DE102007006184B3

DE102007006184B3 - Verfahren zum rechnergestützten Betrieb eines technischen Netzwerks

Info

Publication number: DE102007006184B3
Application number: DE102007006184A
Authority: DE
Inventors: Christoph Gerdes; Christian Kleegrewe; Henning Dr. Sanneck; Lars Christoph Schmelz; Joachim Sokol; Alan Southall
Original assignee: Nokia Siemens Networks GmbH and Co KG
Current assignee: Nokia Solutions and Networks GmbH and Co KG
Priority date: 2007-02-07
Filing date: 2007-02-07
Publication date: 2008-06-19
Anticipated expiration: 2027-02-08
Also published as: WO2008095854A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum rechnergestützten Betrieb, insbesondere zur Konfiguration und/oder zur Aktualisierung der Konfiguration, eines technischen Netzwerks mit einer Vielzahl von Netzelementen, bei dem: das Netzwerk zu jedem Zeitpunkt durch einen Netzwerkzustand umfassend eine Vielzahl von Parametern im Netzwerk charakterisiert ist, wobei ein Netzwerkzustand bei der Erfüllung vorbestimmter Kriterien als konsistent und ansonsten als inkonsistent eingestuft wird; im Netzwerk auszuführende und den Netzwerkzustand verändernde Transaktionen (NET) in wenigstens einer Transaktionslinie angeordnet werden, wobei eine Transaktionslinie die zeitliche Abfolge der Ausführung der ihr zugeordneten Transaktionen (NET) festlegt und wobei die Transaktionen (NET) von unterschiedlichen Transaktionslinien unabhängig voneinander ausführbar sind; die Transaktionen (NET) in der wenigstens einen Transaktionslinie ausgeführt werden; beim Auftreten einer inkonsistenten Transaktion (NET), welche einen inkonsistenten Netzwerkzustand hervorruft und/oder fehlerbehaftet ist, eine Weiterverarbeitung der nachfolgenden Transaktionen (NET) der wenigstens einen Transaktionslinie derart durchgeführt wird, dass der Netzwerkzustand vor dem Auftreten der inkonsistenten Transaktion (NET) wiederherstellbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum rechnergestützten Betrieb, insbesondere zur Konfiguration und/oder zur Aktualisierung der Konfiguration, eines technischen Netzwerks mit einer Vielzahl von Netzelementen sowie ein entsprechendes Netzwerk und ein entsprechendes Computerprogrammprodukt.
Bei der Konfiguration eines Netzwerks mit einer Vielzahl von Netzelementen sind häufig komplexe Aktionen durchzuführen, welche sich aus einer Mehrzahl von einzelnen, auf den Netzelementen auszuführenden Transaktionen zusammensetzen. Gemäß dem Stand der Technik wird eine Transaktion durch das sog. ACID-Kriterium definiert. Dieses Kriterium legt vier Eigenschaften fest, mit denen man eine Transaktion verbindet. Eine Transaktion ist hierbei atomar, das heißt eine Transaktion beschreibt eine Folge von Operationen, die zur Wahrung der Datenkonsistenz entweder vollständig oder gar nicht ausgeführt werden. Ferner ist eine Transaktion konsistent, das heißt eine erfolgreich durchgeführte Transaktion überführt das betrachtete Netzwerk von einem konsistenten Zustand in einen anderen konsistenten Zustand. Ein weiteres Kriterium einer Transaktion ist die so genannte Isolation, das heißt eine Transaktion muss immer so ablaufen, als ob sie die einzige Transaktion im Netzwerk wäre. Schließlich erfüllt eine Transaktion das Kriterium der Dauerhaftigkeit, das heißt Änderungen, die von einer erfolgreich abgeschlossenen Transaktion durchgeführt werden, überleben jeden nachfolgenden Fehlerfall.
Bei aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren zum rechnergestützten Betrieb eines Netzwerks besteht das Problem, dass die oben genannten ACID-Kriterien streng eingehalten werden, so dass in jedem Fall auch bereits eine Vielzahl von richtig ausgeführten Transaktionen zurückgenommen werden, wenn auch nur eine einzige Transaktion, welche unter Umständen für den Betrieb des Netzwerks von untergeordneter Bedeutung ist, falsch ausgeführt wurde. Dies führt oftmals dazu, dass ein sinnvoller Betrieb eines Netzwerks nicht möglich ist bzw. die richtige Konfiguration besonders von großen Netzwerken sehr zeitaufwändig ist.
Die Druckschrift US 2005/0055606 A1 offenbart ein Verfahren zur Durchführung von mehrstufigen Transaktionen in einem Computersystem, wobei die Transaktionen den Zustand des Systems verändern. Beim Auftreten einer fehlerhaften Transaktion wird dabei die fehlerhafte Transaktion rückgängig gemacht, oder das Verfahren wird zu einem Wiederherstellungszustand umgeleitet.
Die Druckschrift US 2004/0068501 A1 offenbart ein Verfahren zur Verwaltung und Optimierung von Transaktionen mit Hilfe eines Transaktionsverwalters, wobei bestimmte Transaktionszustände als Konsistenzpunkte festgelegt werden, zu denen bei einem Fehler in einer Transaktionslinie zurückgegangen wird.
Das Dokument EP 1 455 310 A2 zeigt ein Verfahren zum Datenaustausch zwischen einer ersten und einer zweiten Datenverarbeitungseinheit, wobei die erste Datenverarbeitungseinheit Zustandsinformationen zur ersten Datenverarbeitungseinheit enthält und die zweite Datenverarbeitungseinheit Zustandsinformationen zur ersten Datenverarbeitungseinheit enthält. Der Datenaustausch erfolgt im Rahmen von zustandsändernden Transaktionen, bei deren erfolgreichem Abschluss die ersten und zweiten Zustandsinformationen konsistent verändert werden. Es existieren dabei wenigstens zwei unterschiedliche Arten von zustandsändernden Transaktionen, wobei bei erfolglosem Abschluss der Transaktion wenigstens die ersten Zustandsinformationen oder wenigstens die zweiten Zustandsinformationen in Abhängigkeit von der Art der Transaktion gesetzt werden.
Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, ein Verfahren zum rechnergestützten Betrieb eines technischen Netzwerks zu schaffen, welches schnell Veränderungen in der Konfiguration des Netzwerks verarbeiten kann.
Diese Aufgabe wird durch die unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
In dem erfindungsgemäßen Verfahren wird das Netzwerk zu jedem Zeitpunkt durch ein Netzwerkzustand umfassend einer Vielzahl von Parametern im Netzwerk charakterisiert, wobei ein Netzwerkzustand bei der Erfüllung von bestimmten Kriterien als konsistent und ansonsten als inkonsistent eingestuft wird. Die Einstufung als konsistent bzw. als inkonsistent ist hierbei von der Art des Netzwerks abhängig und kann somit auf beliebige Art und Weise für das entsprechende Netzwerk festgelegt werden. In dem erfindungsgemäßen Verfahren werden im Netzwerk auszuführende und den Netzwerkzustand verändernde Transaktionen in wenigstens einer Transaktionslinie angeordnet, wobei eine Transaktionslinie die zeitliche Abfolge der Ausführung der ihr zugeordneten Transaktionen festlegt und wobei die Transaktionen von unterschiedlichen Transaktionslinien unabhängig voneinander ausführbar sind. Schließlich werden die Transaktionen in der wenigstens einen Transaktionslinie ausgeführt, wobei beim Auftreten einer inkonsistenten Transaktion eine Weiterverarbeitung der nachfolgenden Transaktionen der Transaktionslinie derart durchgeführt wird, dass der Netzwerkzustand vor dem Auftreten der inkonsistenten Transaktion wiederherstellbar ist. Eine inkonsistente Transaktion ist dabei eine Transaktion, welche einen inkonsisten ten Netzwerkzustand hervorruft und/oder fehlerbehaftet ist. Eine Transaktion ist insbesondere dann fehlerbehaftet, wenn sie komplett fehlgeschlagen ist bzw. nicht ausgeführt wurde oder wenn ihre Ausführung zu einem falschen Ergebnis führt.
Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass von der strikten Einhaltung der ACID-Kriterien für Transaktionen abgewichen wird. Insbesondere wird eine weitere Verarbeitung der Transaktionen gewährleistet, wobei bei dieser Verarbeitung in Kauf genommen wird, dass ggf. auch inkonsistente Netzwerkzustände auftreten können.
Vorzugsweise wird die Weiterverarbeitung hierbei nach vorbestimmten Kriterien als erfolgreich bzw. nicht erfolgreich eingestuft, wobei der Netzwerkzustand nach der Weiterverarbeitung dauerhaft in einen oder mehrere Datenspeicher des Netzwerks geschrieben wird, wenn die Weiterverarbeitung als erfolgreich eingestuft wird. Es können somit temporäre Inkonsistenzen im erfindungsgemäßen Verfahren in Betracht gezogen werden, welche zunächst jedoch nicht persistent in einem Datenspeicher hinterlegt werden.
Ein mögliches Kriterium, wonach eine Weiterverarbeitung als erfolgreich eingestuft werden kann, besteht darin, dass die inkonsistente Transaktion korrekt ausgeführt wird und/oder ein konsistenter Netzwerkzustand erreicht wird.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird die Weiterverarbeitung der nachfolgenden Transaktionen rückgängig gemacht und der Netzwerkzustand vor dem Auftreten der inkonsistenten Transaktion wiederhergestellt, wenn die Weiterverarbeitung nach vorbestimmten Kriterien als nicht erfolgreich eingestuft wird. Eine Weiterverarbeitung ist insbesondere dann nicht erfolgreich, wenn eine fehlgeschlagene Transaktion beispielsweise nie zur Ausführung kommt oder wenn das Netzwerk bei der Weiterverarbeitung nie wieder in einen konsistenten Zustand übergeht.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform erfolgt die weitere Verarbeitung der nachfolgenden Transaktionen derart, dass mehrere Ausführungszweige von Transaktionen aufgespannt werden. Jedem Ausführungszweig sind hierbei bestimmte Transaktionen zugeordnet, die in diesem Zweig durchgeführt werden.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Weiterverarbeitung der nachfolgenden Transaktionen nach einem Rescheduling-Verfahren. Hierbei werden die Transaktionen der wenigstens einen Transaktionslinie zumindest ohne die inkonsistente Transaktion ausgeführt. Ferner wird zumindest die inkonsistente Transaktion in einer neuen Transaktionslinie angeordnet und erneut bzw. wiederholt, insbesondere nach Ablauf von bestimmten Zeitspannen, ausgeführt. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist der Rescheduling-Prozess derart ausgestaltet, dass die inkonsistente Transaktion und alle von dieser Transaktion abhängigen Tansaktionen ausschließlich in der neuen Transaktionslinie angeordnet werden und somit nur die Transaktionen, welche unabhängig von der inkonsistenten Transaktion sind, in der ursprünglichen wenigstens einen Transaktionslinie ausgeführt werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird in dem Netzwerk beim Auftreten einer inkonsistenten Transaktion nach vorbestimmten Kriterien entschieden, ob eine weitere Verarbeitung der nachfolgenden Transaktionen überhaupt durchgeführt wird. Diese Entscheidung kann beispielsweise durch einen Bediener des Netzwerks getroffen werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Entscheidung auch automatisiert mit Hilfe von im Netzwerk hinterlegten Regeln getroffen werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die betrachteten Transaktionen sogenannte Netzelement-Transaktionen, wobei eine Netzelement-Transaktion eine Transaktion und ein Netzelement umfasst, auf den die Transaktion im Betrieb des Netzwerks auszuführen ist.
Die Netzelement-Transaktionen sind dabei vorzugsweise in Transaktionsgruppen derart eingeteilt, dass eine Transaktionsgruppe einen Satz von voneinander abhängigen Netzelement-Transaktionen umfasst.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das Verfahren in einem Mobilfunknetz, vorzugsweise einem UMTS- oder GSM-Netz eingesetzt. Die Netzelemente sind hierbei Komponenten des Mobilfunknetzes, insbesondere mobile Stationen und Basisstationen. Das Verfahren wird hierbei z.B. zur Konfiguration eines Handovers im Mobilfunknetz eingesetzt, wobei bei einem Handover eine einer Basisstation zugeordnete mobile Station einer anderen Basisstation übergeben wird. Ein anderer Anwendungsbereich ist die Integration einer oder mehrerer zusätzlicher Basisstationen während des Betriebs des Mobilfunknetzes.
Neben dem oben beschriebenen Verfahren betrifft die Erfindung ferner ein Netzwerk mit einer Vielzahl von Netzelementen, wobei das Netzwerk eine oder mehrere Transaktionsverwaltungseinrichtungen umfasst, mit denen im Betrieb des Netzwerks das soeben beschriebene erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt wird. Darüber hinaus umfasst die Erfindung ein Computerprogrammprodukt mit einem auf einem maschinenlesbaren Träger gespeicherten Programmcode zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, wenn das Programmprodukt auf einem Rechner abläuft.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Figuren detailliert beschrieben.
Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung eines UTRAN-Funknetzes von UMTS, in dem das erfindungsgemäße Verfahren eingesetzt werden kann;
2 eine Baumdiagrammstruktur, welche die Aufteilung von Netzelement-Transaktionen in Transaktionsgruppen gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren verdeutlicht;
3 eine schematische Darstellung des dem erfindungsgemäßen Verfahren zugrunde liegenden Objektmodells; und
4 ein Diagramm, welches an einem Beispiel die erfindungsgemäße Weiterverarbeitung von Transaktionen beim Auftreten einer fehlerhaften Netzelement-Transaktion wiedergibt.
1 zeigt schematisch den Aufbau eines so genannten UTRAN-Netzwerkes (UTRAN = UMTS Terestrial Radio Access Network), in welchem das erfindungsgemäße Verfahren eingesetzt werden kann. Das Netzwerk umfasst eine Vielzahl von Basisstationen B, wobei jede Basisstation über eine so genannte IUB-Schnittstelle mit einem so genannten RNC (RNC = Radio Network Controller) verbunden ist. In 1 sind hierbei zwei RNCs gezeigt, wobei jeweils ein Teil der Basisstationen mit einem der beiden RNCs verbunden ist. Die Verbindung der Basisstationen zu den RNCs erfolgt entweder direkt oder durch Zwischenschaltung weiterer Basisstationen, wie in 1 durch gerade Doppelpfeile gezeigt ist. Jeder Basisstation B ist eine Funkzelle zugeordnet, wobei mobile Stationen innerhalb der Funkzelle dieser Funkzelle zugewiesen sind und mit der entsprechenden Basisstation dieser Funkzelle kommunizieren. In 1 sind beispielhaft drei mobile Stationen M in der Form von Mobilfunkgeräten angedeutet, welche jeweils mit einer der Basisstationen B drahtlos kommunizieren, wie durch gezackte Doppelpfeile angedeutet ist.
Ein wichtiger Anwendungsfall des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass die in 1 gezeigte Netzwerkkonfiguration auf einfache Weise aktualisiert werden kann. Beispielsweise kann der Fall auftreten, dass eine oder mehrere weitere Basisstationen B bei Bedarf einem RNC zugeordnet werden. Dies ist z.B. bei einer temporären hohen Auslastung eines bestimmten Gebiets von Funkzellen der Fall, z.B. bei sportlichen Großereignissen, wie einem Fußballspiel in einem Stadion. In diesem Fall werden weitere mobile Basisstationen im Bereich des Stadions aufgestellt, da die vorhandenen Basisstationen nicht sicherstellen können, dass alle Mobilfunkgeräte M der Vielzahl von Zuschauern Kommunikationsverbindungen aufbauen können.
Ein weiterer Anwendungsfall des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, beim Übergang eines Mobilfunkgeräts M von einer Funkzelle zur einer anderen (auch als so genannter Handover bezeichnet) eine effektive Aktualisierung der Zuweisung der Funkzellen zu der entsprechenden mobilen Station zu gewährleisten. Zur Durchführung eines korrekten Handovers, bei dem eine mobile Station M eine Funkzelle verlässt und eine andere betritt, überträgt jede Basisstation eine Information, welche festlegt, wie ihre benachbarten Basisstationen zu kontaktieren sind. Diese ausgesendete Information ist spezifisch für jede Zelle, so dass im Falle, dass ein Parameter an einer Basisstation B verändert wird, die Information an allen anderen Basisstationen, welche mit der veränderten Funkzelle in Beziehung stehen, aktualisiert werden muss. Solche Aktualisierungen können ggf. zum Hinzufügen oder zum Entfernen von Zellen oder zu einer Veränderung der allgemeinen Kommunikationseinstellungen führen.
Nachfolgend wird eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben, bei der die einzelnen, auf den Netzelementen durchzuführenden Transaktionen eine Gesamtkonfiguration in geeignete Transaktionsgruppen zusammengefasst werden, wobei die Transaktionsgruppen wiederum in sogenannte Transaktionslinien angeordnet werden. 2 zeigt eine solche Strukturierung von Transaktionen anhand eines schematischen Strukturbaums. Hierbei wird die gesamte, im Netzwerk durchzuführende Konfiguration als NT bezeichnet. Diese Konfiguration wird in einzelne Transaktionsgruppen unterteilt, wo bei in 2 beispielhaft drei Transaktionsgruppen TG1, TG2 und TG3 gezeigt sind. Jede dieser Transaktionsgruppen kapselt mehrere sogenannter Netzelement-Transaktionen NET, welche voneinander abhängen. Eine Netzelement-Transaktion ist eine definierte Aktion, die auf einem vorbestimmten Netzelement in dem Netzwerk ausgeführt wird. Das Netzelement ist hierbei eine beliebige Einheit im Netzwerk, in dem Mobilfunknetz der 1 ist das Netzelement beispielsweise der RNC oder eine der Basisstationen B. Eine Transaktionsgruppe betrifft jeweils eine sog. verteilte Transaktion, welche mehrere Netzelement-Transaktionen NET auf unterschiedlichen Netzelementen ausführt. Nach Bildung der Transaktionsgruppen wird eine Parallelisierung durchgeführt, welche die Abhängigkeit der Transaktionsgruppen voneinander untersucht. Zwei Transaktionsgruppen hängen hierbei voneinander ab, wenn die Ausführung der einen Transaktionsgruppe einen Einfluss auf die Ausführung der anderen Transaktionsgruppe hat. Abhängige Transaktionsgruppen werden jeweils in einer gemeinsamen Transaktionslinie angeordnet, wodurch mehrere Transaktionslinien gebildet werden, welche parallel, das heißt unabhängig voneinander ausgeführt werden können.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird mit Hilfe eines sog. Transaktionsverwalters realisiert, der die Ausführung der Transaktionen in den einzelnen Transaktionslinien überwacht und entsprechende Schritte einleitet, wenn sogenannte inkonsistente Netzwerkzustände in dem Netzwerk auftreten. Ein Netzwerkzustand wird dabei durch bestimmte, im Netzwerk vorliegenden Parameter charakterisiert, wobei die Parameter in einem Mobilfunknetz beispielsweise die Verfügbarkeit von Basisstationen, die Anzahl von einem RNC zugeordneten Basisstationen, einzelne Einstellparameter in den Basisstationen und dergleichen sind. Der Transaktionsverwalter unterstützt hierbei unterschiedliche Techniken, um beim Auftreten von inkonsistenten Zuständen bzw. bei fehlerhaften Transaktionen die darauf folgenden Transaktionen durchzuführen. Der Transaktionsverwalter kann beispielsweise ein regelbasiertes Entscheidungssystem oder in Datenbanken hinterlegte Regeln verwenden, gemäß derer entschieden wird, wie beim Auftreten eines inkonsistenten Zustands weiter verfahren werden soll. Es ist jedoch auch möglich, dass ein menschlicher Bediener des Transaktionsverwalters entscheidet, welche Technik zur Weiterverarbeitung der Transaktionen herangezogen werden soll. Es können hierbei unterschiedliche Weiterverarbeitungstechniken verwendet werden und die Techniken können ferner für unterschiedliche technische Anwendungsgebiete des Transaktionsverwalters angepasst werden.
Ein Transaktionsverwalter übernimmt die Rolle eines Koordinators für eine oder mehrere Transaktionslinien. Der Transaktionsverwalter überwacht die Ausführung der Transaktionsgruppen und kann beim Auftreten eines inkonsistenten Netzwerkzustands bzw. eines Transaktionsfehlers vorbestimmte Weiterverarbeitungen initialisieren. Ein inkonsistenter Netzwerkzustand ist hierbei ein Zustand im Netzwerk, der vorbestimmte Kriterien nicht erfüllt, die für das Netzwerk festgelegt sind. Ein solches Kriterium kann beispielsweise ein Wertebereich für einen Parameter im betrachteten technischen Netzwerk sein. Sollte der Parameterwert außerhalb dieses Wertebereichs liegen, handelt es sich um einen inkonsistenten Zustand. Es sind auch beliebige andere Möglichkeiten von inkonsistenten Zuständen möglich, entscheidend ist lediglich, dass im Netzwerk definiert ist, unter welchen Bedingungen ein Netzwerkzustand konsistent bzw. inkonsistent ist.
Eine bevorzugte Weiterverarbeitung ist hierbei ein zeitlicher Wiederholprozess (Rescheduling-Procedure), um die Ausführung von problematischen Transaktionen, welche fehlgeschlagen sind bzw. den inkonsistenten Netzwerkzustand hervorgerufen haben, zu einem späteren Zeitpunkt nochmals durchzuführen. Der in der hier beschriebenen Ausführungsform verwendete Transaktionsverwalter verarbeitet die Transaktionen hierbei auf abstraktem Niveau. Hierdurch wird sichergestellt, dass keine Annahmen über individuelle Transaktionsinhalte gemacht werden mussten, das heißt dass die Ausführung der individuellen Transaktion (ausgenommen von fehlerhaften Transaktionen) für den Transaktionsverwalter nicht sichtbar ist. Um dieses abstrakte Transaktionsparadigma zu ermöglichen, wird durch den Transaktionsverwalter ein Objektmodell geschaffen, das die Weiterverarbeitung von Transaktionen beim Auftreten von inkonsistenten Transaktionsfehlern bzw. Netzwerkzuständen ermöglicht, ohne dass ein genaues Wissen über die Transaktionsumgebung erforderlich ist. Durch die Transaktionsumgebung wird hierbei das technische Netzwerk spezifiziert, in dem die Transaktionen ausgeführt werden.
3 zeigt das in dem erfindungsgemäßen Transaktionsverwalter verwendete dreischichtige konzeptionelle Objektmodell. Die oberste Schicht stellt hierbei das Modellobjekt MO dar, welches durch die Applikation definiert ist, die der Transaktionsverwalter verwendet. Dieses Modellobjekt legt das technische System fest, auf dem der Transaktionsverwalter das erfindungsgemäße Verfahren durchführt. Die mittlere Schicht zeigt die sogenannten transaktionellen Objekte TO und die wiederherstellbaren Objekte RO, welche während der Ausführung der Transaktionen sichtbar sind. Die unterste Schicht stellt die sogenannten beständigen Daten PD dar, welche die Parameter repräsentieren, die persistent in dem Netzwerk hinterlegt sind. Die transaktionellen Objekte TO sind dabei Aspekte der persistenten Daten PD der untersten Schicht. Es gibt eine strenge Trennung zwischen allen drei Schichten, was bedeutet, dass die technischen Anwendungen gemäß dem Modellobjekt MO flexibel sind, so dass der Transaktionsverwalter mit den beliebigen technischen Applikationen verwendet werden kann. Auch die beständigen Daten PD sind getrennt von den anderen Schichten. Dies bedeutet, dass eine Transaktion durchgeführt werden kann, während der dieser Transaktion zugeordnete Datenspeicher von der Transaktion entkoppelt ist. Dies bedeutet, dass der Zustand in transaktionellen Objekten von dem Zustand in den resistenten Daten PD abweichen kann und transaktionelle Objektzustände während der Ausführung nicht eindeutig sein müssen, sondern eine Vielzahl von unterschiedlichen Zustandsversionen annehmen können.
Das Objektmodell gemäß 3 ermöglicht insbesondere die Implementierung von sogenannten Rollback-Fähigkeiten über alle drei gezeigten Transaktionsschichten hinweg. Die Rollback-Fähigkeiten ermöglichen beim Auftreten eines inkonsistenten Zustands bzw. einer fehlerhaften Transaktion auf den Zustand vor dem Auftreten des inkonsistenten Zustands bzw. der fehlerhaften Transaktion zurückgehen, auch wenn bereits weitere Transaktionen durchgeführt wurden. Hierbei können die transaktionellen Objekte TO in 3 komplexe Strukturen annehmen, welche durch unterschiedliche Ausführungszweige repräsentiert werden können. Hierin unterscheiden sich die transaktionellen Objekte von einer unstrukturierten Protokolldatei, welche alle Transaktionen nur sequentiell aufzeichnet. Ein Ausführungszweig kann beispielsweise eine baumartige Struktur aufweisen, wobei jeder Zweig Repräsentationen von unterschiedlichen Versionen des gleichen Modellobjekts abspeichert.
Im Falle des Auftretens eines inkonsistenten Netzwerkzustands (z.B. durch einen Fehler bei der Durchführung einer Transaktion) wird in der hier beschriebenen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens entschieden, ob die gesamte Transaktionslinie, in der eine fehlerhafte Transaktion aufgetreten ist, zurückgenommen wird oder ob der bereits oben genannte Rescheduling-Prozess initiiert wird. Dieser Prozess ermöglicht die Isolation der problematischen Transaktion, welche zu dem inkonsistenten Netzwerkzustand geführt hat, und führt diese Transaktion zu einem späteren Zeitpunkt nochmals aus. Der Transaktionsverwalter kann hierbei derart ausgestaltet sein, dass die Entscheidung, ob die gesamte Transaktionslinie zurückgenommen wird bzw. der Rescheduling-Prozess eingeleitet wird, durch einen Bediener des Transaktionsverwalters entschieden werden kann. Es ist jedoch auch möglich, dass ein regelbasiertes Entscheidungssystem verwendet wird, in dem nach vorgegebenen Kriterien entschieden wird, ob die Transaktion zurückgenommen wird oder der Rescheduling-Prozess eingeleitet wird.
Falls in dem Transaktionsverwalter entschieden wird, den Rescheduling-Prozess einzuleiten, wird die Transaktionsgruppe TG untersucht, welche die fehlgeschlagene Transaktion T_error enthält. Aus dieser Transaktionsgruppe TG werden alle Transaktionen ermittelt, welche von der fehlgeschlagenen Transaktion T_error abhängen, wodurch eine eigene Transaktionsgruppe TG_r gebildet wird, welche wie folgt lautet: TGr = {alle T ∈ TG, bei denen T von Terror abhängt}
Die restlichen Transaktionen TG_c = TG/TG_r der Transaktionsgruppe TG werden dann ausgeführt. Die Transaktionen in der Transaktionsgruppe TG_r werden zunächst nicht ausgeführt und sie werden auf einer eigenen Transaktionslinie angeordnet, welche zu einem späteren Zeitpunkt ausgeführt wird. Diese Isolation und nochmalige Ausführung wird für jede Transaktionsgruppe vorgenommen, die sich auf der gleichen Transaktionslinie wie die Transaktionsgruppe TG befindet. Das heißt, alle Transaktionsgruppen, welche Transaktionen beinhalten, die von der fehlerhaften Transaktion T_error abhängen, werden in entsprechende Transaktionsgruppen TG_r und TG_c eingeteilt, wobei die Transaktionen TG_r auf einer eigenen Transaktionslinie angeordnet werden. Diese eigene Transaktionslinie stellt einen separaten Ausführungszweig für die von der fehlerhaften Transaktion abhängigen Transaktionen dar. Der Isolationsprozess kann insbesondere temporär die Abhängigkeiten zwischen einzelnen Transaktionen lösen. Dieses Lösen der Abhängigkeiten kann jedoch wieder rückgängig gemacht werden, und zwar weil ein separater Transaktionsausführungszweig aufgespannt wird, der sich unabhängig von der offiziellen gewünschten Ausführung der Transaktionen entwickelt. Falls dieser Zweig erfolgreich ist, das heißt falls dieser Zweig z.B. zu einem konsistenten Netzwerkzustand führt, kann der Zweig wieder dem offiziellen Ausführungszweig zurückgeführt werden. Ansonsten wird der Zweig gelöscht und es wird zu dem Netwerkzustand vor der Erzeugung dieses Zweigs zurückgegangen. Diese soeben beschriebene Vorgehensweise wird nachfolgend anhand eines Beispiels mit Bezug auf 4 erläutert.
4 zeigt ein Beispiel der Aktualisierung einer Netzwerkkonfiguration, welche nur zwei Transaktionsgruppen TG₁ und TG₂ umfasst. Die Transaktionsgruppe TG₁ enthält unter anderem die Transaktion T1, welche einen Parameter eines ersten Netzelements aus einem endlichen Wertebereich S zurücksetzt. Ferner wird angenommen, dass zu jeder Zeit Parameter eines beliebigen Teils des Netzwerks nicht den gleichen Wert aufweisen dürfen. Es existiert somit eine implizite Abhängigkeit zwischen allen Transaktionen, welche Parameter mit einem Wert aus dem Wertebereich S modifizieren.
In der Netzwerkkonfiguration gemäß 4 weist die Transaktionsgruppe TG₂ eine ähnliche Transaktion T2 auf, welche einen Parameter eines zweiten Netzelements aus einem anderen Teil des Netzwerks auf den gleichen Wert setzt, den der Parameter des ersten Netzelements aufweist, bevor die Transaktion T1 den Parameter zurücksetzt. Es wird nunmehr der Fall betrachtet, dass während der Ausführung von TG₁ eine Transaktion T_f fehlschlägt. Dies ist in 4 durch das Ereignis NET_f verdeutlicht. In dieser Figur ist entlang der Abszisse die Zeit aufgetragen und entlang der Ordinate sind die einzelnen Ausführungszweige dargestellt, welche sich bei der Durchführung des Verfahrens ergeben. Der unterste Zweig OB, der mit der Abszisse zusammenfällt, stellt hierbei den offiziellen Zweig OB dar, auf dem die im Netzwerk sichtbaren Ereignisse, insbesondere die erfolgreiche Ausführung einer gesamten Netzwerktransaktion bzw. einzelner Transaktionsgruppen, wiedergegeben ist. Im Beispiel der 4 ist hierbei der Zeitpunkt der erfolgreichen Ausführung der Transaktionsgruppe TG₂ mit TG_2commit bezeichnet und der Zeitpunkt der erfolgreichen Ausführung der Transaktionsgruppe TG₁ ist als TG_1commit bezeichnet. Darüber hinaus ist die erfolgreiche Ausführung der gesamten Netzwerktransaktion mit NT_commit am Ende des offiziellen Zweigs OB wiedergegeben. Gemäß 4 wird zunächst ein Ausführungszweig für die Ausführung der Transaktionsgruppen TG₁ und TG₂ aufgespannt. Dieser Zweig ist in 4 als TG₁ + TG₂ bezeichnet.
Wie bereits erwähnt, tritt nunmehr der Fall auf, dass während der Ausführung von TG₁ eine Transaktion T_f zum Zeitpunkt NET_f fehlschlägt. Die Transaktion T_f und T1 weisen eine starke Abhängigkeit voneinander auf, welche nicht gelöst werden kann. Es wird im Folgenden angenommen, dass die implizite Abhängigkeit zwischen T1 und T2 die einzige Abhängigkeit ist, die zwischen TG₁ und TG₂ existiert. Beim Auftreten der fehlerhaften Transaktion T_f erfolgt ein Aussetzen dieser Abhängigkeit, wodurch das Aufspannen eines separaten Ausführungszweigs sowohl für die Transaktionsgruppe TG₂ (oberste horizontale Linie in 4) als auch TG₁ (mittlere horizontale Linien in 4) verursacht wird. Die Ausführungszweige enthalten einen modifizierten globalen Zustand, der den durch T1 bzw. T2 zu verändernden Parameter auf einen Wert setzt, der nicht in dem Wertebereich S liegt. In dem Ausführungszweig für TG₁ wird die Transaktionsgruppe TG₁ erneut ausgeführt, wobei weiterhin der konsistente globale Zustand verwendet wird. In dem Ausführungszweig für TG₂ nimmt TG₂ einen konfliktfreien Zustand an.
Wenn TG₂ endgültig ausgeführt ist, was durch den Zeitpunkt TG_2commit in 4 angedeutet ist, werden die Veränderungen in dem offiziellen Zweig OB sichtbar und der Zustand des Netzwerks wird inkonsistent, da nunmehr zwei Netzelemente den gleichen Parameterwert aufweisen. Das Netzwerk bleibt in diesem Zustand, bis TG₁ zum Zeitpunkt TG_1commit endgültig ausgeführt ist. Wenn dies passiert, werden beide Ausführungszweige wieder zusammengeführt. Falls andererseits ein derartiges Zusammenführen der Ausführungszweige nicht möglich ist (da z.B. das Ausführen von TG₁ immer fehlschlägt), überschreibt der Zweig TG₁ den aufgespannten Zweig TG₂, und alle Veränderungen von TG₂ werden rückgängig gemacht. TG₂ wird dann jedoch erneut durchgeführt und kann ggf. im offiziellen Zweig OB erfolgreich ausgeführt werden. Auf jeden Fall wird ein konsistenter Netzwerkzustand wiederhergestellt, und zwar entweder indem die beiden Ausführungszweige von TG₁ und TG₂ wieder zu sammengeführt werden oder indem beide Ausführungszweige TG₁ und TG₂ auf dem offiziellen Zweig OB ausgeführt werden.
Die Erfindung gemäß den obigen Ausführungsformen weist eine Reihe von Vorteilen auf. Insbesondere werden die üblicherweise für Transaktionen geltenden ACID-Kriterien nicht stringent angewendet und gelegentlich auch verletzt. Es wird jedoch sichergestellt, dass ein konsistenter Netzwerkzustand immer wiederhergestellt werden kann und Aktualisierungen der Netzwerkkonfiguration konsistent herbeigeführt werden können. Technisch wird dies beispielsweise durch das Aufspannen verschiedener Ausführungszweige erreicht, wie in Bezug auf 4 erläutert wurde. Ein Ausführungszweig weist jeweils einen eigenen Zustand auf, was bedeutet, dass der globale Zustand des Netzwerks nicht beeinflusst wird, falls ein Zweig zu einem Fehler führt. Falls ein Zweig erfolgreich ist, wird sein Zustand in den globalen Zustand des Netzwerks übergeführt. Somit wird ein flexibles und verbessertes Transaktionsparadigma geschaffen, welches auch bei Netzwerken verwendet werden kann, bei denen die strikte Anwendung des ACID-Kriteriums für die Transaktionen von Nachteil ist.
In dem erfindungsgemäßen Verfahren kann Wissen über die technische Domäne schrittweise hinzugefügt werden. Neue Abhängigkeiten zwischen unterschiedlichen Netzelementen des Netzwerks können als Regeln ausgedrückt werden. Die Regeln können in das System beim Betrieb des Netzwerks eingeführt werden und sie können selbst noch bei Transaktionsfehlern berücksichtigt werden. Somit wird einem menschlichen Bediener des Netzwerks ein flexibles Einschreiten zu jedem beliebigen Zeitpunkt und eine flexible Reaktion auf konkrete Transaktionsfehler ermöglicht. Andererseits kann der Transaktionsausführungsprozess automatisiert werden. Die Transaktionsausführung ist schneller als die bekannte Zwei-Phasen-Ausführung, da eine große Anzahl an Zurücknahmen von Transaktionen und wiederholten Ausführungen vermieden wird.

Claims

Verfahren zum rechnergestützten Betrieb, insbesondere zur Konfiguration und/oder zur Aktualisierung der Konfiguration, eines technischen Netzwerks mit einer Vielzahl von Netzelementen, bei dem: a) das Netzwerk zu jedem Zeitpunkt durch einen Netzwerkzustand umfassend eine Vielzahl von Parametern im Netzwerk charakterisiert ist, wobei ein Netzwerkzustand bei der Erfüllung vorbestimmter Kriterien als konsistent und ansonsten als inkonsistent eingestuft wird; b) im Netzwerk auszuführende und den Netzwerkzustand verändernde Transaktionen (NET) in wenigstens einer Transaktionslinie angeordnet werden, wobei eine Transaktionslinie die zeitliche Abfolge der Ausführung der ihr zugeordneten Transaktionen (NET) festlegt und wobei die Transaktionen (NET) von unterschiedlichen Transaktionslinien unabhängig voneinander ausführbar sind; c) die Transaktionen (NET) in der wenigstens einen Transaktionslinie ausgeführt werden; d) beim Auftreten einer inkonsistenten Transaktion (NET), welche einen inkonsistenten Netzwerkzustand hervorruft und/oder fehlerbehaftet ist, eine Weiterverarbeitung der nachfolgenden Transaktionen (NET) der wenigstens einen Transaktionslinie derart durchgeführt wird, dass der Netzwerkzustand vor dem Auftreten der inkonsistenten Transaktion (NET) wiederherstellbar ist.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem im Falle, dass die Weiterverarbeitung der nachfolgenden Transaktionen (NET) nach vorbestimmten Kriterien als erfolgreich eingestuft wird, der Netzwerkzustand nach der Weiterverarbeitung dauerhaft in einen oder mehrere Datenspeicher des Netzwerks geschrieben wird.
Verfahren nach Anspruch 2, bei dem die Weiterverarbeitung der nachfolgenden Transaktionen (NET) dann als erfolgreich eingestuft wird, wenn die inkonsistente Transaktion (NET) korrekt ausgeführt wird und/oder ein konsistenter Netzwerkzustand erreicht wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Weiterverarbeitung der nachfolgenden Transaktionen (NET) rückgängig gemacht wird und der Netzwerkzustand vor dem Auftreten der inkonsistenten Transaktion (NET) wiederhergestellt wird, wenn die Weiterverarbeitung nach vorbestimmten Kriterien als nicht erfolgreich eingestuft wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Weiterverarbeitung der nachfolgenden Transaktionen (NET) in Schritt d) derart erfolgt, dass mehrere Ausführungszweige von Transaktionen aufgespannt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Weiterverarbeitung der nachfolgenden Transaktionen (NET) in Schritt d) derart erfolgt, dass – die Transaktionen (NET) der wenigstens einen Transaktionslinie zumindest ohne die inkonsistente Transaktion (NET) ausgeführt werden und – zumindest die inkonsistente Transaktion (NET) in einer neuen Transaktionslinie angeordnet wird und erneut ausgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 6, bei dem die inkonsistente Transaktion (NET) und alle von dieser Transaktion (NET) abhängigen Transaktionen (NET) ausschließlich in der neuen Transaktionslinie angeordnet werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem in dem Netzwerk beim Auftreten einer inkonsistenten Transaktion (NET) nach vorbestimmten Kriterien entschieden wird, ob eine Weiterverarbeitung der nachfolgenden Transaktionen (NET) durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 8, bei dem die Entscheidung durch einen Bediener des Netzwerks getroffen werden kann.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, bei dem die Entscheidung automatisiert mit Hilfe von im Netzwerk hinterlegten Regeln getroffen werden kann.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Transaktionen Netzelement-Transaktionen (NET) sind, wobei eine Netzelement-Transaktion (NET) eine Transaktion und ein Netzelement umfasst, auf dem die Transaktion (NET) im Betrieb des Netzwerks auszuführen ist.
Verfahren nach Anspruch 11, bei dem die Netzelement-Transaktionen (NET) in Transaktionsgruppen (TG1, TG2, TG3) derart eingeteilt werden, dass eine Transaktionsgruppe (TG1, TG2, TG3) einen Satz von voneinander abhängigen Netzelement-Transaktionen (NET) umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Netzwerk ein Mobilfunknetz, vorzugsweise ein UMTS- oder GSM-Netz, ist und die Netzelemente Komponenten des Mobilfunknetzes, insbesondere mobile Stationen (M) und Basisstationen (B), umfassen.
Verfahren nach Anspruch 13, bei dem im Betrieb des Mobilfunknetzes ein Handover erfolgt, mit dem eine einer Basisstation (B) zugeordnete mobile Station (M) einer anderen Basisstation (B) übergeben wird.
Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, bei dem im Betrieb des Mobilfunknetzes eine oder mehrere zusätzliche Basisstationen (B) in das Netzwerk integriert werden.
Netzwerk, umfassend eine Vielzahl von Netzelementen, wobei das Netzwerk eine oder mehrere Transaktionsverwaltungseinrichtungen umfasst, mit denen im Betrieb des Netzwerks ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche durchgeführt wird.
Computerprogrammprodukt mit einem auf einem maschinenlesbaren Träger gespeicherten Programmcode zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wenn das Programmprodukt auf einem Rechner abläuft.