CN101192907A - 在信令网络层的用户适配层抑制ip链路抖动的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种在信令网络层的用户适配层抑制IP链路抖动的方法，IP链路在已建立状态和未建立状态之间迁移，当IP链路位于已建立状态，用户适配层收到SCTP层的Communication Lost指示后，IP链路由已建立状态迁移到关闭等待状态；当IP链路位于未建立状态，用户适配层收到SCTP层的Communication UP指示后，IP链路迁移到建立等待状态；当适配层收到SCTP层的Communication UP指示后，IP链路恢复到已建立状态；当适配层收到SCTP层的Communication Lost指示后，IP链路恢复到未建立状态。
Description
技术领域
本发明涉及一种IP网络中信令网络层的通信技术，具体说，涉及一种在信令网络层的用户适配层抑制IP链路抖动的方法。
背景技术
在软交换网络中，信令网络层的用户适配层包括消息传递部分第三级用户适配层(M3UA)、消息传递部分第二级用户适配层(M2UA)、V5用户适配层(V5UA)、综合业务数字网(ISDN)用户适配层(IUA)、信令连接控制部分用户适配层(SUA)和消息传递部分第二级对等适配层(M2PA)等协议。适配层M3UA用于适配MTP3用户协议(含ISUP、TUP和SCCP)，M2UA和M2PA用于适配MTP2用户协议(即MTP3)、SUA用于适配SCCP用户协议(即TCAP协议)、IUA用于适配ISDN用户协议(即Q.931协议)，V5UA用于适配V5协议。图1以M3UA为例，表示用户适配层在软交换网络中的位置。
如图1所示，以M3UA协议为例，表示传统的NO.7信令网信令协议通过信令网络SG与软交换网络互通。NIF(Nodal Interworking Function)表示节点网络功能，实现NO.7信令与IP信令互通；SEP(SS7 Signaling Endpoint)表示7号信令端点；IP(Internet Protocol)表示互联网协议；SCTP(StreamControl Transmission Protocol)表示流控制传送协议。
用户适配层协议(以M3UA为例)运行于SG和ASP之间，互通协议栈结构如图1下图所示。PSTN侧的TDM链路以及MTP2和MTP3终结于SG，然后经M3UA中介将SCCP/ISUP送至ASP(MGC)。
在现有的网络技术中，IP链路是应用服务器进程ASP和信令网关SG之间的关联，其包括ASP和SG之间的流控制传送协议SCTP偶联及其上的应用服务器进程ASP和信令网关SG。IP链路偶联状态可简称为IP链路状态。
如图2所示，传送层(SCTP)判断IP层网络中断后，向用户适配层发送Communication Lost指示，用户适配层收到该指示后，进行关闭偶联操作，IP链路状态从已建立状态迁移到未建立状态；同理，传送层(SCTP)判断IP层网络可用后，向用户适配层发送Communication UP指示，用户适配层收到该指示后，开始应用服务器进程ASP启动流程，然后将该IP链路提供给适配层上层用户使用，IP链路状态从未建立状态迁移到已建立状态。
但是，由于IP网络的不稳定性，会导致传送层(SCTP)状态迁移频繁，适配层上层用户也就工作在一种不稳定的状态。这样容易导致大量上层业务中断或复原消息，从而影响软交换系统工作的稳定性和可靠性。例如，ISUP协议电路群闭塞(CGB)消息、电路群复原(GRS)消息等。所以需要抑制IP链路的状态频繁抖动，即在信令网络层的用户适配层对传送层(SCTP)偶联的状态迁移进行有效管理。
发明内容
本发明所解决的技术问题是提供一种在信令网络层的用户适配层抑制IP链路抖动的方法，为适配层上层用户提供了稳定的IP链路，提高了软交换系统的稳定性和可靠性。
技术方案如下：
在信令网络层的用户适配层抑制IP链路抖动的方法，IP链路在已建立状态和未建立状态之间迁移，其特征在于，在已建立状态和未建立状态之间还设置有关闭等待状态和建立等待状态，步骤如下：
(1)当IP链路位于已建立状态，用户适配层收到SCTP层的Communication Lost指示后，IP链路由已建立状态迁移到关闭等待状态，并启动第一保护定时器，所述第一保护定时器设定有第一变量初值，所述第一变量初值为IP链路由关闭等待状态向未建立状态迁移的条件值；当IP链路位于未建立状态，用户适配层收到SCTP层的Communication UP指示后，IP链路迁移到建立等待状态，并启动第二保护定时器，所述第二保护定时器设定有第二变量初值，所述第二变量初值为IP链路由建立等待状态向已建立状态迁移的条件值；
(2)当所述第一保护定时器不满足第一变量初值，并且适配层收到SCTP层的Communication UP指示后，停止启动的第一保护定时器，IP链路恢复到已建立状态；当所述第二保护定时器不满足第二变量初值，并且适配层收到SCTP层的Communication Lost指示后，停止启动的第二保护定时器，IP链路恢复到未建立状态。
进一步，步骤(1)中，所述第一保护定时器为关闭偶联定时器，所述第二保护定时器为建立偶联定时器。
进一步，步骤(1)中，所述第一变量初值为IP链路所能允许的最大瞬断时长，所述第二变量初值为SCTP层检测IP网络中断的时间间隔。
进一步，步骤(1)进一步包括：在用户适配层设置有缓存区域，当第一保护定时器或者第二保护定时器启动后，将信令消息存储到所述缓存区域。
进一步，步骤(2)进一步包括：当所述第一保护定时器满足所述第一变量初值时，IP链路由所述关闭等待状态迁移到未建立状态，并通知适配层上层用户所述IP链路中断。
进一步，步骤(2)进一步包括：当所述第二保护定时器满足所述第二变量初值时，IP链路由所述建立等待状态迁移到已建立状态，开始用户适配层的ASP启动流程。
通过以上所述步骤，实现IP网络瞬断过程对适配层上层用户不可见，避免发生上层业务中断。同时，使处于未建立状态的IP链路必须等待特定时间检测后，才能提供给适配层上层用户使用，保证IP链路可靠性，从而提高软交换系统稳定性和可靠性。
综合上述说明，本发明针对IP网络的不稳定性和现有网络技术的缺点，在信令网络层的用户适配层改进IP链路状态的迁移机制，同时利用保护定时器抑制IP链路抖动，实现为适配层上层用户提供稳定的IP链路，提高软交换系统稳定性和可靠性。
附图说明
图1是现有技术中，M3UA协议的用户适配层在软交换网络中的位置图；
图2是现有网络技术中，IP链路的偶联状态迁移图；
图3是本发明中，IP链路的偶联状态迁移图；
图4是本发明中，IP链路的偶联状态由已建立状态向未建立状态迁移的流程图；
图5是本发明中，IP链路的偶联状态由未建立状态向已建立状态迁移的流程图。
具体实施方式
IP链路是应用服务器进程(ASP)和信令网关(SG)之间的关联，其包括ASP和SG之间的流控制传送协议(SCTP)偶联及其上的应用服务器进程(ASP)和信令网关(SG)。
把IP链路中断分为两种情况：瞬断和非瞬断。对适配层上层用户而言，通过对IP链路状态迁移的改进，来抑制IP链路抖动，提高软交换系统性能。
分别对上述两种情况进行讨论，具体描述如下：
1、瞬断保护发生在SCTP层偶联状态由已建立向未建立状态迁移时。
如果网络中断在很短时间内恢复正常，则适配层上层用户状态保持不变，看不到IP链路瞬断发生，避免发生上层业务中断。
2、非瞬断保护发生在SCTP层偶联状态由未建立到建立状态迁移时。
也就是说，状态迁移不是出于瞬断原因，则偶联状态恢复后需要等待一个特定时长间隔。这个时间间隔内，该偶联不承载上层业务。否则，把不稳定的IP链路提供给上层业务使用，可能导致适配层上层用户状态频繁迁移，浪费系统资源，影响软交换系统稳定性和可靠性。
下面参照附图，对本发明的优选实施例作详细描述。
图3是本发明所提出的IP链路偶联状态迁移图。
如图3所示，IP链路状态分为已建立状态(Established)、关闭等待状态(Close Pending)、未建立状态(Unestablished)和建立等待状态(OpenPending)四种状态。已建立状态相当于SCTP层中偶联的Established状态，未建立状态相当于SCTP层中除已建立状态(Established)以外的其他偶联状态，与SCTP协议(RFC2960)相同。其中关闭等待和建立等待分别应用于IP网络瞬断和非瞬断两种情况的链路保护。
同时，本发明引入两个保护定时器来实现此功能。
第一保护定时器T1为关闭偶联定时器，包括一个随时间变化的第一变量初值，第一变量初值可由网络管理员按照当前网络状况事前设定，或根据设备运营商所运营的网络情况确定。例如，第一保护定时器T1的第一变量初值表示IP链路所能允许的最大瞬断时长。在这个时间间隔内，适配层上层用户对IP网络中断不可见，保护上层业务不发生中断。如果适配层上层用户发送信令消息，为了避免消息丢失，可以选择设置缓存区域暂时存储。
第二保护定时器T2为建立偶联定时器，第二保护定时器T2的第二变量初值根据实际需要设定。例如，第二保护定时器T2的第二变量初值设定为SCTP层链路检测断链时长间隔。目前SCTP层通过心跳检测机制判断IP链路连接情况。利用第二保护定时器T2可以避免把不稳定IP链路提供给适配层上层用户使用，导致其状态频繁迁移，浪费系统资源，影响软交换系统稳定性和可靠性。
图4是IP链路的偶联状态由已建立(Established)状态向未建立状态(Unestablished)迁移的流程图。
参照图4所示，本发明在IP网络瞬断情况下，通过IP链路的瞬断保护实现适配层上层用户对IP网络瞬断不可见的功能。
具体步骤如下：
步骤S401，IP链路位于已建立(Established)状态。
步骤S402，用户适配层收到SCTP层的Communication Lost指示。
该Communication Lost指示表示SCTP层通信中断，不能再发送或接收数据。此时，用户适配层不能通知上层用户网络发生中断。
步骤S403，IP链路迁移到关闭等待(Close Pending)状态，并启动第一保护定时器T1(关闭偶联定时器)。
在第一保护定时器T1中，设定有第一变量初值，第一变量初值为IP链路由关闭等待状态向未建立状态迁移的条件值。
在此，第一保护定时器T1的第一变量初值表示IP链路所能允许的最大瞬断时长。在这个时间间隔内，适配层上层用户对IP网络中断不可见，保护上层业务不发生中断。第一变量初值的时间长度可以设定为数秒。
为了防止适配层上层用户信令消息丢失，可以选择把信令消息存储到预先设置的缓存区域。
步骤S404，判断第一保护定时器T1是否超时。
当第一保护定时器T1满足第一变量初值时，即第一保护定时器T1超时，执行步骤405，否则执行步骤406。
步骤S405，当第一保护定时器T1超时，IP链路由关闭等待状态迁移到未建立(Unestablished)状态，通知适配层上层用户该IP链路不可用。
如果设置有缓存区域，此时将其中存储的信息丢弃。
步骤S406，当所述第一保护定时器T1不满足第一变量初值，即第一保护定时器T1没有超时，此时如果用户适配层收到SCTP层的CommunicationUP指示，停止原先启动的第一保护定时器T1，IP链路迅速恢复到已建立(Established)状态。
如果设置有缓存区域，优先发送其存储的信令消息，从而实现整个过程对适配层上层用户不可见。
本实施例中，在用户适配层设置缓存区域为避免消息丢失的手段，作为一种为可选的优化方式来说明本发明实际应用情况。同样，用户适配层内部状态迁移处理也可以采用不同的实现方式，可以参照现有协议规范(RFC3332)进行。
通过上述步骤，实现IP网络瞬断过程对适配层上层用户不可见，避免发生上层业务中断。
图5是IP链路的偶联状态由未建立(Unestablished)状态向已建立状态(Established)迁移的流程图。
参照图5所示，本发明在IP网络非瞬断情况下，改进了IP链路的状态迁移过程，保证给适配层上层用户提供稳定的IP链路使用。
具体步骤如下：
步骤S501，IP链路位于未建立(Unestablished)状态。
步骤S502，用户适配层收到SCTP层的Communication UP指示。
Communication UP指示表示SCTP层已经准备好发送或接收用户数据，或者一个丢失通信的端点又已经恢复。
步骤S503，IP链路迁移到建立等待(Open Pending)状态，并启动第二保护定时器T2(建立偶联定时器)。
在第二保护定时器T2中，设定有第二变量初值，第二变量初值为IP链路由建立等待状态向已建立状态迁移的条件值。
第二变量初值根据实际需要进行设定，例如，第二变量初值设定为SCTP层检测IP网络中断的时间间隔。
步骤S504，判断第二保护定时器T2是否超时。
当第二保护定时器T2满足第二变量初值时，即第二保护定时器T2超时，执行步骤505，否则执行步骤506。
步骤S505，当第二保护定时器T2超时，IP链路由建立等待状态迁移到已建立(Established)状态，开始用户适配层的ASP启动流程。
该IP链路提供给适配层上层用户使用，与现有的协议规范(RFC3332等)兼容。
步骤S506，当第二保护定时器T2没有满足第二变量初值，即第二保护定时器T2没有超时，如果此时用户适配层收到SCTP层的CommunicationLost指示，停止原先启动的第二保护定时器T2，IP链路将返回到未建立(Unestablished)状态。
通过上述步骤，使处于未建立状态的IP链路必须等待特定时间检测后，才能提供给适配层上层用户使用，保证IP链路可靠性，避免了把不稳定的IP链路提供给适配层上层用户使用。
当然，在已建立状态和未建立状态之间只设置关闭等待状态或者建立等待状态。
只设置关闭等待状态时，由已建立状态向未建立状态迁移，利用关闭等待状态实现IP网络瞬断过程对适配层上层用户不可见，避免发生上层业务中断。由未建立状态向已建立状态迁移时，利用现有技术，不设置建立等待状态。
只设置建立等待状态时，由未建立状态向已建立状态迁移，利用建立等待状态使处于未建立状态的IP链路必须等待特定时间检测后，才能提供给适配层上层用户使用，保证IP链路可靠性。由已建立状态向未建立状态迁移时，利用现有技术，不设置关闭等待状态。
但是，在已建立状态和未建立状态之间只设置关闭等待状态或者建立等待状态只实现了本发明优选实施例的部分功能。
Claims (6)
1.一种在信令网络层的用户适配层抑制IP链路抖动的方法，IP链路在已建立状态和未建立状态之间迁移，其特征在于，在已建立状态和未建立状态之间还设置有关闭等待状态和建立等待状态，步骤如下：
(1)当IP链路位于已建立状态，用户适配层收到SCTP层的Communication Lost指示后，IP链路由已建立状态迁移到关闭等待状态，并启动第一保护定时器，所述第一保护定时器设定有第一变量初值，所述第一变量初值为IP链路由关闭等待状态向未建立状态迁移的条件值；当IP链路位于未建立状态，用户适配层收到SCTP层的Communication UP指示后，IP链路迁移到建立等待状态，并启动第二保护定时器，所述第二保护定时器设定有第二变量初值，所述第二变量初值为IP链路由建立等待状态向已建立状态迁移的条件值；
(2)当所述第一保护定时器不满足第一变量初值，并且适配层收到SCTP层的Communication UP指示后，停止启动的第一保护定时器，IP链路恢复到已建立状态；当所述第二保护定时器不满足第二变量初值，并且适配层收到SCTP层的Communication Lost指示后，停止启动的第二保护定时器，IP链路恢复到未建立状态。
2.根据权利要求1所述在信令网络层的用户适配层抑制IP链路抖动的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述第一保护定时器为关闭偶联定时器，所述第二保护定时器为建立偶联定时器。
3.根据权利要求1所述在信令网络层的用户适配层抑制IP链路抖动的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述第一变量初值为IP链路所能允许的最大瞬断时长，所述第二变量初值为SCTP层检测IP网络中断的时间间隔。
4.根据权利要求1所述在信令网络层的用户适配层抑制IP链路抖动的方法，其特征在于，步骤(1)进一步包括：在用户适配层设置有缓存区域，当第一保护定时器或者第二保护定时器启动后，将信令消息存储到所述缓存区域。
5.根据权利要求1所述在信令网络层的用户适配层抑制IP链路抖动的方法，其特征在于，步骤(2)进一步包括：当所述第一保护定时器满足所述第一变量初值时，IP链路由所述关闭等待状态迁移到未建立状态，并通知适配层上层用户所述IP链路中断。
6.根据权利要求1所述在信令网络层的用户适配层抑制IP链路抖动的方法，其特征在于，步骤(2)进一步包括：当所述第二保护定时器满足所述第二变量初值时，IP链路由所述建立等待状态迁移到已建立状态，开始用户适配层的ASP启动流程。
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