CN100429948C - 共路信令链路系统的过载控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种共路信令链路系统的过载控制方法，包括以下步骤：链路控制进程定时检测消息队列中未处理的信令消息数量，判断所述未处理的信令消息数量是否超过过载开始门限；若所述判断为所述未处理的信令消息数量超过过载开始门限，通过向业务处理进程发送过载控制消息，减少新业务的接入量，并继续由所述链路控制进程动态控制所述业务处理进程接入新业务的数量。
Description
技术领域
本发明涉及通信系统中业务处理过程中共路信令链路系统信令流量的过载控制方法，尤其涉及共路信令链路系统的业务接入处理和信令流量的过载控制方法。
背景技术
在共路信令链路系统(7号信令接口，V5接口)中，所有信令都由信令链路传输，当信令流量过多并超过信令链路的处理能力时，将会造成系统中大量的信令链路断链或建链失败，导致频繁建链，从而严重影响系统的整体性能。故有必要考虑一种合理的信令链路的过载控制的方案，以在信令链路处于过载状况下合理控制系统的业务接入量，而确保信令链路的负荷处于一个相对稳定和可控制状态，以保证系统在大话务量的情况下也能正常运行，并具有信令链路的自我恢复功能。
在共路信令链路系统中，本地的信令消息由业务层产生，通过链路层传输，而在对端信令消息首先由链路层接收，再传送到业务层进行处理。在这个过程中，存在一个对端证实的过程，当本地一定数量的信令消息发往对端后，需要接收到对端的接收证实消息后才能继续向其发送其他的信令消息，否则就不能继续发送。当本地业务量很大时，由于本地产生信令消息的速度总是比对方证实信令消息的速度快，因此信令消息容易在本地积累，当信令消息的积累达到一定程度后就会导致系统故障。
在美国专利NO.6510214中提出了一种业务控制点(SCP)的过载检测和控制的方法：过载控制系统通过业务控制点中的逻辑业务转换器中的潜伏期和栈的深度来估算过载程度，事务处理应用部分(TCAP)根据过载程度来控制业务的接入。该美国专利NO.6510214的检测方法中使用的是一个绝对量，且在产生过载的时候系统负载已经很大，因此其采用的处理方法是在进入过载状态后丢弃新到业务。
发明内容
本发明的目的在于提供一种共路信令链路系统的过载控制方法，以通过实时监测链路层的等待处理的信令消息队列，将实时的信令链路过载情况通知业务处理进程，通过业务层控制新业务的接入数量，来控制信令链路的流量，以解决信令链路经常断链的问题，同时解决业务处理流量波动大和不稳定的问题，以确保系统的可靠运行。
为了实现本发明的以上目的，所采取的技术方案为：
一种共路信令链路系统的过载控制方法，包括：链路控制进程定时检测消息队列中未处理的信令消息数量，判断所述未处理的信令消息数量是否超过过载开始门限；若所述判断为所述未处理的信令消息数量超过过载开始门限，通过向业务处理进程发送过载控制消息，减少新业务的接入量，并继续由所述链路控制进程动态控制所述业务处理进程接入新业务的数量。
优选地，所述链路控制进程动态控制所述业务处理进程接入新业务的数量的步骤包括：以一预定时间间隔反复执行下述步骤(i)～(ii)，直到消息队列的信令消息数量低于过载恢复门限：(i)判断所述消息队列的信令消息数量是否低于所述过载恢复门限，若所述消息队列的信令消息数量低于所述过载恢复门限，则通知所述业务处理进程系统恢复正常状态；(ii)若所述消息队列的信令消息数量高于所述过载恢复门限，则执行以下步骤：判断当前所述消息队列的长度是否大于所述预定时间间隔之前的消息队列长度，若当前所述消息队列的长度大于所述预定时间间隔之前的消息队列长度，则判断所述消息队列的信令消息增加数是否超过过载增量门限，若所述消息队列的信令消息增加数超过过载增量门限，则所述链路控制进程发送过载控制消息给所述业务处理进程；若当前所述消息队列的长度小于或等于所述预定时间间隔之前的消息队列长度，则判断所述消息队列的信令消息减少数是否超过过载减量门限，若所述消息队列的信令消息减少数超过过载减量门限，则所述链路控制进程发送过载解除消息给所述业务处理进程。
优选地，所述链路控制进程动态控制所述业务处理进程接入新业务的数量的步骤还包括：所述业务处理进程接收来自所述链路控制进程的消息，将新业务的接入数量减少或增加一个预定数量，并将允许接入的呼叫均匀分布到呼叫接入统计窗口中。
优选地，所述通知所述业务处理进程系统恢复正常状态的步骤进一步包括：所述业务处理进程以一预定的时间间隔逐步增加新业务的接入数量。
优选地，所述链路控制进程动态控制所述业务处理进程接入新业务的数量的步骤还包括：所述业务处理进程接收来自所述链路控制进程的消息，若所述消息为过载控制消息，则所述业务处理进程减少m个新业务的接入数量，若所述消息为过载解除消息，则所述业务处理进程增加n个新业务的接入数量，所述m和n均为自然数，且m＞n。
优选地，所述过载开始门限采用所述消息队列的当前信令消息数量占所述消息队列的存储区大小的50％-70％；所述过载开始门限设为所述消息队列的当前信令消息数量占所述消息队列的存储区大小的60％。
优选地，所述过载恢复门限接近并小于所述过载开始门限。
本发明所提供的共路信令链路系统的过载控制方法，根据系统的信令处理能力及链路的传输能力尽早地实施过载控制，并实时检测信令消息队列中的信令消息数量的变化来动态地控制新的业务的接入数量，通过快降慢升、均匀随机拒绝新的呼叫业务的接入，而基本上解决了BSS基站子系统和交换机之间的V5信令链路的断链问题，使得系统中的呼叫流量平稳、信令流量波动小，从而有效地减少了对交换机和V5接口的冲击，确保了系统的稳定性和可靠性。同时，本发明所提供的方法也适用于SS7七号信令链路系统。
附图说明
相信通过以下结合附图对本发明具体实施方式的说明，能够使人们更好地了解本发明上述的特点、优点和目的。
图1显示在其中可实现根据本发明的实施例的共路信令链路系统的过载控制方法的系统环境的结构示意图；
图2显示根据本发明的共路信令链路系统的过载控制方法的流程图；
图3显示根据本发明一个实施例的共路信令链路系统的过载控制方法中动态控制新业务的接入数量的过程流程图；
图4显示对未应用本发明的共路信令链路系统的过载情况的测试结果；
图5显示对应用本发明的一个实施例的共路信令链路系统的过载情况的测试结果。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细的说明。
图1为在其中可实现根据本发明的实施例的共路信令链路系统的过载控制方法的系统环境的结构示意图。如图1所示，本实施例中的共路信令链路系统包括链路控制进程101和业务处理进程103，二者通过通信平台105实现双方通信消息的相互传递。在共路信令链路系统中，业务处理进程103处于业务层，用于控制新的业务接入及产生相应的信令消息，而链路控制进程101处于系统的传输层，用于控制本地的信令消息通过信令链路107到对端系统109的链路层的传输，而对端系统109的链路层对接收到的信令消息需要进行一个证实的过程，然后再传输到业务层进行处理。当本地系统的传输层将一定数量的信令消息发往对端后，需要接收到对端系统109的接收证实消息后才能继续向其发送其他的信令消息，否则就不能继续发送，当本地系统的业务量很大时，由于本地系统产生信令消息的速度总是比对方证实信令消息的速度快，因此信令消息容易积累在本地传输层。因此要对信令链路系统的过载情况进行控制，以在信令链路处于过载状况下合理控制系统的业务接入量，而确保信令链路的负荷处于一个相对稳定和可控制状态，以保证系统在大话务量的情况下也能正常运行。
图2显示根据本发明的共路信令链路系统的过载控制方法的流程图。如图2所示，该共路信令链路系统的过载控制方法，首先在步骤201，链路控制进程监控未处理的信令消息数量。
接着，在步骤203，链路控制进程判断未处理的信令消息数量是否超过过载开始门限，若超过，则向业务处理进程发送过载控制消息。具体的讲，通常在系统中用于保存未处理的信令消息的消息缓存区是很大的，其远远大于系统的信令处理能力和链路的传输能力，所以根据系统的信令处理能力和链路的传输能力应尽早实施过载控制，系统才能够对链路状况和业务接入有充分的控制能力。若启动过载控制较迟，致使系统已经接入了大量的业务，则这些业务会产生大量的信令消息，导致链路控制进程失去对信令链路的控制能力，从而导致信令链路的拥塞。在本实施例中，将过载开始门限设为消息队列的当前信令消息数量占消息队列的存储区大小的60％。当链路控制进程检测到当前消息队列中未处理的信令消息的数量超过了消息队列存储区大小的60％时，即向业务处理进程发送过载控制消息，以启动过载控制。业务处理进程接收到来自链路控制进程的过载控制消息后，减少新业务的接入数量。在本实施例中，业务处理进程每次收到过载控制消息就减少2个新业务的接入数量。本实施例中，采取随机拒绝某些新业务接入的方式，而不是丢弃已产生的信令消息或释放已建立的业务的方式来实现过载的控制。
在步骤205，链路控制进程动态控制业务处理进程接入新业务的数量。具体来说，链路控制进程动态控制业务处理进程接入新业务的数量的过程如图3所示。
图3显示根据本发明一个实施例的共路信令链路系统的过载控制方法中动态控制新业务的接入数量的过程流程图。如图3所示，链路控制进程动态控制业务处理进程接入新业务的数量的过程是以一定时间间隔反复执行图3中的各步骤，直到消息队列中的信令消息数量低于或等于一个过载恢复门限。
首先，在步骤301，链路控制进程启动一个过载监测定时器，以设置定时检测消息队列的时间间隔。在信令链路过载发生的时候，通常信令的流量已经很大，且在短时间内还会产生更多的信令消息，所以定时检测的时间间隔应该尽量较小，避免检测间隔时间过长而产生更多新的信令消息。此外，该时间间隔决定于操作系统调度进程的时间间隔，一般为20毫秒。
在步骤302，当过载监测定时器到时后，链路控制进程检测消息队列中的信令消息数量，判断消息队列中信令消息的数量是否低于或等于过载恢复门限。若消息队列中的信令消息数量低于或等于过载恢复门限，则该过程前进到步骤303，否则，执行步骤305。在本实施例中，为了对系统信令链路的过载采取尽早控制及动态控制，使系统在过载后仍有较强的控制能力，因此把过载恢复门限设为接近但小于过载开始门限，以使得过载状态解除后如果有较大的信令信息流量，系统能够尽快地检测到新的过载状态并及早加以控制。
在步骤303，链路控制进程通知业务处理进程进入过载恢复阶段，业务处理进程开始恢复业务并设置业务恢复定时器，通过业务恢复定时器来逐步增加新业务的接入数量，直到系统恢复正常状态，步骤304。本实施例中，可使用一业务恢复定时器来控制业务处理进程恢复新业务接入数量的时间间隔，例如2秒，并采取微调的办法，每次增加的新业务的接入数量不能太多，如每次增加1个新业务的接入数量，以防止系统波动太大，直到系统恢复正常状态或业务处理进程再次收到过载控制消息时，停止该业务恢复阶段。
在步骤305，链路控制进程重新启动过载监测定时器。接着，在步骤306，链路控制进程判断消息队列中的信令消息数量大于过载开始门限，并且判断当前消息队列的长度是否比上次过载监测定时器到时后所检测到的消息队列的长度小，若是，则过程前进到步骤307，否则，执行步骤309。
在步骤307，链路控制进程进一步判断在过载监测定时器规定的时间段内，消息队列中信令消息数量的减少量是否高于一个预定的过载减量门限。若是，则该过程前进到步骤308，增加新业务的接入数量；否则，过程前进到步骤311。过载减量门限可根据消息队列的存储区的大小及系统的业务接入和链路的控制能力而定，本实施例中将过载减量门限定为45个。
在步骤308，链路控制进程向业务处理进程发送过载解除消息，业务处理进程接收到该消息后，增加新业务的接入数量，并重新设置过载恢复定时器。本实施例中，业务处理进程接收到过载解除消息后增加1个新业务的接入数量。接着，过程到达步骤311。
在步骤309，链路控制进程进一步判断在过载监测定时器规定的时间段内，消息队列中信令消息数量的增加量是否高于一个预定的过载增量门限。若是，则该过程前进到步骤310，进一步减少新业务的接入数量，并重新设置过载恢复定时器；否则，该过程前进到步骤311。过载增量门限可根据消息队列的存储区的大小及系统的业务接入和链路的控制能力而定，本实施例中将过载增量门限定为40个。
在步骤310，链路控制进程向业务处理进程发送过载控制消息，业务处理进程接收到该消息后，进一步减少新业务的接入数量。本实施例中，业务处理进程接收到过载控制消息后减少2个新业务的接入数量。接着，过程前进到步骤311。本实施例中，为了防止系统波动过大，对过载采取微调的办法，保证每次变化的业务量不要太高，因此系统减少新业务接入的速度应比增加新业务接入的速度快。
在步骤311，该过程转到步骤302，重复以上所述步骤，继续进行定时的消息队列中信令消息数量的检测及对业务处理进程接入新业务的数量的动态控制，直到系统恢复正常状态。
本实施例中，业务处理进程根据链路控制进程发送来的过载控制和过载解除消息，均匀限制新呼叫的接入。业务处理进程控制新呼叫接入的方法如下：业务处理进程根据过载控制业务接入比例来设置统计窗口，一般设为32个，即以每32个呼叫为一个周期来统计接入的呼叫数，设置当前统计窗口允许接入的呼叫数，对当前新接入的呼叫号做是否允许接入的区分，将允许接入的呼叫号均匀分布到统计窗口中。当新业务接入时，若其呼叫号是允许接入的呼叫号，则允许接入这个呼叫；若其呼叫号是拒绝接入的呼叫号，则拒绝接入该呼叫。
此外，图4显示对未应用本发明的共路信令链路系统的过载情况的测试结果。其中，在该共路信令链路系统中，使用大话务模拟程序进行呼叫测试，前台控制持续呼叫，模拟起呼240路，起呼加被呼共480路，通话时长6S及呼叫间隔为4S。可以看出，未应用本发明的实施例的共路信令链路系统的话务波动很大，因系统过载拥塞而导致接口容易断。
图5显示对应用本发明的一个实施例的共路信令链路系统的过载情况的测试结果。在本实施例中，使用大话务模拟程序进行呼叫测试，前台控制持续呼叫，模拟起呼240路，起呼加被呼共480路，通话时长为2S，呼叫间隔为4S。可以看出，应用了本发明的一个实施例的共路信令链路系统的话务波动小，系统流量平稳。
以上虽然通过一些示例性的实施例对本发明的共路信令链路系统的过载控制方法进行了详细的描述，但是以上这些实施例并不是穷举的，本领域技术人员可以在本发明的精神和范围内实现各种变化和修改。因此，本发明并不限于这些实施例，本发明的范围仅由所附权利要求为准。
Claims (8)
1.一种共路信令链路系统的过载控制方法，其特征在于，该方法包括：
链路控制进程定时检测消息队列中未处理的信令消息数量，判断所述未处理的信令消息数量是否超过过载开始门限；
若所述判断为所述未处理的信令消息数量超过过载开始门限，通过向业务处理进程发送过载控制消息，减少新业务的接入量，并继续由所述链路控制进程动态控制所述业务处理进程接入新业务的数量，其中所述链路控制进程动态控制所述业务处理进程接入新业务的数量的步骤包括：
以一预定时间间隔反复执行下述步骤(i)～(ii)，直到消息队列的信令消息数量低于过载恢复门限：
(i)判断所述消息队列的信令消息数量是否低于所述过载恢复门限，其中过载恢复门限接近并小于上述过载开始门限；
(ii)若所述消息队列的信令消息数量高于所述过载恢复门限，则比较当前所述消息队列的长度与上述预定时间间隔之前的消息队列长度，并根据比较结果减少或增加新业务的接入量。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(ii)中判断当前所述消息队列的长度是否大于所述预定时间间隔之前的消息队列长度，若当前所述消息队列的长度大于所述预定时间间隔之前的消息队列长度，则判断所述消息队列的信令消息增加数是否超过过载增量门限，若所述消息队列的信令消息增加数超过过载增量门限，则所述链路控制进程发送过载控制消息给所述业务处理进程；
若当前所述消息队列的长度小于或等于所述预定时间间隔之前的消息队列长度，则判断所述消息队列的信令消息减少数是否超过过载减量门限，若所述消息队列的信令消息减少数超过过载减量门限，则所述链路控制进程发送过载解除消息给所述业务处理进程。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于步骤(i)中若所述消息队列的信令消息数量低于所述过载恢复门限，则通知所述业务处理进程系统恢复正常状态；
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述链路控制进程动态控制所述业务处理进程接入新业务的数量的步骤还包括：
所述业务处理进程接收来自所述链路控制进程的消息，将新业务的接入数量减少或增加一个预定数量，并将允许接入的呼叫均匀分布到呼叫接入统计窗口中。
5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述通知所述业务处理进程系统恢复正常状态的步骤进一步包括：
所述业务处理进程以一预定的时间间隔逐步增加新业务的接入数量。
6.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述链路控制进程动态控制所述业务处理进程接入新业务的数量的步骤还包括：
所述业务处理进程接收来自所述链路控制进程的消息，若所述消息为过载控制消息，则所述业务处理进程减少m个新业务的接入数量，若所述消息为过载解除消息，则所述业务处理进程增加n个新业务的接入数量，所述m和n均为自然数，且m＞n。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述过载开始门限采用所述消息队列的当前信令消息数量占所述消息队列的存储区大小的50％-70％。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述过载开始门限设为所述消息队列的当前信令消息数量占所述消息队列的存储区大小的60％。
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