專利名稱：未充分利用的網(wǎng)絡(luò)裝置的識別的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體上涉及識別在數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)中提供服務(wù)的未充分利用的網(wǎng)絡(luò)裝置。提供了用于識別未充分利用的網(wǎng)絡(luò)裝置的方法、設(shè)備及計算機(jī)程序，以便重構(gòu)網(wǎng)絡(luò)以提高效率。
背景技術(shù)：
當(dāng)今信息技術(shù)(IT)環(huán)境中的主要挑戰(zhàn)為能量效率。此情形被反映在如下事實中 一般而言，當(dāng)今大部分綠色I(xiàn)T項目(Green IT Project)旨在增加諸如數(shù)據(jù)中心及數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)的IT環(huán)境的效率。存在用以增加效率的各種方式，例如，在數(shù)據(jù)中心中使用先進(jìn)的冷卻系統(tǒng)，或通過虛擬化網(wǎng)絡(luò)裝置，由此將單個實體機(jī)邏輯地分割為多個虛擬機(jī)。用于提高效率的明顯簡單的想法為使未使用的硬件退出。然而，該想法的實際實施絕不是無足輕重的。關(guān)鍵問題為如何識別未充分利用的裝置，也即，那些未被使用或未被使用到所希望的程度的裝置(考慮到典型聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的裝置數(shù)目、服務(wù)及總體操作復(fù)雜性)。舉例而言，數(shù)據(jù)中心可含有代管成千上萬種服務(wù)的數(shù)千個計算機(jī)系統(tǒng)。一種已知技術(shù)是對每一個單獨的裝置執(zhí)行監(jiān)視以追蹤利用率，通常通過監(jiān)視主處理器、網(wǎng)絡(luò)接口、磁盤驅(qū)動器或具有可變使用模式的任何其它組件的狀態(tài)而進(jìn)行。然而，監(jiān)視處理是復(fù)雜的，且在尚未安裝于給定網(wǎng)絡(luò)的所需系統(tǒng)中的情況下建立該技術(shù)是困難且費時的。網(wǎng)絡(luò)管理員也可能通過詳細(xì)分析IT詳細(xì)目錄來評估裝置利用率。然而，可能無法得到足夠準(zhǔn)確維護(hù)的詳細(xì)目錄，或?qū)嶋H上可能根本不能獲得任何詳細(xì)目錄。如同個別裝置監(jiān)視系統(tǒng)的之后安裝(post-installation)，專門產(chǎn)生適于目的的詳細(xì)目錄將很可能太費力或花費高得驚人。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一方面提供了一種用于指示在數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)中提供服務(wù)的未充分利用的網(wǎng)絡(luò)裝置的方法。該方法包括，在數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中接收網(wǎng)絡(luò)流量數(shù)據(jù)，對于與網(wǎng)絡(luò)裝置所建立的每個連接，該網(wǎng)絡(luò)流量數(shù)據(jù)包括用于所述連接的源裝置標(biāo)識符及目的裝置標(biāo)識符、用于識別所述連接的服務(wù)供應(yīng)商及服務(wù)消費者的數(shù)據(jù)，及指示該連接上的流量速率的流量速率數(shù)據(jù)；篩選該網(wǎng)絡(luò)流量數(shù)據(jù)以排除對于預(yù)定連接的數(shù)據(jù)；根據(jù)篩選過的數(shù)據(jù)產(chǎn)生圖，該圖通過該圖的各節(jié)點間的鏈接來表示由篩選過的數(shù)據(jù)指示的各裝置之間的連接，用于所述連接的流量速率數(shù)據(jù)與所述圖中的相應(yīng)鏈接相關(guān)聯(lián)；分析所述圖以識別如下互連節(jié)點的任意集合，所述互連節(jié)點未連接至表示所述網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的裝置的任意其它節(jié)點；以及通過根據(jù)與自所述網(wǎng)絡(luò)外部至所述集合的任意鏈接相關(guān)聯(lián)的流量速率數(shù)據(jù)產(chǎn)生輸出，指示任何未充分利用的網(wǎng)絡(luò)裝置。利用本發(fā)明的方法可以通過對基本網(wǎng)絡(luò)流量數(shù)據(jù)進(jìn)行操作來識別或指示未充分利用的網(wǎng)絡(luò)裝置。對于與在所關(guān)注網(wǎng)絡(luò)中的裝置所建立的每一個連接，該流量數(shù)據(jù)可簡單地識別源裝置及目的裝置、指示服務(wù)供應(yīng)商及服務(wù)消費者，以及提供關(guān)于流量速率的信息。 該流量數(shù)據(jù)是通?？捎玫幕蚩舍槍W(wǎng)絡(luò)獲得，如下文進(jìn)一步所論述。首先，可篩選該流量數(shù)據(jù)，以排除與預(yù)定連接有關(guān)的數(shù)據(jù)。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述預(yù)定連接為非語義連接。這些連接的類型是不被認(rèn)為與待執(zhí)行的效用評估語義上有關(guān)的類型。接著，根據(jù)篩選過的數(shù)據(jù)產(chǎn)生圖，該圖包含表示裝置之間連接的鏈接及節(jié)點，且用于連接的流量速率數(shù)據(jù)與適當(dāng)?shù)逆溄酉嚓P(guān)聯(lián)。接著，分析此圖以識別在下文中被稱為“島”的特定實體。島為該圖中不與表示在所關(guān)注網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的裝置的任何其它節(jié)點相連接的互連節(jié)點(一個或多個)的集合。因此，這些島是孤立節(jié)點的集合，其可以僅具有至所關(guān)注網(wǎng)絡(luò)外部的節(jié)點的鏈接。這些島形成了該效用評估的基礎(chǔ)。具體地，本發(fā)明的實施例通過產(chǎn)生取決于與從網(wǎng)絡(luò)外部至島的任何鏈接相關(guān)聯(lián)的流量速率數(shù)據(jù)的輸出來指示未充分利用的網(wǎng)絡(luò)裝置。這構(gòu)成了用于不僅識別單個未充分利用的裝置而且也識別未充分利用的裝置群組的實用且有效率的系統(tǒng)。 舉例而言，考慮由web服務(wù)器、應(yīng)用程序服務(wù)器及數(shù)據(jù)庫組成的典型web服務(wù)裝置。即使該系統(tǒng)是未使用的，在實施該web服務(wù)裝置的各個計算機(jī)上仍將存在一些網(wǎng)絡(luò)流量、CPU使用率或更一般的系統(tǒng)使用率。監(jiān)視個體計算機(jī)的已知技術(shù)不能將這些裝置識別為未使用的。 相反地，基于島的技術(shù)可以識別出未被島外部的裝置使用的成員裝置。因此，體現(xiàn)本發(fā)明的方法可高效率地識別未充分利用的網(wǎng)絡(luò)裝置。代替?zhèn)€別地觀測多個裝置，將觀測點數(shù)目有效地減少至1個，即，所關(guān)注的網(wǎng)絡(luò)。此外，因為僅需要基本的可容易獲得的網(wǎng)絡(luò)流量數(shù)據(jù)以供操作，所以本發(fā)明的實施例可以在沒有過度費力或花費的情況下容易地在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)中使用。一般而言，在其上應(yīng)用體現(xiàn)本發(fā)明的方法的網(wǎng)絡(luò)可包含效用待評估的互連裝置的任何集合，且因此可能構(gòu)成一個或多個專屬網(wǎng)絡(luò)或網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)的全部或部分。一般而言，所述網(wǎng)絡(luò)裝置本身可包含真實裝置及虛擬裝置兩者。因此，給定裝置可能憑借其自身能力構(gòu)成實體機(jī)器，或可能為共享單個實體機(jī)器的硬件資源的虛擬機(jī)器。舉例而言，在本發(fā)明的實施例中，可將在單個實體機(jī)器上以分區(qū)方式運行的多個OS (操作系統(tǒng))實例視為不同裝置。 此外，一般而言，任何給定裝置可在該網(wǎng)絡(luò)中提供一種或多種服務(wù)，且可通過單個裝置提供或通過裝置群組共同提供任何給定服務(wù)。此處可設(shè)想許多服務(wù)，例如，提供對某種資源的訪問、執(zhí)行某些請求的操作，或提供某些請求的信息或功能性。一般而言，在本發(fā)明的實施例中，可利用提供如上文所描述的基本數(shù)據(jù)的任何網(wǎng)絡(luò)流量數(shù)據(jù)。特定實例為通過NetFlow網(wǎng)絡(luò)協(xié)議或IETF(互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組)標(biāo)準(zhǔn)互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議流量信息輸出(IPFIX)產(chǎn)生的流量記錄。在這些系統(tǒng)已經(jīng)在網(wǎng)絡(luò)中運行的情況下，在所期望的操作周期內(nèi)所產(chǎn)生的流量記錄可被用作用于實現(xiàn)本發(fā)明的方法的輸入。或者，此流量監(jiān)視系統(tǒng)可以被容易地安裝在網(wǎng)絡(luò)中用于在本發(fā)明的實施例中使用。實現(xiàn)本發(fā)明的方法可包括監(jiān)視該網(wǎng)絡(luò)以產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)流量數(shù)據(jù)的步驟?？赡茉O(shè)想以下實施例其中響應(yīng)于動態(tài)產(chǎn)生的網(wǎng)絡(luò)流量數(shù)據(jù)而動態(tài)地(例如，以所期望的時間間隔)執(zhí)行效用評估處理，以在網(wǎng)絡(luò)的操作期間監(jiān)視裝置利用率?？赡芑谟糜谙惹熬W(wǎng)絡(luò)操作周期的數(shù)據(jù)而離線實施可選實施例，例如，實施為在網(wǎng)絡(luò)合并或某些其它重構(gòu)處理之前的一次性程序。在任何狀況下，可使用指示該網(wǎng)絡(luò)中任何未充分利用的網(wǎng)絡(luò)裝置的所產(chǎn)生輸出以相應(yīng)地重構(gòu)該網(wǎng)絡(luò)。因此，本發(fā)明的第二方面提供一種用于重構(gòu)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)的方法。該方法包含執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的第一方面的方法以產(chǎn)生指示未充分利用的網(wǎng)絡(luò)裝置的所述輸出；以及取決于該輸出來重構(gòu)該網(wǎng)絡(luò)以降低網(wǎng)絡(luò)裝置的未充分利用。一般而言，該網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)處理可能涉及移除(解除運行)、修改、合并、移動或以其它方式調(diào)適硬件或軟件(例如，服務(wù)應(yīng)用程序)，以提高總體裝置利用率。視情況，可能在軟件控制下自動地實施該重構(gòu)處理，或可能由網(wǎng)絡(luò)管理員響應(yīng)于該輸出而執(zhí)行該重構(gòu)處理，或可能使用這些兩種方法的組合。取決于所討論的網(wǎng)絡(luò)，可能預(yù)先定義各種非語義連接以供在篩選處理中排除。一般而言，可將被認(rèn)為對于裝置利用率的評估無意義或不重要的任何連接認(rèn)為是非語義的且指定其用于排除。具體地，此處可預(yù)先定義傾向于遮掩或屏蔽表示網(wǎng)絡(luò)的圖中的島(例如， 通過在語義上不存在任何事物的島之間建立鏈接)的連接以用于排除。此將于下文中結(jié)合在優(yōu)選實施例中所預(yù)先定義的各種非語義連接而加以進(jìn)一步論述。在分析該圖以識別上文所描述的任何島之后，通過產(chǎn)生取決于與自網(wǎng)絡(luò)外部至島的任何鏈接相關(guān)聯(lián)的流量速率數(shù)據(jù)的輸出來指示未充分利用的網(wǎng)絡(luò)裝置。對于給定島，可能不存在上述至外部節(jié)點的鏈接，這表明該島是未使用的。在存在至外部節(jié)點的至少一個鏈接的情況下，與該鏈接相關(guān)聯(lián)的流量速率數(shù)據(jù)可根據(jù)與該流量速率數(shù)據(jù)所屬的連接相關(guān)聯(lián)的服務(wù)(一個或多個)來暗示該島中一個或多個裝置的未充分利用。在任何狀況下，該輸出可以多種方式指示未充分利用的裝置。在簡單化實例中，可通過簡單地指示與島裝置相關(guān)聯(lián)的流量速率的輸出來隱含地指示未充分利用的裝置，由此操作員可識別不期望的低流量水平。然而，在優(yōu)選實施例中，該輸出明確地指示未充分利用的裝置。具體地，可將通過流量速率數(shù)據(jù)指示的流量速率與預(yù)定閾值相比較。若該流量速率小于閾值，則該輸出接著可將該集合中與該流量速率數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)的一或多個裝置識別為未充分利用的。對于任何給定島，可針對與該島相關(guān)聯(lián)的裝置或服務(wù)的全部或僅子集產(chǎn)生該輸出。舉例而言，可響應(yīng)于指示所關(guān)注裝置/服務(wù)且指定待應(yīng)用的閾值的用戶輸入而產(chǎn)生該輸出。在IP(網(wǎng)際協(xié)議)聯(lián)網(wǎng)的情景中，該網(wǎng)絡(luò)流量數(shù)據(jù)中的源裝置標(biāo)識符及目的裝置標(biāo)識符可便利地包含用于每個連接的源IP地址及目的IP地址，然而可能設(shè)想替代例?？梢栽O(shè)想以下實施例其中識別用于連接的服務(wù)供應(yīng)商及服務(wù)消費者的數(shù)據(jù)可僅僅是區(qū)分該供應(yīng)商與消費者的任何數(shù)據(jù)。然而，更通常的，此數(shù)據(jù)將包含連接的服務(wù)消費者標(biāo)識符及服務(wù)供應(yīng)商標(biāo)識符。在IP情景中，這些標(biāo)識符可便利地包含源端口編號及目的端口編號。一般而言，該流量速率數(shù)據(jù)可包含提供流量速率的指示的任何數(shù)據(jù)。此數(shù)據(jù)可直接或間接指示流量速率。舉例而言，此數(shù)據(jù)可僅僅包含經(jīng)由連接而傳輸?shù)淖止?jié)、包或其它定義的數(shù)據(jù)單元的數(shù)目(最佳為字節(jié)數(shù)目)的指示，以及連接時間的指示，由此可確定隨時間的流量數(shù)量。 當(dāng)然，若該效用評估需要額外數(shù)據(jù)，則此處可包括額外數(shù)據(jù)。本發(fā)明的第三方面提供一種用于指示在數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)中提供服務(wù)的未充分利用的網(wǎng)絡(luò)裝置的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括存儲器，用于儲存網(wǎng)絡(luò)流量數(shù)據(jù)，對于與網(wǎng)絡(luò)裝置所建立的每個連接，所述網(wǎng)絡(luò)流量數(shù)據(jù)包括用于所述連接的源裝置標(biāo)識符及目的裝置標(biāo)識符、用于識別所述連接的服務(wù)供應(yīng)商及服務(wù)消費者的數(shù)據(jù)，及指示所述連接上的流量速率的流量速率數(shù)據(jù)。所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括控制邏輯，其用于
篩選所述網(wǎng)絡(luò)流量數(shù)據(jù)以排除對于預(yù)定連接的數(shù)據(jù)；根據(jù)篩選過的數(shù)據(jù)產(chǎn)生圖，所述圖通過所述圖的各節(jié)點之間的鏈接表示由篩選過的數(shù)據(jù)指示的裝置之間的連接，用于所述連接的所述流量速率數(shù)據(jù)與所述圖中的相應(yīng)鏈接相關(guān)聯(lián)；分析所述圖以識別如下互連節(jié)點的任意集合，所述互連節(jié)點是未連接至表示所述網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的裝置的任意其它節(jié)點的互連節(jié)點；以及通過根據(jù)與自所述網(wǎng)絡(luò)外部至所述集合的任意鏈接相關(guān)聯(lián)的流量速率數(shù)據(jù)產(chǎn)生輸出，來指示任何未充分利用的網(wǎng)絡(luò)裝置?？赏ㄟ^一個或多個處理裝置實施實現(xiàn)本發(fā)明的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。具體地，本發(fā)明的第四方面提供一種包含程序代碼構(gòu)件的計算機(jī)程序，該程序代碼構(gòu)件用于使計算機(jī)執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的第一方面或第二方面的方法。術(shù)語“計算機(jī)”是在最一般的意義上使用的，且包括具有用于實施計算機(jī)程序的數(shù)據(jù)處理能力的任何裝置、組件或系統(tǒng)。此外，實現(xiàn)本發(fā)明的計算機(jī)程序可構(gòu)成獨立程序或可為較大程序的要素，且可在諸如磁盤或用于加載于計算機(jī)中的電子傳輸?shù)挠嬎銠C(jī)可讀介質(zhì)中提供(例如，實現(xiàn))。計算機(jī)程序的程序代碼構(gòu)件可包含意欲使計算機(jī)直接執(zhí)行或在以下程序中的一者或兩者之后執(zhí)行所述方法的指令集合的任何表達(dá)(以任何語言、代碼或符號)(a)轉(zhuǎn)換為另一語言、代碼或符號；以及(b)以不同材料形式再現(xiàn)。一般而言，在本文中參考本發(fā)明的一方面的實施例來描述特征的情況下，可在本發(fā)明的另一方面的實施例中配置相應(yīng)的特征。


現(xiàn)將參看隨附圖式而通過實例來描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例，其中圖1示出了使用體現(xiàn)本發(fā)明的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的示意性表示；圖2示出了在圖1的實施例中所執(zhí)行的效用評估處理的關(guān)鍵步驟；圖3示出了圖2的處理中的篩選階段中的更詳細(xì)步驟；圖4示出了說明圖2的處理中的圖的查找的圖解；以及圖5示出了通過圖2的處理檢測到的圖1的網(wǎng)絡(luò)中的島的流量的示意性表示。
具體實施例方式圖1為使用體現(xiàn)本發(fā)明的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化處理的例示性網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的簡化示意圖。系統(tǒng)1 包含網(wǎng)絡(luò)2，網(wǎng)絡(luò)2含有多個聯(lián)網(wǎng)裝置3，網(wǎng)絡(luò)連接式裝置3的利用率將被評估為網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化處理的一部分。裝置3單個或成組地提供可經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)2通過其它裝置而訪問的多種服務(wù)。 訪問這些服務(wù)的裝置可位于網(wǎng)絡(luò)2的內(nèi)部或外部。具體地，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部裝置3可通過外部網(wǎng)絡(luò)4與在圖中簡化地表示的一或多個其它網(wǎng)絡(luò)中的裝置通信。一般而言，網(wǎng)絡(luò)2可表示所關(guān)注區(qū)域中(范圍內(nèi))的任何互連裝置3的集合，且因此可能構(gòu)成一個或多個定義的網(wǎng)絡(luò)或網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)的全部或一部分。外部網(wǎng)絡(luò)4通常包含連接至網(wǎng)絡(luò)2的所有外部裝置且也可包含一個或多個定義的網(wǎng)絡(luò)或網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)，但一般而言，可根據(jù)需要將網(wǎng)絡(luò)4定義在給定系統(tǒng)中。 在本實例中，假定網(wǎng)絡(luò)2為提供服務(wù)給外部網(wǎng)絡(luò)4的專屬網(wǎng)絡(luò)。系統(tǒng)1包括監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)2中的流量的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視器5。在此實例中，網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視器5根據(jù)公知的NetFlow網(wǎng)絡(luò)協(xié)議來管理在網(wǎng)絡(luò)2中通過諸如交換機(jī)、路由器等等(該圖中未示出)的交換點轉(zhuǎn)發(fā)的流量信息。網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視器5(在此實例中，通過運行網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視軟件的通用計算機(jī)實施)協(xié)調(diào)監(jiān)視處理，且將所得的NetFlow流量記錄儲存于相關(guān)的數(shù)據(jù)庫6中。為了評估網(wǎng)絡(luò)2的效率以便優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)性能，在系統(tǒng)1中提供效用評估系統(tǒng)7。效用評估系統(tǒng)7可操作用于檢測在網(wǎng)絡(luò)2中未充分利用的任何裝置3，也即，未使用或未被利用至所期望的程度的裝置。效用評估系統(tǒng)7包含分析控制器8形式的控制邏輯，其通常控制系統(tǒng)7的操作且實施即將描述的效用評估處理的關(guān)鍵步驟。一般而言，可以以硬件、軟件或其組合實施分析控制器8的控制邏輯。然而，在此實例中，通過通用計算機(jī)實施效用評估系統(tǒng)7，且通過配置該計算機(jī)以執(zhí)行所描述的功能的軟件來實施分析控制器8。根據(jù)本文中的描述，合適的軟件對于本領(lǐng)域技術(shù)人員是清楚的。系統(tǒng)7還包括用于儲存如下文進(jìn)一步所述的效用評估處理中所使用的各種數(shù)據(jù)的存儲器9，以及提供用戶接口的I/O (輸入/輸出)系統(tǒng)10。此處，可通過與計算機(jī)7相關(guān)聯(lián)的常見鍵盤及顯示器實施I/O系統(tǒng)10。在操作中，當(dāng)將評估網(wǎng)絡(luò)2的效率時，分析控制器8獲得用于該網(wǎng)絡(luò)的期望操作周期的網(wǎng)絡(luò)流量數(shù)據(jù)。從網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視器5以儲存于數(shù)據(jù)庫6中的NetFlow流量記錄的形式獲得用于所述周期的該流量數(shù)據(jù)。圖2的流程圖中表明了系統(tǒng)7的后續(xù)操作。在圖2的步驟20 中，通過分析控制器8接收NetFlow數(shù)據(jù)，且將待用于效用評估處理中的關(guān)鍵流量數(shù)據(jù)儲存于存儲器9中。該流量數(shù)據(jù)含有關(guān)于與網(wǎng)絡(luò)2中的裝置3所建立(也即，去往裝置3或來自裝置3)的各個連接的各種信息。具體而言，通過源IP地址及目的IP地址識別用于每個連接的源裝置及目的裝置。用于該連接的源端口編號及目的端口編號識別已建立該連接所針對的特定服務(wù)，且識別源裝置及目的裝置中哪個裝置是該服務(wù)的服務(wù)供應(yīng)商且哪個裝置是該服務(wù)的服務(wù)消費者。在此實例中，通過指明經(jīng)由該連接而傳送的數(shù)據(jù)字節(jié)總數(shù)以及連接時間的流量速率數(shù)據(jù)來指示連接上的流量速率數(shù)據(jù)。在圖2的步驟21中，分析控制器8篩選在步驟20中所儲存的流量數(shù)據(jù)以排除與預(yù)定連接有關(guān)(尤其與預(yù)定非語義連接有關(guān))的數(shù)據(jù)。這些非語義連接是對于待執(zhí)行的效用評估被認(rèn)為沒有意義的連接。這些連接傾向于屏蔽裝置之間的語義相關(guān)性且阻礙識別出下文所述處理中的島。在分析控制器8中預(yù)定了非語義連接。舉例而言，可利用非語義連接類型列表預(yù)先配置分析控制器8，和/或可通過經(jīng)由I/O接口 10的操作員輸入來定義用于給定網(wǎng)絡(luò)的這些連接。在本實例中，篩選階段21由三個主要篩選步驟組成。圖3中更詳細(xì)地示出了篩選階段的三個步驟。圖3的步驟21a表示第一篩選步驟。此步驟涉及排除與至所謂的“公共共享主機(jī)”(common shared host)的連接有關(guān)的流量數(shù)據(jù)。這些是為網(wǎng)絡(luò)裝置3提供預(yù)定常規(guī)服務(wù)的裝置。舉例而言，這些常規(guī)服務(wù)可能包括通過網(wǎng)絡(luò)2中的侵入檢測系統(tǒng)提供的安全監(jiān)視服務(wù)，諸如易受攻擊性掃描等等。共同共享主機(jī)的其它實例可以是向網(wǎng)絡(luò)公布頻繁訪問的信息(例如午餐菜單)的公司內(nèi)部web服務(wù)器，或提供常規(guī)軟件更新給網(wǎng)絡(luò)主機(jī)的軟件更新服務(wù)器。此處可設(shè)想許多其它實例。通過共同共享主機(jī)提供的常規(guī)服務(wù)往往常規(guī)地被提供至所有網(wǎng)絡(luò)裝置，且所得連接往往屏蔽網(wǎng)絡(luò)裝置之間的語義間關(guān)系，從而建立誤導(dǎo)后續(xù)分析的相關(guān)性。具體地，如下文所述，至共同共享主機(jī)的連接傾向于通過在語義上不存在任何事物的島之間建立鏈接，由此遮掩或屏蔽表示網(wǎng)絡(luò)的圖中的島。通過排除針對預(yù)定共同共享主機(jī)的這些影響，篩選階段的步驟21a可顯著地提高后續(xù)處理的功效。
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第二篩選步驟通過圖3的步驟21b表示，且具有類似的目標(biāo)。此步驟涉及排除與承載廣播流量的連接有關(guān)的流量數(shù)據(jù)。此處在一般意義上使用術(shù)語“廣播”以不僅涵蓋在當(dāng)前適用標(biāo)準(zhǔn)中嚴(yán)格定義的廣播通信，而且也涵蓋諸如非標(biāo)準(zhǔn)廣播的類似通信，例如，Windows 環(huán)境中的SMB (服務(wù)器消息塊)名稱服務(wù)流量，以及多播通信(多播本質(zhì)上是廣播的特殊實例)。如前所述，這些連接傾向于屏蔽網(wǎng)絡(luò)中的語義間關(guān)系以阻礙后續(xù)分析處理，且因此在該篩選步驟中被排除。第三篩選步驟通過圖3的步驟21c表示。在此步驟中，分析控制器8篩選掉與用于位于網(wǎng)絡(luò)2外部的服務(wù)供應(yīng)商的連接有關(guān)的流量數(shù)據(jù)。盡管可設(shè)想替代方案，但在此實例中，通過分析控制器8根據(jù)用于該連接的目的端口確定服務(wù)供應(yīng)商。此篩選步驟有效地準(zhǔn)備用于作為下文所詳述的島識別處理的一部分而執(zhí)行的查找的退出條件之一(確保查找處理在已處理了范圍內(nèi)的所有節(jié)點的情況下停止，而不會繼續(xù)至范圍外節(jié)點)。根據(jù)本發(fā)明的實施例，存在用于執(zhí)行此篩選步驟的多個原因。第一，將基于在網(wǎng)絡(luò)2中提供服務(wù)的裝置的利用率而針對此網(wǎng)絡(luò)執(zhí)行重構(gòu)處理。因此，來自范圍內(nèi)(也即，網(wǎng)絡(luò)2中)的服務(wù)消費者裝置至范圍外(外部網(wǎng)絡(luò)4中)的服務(wù)供應(yīng)商的連接是語義上無關(guān)的，這是因為服務(wù)供應(yīng)商位于所關(guān)注區(qū)域之外且因此通常不受影響。第二，該篩選步驟可防止外部裝置形成其它方式未連接的內(nèi)部裝置3之間的連接點。這將傾向于導(dǎo)致在下文所述的查找處理中所識別的島的合并，因此屏蔽裝置3之間的真實的語義相關(guān)性。舉例而言，若不同島中的兩個主機(jī)3各自連接至范圍外主機(jī)(比如軟件更新服務(wù)器)，則當(dāng)語義上不存在連接時，內(nèi)部主機(jī) 3將顯得經(jīng)由外部主機(jī)連接。返回至圖2，在完成步驟21的篩選階段后，操作進(jìn)行至步驟22，其中分析控制器 8處理現(xiàn)儲存于存儲器9中的經(jīng)篩選的流量數(shù)據(jù)，以產(chǎn)生表示剩余的被認(rèn)為語義的連接的圖。(此處在圖論的圖的意義下使用術(shù)語“圖”)。在此圖的表示中，通過圖的節(jié)點表示網(wǎng)絡(luò)裝置(通過其IP地址識別)，且通過節(jié)點之間的鏈接表示裝置之間的連接。一般而言，取決于通過給定節(jié)點對表示的裝置之間的連接數(shù)目，鏈接可表示經(jīng)篩選的流量數(shù)據(jù)中的一或多個連接。用于給定連接的流量速率數(shù)據(jù)與圖中的相應(yīng)鏈接相關(guān)聯(lián)。在此實施例中，用于每個連接的端口編號也與圖中的適當(dāng)節(jié)點相關(guān)聯(lián)。因此，每個節(jié)點有效地表示特定的IP地址，且可具有用于去往/來自該地址的連接的一個或多個關(guān)聯(lián)端口編號。在此實例中，用于給定IP地址/端口編號對之間的連接的流量速率數(shù)據(jù)與圖中的相應(yīng)鏈接相關(guān)聯(lián)。通過分析控制器8將所得的圖儲存于存儲器9中。 在圖2的步驟23中，分析控制器8分析圖以識別圖中的任何島。島被定義為未連接至表示范圍內(nèi)裝置(也即，在網(wǎng)絡(luò)2內(nèi)的裝置3)的任何其它節(jié)點的互連節(jié)點的集合。此島可能具有或可能不具有至外部節(jié)點的一個或多個鏈接，但由于篩選階段的步驟21c，任何這些鏈接必定表示進(jìn)入連接(inbound connection)，也即，對于服務(wù)供應(yīng)商位于范圍內(nèi)的連接。島識別處理對圖執(zhí)行深度優(yōu)先查找(cbpth first searching)，從而標(biāo)記在該查找中所經(jīng)過的節(jié)點，使得在該查找中不會再次經(jīng)過標(biāo)記過的節(jié)點。深度優(yōu)先查找對于處理圖是已知技術(shù)，但將參考圖4的圖解簡要地解釋此處所使用的處理。 圖4表示上文所述的圖中的互連節(jié)點集合，其中編號及箭頭指示深度優(yōu)先查找算法通過該集合的進(jìn)展。最初，查找算法從圖取一隨機(jī)節(jié)點，此處為節(jié)點1。將此節(jié)點標(biāo)記為已訪問，且如果從該節(jié)點存在一個或多個鏈接，則隨機(jī)地選擇第一鏈接且接著進(jìn)行至下一節(jié)點，此處為節(jié)點2。自節(jié)點2重復(fù)相同處理，因此到達(dá)節(jié)點3。此節(jié)點不具有鏈接，因此， 該算法回復(fù)至先前標(biāo)記的節(jié)點(節(jié)點2)，隨機(jī)地選擇至未經(jīng)標(biāo)記的節(jié)點的任何剩余鏈接中的一個。通過重復(fù)這些基本操作，查找處理遞歸地遍歷樹，以該圖中所指示的編號次序發(fā)現(xiàn)連接的節(jié)點。節(jié)點的標(biāo)記避免再次訪問節(jié)點的循環(huán)。當(dāng)滿足以下條件之一時，退出遞歸處理不存在下一個節(jié)點，或下一個節(jié)點已經(jīng)被訪問過(防止循環(huán))，或下一個節(jié)點在范圍外 (在網(wǎng)絡(luò)2外部)。以此方式，查找處理識別如上文所定義的島中的所有節(jié)點及鏈接。當(dāng)查找算法終止時，分析控制器8從輸入圖移動(復(fù)制)訪問過的節(jié)點及鏈接的集合(表示島的子圖)，從而將子圖分離地儲存于存儲器10中。若輸入圖仍含有至少一個未經(jīng)標(biāo)記的節(jié)點，則分析控制器8再次開始查找處理，選擇隨機(jī)節(jié)點并且從那里遍歷該圖。重復(fù)此處理， 直至輸入圖為“空”(也即，不含有未標(biāo)記的節(jié)點)。返回至圖2，在步驟23識別出島之后，分析控制器8可接著檢測任何未充分利用的網(wǎng)絡(luò)裝置3。此處通過分析從網(wǎng)絡(luò)2外部至島的連接上的流量來評估裝置利用率。將在網(wǎng)絡(luò)圖中通過自外部裝置至島的鏈接表示任何上述進(jìn)入連接。通過分析與至島的任何進(jìn)入鏈接相關(guān)聯(lián)的流量速率數(shù)據(jù)，分析控制器可識別未充分利用的裝置。具體地，可以將通過該流量速率數(shù)據(jù)指示的流量速率與在分析控制器8中預(yù)定的適當(dāng)閾值相比較。一般而言，可在系統(tǒng)7中預(yù)先定義一個或多個上述閾值以用于期望的應(yīng)用，例如，用于至島的所有進(jìn)入鏈接的一個閾值，用于不同島或至不同IP地址/端口編號的連接的不同閾值。此外，一般而言，分析控制器可比較與進(jìn)入鏈接相關(guān)聯(lián)的流量速率和用于所有島或僅用于島/裝置/服務(wù)的子集的適當(dāng)閾值(一個或多個)。然而，在此實例中，操作員可經(jīng)由I/O接口 10輸入待應(yīng)用的流量閾值(一個或多個)。具體而言，對于給定分析執(zhí)行，操作員可輸入將執(zhí)行分析所針對關(guān)聯(lián)閾值和端口編號。在圖2的步驟24中，分析控制器接著識別含有與指定端口編號相關(guān)聯(lián)的節(jié)點的島(一個或多個)。對于每一個上述島，判斷是否存在表示與指定端口編號的至少一個連接的進(jìn)入鏈接。若存在表示與指定端口編號的至少一個連接的進(jìn)入鏈接，則將通過用于至該端口編號的連接(一個或多個)的流量速率數(shù)據(jù)所指示的總體流量速率與指定閾值相比較。若流量速率小于閾值，則認(rèn)為島是未充分利用的，且在步驟25在經(jīng)由I/O接口 10提供至操作員的輸出中標(biāo)識出未充分利用的裝置。若不存在表示至島中的指定端口編號的連接的進(jìn)入鏈接，則再次認(rèn)為島是未充分利用的，且如前所述產(chǎn)生輸出?？身憫?yīng)于指定不同端口編號及關(guān)聯(lián)閾值的操作員輸入而根據(jù)需要來重復(fù)圖2的步驟24及25。以此方式，可識別未充分利用的島且因此識別未充分利用的網(wǎng)絡(luò)裝置3，且可相應(yīng)地重構(gòu)網(wǎng)絡(luò)2以提高效率。圖5提供網(wǎng)絡(luò)2的分析的例示性結(jié)果的簡單表示。此處， 已識別標(biāo)記為A至E的五個島。所述島是如通過箭頭所示的進(jìn)行連接，其中通過粗體箭頭簡單地表示較高流量速率。明顯地，若不存在至島(例如，島C)的進(jìn)入鏈接，則島裝置是未使用的?？珊唵蔚刈跃W(wǎng)絡(luò)2移除這些裝置(解除運行)。若島具有流量水平過低的一個或多個進(jìn)入鏈接(此處比如島A及B)，則認(rèn)為一個或多個島裝置是未充分利用的(在裝置提供一種以上服務(wù)的情況下，至少涉及到其服務(wù)的一個子集)?？梢砸远喾N方式來重構(gòu)網(wǎng)絡(luò)以解決此問題。舉例而言，可能合并不同的裝置(例如，通過虛擬化一個實體機(jī)器中的多個裝置)，或可以在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)移動裝置或服務(wù)，或可以移除駐留服務(wù)以有利于外源服務(wù)。一般而言，此處可在認(rèn)為適當(dāng)?shù)那闆r下采取降低裝置3的未充分利用且因此提高網(wǎng)絡(luò)的總體效率的任何重構(gòu)動作。可完全由網(wǎng)絡(luò)操作員實施此重構(gòu)處理，但可能設(shè)想以下實施例其中分析控制器8被編程以實施關(guān)于檢測裝置的未充分利用的特定重構(gòu)任務(wù)。將看出，前文提供了一種用于識別未充分利用的網(wǎng)絡(luò)裝置且相應(yīng)地重構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的實用且有效率的系統(tǒng)。該系統(tǒng)不僅可檢測單個未充分利用的裝置，而且也可檢測未充分利用的裝置群組，從而增加識別真正未充分使用且因此可關(guān)閉未充分利用的主機(jī)或應(yīng)用程序的概率。通過關(guān)閉這些系統(tǒng)，可達(dá)成顯著的功率及資源節(jié)省。舉例而言，在典型數(shù)據(jù)中心中，可實際地設(shè)想5%至30%的節(jié)省。此外，可容易地獲得操作所需要的基本網(wǎng)絡(luò)流量數(shù)據(jù)?？勺袁F(xiàn)存流量記錄(在可用的情況下)獲取該基本網(wǎng)絡(luò)流量數(shù)據(jù)，或可通過基本數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)觀測及提取而容易地產(chǎn)生該基本網(wǎng)絡(luò)流量數(shù)據(jù)。因此，作為在計劃網(wǎng)絡(luò)合并之前的一次性處理或用于規(guī)則效率分析，本發(fā)明的實施例可在無過度費力或花費的情況下用于現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)中。當(dāng)然，應(yīng)了解，可對上文所描述的特定實施例進(jìn)行各種改變及修改。舉例而言，盡管在所描述的實施例中使用簡單流速率閾值來識別未充分利用的裝置，但在其它實施例中可使用利用額外數(shù)據(jù)以及流量速率數(shù)據(jù)的其它算法或更復(fù)雜的閾值技術(shù)。盡管如圖1所示將網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視器5及效用評估系統(tǒng)7指示為分離實體，但一般而言，可在一個或多個計算機(jī)上實施這些系統(tǒng)的功能性?？稍诓幻撾x本發(fā)明的范圍的情況下對所描述的例示性實施例進(jìn)行許多其它改變及修改。
權(quán)利要求
1.一種用于指示在數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)(2)中提供服務(wù)的未充分利用的網(wǎng)絡(luò)裝置(3)的方法，該方法包括，在數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)(7)中接收網(wǎng)絡(luò)流量數(shù)據(jù)，對于與網(wǎng)絡(luò)裝置(3)所建立的每個連接，該網(wǎng)絡(luò)流量數(shù)據(jù)包括用于所述連接的源裝置標(biāo)識符及目的裝置標(biāo)識符、用于識別所述連接的服務(wù)供應(yīng)商及服務(wù)消費者的數(shù)據(jù)，以及指示該連接上的流量速率的流量速率數(shù)據(jù)； 篩選該網(wǎng)絡(luò)流量數(shù)據(jù)以排除對于預(yù)定連接的數(shù)據(jù)；根據(jù)篩選過的數(shù)據(jù)產(chǎn)生圖，該圖通過該圖的各節(jié)點間的鏈接來表示由篩選過的數(shù)據(jù)指示的各裝置(3)之間的連接，用于所述連接的流量速率數(shù)據(jù)與所述圖中的相應(yīng)鏈接相關(guān)聯(lián)；分析所述圖以識別如下互連節(jié)點的任意集合，所述互連節(jié)點是未連接至表示所述網(wǎng)絡(luò) (2)內(nèi)的裝置(3)的任意其它節(jié)點的互連節(jié)點；以及通過根據(jù)與自所述網(wǎng)絡(luò)(2)外部至所述集合的任意鏈接相關(guān)聯(lián)的流量速率數(shù)據(jù)產(chǎn)生輸出，來指示任何未充分利用的網(wǎng)絡(luò)裝置(3)。
2.一種用于重構(gòu)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)(2)的方法，所述方法包括執(zhí)行如權(quán)利要求1所述的方法以產(chǎn)生指示未充分利用的網(wǎng)絡(luò)裝置(3)的所述輸出；以及根據(jù)所述輸出重構(gòu)所述網(wǎng)絡(luò)(2)以降低網(wǎng)絡(luò)裝置(3)的未充分利用。
3.如權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的方法，其包括監(jiān)視所述網(wǎng)絡(luò)(2)以產(chǎn)生所述網(wǎng)絡(luò)流量數(shù)據(jù)。
4.如前述任一權(quán)利要求所述的方法，其中所述預(yù)定連接包括至為所述網(wǎng)絡(luò)(2)中的裝置(3)提供預(yù)定常規(guī)服務(wù)的一個或多個網(wǎng)絡(luò)裝置(3)的連接。
5.如前述任一權(quán)利要求所述的方法，其中所述預(yù)定連接包括承載廣播流量的連接。
6.如前述任一權(quán)利要求所述的方法，其中所述預(yù)定連接包括如下連接，對于所述連接， 所述服務(wù)供應(yīng)商位于所述網(wǎng)絡(luò)(2)外部。
7.如前述任一權(quán)利要求所述的方法，其包括通過比較與自所述網(wǎng)絡(luò)(2)外部至所述集合的鏈接相關(guān)聯(lián)的流量速率數(shù)據(jù)所指示的流量速率與預(yù)定閾值來產(chǎn)生所述輸出，如果所述流量速率小于所述閾值，則所述輸出表明所述集合中至少一個裝置(3)的未充分利用。
8.如前述任一權(quán)利要求所述的方法，包括響應(yīng)于用戶輸入而產(chǎn)生所述輸出，所述用戶輸入指示通過自所述網(wǎng)絡(luò)(2)外部至所述集合的至少一個鏈接所表示的至少一個連接，所述輸出指示與所述至少一個連接相關(guān)聯(lián)的任何未充分利用的網(wǎng)絡(luò)裝置(3)。
9.如前述任一權(quán)利要求所述的方法，其中所述分析所述圖的步驟包括對所述圖執(zhí)行深度優(yōu)先查找并且標(biāo)記在所述查找中所經(jīng)過的節(jié)點，其中在所述查找不會再次經(jīng)過標(biāo)記過的節(jié)點。
10.如前述任一權(quán)利要求所述的方法，其中所述源裝置標(biāo)識符包括所述連接的源IP地址；所述目的裝置標(biāo)識符包括所述連接的目的IP地址。
11.如前述任一權(quán)利要求所述的方法，其中所述用于識別連接的所述服務(wù)供應(yīng)商及所述服務(wù)消費者的數(shù)據(jù)包括所述連接的服務(wù)供應(yīng)商標(biāo)識符及服務(wù)消費者標(biāo)識符。
12.如權(quán)利要求11的方法，其中所述服務(wù)供應(yīng)商標(biāo)識符包括目的端口編號，所述服務(wù)消費者標(biāo)識符包括源端口編號。
13.如權(quán)利要求12或權(quán)利要求8的方法，其中所述用戶輸入包括用于指示所述至少一個連接的至少一個端口編號。
14.一種計算機(jī)程序，其包括用于使計算機(jī)執(zhí)行如前述權(quán)利要求中任一項所述的方法的程序代碼構(gòu)件。
15.一種數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)(7)，用于指示在數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)O)中提供服務(wù)的未充分利用的網(wǎng)絡(luò)裝置(3)，所述系統(tǒng)(7)包括存儲器(9)，用于儲存網(wǎng)絡(luò)流量數(shù)據(jù)，對于與網(wǎng)絡(luò)裝置 (3)所建立的每個連接，所述網(wǎng)絡(luò)流量數(shù)據(jù)包括用于所述連接的源裝置標(biāo)識符及目的裝置標(biāo)識符、用于識別所述連接的服務(wù)供應(yīng)商及服務(wù)消費者的數(shù)據(jù)，以及指示所述連接上的流量速率的流量速率數(shù)據(jù)；以及控制邏輯(8)，所述控制邏輯用于篩選所述網(wǎng)絡(luò)流量數(shù)據(jù)以排除對于預(yù)定連接的數(shù)據(jù)；根據(jù)篩選過的數(shù)據(jù)產(chǎn)生圖，所述圖通過所述圖的各節(jié)點之間的鏈接表示由篩選過的數(shù)據(jù)指示的各裝置C3)之間的連接，用于所述連接的所述流量速率數(shù)據(jù)與所述圖中的相應(yīng)鏈接相關(guān)聯(lián)；分析所述圖以識別如下互連節(jié)點的任意集合，所述互連節(jié)點是未連接至表示所述網(wǎng)絡(luò) (2)內(nèi)的裝置(3)的任意其它節(jié)點的互連節(jié)點；以及通過根據(jù)與自所述網(wǎng)絡(luò)( 外部至所述集合的任意鏈接相關(guān)聯(lián)的流量速率數(shù)據(jù)產(chǎn)生輸出，從而指示任何未充分利用的網(wǎng)絡(luò)裝置(3)。
全文摘要
本發(fā)明提供用于指示在數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)(2)中提供服務(wù)的未充分利用的網(wǎng)絡(luò)裝置(3)的方法計算機(jī)程序和系統(tǒng)以及設(shè)備，允許重構(gòu)該網(wǎng)絡(luò)以提高效率。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)(7)對于與網(wǎng)絡(luò)裝置(3)所建立的每一連接，接收網(wǎng)絡(luò)流量數(shù)據(jù)，該網(wǎng)絡(luò)流量數(shù)據(jù)包括用于所述連接的源裝置標(biāo)識符及目的裝置標(biāo)識符、用于識別所述連接的服務(wù)供應(yīng)商及服務(wù)消費者的數(shù)據(jù)，以及指示該連接上的流量速率的流量速率數(shù)據(jù)。系統(tǒng)(7)篩選該網(wǎng)絡(luò)流量數(shù)據(jù)以排除對于預(yù)定連接的數(shù)據(jù)，并接著根據(jù)篩選過的數(shù)據(jù)產(chǎn)生圖。該圖通過該圖的各節(jié)點間的鏈接來表示由篩選過的數(shù)據(jù)指示的各裝置(3)之間的連接。用于所述連接的流量速率數(shù)據(jù)與所述圖中的相應(yīng)鏈接相關(guān)聯(lián)。系統(tǒng)(7)分析所述圖以識別任意的“島”，即，如下互連節(jié)點的任意集合，所述互連節(jié)點是未連接至表示所述網(wǎng)絡(luò)(2)內(nèi)的裝置(3)的任意其它節(jié)點的互連節(jié)點。系統(tǒng)(7)隨后通過根據(jù)與自所述網(wǎng)絡(luò)(2)外部至島的任意鏈接相關(guān)聯(lián)的流量速率數(shù)據(jù)產(chǎn)生輸出，來指示任何未充分利用的網(wǎng)絡(luò)裝置(3)。網(wǎng)絡(luò)(2)隨后可以根據(jù)該輸出被重構(gòu)以降低網(wǎng)絡(luò)裝置(3)的未充分利用。
文檔編號H04L12/24GK102474431SQ201080033462
公開日2012年5月23日 申請日期2010年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月29日
發(fā)明者B·詹森, D·甘特貝因 申請人:國際商業(yè)機(jī)器公司