CN101127763B

CN101127763B - 一种传输信令二层对等适配层序号恢复同步的方法

Info

Publication number: CN101127763B
Application number: CN2006101275079A
Authority: CN
Inventors: 梁庆永
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: ZTE Corp
Priority date: 2006-09-07
Filing date: 2006-09-07
Publication date: 2011-06-22
Anticipated expiration: 2026-09-07
Also published as: WO2008031291A1; CN101127763A

Abstract

本发明公开一种传输信令二层对等适配层序号恢复同步的方法，涉及MTP2对等适配协议，为解决目前M2PA协议中在M2PA协议实体接收到失序MSU时，发送方M2PA协议实体和接收方M2PA协议实体无法进行序号同步问题。本发明接收到失序消息信令单元的M2PA协议实体构造新的至少一种类型的消息单元，所述新的至少一种类型的消息单元携带被丢弃消息信令单元的序号信息；接收到失序消息信令单元的M2PA协议实体再将所述新的至少一种类型的消息单元中的一种类型的消息单元发送给发送失序消息信令单元的M2PA协议实体。本发明实现了M2PA协议实体间传送的MSU序号恢复，避免消息单元丢包失序导致M2PA信令链路中断的可能。

Description

一种传输信令二层对等适配层序号恢复同步的方法

技术领域

本发明涉及IP网络信令传输协议(SIGTRAN协议)，尤其涉及一种当MTP2对等适配协议(M2PA协议)发生丢包错序等异常情况时，相应的序号恢复同步机制的解决方法。

背景技术

随着IP网络技术的逐步成熟，IP网络可用于承载语音、数据、多媒体等业务，传统的电路交换网络与IP网络处于融合阶段，为了实现传统电路交换网络与IP网络的互联互通，出现了在IP网络上传输七号信令等电路交换信令协议的需求。为了满足在IP网络上传输信令协议的需求，IETF网络工作组成立了专门的信令传输小组，他们所制订的IP网络信令传输协议(SIGTRAN协议)支持通过IP网络传输传统电路交换信令。2005年IETF工作组正式发布了MTP2对等适配层协议(M2PA，MTP2 Peer to Peer Adaption Layer)，M2PA协议用来实现承载在IP网络上的两个MTP3对等协议实体之间消息的可靠有序传递。2002年我国信息产业部也正式发布了M2PA的通信行业标准。M2PA具体的协议结构如附图1、附图2所示。

M2PA作为IP网络中的传输信令二层是直接承载在SCTP协议(RFC2960)实体上的，而SCTP协议实体具备了可靠有序传输的特性。因此在RFC协议标准以及我国通信行业标准中都没有对M2PA的可靠有序传输机制进行进一步的描述。但是M2PA作为处于MTP3协议实体之下的传输信令链路层，是通过SCTP协议实体以及M2PA协议实体来共同完成MTP3协议实体间消息的可靠有序传输。当SCTP两个对等协议实体间在IP网络传输过程中如果发生了丢包、乱序等错误情况时，在SCTP协议实体间可以通过重传等机制来保证序号的恢复同步。但是当M2PA协议实体与SCTP协议实体间发生消息丢失等异常情况时，消息接收方M2PA协议实体会一直抛弃发送方M2PA协议实体发送过来的不连续序号的数据报文，而消息发送方M2PA协议实体由于不清楚之前发生的消息丢失情况所以会持续不断的发送消息给M2PA接收方协议实体。此异常情况一直持续到发送方M2PA协议实体检测到丢包消息长时间无应答导致发送Out ofService(退出服务)给接收方M2PA协议实体。随后进行MTP3数据回取以及信令链路的倒换操作，严重情况下甚至可能会导致信令局向不可达等异常情况。此异常情况参见附图3。

发明内容

为了克服上述缺陷，本发明的目的在于提供一种传输信令二层对等适配层序号恢复同步的方法，该方法解决了在M2PA协议实体接收到失序的消息信令单元(MSU)时，发送方M2PA协议实体和接收方M2PA协议实体无法进行序号同步的问题。

为达到上述目的，本发明一种传输信令二层对等适配层序号恢复同步的方法，包括以下步骤：

(1)接收到失序消息信令单元的消息传输部分第2级(MTP2)对等适配层协议(M2PA)协议实体构造新的至少一种类型的消息单元，所述新的至少一种类型的消息单元携带有被丢弃消息信令单元的序号信息；

(2)接收到失序消息信令单元的M2PA协议实体再将所述新的至少一种类型的消息单元中的一种类型的消息单元发送给发送失序消息信令单元的M2PA协议实体；

(3)若接收消息信令单元的M2PA协议实体与发送消息信令单元的M2PA协议实体之间没有发生失序消息信令单元的传输，则转入没有发生失序消息信令单元传输的流程。

其中，所述步骤(1)具体为：

(11)接收到失序消息信令单元的M2PA协议实体构造新的链路状态信令单元，所述新的链路状态信令单元携带有被丢弃消息信令单元的序号信息；

所述步骤(2)具体为：

(21)接收到失序消息信令单元的M2PA协议实体再将所述新的链路状态信令单元发送给发送失序消息信令单元的M2PA协议实体。

其中，所述步骤(11)具体为：

(111)接收失序消息信令单元的M2PA协议实体接收到失序消息信令单元时，缓存随后接收到由发送失序消息信令单元的M2PA协议实体发送的消息信令单元；

(112)接收到失序消息信令单元的M2PA协议实体构造新的链路状态信令单元，该新的链路状态信令单元携带有被丢弃消息单元的序号信息或者该新的链路状态信令单元值为序号恢复。

其中，所述步骤(21)具体为：

(211)接收到失序消息信令单元的M2PA协议实体将所述新的链路状态信令单元发送给发送失序消息信令单元的M2PA协议实体；

(212)发送失序消息信令单元的M2PA协议实体接收到接收失序消息信令单元的M2PA协议实体发送的新的链路状态信令单元后，对所述新的链路状态信令单元的合法性进行检查，若合法，则发送失序消息信令单元的M2PA协议实体等待数据应答定时器重新启动；若不合法，则发送失序消息信令单元的M2PA协议实体对该新的链路状态信令单元消息进行抛弃处理；

(213)发送失序消息信令单元的M2PA协议实体对接收到的所述新的链路状态信令单元中的被丢弃消息单元的序号信息或者所述新的序号恢复链路状态信令单元进行解码，将被丢弃的消息信令单元重新发送给接收失序消息信令单元的M2PA协议实体。

其中，所述步骤(212)中，采用对发送失序消息信令单元的M2PA协议实体的重传队列检查所述新的链路状态信令单元是否合法。

其中，所述步骤(3)中没有发生失序消息信令单元传输的流程具体为：

若接收消息信令单元的M2PA协议实体与发送消息信令单元的M2PA协议实体之间没有发生失序消息信令单元的传输，则所述接收消息信令单元的M2PA协议实体向发送消息信令单元的M2PA协议实体发送的新的链路状态信令单元中被丢弃消息单元的序号信息为空。

若接收消息信令单元的M2PA协议实体与发送消息信令单元的M2PA协议实体之间没有发生失序消息信令单元的传输，则所述接收消息信令单元的M2PA协议实体不向发送消息信令单元的M2PA协议实体发送值为序号恢复的新的链路状态信令单元。

本发明与现有协议技术相比，解决了M2PA协议实体接收到失序消息单元必然导致M2PA信令链路中断的问题，可以最大程度上防止M2PA协议实体上层用户数据的丢失。同时提出了在M2PA协议中增加消息单元恢复同步机制，从消息流程上避免了M2PA协议实体消息单元丢包失序导致M2PA信令链路中断的可能性。

附图说明

图1是M2PA在IPSP中应用的协议栈；

图2是M2PA在SG中应用的协议栈；

图3是目前M2PA的RFC协议及M2PA的邮电协议标准关于M2PA乱序错误处理流程；

图4是本发明通过修改现有LSSU(链路状态信令单元)：In Service消息来实现序号同步的实施方法流程图；

图5是本发明通过新增LSSU(链路状态信令单元)：Recovery消息来实现序号同步的实施方法流程图。

具体实施方式

在传输信令二层协议中，序号恢复同步一般是指当两个对等的传输信令二层协议实体之间由于丢包等异常情况，导致两个对等协议实体之间消息单元的序号发生不一致和不同步的恢复方法。传输信令中常常通过序号指示标志反转、链路状态消息信令单元交互等方法来实现两个对等协议实体之间的消息单元重新传送、序号同步等操作。本发明主要是对现有M2PA协议一种或几种类型消息单元的附带参数和功能进行改进，来完成M2PA协议实体间的序号恢复同步。或者是新增目前M2PA协议中没有的一种或几种类型的消息单元，进行M2PA协议改进来实现M2PA协议实体间的序号恢复同步。

下面结合附图对本发明的技术方案做进一步详细的说明：

附图3为目前M2PA的RFC协议及M2PA的邮电协议标准关于M2PA乱序丢包的处理流程图；从附图3可以看出，在目前的M2PA协议中，M2PA协议实体_乙发送MSU(Message Signal Unit，消息信令单元)给M2PA协议实体_甲，M2PA协议实体_甲由于没有接收到M2PA协议实体_乙的MSU：FSN＝7 BSN＝6；(其中，FSN为：Forward Sequence Number，前向序列号，代表当前发送方M2PA协议实体发送的消息信令单元的编号；BSN为：Backward Sequence Number，后向序列号，代表当前从对端M2PA协议实体接收到的消息信令单元的编号)；所以一直抛弃随后收到的M2PA协议实体_乙发送过来的MSU。此状况一直持续到M2PA协议实体_乙对应的MSU：FSN＝7，BSN＝6数据包等待应答定时器Timer T7超时(具体处理流程同相关M2PA协议)，向M2PA协议实体_甲发送LSSU：Out Of Service开始释放信令链路。从协议流程描述可以看出，一旦M2PA协议实体间发生丢包乱序必然会导致M2PA信令链路的释放。且断链检测的间隔必须在Timer T7时间间隔内，如果M2PA协议实体上层用户消息单元流量比较大时会导致大量的数据包在M2PA对等协议实体间发生丢弃。

如附图4所示，本发明通过对现有的M2PA通信行业标准协议规范中LSSU：In Service消息进行改进，来实现M2PA协议实体间的序号同步。本实施方案的原则是尽可能地不导致信令链路断链且进行数据消息的序号恢复。具体处理过程如下：

本方案通过修改LSSU消息结构来实现，在现有协议的LSSU：In Service消息结构最后增加一个消息间隔列表，修改前的LSSU：In Service消息结构为：

0 1 2 3

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1

+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

| State |

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本发明修改后的LSSU：In Service消息结构为：

0 1 2 3

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1

+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

| State |

+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

| FSN List Element Begin 1(FLEB1) |

+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

| FSN List Element End 1(FLEE1) |

+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

| FSN List Element Begin 2(FLEB2) |

+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

| FSN List Element End 2(FLEE2) |

+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

| FSN List Element Begin 3(FLEB3) |

+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

| FSN List Element End 3(FLEE3) |

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| * |

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| * |

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| * |

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*

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| FSN List element Begin n-1(FLEB n-1) |

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| FSN List Element End n-1(FLEE n-1) |

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| FSN List Element Begin n (FLEB n) |

+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

| FSN List Element End n(FLEE n) |

+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

其中：FSN List Element Begin(FLEB)代表一个丢失序列间隔的第一个丢失的数据包序号FSN。

FSN List Element End(FLEE)代表一个丢失序列间隔的最后一个丢失的数据包序号FSN。

其中序号：n代表丢失序列间隔的个数，n值的取值范围可以根据软件具体实施不同取值。当n取值为1时，就是一个仅仅丢失一个间隔的数据包的特例。

本发明改进后的LSSU：In Service消息处理步骤如下：

步骤101：正常情况下，没有丢包情况发生时M2PA协议实体双方通过发送LSSU：In Service来进行消息的应答。其中消息LSSU：In Service中FSN List Element列表为空。即丢失序列间隔的个数n为0。此时的M2PA协议实体双方处理机制与目前中国通信行业标准M2PA协议处理。

步骤102：由于各种异常情况导致在M2PA两个对等协议实体间发生了丢包情况。

步骤103：当存在丢包情况时M2PA协议实体_甲接收到失序的消息单元MSU。

步骤104：M2PA协议实体_甲缓存接收到的失序MSU到M2PA协议实体_甲的接收缓存中。

步骤105：M2PA协议实体_甲根据失序丢包情况，构造具体的LSSU：In Service消息发送给消息发方M2PA协议实体_乙。在具体实施中可以无论是否有用户数据MSU发送都发送此LSSU：In Service，尽量保证收发双方可以快速的进行序号恢复同步。

步骤106：M2PA协议实体_乙接收到来自M2PA协议实体_甲的LSSU：In Service消息，对此消息进行合法性检查，如果消息非法则抛弃处理(建议采用对M2PA协议实体_乙的重传队列进行检查是否存在LSSU：In Service消息中包含的丢失序列间隔FSN序号，但是本发明不限制具体的实施方法).如果消息合法则M2PA协议实体_乙将等待数据应答定时器Timer T7重新启动。防止M2PA协议实体_乙因为Timer T7超时而释放信令链路。

步骤107：M2PA协议实体_乙根据接收到的LSSU：In Service，解码其中的FSN Listelement Begin以及FSN List element End来判断在数据传送过程中具体丢失了那些数据消息。M2PA协议实体_乙选择重新传送相应的丢失数据消息给M2PA协议实体_甲。

步骤108：M2PA协议实体_甲接收到来自M2PA协议实体_乙发送的重传数据消息时，根据接收缓存中的数据序号决定是缓存还是上交给上层用户(具体的原则是：如果本数据消息以及缓存数据消息，可以保证上层用户数据的有序性，则本数据消息以及相应的缓存数据上交给上层用户。否则本数据消息也进行缓存在接收缓存中处理)。

上述仅给出实现本发明技术方案的一种实施方法，具体的实现方法不仅仅局限于该实施例描述的方法流程。

附图5所示的是实现本发明技术方案的另一种实施例：该实施例通过对现有M2PA的RFC协议规范增加一个新的信令链路状态信令单元LSSU：Recovery(序号恢复)消息，来实现M2PA协议实体间的序号同步过程。

本发明对新增消息LSSU：Recovery的处理与上述附图4所示的实施方案LSSU：InService消息单元存在一些区别。

不同之处在于：LSSU：Recovery消息单元没有上述附图4所示的实施方案中步骤101相关操作，即在没有数据包丢失的正常情况下，LSSU：Recovery是不进行主动发送的。但是当发生数据包丢失的情况下，都会主动的发送LSSU：Recovery消息。

步骤102及随后的处理，LSSU：Recovery消息的处理同LSSU：In Service处理一致。

LSSU：Recovery消息单元只有在M2PA信令链路投入服务后才会发送和处理，其他情况下应该作为非期望消息进行抛弃。

针对附图4举例仅给出本发明的一种实现方法，但具体的实现方法、新增消息名称等不仅仅局限于该实施例的描述。

本发明主要提出M2PA协议中消息单元序号恢复同步机制，是对目前M2PA协议的缺陷的弥补，上述的两种实施例仅为实现本发明技术方案的两个具体方法，不限于这些对现有M2PA协议消息单元的修改/增加/删除方式，对现有M2PA协议消息单元功能的修改/增加/删除，对现有M2PA协议消息单元附带参数字段的修改/增加/删除，或者可以为上述方式的任意组合。

本发明与现有协议技术相比，解决了M2PA协议实体接收到失序消息单元必然导致M2PA信令链路中断的问题。可以最大程度上防止M2PA协议实体上层用户数据的丢失。同时提出了在M2PA协议中增加消息单元恢复同步机制，从消息流程上避免了M2PA协议实体消息单元丢包失序导致M2PA信令链路中断的可能性。

Claims

1.一种传输信令二层对等适配层序号恢复同步的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)接收到失序消息信令单元的消息传输部分第2级MTP2对等适配层协议M2PA协议实体构造新的至少一种类型的消息单元，所述新的至少一种类型的消息单元携带有被丢弃消息信令单元的序号信息；

(2)接收到失序消息信令单元的M2PA协议实体再将所述新的至少一种类型的消息单元中的一种类型的消息单元发送给发送失序消息信令单元的M2PA协议实体；其中，所述失序消息信令单元是因被丢弃消息信令产生的；

2.如权利要求1所述的传输信令二层对等适配层序号恢复同步的方法，其特征在于，所述步骤(1)具体为：

所述步骤(2)具体为：

3.如权利要求2所述的传输信令二层对等适配层序号恢复同步的方法，其特征在于，所述步骤(11)具体为：

4.如权利要求3所述的传输信令二层对等适配层序号恢复同步的方法，其特征在于，所述步骤(21)具体为：

5.如权利要求4所述的传输信令二层对等适配层序号恢复同步的方法，其特征在于，所述步骤(212)中，采用对发送失序消息信令单元的M2PA协议实体的重传队列检查所述新的链路状态信令单元是否合法。

6.如权利要求4或5所述的传输信令二层对等适配层序号恢复同步的方法，其特征在于，所述步骤(3)中没有发生失序消息信令单元传输的流程具体为：

7.如权利要求4或5所述的传输信令二层对等适配层序号恢复同步的方法，其特征在于，所述步骤(3)中没有发生失序消息信令单元传输的流程具体为：