CN100409618C - 确定网元的连接性解决方案的技术 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种发现需接入一个在由一个网络管理系统(NMS)管理的网络内所选的通路的网元的连接性解决方案的技术，其中每个网元包括一些输入端口和输出端口，每个端口允许多个连接点，这种技术包括在NMS层上提供一个连接性表(CT)，这个连接性表包括在NMS所管理的任何网元的任何输入端口的连接点与任何输出端口的连接点之间的可能内部连接的数据。这种技术使得每当选择了需用于这个通路的一个具体网元与它的输入端口和它的输出端口时就可以在NMS层得到一个对于这个具体网元的连接性解决方案。

Description

确定网元的连接性解决方案的技术

发明领域

本发明涉及利用一个控制一个电信网内的网元的网络管理系统的功能指配网元的连接性解决方案(connectivity solution)的技术。

背景技术

现代通信网包括大量的网络节点(网元)，而其中的许多节点是诸如有着一些输入和输出端口的实现交叉连接的复杂系统之类的交换网元。每个输入和输出端口通常包括多个连接，由各种功能表征。例如，有些输出端口可以用来撤消一个信号的一些部分，而其他一些输出端口提供使输入信号通过的能力。交换网元不仅包括各种类型的端口和连接，而且通常还具有一些特定的设备限制，因此不是每个输入连接器都可以与网络内同一个或另一个交换网元的任意输出连接器一起工作的。这样的限制可以有一些理由，包括协议的差别、物理特征的差别、空间位置不一致、优选或非优选的连接、与费用有关的限制等等。

为了解决与在现代网络内发现适当的连接有关的不同任务，通常提供和使用由以下一些管理系统构成的分层结构：

网络管理系统(Network Management System，NMS)对整个网络进行管理的系统，NMS具有一个网络范围的视图，即拥有所有现有网络节点的类型和当前它们的连接情况的信息；

网元管理系统(Element Management System，EMS)对所关联的特定网元进行管理的系统，EMS各具有一个网元范围的视图，即持有所关联的这个网元(节点)的各种连接类型的信息和各种设备限制的信息。

NMS将网络看作当前对这些网络节点的一种配置，可以通过与任何节点的EMS接触与任何节点接触。

在要在网络内的两点之间发现一个通路时，一个通常称为导航器(pathfinder)的程序就向NMS请求在现有的网元之间指配这样一个通路。发现一个例如确定为最短通路的预选通路后，应该为这个通路建立一个详细的经过这些网元的连接模式。为此，NMS请求这个通路内的每个节点的EMS指定具体的连接解决方案。

在EP 1130942A2中揭示了一种类似的方法，网络管理器对一个资源管理机构进行查询，以为一个光分组交换设备内的一个输入端口指定一个输出端口。资源管理机构于是向一个交换网元的端口可用性数据库申请，在保留一个备用输出端口后激活光交换控制机构。

NMS与每个EMS之间的交互作用是费时的，需要多次协议交换。有时，由于一个特定节点有着NMS所不知道的设备限制而不能发现对这个节点的连接解决方案，因此必须重复导航器过程的实质性部分，即NMS在与EMS交互作用中执行的搜索次数增多。结果，过程需要较多的时间，效率不高。

发明目的

因此，本发明的目的是提供这样一种在一个包括大量交换网元和NMS的网络内发现连接解决方案的技术，这种技术可以有效地在NMS层执行。

发明内容

为了减少发现网元内的连接性解决方案所需的时间，网络管理系统NMS可以包括由多个网元的部件连接性数据库形成的一个集中连接性数据库或表。每个部件连接性数据库可以从相应网元的网元管理系统EMS拷贝得到。在这种情况下，NMS将确切“知道”每个网元的结构。

在本申请中，术语NMS应该理解为负责管理一组形成一个网络或网络的一部分的特定网元的管理实体。

也就是说，本发明的目的是通过提供一种发现需接入一个在由一个网络管理系统NMS管理的网络内所选的通路的网元的连接性解决方案的方法来达到的，其中每个网元包括一些输入端口和输出端口，每个端口允许多个连接点，这种方法包括：提供一个NMS层的连接性表(CT)，这个连接性表包括有关在由所述NMS管理的任何网元内的任何输入端口的连接点与任何输出端口的连接点之间的可能内部连接的数据，从而使得每当选择了需用于所述通路的一个具体网元与它的输入端口和它的输出端口时就可以在NMS层得到一个对于所述具体网元的连接性解决方案。

这种方法还包括由涉及部件连接性表例如特定的连接点的可用性有任何改变的相应受管理的网元的EMS不断更新NMS。

然而，为了减少在NMS存储这种一个表所需的存储器，本发明的目的可以在NMS不“知道”每个具体网元的情况下通过执行下列步骤达到：

将所有网元的输入端口和输出端口的连接点分成一系列连接组1，2，3，...n，其中每个组由一些类似的属性和/或限制表征；

为一个具体网元的每个输入端口和每个输出端口指配所述连接组中的一个或多个连接组，

形成给出一些描述在连接组1，2，3，...n中属于一个网元的一个输入端口的任何任意连接组与连接组1，2，3，...n中属于这个网元的一个输出端口的任何任意连接组之间建立连接的可能性的共同连接性规则的连接性表，

从而使得每当选择了用于这个通路的一个具体网元与它的输入端口和它的输出端口时就能通过将这些连接性规则应用于指配给所选输入和输出端口的连接组在NMS层得到所述具体网元的一个连接性解决方案。

不言而喻，以上方法对于由NMS管理的任何网元是通用的。

按照这种方法的优选改型，它包括将连接性表(CT)表排列成使表的行为输入端口的连接组1，2，...n而表的列为输出端口的连接组1，2，...n，每个在一个具体行与一个特定列之间的交点单元包括在一个属于输入端口的所述具体组的连接点与一个属于输出端口的所述特定组的连接点之间建立一个内部连接的可能性的信息。

应强调的是，在本发明的这个优选改型中，NMS不必知道(存储)每个网元(NE)的连接性结构。它代之以只存储一个比较小的连接性表(CT)，这个连接性表构造成反映在这些网元内的一些共同连接性规则，因此能有效地帮助发现实际的连接性解决方案。有些辅助信息还可以保存在NMS内，这将在稍后说明。

按照本方法的另一个更为精心的改型，这种方法还包括下列步骤：

通过指出所选通路所需的一个具体网元与它的输入端口和它的输出端口向NMS提出请求，以发现所述网元的连接性解决方案；

在NMS内查核在所述输入端口内存在所述连接组1，2，...n中的哪些连接组和在所述输出端口内存在所述连接组1，2，...n中的哪些连接组；

通过在NMS用所述连接性表(CT)判定在输入端口的连接组中的至少一个组与输出端口的连接组中的至少一个组之间是否能实现所希望的连接，应用这些连接性规则；

如果能实现，认为发现了连接性解决方案，然后

NMS向这个具体网元的一个网元管理系统(EMS)请求激活这个网元内的一个特定内部连接；

如果不能实现，NMS发出一个消息，指出对于所指出的这个NE的所述输入端口和所述输出端口发现没有连接性解决方案。

为一个通路选择NE与它的端口例如可以由作为NMS的一部分的导航器程序执行。如果对于导航器所选的NE发现没有连接性解决方案，就应该适当通知导航器。

这种方法的以上改型表明在网元层执行的只是低层操作(激活内部连接)，从而实际上没有从网元(EMS)层到NMS层的交互作用。如果一个具体网元(NE)的一个输入端口与一个输出端口之间的连接性的主要解决方案在NE层作出，在EMS与NMS之间就会有许多反复的通信。

发现网元的连接性解决方案的任务可以几乎在NMS层完全解决，使得只有激活内部连接的任务留给EMS层，因为在NMS层已经有着有关与每个NE内的每个具体端口关联的连接组的所有信息以及有关任何“输入”连接组与任何“输出”连接组之间的可能连接性的所有信息。

这种方法，具体地说应用连接性规则的步骤，还可以包括在NMS层指出一个输入连接组中的一个连接点与一个输出连接组中的一个连接点之间的一个内部连接的步骤，其中所述输入连接组和所述输出连接组在NMS层选为对于所述具体网元的一个连接性解决方案。

搜索一个连接性解决方案(利用由部件连接性表组成的CT或者利用共同连接性规则的CT)最后可以是核查忙连接信息。具体地说，可以是参考事前在NMS内提供的指出目前在网元内正占用的内部连接的一个忙连接数据库(或者一个所谓的散列表(hash table)HT)。这个HT由多个分别指配给相应网元的子散列表(Hash sub-tables)组成。每个子散列表只包括本网元的正忙的内部连接的清单，因此就存储器来看是经济的，因为不需要存储NE内所有输入连接点与输出连接点之间所有可能的实际连接的状态。

在利用共同连接性规则的CT时，查核忙连接的信息的步骤可以包括参考一个预先提供的记入一个具体网元的每个连接组内的一些现有连接点的数据库；根据在所选输入和输出连接组内现有连接点的信息与忙连接的信息的比较进行标示。

为了详细说明这种方法，将给出NMS是怎样组成的一些情况。从指出一个具体所选的网元的请求中，NMS得到有关这个网元的输入和输出端口的指示。为此，任何NMS持有网络拓扑结构信息，最好呈现为一个网络图。如先前提到的那样，NMS包括能判定所选的这些端口是否能在它们之间建立一个内部连接的连接性表(CT)。连接性表(CT)可以用所管理的这些网元的部件连接性表构建。如果是这样的话，CT就“知道”这些网元的连接点的所有限制，因此能在NMS层发现一个连接性解决方案。

按照本发明的这个优选实施例，拓扑结构信息还描述了与由NMS管理的任何网元有关的在哪些端口内存在哪些连接组。按需要，拓扑结构信息可以包括一个所管理的网元的任何端口的每个连接组内的现有连接点的概要。虽然这信息相当详细，但仍远不是如在一些现有技术的解决方案中那样的网元内部结构的完全信息。NMS的连接表(CT)反映了能判定所选端口(通过它们所包括的连接组)是否能在它们之间建立一个内部连接的共同连接性规则。实际上，这样一个连接性表考虑和概括了为所管理的网元所知道的连接点的所有限制。

基于以上所述，按照本发明的另一个方面，提供了一种经改善的网络管理系统(NMS)，这种网络管理系统NMS包括一个能在NMS层发现一个需接入由所述NMS管理的网络内所选的一个通路的具体网元的连接性解决方案的连接性处理器(CH)，这个连接性处理器包括一个持有由所述NMS管理的任何网元内可能的内部连接的数据的连接性表(CT)。

在一个实施例中，CT由从各个网元中得到的连接性数据库组成。

按照所述NMS的一个优选实施例，NMS包括：

与所述网络的网元和它们的端口有关的拓扑数据，其中为任何网元的每个输入端口和每个输出端口分别指配有一些连接点的一个或多个连接组1，2，...n，使得每个连接组由一些类似的特征和/或限制表征，以及

所述CT包括：

一些描述在连接组1，2，3，...n中属于一个网元的一个输入端口的任何任意连接组与连接组1，2，3，...n中属于这个网元的一个输出端口的任何任意连接组之间建立连接的可能性的共同连接性规则。

可取的是，连接性表CT排列成使表的行为属于输入端口的连接组1，2，...n而表的列为属于输出端口的连接组1，2，...n，每个在一个具体行与一个特定列之间的交点单元包括在属于一个网元的一个输入端口的连接组中的至少一个连接点与属于所述网元的一个输出端口的连接组中的至少一个连接点之间建立一个内部连接的可能性的信息。

按需要，NMS内的连接性处理器可以包括一个呈现为一系列信息串的忙连接数据库(所谓的散列表)，每个信息串指出在网络的一个具体网元内当前正忙的内部连接。每个信息串指出一个忙连接，属于一个网元的这些信息串形成了这个网元的一个子散列表。

在CT是对于连接点的组构建的情况下，经修改的拓扑数据按需要可以包括一个记入在每个具体元的每个端口的每个连接组内的现有连接点的个数的数据库，为了指出一个现实的连接，CH应能将在所选输入和输出连接组内现有连接点的信息与忙连接的信息相比较。

按照本发明的第三方面，提供了一种直接可装入一个数字计算机的内存的计算机程序产品，这种计算机程序产品包括一些在所述产品在这个计算机上运行时执行以上所说明的方法的各个步骤的软件代码段。

这种计算机程序产品存储在一个计算机可用媒体上，包括使一个计算机可以对执行如上所述的网络管理系统的功能进行控制的计算机可读程序装置。

附图说明

下面将结合以下非限制性的附图对本发明作进一步说明，其中：

图1为例示现有技术在发现连接性解决方案的任务中在NMS与EMS之间交互作用的巳知结构方框图；

图2为例示按照本发明的一个实施例设计的为发现连接性解决方案在NMS与EMS之间交互作用的结构方框图；

图3为一个具有一些各包括多个按照本发明所提出的分组方法分的连接组的输入和输出端口的典型网元的示意图；

图4为按照本发明设计的一个NMS的连接性表(CT)的例子；以及

图5为NMS内的一个散列表(Hash Table，HT)的例子。

具体实施方式

图1示出了为了发现在一个选来形成一个网络(未示出)内的一个通路的一部分的网元内的连接解决方案在NMS与EMS之间一种已知的交互作用的情况。NMS(网络管理系统)10包括一个导航器程序12和有关网络拓扑结构的数据14，网络拓扑结构数据通常构建成一个反映网络内的现有网元、这些网元的端口和的配置的图表。导航器的功能是按照若干条件和基于网络拓扑结构在网络内选择一个通路和形成一个指出具体网元和它们的需使用的端口(即所选的输入端口和所选的输出端口)的请求发给NMS。所选端口的信息从NMS发给为这个通路所选的每个网元的EMS(网元管理系统)(标为16的EMS功能块：1...i...n)。一个具体网元的EMS利用可用于所选输入端口和所选输出端口的信息、根据EMS所知的具体限制发现所选的这两个端口之间的内部连接。这些限制可以为：所选端口是否可用，所选端口内的连接点是否可用，有些可用的连接点可能禁止用于所需的这种连接，等等。这些限制和连接的实际可用性可以反映在与具体端口关联的所谓端口可用性数据内，在EMS内有着与本网元内的端口一样多的这种数据串。在澄清了所有的可用性询问后，有关的EMS就向NMS报告是否发现连接性解决方案。NMS与EMS之间的交互作用可以包括多个步骤，因此是相当费时的。这种通路发现过程复杂而漫长；在这个过程期间有一些中止以对EMS进行查询时，这样的中断/交互作用就成为费时的。

图2例示了一个反映一个经修改的NMS与若干EMS之间按照本发明的一个实施例交互作用的示意图。这个经修改的NMS包括一个具有一个连接性表(Connectivity Table，CT)的连接性处理器(ConnectivityHandler，CU)，连接性表通常可以由在NMS层进行连接性判决所需的所有各EMS的连接性表组成。可以提供根据网元的限制，例如根据连接端口/点的状态的改变，对连接性处理器的动态更新，如虚线所示。

可取的是，将由NMS管理的网元的这些端口存在的所有连接点分成一些连接组(参见图3)。每个组由一些特定的属性和限制表征。这样，全部网元的大量连接点就分成比较少的组，每个组具有巳知的特性。NMS20包括导航器2和经修改的、还存有网元的每个端口所在的(或者说所属的)特定的连接组的信息的拓扑结构数据24。

经修改的NMS还包括一个新的连接性处理器(CU)功能块26，它包括一个连接性表(CT)28。这个连接性表的一个可取例子如图4所示。连接性表28实际上存储的是一些所谓共同连接性规则，为了制订(在NMS层)导航器所选的端口是否可以互连和怎样互连，这些规则引用了输入端口的连接组与输出端口的连接组之间的兼容性/不兼容性的术语。由于连接点的连接组是就整个网络形成的，因此这些兼容性术语应用于任何具有包括任何这样的组的端口的网元。

CH功能块(26)的连接性表CT(28)在接收到在为一个通路指出的网元的所选端口内存在的连接组的信息后就能给出哪些连接是可能的响应。这信息可以转发给一个相应的EMS32，以选择一个现实的内部连接后予以激活。然而，为了使所希望的连接会忙的可能性最小，NMS可以只是在向连接性处理器26的一个任选的功能块30咨询后再向EMS层提出请求。这个功能块称为散列表(HT)，登记的只是每个网元的忙的连接；由各EMS1...m不断更新。在一个可能的连接得到CT许可再用HT校核后，就可以实际指出一个内部连接，从而可以将这信息传送给一个相应的EMS32去激活这个内部连接。

图3例示了一个具有多个输入端口42(1，...，K)和多个输出端口44(1，...，F)的网元40。每个端口包括一些示为圆圈的连接点46由本发明的NMS管理的网元内存在的所有连接点示意地分成若干个连接组1，2，...，n。每个组由它的具体限制和连接点的特性(性质，特征)表征。

例如，处在输入端口的一个特定的组的连接点可以只与处在输出端口的这个组的连接点连接。在一种情况下，处在一个输入端口的连接点可以按照SDH/SONET数据传输分层结构将承载数据的虚拟容器送入诸如交叉连接之类的网元。在这种情况下，连接点可以称为VC点。在SDU交换设备内，VC点通常可以用来输入/输出VC-4数据流。

每个端口包括一些属于一个或多个组48的连接点46。例如，输入端口1(50)包括属于三个连接组48(即连接组1、2和5)的连接点46。一个组内的每个连接点具有它的序号或其他指示。

图4例示了连接性表(CT)52的优选实施例的例子，这个表包括n列54和n行56，其中每个行指配给一个具体的输入端口连接组或简称为“输入连接组”，而每个列指配给一个特定的“输出连接组”。在一个具体的行与一个特定的列相交处的符号意味着这个具体的输入连接组与这个特定的输出连接组之间的内部连接是不可能的或者是有条件或无条件可能的。

图5例示了一个忙连接数据库的片段，或者说对于一个具体网元的所谓子散列表(hash sub-table)58。这个表没有任何标准的容量，只包括一些宣告这些网元中当前正忙的连接的信息串60。这个表的作用是，NMS发现一个可能的连接性解决方案后，例如输入连接组1与输出连接组2之间的连接，就查核所关心的网元的子散列表，以向EMS指出具体的连接点。由于输入连接组1的连接点4和1已经是忙的，在命令中就不会指出这两个连接点。此外，也不能指出输出连接组2的连接点5。可以认为，在所选的所需网元的相应输入和输出端口的组内存在其他一些连接点，这些连接点将得到EMS的批准。然而，如果在有关的组内除了已经占用的没有另外的连接点，这个表就没有什么帮助。在这种情况下，将从EMS接收到拒绝的响应，而在这种特殊情况下在NMS与EMS之间将发生交互作用。为了避免这样的情况，这个经修改的拓扑结构数据可以按需要包括有关在一个输入(输出)端口内每个组的输入连接点(输出连接点)的总数的信息。这信息用来与散列表内的忙连接的信息相比较，以确切知道是否至少有一个可用的组合，根据比较结果，如果有可用的组合就产生一个标明连接性的命令给EMS，否则就禁止向EMS提出请求。

以上用若干具体例子对本发明作了说明，可以理解，可以提出通过创建和利用共同连接性规则能在NMS层发现NMS所管理的网元的连接性解决方案、其他实现网络管理系统的方式和经修改的使用这种NMS的方法，当然所有这些实现方式/方法都应属于本发明的专利保护范围。

Claims (10)

1. 一种发现连接性解决方案的方法，用于使网元切换到由网络管理系统NMS管理的网络内所选的通路中，其中每个网元包括一些输入端口和输出端口，每个端口提供多个连接点，所述方法包括下列步骤：

提供在NMS上的连接性表CT，这个连接性表包括有关在由所述NMS管理的任何网元内的任何输入端口的连接点与任何输出端口的连接点之间的可能内部连接的数据，

其中所述连接性表CT是通过以下步骤来组织：

将所有网元的输入端口和输出端口的连接点分成用符号标记为1，2，3，...n的多个连接组，其中每个组由一些类似的属性和/或限制表征；

为一个具体网元的每个输入端口和每个输出端口指配所述连接组中的一个或多个所述连接组；

提供一些描述在任意连接组1，2，3，...n中属于网元的一个输入端口的任意连接组与任意连接组1，2，3，...n中属于这个网元的一个输出端口的任意连接组之间建立连接的可能性的共同连接性规则；

所述方法包括通过使用所述的连接性表CT在具体网元的输入端口和输出端口之间搜索所希望的连接以在NMS层上判定在输入端口的连接组中的至少一个组与输出端口的连接组中的至少一个组之间是否能实现所希望的连接。

2. 按照权利要求1所述的方法，其中所述形成连接性表CT的步骤包括排列所述连接性表CT以使表的行为输入端口的连接组1，2，...n而表的列为输出端口的连接组1，2，...n，在一个具体行与一个特定列之间的每个交点单元包括关于在一个属于输入端口的所述具体组的连接点与一个属于输出端口的所述特定组的连接点之间建立内部连接的可能性的信息。

3. 按照权利要求1所述的方法，其中搜索所希望连接的步骤包括以下子步骤：

通过指出所选通路所需的一个具体网元与它的输入端口和它的输出端口向NMS提出请求，以发现所述网元的连接性解决方案；

确定在所述输入端口内存在所述连接组1，2，...n中的哪些连接组和在所述输出端口内存在所述连接组1，2，...n中的哪些连接组；

通过在NMS上使用所述连接性表CT判定在输入端口的连接组中的至少一个组与输出端口的连接组中的至少一个组之间是否能实现所希望的连接，应用这些连接性规则；

如果能实现，则认为发现了连接性解决方案，然后

NMS向这个具体网元的网元管理系统EMS请求激活所述网元内的一个特定内部连接；

如果不能实现，则NMS发出一个消息，指出对于所指出的所述网元的所述输入端口和所述输出端口没有发现连接性解决方案。

4. 按照权利要求3所述的方法，所述方法还包括在NMS层指出输入连接组中的一个连接点与输出连接组中的一个连接点之间的内部连接的步骤，其中所述输入连接组和所述输出连接组在NMS层被选择为对于所述具体网元的连接性解决方案。

5. 按照权利要求4所述的方法，所述方法还包括通过事前提供并且进一步参考在NMS内一个忙连接的数据库查核关于忙连接的信息的步骤，所述数据库指出目前在网元内已占用的内部连接。

6. 按照权利要求5所述的方法，还包括事前提供和进一步参考用于在一个具体网元的每个端口的每个连接组内记入多个现有连接点的数据库；以及根据比较在所选输入和输出连接组内存在的连接点的信息与所述具体网元中忙连接的信息，指出产生了的步骤。

7. 一种网络管理系统NMS，所述网络管理系统NMS包括连接性处理器CH块，能够在NMS层发现将具体网元切换到由所述NMS管理的网络内所选的通路中所用的连接性解决方案，其中所述连接性处理器包括连接性表CT，其持有关于任何网元内可能的内部连接的数据，网络管理系统NMS还包括：

与所述网络的网元和它们的端口有关的拓扑数据，其中为任何网元的每个输入端口和每个输出端口分别指配连接点的一个或多个连接组1，2，...n，使得每个连接组由一些类似的特征和/或限制表征，以及

其中所述连接性表CT包括：

描述在任意连接组1，2，3，...n中属于网元的一个输入端口的任意连接组与任意连接组1，2，3，...n中属于这个网元的一个输出端口的任意连接组之间建立连接的可能性的共同连接性规则。

8. 按照权利要求7所述的NMS，其中所述连接性表CT被构造使得表的行为属于输入端口的连接组1，2，...n而表的列为属于输出端口的连接组1，2，...n，在一个具体行与一个特定列之间的每个交点单元包括关于在属于网元的一个输入端口的连接组中的至少一个连接点与属于所述网元的一个输出端口的连接组中的至少一个连接点之间建立内部连接的可能性的信息。

9. 按照权利要求7所述的NMS，其中所述CH还包括一个以信息串形式的忙连接数据库，每个信息串指出网络的一个具体网元内当前正忙的内部连接。

10. 按照权利要求9所述的NMS，其中所述拓扑数据包括在每个具体网元的每个端口的每个连接组内记入多个现有连接点的数据库，所述CH能将在所选网元的所选端口的所选输入和输出连接组内关于现有连接点的信息与从相对于所述所选网元的忙连接数据库得到的信息相比较。

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