CN103621020A - 电信系统中的中间网络节点 - Google Patents

Abstract

通过配置中间网络节点以经由第一链路接收分组及经由第二链路接收分组的副本，丢弃后来接收的分组，复制首先接收的分组，并且经由第三链路传送首先接收的分组以及经由第四链路传送相应的副本，获得了最小化延迟的无缝且不间断的通信。

Description

电信系统中的中间网络节点

技术领域

本发明涉及电信领域，并且尤其涉及分组交换通信系统中的中间网络节点。

背景技术

背景技术的以下的描述可以包括领悟、发现、理解或公开，或者与在本发明之前对于相关领域而言是未知的、但是由本发明所提供的公开一起的联想。可以在下面具体地指出本发明的一些这样的贡献，而本发明的其他这样的贡献从它们的上下文中将是明显的。

随着通信技术以及使用分组交换技术的不同服务的发展，用于一些服务的可靠且持续的通信的重要性在不断地增加。一个原因是诸如语音之类的实时业务对由通过分组网络，例如使用网际协议(IP)或者以太网传送实时业务造成的链路失效和/或不同的延迟非常敏感。

万一链路失效，在利用IP或者以太网并且允许分组的重新路由的网络中，对链路失效提供容错的解决方案是基于将网络节点连接成环形，也被称为环路，其中，传输链路之一(两个节点之间的链路)转为空闲，以便不存在传输环路，并且一旦链路失效，则在被称为收敛的过程中，空闲链路转为激活状态。然而，无论如何，当激活的链路失效时，收敛花费了一些时间，并且可能会丢失一些分组或者延迟会变得非常大，以致于接收的实时数据会不稳定。这在关于公共安全的电信通信中尤其成问题：例如，丢失地址的一部分可能是致命的。

FR2791839中公开了一种克服上述缺点且提供容错的解决方案。它教导了发送ATM(异步传输模式)终端复制ATM分组(单元)，并且然后使用两个不同的平行虚拟电路，经由平行虚拟电路发送包含相同数据内容的分组。该复制对于经由其传递分组的网络节点是透明的。然后接收ATM终端接收分组，重新构造分组上的信息，并且决定将包含相同信息的哪一个分组传送到上层。通过确保如果平行的虚拟电路之一中的链路失效，则经由另一个平行的虚拟电路接收所发送的分组，该复制提供容错。

WO2007/040417公开了另一种解决方案，其中，在发送器和接收器之间建立两个或更多个独立的路径，各个路径具有至少一个中间节点，该中间节点交叉链接到属于另一路径的另一中间节点。交叉链接的中间节点可以接收分组的两个副本，经由独立的路径传送首先接收的，并且经由另一独立的路径传送首先接收的副本，并且丢弃后来接收的分组的副本。然而，由于交叉链接，使用的链路之一，即在两个中间节点之间的交叉链接可被用于对两个路径进行接收和传送。这种解决方案的问题是经由一个链路发送相同的分组两次：发送到中间节点和从中间节点发送，因此耗费了网络性能。

发明内容

本发明的目的是改善复制解决方案。通过如独立权利要求中定义的方法、设备和计算机程序产品来实现该目的。在从属权利要求中公开了本发明的进一步的实施例。

根据一个方面，中间网络节点被配置为经由一个输入网络链路接收分组，并且经由另一输入网络链路接收分组的副本，丢弃后来接收的那个，复制首先接收的分组，并且经由输出网络链路传送首先接收的分组，并且经由另一输出网络链路传送相应的副本，输入网络链路不能用作用于连接的输出网络链路，并且输出网络链路不能用作用于连接的输入网络链路。

优点是通过使复制对中间节点不透明、在中间节点中执行复制且丢弃，最小化了连接延迟，并且由于用于特定连接的链路仅用于接收或传送，经由链路仅发送一次分组因而没有耗费网络性能。

附图说明

参考附图将更详细地描述下面的不同实施例，其中，

图1示出了设备的示意图及系统的简化结构；

图2是设备的简化方块图；以及

图3是图示实施例的流程图。

具体实施方式

现在，在下文中参考附图将更彻底地描述本发明的示范性实施例，其中，示出了本发明的一些而不是全部的实施例。当然，本发明可以以多种不同的形式来体现，并且不应当限制于本文阐述的实施例；相反，提供这些实施例，以便本公开将满足合适的法定要求。尽管本说明书在若干位置可能涉及“一种”、“一个”或“一些”实施例，但是这不必须意味着每个这样的引用都是相同的实施例，或者该特征仅应用于单个实施例。也可以组合不同实施例的单独的特征，以提供其他实施例。

本发明的实施例适用于任何中间节点、相应部件、相应设备、和/或支持多归属的任何通信系统或者不同通信系统的任何组合。多归属是指经由两个或更多个激活的通信链路接收和/或发送的能力。通信链路可以是物理链路或虚拟链路，或它们的一些可以是物理链路及一些虚拟链路。通信系统可以是无线通信系统或者利用固定网络和无线网络两者的通信系统。通信系统及设备的使用协议和规范迅速地发展，尤其在无线通信中。这种发展需要格外的改变实施例。所以，所有文字和表达应当被视为是宽泛的，且旨在说明而不是限制实施例。

图1中图示了根据一个实施例的支持多归属的系统100的非常简化的总体结构。为说明实施例图1是仅示出最少数量的设备的简化结构。对于本领域技术人员显而易见的是，在实践中系统和网络包括许多设备(其数量可以是偶数的或者奇数的)，并且这些设备可以用于不同目的。

在图示的示例中，设备A2 102被配置为收听两个链路111和112，以接收来自设备A1 101的分组，且经由两个链路121和122将分组朝着设备A3 103发送。

设备A2是中间网络节点，其将在下面更详细地描述。设备A1可以是另一个中间网络节点，或者它可以是端点设备(即，发送设备，如用户设备或服务节点)。设备A3也可以是另一个中间网络节点或端点设备(即，接收设备，如用户设备或服务节点)。如果设备A1和/或设备A3是中间网络节点，则将它配置为或不配置为执行下面关于中间网络节点描述的功能。下面，为了清楚起见，设备A1被称为发送器，而设备A3被称为接收器。尽管图1中作为一个实体描述了这些设备，但是它们可以按照一个或多个物理或逻辑实体来实现。它们的单元与功能元件可以是软件、和/或软硬件、和／或固件部件(永久地记录在诸如只读存储器之类的介质上或者包含于硬接线计算机电路中)。

发送器101或接收器103与中间网络节点102之间的链路111、112、121、122可以是网络中的直接链路，或者该链路可以是经由一个或多个网络的路径。此外，该链路可以是虚拟网络中的链路或物理网络中的链路，虚拟网络是物理网络内或物理网络的链内的逻辑分离的网络。虚拟网络的一个示例是虚拟私人网络。各个链路可以是不同类型，或者链路可以是相同类型，或者一些而非全部链路可以是相同类型。换句话说，链路的类型无关紧要。此外，尽管已经假定中间网络节点102收听两个链路，并使用两个链路用于发送，但是也可以使用超过两个的链路用于接收和/或用于发送。然而，在下面为了清楚起见，假定了两个链路用于接收且两个链路用于发送。

与传输有关的一个或多个网络可以是任何类型，并且如果包含两个或更多个，它们可以是不同类型或相同类型。如果多归属被认为是指在两个不同类型的网络中同时接收和/或发送的能力，则相应地，用于接收的激活的通信链路的至少两个是不同类型的，且用于发送的激活的通信链路的至少两个是不同类型的。网络类型的示例包括以太网，网际协议(IP)网络，无线局域网，Wi-Fi，WiMax，移动WiMax，Flash正交频分多路复用(OFDM)网络，诸如GSM2+、UMTS(通用移动通信系统)之类的任何3GGP网络，以及将来发展的移动通信网络(诸如增强的LTE以及其他第4代网络)，泛欧集群无线电(TransEuropean Trunked Radio)或者陆地集群无线电(Terrestrial Trunked Radio)TETRA网络，以及其他数字私人移动无线电或专用移动无线电PMR类型的私人网络。

图2是中间网络节点或者被配置为担当中间网络节点的相应设备的简化方块图。中间网络节点的示例包括网关节点，在两个系统或两个不同物理网络之间的边界节点，控制媒体网关(媒体网关连接不同类型的网络，并且它的一个主要功能是在不同的传输和编码技术之间进行转换)的媒体网关控制器，接入网关，看管交换的网络节点，如TETRA中数字交换机DXT或移动交换中心，基站，演进节点B和中继器。

中间网络节点200是被配置为传递业务(即，接收和传送分组)和执行下面用一个实施例描述的一个或多个网络节点功能的计算设备，并且它可以被配置为执行来自不同实施例的功能。为了这个目的，网络节点包括分组处理单元(PaH)201，用于至少提供如下面将描述的复制和丢弃接收的分组。分组处理单元201可以是单独的单元，或集成到中间网络节点内的另一单元。

根据一个实施例实现功能或一些功能的中间网络节点或者相应设备通常可以包括处理器(图2中未示出)、控制器、控制单元、微控制器或连接到存储器且连接到设备的各个接口的类似器件。通常，该处理器是中央处理器，但该处理器可能是另外的操作处理器。分组处理单元201可以被配置为计算机或处理器、或者微处理器，诸如单芯片计算机元件，或者被配置为芯片组，包括用于提供用于算术运算的存储区域的至少一个存储器以及用于执行该算术运算的运算处理器。分组处理单元201可以包括一个或多个计算机处理器、专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理装置(DSPD)、可编程逻辑装置(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、和／或按照这种方式编程以执行一个或多个实施例的一个或多个功能的其他硬件部件。换句话说，分组处理单元201可以是包括一个或多个运算逻辑单元、许多专用寄存器和控制电路的元件。

此外，中间网络节点可以包括其他单元，并且它包括不同的接口单元，诸如用于接收例如不同输入、控制信息分组、用户数据分组和消息的接收单元211、212，以及用于发送例如不同输出、控制信息分组、用户数据分组和消息的发送单元221、222。接收单元和发送单元在设备中各自提供接口，该接口包括发送器和／或接收器或者用于接收和／或发送信息的相应装置，并且执行所需的功能，以便可以接收和／或发送用户数据、内容、控制信息、信令和／或消息。接收和发送单元可以包括一组天线，天线的数量不限制于任何特定的数量。

中间网络节点或者相应设备通常可以包括易失性和／或非易失性存储器202，其可被配置为至少保存接收的分组的信息，只要需要确定之前是否已经收到分组。该存储器还可以存储例如软件应用(例如，用于分组处理单元)或操作系统、信息、数据、内容、或者其他用于处理器执行与根据实施例的设备的操作相关联的步骤的计算机程序代码。该存储器可以是，例如，EEPROM、ROM、PROM、RAM、DRAM、SRAM、固件、可编程逻辑、硬盘驱动器或者其他固定的数据存储器或存储装置等，并且典型地存储内容、数据等。此外，该存储器或其一部分可以是可分离地连接到设备的可移除的存储器。

应当意识到，中间网络节点或相应的设备可以包括用在或用作信息传输的其他单元。然而，它们与目前的发明无关，并且因此，在这里没有必要详细地论述它们。

图3是图示根据示范性实施例的中间网络节点的功能性的流程图。该示例图示了其中通信继续进行的情况，即，在建立通信之后且在释放通信之前。在这里，通信依靠至少两个参与方之间的电信系统(或多个系统)覆盖信息交换，而不管信息交换发生的方式，诸如会话、端到端呼叫、无连接信息交换、发消息等。分组中承载的内容可以是语音、视频、照片、信令、不同类型的消息等。换句话说，可以传送任何类型的信息。

在步骤301，中间网络节点收听两个链路，以接收属于特定通信的分组。当收到分组时(步骤302)，在步骤303，中间网络节点检测之前是否已经接收到相同的分组。例如，该检测可以基于由分组的始发站(第一发送器)对分组添加的序号或时间标记。应当意识到，还可以使用其他用于标识属于通信的分组的方法。在检测期间，检测之前是否已经接收到具有相同的标识信息且属于相同的通信及具有相同的始发站的分组。如果是，之前已经接收到相同的分组，在步骤304，网络节点丢弃分组，并且继续收听。

在图示的示例中，如果之前没有收到分组，则在步骤305，中间网络节点检测该分组被发送到的下一设备是否是传统的接收器，即不支持多归属的接收器。如果该设备是传统的接收器，则在步骤306，网络节点朝着目的地发送分组，并且继续收听(步骤301)。

如果该接收器不是传统的接收器(步骤305)，则在步骤307，网络节点复制该分组，并且在步骤308，经由链路朝着它的目的地发送该分组，并且经由另一链路朝着目的地发送该分组的副本。然后，网络节点继续收听(步骤301)。

在另一实现方式中，中间网络节点检测下一设备是否是终端设备(如用户设备)，并且仅当下一设备是终端设备时执行传统的接收器的检测。在进一步的实现方式中，中间节点具有终端设备性能的信息，并且使用终端设备性能执行传统的接收器的检测，即便是如果下一设备不是终端设备而是另一中间网络节点。

如上述明显的，依靠使复制对中间网络节点可见(即，非透明的)，常常是首先接收的分组被传送。因而最小化了延迟。另外的优点是它对不同网络/链路中的负载或链路失效的可能的改变提供了自动反应。例如，如果网络1在传送分组号1方面比较快，而网络2在传送分组号2方面比较快(网络1中的负载会增加或链路会失效)，则中间网络节点简单地复制及传送经由网络1接收的分组号1，并且复制及传送经由网络2接收的分组号2。因此，对于传送的分组不会反映出网络1的“缓慢(slowening)”；经由网络2接收的分组号2及其副本基本上同时离开中间节点。此外，因为复制及传送第一(最快的)分组，所以不需要测量哪一个网络更快。另外，万一链路失效，例如不能经由网络1接收分组号1，则通过中间节点传送分组号1(经由网络2接收)及其副本。因此，容错的等级也会增加。

关于图3的上述功能和步骤没有按照绝对的时间顺序，并且可以同时或者按照不同于给定顺序的次序执行一些步骤或功能。例如，在图3中，中间网络节点继续收听，即使它正在处理之前接收的分组。还可以在这些步骤或功能之间或者这些步骤内执行其他功能。例如，中间网络节点可以将分组缓存在存储器中，并且在复制它们之前，即在步骤307之前对分组重新排序。还可以省去或者用对应的功能或步骤或者一部分步骤替代一些功能或步骤或者一部分步骤。例如，在一个实施例中，不考虑传统的接收器，并且省去步骤305和306，即，如果需要，丢弃或者重新排序分组，并且然后复制分组，将分组及副本双方朝着目的地发送。此外，可以组合不同实施例描述的功能和／或步骤，以获得进一步的实施例。

对本领域技术人员显而易见的是，由于技术发展，可以按照各种方式实现本发明概念。本发明及其实施例不限于以上所述的示例，而是可以在权利要求的范围内进行改变。

Claims (12)

1.一种用于电信系统的方法，所述电信系统支持多归属且包括中间网络节点，所述方法包括：

在所述中间网络节点中收听至少第一直接链路和第二直接链路以接收分组，所述第一直接链路和所述第二直接链路彼此分离；

经由所述第一直接链路和所述第二直接链路之一接收分组；

检测之前是否已经接收到相同的分组；以及

如果之前已经接收到相同的分组，则丢弃所接收的分组；否则

复制所接收的分组；

经由第三直接链路朝着所述分组的目的地发送所接收的分组，所述第三直接链路与所述第一直接链路和所述第二直接链路分离；以及

经由第四直接链路朝着目的地发送所接收的分组的副本，所述第四直接链路与所述第一直接链路、所述第二直接链路和所述第三直接链路分离。

2.如权利要求1所要求保护的方法，其中，当分组具有相同的标识信息、属于相同的通信和具有相同的始发站时，所述分组是相同的分组。

3.如权利要求1或2所要求保护的方法，还包括，当之前没有收到相同的分组时：

在所述中间节点检测接收器是否支持多归属；

响应于所述接收器不支持多归属，仅发送所接收的分组；以及

响应于所述接收器支持多归属，发送所接收的分组及相应的副本。

4.如前述权利要求任一项所要求保护的方法，还包括对没有丢弃的所接收的分组重新排序，并且在重新排序后，发送所述分组及相应的副本。

5.一种设备，包括用于实现如权利要求1、2、3或4所要求保护的方法的装置。

6.如权利要求5所要求保护的设备，其中，所述第一直接链路和所述第二直接链路是不同的类型，并且相应地，所述第三直接链路和所述第四直接链路是不同的类型。

7.如权利要求5或6所要求保护的设备，其中，所述设备是网关、交换机、数字交换机或媒体网关控制器。

8.一种计算机程序产品，包括计算机程序代码，当所述计算机程序代码在设备上运行时，被配置为执行如权利要求1-4任一项所要求保护的方法。

9.一种电信系统，被配置为支持多归属，所述系统至少包括：

第一设备和第二设备；以及

一个或多个中间网络节点，被配置为：

收听至少两个输入链路，所述输入链路之一用于从所述第一设备接收分组，并且所述输入链路的另一个用于从所述第一设备接收作为所述分组的副本的分组；

响应于接收的分组，检测之前是否已经收到相同的分组或相同的分组的副本；

响应于检测到之前已经收到相同的分组的副本或相同的分组，丢弃所接收的分组或所接收的分组的副本；以及

响应于检测到之前没有收到相同的分组的副本或相同的分组，执行以下步骤：

检测所述第二设备是否支持多归属；

响应于所述第二设备不支持多归属，经由输出链路朝着所述第二设备仅发送所接收的分组；以及响应于所述第二设备支持多归属，复制所接收的分组，发送所接收的分组及其副本，经由所述输出链路朝着所述第二设备发送所接收的分组及其副本中的其中之一，并且经由另一个输出链路朝着所述第二设备发送所接受的分组及其副本的另一个，

其中，用于连接的输出链路是中间网络节点和所述第二设备之间的直接链路，或者是在所述中间网络节点和所述第二设备之间的链路上的第三设备与所述第二设备之间的直接链路，并且用于连接的输入链路是所述中间网络节点和所述第一设备之间的直接链路，或者是在所述中间网络节点和所述第一设备之间的链路上的第四设备与所述第一设备之间的直接链路，所述第三设备和所述第四设备是不同的设备。

10.如权利要求9所要求保护的系统，其中，所述第一、第二、第三和第四设备的至少一个是另一个中间网络节点。

11.如权利要求9或10所要求保护的系统，其中，所述第一设备是被配置为支持使用至少两个不同网络的发送设备，所述输入链路之一是在一个网络中用于连接的链路，并且所述输入链路的另一个是在另一个不同类型的网络中用于连接的链路。

12.如权利要求9、10或11所要求保护的系统，其中，所述第二设备是所述连接的端点之一。

Images