CN102318265A - 用于控制通信网络中的资源的网络节点及方法 - Google Patents

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Abstract

网络节点(10)控制网络中的资源(22)。所述节点(10)包括处理单元(12)，并且针对资源(22)的每个集合，向单元(12)分配用于预留和释放资源(22)的角色，以及向称为控制器的两个处理单元(12)分配控制资源(22)的角色。当主角色被分配给处理单元(12m)，并且该单元(12m)可用来预留和释放资源(22)时，控制器(12c)在第一模式下操作。当没有分配主角色时，或者当主角色被分配给不可用来预留和释放资源(22)的单元(12)时，控制器(12c)在第二模式下操作。在所述第二模式下，控制器(12c)保存要释放的资源(22)的列表(14)，以及从所述列表(14)中选择资源(12)来预留资源(22)。

Description

用于控制通信网络中的资源的网络节点及方法
技术领域
本发明涉及用于控制通信网络中的至少一个资源集的网络节点。本发明还涉及用于通过网络节点来控制通信网络中的至少一个资源集的方法，以及涉及包括当在网络节点上执行时被配置来使得所述节点执行上述方法的指令的计算机程序。
背景技术
在比如电信网络的通信网络中，资源集或资源池通常需要由若干处理单元共享，而不必总是被划分。在这种情况下，需要设置预留机制，从而使得所述资源被合适地分配，同时避免资源冲突或欠使用。
在例如呼叫控制的上下文中，一方面，呼叫通常涉及控制面或信令面，以及另一方面，呼叫涉及用户面。所述控制面或信令面负责建立和管理所述网络上的两个点之间的连接。所述用户面负责传输用户数据。所述资源可以例如是所述用户面中的呼叫线路(call leg)、分段、干路或时隙。例如，在所述用户面中负责交换用户数据分组的媒体网关可以由所述控制面或信令面中的呼叫控制节点控制。所述呼叫控制节点负责选择用于所述呼叫的媒体网关。所述呼叫控制节点可以称作交换中心服务器。
对于提供解决或部分解决上述问题的网络节点和方法，存在持续的需求，该网络节点和方法能够改进所述资源控制机制，从而显著地避免资源冲突或欠使用。
发明内容
这种网络节点和方法在独立权利要求中限定。有利的实施例在从属权利要求中限定。
在一个实施例中，所述网络节点用于控制通信网络中的至少一个资源集。所述节点包括至少两个处理单元。针对每个资源集，所述节点被配置成向所述处理单元中的一个处理单元分配用于(consist in)预留和释放所述资源的角色(本文中称为主角色)，以及向所述处理单元中的至少两个处理单元的每个分配用于控制所述资源的角色，所述处理单元中的所述至少两个处理单元的每个处理单元在本文中称为控制器。每个控制器被配置为当主角色被分配给所述处理单元中的一个处理单元，并且该处理单元可用来预留和释放用于所述控制器的资源时，在第一模式下操作。每个控制器还被配置为当没有主角色被分配给所述处理单元中的任何一个处理单元时，或者当主角色被分配给所述处理单元中的一个处理单元，但该处理单元不可用来预留和释放用于所述控制器的资源时，在第二模式下操作。每个控制器还被配置为当在所述第二模式下操作时，维持所述控制器请求要释放的所述资源的列表，以及当所述控制器请求要预留一个资源时，从所述列表中选择所述资源中的一个资源。
在这个实施例中，即使被分配主角色的处理单元不能用于预留和释放资源，资源的预留和释放仍然可以在其中所述控制器以自主方式操作的模式(所述第二模式)下执行。当没有主角色被分配给所述处理单元中的任何一个处理单元时，或者当主角色被分配给所述处理单元中的一个处理单元，但该处理单元不可用来预留和释放用于所述控制器的资源时，所述控制器在所述第二模式下操作。在所述第二模式下，如果资源不得不被预留，则所述控制器维持要被释放的资源的列表，并且重新使用所述列表中的资源。所述列表为是在所述第二模式下操作的所述控制器所特有的。
所述节点的操作连续性以及服务性能由此得到提高，所述资源停工时间减少，所述资源预留中的冲突被避免或者至少降低，并且所述资源欠使用被最小化或者至少降低。
通信网络在本文中可以是用于数据通信的任何网络，比如移动通信网络内的核心网络或者固定电话通信网络。所述资源可以是用来路由或交换数据分组或数据流的节点。在一个实施例中，所述通信网络可以是电路交换核心网络、分组交换核心网络、用于ATM和/或IP传输的电路交换核心网络、GSM和/或UMTS环境中的电路交换核心网络和分组交换网络之一。
在一个实施例中，所述网络节点是计算机服务器。在一个实施例中，所述网络节点是刀片集群。这将在参照附图的详细描述中更为详细地说明和例示。
当主角色正在从一个处理单元移动或迁移到另一处理单元时，可能明显地发生没有主角色被分配给所述处理单元中的任何一个的情形。在此期间，所述主角色是空的。迁移可能是由于当向所述网络节点添加的一个处理单元变为有资格承担(host)主角色时，明显由于所述处理单元的添加所导致的对与所述不同资源集相关联的主角色的自动重新平衡造成的。
这里，表述“针对一个资源集，主角色被分配给一个处理单元”的含义与“针对一个资源集，一个处理单元承担主角色”等相同。
被分配主角色的处理单元不可用于预留和释放用于所述控制器的资源的情况可以在下述情形(可能的重叠情形的非排他性列表)中发生：(1)被分配主角色的处理单元未正确地提供服务；(2)被分配主角色的处理单元正在重启(例如，计划的或人工发起的重启，或者由于恢复动作造成的重启)；(3)所述控制器不能对被分配主角色的处理单元起作用(reach)；以及(4)被分配主角色的处理单元没有准备好接收服务请求。
对于一个资源集，所述主角色被分配给仅仅一个处理单元，但是承担所述主角色的处理单元也可以同时承担控制器的角色，即控制器角色。
所述网络节点被配置为向所述处理单元中的一个处理单元分配主角色，以及向所述处理单元中的至少两个处理单元中的每个分配控制器角色。然而，在一个操作时间点上(特别是临时地或偶尔地)，可能不存在承担主角色的处理单元。这可能发生的情形已经在上面进行了说明。
此外，在一个操作时间点上(特别是临时地或偶尔地)，可能存在少于两个承担控制器角色的处理单元。如果所述网络节点仅仅包括一个处理单元，则这可能发生。在这种情况下，所述网络节点仍然可以被配置为将主角色和控制器角色分配给所述处理单元。这提供了一旦第二处理单元可用则进行平滑转换(平滑扩展性的积极措施)的优点。如果所述网络节点包括至少两个处理单元但是所述处理单元中的仅仅一个承担控制器角色，例如因为其它处理单元忙于其它处理过程，则这也可能发生。这也提供了一旦第二处理单元可用来承担控制器则进行平滑转换(平滑扩展性的积极措施)的优点。如果，永久性地，仅仅一个处理单元承担所述控制器角色，则所述控制器和主角色功能能够合并，而无需控制器/主角色机制。
所述主角色包括针对一个资源集预留和释放资源的角色。在一个实施例中，所述资源集包括所有被所述网络节点控制或者可被所述网络节点控制的资源。在另一实施例中，所述资源集包括所有被所述网络节点控制或者可被所述网络节点控制的资源中的一部分。在一个实施例中，所述主角色包括跟踪(所述资源集的)所述资源的占用状态的角色。
在一个实施例中，所述网络节点是所述通信网络的信令面中的交换中心，用于控制所述通信网络的用户面中的至少一个资源集。
所述信令面或控制面是协议、或协议和机制集，并且在广义上，是实现这些机制的网络节点，以用于设置和管理连接，比如用于提供移动性管理。
所述用户面是协议、或协议和机制集，并且在广义上，是实现这些机制的网络节点，以用于传输所述用户数据。在一个实施例中，所述用户面实现承载功能，比如用来提供承载控制和传输资源功能。
在一个实施例中，所述资源是物理承载。物理承载是OSI/ISO或TCP/IP物理层中的通信信道或电路，例如TDM(E承载或T承载的信道)、ATM和IP。
在一个实施例中，所述资源是电路交换承载网络中的电路或信道。电路交换承载网络是其中提供至少两方(比如呼叫方和被叫方)之间的电路交换连接的网络。所述连接可以被设置来传输语音、数据、视频帧或任何其它类型的数据。可以用来控制电路交换承载网络的电路或信道的信令协议(非排他性地)包括：BSSAP、DSS.1、ISUP(由ITU-T作为Q.76x序列指定的ISDN用户方)、TUP以及BICC。
在一个实施例中，所述网络节点包括刀片集群，该刀片集群包括所述至少两个处理单元，其中每个处理单元是所述刀片集群的刀片。具体地，所述刀片集群的每个刀片还可以包括至少一个存储单元。在这种情况下，所述列表可以存储在所述至少一个存储单元中。
在一个实施例中，当在所述第二模式下操作时，每个控制器还被配置为在已经从所述列表中选择一个资源后，从所述列表中删除所选择的资源。因此，所述控制器被配置为容易且准确地跟踪仍然可用于在所述第二模式下的选择的资源，同时避免资源预留冲突。
在一个实施例中，当在所述第二模式下操作时以及当检测到主角色被分配给所述处理单元中的一个处理单元以及该处理单元可用于预留和释放用于所述控制器的资源时，每个控制器还被配置为向被分配主角色的处理单元发送关于所述列表中的所述资源中的每个资源的释放请求，以及从所述列表中删除该资源。
因此，在该实施例中，所述控制器被配置为从所述第二模式转换回所述第一模式，同时避免转换后的可能资源欠使用。通过从所述控制器向承担所述主角色的处理单元发送针对所述列表(即，当在所述第二模式下操作时由所述控制器保存的列表)中的每个项的释放请求，在主角色被分配且可用的情况下，当所述控制器返回到所述第一模式时，所述资源的预留状态被高效且集中地更新。
此后具体描述的实施例可以包括网络节点，该网络节点包括至少3个处理单元、至少8个处理单元、至少16个处理单元、16个处理单元和128个处理单元之间个数的处理单元、或者任何其它个数的处理单元(或者，在一个实施例中，刀片)。
在一个实施例中，本发明还涉及用于通过网络节点来控制通信网络中的至少一个资源集的方法。所述节点包括至少两个处理单元。所述方法包括分配过程，用于针对每个资源集，由所述节点向所述处理单元中的一个处理单元分配被称为主角色的角色，所述主角色用于预留和释放所述资源；以及向所述处理单元中的至少两个处理单元中的每个处理单元分配用于控制所述资源的角色，所述至少两个处理单元中的每个处理单元在本文中被称作控制器。所述方法使得当主角色被分配给所述处理单元中的一个处理单元，并且该处理单元可用来预留和释放用于所述控制器的资源时，每个控制器在第一模式下操作。所述方法还使得当没有主角色被分配给所述处理单元中的任何一个处理单元时，或者当主角色被分配给所述处理单元中的一个处理单元，但该处理单元不可用来预留和释放用于所述控制器的资源时，每个控制器在第二模式下操作。所述方法还使得当在所述第二模式下操作时，每个控制器维持所述控制器请求要释放的所述资源的列表，以及当所述控制器请求要预留一个资源时，从所述列表中选择所述资源中的一个资源。
在一个实施例中，本发明还涉及包含指令的计算机程序，当在网络节点上执行时，所述指令使得所述节点执行上述方法或所述方法的任何一个实施例。本发明还涉及包含这种计算机程序的计算机可读介质。
附图说明
现在将结合附图描述本发明的实施例，在附图中：
图1示意性地例示了本发明的一个实施例中的网络节点和资源集；
图2示意性地例示了本发明的一个实施例中的图1中的网络节点和资源集，其中主角色被分配给处理单元，以及控制器角色被分配给其它处理单元；
图3示意性例示了本发明的一个实施例中的网络节点，其中主角色和控制器角色被分配给处理单元；
图4示意性例示了本发明的一个实施例中的网络节点的实现的实例，该网络节点具有包括处理单元的刀片；
图5到图10示意性例示了本发明的一个实施例中的网络节点的实施例，所述网络节点具有所述控制器的操作模式的指示，所述控制器的操作模式取决于特定的例示情形；
图11是本发明的一个实施例中的控制器的操作的示意流程图；
图12示意性例示了本发明的一个实施例中的能够在第二模式下操作的控制器；
图13是本发明的一个实施例中的控制器在第二模式下的操作的示意流程图；
图14是本发明的一个实施例中的控制器从第二模式转换到第一模式的操作的示意流程图；
图15示意性例示了当控制器排他性地在第一模式下操作时，与承担主角色的刀片(刀片M)交互的控制器(刀片N)，以更好理解本发明的实施例的上下文以及本发明的实施例要解决的问题；
图16示意性例示本发明的一个实施例中的控制器(刀片N)以及承担主角色的刀片(刀片M)，其中所述控制器非排他性地在第一模式下操作；
图17示意性例示了在第一模式下操作的控制器(刀片N)；和
图18示意性例示了本发明的一个实施例中的被配置为在第一和第二模式两者下操作的控制器。
具体实施方式
现在将结合具体实施例描述本发明。可以注意到，这些具体实施例用于向本领域技术人员提供更好的理解，而不是意在以任何方式限制本发明的范围，本发明的范围由所附权利要求限定。
图1示意性例示了包括三个处理单元12的网络节点10。所述网络节点10由大的平面椭圆形绘出。所述处理单元12由小的平面方形绘出。所述处理单元12被配置为控制资源22的集合20。所述集合20由大的虚线椭圆形绘出。所述资源22由小的平面椭圆形绘出。所述资源22位于通信网络(未示出)中。
所述网络节点10中的处理单元12的数目可以不同于3。注意，在所述网络节点10中，可以存在2个、4个、5个或更多的处理单元12。类似地，所述集合20被绘出为包括6个资源22。可以使用多于或少于6个资源22。
处理单元12对资源22进行的控制包括管理所述资源22的属性，按照例如使得所述资源22可以在所述通信网络中使用来帮助将数据从该网络中的一个点传送到另一点的方式，激活或去激活资源。所述资源22可以是硬件资源或软件资源，包括物理通信端口、时分复用通信系统中的时隙、频分复用系统中的频率、码分复用系统中的代码等。
图2示意性例示了图1中的网络节点10以及资源22的集合20，其中角色被分配给所述处理单元12。已经被分配主角色的处理单元12m以其上的星形绘出。被分配控制器角色的处理单元12c以三角形绘出。所述网络节点10包括承担主角色的处理单元12m，以及每个都承担控制器角色的两个处理单元12c。每个都承担控制器角色的处理器12c在本文中称作控制器。处理单元12可以同时承担主角色和控制器角色。这种处理单元12将由参考标记“12mc”表示，如参照图8将显而易见的。两个控制器12c中的一个在图2中被绘出为控制三个资源22-i、22-ii、22-iii。其它资源22-iv、22-v、22-vi被绘出为未被任何控制器12c控制。在所述第一模式下，承担主角色的处理单元12m跟踪当前被预留的资源22，从而例如如果一个控制器12c需要预留资源22，则所述处理单元12m可以为该控制器12c预留资源22，比如资源22-iv。
图3示意性例示了网络节点10，为了清楚和简洁，没有绘出被控制的或者可被控制的资源22。图3中例示的网络节点10基本上对应于图2中例示的控制节点10。网络节点10以及其中包括的处理单元12的这种类型的表示将在图5到图10中使用，来例示不同类型的情形以及控制器12c操作的对应模式。
在转到图5到图10之前，应该注意的是，图1到图3以及图5到图10是网络节点的示意性表示。网络节点10的可能更为实际的表示在图4中绘出，其在很大程度上仍然是示意性的，但是示出了所述处理单元12的每个可以在刀片集群的一个刀片上。可以删除或添加刀片来提供网络节点10的可扩展性。
图5例示了包括承担主角色的处理单元12m以及两个控制器12c的网络节点10。如从控制器12c中的每个到承担主角色的处理单元12m的标记有“v”的双箭头所例示，承担主角色的处理单元12m可用来预留和释放用于两个控制器12c的资源22。因此，两个控制器12c在第一模式下操作。
图6示意性例示了网络节点10内的另一情形。通过与图5中例示的情形相比，在图6的情形中，尽管主角色被分配给一个处理单元12m，但是该处理单元12m不可用来预留和释放用于控制器12c的资源22。这可能是例如由于承担主角色的处理单元12m的重启造成的。在这种情况下，两个控制器12c在第二模式下操作。
通过与图5和图6中的情形相比，在图7中例示的情形中，承担主角色的处理单元12m可用来预留和释放用于所述两个控制器12c中的一个控制器12c的资源22，但是不可用来预留和释放用于另一控制器12c的资源22。因此，在这种情况下，所述两个控制器12c中的一个控制器12c在第一模式下操作，而另一控制器12c在第二模式下操作。
在图8中例示的情形中，所述网络节点10包括两个处理单元12。一个处理单元12mc同时承担主角色以及控制器角色。另一处理单元承担控制器角色，并且因此是控制器12c。处理单元12mc承担的主角色可用来预留和释放用于同一处理单元12mc承担的控制器功能的资源22。这在图8中利用标记有“v”的双箭头例示。相反，所述主角色不可用来预留和释放用于在图8中的网络节点10的底部绘出的控制器12c的资源22。所述控制器12mc因此在第一模式下操作，而控制器12c在第二模式下操作。
在图9中例示的情形中，绘出了两个控制器12c，但是主角色没有被分配给所述处理单元12中的任何一个。所述两个控制器12c因此在第二模式下操作。
在图10中例示的情形中，存在两个控制器12c，但是主角色没有被分配给所述处理单元12中的任何一个。上方置有星形的S形虚线箭头例示了该情形的原因，该原因是主角色从一个处理单元12迁移到另一处理单元12c。
图11是示出在本发明的网络节点10的一个实施例中，如何配置控制器12c来进行操作的示意流程图。图11还例示了在本发明的方法的实施例中由控制器12c执行的步骤。
所述控制器12c被配置为如下动作。所述控制器12c确定主角色是否被分配给一个处理单元12(s31)。如果主角色没有被分配给任何处理单元12(被标记为“否”的箭头)，则所述控制器12c在第二模式下操作(s50)。如果主角色被分配给一个处理单元12(被标记为“是”的箭头)，则所述控制器确定被分配主角色的处理单元12m是否可用于所述控制器12c(s32)。如果该处理单元12m不可用于所述控制器12c(被标记为“否”的箭头)，则所述控制器12c在第二模式下操作(s50)。相反，如果被分配主角色的处理单元12m可用于所述控制器12c(被标记为“是”的箭头)，则所述控制器12c在第一模式下操作(s40)。
在所述第一模式下，所述控制器12c与被分配主角色的处理单元12m交互，以便预留和释放资源22。所述第一模式可以包括比用于预留和释放资源22的步骤更多的步骤。
在所述第二模式下，仍然参见图11，如果请求释放资源22(s51)，则所述控制器12c更新所述控制器12c请求要释放的资源22的列表14(s52)。换言之，所述控制器12c在本地保存被请求释放的资源22的列表14。仍然在所述第二模式下，如果所述控制器12c请求预留资源22(s53)，则所述控制器12c从(所述控制器12c请求要释放的资源的)所述列表14中选择一个资源22。对所述列表14中的资源22的选择不限于任何特定方法。在一个实施例中，可以使用FIFO选择，其提供循环选择。
图12示意性例示当在第二模式下操作时保存控制器12c请求要释放的资源22的列表14的控制器12c。该列表14可以存储在非易失性或易失性存储器存储单元中。所述列表14可以是资源标识符的有序或无序集合。如果所述控制器12c由刀片承担，则所述列表14可以称为包含资源的本地刀片池。
图13是在第二模式下操作(s50)时的控制器12c的操作的示意流程图。除了以下情况之外，图13中绘出的步骤对应于图11中的第二模式操作中的那些步骤：当请求要预留资源22时，控制器12c不仅从(控制器12c请求要释放的资源22的)所述列表14中选择一个资源22(s54)，而且从所述列表14中删除所选择的资源22，或更具体地，删除该资源的标识符(s55)。如上所述，这使得所述控制器12c能够容易且准确地跟踪仍然可用于所述第二模式下的选择的资源22，同时避免资源预留冲突。
图14是示出控制器12c的从所述第二模式到所述第一模式的转换以及与之相关联的步骤的示意流程图。当所述控制器12c在所述第二模式下操作(s50)时，如果所述控制器12c(例如通过接收处理单元间或刀片间通知，)检测到主角色被分配给一个处理单元12m，并且该处理单元12m可用于所述控制器12c(即，可用于预留和释放用于所述控制器12c的资源22)，则发生下述情况。所述控制器12c向承担主角色的处理单元12m发送针对所述列表14中的每个资源22的释放请求(s70)。所述控制器12c随后从所述列表14中删除所述资源22(s80)。这将转换终止在所述控制器12c可以在所述第一模式下操作(s40)的状态。
现在将在电话刀片集群中的电路选择的上下文中描述本发明的实施例。作为背景部分中的实例描述，所述控制面或信令面中的称作交换中心服务器的呼叫控制节点可以用于控制所述用户面中的资源22。同样如上所述，这种交换中心服务器应该优选是可扩展的。
这种信令面系统的可能架构是刀片集群结构。刀片集群结构由外壳(或底盘)制成，该外壳包括密集配置(例如，一个外壳中16、32、64或128个刀片)的多个服务器或刀片(也称作卡或电路板)。刀片集群结构通常包括处理器(处理单元)、易失性存储器、联网能力以及非易失性存储设备(例如，快闪存储器或小硬盘)。所述集群外壳提供体积庞大的元件和服务(比如电源)以及冷却。尽管刀片不是仅包括处理单元，但是在本文中为了简单，刀片和刀片中的处理单元在本文中利用相同的参考标记12表示，并且在附图以及下面的描述中不在刀片和处理单元之间进行区分。上述术语可互换使用，但是在实际中，刀片包括比处理单元更多的元件。
刀片集群结构提供了灵活性(刀片12通常被设计为容易从该结构中删除(可能在运行时)或者添加到该结构中，而不会干扰其它刀片12)、空间节省(刀片外壳提供体积庞大的硬件元件)、以及提高的可管理性(刀片12可以独立操作)。
在这些实施例(电话刀片集群中的电路选择)中，(在所述用户面中)承载有效载荷的传输线端接(terminate)于媒体网关(MGw)(例如还参见可从法国的Sophia Antipolis的3GPP(第三代伙伴计划)组织获得的第7版第2阶段的3GPP的3GPP TS 23.205V7.5.0(2007-06)的第5.1.1.3部分：TechnicalSpecification Group Core Network and Terminals；Bearer-independentcircuit-switched core network)。这些资源的切换由所述交换中心服务器控制，例如媒体交换中心服务器(MSC服务器，例如同样参见上述TS 23.205V7.5.0的第5.1.1.1部分)。
时分复用(TDM)端接(termination)(例如同样参见ITU-T Rec.H.248.1(09/2005)“SERIES H：AUDIOVISUAL AND MULTIMEDIA SYSTEMS，Infrastructure of audiovisual services-communication procedures，Gatewaycontrol protocol：Version3”，Section 6.2)不一定非常适合于由刀片集群系统控制，因为所述呼叫控制信令和所述MGw控制信令都不提供对多刀片架构的支持。在端接可以用于呼叫之前，必须在所述交换中心刀片之间执行排他性使用的协调。端接是通信网络中的资源类型。所述端接可以受管理地与电路识别码(CIC)唯一相关联，所述电路识别码由呼叫控制信令协议使用(例如在ISUP中，两个开关之间的每个时隙由所述ISUP消息中包括的电路识别码(CIC)唯一识别)。信令消息需要被路由到处理对应呼叫的刀片。
短暂端接更加适合于多刀片架构。端接的捕获(seizure)由所述MGw协调。不需要在所述交换中心服务器(SC-S)侧的刀片间协调。信令消息需要被路由到处理所述对应呼叫的刀片。承载独立呼叫控制协议(BICC)使用短暂端接，但要求在所述SC-S侧的呼叫实例码(CIC)的协调，因为所述呼叫实例码是所有刀片的公共资源。
如何保存呼叫实例码(CIC)的公共池以及如何将呼叫实例码分配给任何刀片上的呼叫控制功能可以描述如下。
图15例示了用于CIC处理的功能实体，假设使用第一模式(即，在没有本发明的第二模式的情况下)以更好地理解本发明的上下文以及没有使用第二模式造成的问题。
对于每个呼叫，所述呼叫控制功能被分配给所述集群中的一个刀片12。被分配所述呼叫控制功能的刀片或处理单元是控制器12c(图15中被标记为“刀片N”)。所述呼叫控制器12c-cc是控制器12c的组件，并且被配置为在呼叫发起时捕获CIC(该CIC是资源22)，以及当所述呼叫终止时释放该CIC。属于一个目的地(路由)的集中式CIC池由路由主机12m-rm保存。所述主角色被分配给所述刀片中的一个(被标记为“刀片M”)，即，刀片12m或处理单元12m。所述路由主机12m-rm是所述刀片12m的组件。
所述呼叫控制器12c-cc向捕获代理(broker)12c-sb发送捕获并释放请求，该捕获代理与所述呼叫控制器12c-cc共处在同一刀片12c上。其中，资源的捕获和资源的预留具有相同的含义。所述呼叫控制器12c-cc接收来自所述捕获代理12c-sb的任何应答。这个接口由图15中的被包围的标记“1”绘出。所有刀片12c上的捕获代理12c-sb通过刀片内协议与承担主角色的刀片12m上的捕获代理12m-sb通信(由被包围的标记“2”所绘出)。所述捕获代理12m-sb与所述路由主机12m-rm通信(由被包围的标记“3”所绘出)。所述路由主机12m-rm为通过所述共处一处的捕获代理12m-sb从其它刀片接收的捕获和释放请求提供服务。
所谓选择类型确定当在建立新呼叫时针对路由而选择空闲资源的情况下，之后跟随哪个过程。
对于ISUP和BICC电路，干路信令系统ISUP和BICC支持对双方电路的捕获。双向捕获是连接的双端已经向尝试捕获(即，预留)同一CIC的对端发送消息的网络状态。双向捕获由交换机根据以下事实检测：该交换机在它接收到有效反向消息之前接收到它已经发送初始地址消息(IAM)的电路的初始地址消息。为了减少双向捕获的可能性，所述选择类型应该按照两个通信方协调的方式指定。例如，在一侧，从最高CIC编号向下搜索空闲电路，以及对于另一侧，从最低CIC编号向上搜索空闲电路。
解决双向捕获情形需要相当多的额外处理以及信令容量。因此应该将双向捕获的可能性保持为尽可能低。
下表示出了主要的选择类型，所述选择类型在图15的示例(第一模式)中使用。
Figure BDA0000083230870000131
这些方法防止出现双向捕获，除非所述路由接近拥塞。
在A接口电路(所述A接口是基站控制器(BSC)和移动交换中心(MSC)之间的GSM信号接口)的上下文中，对于BSSMAP路由(BSSMAP表示基站系统应用管理部分，是用于在所述MSC和BSS(基站系统)之间传递控制信息的协议)，所述选择类型是不可管理的。经由先进先出(FIFO)空闲列表来找到空闲设备。在所述A接口上，电路总是由所述MSC-S选择，而从不由所述BSC选择。因此，不存在冲突风险。
在基群速率接入(PAR)B信道(B信道是ISDN信道，其中进行主要数据或语音通信)的上下文中，对于PRA发端呼叫，用户可以在所述SETUP消息中指示下述选项中之一：
-信道被指示，没有可接受的替换。在这种情况下，SC许可所指示的信道。如果该信道是不可用的，则SC断开该呼叫。
-信道被指示，任何替换是可接受的。在这种情况下，如果所述网络不能许可所述优选信道，则该网络选择与D信道(D信道是承载控制和信令信息的ISDN信道)相关联的任何其它可用B信道。
-任何信道是可接受的(缺省选项)。在这种情况下，SC选择与所述D信道相关联的任何可用信道。
仍然在PRAB信道的上下文中，但是针对PRA端接呼叫，所述网络可以在所述SETUP消息中指示下述选项之一：
-信道被指示，没有可接受的替换。在这种情况下，如果所指示的信道是可接受的且可用，则用户选择该信道来用于所述呼叫。
-信道被指示，任何替换是可接受的。在这种情况下，如果所指示的信道是可接受的且可用，则用户选择该信道来用于所述呼叫。如果用户不能许可所指示的信道，则该用户选择与所述D信道相关联的任何其它可用B信道，并且在响应于所述SETUP消息而发送的第一消息中，在信道识别信息元素中将该信道标识为“信道被指示，没有可接受的替换”。如果在所述第一响应消息中指示的所述B信道不为SC所接受，则SC切断该呼叫。
-没有B信道可用(仅仅与补充服务相关)。
如果所述PRA发端呼叫和PRA端接呼叫选择相同的信道，则可能发生信道选择冲突。在这种冲突的情况下，所述网络给予所述PRA端接呼叫比所述PRA发端呼叫请求更优先的优先级。只要所述B信道不能被所述网络分配或者不能被发起所述PRA发端呼叫的用户接受，则所述网络切断该呼叫。
在针对PBX(专用分支交换)的线路搜寻(搜寻或搜寻组是将来自单个电话号码的电话呼叫分发到一组若干个电话线路的方法，来自2008年12月15日访问的http://en.wikipedia.org/w/inex.php？title＝Line_hunting&oldid＝245820717，Linehunting)的上下文中，所述线路和干路搜寻补充服务应用于群组号码(GN)，并且在属于该GN的搜寻组(HG)内，实现对与端接呼叫相关的空闲设备(B信道，BCH)的自动选择。特别地，线路搜寻服务意在供在与终端相连的接入上使用。
这个补充服务由两个不同级别上的搜寻方法定义：GN级以及HG级。每个GN实例由若干数据定义：这个数据中的一个定义用于确定所述HG的搜寻顺序的搜寻类型。在该级上，三个不同的搜寻类型是可用的：顺序、循环以及伪随机。
-如果设置顺序搜寻，则所述扫描遵循固定顺序(按照命令先前定义的)。
当在所选择的HG内找到空闲BCH时或者当没有其它HG可用于扫描时，停止针对该GN的搜索。
-如果设置循环搜寻，则所述HG选择从在最后使用的一个HG之后的HG开始。所述固定顺序遵循顺序搜寻，并且在找到空闲BCH或再次指向所述起始HG记录时，停止所述扫描。
-如果设置伪随机搜寻，则执行顺序搜索(正像循环和顺序搜寻一样)，但是每次随机选择起始点。
与所述GN类似，与GN相连的每个HG由若干参数定义。这些参数中的一个是搜寻类型参数，该搜寻类型参数用于确定所述BCH的搜寻顺序。在该级上，四个不同的搜寻类型是可用的：顺序、统一、循环以及伪随机。
-如果设置顺序搜寻，则所述扫描遵循由分配给按照命令先前定义的LBCH(逻辑B信道，用于标识ISBN接入所用的电路的术语)的搜寻号码(HNB)所定义的固定顺序。在接入文件中需要对所述BCH状态的检查：如果空闲，则在所述呼叫过程中捕获并使用该BCH。当找到空闲BCH或当再次指向固定列表中的第一LBCH(在该HG中没有找到空闲BCH)时，停止针对该HG的扫描。
-当设置循环搜寻时，应该从最后捕获的BCH加1开始对HG的BCH进行顺序搜索。所述固定顺序遵循顺序搜寻，并且当找到空闲BCH时或者再次指向所述起始记录时，停止所述扫描。
-当设置伪随机搜寻时，执行顺序搜索(正像循环和顺序搜寻一样)，但是每次随机选择所述起始点。
如果设置统一搜寻，则选择已经空闲最长时间的BCH。因此，在所述LBCH文件中还创建与该HG相关的空闲列表：分配给该HG的所有空闲BCH被包括在该列表中。在利用这种搜寻类型对HG进行扫描时，扫描该相关的空闲列表，并且总是执行对该BCH状态的检查，因为该检查确保该BCH被“预订”并且防止出现冲突情形，例如，所述BCH由另一呼叫请求捕获。当指向空闲BCH时，该BCH被捕获并且该扫描停止。如果没有找到空闲BCH，则停止对该HG的搜索过程。
如果如图15所例示使用第一模式(即，在没有本发明的第二模式的情况下)，则产生下面的问题。CIC/信道的可用性将取决于所述集中式主机对象的可用性，该集中式主机对象针对每个路由(CIC/信道集)被分配在一个刀片上。由于各种理由，特别是当前承担所述主角色的刀片发生故障以及在所述刀片之间的处理负载平衡的改进，可能发生所述主角色的重新分配。在所述重新分配阶段期间，呼叫控制器12c-cc不能与所述路由主机12m-rm联系来捕获或释放CIC/信道。这个时间段取决于所述刀片12的处理能力，并且可以例如在数秒的范围内。当若干刀片12几乎同时执行重启时或者当刀片间通信变为拥塞时，主机故障可能持续更长时间。
因此，如果使用第一模式(即，在没有本发明的第二模式的情况下)，则不能建立需要由不可用的主机保存的CIC/信道的新呼叫。这个情形的持续时间被计数为干路停工时间。
在本发明的一个实施例中，第二操作模式允许任何刀片12上的呼叫控制在所述主角色不可用期间建立和释放新呼叫。利用由于呼叫端接而变为空闲的电路，在刀片12c上本地地为新呼叫的电路请求提供服务。
参见图16(在本发明的第一和第二操作模式被配置为可用的实施例中的第一模式下)，呼叫控制刀片12c或控制器12c(在图16上被标记为“刀片N”)上的捕获代理12c-sb从呼叫控制器12c-cc接收CIC/信道捕获请求(由被包围的标记“1”所绘出)。如果主角色被分配且可起作用，则所述捕获代理12c-sb将所述请求转发到承担所述主角色的刀片12m(被标记为“刀片M”的刀片)。所述刀片12m将应答转发回所述呼叫控制器12c-cc。如果所述路线具有任何空闲的CIC/信道，则所述应答包含CIC/信道。
可以配置由被包围的标记“1”绘出的接口，从而使得所述主角色由(图16中所例示的)不同的刀片12m承担还是由同一刀片12mc(图16中未例示，但在图8中例示)承担并不暴露于所述呼叫控制器12c-cc。所述捕获代理12c-sb向所述呼叫控制器12c-cc提供用于捕获和释放资源22的模块。
图16中例示了在第一模式下捕获资源22的过程。一旦接收到(被包围的标记“1”)捕获请求，则所述捕获代理12c-sb将所述捕获请求转发到(被包围的标记“2”)承担所述主角色的刀片12m上的对端捕获代理12m-sb。所述捕获代理12m-sb与所述路由主机12m-rm联系(被包围的标记“3”)，从而请求捕获(即，预留)资源22。所述路由主机12m-rm根据所述选择类型选择可用的资源(如上所述)，预留该资源并将该信息传递回(被包围的标记“4”)所述共处一处的代理12m-sb，该代理12m-sb接着将该信息传递回(被包围的标记“5”)位于所述呼叫控制刀片12c上的捕获代理12c-sb。所述本地代理12c-sb向所述呼叫控制器12c-cc提供(被包围的标记“6”)所请求的资源22的标识符。
用于释放资源22的第一模式过程也可以参照图16说明。一旦接收到(被包围的标记“1”)释放请求，则所述捕获代理12c-sb将所述释放请求转发到(被包围的标记“2”)承担所述主角色的刀片12m上的对端捕获代理12m-sb。所述捕获代理12m-sb与所述路由主机12m-rm联系(被包围的标记“3”)，从而请求释放资源22。所述路由主机12m-rm将该资源22链接回所述空闲资源池，并将确认信息传递回(被包围的标记“4”)所述共处一处的代理12m-sb，该代理12m-sb接着将该确认信息传递回(被包围的标记“5”)位于所述呼叫控制刀片12c上的捕获代理12c-sb。所述捕获代理12c-sb利用确认信息对所述呼叫控制器12c-cc进行应答(被包围的标记“6”)。
可选地，为了减少刀片间通信，与所述呼叫控制器12c-cc共处一处的捕获代理12c-sb可以直接向所述呼叫控制器12c-cc确认资源释放。因此，向承担所述主角色的刀片12m发送释放请求可以以分离(decouple)的方式处理，从而不影响所述控制器12c并且对于所述控制器12c而言是不可见的。
图17例示了在所述第一模式期间的电路使用流程图，并且示出了在一个实施例中，所述捕获代理12c-sb如何保存已经被所述呼叫控制器12c-cc释放的资源22(更精确地，资源标识符)的本地缓存器18。当主机状况管理器16检测到所述主角色被分配且可起作用，并且满足其它条件时，所述捕获代理12c-sb向承担所述主角色的刀片12m发送大块(bulk)释放请求消息。这些条件可以是填充阈值以及时间管理：所述大块消息应该在所述填充水平已经达到特定阈值时或者在特定最大持续时间之后发送，无论首先满足哪个条件。
如果使用第一模式，则如果承担主角色的刀片12m是不可起作用的或者如果所述主角色暂时还未被分配或正在移动，则捕获请求可能不能服务于所述呼叫控制器12c-cc。
当由于承担主角色的刀片12m是不可起作用的或者所述主角色暂时还未被分配或正在移动，捕获请求不能服务于所述呼叫控制器12c-cc时，应用第二模式，该第二模式也可以称为自主工作模式(指的是控制器12c以自主方式动作来预留和释放资源)。可选地，当由于所述路由主机12m-rm已经用尽可用资源22但所述捕获代理12c-sb的缓存器18仍然包含这种资源，捕获请求已经被承担所述主角色的刀片12m拒绝时，也可以应用所述第二模式。
图18例示了在第二模式期间的电路使用流程图。
在所述第二模式下，与所述呼叫控制器12c-cc共处一处的捕获代理12c-sb经由本地缓存器18为从所述呼叫控制器12c-cc接收的捕获请求提供服务，而不与任何其它刀片联系。所述捕获代理12c-sb从所述本地缓存器18中删除空闲资源，并且在所述捕获请求应答中将其提供给所述呼叫控制器12c-cc。当检测到所述主角色被分配给处理单元12m且该处理单元12m可用来接收和释放针对所述控制器12c的请求时，所述主机状况管理器16负责将释放请求发送给承担主角色的处理单元12m。
这个方法可与随机选择策略兼容，并且用于所述选择类型未被用作防止双向捕获的模块的应用(比如A接口)。当配置具有非随机选择策略的选择类型时，第一模式和第二模式之间的节点行为不同，特别是对于干路和PRA。
所述第二模式操作的选择类型可以如下所述。
在ISUP和BICC的上下文中，可用于干路业务的选择类型可以被修改为取代节点级别而在刀片级别上工作。下表示出了与第一模式操作的选择类型相比的第二模式操作的选择类型。
Figure BDA0000083230870000181
在A接口电路的上下文中，针对BSSMAP路由，利用FIFO空闲列表找出可用资源。在第二模式列表14中，针对每个路由，所述刀片12c利用其自有的空闲列表操作。所述空闲列表包括在针对所述路由的未使用资源的本地缓存器18中包含的CIC。
在所述A接口上，电路总是由所述MSC-S选择，从不由所述BSC选择。因此，不存在冲突风险。
在PRA B信道的上下文中，对于PRA发端呼叫，很可能由所述PRA选择的信道不在未使用资源22的缓存器中，因为在所述刀片进入所述第二模式时，该信道可能已经不在所述节点中使用，或者可能已经被不同的刀片使用。在第二模式下操作的刀片12c将不具有断定所述电路是否是空闲的模块，并且该刀片12c不能从承担主角色的刀片12m捕获该电路。如果这个电路由所述PRA选择，并且任何替换在所述SETUP消息中被指示为是可接受的，则所述控制器12c可以从未使用资源的刀片本地缓存器中选择信道来进行所述接入。如果没有替换被指示为是可接受的，则必须断开呼叫。如果任意替换都被指示为是可接受的，则SC-S从未使用资源的刀片本地缓存器18中选择信道来进行所述接入。
对于PRA端接呼叫，SC-S应该向所述接入指示没有替换是可接受的。否则，存在所述PRA选择不包含在未使用资源22的本地缓存器18中的信道的风险。在第二模式下操作的刀片12c不具有断定所述电路是否是空闲的模块，并且该刀片12c不能从承担主角色的刀片12m捕获该电路。该呼叫将不得不被释放。
在所述第二模式中可以支持搜寻方法。可用信道集被限制于在未使用资源的刀片本地缓存器18中包括的信道。所述搜寻不能考虑由其它刀片执行的信道选择，因此，节点级别行为可能不符合所配置的搜寻方法。
本领域技术人员将认识到，第二模式的引入减少在例如由于刀片故障导致的用于保存资源公共池的主角色不可用时期间或在刀片12之间的角色移动期间的干路/线路停工时间。
根据本发明的包括刀片的物理实体可以包括或存储包括指令的计算机程序，当在所述物理实体上执行所述计算机程序时，所述指令使得执行根据本发明的一个实施例的步骤和过程。本发明还涉及这种用于执行根据本发明的方法的计算机程序，以及任何存储用于执行根据本发明的方法的计算机程序的计算机可读介质。
当在本文中使用术语“呼叫控制器”、“捕获代理”以及“主机状况管理器”的情况下，对如何分布处理单元12的这些元件以及如何聚集元件不进行限制。也就是，处理单元12的构成元件可以分布在用于完成想要的功能的(处理单元12或刀片12内的)不同软件或硬件组件或设备中。多个分立的元件还可以被聚集来提供想要的功能。
处理单元12或刀片12的上述元件中的任何一个可以利用硬件、软件、现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、固件等实现。
在本发明的其它实施例中，上述呼叫控制器、捕获代理以及主机状况管理器中的任何一个可以利用分别用于执行所述呼叫控制器、捕获代理以及主机状况管理器的功能的呼叫控制装置、捕获代理装置或主机状况管理装置或者呼叫控制单元、捕获代理单元或主机状况管理单元来替换。
在本发明的其它实施例中，上述过程中的任何一个，比如所述分配过程、过程和/或步骤中的部分可以使用计算机可读指令来实现，所述计算机可读指令的形式例如是采用任何种类的计算机语言(比如C、C++、JAVA、Assembler(汇编)、Visual Basic等)的计算可理解的过程、方法等，和/或固件、集成电路等中的嵌入式软件。
尽管已经基于详细实例描述了本发明，但是该详细实例仅仅用来向本领域技术人员提供更好的理解，而不是意在限制本发明的范围。本发明的范围由所附权利要求限定。

Claims (17)

1.一种用于控制通信网络中的资源(22)的至少一个集合(20)的网络节点(10)，
所述节点(10)包括至少两个处理单元(12)，
针对资源(22)的每个集合(20)，所述节点(10)被配置为：
向所述处理单元(12)中的一个处理单元分配用于预留和释放所述资源(22)的角色，该角色在此称为主角色，以及
向所述处理单元(12)中的至少两个处理单元的每个处理单元分配用于控制所述资源(22)的角色，所述处理单元(12)中的所述至少两个处理单元的每个处理单元在此称为控制器(12c)；以及
每个控制器(12c)被配置为：
当主角色被分配给所述处理单元(12)中的一个处理单元，并且该处理单元(12m)可用来预留和释放用于所述控制器(12c)的资源时，在第一模式下操作，
当主角色没有被分配给所述处理单元(12)中的任何一个处理单元时，或者当主角色被分配给所述处理单元(12)中的一个处理单元，但该处理单元(12m)不可用来预留和释放用于所述控制器(12c)的资源(22)时，在第二模式下操作，以及
当在所述第二模式下操作时，维持所述控制器(12c)请求要释放的所述资源(22)的列表(14)，以及当所述控制器(12c)请求要预留一个资源时，从所述列表(14)中选择所述资源(12)中的一个资源。
2.如权利要求1所述的节点(10)，所述节点(10)是所述通信网络的信令面中的交换中心，用于控制所述通信网络的用户面中的资源(22)的至少一个集合。
3.如权利要求1或2所述的节点(10)，其中，所述资源(22)是下述之一：
物理载体；以及
电路交换承载网络的电路或信道。
4.如前述权利要求中的任何一个所述的节点(10)，包括刀片集群，所述刀片集群包括所述至少两个处理单元(12)，其中每个处理单元(12)是所述刀片集群中的刀片。
5.如权利要求4所述的节点(10)，其中，所述刀片集群中的每个刀片还包括至少一个存储单元。
6.如权利要求5所述的节点(10)，其中，所述列表(14)存储在所述至少一个存储单元上。
7.如前述权利要求中的任何一个所述的节点(10)，其中，每个控制器(12c)还被配置为当在所述第二模式下操作时，在已经从所述列表(14)中选择一个资源后，从所述列表(14)中删除所选择的资源。
8.如前述权利要求中的任何一个所述的节点(10)，其中，每个控制器(12c)还被配置为当在所述第二模式下操作并且检测到主角色被分配给所述处理单元(12)中的一个处理单元且该处理单元(12m)可用于预留和释放用于所述控制器(12c)的所述资源(22)时：
向被分配所述主角色的所述处理单元(12m)发送关于所述列表(14)中的所述资源(22)中的每个资源的释放请求，以及
从所述列表(14)中删除所述资源。
9.一种用于通过网络节点(10)来控制通信网络中的资源(22)的至少一个集合的方法，
所述节点(10)包括至少两个处理单元(12)，
所述方法包括针对资源(22)的每个集合(20)，由所述节点(10)进行下述操作的分配过程：
向所述处理单元(12)中的一个处理单元分配用于预留和释放所述资源(22)的角色，该角色在此称为主角色，以及
向所述处理单元(12)中的至少两个处理单元的每个处理单元分配用于控制所述资源(22)的角色，所述处理单元(12)中的所述至少两个处理单元的每个处理单元在此称为控制器(12c)；以及
所述方法使得每个控制器(12c)：
当主角色被分配给所述处理单元(12)中的一个处理单元，并且该处理单元(12m)可用来预留和释放用于所述控制器(12c)的资源时，在第一模式下操作(s40)，
当主角色没有被分配给所述处理单元(12)中的任何一个处理单元时，或者当主角色被分配给所述处理单元(12)中的一个处理单元，但该处理单元(12m)不可用来预留和释放用于所述控制器(12c)的资源(22)时，在第二模式下操作(s50)，以及
当在所述第二模式下操作时，维持(s52)所述控制器(12c)请求要释放的所述资源(22)的列表(14)，以及当所述控制器(12c)请求要预留一个资源(s53)时，从所述列表(14)中选择所述资源(12)中的一个资源(s54)。
10.如权利要求9所述的方法，其中，所述节点(10)是所述通信网络的信令面中的交换中心，用于控制所述通信网络的用户面中的资源(22)的至少一个集合。
11.如权利要求9或10所述的方法，其中，所述资源(22)是下述之一：
物理载体；以及
电路交换承载网络的电路或信道。
12.如权利要求9到11中的任何一个所述的方法，其中，所述节点(10)包括刀片集群，所述刀片集群包括所述至少两个处理单元(12)，其中每个处理单元(12)是所述刀片集群中的刀片。
13.如权利要求12所述的方法，其中，所述刀片集群中的每个刀片还包括至少一个存储单元。
14.如权利要求13所述的方法，其中，所述列表(14)存储在所述至少一个存储单元上。
15.如权利要求9到14中的任何一个所述的方法，其中，当在所述第二模式下操作时，每个控制器(12c)在已经从所述列表(14)中选择一个资源(22)后，从所述列表(14)中删除所选择的资源(22)。
16.如权利要求9到15中的任何一个所述的方法，其中，当在所述第二模式下操作时并且在检测到主角色被分配给所述处理单元(12)中的一个处理单元且该处理单元(12m)可用于预留和释放用于所述控制器(12c)的所述资源(22)时，每个控制器(12c)：
向被分配所述主角色的所述处理单元(12m)发送关于所述列表(14)中的所述资源(22)中的每个资源的释放请求，以及
从所述列表(14)中删除所述资源(22)。
17.一种包括指令的计算机程序，当在网络节点(10)上执行时，所述指令被配置为使得所述节点(10)执行根据权利要求9到16中的任何一个所述的方法。
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