CN102118307B - 用于控制消息抖动的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于控制消息抖动的方法和装置，其中该方法包括：缓存所接收到的网元消息并且在缓存时归并产生抖动的网元消息，并且采用自适应缓存延时算法确定网元消息的延时时间；以及在网元消息被缓存延时一定的时间后，发送所缓存的网元消息。通过本发明实现了消息抖动的缓解，通过自适应缓存延时算法实现了系统的响应能力、吞吐率和消息抖动的缓解效果的平衡。

Description

用于控制消息抖动的方法和装置

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种用于控制消息抖动的方法和装置。

背景技术

在电信网络系统中，一个OMC(Operation & Maintenance Center，操作维护中心)负责管理系统中相关的对象，包括各种网元及其子对象，甚至还有OMC的内部对象。这些对象中有些含有动态属性，需要RNC(RadioNetwork Controller)在动态属性状态变化的时候实时上报给NEA(NetworkElement Adapter)，然后由NEA上报给OMC。而另一种对象如：Olink和RAN，它们的状态由NEA和RNC之间的通信链路的正常与否决定，当链路断连时它们就需要置为断连状态，当链路重新建立时，它们就需要置为正常状态。上述两种对象在状态不稳定的时候可能会短时间内反复的上报状态变更，这种消息抖动的问题对OMC侧对象状态的刷新影响较大，尤其是Olink闪断还会带来RAN下的子对象状态反复设置的问题。

根据历史经验，Olink闪断的持续时间通常在1秒以内，闪断的时候变化频率非常高，往往可以在100毫秒内变化多次状态；动态数据上报的消息抖动也基本上是持续几秒以内。为了达到Olink闪断和动态数据上报的消息抖动对OMC尽量透明的目的，通过对消息进行缓存处理，以一定的消息延时为代价实现抖动消息的归并，从而减少对OMC可见的消息抖动现象。

因为需要以消息延时为代价实现消息的归并，所以比较难以取舍的是具体应该延时多长时间才能兼顾系统的响应能力、吞吐率和消息抖动的缓解效果三者之间的关系。一种比较简单的办法是对于某一特定的现场环境(主要考虑服务器的处理能力、网络通信质量、消息抖动频度)通过实验算出一个常量值作为消息延时。这种办法存在着一个缺点，就是消息抖动不是时时刻刻都存在，大多数情况下是没有消息抖动的，而在不存在消息抖动的情况下还需要延时和存在消息抖动时一样长的时间是没有必要的。

目前，对消息抖动问题没有做处理，具体的抖动情况从RNC通过NEA影响到OMC或者直接由NEA影响到OMC。其中动态数据上报是RNC通过NEA上报给OMC服务器，而Olink和RAN状态是NEA根据NEA与RNC之间的通信链路状态的变化而触发上报的。

在OMC侧对消息抖动不做处理的结果是受消息抖动影响的对象会在短时间内频繁刷新状态，不仅在用户友好性方面存在问题，而且频繁的刷新尤其是频繁的批量刷新会导致服务器在这段时间内CPU和内存占用率提高而响应能力下降。

发明内容

针对相关技术中存在的一个或多个问题，本发明的目的在于提供一种用于控制消息抖动的方法和装置，以解决上述问题中的至少之一。

为实现上述目的，根据本发明的实施例，提供了一种用于控制消息抖动的方法，包括：缓存所接收到的网元消息并且在缓存时归并将会产生抖动的网元消息；以及采用自适应缓存延时算法确定网元消息的延时时间，在网元消息被缓存该延时时间后，发送所缓存的网元消息。

为实现上述目的，根据本发明的实施例，提供了一种用于控制消息抖动的装置，包括：抖动控制模块，用于缓存所接收到的网元消息并且在缓存时归并将会产生抖动的网元消息，其中，采用自适应缓存延时算法确定网元消息的延时时间；以及消息发送模块，用于在该延时时间到达时，发送所缓存的网元消息。

借助本发明上述至少一个技术方案，通过缓存所接收到的网元消息并且在达到自适应缓存延时算法确定的演示时间后发送网元消息，实现了系统的响应能力、吞吐率和消息抖动的缓解效果三个方面的平衡。

附图说明

图1是根据本发明的实施例的一种用于控制消息抖动的方法的流程图；

图2是根据本发明的实施例的一种用于控制消息抖动的方法的流程图；

图3是根据本发明的实施例的一种用于控制消息抖动的装置的框图；

图4是根据本发明的实施例的用语控制消息抖动的方法中所采用的消息缓存归并系统的类图；

图5是根据本发明的实施例的网元消息队列调度的流程图；以及

图6是根据本发明的实施例的缓存延时算法的流程图。

具体实施方式

图1是根据本发明的实施例的一种用于控制消息抖动的方法的流程图。如图1所示，根据本发明的实施例的用于控制消息抖动的方法包括：

步骤S102，缓存所接收到的网元消息并且在缓存时归并将会产生抖动的网元消息，并且采用自适应缓存延时算法确定网元消息的延时时间；以及

步骤S104，在网元消息被缓存延时时间后，发送所缓存的网元消息。

自适应缓存延时算法根据以下至少一种信息来确定延时时间：系统的响应能力、吞吐率和消息抖动的缓解效果。

根据至少一种信息来设置最小调度周期、最小延时时间、最大延时时间、以及最高消息积压量，其中，最小延时时间、最大延时时间、以及最高消息积压量等参数均为最小调度周期的倍数。在总延时时间小于最小延时时间的情况下，在抖动次数导致的延时和最小调度周期中取较大者，并且在较大者与还剩下的最多延时时间中取较小者作为下一次缓存延时。在总延时时间大于等于最小延时时间并且小于最大延时时间的情况下，如果在该调度周期内的抖动次数为0，则表示没有抖动，下一次缓存延时取0；如果抖动次数不为0，则判断当前消息积压量是否大于所述最大消息积压量，如果大于等于最大消息积压量则下一次缓存延时取0，如果小于最大消息积压量，则下一次延时时间取抖动次数导致的延时与还剩下的最多延时时间中的较小者。

在根据本发明的实施例中，根据所述最小调度周期进行调度，每次调度通过计算下一次缓存延时确定是否发送所缓存的网元消息，包括：第一次调度时，通过缓存延时算法计算下一次缓存延时。如果不是第一次调度，首先判断下一次缓存延时是否为0，如果大于0则将所述下一次缓存延时减一个步长结束本次调度；如果等于0，则通过缓存延时算法重新计算下一次延时。如果通过缓存延时算法计算出来的下一次缓存延时大于0，则等待下一次调度；如果通过缓存延时算法计算出来的下一次缓存延时等于0，则立即对缓存的网元消息进行发送。

根据本发明的实施例的上述方法可以用于操作维护中心系统，如图2所示，该方法具体包括以下步骤：

步骤S202，操作维护中心系统设置分别对应于一个或多个网元的一个或多个网元消息队列；

步骤S204，在接收到网元消息后，将所接收的网元消息缓存到相应的一个或多个网元消息队列中，同时可以归并将会产生抖动的网元消息；以及

步骤S206，在采用自适应缓存延时算法确定的网元消息队列所对应的延时时间到达且网元消息队列当前未发送网元消息时，发送一个或多个网元消息队列中的网元消息。

图3是根据本发明的实施例的一种用于控制消息抖动的装置的框图。如图3所示，根据本发明的实施例的用于控制消息抖动的装置包括：抖动控制模块302，用于缓存所接收到的网元消息并且在缓存时归并将会产生抖动的网元消息，并且采用自适应缓存延时算法确定网元消息的延时时间；以及消息发送模块304，用于在延时时间到达时，发送所缓存的网元消息。

可以根据以下至少一种信息来确定延时时间：系统的响应能力、吞吐率和消息抖动的缓解效果。

抖动控制模块302可以包括：设置模块302-2，用于设置最小调度周期、最小延时时间、最大延时时间、以及最高消息积压量；下一次延时确定模块302-4，在总延时时间小于最小延时时间的情况下，在抖动次数导致的延时和最小调度周期中取较大者，并且在较大者与还剩下的最多延时时间(总延时时间-上次发送消息到当前时间所经过的时间)中取较小者作为下一次缓存延时。在总延时时间大于等于最小延时时间并且小于最大延时时间的情况下，如果在该调度周期内的抖动次数为0，则表示没有抖动，下一次缓存延时取0；如果抖动次数不为0，则判断当前消息积压量是否大于所述最大消息积压量，如果大于等于最大消息积压量则下一次缓存延时取0，如果小于最大消息积压量，则下一次延时时间取抖动次数导致的延时与还剩下的最多延时时间中的较小者。

消息发送模块304可以根据所述最小调度周期进行调度，每次调度通过计算下一次缓存延时确定是否发送所缓存的网元消息，具体包括：第一次调度时，通过缓存延时算法计算下一次缓存延时。如果不是第一次调度，首先判断下一次缓存延时是否为0，如果大于0则将所述下一次缓存延时减一个步长结束本次调度；如果等于0，则通过缓存延时算法重新计算下一次延时。如果通过缓存延时算法计算出来的下一次缓存延时大于0，则等待下一次调度；如果通过缓存延时算法计算出来的下一次缓存延时等于0，则立即对缓存的网元消息进行发送。

根据本发明的实施例的上述装置可以用于操作维护中心系统。在用于操作维护中心系统的情况下，抖动控制模块还可以包括：网元消息队列设置模块302-6，用于设置分别对应于一个或多个网元的一个或多个网元消息队列，在接收到网元消息后，将所接收的网元消息缓存到相应的一个或多个网元消息队列中。

具体地，消息发送模块在采用自适应缓存延时算法确定的网元消息队列所对应的延时时间到达且网元消息队列当前未发送网元消息时，发送一个或多个网元消息队列中的网元消息。

其中，在本实施例中的消息抖动特指从RNC或者直接从NEA上报到OMC服务器的对象状态变更消息，这里所阐述的消息抖动也特指在较短的时间内OMC服务器反复的接收到同一个对象的状态变更的上报。而本发明的实施例提供的缓解消息抖动的解决方案不仅适用于这种特例，也可以适用于与此类似的其它应用场景。

在本实施例中，网元指RNC，一个网元上报的对象状态变更的消息以及NEA与该网元之间的链路状态变更消息都属于该网元的消息队列。在一个网元消息队列中消息有序排列，但是多个网元消息队列之间没有消息的先后关系。

具体地，为了解决OMC系统中的消息抖动的问题，在本发明的实施例中，以一定的响应性为代价，通过一定时间(通常较短，在可接受范围内)的消息缓存和归并，达到缓解乃至在一定程度上消除消息抖动的目的。为了达到在消息抖动频度高的时候缓存归并的时间适当长，而消息抖动频率低的时候缓存归并的时间尽量短的效果，可以采用一种自适应缓存延时计算策略。

具体地，在本实施例中，以网元为消息归并单元。OMC服务器从JMS(Java Message Service，Java消息服务)接收消息是不区分网元的，所有的网元消息在同一个队列，Olink和RAN状态变更消息也都在这个队列中。这个所有网元消息混杂的队列是这个消息缓存归并系统的消息输入。OMC对网元消息上报有一个要求，需要保证一个网元的消息上报是以队列的形式有序排列的，但是多个网元的消息队列之间没有消息的先后关系。正好可以通过这一点在进行消息缓存归并的时候对每个网元建一个消息队列，称之为网元多队列(或网元消息队列)。因为消息的归并只可能发生在一个网元内部，所以可以通过网元多队列实现不同网元的消息缓存归并并发的进行。这种网元多队列的方法的好处是每个网元队列的消息量会远远小于所有网元的混合队列的消息量，做查找和归并时的效率会比混合队列的方式高很多，另一个采用网元多队列的理由是这样可以在一定程度上保证服务器对各网元的消息上报处理的公平性。

具体地，在本实施例中，采用自适应缓存延时算法确定延时时间。其中，决定缓存延时时间长短的因素主要有三点：系统的响应能力、吞吐率和消息抖动的缓解效果。因此，从以下三个方面的平衡来考虑延时长短的变化。

首先，应该有一个最小延时时间和最大延时时间，缓存延时在最小值和最大值之间变化，如果低于最小值消息归并效果太差，如果高于最大值系统响应能力会下降。

其次，从响应能力和吞吐率方面考虑应该规定一个网元队列的最高消息积压量，超过最高消息积压量的应该直接切出缓存归并状态，直接进行消息发送。

最后，应该考虑在一次消息缓存归并的过程中消息抖动的频率，因为根据历史经验消息抖动往往具有在短时间内多次发生的特点，所以可以在消息抖动频率较高的时候适当的延长缓存延时，在不存在消息抖动或者抖动频率较低的时候缩短缓存延时。

具体的算法流程及实现将在以下进行详细描述。

消息缓存归并系统的类图如图4所示。其中，MsgChannel是消息通道类，该类的域map中存储着网元Dn与网元消息缓存NeMsgCache的映射。消息入口是putMsg方法，消息出口是consumeMsg方法，MsgChannel类中的定时器每隔一个最小调度周期就调度一次MonitorThread执行consumeMsg方法。consumeMsg方法不是真正的消费消息，而是对map中的所有NeMsgCache做一次迭代，将每个NeMsgCache中的延时计算和消息发送交给pool中的工作线程去做。NeMsgCache对应一个网元消息队列，它通过strategy实现缓存延时的自适应计算，如果计算出来nextDelay(下一次延时)为0则说明确实需要进行消息发送了。计算缓存延时和进行消息发送都通过schedule方法来控制，每个NeMsgCache实例的schedule方法被工作线程以最小调度周期调度。

自适应缓存延时算法通过NeMsgCache的调度和StrategyImpl的计算实现，在每个最小调度周期都会进行一次NeMsgCache调度，流程图如图5所示。调度包括：判断nextDelay是否小于等于0，只要发现nextDelay小于等于0就说明上次计算出来的延时已经走完了，需要计算下一次延时。如果nextDelay大于0则说明上一次计算出来的延时还没有走完，不进行计算而是对nextDelay减一个步长，对totalDelay加一个步长。回到计算延时的节点，如果计算出来nextDelay仍然小于等于0，则说明真的要发送了。但是为了保证一个网元队列的消息的时序性，需要判断是否有另外一个线程正在发送该网元队列的消息，如果存在则不能对同一个网元队列进行并发的消息发送，而只能对nextDelay减一个步长，对totalDelay加一个步长，然后等待下一次调度。如果不存在另一个线程正在发送该网元队列的消息，则取出该网元队列的所有消息并发送。因为NeMsgCache的调度通过工作线程来做，所以是可能存在对一个网元消息队列的并发发送的，规避并发是有必要的。以上流程完成一个最小周期的NeMsgCache的调度。

图5中计算下一次延时是通过StrategyImpl计算下一次延时的进程，这一计算过程的详细流程图如图6所示。首先判断totalDelay是否已经超过MAX_DELAY，如果是则直接返回0，如果不是再判断totalDelay是否小于MIN_DELAY，如果是则在抖动次数导致的延时和最小调度周期之间取较大者，和还剩下的最多的延时数相比取最小者作为下一次缓存延时返回。如果totalDelay大于等于MIN_DELAY则判断抖动在该调度周期内的抖动次数是否为0，如果为0则表示没有抖动，则直接返回0，如果存在抖动就再判断消息积压数是否已超过最大的消息积压容忍度，如果超过则直接返回0，如果没有超过则说明可以再适当延时一段时间，这段时间是抖动次数导致的延时与还剩下的最多的延时数之间的最小者。

本发明实施例中的“归并网元消息”主要指，在接收到新的网元消息后，如果新的网元消息所对应的对象与已经缓存的网元消息的对象相同，则直接用新的网元消息覆盖掉已经缓存的网元消息。也可以采用其他归并方法，只要能够消除抖动就可以。

根据本发明的实施例的这种自适应缓存延时算法的有两个优点：

①简单高效：该算法通过简单的三个参量totalDelay、frequency、overstock以及两个通过实验得来的可以在不同的应用环境中配置的因子FREQUENCY_FACTOR和OVERSTOCK_FACTOR来实现缓存延时的计算，计算方法简单同时计算速度非常快，非常适合消息缓存归并这种对响应能力要求很高的应用。

②平衡矛盾：该算法实现了系统的响应能力、吞吐率和消息抖动的缓解效果三个方面的平衡。这种平衡主要体现在缓存延时在一个最大值和最小值之间波动，随着消息抖动频率的增加会自适应的增加缓存延时；而在抖动频率低的情况下缓存延时尽量小。此外对吞吐率也做了平衡，当消息积压量大于某一阈值就不管抖动频率是否大而直接发送。

在OMC系统中控制消息抖动的缓存策略以及该策略所使用的缓存延时计算方法。

综上，借助本发明上述至少一个技术方案，本发明实现了OMC系统中的消息抖动的缓解，主要优点：(1)通过自适应缓存延时算法实现了系统的响应能力、吞吐率和消息抖动的缓解效果三个方面的平衡；(2)通过网元多队列实现了高效的消息归并和对各网元公平的消息发送的。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于控制消息抖动的方法，其特征在于，包括：

缓存所接收到的网元消息并且在缓存时归并将会产生抖动的网元消息，其中，采用自适应缓存延时算法确定所述网元消息的延时时间；以及

在所述网元消息被缓存所述延时时间后，发送所缓存的网元消息；

其中，所述自适应缓存延时算法根据以下至少一种信息来确定所述延时时间：系统的响应能力、吞吐率和消息抖动的缓解效果；

并且，在该方法中，设置最小调度周期、最小延时时间、最大延时时间、以及最高消息积压量，

在所述当前缓存网元消息的总延时时间小于最小延时时间的情况下，在抖动次数导致的延时和最小调度周期中取较大者，并且在所述较大者与还剩下的最多延时时间中取较小者作为下一次缓存延时；

在所述总延时时间大于等于所述最小延时时间并且小于所述最大延时时间的情况下，如果在该调度周期内的抖动次数为0，则表示没有抖动，下一次缓存延时取0；如果抖动次数不为0，则判断当前所述消息积压量是否大于所述最高消息积压量，如果大于等于所述最高消息积压量则下一次缓存延时取0，如果小于所述最高消息积压量，则下一次延时时间取抖动次数导致的延时与还剩下的最多延时时间中的较小者。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述最小调度周期进行调度，每次调度通过计算所述下一次缓存延时确定是否发送所缓存的网元消息，包括：

在第一次调度时，通过所述缓存延时算法计算所述下一次缓存延时；

如果不是第一次调度，首先判断所述下一次缓存延时是否为0，如果大于0，则将所述下一次缓存延时减一个步长结束本次调度；如果等于0，则通过缓存延时算法重新计算所述下一次延时；

如果通过缓存延时算法计算出来的下一次缓存延时大于0，则等待下一次调度；

如果通过所述缓存延时算法计算出来的所述下一次缓存延时等于0，则立即对缓存的网元消息进行发送。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法用于操作维护中心系统。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，包括：

所述操作维护中心系统设置分别对应于一个或多个网元的一个或多个网元消息队列；

在接收到网元消息后，将所接收的网元消息缓存到相应的一个或多个网元消息队列中；以及

在采用自适应缓存延时算法确定的所述网元消息队列所对应的延时时间到达且所述网元消息队列当前未发送网元消息时，发送所述一个或多个网元消息队列中的网元消息。

5.一种用于控制消息抖动的装置，其特征在于，包括：

抖动控制模块，用于缓存所接收到的网元消息并且在缓存时归并将会产生抖动的网元消息，其中，采用自适应缓存延时算法确定所述网元消息的延时时间；以及

消息发送模块，用于在所述延时时间到达时，发送所缓存的网元消息；

其中，所述抖动控制模块根据以下至少一种信息来确定所述延时时间：系统的响应能力、吞吐率和消息抖动的缓解效果；

其中，所述抖动控制模块包括：

设置模块，用于设置最小调度周期、最小延时时间、最大延时时间、以及最高消息积压量；

下一次延时确定模块，在所述网元消息所缓存的总延时时间小于所述最小延时时间的情况下，在抖动次数导致的延时和所述最小调度周期中取较大者，并且在所述较大者与还剩下的最多延时时间中取较小者作为下一次缓存延时；在所述总延时时间大于等于所述最小延时时间并且小于所述最大延时时间的情况下，如果在该调度周期内的抖动次数为0，则表示没有抖动，下一次缓存延时取0；如果抖动次数不为0，则判断当前消息积压量是否大于所述最高消息积压量，如果大于等于所述最高消息积压量，则下一次缓存延时取0，如果小于所述最高消息积压量，则下一次延时时间取抖动次数导致的延时与还剩下的最多延时时间中的较小者。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述消息发送模块根据所述最小调度周期进行调度，每次调度通过计算所述下一次缓存延时确定是否发送所缓存的网元消息，包括：

第一次调度时，通过所述缓存延时算法计算所述下一次缓存延时；

如果不是第一次调度，首先判断所述下一次缓存延时是否为0，如果大于0，则将所述下一次缓存延时减一个步长结束本次调度；如果等于0，则通过缓存延时算法重新计算所述下一次延时；

如果通过缓存延时算法计算出来的下一次缓存延时大于0，则等待下一次调度；

如果通过缓存延时算法计算出来的所述下一次缓存延时等于0，则立即对缓存的网元消息进行发送。

7.根据权利要求5或6所述的装置，其特征在于，所述装置用于操作维护中心系统。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述抖动控制模块还包括：网元消息队列设置模块，用于设置分别对应于一个或多个网元的一个或多个网元消息队列，在接收到网元消息后，将所接收的网元消息缓存到相应的一个或多个网元消息队列中。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述消息发送模块在采用自适应缓存延时算法确定的所述网元消息队列所对应的延时时间到达且所述网元消息队列当前未发送网元消息时，发送所述一个或多个网元消息队列中的网元消息。

Images