CN101142785A - 用于在通信网络中处理服务质量参数的系统和方法 - Google Patents

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CN101142785A CNA2006800086383A CN200680008638A CN101142785A CN 101142785 A CN101142785 A CN 101142785A CN A2006800086383 A CNA2006800086383 A CN A2006800086383A CN 200680008638 A CN200680008638 A CN 200680008638A CN 101142785 A CN101142785 A CN 101142785A
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Abstract

一种用于处理通信会话的系统，所述通信会话是经由从起始地点(ASD)通过通信网络而到达目的地点(TYO)的通信路径所建立的。通用服务级别协议(SLA)注册器包括服务质量(QoS)相关参数，所述参数表示对起始地点和目的地点之间的域有效的QoS。QoS处理器适于：对从SLA注册器获得的QoS相关参数进行处理；对起始和目的地点之间的一条通信路径的端到端QoS值进行预测；以及基于预测的端到端QoS值，对起始地点和目的地点之间的一条或多条推荐的通信路径进行分级或者选择或者既分级又选择。服务质量(QoS)处理器适于：对从SLA注册器获得的QoS参数进行处理；对表示每个网络域与每个其它网络域之间的所有通信路径的端到端QoS值进行预测；将预测的端到端QoS值存储在QoS注册器中，以便对将来的新会话请求进行选择和/或分级操作。

Description

用于在通信网络中处理服务质量参数的系统和方法
技术领域
本发明涉及一种用于处理起始地点和目的地点之间的通信会话的系统和方法。
背景技术
为了通过网络发起通信会话，可能需要若干个协同操作的分别通过域(例如子网)的单个(子)会话。在图1所示的网络中可以看出，预先不清楚会话的端到端路由，在起始域处也不清楚是否可以建立具有要求或期望的服务质量(QoS)的会话。待发起的会话可以通过例如起始本地域、起始国家域、国际域、终接国家域或终接本地域。
QoS信令是已知的，例如公开了若干种执行QoS信令的方法的参考文献1和2中所描述的。然而，还没有在全球网络中的QoS信令实现。现有技术的方法具有若干缺点，此处将通过实例的方式来概述。
如图1所示，如果例如在荷兰(NL)的域接收到会话请求，其中该会话请求起始于阿姆斯特丹(ASD)并将东京(TYO)作为目的地点，则NL域的控制装置可以在例如两个国际域(如AT&T和Sprint)之间进行选择。也就是说，当接收到会话请求时，NL域的问题是双重的：
1.应该去往的下一个域是哪个域(即，该实例中的AT&T或Sprint)？
2.是否可以获得所要求的端到端QoS？
对这些问题的回答可以基于NL域的状态，NL与AT&T、NL与Sprint之间的服务级别协议(SLA)，以及两个国际域与其各自的日本域的SLA。
在继续之前，可能需要清楚地理解SLA中包含什么以及在技术意义上SLA位于哪里。参考图1中给出的域的结构。可以将三个国际域A、B和C连接到域JP。来自每个域A、B和C的业务在其自身的物理接口处到达域JP。通常，在该接口处执行整形、校正、SLA核实、接入业务处理、测量(例如用于计费)等。这些操作是SLA中定义的重要操作。接着，来自域A、B和C的业务在复用器处合并，然后进入域JP。可以在物理接口处或者在复用器处对到达域JP的业务进行分类，这是SLA的另一个重要方面。域JP此时可以根据其SLA中定义的其自身类型来处理业务。进而言之，SLA技术性地存在于两个相邻域之间的接口处。
为了示出在SLA中会包含什么，参考一个SLA文件的内容实例。
-描述物理接口的章节
-描述业务类型的章节
·该域支持哪些类型？
·这些类型在技术上是怎么实现的(语法)？
·每种类型的含义是什么(语义)？
-描述每种类型的业务处理的章节
·测量的定义和定时
·为一种类型预留的带宽量
·在类型带宽限值内业务的QoS保证
·用于处理接入业务的配置
-财务章节
·处理每种类型的业务的花费
·处理每种类型的接入业务的花费
应当注意，在理论上，对于相同的域，可以针对不同的入口/出口组合进行不同的定义。例如，由于距离不同，从国际域的NL出现点(POP)到日本的QoS保证可能与到西班牙的不同。
当接收到对从ASD到TYO的会话的请求时，可以用端到端“SLA计算器”来计算来自各个SLA的SLA，例如：
SLA1＝SLA(NL，A，B)+SLA(Sprint，B，JP)
SLA2＝SLA(NL，A，D)+SLA(AT&T，D，JP)等。
其中，SLA(X，Y，Z)是对由域X所提供的SLA信息的表示，所述信息对应于从域Y进入域X并且离开域X去往域Z的业务。
然而，这可能违背了会话的端到端QoS信令不应需要新协议的“要求”。此外，实质性的缺点在于每个域必须对每个会话都调用SLA计算器，这将导致在每个会话建立时的较大开销。最后，商业SLA信息应当被保密。然而，如果SLA信息在各个域之间交换，则每个单个的SLA可能会被进行反向工程，这对于毕竟处于相互商业竞争中的域提供者来说是不可接受的。
参考文献
[1]ETSI TS 101329-2：“Telecommunications and Internet ProtocolHarmonization over Networks(TIPHON)；End to End Quality of Servicein TIPHON Systems；Part2：Definition of QoS Classes”。
[2]ETSI TS 101 329-3v212：“Telecommunications and InternetProtocol Harmonization over Networks(TIPHON)；End to End Qualityof Service in TIPHON Systems；Part3：Signalling and control ofend-to-end Quality of Service(QoS)”。
发明内容
以下所提出的新颖系统旨在克服现有技术的缺点，其考虑到：
-域的所有者应该能够做出他们自己的决定
-对于会话的端到端QoS信令不应当需要新协议
-该解决方案应当是可伸缩的
-必须对商业服务级别协议(SLA)信息保密
为此，本文提出了一种用于处理通信会话的新颖系统，所述通信会话是经由从起始地点通过包括多个网络域的通信网络而到达目的地点的通信路径所建立的。所述新颖系统包括(通用)服务级别协议(SLA)注册器，其包括服务质量(QoS)相关参数，所述参数表示对起始地点和目的地点之间的域有效的QoS。
所述新颖系统还包括QoS处理器，其适于对从SLA注册器获得的QoS相关参数进行处理，以及基于所获得的参数，对表示起始地点和目的地点之间的通信路径的端到端QoS值进行预测。在多种情况下，在起始地点和目的地点之间将存在(多条)可选的通信路径，服务质量(QoS)处理器适于对分别表示起始地点和目的地点之间的一条通信路径的多个端到端QoS值进行预测。此外，所述QoS处理器适于基于所述多个预测的(计算的)端到端QoS值，对起始地点和目的地点之间具有最佳(“最好的”)预测QoS值的一条或多条通信路径进行分级或者选择或者既分级又选择。
因此，简单地说，所述QoS处理器基于(通用)SLA注册器中存储的SLA信息，对起始地点和目的地点之间的路径的端到端QoS值进行计算(预测)，并且对相关路径的端到端QoS值等级进行分级，或者可选地，选择具有最佳端到端QoS预测的路径。
可选地，所述服务质量(QoS)处理器适于对从所述SLA注册器获得的QoS相关参数进行处理，对表示每个网络域与每个其它网络域之间的一条或多条通信路径的端到端QoS值进行预测，所述QoS处理器还适于将所述预测的端到端QoS值存储到QoS注册器中。在该可选的配置中，不在起始地点和目的地点之间的新会话开始时计算端到端QoS值，而是预先计算各条通信路径的端到端QoS值并将其存储在QoS注册器(例如，其可以是SLA注册器的一部分)中。一旦出现了新会话，QoS处理器就基于QoS注册器中存储的所述预测的端到端QoS值，对起始地点和目的地点之间具有最佳端到端QoS值的一条或多条通信路径进行分级(和/或选择)。
由于预先(例如在网络或者相关网络域的负载不大的期间)计算了各条通信路径的预测的端到端QoS值并将其存储在QoS注册器中，因而与前面所提出的方法相比，对于每个新会话，对通过网络的推荐路径的分级/选择处理可以花费更少的时间。只有当域的SLA改变时才可能需要重新计算某些路径的端到端QoS预测，然而这不会经常发生。
所述新颖系统的一个重要方面是无需任何新协议。所述系统可以使用现有信令协议(SIP/SDP)的常规选项来交换SLA相关的QoS数据。
另一方面，由于SLA注册器本身不使用(交换)SLA信息，所以SLA信息将被保密，从而可以避免反向工程。
在前述操作实例中，NL域可以请求端到端QoS值至少为例如3.5(值越高越好)的路由，而QoS处理器将回答：“经由AT&T的路由所产生的预测的QoS值至少为3；经由Sprint的路由所产生的QoS值至少为3.5”。使用该分级信息，NL域可以基于QoS处理器所提供的分级(Sprint：3.5；AT&T：3)以及进一步基于关于其本地状态(例如其本地负载等)的信息来做出其自己的决定。通过这种方式，基于从SLA注册器获得并且由产生一个或多个推荐和分级的“下一个去往的”域的QoS处理器处理的端到端QoS信息，以及基于相关域的本地状态(负载、花费、属性等)，每个域将能够自己选择将把所请求的会话路由到哪个域，或者是否例如由于不能提供所请求的QoS而必须拒绝所请求的会话。
使得QoS处理器生成选项列表而不是指定“下一个去往的”域的原因在于，所述QoS处理器仅计算了长期(端到端)预测，而没有考虑每个单个域的当前状态的动态性。如果不考虑域的当前状态，而总是使用由QoS处理器所给出的第一选项，则所有新会话将去往相同的下一个域，从而使得到该下一个域的会话(路径)过载。通过例如测量，域可以在某些情况下决定所有新会话现在应该去往由QoS处理器所给出的第二(或者第三等)选项。如果例如由于当前的业务而使得QoS处理器所给出的所有分级选项都被视为是不可行的，则域甚至可以拒绝所请求的新会话。如果QoS处理器没有给出任何满足(最小)端到端QoS要求的选项，则域也可以拒绝新会话。可选地，起始域可以建议端用户(与端用户协商)接受较低QoS，从头开始QoS信令。由此，利用所有技术、QoS和商业考虑，对域给予了做决定的最大自由。
在图1所描述的操作实例中，由于SLA注册器或QoS处理器预测到可以满足QoS要求，以及由于NL域的内在考虑(例如当前业务、花费等)，NL域将选择把会话请求转发到Sprint域。
应当注意，例如为了获得伸缩性，可以用分布方式实现所提出的SLA注册器和/或QoS处理器。
应当注意，WO 02/05068公开了一种在基于软交换的网络中，特别是在能够通过软交换建立和路由语音呼叫的分组数据网络或IP网络中，为语音或其它实时应用提供端到端(ETE)服务质量(QoS)的系统。所述软交换系统包括呼叫代理，其建立和路由呼叫。形成通用服务质量管理器(UQM)，以便与呼叫代理以及IP网络的网关和路由器一起工作，以提供、控制和保证语音及其它实时应用的ETEQoS。所述UQM包括五个组件：带宽管理器、策略引擎、实时性能监视器、准入控制器以及带宽代理。通过以上五个组件之间的不同等级的交互，可以通过QoS提供、QoS控制和ETE QoS保证来获得对于语音及其它实时应用的QoS。然而，该现有技术的系统既没有提出用于处理经由从通过若干个网络域的可选路径中选择的通信路径所建立的通信会话的系统，也没有使用服务级别协议(SLA)注册器和服务质量(QoS)处理器，其中所述服务级别协议(SLA)注册器包括表示独立的域的QoS相关参数，所述服务质量(QoS)处理器用于基于预测的端到端QoS值，预测、分级或者选择或者既分级又选择具有最佳端到端QoS值的通信路径。
附图说明
图1示出了现有技术的通信网络，其包括若干个域。
图2示出了一种通信网络，其包括用于通过前述段落引入并讨论的若干个域来建立网络会话的装置。
具体实施方式
以上已经描述了图1中示出的现有技术的系统。
图2中所示的系统适于处理通信会话，该通信会话是经由从起始地点ASD(阿姆斯特丹)通过包括若干个网络域的通信网络而到达目的地点TYO(东京)的通信路径所建立的，其中所述网络域被表示为NL、Sprint、AT&T、A、B、C和JP。该系统包括服务级别协议(SLA)注册器(示为SLAReg)，其包含QoS相关参数，这些参数表示对起始地点ASD和目的地点TYO之间的所有域(NL、Sprint、AT&T、A、B、C、JP以及其余的域)都有效的QoS。由于该系统必须可用于所有或者至少大部分相关的域，因此将必须在SLA注册器中注册所有或者至少大部分相关的域的SLA。
图2所示的系统还包括服务质量处理器(示为QoSProc)，其被配置为处理从SLA注册器获得的QoS相关参数。QoS处理器还被配置为计算端到端QoS预测值，其表示沿着起始地点ASD和目的地点TYO之间的通信路径的端到端QoS值。
优选地，QoS处理器适于基于从SLA注册器获得的参数，预测分别表示起始地点和目的地点之间的一条通信路径的各个端到端QoS值。在一个实例中，沿着域路径NL-AT&T-...-B-JP(SLA1＝SLANL+SALAT&T+...+SLB+SLAJP)的预测(期望)端到端QoS值SLA1所具有的平均意见分(MOS)值(语音相关的SLA参数)为3。当由起始方ASD所设定的推荐的或者最小可允许的MOS值为3.5时，所述会话可能被会话发起者ASD丢弃或者讨论(协商)。
优选地，QoS处理器被配置为：基于至少两个预测的端到端QoS值，对起始地点和目的地点之间具有例如最佳QoS值(例如最小MOS值为3)的一条或多条通信路径进行分级或者选择或者既分级又选择。在图2所描述的实例中，如果域路径NL-Sprint-...-B-JP具有至少为3.5的MOS值，则优选地用具有最高端到端QoS值(在这种情况下为MOS值)的路径来建立该会话。然而，例如由于“本地原因”，可以选择经由AT&T域的路径(具有至少为3的MOS)。
应当清楚，在包括若干个具有不同SLA的域的实际网络中，QoS处理器可以生成一个包括多条或多或少具有吸引力的网络路径的分级列表，可以对该列表进行选择以实现起始地点(例如ASD)和目的地点(例如TYO)之间的会话，该列表例如：
  路径   MOS
  I   3.5
  II   3.0
  III   2.8
  IV   2.1
  ...   ...
如上所述，服务质量(QoS)处理器可以被可选地配置为处理QoS相关参数，并且对表示每个网络域到每个其它网络域之间的通信路径的端到端QoS值提前进行预测(因此不必通过新会话请求来发起)。在该配置中，可以使得QoS处理器将预测的端到端QoS值存储到QoS注册器中，该QoS注册器可以例如图2所建议的合并在SLA注册器中。一旦请求了新会话，QoS处理器就可以基于存储在QoS注册器中的所述预测的端到端QoS值，对起始地点和目的地点之间的一条或多条通信路径进行选择和/或分级，其中所述一条或多条通信路径具有可以被发起和/或目的方(图2中的ASD和TYO)接受的QoS值。
当网络是例如互联网的基于IP的多媒体网络时，为了建立网络会话，可以利用当前主要用于IP语音(VoIP)呼叫的SIP(会话初始化协议)协议、IETF开发的IP电话信令协议。还可以将SIP用于视频或者任何媒体类型；例如，SIP已被用于建立多玩家游戏。SIP是基于文本的协议，其基于HTTP和MIME，这使得其适合于并且可以灵活地用于集成的语音-数据应用。SIP是针对实时传输所设计的，其比例如H.323协议使用更少的资源并且远没有H.323那么复杂。SIP依赖于用于会话描述的会话描述协议(SDP)和用于实际传送的实时传输协议(RTP)(即RTP和SDP)。
当开发SIP时，所有或者至少相关的一些域(即，相关的域控制装置，图2中未明确示出)可以包括信令装置，其适于使用SIP信令协议的扩展来交换有关的QoS相关参数和/或QoS值，并且发送路径分级等。
最后，应当注意，尽管已经用单个(且简单的)模块SLAReg和QoSProc示出了SLA注册器和/或QoS处理器，但是这两个网络组件可被实现为分布式的数据库及处理器。

Claims (11)

1.一种用于处理通信会话的系统，所述通信会话是经由从起始地点通过包括多个网络域的通信网络而到达目的地点的通信路径所建立的，所述系统包括：
服务级别协议(SLA)注册器，其包括QoS相关参数，所述参数表示对所述起始地点和所述目的地点之间的相关域有效的QoS；
服务质量(QoS)处理器，其被配置为对从所述SLA注册器获得的QoS相关参数进行处理，并且对分别表示所述起始地点和所述目的地点之间的一条通信路径的多个端到端QoS值进行预测，所述QoS处理器还被配置为基于所述多个预测的端到端QoS值，对所述起始地点和所述目的地点之间具有最佳端到端QoS值的一条或多条推荐的通信路径进行分级和/或选择。
2.如权利要求1所述的系统，其中，所述服务质量(QoS)处理器被配置为对从所述SLA注册器获得的QoS相关参数进行处理，并且对表示从每个网络域到每个其它网络域的一条或多条通信路径的端到端QoS值进行预测，所述QoS处理器还被配置为将所述预测的端到端QoS值存储在QoS注册器中，所述QoS处理器还被配置为基于在所述QoS注册器中存储的所述预测的端到端QoS值，对所述起始地点和所述目的地点之间具有最佳端到端QoS值的一条或多条推荐的通信路径进行分级和/或选择。
3.如权利要求1或2所述的系统，包括信令装置，其适于使用SIP信令协议来交换所述有关的QoS相关参数和/或QoS值。
4.如权利要求1或2所述的系统，其中，所述SLA注册器被实现为分布式数据库。
5.一种用于处理通信会话的系统，所述通信会话是经由从起始地点通过包括多个网络域的通信网络而到达目的地点的通信路径所建立的，所述系统包括：
服务级别协议(SLA)注册器，其包括QoS相关参数，所述参数表示对所述起始地点和所述目的地点之间的相关域有效的QoS；
服务质量(QoS)处理器，其被配置为对从所述SLA注册器获得的QoS相关参数进行处理，并且对表示从每个网络域到每个其它网络域的一条或多条通信路径的端到端QoS值进行预测，所述QoS处理器还被配置为将所述预测的端到端QoS值存储在QoS注册器中，所述QoS处理器还被配置为基于在所述QoS注册器中存储的所述预测的端到端QoS值，对所述起始地点和所述目的地点之间具有最佳端到端QoS值的一条或多条推荐的通信路径进行分级和/或选择。
6.一种用于处理从起始地点通过包括多个网络域的通信网络而到达目的地点的通信会话的方法，所述方法包括：
提供服务级别协议(SLA)注册器，其包括QoS相关参数，所述参数表示至少对所述起始地点和所述目的地点之间的相关域有效的QoS；
从所述SLA注册器获得QoS相关参数；
预测分别表示所述起始地点和所述目的地点之间的一条通信路径的多个端到端QoS值；
基于所述多个预测的端到端QoS值，对所述起始地点和所述目的地点之间具有最佳端到端QoS值的一条或多条推荐的通信路径进行分级和/或选择。
7.如权利要求6所述的方法，包括经由推荐的通信路径建立所述通信会话，所述推荐的通信路径是在所述分级和/或选择步骤中选择的或者是基于由所述分级和/或选择步骤产生的分级选择的。
8.一种用于处理从起始地点通过包括多个网络域的通信网络而到达目的地点的通信会话的方法，所述方法包括：
提供服务级别协议(SLA)注册器，其包括QoS相关参数，所述参数表示至少对所述起始地点和所述目的地点之间的相关域有效的QoS；
从所述SLA注册器获得QoS相关参数；
对表示从每个网络域到每个其它网络域的一条或多条通信路径的端到端QoS值进行预测，
将所述预测的端到端QoS值存储在QoS注册器中，
基于在所述QoS注册器中存储的所述预测的端到端QoS值，对所述起始地点和所述目的地点之间具有最佳端到端QoS值的一条或多条推荐的通信路径进行分级和/或选择。
9.如权利要求8所述的方法，包括经由推荐的通信路径建立所述通信会话，所述推荐的通信路径是在所述分级和/或选择步骤中选择的或者是基于由所述分级和/或选择步骤产生的分级选择的。
10.一种计算机程序产品，包括指令程序，当所述指令程序被系统中的服务质量(QoS)处理器执行时，使得所述服务质量(QoS)处理器执行一系列操作，其中所述QoS处理器用于处理经由从起始地点通过包括多个网络域的通信网络而到达目的地点的通信路径所建立的通信会话，所述一系列操作包括：
从服务级别协议(SLA)注册器获得QoS相关参数，包括表示对所述起始地点和所述目的地点之间的相关域有效的QoS的QoS相关参数；
对分别表示所述起始地点和所述目的地点之间的一条通信路径的多个端到端QoS值进行预测；
基于所述多个预测的端到端QoS值，对所述起始地点和所述目的地点之间具有最佳端到端QoS值的一条或多条推荐的通信路径进行分级和/或选择。
11.一种计算机程序产品，包括指令程序，当所述指令程序被系统中的服务质量(QoS)处理器执行时，使得所述服务质量(QoS)处理器执行一系列操作，其中所述QoS处理器用于处理经由从起始地点通过包括多个网络域的通信网络而到达目的地点的通信路径所建立的通信会话，所述一系列操作包括：
从服务级别协议(SLA)注册器获得QoS相关参数，包括表示对所述起始地点和所述目的地点之间的相关域有效的QoS的QoS相关参数；
对表示从每个网络域到每个其它网络域的一条或多条通信路径的端到端QoS值进行预测，
将所述预测的端到端QoS值存储在QoS注册器中，
基于在所述QoS注册器中存储的所述预测的端到端QoS值，对所述起始地点和所述目的地点之间具有最佳端到端QoS值的一条或多条推荐的通信路径进行分级和/或选择。
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