kommunikationspfad derart eingerichtet wird, dass die Knoten für den neuen Kom- munikationspfad außer Acht gelassen werden, welche zumindest einen überlasteten Port aufweisen, dessen Überlastungsmaß den ersten Schwellwert übersteigt oder die überlasteten Ports von Knoten außer Acht gelassen werden, deren Überlastungsmaß den ersten Schwellwert übersteigt.
In einer weiteren Ausgestaltung wird ein zweiter, höherer Schwellwert für das Überlastungsmaß (bzw. die Warteschlangen¬ länge der Warteschlangen) derjenigen Ports, welche in den Netzknoten entlang des neuen Kommunikationspfad angeordnet sind, definiert, bei dessen Überschreiten für bestehende Kom¬ munikationspfade alternative Kommunikationspfade ermittelt und eingerichtet werden. Durch das Vorsehen des ersten und des im Vergleich dazu zweiten höheren Schwellenwerts, kann somit die Belastung eines Netzknotens bzw. eines überlasteten Ports hinsichtlich der über ihn übertragenen Daten gezielt gesteuert werden. Je nach ermittelter Warteschlangenlänge wird unter Umständen nicht nur der neue Kommunikationspfad gezielt um den überlasteten Port oder den betreffenden Netzknoten geleitet, sondern auch ein bereits über den überlasteten Port gehender Kommunikationspfad umgeleitet.
Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung erfolgt eine Überwachung der Überlastungsmaße (bzw. der Warteschlangenlängen) in Abhängigkeit einer Verkehrsklasse der betreffenden Warteschlange. Wenn neben hochpriorem Datenverkehr auch nie- derpriorer Datenverkehr auftritt, kann letzterer Delay- und/oder Jittererhöhungen beim hochprioren Datenverkehr verursachen. Beispielsweise kann dies durch eine ungünstige Scheduler-Implementierung in den Netzknoten oder durch das Eintreffen eines hochprioren Datenpaketes, während noch ein langes niederpriores Datenpaket gesendet wird, verursacht sein. Solche kritischen Situationen, die durch den niederpri- oren Datenverkehr verursacht werden, können durch die Berücksichtung der Warteschlangenlängen unterschiedlicher Verkehrsklassen zuverlässig erkannt werden. Durch die oben beschrie¬ bene Strategie des Umleitens bestimmter Kommunikationspfade kann die Gesamtauslastung in dem Kommunikationsnetzwerk verbessert werden, wodurch im Ergebnis ein Determinismus in dem paketbasiertem Kommunikationsnetz zur Erhöhung der Qualität der Datenübertragung erzielt werden kann.
Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass aus den ermittel- ten Überlastungsmaßen bzw. den Wartenschlangenlängen der eni- gen Warteschlangen, welche in dem Netzknoten entlang jeweili- ger in dem Kommunikationsnetz gebildeten Kommunikationspfaden angeordnet sind, Ende-zu-Ende-Werte für die Laufzeitverzöge¬ rung und/oder die Verzögerungsvarianz auf dem betreffenden Kommunikationspfaden ermittelt werden . Das erfindungsgemäße Vorgehen basiert somit auf der dynami¬ schen Nutzung von Warteschlangenlängen der Ports der Netzknoten zur Identifikation von Delay- und/oder Jitterkritischen Situationen in Verbindung mit der regelmäßigen Abfrage der Warteschlangenlängen oder entsprechender Nachrichten durch die Netzknoten, falls vorgegebene Schwellwerte überschritten sind. Basierend auf der Information über die Warteschlangenlängen der Ports der in dem Kommunikationsnetzwerk vorhandenen Netzknoten werden geeignete Kommunikationspfade für De- lay- bzw. Jitterkritische Verkehrsflüsse berechnet. Ein Vor¬ teil der Vorgehensweise besteht darin, dass eine Unabhängig¬ keit von der detaillierten Scheduler-Implementierung bzw. von einem verwendeten Schedulerkonzept gegeben ist. Die Erfindung wird nachfolgend näher anhand von einem Ausführungsbeispiel in den Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Kommunikationsnetzwerk mit einer Vielzahl an Netzknoten und einer übergeordneten Netzwerkmanagementinstanz,
Fig. 2 das Kommunikationsnetzwerk aus Fig. 1, in dem exemplarisch drei von der Netzwerkmanagementinstanz eingerichtete Pfade dargestellt sind,
Fig. 3 das Kommunikationsnetzwerk aus Fig. 2, in dem einer der Netzknoten einen überlasteten Port an die Netzwerkmanagementinstanz meldet,
Fig. 4 das Kommunikationsnetzwerk gemäß Fig. 2, in welchem einer der ursprünglichen Kommunikationspfade auf eine alternative Route gelegt wurde, und
Fig. 5 das Kommunikationsnetzwerk aus Fig. 2, in welchem ein neuer Kommunikationspfad eingerichtet wurde.
Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Kommunikationsnetz mit ei¬ ner Vielzahl an Netzknoten K und einer Netzwerkmanagementin- stanz NM. Die Netzknoten K sind von 1 bis 8 nummeriert, wobei die Ziffern eine jeweilige Adresse der Netzknoten K repräsentieren. Jeder der Netzknoten K weist eine Anzahl an Ports P auf, über die eine Kommunikationsverbindung KV zu einem ande- ren Netzknoten K hergestellt werden kann. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel entspricht die Anzahl der von einem Kno¬ ten K ausgehenden Kommunikationsverbindungen der Anzahl der Ports, wobei ein jeweiliger Knoten prinzipiell eine größere Anzahl an Ports als Kommunikationsverbindungen aufweisen kann. Lediglich für die mit den Adressen 1 und 5 gekennzeichneten Knoten K sind die Ports P mit ihrem Bezugszeichen versehen. Die Kommunikationsverbindungen KV können je nach Art des Kommunikationsnetzes leitungsbasiert oder drahtloser Na¬ tur sein. Insbesondere im letzteren Fall ist es möglich, dass sich zwischen den Knoten K noch andere Kommunikationsverbindungen ausbilden als jene, die in Fig. 1 dargestellt sind.
Den Knoten K übergeordnet ist die bereits erwähnte Netzwerk¬ managementinstanz NM. Die Netzwerkmanagementinstanz, die bei- spielsweise durch einen Zentralrechner gebildet ist, ist über jeweilige Kommunikationsverbindungen KVN in der Lage, Daten mit den Netzknoten K auszutauschen. Die Kommunikationsverbindungen KVN, welche in Fig. 1 dargestellt sind, sind lediglich logischer Natur und brauchen nicht direkt zwischen den jewei- ligen Netzknoten K und der Netzwerkmanagementinstanz NM bestehen. Auf welche Weise Daten zwischen der Netzwerkmanage¬ mentinstanz und dem Netzknoten K ausgetauscht werden (drahtlos oder leitungsgebunden) ist für die vorliegende Erfindung von untergeordneter Bedeutung.
Um bei einer Datenübertragung zwischen einem als Quellknoten fungierenden Netzknoten K und einem als Zielknoten fungierenden Netzknoten K des Kommunikationsnetzes vorgegebene Anfor¬ derungen für die Datenübertragung hinsichtlich einer Ende-zu- Ende-Verzögerung (Delay) und/oder Verzögerungsvariation (Jit- ter) erfüllen zu können, erfolgt in dem prinzipiell paketba¬ sierten Kommunikationsnetz gemäß Fig. 1 unter Steuerung der Netzwerkmanagementinstanz NM ein aktives Management der im Kommunikationsnetz erstellten Kommunikationspfade. Prinzipiell können Ende-zu-Ende Delay- und Jitterwerte insbesondere dann kritisch werden, wenn aufgrund einer Paketzwischenspei- cherung (sogenanntes Queuing) in den Netzknoten K entlang ei- nes bestimmten Kommunikationspfades zwischen Quell- und Ziel¬ knoten Paketstaus entstehen, welche variierende Weiterlei- tungszeiten in den einzelnen Netzknoten verursachen. Die Gründe hierfür sind beispielsweise die Blockierung eines Aus¬ gangs-Ports durch Aussenden eines anderen Pakets oder die be- vorzugte Bedienung anderer zwischengespeicherter Pakete mit höherer Priorität. Da die Verzögerung üblicherweise nicht de¬ terministisch ist, können variable Delay- und Jitterwerte entstehen . Die Aufgabe der Netzwerkmanagementinstanz besteht einerseits darin, die in dem Kommunikationsnetz gebildeten Kommunikationspfade einzurichten und zu verwalten. Andererseits ist es Aufgabe der Netzwerkmanagementinstanz wenigstens die Warteschlangen derjenigen Ports auf ihre Warteschlangenlänge zu überwachen, welche Ports in den Netzknoten entlang jeweiliger in dem Kommunikationsnetz gebildeter Kommunikationspfade angeordnet sind. Aus der Warteschlangenlänge kann die Netzwerk¬ managementinstanz ein Überlastungsmaß für die Ports bestimmen, wobei aus dem Überlastungsmaß für den oder die über den betreffenden, überlasteten Port laufenden Kommunikationspfade oft ein Delay- und/oder Jitterproblem in der Datenübertragung geschlossen werden kann. Üblicherweise sind mehrere Warte¬ schlangen (Queues) pro Port P eines Netzknotens vorhanden, die einer oder mehreren Prioritäten (Verkehrsklassen) zuge- ordnet sind. Die Prioritäten sind beispielsweise über IEEE 802.1P Class of Service (CoS) oder IP Type of Service (ToS) definiert. Überschreitet das betreffende Überlastungsmaß ei¬ nen vorgegebenen Schwellwert, d.h. ist die Warteschlangenlänge einer Warteschlange eines Ports größer als der vorgegebene Schwellwert, so wird für wenigstens einen der Kommunikations¬ pfade, der über einen überlastenden Port geführt ist, ein alternativer Kommunikationspfad unter Umgehung der überlasteten Ports eingerichtet. Diese Pfade werden dabei so gewählt, dass die kritischen Ports P bzw. Netzknoten nicht benutzt werden.
Das Überlastungsmaß kann ein zur Warteschlangenlänge direkt proportionaler Wert sein. Ebenso kann das Überlastungsmaß der Warteschlangenlänge, z. B. der Anzahl an Bytes einer Zeit bis zum Abarbeiten der Warteschlange, usw., entsprechen.
Fig. 2 zeigt in einem Beispiel das in Fig. 1 beschriebene Kommunikationsnetz, in dem drei Kommunikationspfade PF1, PF2, PF3 durch die Netzwerkmanagementinstanz NM eingerichtet sind. Der Kommunikationspfad 1 verläuft vom Netzknoten 1 über die Netzknoten 5 und 2 zu dem Netzknoten 3. Der Kommunikationspfad PF2 verläuft vom Netzknoten 1 über die Netzknoten 5 und 6 zu dem Netzknoten 8. Der Kommunikationspfad PF3 verläuft vom dem Netzknoten 4 über die Netzknoten 5 und 6 zu dem Netzknoten 8. In dem gewählten Ausführungsbeispiel werden alle 3 Kommunikationspfade PF1, PF2 und PF3 somit über den Netzkno¬ ten 5 geleitet, wobei die Kommunikationspfade PF2 und PF3 weiterhin über einen gemeinsamen Port PI (5) geleitet werden. Hierdurch bedingt kann es an dem Port PI (5) zu einem Paketstau kommen, welcher sowohl für den Kommunikationspfad PF2 als auch den Kommunikationspfad PF3 eine Delay und/oder Jit- ter zur Folge haben kann. Übersteigt ein aus der Warteschlan- genlänge gebildetes Überlastungsmaß an dem Port PI (5) einen vorgegeben Schwellwert, so wird gemäß Fig. 3 durch den Netzknoten 5 eine Nachricht N an die Netzwerkmanagementinstanz NM übertragen . Die Netzwerkmanagementinstanz NM kann aus dem Überlastungsmaß für die über den Port PI (5) laufenden Kommunikationspfade PF2, PF3 auf ein eventuell auftretendes Delay und/oder Jit- terproblem schließen. Aufgrund dessen nimmt die Netzwerkmana¬ gementinstanz NM eine Rekonfiguration eines der beiden Kommu- nikationspfade PF2, PF3 vor. Im vorliegenden Ausführungsbei¬ spiel wird für den Kommunikationspfad PF2 ein alternativer Kommunikationspfad PF2' erstellt, der von dem Netzknoten 1 über die Netzknoten 2 und 3 zum Netzknoten 8 verläuft. Zur Einrichtung der Kommunikationspfade bedient sich die Netzwerkmanagementinstanz NM prinzipiell bekannter Routingmethoden. Die Kommunikationspfade können beispielsweise durch direkte Eintrage in Layer-3-Routing- bzw. Layer-2-Forwarding- Tabellen eingerichtet werden. Eine Einrichtung oder Anpassung kann auch durch eine Anpassung von die Routing- bzw. Forwar- ding-Tabellen beeinflussenden Metriken realisiert werden. Dies können beispielsweise Open Shortest Path First (OSPF) - Gewichte oder Link-Kosten und Prioritäten bei Rapid Spanning Tree (RSTP) bzw. Multiple Spanning Tree (MSTP) sein. Entsprechende Mechanismen und Vorgehensweisen sind dem Fachmann aus dem Stand der Technik bekannt. Die Datenübertragung von einem Quellknoten zu einem Zielknoten kann zunächst entlang voreingestellter Default-Pfade er¬ folgen. Dies bedeutet ein Default-Pfad ist zunächst unabhän¬ gig von den Warteschlangenlängen der Warteschlangen, entlang welchen der Kommunikationspfad verläuft, gebildet. Die Netz- werkmanagementinstanz NM greift erst dann ein, wenn bei der kontinuierlichen Überwachung der Netzknoten K und deren Warteschlangen eine Problemsituation festgestellt wurde.
Anfragen für das Einrichten von neuen Kommunikationspfaden können so bearbeitet werden, dass ein neuer Kommunikations¬ pfad die kritischen Ports bzw. Netzknoten meidet. Dies ist exemplarisch in Fig. 5 dargestellt, wobei über die Kommunika¬ tionspfade gemäß Fig. 3 ein neuer Kommunikationspfad PF4 vom Netzknoten 1 über die Netzknoten 4 und 7 zu dem Netzknoten 6 dargestellt ist. Obwohl der kürzeste Weg vom Netzknoten 1 zum Netzknoten 6 über den Port PI (5) des Netzknoten 5 verlaufen würde, wird ein Pfad über die Netzknoten 4 und 7 gewählt um den sich andeutenden Stau auf Port PI (5) des Netzknotens 5 auszuweichen .
Für die Einrichtung von neuen Kommunikationspfaden ist es hilfreich, einen ersten, niedrigen, und einen zweiten, im Vergleich hierzu höheren Schwellwert festzulegen. Beim Über- schreiten des ersten, niedrigen Schwellwerts, werden neue Kommunikationspfade, wie der Kommunikationspfad PF4, der zu den bestehenden Kommunikationspfaden PF1, PF2' und PF3 hinzukommt, über alternative Netzknoten eingerichtet. Bei Über¬ schreitung des zweiten, höheren Schwellenwerts werden auch bestehenden Kommunikationspfade teilweise umgeleitet.
Grundsätzlich ist es auch möglich, ein oder mehrere Schwellwerte zentral für jeden der Netzknoten individuell zu defi¬ nieren, so dass ein Netzknoten K eine Nachricht an die Netzwerkmanagementinstanz NM überträgt, wenn die jeweiligen Grenzen überschritten werden. Dies macht eine ständige Abfrage der Zustände durch die Mangagementinstanz überflüssig und schont damit Kommunikationsressourcen.
Zur Ermittlung des Überlastungsmaßes wird bevorzugt eine mittlere Warteschlangenlänge verwendet, wobei sich die mitt¬ lere Warteschlangenlänge aus dem zeitlichen Mittel mehrerer erfasster Warteschlangenlängen über einen vorgegebenen Zeitraum berechnet. Hierdurch können starke Schwankungen vermieden werden. Alternativ kann auch eine maximale Warteschlangenlänge definiert werden, wobei diese beispielsweise dem zweiten, höheren Schwellwert von oben entsprechen kann. Ebenso ist die Verwendung einer effektiven Warteschlangenlänge zur Ermittlung des Überlastungsmaßes möglich, wobei sich die effektive Warteschlangenlänge aus zeitlich vorangegangen und aktuellen Warteschlangenlängen ermittelt. Hierdurch kann die Historie der Wareschlangenlänge berücksichtigt werden, wobei z. B. ein exponentielles Glätten erfolgen kann.
In einer weiteren Ausgestaltung ist es möglich sich alterna- tiv auf die Überwachung der Warteschlangenlänge für bestimmte Verkehrsklassen, z. B. einer bestimmten Prioritätsklasse, zu beschränken, da diese typischerweise den Delay- und Jitter- sensitiven Datenverkehr tragen
Neben der Berücksichtigung einer Über- bzw. Unterschreitung von mittleren, maximalen oder effektiven Warteschlangenlängen durch das Überlastungsmaß können anhand diesem durch die Ma¬ nagementsysteminstanz auch absolute Ende-zu-Ende-Werte für den Delay bzw. Jitter abgeleitet werden. Hierzu werden mehre¬ re Delay-Anteile addiert: Das Überlastungsmaß verrechnet mit den jeweiligen Bandbreiten der Links; die in den Netzknoten entstehenden Verzögerungen aufgrund von Schaltvorgängen, welche abgeschätzt oder gemessen sein können; Ausbreitungsverzö¬ gerungen (propagation Delays) auf allen involvierten Kommunikationsverbindungen, welche geschätzt oder gemessen sein können (z. B. mit Hilfe entsprechender Mechanismen, die im Rahmen einer Uhrzeitsynchronisation gemäß IEEE 1588 oder 802. las standardisiert sind) . Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn aktuelle Delay und/oder Jitter Werte an eine den Datenverkehr verursachende Applikation gemeldet werden müssen oder wenn ein Kommunikationspfad nur unter der Nebenbedingung der NichtÜberschreitung eines bestimmten Delay- bzw. Jitterwertes eingerichtet werden darf.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Erhöhen der Qualität der Datenübertragung in einem paketbasierten Kommunikationsnetz, das eine Vielzahl an Netzknoten (K) umfasst, wobei jeder der Netzknoten (K) eine Anzahl an Ports (P) aufweist, denen jeweils zumindest eine Warteschlange (Q) zugeordnet ist und über die eine Kommunika¬ tionsverbindung (KV) zu einem anderen Netzknoten (K) hergestellt werden kann, bei dem
- zumindest die Warteschlangen (Q) derjenigen Ports auf ihre Warteschlangenlängen überwacht werden, welche Ports (P) in den Netzknoten (K) entlang jeweiliger in dem Kommunikationsnetz gebildeter Kommunikationspfade angeord¬ net sind;
- aus der Warteschlangenlänge ein Überlastungsmaß für den oder die betreffenden Ports (P) bestimmt wird, wobei aus dem Überlastungsmaß für den oder die über den betreffenden, überlasteten Port (P) laufenden Kommunikationspfade (PF1, PF2, PF3) auf eine LaufZeitverzögerung (Delay) und/oder Verzögerungsvariation (Jitter) in der Datenübertragung geschlossen werden kann;
wenn das Überlastungsmaß einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet, für zumindest einen der Kommunikations¬ pfade (PF1, PF2, PF3), der über einen überlasteten Port P geführt ist, ein alternativer Kommunikationspfad
(PF2') unter Umgehung der überlasteten Ports (P) eingerichtet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der alternative Kommu- nikationspfad (PF2') unter Umgehung derjenigen Netzknoten (K) eingerichtet wird, welche zumindest einen überlasteten Port (P) umfassen.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem zur Ermittlung des Überlastungsmaßes eine der folgenden Warteschlangenlängen verarbeitet wird:
eine mittlere Warteschlangenlänge, wobei sich die mitt¬ lere Warteschlangenlänge aus dem zeitlichen Mittel meh- rerer erfasster Warteschlangenlängen einer Warteschlange über einen vorgegebenen Zeitraum berechnen; und/oder eine maximale Warteschlangenlänge; und/oder
eine effektive Warteschlangenlänge, welche aus zeitlich vorangegangenen und aktuellen Warteschlangenlängen ermittelt wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Kommunikationspfade (PF1, PF2, PF3) und/oder die alterna- tiven Kommunikationspfade (PF2') durch eine übergeordnete Netzwerkmanagementinstanz NM eingerichtet werden.
5. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem die Warteschlangenlängen der Ports (P) der Vielzahl an Netzknoten (K) in vorgege- benen Abständen von der übergeordneten Netzwerkmanagementinstanz (NM) abgefragt werden, wobei die Netzwerkmanagementinstanz (NM) für jeden der Ports (P) das Überlastungsmaß ermit¬ telt.
6. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem die Warteschlangenlängen der Ports (P) der Vielzahl an Netzknoten (K) in zeitlich vorgegebenen Abständen und/oder in Abhängigkeit des Überschreitens eines vorgegebenen globalen oder Netzknotenindividuellen Schwellwerts von den Netzknoten (K) an die übergeordnete Netzwerkmanagementinstanz (NM) übertragen werden, wobei die Netzwerkmanagementinstanz (NM) für jeden der Ports (P) das Überlastungsmaß ermittelt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, bei dem bei der Einrichtung eines neuen Kommunikationspfads (PF4) zumindest die Überlastungsmaße derjenigen Ports (P) berücksichtigt werden, welche in den Netzknoten (K) entlang des neuen Kommunikationspfads (PF4) angeordnet sind.
8. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem ein erster, niedriger Schwellwert für das Überlastungsmaß derjenigen Ports, welche in den Netzknoten entlang des neuen Kommunikationspfads (PF4) angeordnet sind, definiert wird, bei dessen Überschreiten der neue Kommunikationspfad (PF4) derart eingerichtet wird, dass die Knoten (K) für den neuen Kommunikationspfad (KV) au¬ ßer Acht gelassen werden, welche zumindest einen über- lasteten Port aufweisen, dessen Überlastungsmaß den ersten Schwellwert übersteigt oder
die überlasteten Ports von Knoten (K) außer Acht gelassen werden, deren Überlastungsmaß den ersten Schwellwert übersteigt .
9. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem ein zweiter, höherer Schwellwert für das Überlastungsmaß derjenigen Ports, welche in den Netzknoten entlang des neuen Kommunikationspfads (PF4) angeordnet sind, definiert wird, bei dessen Überschreiten für bestehende Kommunikationspfade (PF1, PF2, PF3) alternative
Kommunikationspfade (PF2') ermittelt und eingerichtet werden.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem eine Überwachung der Überlastungsmaße in Abhängigkeit ei- ner Verkehrsklasse der betreffenden Warteschlange (Q) er¬ folgt.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem aus den ermittelten Überlastungsmaßen derjenigen Warte- schlangen (Q) , welche in den Netzknoten (K) entlang jeweiliger in dem Kommunikationsnetz gebildeten Kommunikationspfade (KV) angeordnet sind, Ende-zu-Ende-Werte für die Laufzeitver¬ zögerung und/oder Verzögerungsvarianz auf den betreffenden Kommunikationspfaden (KV) ermittelt werden.
12. Netzknoten eines paketbasierten Kommunikationsnetzes mit einer Vielzahl an Netzknoten (K) , wobei der Netzknoten (K) eine Anzahl an Ports (P) umfasst, denen jeweils zumindest ei¬ ne Warteschlange (Q) zugeordnet ist und über die eine Kommu- nikationsverbindung (KV) zu einem anderen Netzknoten (K) hergestellt werden kann, umfassend
ein erstes Mittel zum Überwachen der Warteschlangen derjenigen Ports auf ihre Warteschlangenlängen, welche Ports (P) in dem Netzknoten (K) entlang jeweiliger in dem Kommunikationsnetz gebildeter Kommunikationspfade angeordnet sind;
ein zweites Mittel zur Bestimmung eines Überlastungsma¬ ßes aus der Warteschlangenlänge für den oder die betref¬ fenden Ports (P) .
13. Paketbasiertes Kommunikationsnetz, das eine Vielzahl an Netzknoten (K) gemäß Anspruch 12 und eine Netzwerkmanagement¬ instanz (NM) zur Einrichtung von Kommunikationspfaden (PF1, PF2, PF3) und/oder alternativen Kommunikationspfaden (PF2') in dem Kommunikationsnetz umfasst, wobei die Netzwerkmanage¬ mentinstanz umfasst:
ein drittes Mittel, durch das aus dem von einem jeweili¬ gen Netzknoten (K) erhaltene Überlastungsmaß für den oder die über den betreffenden, überlasteten Port (P) laufenden Kommunikationspfade (PF1, PF2, PF3) auf eine LaufZeitverzögerung (Delay) und/oder Verzögerungsvariation (Jitter) in der Datenübertragung geschlossen werden kann;
ein viertes Mittel, durch das, wenn das Überlastungsmaß einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet, für zumindest einen der Kommunikationspfade (PF1, PF2, PF3), der über einen überlasteten Port (P) geführt ist, ein alternativer Kommunikationspfad (PF2') unter Umgehung des überlasteten Ports (P) einrichtbar ist.
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