KR100554177B1 - 신호 게이트웨이에서 트래픽 관리를 개선한 패킷 및 공중전화 통합 서비스 시스템 및 그 방법 - Google Patents

신호 게이트웨이에서 트래픽 관리를 개선한 패킷 및 공중전화 통합 서비스 시스템 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

신호 게이트웨이에서 트래픽 관리를 개선한 패킷 및 공중 전화 통합 서비스 시스템 및 그 방법이 개시된다. 상기 패킷 및 공중 전화 통합 서비스 시스템은, 신호 게이트웨이에서 SCN망으로부터 수신한 SS7 메시지를 송신하기 위하여, SGP가 트래픽 모드가 로드쉐어인 하나의 AS를 검색하고 트래픽을 분배하는데 있어서, 그 AS를 서비스하는 다수의 활성 ASP가 있을 경우에, 먼저 CIC (또는 SSN) 범위 내에 다수의 활성 ASP가 있을 경우 AS 정보 저장소에서 CPU 사용률이 가장 낮은 활성 ASP로 분배하고, 이 기준을 만족하는 ASP가 여러 개 있는 경우 SCTP 레벨의 혼잡이 가장 적은 ASP로 분배한다.

Description

신호 게이트웨이에서 트래픽 관리를 개선한 패킷 및 공중 전화 통합 서비스 시스템 및 그 방법{System and method improving traffic process in an integration network of the voice over internet protocol network and the public switched telephone network}
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 신호 게이트웨이를 구비하는 패킷 및 공중 전화 통합 서비스 시스템의 블록도이다.
도 2는 도 1의 신호 게이트웨이의 구체적인 블록도이다.
도 3a 도 3b는 본 발명의 일실시예에 따른 패킷 및 공중 전화 통합 서비스 시스템의 동작 설명을 위한 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 AS 정보 저장소를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 ASP 정보 저장소를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 하트비트 요청 메시지를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 하트비트 응답 메시지를 나타낸 도면이다.
<도면의 주요 부호에 대한 설명>
110, 190:SCN(switched circuit network)망
120, 180:신호 게이트웨이 150:패킷망
130, 160:소프트스위치 140, 170:미디어 게이트웨이
203:SIGNTRAN 프로토콜 처리 프로세스
204:AS 관리 프로세스
205:메시지 송수신 프로세스
본 발명은 패킷망 및 공중 전화망을 연동시키는 인터넷 기반 통합망에 관한 것으로, 특히, 신호 게이트웨이에서 효율적으로 트래픽을 처리하는 패킷 및 공중 전화 통합 서비스 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
최근 들어, 인터넷의 보급이 확산되면서, VoIP(voice over internet protocol)망과 같은 패킷망과 PSTN(public switched telephone network)과 같은 SCN망(switched circuit network)을 통합한 인터넷 기반 통합망에서, 음성이나 데이터 전송이 효율적으로 호환되도록 하기 위한 다양한 시스템 연구가 활발히 진행되고 있다. 일반적으로, SCN망으로부터 전송된 SS7(Signaling System No.7) 메시지가 패킷망으로 전송되기 위하여, 신호 게이트웨이와 소프트스위치의 중계를 받는다. 이때, 소프트스위치로 전달된 메시지는 미디어 게이트웨이에서 패킷망에서 사용될 패킷 형태로 변환된 후 패킷망을 통하여 수신측 주소로 전송된다. 여기서, 신호 게이트웨이와 소프트스위치 간에는 SIGTRAN(Signaling Transport) 프로토콜이 사용되고, 소프트스위치는 미디어 게이트웨이를 제어하여 다른 노드와의 호 연결 루팅을 수행한다.
즉, SIGTRAN 프로토콜은 SCN망으로부터의 SS7 메시지를 패킷망으로 전송하기 위한 프로토콜로서, 상위 계층 프로토콜과 SCTP(system control transmission protocol)로 구성된다. 상위 계층 프로토콜은 특정 SCN 신호 응용 프로토콜이 요구하는 서비스를 지원하는 프로토콜로서, 이에는 M3UA(Signaling Systems No. 7 Message Transfer Part 3 User Adaptation Layer), M2UA(SS7 MTP2 User Adaptation Layer), SUA(SS7 SCCP-User Adaptation Layer), IUA(ISDN Q.921-User Adaptation Layer) 등이 있다. SCTP는 TCP(transmission control protocol), UDP(user datagram protocol)와 같은 계층에 존재하는 새로운 전송 프로토콜로서, 연결위주 메커니즘(connection-oriented mechanism)을 사용하고, 신뢰성 있는 자료 전송을 제공한다는 점이 TCP와 유사하지만, TCP와 달리 신호 전송에 적절한 기능을 제공하고, 익명의 DoS 공격(blind Denial of Service attacks)과 익명의 가장 공격(blind masquerade attacks) 등과 같은 외부의 공격에 대해 더 향상된 보안 기능을 제공하며, 다중 흐름(multi-stream) 기능을 이용하여 자료를 전송함으로써 자료 손실 시에도 TCP에 비해 좀더 유연성있는 자료 전송이 이루어지도록 한다. 이외에도 SCTP는 다중 주소 (multi-homing) 기능과, 번들링/언번들링(bundling/unbundling) 기능, 순서적/비순서적(ordered/unordered) 전송 기능 등 다수의 기능을 지원하고 있다.
그런데, 신호 게이트웨이의 SGP(Signaling Gateway Process), 또는 IPSP(Internet Protocol Server Process)가 하나의 AS(Application Server)를 서비스할 때, 여러 개의 활성(active) ASP(Application Server Process)와의 통신에서 그 AS의 트래픽을 각 활성 ASP에 적절히 분배할 수 있어야 시스템의 성능이 개선된다. 그러나, AS 트래픽 분배에 있어서, 종래의 신호 게이트웨이는 ASP의 트래픽 모드가 로드쉐어(loadshare)인 경우에, ASP의 CPU(control processing unit) 사용률과 SCTP 레벨의 혼잡을 고려하지 않고 있으므로, 효율적인 트래픽 분배를 하지 못한다는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 신호 게이트웨이의 SIGTRAN에서 ASP의 트래픽 모드가 로드쉐어인 경우, ASP의 CPU 사용률, 도달 가능성, 및 SCTP 레벨의 혼잡을 이용하여 SS7 메시지에 대한 효율적이고 빠른 트래픽 처리가 가능하고, ASP의 상태 변화에 능동적으로 대처하여 도달 가능성을 높일 수 있는 AS 트래픽 다중화를 제공하는 패킷 및 공중 전화 통합 서비스 시스템 및 그 방법을 제공하는데 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 패킷 및 공중 전화 통합 서비스 시스템은, 다수의 ASP들을 구비하고, 상기 ASP들 중 선택된 ASP를 통하여 자료신호를 다른 노드로 전송하고, AS/ASP 정보에 따라 상기 ASP들의 CPU 사용률 및 SCTP 레벨의 혼잡상태가 기준점을 초과할 때 하트비트 요청 메시지를 전송하는 소프트스위치; 및 상기 하트비트 요청 메시지에 응답하여 상기 CPU 사용률과 SCTP 레벨의 혼잡 기준점을 업데이트하여 상기 소프트스위치에 하트비트 응답 메시지를 전송하고, 외부에서 상기 자료신호를 수신하여 트래픽을 분배하는데 있어서, 상기 AS/ASP 정보에 따라 소정 CIC(또는 SSN) 범위 내에서 다수의 활성 ASP들에 대한 상기 CPU 사용률 및 상기 SCTP 레벨의 혼잡 상태를 판단하여 상기 선택된 ASP를 결정하는 신호 게이트웨이를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 신호 게이트웨이는, 상기 ASP들 중 다수의 활성 ASP가 있을 경우에 상기 활성 ASP 들 중 상기 CPU 사용률이 임계치보다 낮은 활성 ASP로 먼저 분배하고, 다시 이 기준을 만족하는 상기 활성 ASP들 중 상기 SCTP 레벨의 혼잡이 가장 적은 ASP로 분배하는 것을 특징으로 한다. 상기 신호 게이트웨이는, 상기 하트비트 메시지가 수신되지 않는 ASP의 상태를 비활성으로 변경하여 다음부터는 이 ASP가 선택되지 않도록 하고, 비활성 ASP가 활성이 되면 다음 자료신호부터는 이 ASP도 선택될 수 있는 것을 특징으로 한다.
상기 CPU 사용률의 기준점은, 상위 기준점 및 하위 기준점으로 분류되고, 상기 CPU 사용률의 상위 기준점은, 해당 ASP보다 CPU 사용률이 높은 ASP의 CPU 사용률이고, 상기 CPU 사용률의 하위 기준점은 해당 ASP보다 CPU 사용률이 낮은 ASP의 CPU 사용률인 것을 특징으로 한다. 상기 SCTP 레벨의 혼잡 상태의 기준점은, 상위 기준점 및 하위 기준점으로 분류되고, 상기 SCTP 레벨의 혼잡 상태의 상위 기준점은 해당 ASP보다 혼잡 상태가 높은 ASP의 SCTP 레벨의 혼잡 상태이고, 상기 SCTP 레벨의 혼잡 상태의 하위 기준점은 해당 ASP보다 혼잡 상태가 낮은 ASP의 SCTP 레벨의 혼잡 상태인 것을 특징으로 한다.
상기 신호 게이트웨이는, 상기 AS/ASP 정보를 저장하는 AS 관리 프로세스를 구비하는 것을 특징으로 한다. 상기 AS 정보는, AS 상태, AS 모드, ASP 인덱스, ASP 상태, 라우팅 키, CPU 사용률, 및 SCTP 레벨의 혼잡 상태를 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 ASP 정보는, ASP 플래그, 연결 ID, ASP 상태, CPU 사용률, 및 SCTP 레벨의 혼잡 상태를 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 하트비트 요청 메시지는, 하트비트 정보 TLV로 구성되고, 상기 CPU 사용률, 및 상기 SCTP 레벨의 혼잡 상태를 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 하트비트 응답 메시지는, 타입, 청크 플래그, 하트비트 응답 길이, 및 하트비트 정보 TLV로 구성되고, CPU 사용률의 하위 기준점, CPU 사용률의 상위 기준점, SCTP 레벨의 혼잡 상태의 하위 기준점, 및 SCTP 레벨의 혼잡 상태의 상위 기준점을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 패킷 및 공중 전화 통합 서비스 방법은, 외부에서 자료신호를 수신하는 단계; AS/ASP 정보에 따라 소정 CIC(또는 SSN) 범위 내에서 다수의 활성 ASP들에 대한 CPU 사용률 및 SCTP 레벨의 혼잡 상태를 판단하여 상기 활성 ASP들 중 어느 하나를 선택하는 단계; 상기 선택된 ASP에 트래픽을 분배하는 단계; 및 상기 선택된 ASP를 통하여 상기 자료신호를 다른 노드로 전송하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 한다. 상기 패킷 및 공중 전화 통합 서비스 방법은, 상기 AS/ASP 정보에 따라 상기 ASP들의 상기 CPU 사용률 및 상기 SCTP 레벨의 혼잡상태가 기준점을 초과할 때 하트비트 요청 메시지를 전송하는 단계; 및 상기 하트비트 요청 메시지에 응답하여 상기 CPU 사용률과 SCTP 레벨의 혼잡 기준점을 업데이트하여 하트비트 응답 메시지를 전송하는 단계를 더 구 비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
신호 게이트웨이와 SIGTRAN에 대한 많은 연구가 진행되었지만, 본 발명은 기존의 연구와 다른 몇 가지 특징이 있다. 우선, 본 발명에서는 하나의 AS, 즉, 소프트스위치를 서비스하는 활성 ASP가 여러 개 존재할 때, 신호 게이트웨이에서는 수신되는 SS7의 CIC(Circuit Identification Code)(또는 SSN:Sub-System Number) 값과 등록된 CIC(또는 SSN)을 비교하여 해당하는 ASP를 찾고, 등록된 CIC(또는 SSN) 범위 내에 여러 개의 활성 ASP가 존재하는 경우 AS 정보 저장소에서 CPU 사용률이 가장 낮은 조건을 만족하는 활성 ASP부터 선택한다. 이때, 이 조건을 만족하는 ASP가 여러 개 존재하는 경우에는, SCTP 레벨의 혼잡이 낮은 ASP를 선택하여 트래픽을 분배하는 방법을 제시한다. 여기서는, AS의 트래픽 모드가 로드쉐어인 경우를 대상으로 하며, 신호 게이트웨이에서는 하트비트(Heartbeat) 메시지를 이용하여 ASP의 상태를 감시하고, ASP의 상태가 변경되었을 때 이를 AS 정보 저장소에 저장하여 트래픽을 분배하는 데 반영한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 신호 게이트웨이를 구비하는 패킷 및 공 중 전화 통합 서비스 시스템의 블록도이다. 도 1을 참조하면, 상기 패킷 및 공중 전화 통합 서비스 시스템은, 한 쪽 노드에 SCN망(110), 신호 게이트웨이(120), 소프트스위치(130), 및 미디어 게이트웨이(140)를 구비하고, 인접하는 다른 쪽 노드도 대칭적으로 SCN망(190), 신호 게이트웨이(180), 소프트스위치(160), 및 미디어 게이트웨이(170)를 구비하며, 노드간 통신은 패킷망(150)을 통하여 이루어진다.
상기 SCN망(110, 190)은 PSTN과 같은 기존의 공중 전화망을 나타내고, 신호 게이트웨이(Signaling Gateway)(120, 180)는 SCN망(110, 190)과 패킷 망(105) 간에 신호 메시지를 전달하는 역할을 하는 것으로, SS7(Signaling System No. 7) 프로토콜 스택과 SIGTRAN이 탑재되어 있다.
상기 신호 게이트웨이(120, 180)와 상기 소프트스위치(Softswitch)(130, 160) 간의 통신에는 SIGTRAN(Signaling Transport) 프로토콜이 사용된다. 본 발명에서 SIGTRAN 프로토콜의 상위 계층 프로토콜로서 M3UA와 SUA 프로토콜을 이용한다. 소프트스위치(130, 160) 간의 통신에도 다중화 기법이 적용될 수 있지만 본 발명에서는 다루지 않는다.
상기 소프트스위치(130, 160)는 AS(Application Server)에 해당하며, 신호 게이트웨이(120, 180)로부터 SS7 메시지를 송수신하고 미디어 게이트웨이(Media Gateway)(104, 107)를 제어하여 호(call) 연결을 수행하는 장치로서, SIGTRAN, MEGACO(Media Gateway Control), BICC(Bearer Independent Call Control){또는 SIP-T(Session Initiation Protocol for Telephones)}, ISUP(ISDN User Part) 등의 프로토콜이 탑재되어 있다. 소프트스위치(130, 160)와 미디어 게이트웨이(140, 170) 간의 통신에는 MEGACO 프로토콜이 사용되며, 두 소프트스위치(130, 160) 간에는 BICC 또는 SIP-T 프로토콜을 사용하여 호를 설정 및 해제한다. 여기서, 신호게이트웨이(120, 180)는 통신하는 활성 ASP가 다수의 소프트스위치들, 즉 AS들 각각에 존재하는 경우 다수의 AS와 통신하게 되고, 통신하는 활성 ASP가 하나의 AS에 존재하는 경우 하나의 AS와 통신하게 된다.
상기 미디어 게이트웨이(140, 170)는 기존 공중 전화 망의 음성 매체를 패킷 망에서 사용하는 패킷 형태로 변환하는 장치이다.
패킷망(150)은 발신측에서 송신한 정보를 축적한 후 일정한 크기의 패킷으로 나누고 수신측의 번지를 추가하여 이것을 단위로 전송하는 통신망이다.
도 2는 도 1의 신호 게이트웨이의 구체적인 블록도이다. 도 2를 참조하면, 프로세스는 프로토콜의 논리적 단위를 나타내며 프로세스 간에는 신호(signal)를 통해서 비동기적으로 통신한다. SIGTRAN 프로토콜 처리 프로세스(SGP)(203)는 AS와 SCN망 사이에서 노드간 기능 수행(Nodal Interworking Function)을 담당하는 유니트(201)를 관리하고, 인접 SIGTRAN 노드로부터 수신되는 신호를 감시하는 기능을 한다. SIGTRAN 프로토콜 처리 프로세스(SGP)(203)는 노드간 기능 수행(Nodal Interworking Function) 유니트(201)로부터 신호가 수신되면 제어 신호(NIFC) 또는 자료 신호(NIFD)에 따라 각각 처리를 한다.
먼저, SIGTRAN 프로토콜 처리 프로세스(SGP)(203)는 제어 신호(NIFC)가 초기화 처리 신호이면 SIGTRAN을 초기화하고, ASP 메시지이면 ASP 메시지 종류에 따라 각각 AS 관리 프로세스(204)의 ASP 정보 저장소 또는 AS 정보 저장소에 등록한다. 제어 신호(NIFC)가 하트비트 요청 메시지이고 ASP 상태 변경을 통보한다면 AS 관리 프로세스(204)를 통하여 AS 정보 저장소와 ASP 정보 저장소에 각각 ASP 상태 정보를 업데이트시킨다. 이와 같이, 제어 신호(NIFC)는 초기화 시, 또는 AS가 하트비트(Heartbeat) 요청 메시지/ASP 메시지를 전송할 때 발생하는 신호이고, 이에 대해서는 아래에서 더 자세히 기술된다.
외부 SCN망(110)에서 수신된 SS7 메시지인 자료 신호(NIFD)가 노드간 기능 수행(Nodal Interworking Function) 유니트(201)를 통하여 SIGTRAN 프로토콜 처리 프로세스(SGP)(203)에 수신되면, SIGTRAN 프로토콜 처리 프로세스(SGP)(203)는 AS 관리 프로세스(204)의 AS/ASP 정보를 기반으로 적절한 AS와 그 AS를 서비스하는 활성 ASP들을 검색하여 어느 하나의 ASP에 트래픽을 분배한다. 이때, 자료 신호(NIFD)는 메시지 송수신 프로세스(205)를 통해 출력되어, 트래픽 분배된 ASP를 통하여 인접 SIGTRAN 노드로 송신된다. 트래픽 분배에 대해서도 아래에서 더 자세히 기술된다.
본 발명에서는 인접 SIGTRAN 노드로부터 수신되는 자료 신호는 SIGTRAN 프로토콜 처리 프로세스(SGP)(203)가 라우팅 키에 따라 SCN 망(110/190)으로 단순히 전달하면 되므로 이에 대한 설명은 생략한다.
즉, 소프트스위치(AS)(130/160)는 다수의 ASP들을 구비하고, 상기 ASP들 중 선택된 ASP를 통하여 자료신호(NIFD)를 다른 노드로 전송하고, AS/ASP 정보에 따라 상기 ASP들의 CPU 사용률 및 SCTP 레벨의 혼잡상태가 기준점을 초과할 때 하트비트 요청 메시지를 전송한다. 신호 게이트웨이(120/180)는 상기 하트비트 요청 메시지 에 응답하여 상기 CPU 사용률과 SCTP 레벨의 혼잡 기준점을 업데이트하여 AS에 하트비트 응답 메시지를 전송하고, 외부에서 상기 자료신호(NIFD)를 수신하여 트래픽을 분배하는데 있어서, 상기 AS/ASP 정보에 따라 소정 CIC(또는 SSN) 범위 내에서 다수의 활성 ASP들에 대한 상기 CPU 사용률 및 상기 SCTP 레벨의 혼잡 상태를 판단하여 상기 선택된 ASP를 결정한다.
이하, 본 발명의 일실시예에 따른 패킷 및 공중 전화 통합 서비스 시스템의의 동작을 좀더 상세하게 설명한다.
도 3a 도 3b는 본 발명의 일실시예에 따른 패킷 및 공중 전화 통합 서비스 시스템의 동작 설명을 위한 흐름도이다. 도 3a 도 3b를 참조하면, 먼저, SIGTRAN 프로토콜 처리 프로세스(SGP)(203)는 수신되는 신호를 감시하여, 신호 종류가 제어 신호(NIFC)인지 노드간 기능 수행(Nodal Interworking Function) 유니트(201)로부터의 자료 신호(NIFD)인지에 따라 각각 처리를 수행한다(S301, S302). 본 흐름도에서는 인접 SIGTRAN 노드로부터 수신되는 자료 신호 처리에 대한 설명은 생략한다. SIGTRAN 프로토콜 처리 프로세스(SGP)(203)는 수신된 제어신호(NIFC)가 SIGTRAN 초기화 메시지이면 SIGTRAN 초기화 처리를 수행한다(S303, S304). 수신된 제어신호(NIFC)가 ASP 관련 메시지이거나 하트비트 메시지이면, 각각 그에 따른 처리를 수행한다(S305). 우선 제어 신호(NIFC)가 ASP 메시지이면서 메시지 종류가 ASP UP/ASP DOWN 메시지이거나 ASP 활성(active)/비활성(inactive) 메시지이면 그 정보를 각각 AS 정보 저장소와 ASP 정보 저장소에 등록한다(S306, S307). ASP 메시지 종류가 라우팅 키이면 이 정보를 AS 정보 저장소에 등록한다(S308). 여기서, 라 우팅 키는, 도 4에 도시된 바와 같이, DPC(Destination Point Code), OPC(Originating Point Code), CIC(Circuit Identification Code)(또는 SSN:Sub-System Number) 값으로 구성된다. 수신된 제어 신호(NIFC)가 하트비트 메시지이면서 ASP 상태 변경 정보가 포함되어 있다면, 이를 AS 정보 저장소와 ASP 정보 저장소에서 각각 AS와 ASP의 상태를 변경한다(S309~S311). 수신된 제어 신호(NIFC)가 SIGTRAN 초기화 메시지도 아니고, ASP/하트비트 메시지도 아닌 다른 종류의 메시지이면 그 메시지의 기능에 따른 처리를 수행한다(S312, S313).
한편, 도 3b를 참조하면, SIGTRAN 프로토콜 처리 프로세스(SGP)(203)에 수신된 신호가 노드간 기능 수행(Nodal Interworking Function) 유니트(201)로부터의 자료 신호(NIFD)이면 AS 정보 저장소에서 해당 AS를 검색하여 해당하는 AS가 있으면 그 AS를 서비스하는 활성 ASP를 검색한다(S314~S316). AS를 서비스하는 활성 ASP가 두 개 이상이면 수신된 SS7 메시지의 CIC(또는 SSN) 값과 AS 정보 저장소에 등록된 활성 ASP의 CIC(또는 SSN) 값을 비교하여 해당하는 활성 ASP를 검색한다(S317, S318). 이 경우에도, 활성 ASP의 개수가 1개이면 이 ASP가 존재하는 인접 SIGTRAN 노드로 메시지를 송신하고(S322), 활성 ASP가 두 개 이상이면 이 중에서 CPU 사용률의 임계치보다 낮은 ASP를 선택한다(S320). 이때 CPU 사용률이 임계치보다 낮은 ASP가 1개이면 인접 SIGTRAN 노드로 메시지를 송신하고(S322), CPU 사용률이 임계치보다 낮은 ASP가 여러 개 있으면 이 중에서 SCTP 레벨의 혼잡이 적은 ASP를 선택하여 메시지를 송신한다(S321). AS를 서비스하는 활성 ASP는 없지만 비활성 ASP가 있으면 메시지를 일정 기간(Recovery timer T(r)) 동안 저장하 고(S324), 비활성 ASP도 없으면 메시지를 폐기한다(S326). 일정 기간 내에 활성 ASP가 나타나면 인접 SIGTRAN 노드로 메시지를 송신하고(S325,S322), 일정 기간이 지나면 메시지를 폐기한다(S325, S326). 노드간 기능 수행(Nodal Interworking Function) 유니트(201)로부터 수신된 자료 신호(NIFD)에 해당하는 AS가 없으면 메시지를 폐기한다(S315, S326).
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 AS 정보 저장소를 나타내는 도면이다. 도 4를 참조하면, AS 정보는, AS 상태, AS 모드, ASP 인덱스, ASP 상태, 라우팅 키, CPU 사용률, 및 SCTP 레벨의 혼잡 상태를 포함한다.
상기 AS 상태는 현재 AS의 상태를 나타내는 것으로, "AS-Active", "AS-Inactive", "AS-Down", "AS-Pending"의 4 가지 상태가 있다. AS-Down 상태는 AS가 비가용적인 상태를 나타내는 것으로 이 AS를 서비스하는 모든 ASP가 ASP-Down 상태에 있는 경우를 말한다. 초기에 AS는 AS-Down 상태에 있으며 AS가 형상에서 제거될 때 AS는 AS-Down 상태에 있게 된다. AS-Inactive 상태는 AS가 가용적이지만 어플리케이션 트래픽이 활성이 아닌 경우의 상태로서, 이 AS와 관련된 ASP 들 중 하나 이상이 비활성 상태이고, 활성 ASP가 없는 경우를 말한다. AS-Active는 AS가 가용적이고 어플리케이션 트래픽이 활성인 상태로서, 이 AS와 관련된 ASP 들 중 적어도 하나 이상이 활성인 경우이다. 마지막으로, AS-Pending은 이 AS의 마지막 활성 ASP가 ASP-Inactive 또는 ASP-Down 상태로 전이된 경우를 말한다. 이 상태에서는 "Recovery timer T(r)"이 시작되어 모든 입력 신호 메시지가 SGP(203)에 의하여 저장된다. 만약 "T(r)"이 만료되기 전에 ASP 중에 하나가 활성이 되면 AS는 AS- Active 상태가 되고 모든 저장된 메시지는 ASP로 송신된다. ASP가 활성 되기 전에 "T(r)"이 만료되고 SGP(203)에 대안(alternative)이 없다면 SGP(203)는 메시지 저장을 중지하고 이전에 저장한 모든 메시지를 폐기하게 된다. 이때 만약 적어도 하나의 ASP가 비활성 상태이면 AS는 AS-Inactive 상태가 되고, 그렇지 않으면 AS는 AS-Down 상태가 된다.
AS 모드는 AS의 트래픽 처리 모드를 나타내는 것으로 "Override", "Loadshare", "Broadcast"의 세 가지 경우가 있다. ASP active 메시지에 있는 트래픽 모드 타입 파라미터는 트래픽 처리 모드가 특정 ASP에 사용됨을 나타낸다. SGP(203)가 현재 AS를 위해 구성된 모드가 ASP 활성 메시지의 모드를 지원하지 않거나 양립할 수 없다(incompatible)고 결정하면 SGP(203)는 오류 메시지로 ASP에 응답한다. SGP(203)는 첫번째 활성된 ASP의 트래픽 모드를 저장하여 이 모드와 다른 트래픽 모드를 가진 메시지가 수신되면 이를 폐기한다. "Override" 모드 AS인 경우, SGP(203)는 AS를 위한 모든 트래픽을 ASP 활성 메시지를 송신한 ASP로 전달한다. 이전에 활성 ASP는 "ASP-Inactive"로 간주되어 SGP(203)로부터 더 이상 트래픽을 수신해서는 안 되고, SGP(또는 IPSP)(203)는 이전의 활성 ASP에게 "Alternate ASP_Active notify" 메시지를 송신하고 더 이상 이 ASP로 트래픽을 송신해서는 안 된다. 이 "Alternate ASP_Active notify" 메시지를 수신한 ASP는 자신의 상태를 "ASP-Inactive"로 간주한다. "Loadshare mode AS"의 경우 SGP(또는 IPSP)(203)가 ASP 활성 메시지를 수신하면, ASP 활성 메시지를 송신한 ASP 뿐 아니라 ASP 활성인 모든 ASP로 트래픽을 송신한다. SGP(203)가 AS 내에 있는 활성 ASP 로 트래픽을 분 배하기 위해 본 발명에서는 우선 SS7 메시지의 CIC 값과 AS에 등록된 CIC 값을 비교하고, CIC 범위 내에 여러 개의 활성 ASP가 존재하면 ASP의 CPU 사용률이 낮은 것을 선택하고, 이 조건을 만족하는 ASP가 다수이면 SCTP 레벨의 혼잡상태를 비교하여 가장 혼잡이 적은 ASP로 메시지를 송신한다. "Broadcast mode AS"의 경우 현재 모든 활성 ASP는 같은 메시지를 수신하게 된다.
ASP 인덱스는 한 AS를 서비스하기 위해 라우팅 키를 등록한 ASP들을 나타낸다. AS가 "loadshare mode AS"이고 활성 ASP가 여러 개 있을 경우, 라우팅 키 값에서 CIC 범위에 속하는 ASP를 검색하고, 이 조건을 만족하는 활성 ASP가 여러 개 존재할 때 우선 ASP의 CPU 사용률이 낮은 것을 선택하고, 선택된 ASP가 다수이면 SCTP 레벨의 혼잡이 적은 ASP가 선택되어 SGP(203)로부터 트래픽을 수신하게 된다. ASP 는 "Active"/"Inactive"/"Down" 상태를 가질 수 있다. 이 값은 SGP(203)와 ASP 간에 주기적으로 송수신되는 하트비트 메시지에 따라 변경될 수 있다. 라우팅 키는 DPC(Destination Point Code), OPC(Originating Point Code), CIC(Circuit Identification Code)(또는 SSN:Sub-System Number)으로 결정되는 값으로서, ASP로부터 수신되어 저장된 값이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 ASP 정보 저장소를 나타내는 도면이다. 도 5를 참조하면, ASP 정보는, ASP 플래그, 연결(association) ID, ASP 상태, CPU 사용률, 및 SCTP 레벨의 혼잡 상태를 포함한다. ASP 플래그는 이 ASP 정보 저장소에 값이 저장되어 있는지를 나타내는 값이고, 연결(association) ID는 SIGTRAN SCTP의 "association"을 식별하기 위한 값이다. ASP 상태는 "Active"/"Inactive"/"Down" 의 값을 가질 수 있는 ASP의 상태를 나타내는 값이며, ASP의 CPU 사용률과 SCTP 레벨의 혼잡 상태는 로드쉐어(loadshare) 시 가장 적절한 ASP를 선택하기 위한 값이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 하트비트 요청 메시지를 나타낸 도면이다. 도 6을 참조하면, 상기 하트비트 요청 메시지는, 하트비트 정보 TLV(Type, Length, Value), 즉, 하트비트 정보 타입(Heartbeat Info Type), 하트비트 정보 길이(Heartbeat Info Length), 및 특정 송신측 하트비트 정보(Sender-specific Heartbeat Info)로 구성되고, 특정 송신측 하트비트 정보(Sender-specific Heartbeat Info)는 ASP의 CPU 사용률, SCTP 레벨의 혼잡 상태로 구성된다. SGP(203)는 SS7 메시지를 송신할 적절한 ASP를 검색하는 기준으로 첫번째는 ASP의 CPU 사용률을 이용하고, 기준을 만족하는 ASP가 여러 개 있을 경우 두번째 기준으로 SCTP 레벨의 혼잡 상태를 이용한다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 하트비트 응답 메시지를 나타낸 도면이다. 도 7을 참조하면, 상기 하트비트 응답 메시지는, 타입(Type), 청크 플래그(Chunk Flags), 하트비트 응답 길이(Heartbeat Ack Length), 하트비트 정보 TLV(Heartbeat Information TLV)로 구성된다. 하트비트 정보 TLV(Heartbeat Information TLV)는 ASP의 CPU 사용률의 하위 기준점, CPU 사용률의 상위 기준점, SCTP 레벨의 혼잡 상태의 하위 기준점, 및 SCTP 레벨의 혼잡 상태의 상위 기준점으로 구성된다. SGP(203)는 ASP의 하트비트 요청 메시지에 대한 응답으로 ASP의 CPU 사용률 기준점과 SCTP 레벨 혼잡의 기준점을 알려줌으로써, ASP가 기준점을 초과한 경우 다시 Heartbeat 메시지를 SGP(203)로 송신할 수 있도록 한다. 여기서, 상기 CPU 사용률의 기준점은, 상위 기준점 및 하위 기준점으로 분류되고, 상기 CPU 사용률의 상위 기준점은, 해당 ASP보다 CPU 사용률이 높은 ASP의 CPU 사용률이고, 상기 CPU 사용률의 하위 기준점은 해당 ASP보다 CPU 사용률이 낮은 ASP의 CPU 사용률이다. 상기 SCTP 레벨의 혼잡 상태의 기준점도, 상위 기준점 및 하위 기준점으로 분류되고, 상기 SCTP 레벨의 혼잡 상태의 상위 기준점은 해당 ASP보다 혼잡 상태가 높은 ASP의 SCTP 레벨의 혼잡 상태이고, 상기 SCTP 레벨의 혼잡 상태의 하위 기준점은 해당 ASP보다 혼잡 상태가 낮은 ASP의 SCTP 레벨의 혼잡 상태이다.
위에서 기술한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 패킷 및 공중 전화 통합 서비스 시스템은, 신호 게이트웨이에서 SCN망으로부터 수신한 SS7 메시지를 송신하기 위하여 SGP(203)가 트래픽 모드가 로드쉐어인 하나의 AS를 검색하고 트래픽을 분배하는데 있어서, 그 AS를 서비스하는 다수의 활성 ASP가 있을 경우에, 먼저 CIC (또는 SSN) 범위 내에 다수의 활성 ASP가 있을 경우 AS 정보 저장소에서 CPU 사용률이 가장 낮은 활성 ASP로 분배하고, 이 기준을 만족하는 ASP가 여러 개 있는 경우 SCTP 레벨의 혼잡이 가장 적은 ASP로 분배한다. CPU 사용률에 있어 기준점은 두 가지가 있다. 한 ASP에 있어 상위 기준점은 자신보다 CPU 사용률이 높은 ASP의 CPU 사용률이고, 하위 기준점은 자신보다 CPU 사용률이 낮은 ASP의 CPU 사용률이다. SCTP 레벨의 혼잡에 대해서도 같은 규칙이 적용된다. 이러한 기준점을 초과할 때마다 ASP는 SGP(203)에 하트비트 메시지를 이용하여 이 사실을 통보하고, 이에 따라 SGP(203)는 이를 ASP 정보 저장소에 저장하여 도달 가능성을 감시하고 CPU 사 용률과 SCTP 레벨의 혼잡이 가장 낮은 최신 ASP의 정보를 유지한다. ASP의 CPU 사용률과 SCTP 레벨의 혼잡 기준점은, SGP(203)가 ASP로부터 하트비트 메시지를 수신 후 ASP로 알려준다. 또한, SGP(203)는 하트비트 메시지가 수신되지 않는 ASP의 상태를 비활성으로 변경하여 다음부터는 이 ASP가 선택되지 않도록 하고, 비활성 ASP가 활성이 되는 경우 다음 메시지부터는 이 ASP도 선택될 수 있도록 한다.
본 명세서에서 개시된 시스템 및 방법에서 사용되는 기능은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광데이터 저장장치 등이 있으며 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정 해져야 할 것이다.
본 발명에 따른 패킷 및 공중 전화 통합 서비스 시스템은, 신호 게이트웨이의 SIGTRAN에서 ASP의 트래픽 모드가 로드쉐어인 경우, ASP의 CPU 사용률, 도달 가능성, 및 SCTP 레벨의 혼잡을 이용하여 SS7 메시지에 대한 효율적이고 빠른 처리가 가능하고, ASP의 상태 변화에 능동적으로 대처하여 도달 가능성을 높일 수 있는 AS 트래픽 다중화를 제공할 수 있는 효과가 있다. 또한, SCN 망과 패킷망을 연동하는 VoATM(Voice over ATM), VoIP(Voice over IP) 시스템에서 저렴한 가격으로 음성 서비스를 제공할 수 있는 효과가 있다.

Claims (20)

  1. 다수의 ASP(application server process)들을 구비하고, 상기 ASP들 중 선택된 ASP를 통하여 자료신호를 다른 노드로 전송하고, AS/ASP 정보에 따라 상기 ASP들의 CPU(control processing unit) 사용률 및 SCTP(system control transmission protocol) 레벨의 혼잡상태가 기준점을 초과할 때 하트비트 요청 메시지를 전송하는 소프트스위치; 및
    상기 하트비트 요청 메시지에 응답하여 상기 CPU 사용률과 SCTP 레벨의 혼잡 기준점을 업데이트하여 상기 소프트스위치에 하트비트 응답 메시지를 전송하고, 외부에서 상기 자료신호를 수신하여 트래픽을 분배하는데 있어서, 상기 AS/ASP 정보에 따라 소정 CIC(circuit identification code)(또는 SSN:Sub-System Number) 범 위 내에서 다수의 활성 ASP들에 대한 상기 CPU 사용률 및 상기 SCTP 레벨의 혼잡 상태를 판단하여 상기 선택된 ASP를 결정하는 신호 게이트웨이를 구비하는 것을 특징으로 하는 패킷 및 공중 전화 통합 서비스 시스템.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 신호 게이트웨이는,
    상기 ASP들 중 다수의 활성 ASP가 있을 경우에 상기 활성 ASP 들 중 상기 CPU 사용률이 임계치보다 낮은 활성 ASP로 먼저 분배하고, 다시 이 기준을 만족하는 상기 활성 ASP들 중 상기 SCTP 레벨의 혼잡이 가장 적은 ASP로 분배하는 것을 특징으로 하는 패킷 및 공중 전화 통합 서비스 시스템.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 신호 게이트웨이는,
    상기 하트비트 요청 메시지가 수신되지 않는 ASP의 상태를 비활성으로 변경하여 다음부터는 이 ASP가 선택되지 않도록 하고, 비활성 ASP가 활성이 되면 다음 자료신호부터는 이 ASP도 선택될 수 있는 것을 특징으로 하는 패킷 및 공중 전화 통합 서비스 시스템.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 CPU 사용률의 기준점은,
    상위 기준점 및 하위 기준점으로 분류되고, 상기 CPU 사용률의 상위 기준점은, 해당 ASP보다 CPU 사용률이 높은 ASP의 CPU 사용률이고, 상기 CPU 사용률의 하위 기준점은 해당 ASP보다 CPU 사용률이 낮은 ASP의 CPU 사용률인 것을 특징으로 하는 패킷 및 공중 전화 통합 서비스 시스템.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 SCTP 레벨의 혼잡 상태의 기준점은,
    상위 기준점 및 하위 기준점으로 분류되고, 상기 SCTP 레벨의 혼잡 상태의 상위 기준점은 해당 ASP보다 혼잡 상태가 높은 ASP의 SCTP 레벨의 혼잡 상태이고, 상기 SCTP 레벨의 혼잡 상태의 하위 기준점은 해당 ASP보다 혼잡 상태가 낮은 ASP의 SCTP 레벨의 혼잡 상태인 것을 특징으로 하는 패킷 및 공중 전화 통합 서비스 시스템.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 신호 게이트웨이는,
    상기 AS/ASP 정보를 저장하는 AS 관리 프로세스를 구비하는 것을 특징으로 하는 패킷 및 공중 전화 통합 서비스 시스템.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 AS 정보는,
    AS 상태, AS 모드, ASP 인덱스, ASP 상태, 라우팅 키, CPU 사용률, 및 SCTP 레벨의 혼잡 상태를 포함하는 것을 특징으로 하는 패킷 및 공중 전화 통합 서비스 시스템.
  8. 제 6항에 있어서, 상기 ASP 정보는,
    ASP 플래그, 연결 ID, ASP 상태, CPU 사용률, 및 SCTP 레벨의 혼잡 상태를 포함하는 것을 특징으로 하는 패킷 및 공중 전화 통합 서비스 시스템.
  9. 제 1항에 있어서, 상기 하트비트 요청 메시지는,
    하트비트 정보 TLV(type, length, value)로 구성되고, 상기 CPU 사용률, 및 상기 SCTP 레벨의 혼잡 상태를 포함하는 것을 특징으로 하는 패킷 및 공중 전화 통합 서비스 시스템.
  10. 제 1항에 있어서, 상기 하트비트 응답 메시지는,
    타입, 청크 플래그, 하트비트 응답 길이, 및 하트비트 정보 TLV로 구성되고, CPU 사용률의 하위 기준점, CPU 사용률의 상위 기준점, SCTP 레벨의 혼잡 상태의 하위 기준점, 및 SCTP 레벨의 혼잡 상태의 상위 기준점을 포함하는 것을 특징으로 하는 패킷 및 공중 전화 통합 서비스 시스템.
  11. 외부에서 자료신호를 수신하는 단계;
    AS는 ASP로부터 라우팅 키 메시지와 하트비트 요청 메시지를 수신하고, 상기 하트비트 요청 메시지에 대해 ASP로 하트비트 응답 메시지를 송신하고, 상기 라우팅 키 메시지와 상기 하트비트 요청 메시지를 ASP 선택시 사용하되, 상기 라우팅 키 메시지 내의 소정 CIC 또는 SSN 범위 내에서 다수의 활성 ASP들이 있는 경우 상기 하트비트 요청 메시지를 이용하여 다수의 ASP에 대한 CPU 사용률 및 SCTP 레벨의 혼잡 상태를 판단하여 상기 활성 ASP들 중 어느 하나를 선택하는 단계;
    상기 선택된 ASP에 트래픽을 분배하는 단계; 및
    상기 선택된 ASP를 통하여 상기 자료신호를 다른 노드로 전송하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 패킷 및 공중 전화 통합 서비스 방법.
  12. 제 11항에 있어서, 상기 패킷 및 공중 전화 통합 서비스 방법은,
    상기 AS/ASP 정보에 따라 상기 ASP들의 상기 CPU 사용률 및 상기 SCTP 레벨의 혼잡상태가 기준점을 초과할 때 하트비트 요청 메시지를 전송하는 단계; 및
    상기 하트비트 요청 메시지에 응답하여 상기 CPU 사용률과 SCTP 레벨의 혼잡 기준점을 업데이트하여 하트비트 응답 메시지를 전송하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 패킷 및 공중 전화 통합 서비스 방법.
  13. 제 11항에 있어서, 상기 트래픽 분배 단계는,
    상기 ASP들 중 다수의 활성 ASP가 있을 경우에 상기 활성 ASP 들 중 상기 CPU 사용률이 임계치보다 낮은 활성 ASP로 먼저 분배하고, 다시 이 기준을 만족하는 상기 활성 ASP들 중 상기 SCTP 레벨의 혼잡이 가장 적은 ASP로 분배하는 것을 특징으로 하는 패킷 및 공중 전화 통합 서비스 방법.
  14. 제 11항에 있어서, 상기 트래픽 분배 단계는,
    상기 하트비트 요청 메시지가 수신되지 않는 ASP의 상태를 비활성으로 변경하여 다음부터는 이 ASP가 선택되지 않도록 하고, 비활성 ASP가 활성이 되면 다음 자료신호부터는 이 ASP도 선택될 수 있는 것을 특징으로 하는 패킷 및 공중 전화 통합 서비스 방법.
  15. 제 11항에 있어서, 상기 CPU 사용률의 기준점은,
    상위 기준점 및 하위 기준점으로 분류되고, 상기 CPU 사용률의 상위 기준점은, 해당 ASP보다 CPU 사용률이 높은 ASP의 CPU 사용률이고, 상기 CPU 사용률의 하위 기준점은 해당 ASP보다 CPU 사용률이 낮은 ASP의 CPU 사용률인 것을 특징으로 하는 패킷 및 공중 전화 통합 서비스 방법.
  16. 제 11항에 있어서, 상기 SCTP 레벨의 혼잡 상태의 기준점은,
    상위 기준점 및 하위 기준점으로 분류되고, 상기 SCTP 레벨의 혼잡 상태의 상위 기준점은 해당 ASP보다 혼잡 상태가 높은 ASP의 SCTP 레벨의 혼잡 상태이고, 상기 SCTP 레벨의 혼잡 상태의 하위 기준점은 해당 ASP보다 혼잡 상태가 낮은 ASP의 SCTP 레벨의 혼잡 상태인 것을 특징으로 하는 패킷 및 공중 전화 통합 서비스 방법.
  17. 제 11항에 있어서, 상기 AS 정보는,
    AS 상태, AS 모드, ASP 인덱스, ASP 상태, 라우팅 키, CPU 사용률, 및 SCTP 레벨의 혼잡 상태를 포함하는 것을 특징으로 하는 패킷 및 공중 전화 통합 서비스 방법.
  18. 제 11항에 있어서, 상기 ASP 정보는,
    ASP 플래그, 연결 ID, ASP 상태, CPU 사용률, 및 SCTP 레벨의 혼잡 상태를 포함하는 것을 특징으로 하는 패킷 및 공중 전화 통합 서비스 방법.
  19. 제 11항에 있어서, 상기 하트비트 요청 메시지는,
    하트비트 정보 TLV로 구성되고, 상기 CPU 사용률, 및 상기 SCTP 레벨의 혼잡 상태를 포함하는 것을 특징으로 하는 패킷 및 공중 전화 통합 서비스 방법.
  20. 제 11항에 있어서, 상기 하트비트 응답 메시지는,
    타입, 청크 플래그, 하트비트 응답 길이, 및 하트비트 정보 TLV로 구성되고, CPU 사용률의 하위 기준점, CPU 사용률의 상위 기준점, SCTP 레벨의 혼잡 상태의 하위 기준점, 및 SCTP 레벨의 혼잡 상태의 상위 기준점을 포함하는 것을 특징으로 하는 패킷 및 공중 전화 통합 서비스 방법.
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