CN102461110A - 用于对通过双环因特网协议(ip)网络的呼叫会话进行负荷平衡的方法和系统 - Google Patents

用于对通过双环因特网协议(ip)网络的呼叫会话进行负荷平衡的方法和系统 Download PDF

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Abstract

用于对通过双环因特网协议(IP)网络(100)的电信会话进行负荷平衡的系统(10)、节点(11，12)和方法允许IP网络的第一环与第二环(1，2)之间的负荷平衡。通过监测经由第一环从一个或多个远程站点的第一IP子网络(21)接收的分组并且监测通过第二环从一个或多个站点的第二IP子网络(22)接收的分组，来确定传输质量。基于监测来进行关于所述第一环和第二环(1，2)中的哪一个环与到站点的最高分组传输质量关联的确定。能够通过第一环和第二环(1，2)中与包含节点的站点之间的最高分组传输质量关联的相同环，在节点之间交换呼叫会话的分组。

Description

用于对通过双环因特网协议(IP)网络的呼叫会话进行负荷平衡的方法和系统
技术领域
本发明涉及与双环拓扑IP网络互操作的电信网络，更具体来说，涉及用于对通过双环IP网络的电信会话进行负荷平衡的系统和方法。
背景技术
因特网的成功已经引起电信网络中的IP技术迁移。移动和固定电信网络中诸如基于IP的语音(Nb/IP和Iu/IP)和SIGTRAN之类的各种IP使能服务和技术的出现现在要求客户构建IP骨干传输基础设施。
电信网络通过关联的本地接入或核心网络来与IP骨干互操作，接入IP骨干并且通过IP骨干交换电信会话。PSTN(拨号接入)、全球移动通信系统(GSM)和通用移动电信系统(UMTS)网络是能够接入IP骨干传输网络并且通过IP骨干传输网络来交换电信会话的电信网络的示例。
IP骨干传输网络能够具有不同结构。IP骨干网络中用于电信的网络结构是两重(duplicated)结构或双环结构。采用这种类型的IP网络结构，原因在于路由器和交换机不被认为是运营商类节点(carrier classnodes)，但可用性仍然必须与时分复用(TDM)网络同样良好。
图1示出电信网络节点可接入的简化双环IP骨干网络的一个示例。图1中，双环网络的第一环1由互连集线器4的站点路由器(R1)5的实线来表示，而第2环由互连集线器4的其它站点路由器(R2)6的虚线来表示。任何类型的业务工程都能够在IP骨干网络内部使用。例如，多协议标记交换(MPLS)能够用于允许业务工程。电信节点7能够通过IP网络访问会话并且相互传输会话。
IP网络的路由器5、6是提供商边缘路由器。业务工程允许业务流动将通过的路径和接口被预先定义。在IP骨干的标记交换路径(LSP)建立的范围内，从网络中的各提供商边缘(PE)路由器5、6，存在所定义的直接LSP、本地LSP和交叉LSP(crossed LSP)。这意味着，在非故障情形下，注入第一环1中的路由器(R1)5的Nb/IP业务始终局限在第一环1中，直至它到达最终电信核心或接入节点。本地LSP仅用于站点本地业务。这种配置提供最好的复原能力和最快的会聚。
电信系统中的负荷平衡在电信节点7中执行。例如，在UMTS应用中，节点7能够是例如核心网络的媒体网关(MGW)节点。负荷平衡能够在由移动交换中心(MSC-S)(未示出)选择负荷平衡时在各媒体网关(MGW)节点中通过以循环方式(向第一环1转发一次并且下一次向第二环2转发)均等地按新呼叫选择IP接口来执行。节点7的IP接口的一半向站点路由器5转发其所有业务，IP接口的另一半向站点路由器6转发。沿着直接LSP，Nb用户平面则停留在一个环中。注意，同一Nb连接的上游和下游能够使用不同的环，原因在于各MGW独立地判定哪一个IP接口用于连接。
需要能够提供对通过双环拓扑因特网网络的电信会话的更有效负荷平衡的系统和方法。
发明内容
按照本发明的一个方面，提供一种用于对通过连接到电信网络的双环因特网协议(IP)网络的呼叫会话进行负荷平衡的方法。电信网络包括分布于通过双环IP网络的第一环和第二环所互连的多个站点之间的多个通信节点，多个站点中的每一个站点配置为第一IP子网络和第二IP子网络，并且对于各站点，站点中的所述节点或每个节点配置成经由站点第一IP子网络来接入第一环以及经由站点第二IP子网络来接入第二环。该方法包括：对于在多个站点的第一站点中的第一节点处接收的正进行呼叫会话监测通过第一环从第二站点的第一IP子网络接收的分组的传输质量以及通过第二环从第二站点的第二IP子网络接收的分组的传输质量；基于该监测来确定第一环和第二环中的哪一个环与到第二站点的最高分组传输质量关联，并且通过第一环和第二环中确定为与到第二站点的最高分组传输质量关联的环来将呼叫会话的分组从第一节点转发到第二站点中的第二节点。
通过确定为与到第二站点的最高分组传输质量关联的环来将呼叫会话分组从第一站点中的第一节点转发到第二站点中的第二节点改进通过IP网络的负荷平衡，由此实现对IP网络中的现有传输容量的更有效使用。
能够使用实时协议(RTP)、通过IP网络来传输分组，在这种情况下，监测传输质量能够包括使用RTP监测来收集基于分组丢失、分组抖动、分组延迟、分组重排序或者它们的组合的分组统计。
必要时，能够动态地执行如下操作：监测和确定IP网络的第一环和第二环中的哪一个环正提供到第二站点的最高传输质量。还能够通过使用逻辑路由选择来通过与到第二站点的最高传输质量动态关联的环转发分组，从而动态地执行将呼叫会话分组从第一节点转发到第二节点。这样，如果与最高传输质量关联的环在呼叫会话期间从一个环改变成另一个环，则从第一节点转发到第二节点的分组将继续被转发到与到第二站点的最高传输质量关联的环。
在一个实施例中，负荷平衡也能够在第二站点中的第二节点中通过下列步骤来实现：对于在第二节点处接收的正进行呼叫会话来监测通过第一环从第一站点的第一IP子网络接收的分组的传输质量以及通过第二环从第一站点的第二IP子网络接收的分组的传输质量；基于该监测来确定第一环和第二环中的哪一个环与到第一站点的最高分组传输质量关联，并且通过第一环和第二环中确定为与到第一站点的最高分组传输质量关联的环来将呼叫会话的分组从第二节点转发到第一节点；由此通过第一环和第二环中与第一站点和第二站点之间的最高分组传输质量关联的相同环在第一节点与第二节点之间交换呼叫会话分组。
通过在第一节点和第二节点中实现负荷平衡，能够通过第一环和第二环中与第一站点和第二站点之间的最高分组传输质量关联的相同环来交换呼叫会话。因此能够提供呼叫会话的下游分组和上游分组在第一环与第二环之间的负荷平衡。
按照本发明的另一方面，提供一种操作电信网络中用于对通过双环因特网协议(IP)网络的呼叫会话进行负荷平衡的通信节点的方法。电信网络包括分布于通过双环IP网络的第一环和第二环所互连的多个站点之间的多个通信节点，多个站点中的每一个站点配置为第一IP子网络和第二IP子网络，并且对于各站点，站点中的所述通信节点或每个通信节点配置成经由站点第一IP子网络来接入第一环以及经由站点第二IP子网络来接入第二环。操作通信节点的方法包括：对于接收的正进行呼叫会话来监测通过第一环从多个站点的所述远程站点或每个远程站点的第一IP子网络接收的分组的传输质量以及通过第二环从所述远程站点或每个远程站点的第二IP子网络接收的分组的传输质量；基于该监测来确定第一环和第二环中的哪一个环与到特定远程站点的最高分组传输质量关联，并且通过第一环和第二环中确定为与到特定远程站点的最高分组传输质量关联的环来将呼叫会话的分组转发到特定远程站点中包含的另一个节点。
按照本发明的又一方面，提供一种用于对通过连接到电信网络的双环因特网协议(IP)的呼叫会话进行负荷平衡的电信网络节点。电信网络包括分布于通过双环IP网络的第一环和第二环互连的多个站点之间的多个通信节点，多个站点中的每一个站点配置为第一IP子网络和第二IP子网络，并且对于各站点，站点中的所述节点或每个节点配置成经由站点第一IP子网络来接入第一环以及经由站点第二IP子网络来接入第二环。电信网络节点包括：监测单元，配置成：对于接收的正进行呼叫会话来监测通过第一环从所述远程站点或每个远程站点的第一IP子网络接收的分组的传输质量以及通过第二环从所述远程站点或每个远程站点的第二IP子网络接收的分组的传输质量，基于该监测来确定第一环和第二环中的哪一个环与到特定远程站点的最高分组传输质量关联；以及接口控制器单元，配置成：控制电信网络节点的接口来通过第一环和第二环中确定为与到特定远程站点的最高分组传输质量关联的环将呼叫会话的分组转发到特定站点。
根据本发明的又一方面，提供一种计算机程序产品，包括：存储指令的计算机可用数据载体，其中指令在由计算机运行时使计算机执行用于对通过连接到电信网络的双环因特网协议(IP)网络的呼叫会话进行负荷平衡的上述方法中的一个或多个。
附图说明
为了可以更易于了解本发明，现在将参照附图，附图中：
图1是电信节点可接入的双环因特网协议(IP)网络的简化示意图；
图2是按照一个实施例、用于对通过双环IP网络骨干的电信会话进行负荷平衡的示范系统的简化示意图；
图3示出按照一个实施例、图2所示的示范电信节点的简化框图；
图4是示出按照一个实施例、操作用于对通过双环IP网络的呼叫会话进行负荷平衡的电信节点的方法的示例的流程图；
图5是示出按照一个实施例、监测从每个远程站点的第一IP子网络和第二IP子网络始发的分组的传输质量的示例的框图；以及
图6和图7分别示出按照一个实施例、用于在呼叫建立期间对通过IP骨干的新呼叫会话进行负荷平衡的示例系统和方法的框图。
具体实施方式
为了便于说明而不是进行限制，以下描述中提出诸如具体实施例、过程、技术等的特定细节，以便提供对本发明的透彻理解。但是，本领域的技术人员将会清楚地知道，可在脱离这些特定细节的其它实施例中实施本发明。例如，虽然在其中与IP骨干互操作的电信网络是UMTS电信网络的示例应用中描述示例实施例之一，但是电信能够是GSM网络或者任何其它电信网络。
在一些情况下，省略对众所周知的方法、接口、装置和信令技术的详细描述，以免不必要的细节影响对本发明的说明书的理解。此外，在一些附图中示出单独功能框。本领域的技术人员将会理解，可使用单独硬件电路、使用与适当编程的数字微处理器或通用计算机结合起作用的软件、使用专用集成电路(ASIC)和/或使用一个或多个数字信号处理器(DSP)来实现功能。
已经识别对通过双环IP网络的呼叫会话进行的现有负荷平衡的下列问题。IP骨干具有预先配置的业务工程MPLS设计，并且没有执行IP骨干的两个环之间的负荷平衡。作为举例，在现有UMTS电信网络中，负荷平衡在核心网络(CN)/UMTS陆地无线电接入网(UTRAN)节点中进行、即对于Nb传输在MGW中进行，以及对于Iu/Iur传输在RNC中进行。要获得关于UMTS电信网络传输和信令的一般信息，参照3GPP TS 29.414“Technical Specification Group Core Network andTerminals；Core Network Nb data and transport signaling”。当前，CN/UTRAN节点不知道对于各呼叫使用哪一个环。节点中的负荷平衡假定在到目标PE路由器的预先配置的LSP和/或(respectively)两个环中有相等负荷。它没有考虑，在多服务骨干中，环可能不同地加有负荷。这种不相等负荷可能引起在两个环中看到的不同分组丢失。一般来说，环(路由器)中的负荷越高，则预计分组丢失越高。
诸如使用基于测量的准入和/或静态准入之类的准入控制器监测站点之间的分组丢失，并且对单个分组丢失参数来判定是否允许建立到另一个站点的新呼叫。本地MGW或其它CN/UTRAN节点单独地从连接到IP骨干的每个远程站点监测平均分组丢失，但是没有考虑IP传输设计。基于站点的IP地址范围来进行监测。如果这时环的链路/路由器因其它IP业务而加有高得多的负荷，则MGW将测量两个环的平均的结果。因此，通常以超过语音业务的尺寸的100％来定IP骨干基础设施的尺寸，这表示各环能够处理完整业务。这具有比TDM网络中要高许多的成本标签。
骨干中的现有传输容量的使用绝不是有效的。如果IP骨干中的一个环因其它不对称注入的IP业务而加有极高的负荷，则分组丢失在该环中会相当大地增加，而另一个环仍然看到低分组丢失。平均分组丢失可能高到使得准入控制器完全停止对该站点的呼叫。这对于将准入控制器阈值设置为10^-4的针对极良好话音质量的运营商特别成问题。
对于缓慢会聚IP或MPLS设计，呼叫准入在环中的链路故障之后被阻塞，直到路由选择协议已经会聚。PDH传输的SDH(特别是在不发达国家)不是始终可靠的。在链路故障的情况下，IP骨干必须提供快速会聚以便修复IP或MPLS层上的链路中断。如果没有使用MPLS，并且IP层很缓慢地会聚(取决于定时器设定，OSPF或BPG会聚能够持续高达30s)，则本地接入节点MGW将很可能停止到另一个站点的所有新呼叫。这是因为一个环中的分组丢失为100％，并且达到平均准入阈值，即使第二环可能具有极良好性能也是如此。因为直到IP或MPLS层已经会聚之前没有呼叫被准许，所以损失收益。
已经认识到，能够通过基于到站点的环传输质量在IP网络的两个环之间进行负荷平衡，使对通过双环IP网络的电信会话进行的负荷平衡更为有效。
现在将参照附图，附图中，相似参考标号在单独视图中通篇表示相同或功能相似的元件，具体来说，图2示出按照一个实施例、电信系统的用于对通过双环因特网协议(IP)网络的电信会话进行负荷平衡的系统的简化示意图。系统10包括核心网络的多个传输或通信节点11、12和控制器节点15。多个通信节点11、12分布于通过双环IP网络的第一环和第二环1、2互连的多个站点23、24之间。下面将更详细地说明，多个站点中的每一个站点配置为第一IP子网络和第二IP子网络。对于每个站点，站点中的所述节点或每个节点配置成经由其站点第一IP子网络接入第一环以及经由其站点第二IP子网络接入第二环。
节点11可通过IP骨干网络100来与节点12进行通信，以及节点12可类似地也通过IP骨干网络100来与节点11进行通信。在第一站点(站点A)23的第一节点11与第二站点(站点B)24的第二节点12之间交换的通信会话30的非限制性示例在图2中通过粗实线来表示。操作上耦合到节点11、12的控制器15控制核心网络节点11的信令，以便使用户呼叫会话30能够被设立(establish)和管理。终端用户(未示出)通过操作上分别连接到核心网络节点11、12的接入网(也未示出)来交换通信。
虽然在图2的示例中，节点11、12是通用移动电信系统(UMTS)的核心网络节点、例如媒体网关节点(MGW)，但是节点能够属于任何电信网络，例如PSTN(拨号接入)网络或全球移动通信系统(GSM)网络。例如，节点11、12能够是GSM网络的GPRS支持节点。此外，不是核心节点，节点能够是接入节点，例如UMTS网络的无线电网络控制器节点或者GSM网络的基站控制器(BSC)节点。能够采用有能力向IP骨干传输电信会话的任何类型的网络节点。
作为举例，在节点11、12之间所交换的通信会话是呼叫会话30、如语音和/或视频呼叫。备选地，通信会话能够是另一种类型的单媒体或多媒体通信会话。通信会话能够是例如视频会议会话、多媒体流播会话或在线游戏会话。通信会话能够是能够通过IP网络在节点之间设立的任何类型的通信会话。另外，虽然在图2的所示示例中，IP网络100由四个节点11、12来接入，但是节点11、12的数量能够扩展到包括更多(many more)的节点。备选地，能够仅采用一个节点11和一个节点12。传输节点11、12无需是相同类型的电信网络，也无需使用相同类型的接入网。节点11、12可分布于连接到IP网络100的少至两个站点23、24之间。但是，对于许多应用，存在分布于比图2所示的更多的站点23、24之间的更多的节点11、12。
图2的双环IP网络100与图1所示的双环IP网络相似。为此，IP网络100具有包括与图1所示相似的IP提供商边缘路由器5、6的多个集线器4以及共同提供IP网络的入口与出口点之间可接入的第一环和第二环1、2的互连链路。因此，双环IP网络建立成使得注入第一环1中的站点路由器(R1)5的用户业务始终被局限在第一环1中，直至它到达最终核心网络节点11、12，而注入第二环2中的站点路由器(R2)6的用户业务始终被局限在第二环2中，直至它到达最终核心网络节点11、12。
只要涉及本发明，这就取决于接入IP网络的网络节点11、12的配置，现在将更详细地对此进行说明。现在还参照图3，图3示出按照一个实施例的示范电信节点的简化框图，各节点11、12包括配置成经由站点第一IP子网络21来接入IP骨干100的第一环1以及经由站点第二IP子网络22来接入第二环2的转发接口IF 119和IF 220。例如，物理接口之一IF 119能够缺省地配置成经由站点第一IP子网络21来接入第一环1，而物理接口中的另一个IF 220能够缺省地配置成经由站点第二IP子网络22来接入第二环2。这能够例如通过下列步骤来实现：将第一物理接口19在物理上连接到站点第一IP子网络21，并且将第二物理接口在物理上连接到站点第二IP子网络22。
逻辑接口配置还能够在节点11、12中使用适当逻辑开关/路由选择来提供，使得分组能够有选择地通过正提供最高分组传输质量的无论哪个环在逻辑上路由到另一个节点。这能够通过将下一跳站点路由器改变成第一环和第二环中提供最高分组传输质量的环上的无论哪一个来实现。这样，分组能够在逻辑上通过第一环经由站点路由器(R1)5从任一个节点接口19、20路由到另一个节点。类似地，分组能够在逻辑上通过第二环经由站点路由器(R2)5从任一个节点接口19、20路由到另一个节点。此外，节点11、12能够备选地具有配置成有选择地在逻辑上将分组路由到第一IP子网络和第二IP子网络的单个物理接口或者具有更多的物理接口。第一IP子网络和第二IP子网络21、22能够在包含于节点本身中的或者到IP骨干的边缘的交换机/路由器(未示出)中实现。第一IP子网络21和第二IP子网络22能够是逻辑IP子网络、物理IP子网络或者这两者的组合。
因此，各节点11、12通过经由其站点第一IP子网络21在第一环1上转发分组，或者经由其站点第二IP子网络22在第二环2上转发分组，来通过IP骨干发送呼叫会话分组。
节点11还包括监测单元17和接口控制器单元18。下面将更详细地说明，监测单元17配置成对于正进行呼叫会话来监测第一环和第二环1、2中的每个环中的分组传输质量，并且确定第一环和第二环中的哪一个环与到特定站点的最高分组传输质量关联。接口控制器18配置成选择用于通过第一环和第二环1、2中与到特定站点的最高传输质量关联的环来转发分组的转发接口19、20。各转发接口19、20能够是适合通过IP网络来转发呼叫会话分组的任何类型的转发接口。
现在将结合图2和图3参照图4的流程图来描述按照一个实施例、操作用于对通过双环因特网协议网络100的呼叫会话进行负荷平衡的节点11的方法的一个示例。作为非限制性示例，考虑呼叫会话正在或者将在图2的第一站点23(站点A)的第一节点11与第二站点24(站点B)的第二节点12之间交换。对于在第一站点23(站点A)中的第一节点11处接收的正进行呼叫会话，监测通过第一环1从第二站点24(站点B)的第一IP子网络21接收的分组的传输质量(S1)。类似地，还监测通过第二环2从第二站点24(站点B)的第二IP子网络22接收的分组的传输质量(S1)。基于分组传输质量监测，能够进行关于第一环和第二环1、2中的哪一个与到第二站点的最高分组传输质量关联的确定(S2)。然后，呼叫会话的分组能够通过第一环和第二环中确定为与到第二站点的最高分组传输质量关联的环从第一站点(站点A)中的第一节点11转发到第二站点(站点B)中的第二节点12(S3)。
通过经由IP网络100的第一环和第二环1、2中正提供到第二站点的最高传输质量的无论哪一个环将呼叫会话分组从第一节点转发到第二节点，提供两个环之间的改进负荷平衡，从而实现对IP网络中的现有传输容量的更有效使用。
能够使用转发接口来转发呼叫会话分组，该转发接口通过第一环和第二环中与到第二站点的最高质量关联的环、经由适当站点IP子网络来转发分组。备选地，通过选择作为下一跳的适当站点路由器，第一节点能够通过与最高传输质量关联的环在逻辑上将分组转发到第二节点。
必要时，能够通过使用上述逻辑路由选择来通过与到第二站点的最高传输质量动态关联的环转发分组，从而动态地执行S1-S3。因此，如果与最高传输质量关联的环在呼叫会话期间从一个环改变成另一个环，则从第一节点转发到第二节点的分组将继续被转发到与到第二站点的最高传输质量关联的环。
负荷平衡能够由第一节点或第二节点来实现，或者能够由第一节点和第二节点来实现。为了在第二节点中进行负荷平衡，执行图4的过程步骤S4-S6。因此，在图4的非限制性示例中，对于在第二站点24(站点B)中的第二节点处接收的正进行呼叫会话，监测通过第一环1从第一站点23(站点A)的第一IP子网络21接收的分组的传输质量(S4)。类似地，还监测通过第二环2从第一站点(站点A)的第二IP子网络22接收的分组的传输质量(S4)。基于分组传输质量监测，能够进行关于第一环和第二环中的哪一个环与到第一站点的最高分组传输质量关联的确定(S5)。然后，呼叫会话的分组能够通过第一环和第二环中确定为与到第一站点的最高分组传输质量关联的环从第二站点(站点B)中的第二节点转发到第一站点(站点A)中的第一节点(S6)。
在第一节点和第二节点中实现负荷平衡引起通过第一环和第二环中与第一站点和第二站点之间的最高分组传输质量关联的相同环来交换呼叫会话。因此能够提供呼叫会话的下游分组和上游分组的在第一环与第二环之间的负荷平衡。
必要时，能够使用上述逻辑路由选择来动态地执行S4-S6，以使得如果与到第二站点的最高分组传输关联的环在呼叫会话期间从一个环改变成另一个环，则从第二节点转发到第一节点的分组将继续被转发到与到第一站点的最高传输质量关联的环。S1-3和S4-S6均动态地被执行能够确保呼叫会话的上游分组和下游分组将始终使用与包含第一节点和第二节点的站点之间的最高传输质量关联的环，即使这在呼叫会话期间改变时也是如此。另外，S1-S6无需按照图4所述的顺序来执行。例如，在第一节点和第二节点转发分组(S3-S6)之前，第一节点和第二节点中的每一个节点可最初确定哪一个环与最高传输质量关联(S1-S2和S4-S5)。下面将更全面地说明，在呼叫建立阶段对新呼叫会话进行负荷平衡时，例如能够首先执行S4-S5，之后接着执行S1-S2，之后接着执行S3和S6。
代替节点，电信网络的操作员/用户能够基于监测来确定第一环和第二环中的哪一个环与第一站点和第二站点之间的最高传输质量关联(S2和S5)。然后，操作员能够发起通过与最高传输质量关联的环对分组的转发(S3和S6)。
一旦在第一节点与第二节点之间设立了将要平衡的呼叫会话，则能够实现图4的负荷平衡方法。备选地，下面将要说明，负荷平衡方法能够在呼叫建立阶段中实现，以使得新呼叫会话能够通过与第一站点和第二站点之间的最高传输质量关联的相同环来设立。
如上所述，为了实现第一环与第二环之间的更有效负荷平衡，能够监测每个站点和每个环的分组传输质量，以便确定哪一个环与到特定站点的最高分组传输质量关联。为此原因，各节点11、12在第一环1上连接到站点第一IP子网络21以及在第二环2上连接到站点第二IP子网络22。监测单元17能够通过对于被监测的各分组匹配发送节点IP地址以确定分组是在第一环1上从站点第一IP子网络21始发还是在第二环1上从站点第二IP子网络22始发，来区分分组是在第一环1上从站点第一IP子网络21始发还是在第二环2上从站点第二IP子网络22始发。子网络掩码能够在接收节点中配置，并且能够是监测单元可访问的，以使得监测单元能够将发送节点IP地址与第一IP子网络和第二IP子网络中的一个IP子网络或另一个IP子网络进行匹配。然后，能够基于监测被识别为从每个特定站点第一IP子网络21始发的分组的分组丢失或者指示传输的其它分组参数，来确定与到每个特定站点的第一环1关联的分组传输质量。类似地，则能够基于监测被识别为从每个特定站点第二IP子网络22始发的分组的分组丢失或者指示传输的其它分组参数，来确定与到每个特定站点的第二环2关联的分组传输质量。
为了更充分地说明监测到第二站点的分组传输质量的上述过程(图4的S2)，现在将参照图5，图5示出按照一个实施例、监测每个站点和每个环的分组传输质量的一个示例。在图5的具体示例中，站点A中的第一节点11正监测通过双环IP骨干(未示出)从站点B和站点C接收的分组。每个站点中的IP编址与已知系统中相似，以使得站点中的各节点的所有接口连接到一个IP子网络。这允许各节点达到两种本地路由器。但是，如上文已经描述的，各站点定义为第一IP子网络21和第二IP子网络22。站点中的各节点的接口共享相同站点第一IP子网络和第二IP子网络21、22，以使得站点中的各节点能够经由相同第一IP子网络21来接入第一环1，并且能够经由相同第二IP子网络22来接入第二环2。
在图5的示例中，各站点定义为被分为第一IP子网络/25和第二IP子网络/25的/24网络。例如，对于地址为10.3.2.0/24的站点B，第一IP子网络21的IP地址为10.3.2.0/25，并且第二IP子网络22的IP地址为10.3.2.128/25。对于IP地址为10.3.3.0/24的站点C，第一IP子网络21的IP地址为10.3.3.0/25，并且第二IP子网络22的IP地址为10.3.3.128/25。虽然在图5的示例中，站点网络为/24C类网络，但是能够以类似的方式采用使用子网掩码的任何网络IP地址类或系统。
在图5的示例中，使用实时协议(RTP)、通过IP网络来传输分组。RTP监测应用是接收由远程节点在RTP会话中发送的RTP分组的应用，尤其是接收报告并且估计当前服务质量用于分布监测、故障诊断和长期统计的应用。通过使用RTP监测应用收集基于分组丢失、分组抖动、分组延迟、分组重排序或者它们的组合的分组统计来监测传输质量。监测功能包含在参与会话的节点的监测单元17中，但在必要时也可能是没有参与并且没有发送或接收RTP数据分组的单独应用。虽然在这个示例中使用RTP监测，但是能够使用使分组统计能够被监测和收集的任何类型的监测。
因此，在图5的示例中，通过在站点A处的第一节点11单独地监测来自站点B和C中的每个站点的第一IP子网络和第二IP子网络21、22中的每个IP子网络的RTP流，来监测分组传输质量。例如，对于经由站点B的第一IP子网络22从节点12发送的分组，站点A的节点11的监测单元匹配发送节点IP地址，由此识别分组从站点B的站点第一IP子网络21始发并且因此通过第一环1传送。节点11还基于分组中包含的RTP序列号来测量分组丢失。类似地，站点A的节点11能够对于从站点B的第二IP子网络22发送的分组进行相同操作，由此测量通过第二环2所传送的分组的分组丢失。节点11能够按照相同方式来监测分别从站点C的第一IP子网络和第二网络发送的分组。
因此，站点A的第一节点11能够监测第一环1上的每个特定站点第一IP子网络21的分组丢失以及第二环2上的每个特定站点第二IP子网络22的分组丢失。这样，节点11确定了经由每个环1和2到相应站点的分组丢失。因此，节点11能够确定第一环和第二环中的哪一个环与到特定站点的最高分组传输质量关联。
在一些应用中，各节点简单地连续监测每个站点和每个环的分组传输质量将是有用的。但是，为了实现图4的负荷平衡方法的目的，第一节点11只需要确定第一环和第二环中的哪一个环与到特定远程站点(例如图2的站点B)而不是到每个站点的分组传输质量关联。
为了说明按照一个实施例对通过IP骨干的新呼叫会话进行负荷平衡的目的，现在将描述用于建立图1的系统10的节点11、12之间的新呼叫会话的方法。
对于其中使用延迟前向承载建立的通过IP的Nb，考虑实现呼叫建立过程期间在两个环之间的负荷平衡的非限制性示例。图6是更详细示出能够用于在图2的系统中建立这种呼叫的目的的示例节点和协议的框图。在以下示例中，第一站点23(站点A)的第一节点11是MGW1，而第二站点24(站点B)的第二节点12是MGW2。无线电网络控制器(RNC)33、34是UTRAN网络的接入节点。用户终端31和32通过双环IP骨干经由相应RNC 33、34和节点11、12相互通信。NbUP协议被用于通过Nb接口的CS核心网络的用户平面。承载无关呼叫控制(BICC)信令协议用于控制呼叫设立。
图7是示出由于用户终端31呼叫用户终端32而在第一站点23中的第一节点11(MGW1)与第二站点24中的第二节点12(MGW2)之间的呼叫流程的流程图。在这个具体示例中，假定对于每个MGW，IF1向环1转发业务，而IF2向环2转发业务(参见图3)。结合图2、图3和图6参照图7，在选择进入侧的MGW1之前，创建端接MGW2上的IP端接(T3)(S10)。执行SAC的IP带宽校验(S11)。创建MGW1的进入侧上的IP端接(T2)(S12)。执行SAC的IP带宽校验(S13)。由于MGW1仍必须确定第二站点(站点B)的MGW2的IP地址，所以MGW1基于监测通过第一环1从所有远程站点(站点B和C)的第一IP子网络21接收的分组以及通过第二环2从所有远程站点(站点B和C)的第二IP子网络22接收的分组，来估计第一环和第二环1、2中的哪一个环与最高传输质量关联(S14)。通过进行此操作，MGW1能够按照环的传输质量来判定选择哪一个接口，IF1或IF2。
例如考虑将第一环1估计为提供最高传输质量。MGW1选择本地转发接口IF1(参见图3)用于将分组转发到与最高传输质量关联的环1(S15)。因此，每个呼叫的IP地址的分配基于关于这些环中的哪一个环与最高分组传输关联的确定来执行，并且没有循环地执行。MGW1创建包含IF1的本地IP地址和呼叫的端口号的IPBCP请求消息(S16)。将MGW1的端口和IF1地址隧道传递给MGW2(S17)。在这一点上，MGW2这时已经确定MGW1的IP地址，并且由此因而能够使用上文已经描述的过程来确定哪一个环与到第一站点的最高传输质量关联。在图7的具体示例中，考虑第二环被确定为与到第一站点的最高传输质量关联(S18)。MGW2选择它自己的转发接口IF2用于将分组转发到第二环2(S19)。类似地，如果第一环已经被确定为与到第一站点的最高分组传输质量关联，则MGW2会选择IF1用于通过第一环转发分组。
MGW2接受呼叫，向MGW1回送具有其IF2的IP地址和呼叫的端口号的IPBCP接受(S20)。MGW1这时能够确定MGW2的IP地址，并且由此能够使用上文已经描述的过程来确定哪一个环与到第二站点的最高传输质量关联。在图7所示的具体示例中，MGW1这时像MGW2那样确定第二环与到第二站点的最高传输质量关联(S21)。MGW1基于其先前估计，最初选择IP转发接口IF1来通过第一环转发分组(参见S14)。转发接口IF1没有配置成通过确定为与到第二站点的最高分组传输质量关联的第二环来转发分组。因此，MGW1重新选择配置成通过第二环来转发分组的转发接口IF2的IP地址(S22)。如果MGW1基于其先前估计而是最初选择IP转发接口IF2来通过第二环转发分组，则MGW1不需要进一步改变其先前选择的IF2的IP地址，并且可以只是使用IF2向MGW2转发呼叫会话的分组。如果质量是充分的，则将Nb UP init从MGW1发送到MGW2(S23)。
如上述呼叫建立示例所示，节点11、12能够基于到远程站点的每个环的传输质量而不是使用描述到站点的质量的单个参数来准许呼叫会话到环。由于各节点通过与到远程站点的最高传输质量关联的相同环来转发分组，所以对于非故障情形使呼叫会话的上游业务和下游业务经过不同环的概率为最小。呼叫会话的上游分组和下游分组能够有效地沿着相同业务工程环。
图7只是通过与第一站点和第二站点之间的最高分组传输质量关联的环在第一节点与第二节点之间建立呼叫会话的一个示例。设想其它示例。例如，可修改过程S14，由此MGW1能够改为最初以循环方式或其它方式来选择其转发接口，而没有估计环中的传输质量。
在系统10的另一个示例中，每个MGW能够被预先编程为以循环方式来选择每个物理接口IF1和IF2。如果情况是这样，则建立呼叫会话的方法与图7相似，但是每个MGW可能需要将(已经以循环方式选择的)其转发接口IP地址改变成能够向确定为与最高传输质量关联的环进行转发的转发接口IP地址。
如已经描述的那样，能够实现节点中的IP路由选择。如果情况是这样，则按照循环或其它方式选择的MGW的物理接口无需改变。而是选择将引起向属于与到该站点的最高传输质量关联的环的正确本地PE路由器转发业务的逻辑接口，来执行用户呼叫会话的转发。然而再次考虑其中每个MGW的IF1缺省地配置成向环1进行路由并且每个MGW的IF2缺省地配置成向环2进行路由的简单情况(参见图3)。现在考虑MGW1和MGW2均已经选择并且使用其转发接口IF1来通过第一环交换正进行呼叫会话。还考虑这时实现图4的负荷平衡方法并且MGW1已经确定第二环这时与到第二站点的最高传输质量关联。MGW1无需将先前所选的物理接口IF2改变成IF1。而是MGW1能够选择逻辑接口来通过第二环2经由第一站点路由器(R2)6在逻辑上将呼叫从其转发接口IF1经由第二站点路由器(R2)6转发到MGW2。类似地，MGW2能够选择逻辑接口来通过第二环2经由第二站点路由器(R2)6在逻辑上将呼叫从其转发接口IF1经由第一站点路由器(R2)6转发到MGW1。
通过独立地测量环质量并且通过与最高传输质量关联的环来交换呼叫，对于缓慢会聚IP或MPLS设计，在环中的链路故障之后不再阻塞呼叫准入。这是因为在链路故障时，另一个非故障环会被确定为与最高传输质量关联的环，并且然后会仅准许所有呼叫到非故障环。因此，无需在链路故障之后等待路由选择协议会聚，并且呼叫会话能够在另一个环上无中断地继续进行。在一个环因故障情形(例如一个链路在使用链路聚合时出故障)而提供较少容量的情况下，按照说明性实施例的用于负荷平衡的方法和系统还能够允许多服务IP骨干中的最佳话音路径选择。
说明性实施例的方法和系统与特定用户平面无关，并且允许操作员判定如何通过IP骨干、例如使用Nb和Iu来传输用户平面业务。此外，用于负荷平衡的这些方法与CN的大小无关，原因在于关于要选择哪一个环的判定基于每个环的总分组丢失。
然而，此外，这些方法和系统使操作员能够在对MGW/RNC或其它节点的性能监测中看到骨干环之一中端对端的潜在问题。例如，如果在交换机、路由器、MGW、RNC或其它节点中存在影响环之一的有故障线路卡，则能够使用未受影响的其它环。这没有完全停止到特定站点的业务(特别是在站点中仅具有一个MGW的情况下)，但是将可能在其它站点上引起操作员能够看到和评估的异常高的分组丢失。
呈现本文中提出的实施例和实例用于最好地说明本发明及其实际应用，并且由此使本领域的技术人员能够实施和利用本发明。但是，本领域的技术人员将会知道，前面的描述和示例只是为了便于说明和举例而提供。本领域的技术人员将会清楚地知道本发明的其它变更和修改，并且所附权利要求书意在涵盖这类变更和修改。

Claims (18)

1.一种用于对通过连接到电信网络的双环因特网协议(IP)网络的呼叫会话进行负荷平衡的方法，其中，所述电信网络包括分布于通过所述双环IP网络的第一环和第二环互连的多个站点之间的多个通信节点，所述多个站点中的每一个站点配置为第一IP子网络和第二IP子网络，并且对于各站点，所述站点中的所述节点或每个节点配置成经由所述站点第一IP子网络接入所述第一环以及经由所述站点第二IP子网络接入所述第二环，所述方法包括：
对于在所述多个站点的第一站点中的第一节点处接收的正进行呼叫会话，监测通过所述第一环从第二站点的所述第一IP子网络接收的分组的传输质量以及通过所述第二环从所述第二站点的所述第二IP子网络接收的分组的传输质量；
基于所述监测确定所述第一环和第二环中的哪一个环与到所述第二站点的最高分组传输质量关联，以及
通过所述第一环和第二环中确定为与到所述第二站点的最高分组传输质量关联的环将呼叫会话的分组从所述第一节点转发到所述第二站点中的第二节点。
2.如权利要求1所述的方法，还包括：
对于在所述第二节点处接收的正进行呼叫会话，监测通过所述第一环从所述第一站点的所述第一IP子网络接收的分组的传输质量以及通过所述所述第二环从所述第一站点的所述第二IP子网络接收的分组的传输质量；
基于所述监测来确定所述第一环和第二环中的哪一个环与到所述第一站点的最高分组传输质量关联，以及
通过所述第一环和第二环中确定为与到所述第一站点的最高分组传输质量关联的环将所述呼叫会话的分组从所述第二节点转发到所述第一节点；
由此，通过所述第一环和第二环中与所述第一站点和所述第二站点之间的最高分组传输质量关联的相同环，在所述第一节点与所述第二节点之间交换所述呼叫会话分组。
3.如权利要求1所述的方法，还包括：对于在所述第一节点处接收的正进行呼叫会话，监测所述第一环和第二环中每个环的传输质量，其方式是通过监测经由所述第一环从所述或每另一个站点第一IP子网络接收的分组的传输质量以及经由所述第二环从所述或每另一个站点第二IP子网络接收的分组的传输质量；
基于对所述第一环和第二环中每个环的传输质量的监测来估计所述第一环和第二环中的哪一个环与所述最高传输质量关联；以及
选择用于通过第一环和第二环中与所述最高传输质量关联的所述环将所述分组从所述第一节点转发到所述第二节点的转发接口。
4.如权利要求2或3所述的方法，还包括：
向所述第二节点发送包含所述第一节点的所选转发接口的IP地址的呼叫建立消息；
选择用于通过所述第一环和第二环中确定为与到所述第一站点的最高分组传输质量关联的所述环将所述分组从所述第二节点转发到所述第一节点的转发接口。
5.如权利要求1至4其中任何一项所述的方法，还包括：
向所述第一节点发送包含所述第二节点的所选转发接口的IP地址的呼叫建立消息；以及
选择用于通过所述第一环和所述第二环中确定为与到所述第二站点的最高分组传输质量关联的所述环将所述分组从所述第一节点转发到所述第二节点的转发接口。
6.如以上权利要求中的任一项所述的方法，其中，将所述分组从所述第一节点转发到所述第二节点包括：通过所述第一环和所述第二环中与到所述第二站点的最高分组传输质量关联的所述环在逻辑上将所述呼叫会话的分组从所述第一节点路由到所述第二节点。
7.如以上权利要求中的任一项所述的方法，其中，将所述分组从所述第二节点转发到所述第一节点包括：通过所述第一环和所述第二环中与到所述第一站点的最高分组传输质量关联的所述环在逻辑上将所述呼叫会话的分组从所述第二节点路由到所述第一节点。
8.如权利要求2所述的方法，其中，在所述第一节点与所述第二节点之间交换的所述呼叫会话包括正进行呼叫会话，
其中动态地执行如下操作：对于在所述第一节点处接收的正进行呼叫会话以及对于在所述第二节点处接收的正进行呼叫会话监测分组传输质量并且确定所述第一环和所述第二环中的哪一个环与到所述第一站点的最高传输质量关联以及所述第一环和所述第二环中的哪一个环与到所述第二站点的最高传输质量关联；
其中将所述正进行呼叫会话的分组从所述第一节点转发到所述第二节点包括：通过所述第一环和所述第二环中与到所述第二站点的最高分组传输质量动态关联的环动态地在逻辑上将所述正进行会话的分组从所述第一节点路由到所述第二节点；以及
其中将所述正进行呼叫会话的分组从所述第二节点转发到所述第一节点包括：通过所述第一环和所述第二环中与到所述第一站点的最高分组传输质量动态关联的环动态地在逻辑上将所述正进行会话的分组从所述第一节点路由到所述第二节点。
9.如以上权利要求中的任一项所述的方法，其中，使用实时协议(RTP)通过所述IP网络来传输所述分组，以及
其中监测所述传输质量包括：使用RTP监测来收集基于分组丢失、分组抖动、分组延迟、分组重排序或者它们的组合的分组统计。
10.一种操作电信网络中用于对通过双环因特网协议(IP)网络的呼叫会话进行负荷平衡的通信节点的方法，其中，所述电信网络包括分布于通过所述双环IP网络的第一环和第二环互连的多个站点之间的多个通信节点，所述多个站点中的每一个站点配置为第一IP子网络和第二IP子网络，并且对于各站点，所述站点中的所述通信节点或每个通信节点配置成经由所述站点第一IP子网络来接入所述第一环以及经由所述站点第二IP子网络来接入所述第二环，操作所述通信节点的所述方法包括：
对于接收的正进行呼叫会话，监测通过所述第一环从所述多个站点的所述远程站点或每个远程站点的所述第一IP子网络接收的分组的传输质量以及通过所述第二环从所述远程站点或每个远程站点的所述第二IP子网络接收的分组的传输质量；
基于所述监测来确定所述第一环和所述第二环中的哪一个环与到特定远程站点的最高分组传输质量关联；以及
通过所述第一环和所述第二环中确定为与到所述特定远程站点的最高分组传输质量关联的所述环将呼叫会话的分组转发到所述特定远程站点中包含的另一个节点。
11.如权利要求10所述的方法，还包括接收所述另一个节点的转发接口IP地址，所述转发接口IP地址包含在从所述另一个节点发送的呼叫会话请求/接受消息中。
12.如权利要求10或11所述的方法，其中，将所述分组转发到另一个节点包括：通过所述第一环和所述第二环中与到所述特定远程站点的最高分组传输质量关联的环在逻辑上将所述呼叫会话的分组路由到所述另一个节点。
13.如权利要求10、11或12所述的方法，
其中，所述呼叫会话包括正进行呼叫会话，
其中动态地执行如下操作：监测分组传输质量并且确定所述第一环和所述第二环中的哪一个环与到所述特定远程站点的最高传输质量关联；以及
其中将所述正进行呼叫会话的分组转发到所述特定远程站点包括：通过所述第一环和所述第二环中与到所述特定远程站点的最高分组传输质量动态关联的环动态地在逻辑上将所述正进行会话的分组路由到所述特定远程站点。
14.如权利要求10至13中的任一项所述的方法，其中，使用实时协议(RTP)通过所述IP网络来传输所述分组，以及
其中监测所接收分组的质量包括使用RTP监测来收集基于分组丢失、分组抖动、分组延迟、分组重排序或者它们的组合的分组统计。
15.一种用于对通过连接到电信网络的双环因特网协议(IP)网络的呼叫会话进行负荷平衡的电信网络节点，其中，所述电信网络包括分布于通过所述双环IP网络的第一环和第二环互连的多个站点之间的多个通信节点，所述多个站点中的每一个站点配置为第一IP子网络和第二IP子网络，并且对于各站点，所述站点中的所述节点或每个节点配置成经由所述站点第一IP子网络来接入所述第一环以及经由所述站点第二IP子网络来接入所述第二环，其中所述电信网络节点包括：
监测单元，配置成：
对于接收的正进行呼叫会话，监测通过所述第一环从所述远程站点或每个远程站点的所述第一IP子网络接收的分组的传输质量以及通过所述第二环从所述远程站点或每个远程站点的所述第二IP子网络接收的分组的传输质量；
基于所述监测来确定所述第一环和所述第二环中的哪一个环与到特定远程站点的最高分组传输质量关联；以及
接口控制器单元，配置成：
控制所述电信网络节点的接口来通过所述第一环和所述第二环中确定为与到所述特定远程站点的最高分组传输质量关联的所述环将呼叫会话的分组转发到所述特定站点。
16.一种用于对通过连接到电信网络的双环因特网协议(IP)网络的呼叫会话进行负荷平衡的系统，其中，所述系统包括
所述电信网络的多个通信节点，所述节点分布于通过所述双环IP网络的第一环和第二环互连的多个站点之间，所述多个站点中的每一个站点配置为第一IP子网络和第二IP子网络，并且对于各站点，所述站点中的所述节点或每个节点配置成经由所述站点第一IP子网络来接入所述第一环以及经由所述站点第二IP子网络来接入所述第二环；
控制器，操作上连接到所述多个节点，以及
其中所述多个站点的第一站点的第一节点配置成：
对于所述第一节点接收的正进行呼叫会话，监测通过所述第一环从第二站点的所述第一IP子网络接收的分组的传输质量以及通过所述第二环从所述第二站点的所述第二IP子网络接收的分组的传输质量；
基于所述监测来确定所述第一环和所述第二环中的哪一个环与到所述第二站点的最高分组传输质量关联；
通过所述第一环和所述第二环中确定为与到所述第二站点的最高分组传输质量关联的所述环将呼叫会话的分组从所述第一节点转发到所述第二站点中的第二节点；以及
其中所述第二节点配置成：
对于在所述第二节点处接收的正进行呼叫会话，监测通过所述第一环从所述第一站点的所述第一IP子网络接收的分组的传输质量以及通过所述第二环从所述第一站点的所述第二IP子网络接收的分组的传输质量；
基于所述监测来确定所述第一环和所述第二环中的哪一个环与到所述第一站点的最高分组传输质量关联，以及
通过所述第一环和所述第二环中确定为与到所述第一站点的最高分组传输质量关联的所述环将所述呼叫会话的分组从所述第二节点转发到所述第一节点。
17.一种携带计算机可读代码的载体介质，其中所述代码在由设备运行时使所述设备执行如前面权利要求1至9中的任一项所述的方法。
18.一种携带计算机可读代码的载体介质，其中所述代码在由设备运行时使所述设备执行如前面权利要求10至14中的任一项所述的方法。
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