DE19712127A1

DE19712127A1 - Vorrichtung zum Zwischenspeichern von Programmteilen in lokalen Netzen ohne lokale oder lokal zentralisierte Programm- oder Daten- und Programmspeicherung zur Beschleunigung der Programmabarbeitung und Optimierung der Datenübertragung zu entfernt stehenden zentralen Applikations- und Datenservern

Info

Publication number: DE19712127A1
Application number: DE19712127A
Authority: DE
Inventors: Lutz Dr Hagner; Gunnar Dipl Ing Henneberg
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1997-03-22
Filing date: 1997-03-22
Publication date: 1998-10-22

Description

Kurzbeschreibung der Erfindung (im folgenden als Applet-Cache bezeichnet) 1. Trend zur netzzentrierten Technologie in der Unternehmens-EDV

Mit der Entwicklung des Internet zu einem weltumspannenden Kommunikationsmedium haben sich auch neue Ansätze für EDV- Konzeptionen ergeben. Diese Ansätze versprechen vor allem folgendes:

1. Stark vereinfachte Verwaltung von EDV- Lösungen

Bisherige EDV- Systeme krankten immer an einem, auf den Arbeitsplatz individualisierten Pflegeaufwand. Je nach Hardwareplattform, Betriebssystem und Anwendungssoftware mußten am Arbeitsplatz spezifische Einrichtungsarbeiten vorgenommen werden. Durch eine Vielzahl von dezentralen "Einstellungsmöglichkei ten" wurde der Aufwand für die Betreuung eines Netzwerkes, aber auch von einzelnen Arbeitsplätzen in den letzten Jahren immer größer. Unternehmensnetze auf Basis sogenannter Netzcomputer laden sämtli che Software über das Netz und bedürfen keiner dezentralen Betreuung. Die zentrale Änderung einer Funktion wird sofort auf allen angeschlossenen Arbeitsplätzen wirksam.

2. Hohe Flexibilität hinsichtlich Quantität und Qualität der EDV-Lösung

Der Einsatz dieser netzwerkzentrierten Technik ermöglicht das Anschließen weiterer Arbeitsplätze ohne jeden Aufwand. Die Leistung des Gesamtsystems ist leicht skalierbar, weil die Qualität der Nutzerschnitt stelle (Grafik, Sound etc.) und die Rechenleistung des Systems unabhängig voneinander erweitert werden kann.

3. Verbesserte Leistung des Gesamtsystems

Durch die Neuorganisation des Informationsverteilung wird die Infrastruktur "Datennetz" geringer bela stet, was zu einem verbesserten Datendurchsatz insgesamt führt.

4. Überwindung von Inkompatibilitäten der Applikationssoftware

Die Plattformunabhängigkeit von der Internettechnologie (HTML und Java) ermöglicht das Zusammen wachsen der bisher nebeneinander existierenden Rechnerwelten vom Mac bis zum Mobiltelefon.

Das Netzwerkcomputing kann also als konsequente Weiterentwicklung der gegenwärtigen Client/Server strukturen verstanden werden.

Grundsätzlich ist die Internettechnolgie sowohl in lokalen Netzen als auch zwischen verschiedenen, räumlich voneinander getrennten Standorten einsetzbar. Im zweiten Fall kommt die Kommunikation unter Nutzung von Leitungen zustande, die durch Carrier, wie die Deutsche Telekom zur Verfügung gestellt werden. Grundsätz lich gilt, daß diese Leitungen teuer und, gemessen an heute in lokalen Netzwerken üblichen Datenübertra gungsgeschwindigkeiten, langsam sind. In absehbarer Zeit (3 Jahre) ist auf diesem Gebiet auch nach der Libe ralisierung der Telekom-Märkte kaum mit Änderungen zu rechnen.

Damit werden die oben aufgezählten Vorteile der Nutzung der Internettechnologie durch hohe Online-Ko sten und durch wenig performante Netzwerkverbindungen kompensiert

2. Der Applet-Cache für LAN und WAN

Die Anbindung entfernter PC-Pools in einem Unternehmen geschieht nach dem in Bild 1 dargestellten Prin zip:
Über einen Hub wird der Datenverkehr auf ein Gerät geführt, das die Verbindung zum Datenserver physisch und logisch realisiert. Dabei kann das Medium (TP-LWL) oder auch das Protokoll gewechselt werden. Wird der PC-Pool durch NC ersetzt, so werden neben den zu verarbeitenden Daten auch Programmteile, sogenannte Applets übertragen. Diese Ladevorgänge wiederholen sich mehrfach sowohl dadurch, daß

- auf ein und demselben NC die gleiche Funktion mehrfach ausgelöst wird und
- auf den verschiedenen NC der Arbeitsgruppe die gleiche Funktion mehrfach ausgelöst wird.

Da NC über keine permanenten Zwischenspeicher verfügen, kommt es jeweils zu vergrößerten Antwortzei ten und eventuell Online-Kosten durch den Verbindungsaufbau zum entfernten Server.

Dieses Leistungs- und Kostenproblem soll dadurch gedämpft werden, daß entsprechend Bild 2 ein Arbeits gruppencache für Applets, im folgenden Applet-Cache genannt, eingerichtet wird.

Der Applet-Cache speichert Anfragen nach Applets, sowie die zugehörigen Antworten zwischen. Anstatt nun den Abruf eines Applets an den Datenserver (Applikationsserver) zu übermitteln, prüft der Applet-Cache zunächst, ob die gewünschte Information schon einmal abgerufen wurde. Ist dies nicht der Fall, gibt er sie an den Applikationsserver weiter und speichert die Antwort. Wird später die gleiche Anfrage erneut gestellt, so liefert der Applet-Cache das gewünschte Applet an den NC. Die Antwortzeit ist gering, eine online-Verbin dung muß nicht aufgebaut werden.

Online-Gebühren fallen nicht linear, sondern auf der Grundlage von diskreten Stufen, den Gebührenimpulsen an. In den meisten Fällen stimmen die pro Stufe zur Verfügung stehende Online-Zeit und die zur Abwicklung des aktuellen Übertragungserfordernisses notwendige Zeit nicht überein.

Der Applet-Cache nutzt online-Zeit, in der eine Verbindung zwar physikalisch (und damit kostenpflichtig) besteht, aber keine Daten übertragen werden aus, um seinen Cache zu füllen. Dabei versucht er solche App lets zu laden, die mit einer hohen Wahrscheinlichkeit durch die NC-Nutzer angefordert werden, jedoch nicht im Applet-Cache vorrätig sind. Diese Anpassung an das Nutzerverhalten erfolgt applikationsunabhängig und selbstlernend.

Bei der Betrachtung von Bild 2 wird deutlich, daß im Interesse einer einfachen Gerätestruktur und einer ho hen Zuverlässigkeit die Komponenten Hub, Applet-Cache und Router in einem Gerät integriert werden soll ten.

3. Funktionsweise des Applet-Caches

Die Funktion des Applet-Caches kann im wesentlichen über die Beantwortung der folgenden Fragen definiert werden:

1. Wie analysiert der Applet-Cache den Datenverkehr zwischen NC und Applikationsserver?
2. Wie reagiert der Applet- Cache, wenn er ein Datagramm wiedererkennt?.

Die Analyse eines Datagramms kann einerseits auf der Basis einer semiotischen Untersuchung und damit ohne Kenntnis des Übertragungsprotokolls erfolgen. Andererseits können die semantischen Regeln, die z. B. in den verschiedenen Schichten des OSI-Modells definiert werden, zu einer inhaltlichen Analyse genutzt werden. Der Applet-Cache wendet im Interesse einer schnellen Arbeitsweise und der damit verbundenen Verringe rung der zwangsläufigen Totzeiten (store and forward) beide Methoden in einem mehrstufigen Prozeß an. Bild 3 beschreibt die prinzipiellen Abläufe der Analyse von Datagrammen.

Es ist zu beachten, daß der Applet-Cache parallel Daten von mehreren NC verarbeiten kann. Probleme, die auf Grund des Erreichens protokollspezifischer Grenzwerte (Ethernet, TCP) entstehen, bleiben unberücksich tigt.

Der Empfang von Datagrammen aus Richtung Applikationsserver wird von der Suche nach angeforderten (registrierten) Applet bestimmt.

Nur selten werden bei Nutzung der öffentlichen Netze die durch Gebühreneinheiten zugeteilten diskreten Übertragungskapazitäten von den zum jeweiligen Zeitpunkt bestehenden Übertragungsbedürfnissen (NC und Applikationsserver) vollständig ausgenutzt. Eine wesentliche Eigenschaft des Applet-Cache ist es, ungenutzte Übertragungskapazitäten zu minimieren. Dies geschieht nicht nur, wie oben erwähnt durch die "prophylakti sche" Appletanforderung sondern, soweit die Konsistenz einer Datenbank dadurch nicht gefährdet wird, auch durch die Verzögerung von Schreiboperationen.

Claims

1. Verfahren zur Datenkommunikation zwischen Netzcomputern und einer Datenzentrale über eine Netzwerkleitung, über die dem jeweiligen Netzcomputer auf Anforderung Programme in Form von Programmteilen (Applets) übermittelt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Programmteilanforderung vom Netz computer über einen zwischengeschalteten Cache-Speicher erfolgt, der Programmteile mit den Identifikationen ab speichert und daß vor der Weiterleitung der Anforderung an die Datenzentrale über die Netzwerkleitung erst geprüft wird, ob das angeforderte Programmteil bereits im Cache- Speicher vorhanden ist und ggf. aus diesem ohne Nutzung der Netzwerkleitung auf den Netzcomputer geleitet werden kann.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Zei ten der Belegung der Netzwerkleitung ohne Datenaustausch zur Anforderung und Abspeicherung von Programmteilen im Cache-Speicher genutzt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß pro phylaktisch solche Programmteile abgespeichert werden, de ren künftige Anforderung durch den Benutzer als wahrschein lich erkannt worden ist.

4. Netzwerkanordnung mit einer Netzwerkleitung zwischen Netz computern und einer Datenzentrale, über die Programmteile auf Anforderung eines Netzcomputers übertragbar sind, da durch gekennzeichnet, daß zwischen Netzcomputer und Netz werkleitung ein Cache-Speicher eingeschaltet ist, in dem Programmteile abspeicherbar und zur Übertragung aus der Datenzentrale angeforderte Programmteile identifizierbar und ggf. direkt auf den Netzcomputer übertragbar sind.