CN103858384B - 网元集中过载控制(cofo‑ne)的基于云计算实现的系统和方法 - Google Patents

Abstract

公开了用于网元的集中过载的控制的基于云计算的实现的一种系统和方法。资源块是从各种网络化资源获得以用于网元的信令部分。资源块被集成到池中且统一的视图被呈现给与网元的信令部分通信的应用和服务。通过指令经由虚拟专用网络链路，网元的信令部分控制对来自网元的媒体部分的资源的分配。资源块是从各种网络化资源获得以用于网元的媒体部分，其中资源块被集成到池中且统一的视图被呈现给网元的信令部分。网元的媒体部分使用资源块来用于应用和服务一段持续时间，并且在成功使用之后另外的借用的资源被释放。

Description

网元集中过载控制(COFO-NE)的基于云计算实现的系统和 方法

发明领域

本发明的领域是基于云计算的系统，并且更加具体地，使用基于云计算的机制和/或系统控制网元的集中过载。

背景

在通信网络中，当网元（例如，CPU处理能力、存储器、网络带宽、输入/输出、磁盘资源等等）资源不足不能成功处理其接收的所有请求时，过载就会发生。由于高速率输入服务请求和/或导致故障的部分网络中断，一些网元可能经受持续很久的过载。集中过载是网络过载的特殊情形，该情形下过载集中在网络的子集或网元上。该子集的范围可以从网络目的地（例如，电话号码或IP地址）到一组交换和网络服务器。

当没有过载控制时，这种过载能够威胁通信网络的稳定性，并且能够引起成功的服务完成的严重减少。最终，由于丢弃的请求导致对客户端的服务的不可用，网元可能不能提供一个或多个服务。通常，过载问题自身可使问题复杂化，这可能引起网元上的负载更加持久。而且在过载期间，由于服务器大量的资源消耗在拒绝和/或对待其实际上无法处理的负载上，服务器的整体能力可能下降。在严重过载情况下，吞吐可以下降到原始处理能力的很小一部分。这通常被称为拥塞崩溃。此外，过载情况易于引起服务请求延时或被丢弃，这能够触发高速率的客户端放弃和/或再尝试。

传统地，使用两种不同的方法控制集中过载。一种方法是通过拒绝服务请求减少进入的负载。例如，可能只允许较高优先级的会话或事务，而可能拒绝所有其他会话或事务。很遗憾，这或许使顾客失望，进而最终解约，从而导致收益的损失。

另一种方法是，通过将进入的会话或事务请求路由到备用网元来进行控制集中过载，该备用网元通常由其过载需要被控制的网元的同一个组织所拥有和运行。然而，这可能需要大幅提高成本和运营支出，因为既无法准确预测过载事件的发生时间也不能预计过载事件的持续时间。另外，利用基于基础结构元件实现的网路元件的过载控制的某些缺点包括：

a）成本；

b）将过载控制元件与网络的测试与集成需要的时间；

c）静态资源分配；

d）对资源重新定位缺乏灵活性；以及

e）由于涉及会话/事务，对计算和通信资源关于预先设计的边界特征和功能耦合更严格。

服务供应商在动态和持续演变的联网和服务开发环境方面需要：

a）保护投资，也就是，资源的投资可以被迅速重新用于不同的产生应用和服务的收益；和/或

b）敏捷度和灵活性，也就是，利用网络中现有的计算和通信资源来部署新兴的特征和功能。

因此，就需要有这样一个系统，其使网络运营商和服务提供商能够分配其用于计算、通信的预算，并且基于预期的设计限制控制基础设施开发。因此，不需要构建和安装用于控制网元的集中过载的计算和联网装置的储备（silo）。

发明简述

本发明的各个方面解决了这些问题，并且例如，使服务提供商能够分配其计算、通信的预算，并且控制基础设施开发而不构建和安装计算和联网装置的这些储备，其极其经常要么保持为未被充分利用，要么在实现全部价值（或者说，提供所有投资回报）之前已过时。

在一个方面中，提供了一种方法，包括：从各种网络化资源获得用于网元的信令部分的资源块，其中资源块被集成到池中且统一的视图被呈现给与网元的信令部分通信的应用和服务。通过指令经由虚拟专用网络链路，网元的信令部分控制对来自网元的媒体部分的资源的分配。从各种网络化资源获得用于网元的媒体部分的资源块，其中资源块被集成到池中且统一的视图被呈现给网元的信令部分。网元的媒体部分使用资源块来用于应用和服务一段持续时间。该一段持续时间的范围可以从数秒到几十或几百个小时。可以通过开放的应用和资源编程接口(API和RPI)从公共、专用或社区网络获得资源。

附图说明

图1显示了用于网元的集中过载控制（“COFO-NE”）实现的当前模型的框图；以及

图2呈现了高级的基于云计算的COFO-NE实现模型。

图3示出了COFO-NE的基于云计算的实现的详细示意图。

实施方式的具体描述

在保护使免受网元的集中过载的、传统的、单机的或基于基础结构元件的实现中，需要专用计算、存储器和通信资源。这些资源需要与网络基础设施集成在一起且在流量管理和隐私/认证/安全管理方面以协调的方式进行操作。

结果是，使网络准备好支持灾难管理和过载控制特征/功能所需的时间和成功实现所期望的结果的成本变得高到难以接受。例如，为支持所期望的过载控制特征/功能，需要分配并集成额外联网、控制/处理和保护资源。

根据本发明的某些方面，因为不需要出于控制过载的目的而预先分配计算、存储器和通信资源——无论是单机还是在基础设施网元中，所以COFO-NE实现克服了传统的单机过载控制实现的上述缺点。相反，从公共、专用或社区网络经由开放的应用和资源编程接口(API和RPI)通过例如资源代理或交换公司获得资源。

这些API/RPI能够使用任何一个或多个如下协议：SOAP、XML、WSDL、Parlay/Parlay-X、HTTP、CORBA等。API/RPI设计和剖析的细节超出了本专利申请的范围。需要注意的是，这些API/RPI不仅简化了对期望的资源的访问，而且保证了与现有的网络/基础设施、安全性、可用性、服务连续性等的快速集成和互操作性。这是由于这样一个事实，即，经由通过开放的API/RPI选择性搜索可用的网络化资源并提取它们，使得可用的网络化资源可以根据应用和服务的需求使用服务的一段持续时间，从而获得期望的过载控制特征/功能。例如，防火墙和加密秘钥资源的实时可用性有助于经由公共互联网的实时企业安全语音通信服务。

总而言之，任何需要利用过载控制特征/功能的应用或服务可以通过开放API/RPI从网络（例如，互联网）获取那些资源然后可以在会话的一段持续时间内使用那些资源同时保证可用性、安全性和可靠性。在其他方面，本发明提供了具有对应于上面讨论内容的那些特征和优点的系统和计算机程序。

图1显示了当前COFO-NE实现的框图。正受保护的网元直接连接到应用服务器、会话控制元件、服务网关等。网元接收预订者（subscriber）和用户的身份验证的请求，从而验证对事务或基于会话的服务的访问。网元可以使用预先确定的数量的属性（例如，服务名称和位置）、认证信息（例如，密码和生物特征信息）和标示符（姓名、用户标识、MAC标识、IP地址、地理定位等等）。一旦用户/预订者得到认证，网元服务器就可以控制或不控制用于会话和媒体的资源。策略、服务质量和安全性需求可能规定这些分配是可行的。网元的信令元件和网元的媒体控制元件之间的接口可以是开放的（标准协议）或专有的协议，并且该接口可以是点到点或点到多点，从而通过对资源请求的分配来支持可靠性。

可以在以下链接中找到云框架参考模型的详细信息（其通过引用被整体并入）：http://tools.ietf.org/id/draft-khasnabish-cloud-reference-framework-01.txt。

图2显示了根据本发明的方面的COFO-NE实现模型。在这个实现中，构成（用于保护使免受过载或用于灾难管理的）网元的信令和媒体控制部分的资源是从一组网络化资源中获得，并且在它们被需要的一段时间内被利用，然后释放回资源池。该一段持续时间可以随情况变化从数秒到多个小时。

用于管理信令过载控制的资源块可以从各种网络资源获得并且这些块可以集成到网元资源池，从而可以向正与正受保护使免受过载/灾难的网元的信令部分通信的应用和服务提供统一的视图——预订者信息/配置文件服务器、信任和秘钥授权、访问/媒体策略控制、会话/事务控制服务器。网元的信令部分使用指令经由虚拟专用网络链路来控制来自网元的会话和媒体控制部分的资源的分配，虚拟专用网络链路运行具有标准化规格的开放的协议。

用于控制网元的媒体部分的资源是从一组网络化资源获得的，并且在需求的一段持续时间内被利用。该一段持续时间可以随情况变化从数分钟到多个小时。用于网元媒体部分的资源块可以从各种网络资源获得并且这些块可以集成到媒体控制部分资源池中，从而可以向网元的信令部分呈现统一的视图。

图3显示了如何以具有成本效益的方式利用固定的（内部的）资源和借用的或租用的（外部的）资源的组合来控制网元的集中过载的进一步的细节。

应该理解的是，本发明的方法和系统是采用包括简单和复杂计算机的机器和设备来实施的。而且，上述架构和方法可以部分地或全部地以机器可读介质的形式进行存储。例如，本发明的各种操作能够存储在机器可读介质上，如，可以经由磁盘驱动器（或计算机可读介质驱动器）访问的磁盘或光盘。可选择地，执行如上所述的操作的逻辑能够实现在另外的计算机和/或机器可读介质上，例如，如大规模集成电路（LSI）、专用集成电路（ASIC）的分散的硬件部件；如电可擦除可编程只读存储器（EEPROM）的固件；等。某些实施方式的实现还可以采用机器实现的形式，包括web实现、计算机软件。

虽然已经显示和描述了本发明的各个方方面，然而本领域的技术人员将清楚的是，更多的修改是可行的而不会偏离本文的发明内容。因此，除了在如下权利要求的宗旨范围内之外，本发明不会受限制。

Claims (8)

1.一种网元集中过载控制COFO-NE的基于云计算实现的方法，包括：

从各种网络化资源获得用于网元的信令部分的资源块，其中所述用于网元的信令部分的资源块被集成到资源池中且统一的视图被呈现给与网元的信令部分通信的应用和服务；由所述网元的信令部分通过指令经由虚拟专用网络链路来控制对来自所述网元的媒体部分的资源的分配；从所述各种网络化资源获得用于所述网元的媒体部分的资源块，其中所述用于所述网元的媒体部分的资源块被集成到资源池中且统一的视图被呈现给所述网元的信令部分；使用所述用于网元的信令部分的资源块和所述用于网元媒体部分的资源块来用于应用和服务一段持续时间；以及在使用之后释放所述用于网元的信令部分的资源块和所述用于网元媒体部分的资源块；

其中，所述用于网元的信令部分的资源块和所述用于网元媒体部分的资源块是通过开放的应用和资源编程接口从公共网络、专用网络或社区网络获得的。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述网元是分布式的和非集成的。

3.如权利要求1所述的方法，其中所述虚拟专用网络链路运行开放的标准协议。

4.一种网元集中过载控制COFO-NE的基于云计算实现的设备，包括：网元的信令部分，包括来自各种网络化资源的资源块，其中包括于所述网元的信令部分的所述资源块被集成到池中且统一的视图被呈现给与网元的信令部分通信的应用和服务；网元的媒体部分，包括来自所述各种网络化资源的资源块，其中包括于所述网元的媒体部分的所述资源块被集成到池中且统一的视图被呈现给所述网元的信令部分，其中所述网元的信令部分还被配置为通过指令经由虚拟专用网络链路来控制对来自所述网元的媒体部分的资源的分配；其中包括于所述网元的信令部分的所述资源块和包括于所述网元的媒体部分的所述资源块被配置为被使用来用于应用和服务一段持续时间；以及在使用之后被释放；

其中，包括于所述网元的信令部分的所述资源块和包括于所述网元的媒体部分的所述资源块是通过开放的应用和资源编程接口从公共网络、专用网络或社区网络获得的。

5.如权利要求4所述的设备，其中所述网元是分布式的和非集成的。

6.如权利要求4所述的设备，其中所述虚拟专用网络链路运行开放的标准协议。

7.一种网元集中过载控制COFO-NE的基于云计算实现的系统，包括：用于获得来自各种网络化资源的用于网元的信令部分的资源块的装置，其中所述用于网元的信令部分的资源块被集成到池中且统一的视图被呈现给与网元的信令部分通信的应用和服务；用于控制对来自所述网元的媒体部分的资源的分配的装置；

用于获得来自所述各种网络化资源的用于所述网元的媒体部分的资源块的装置，其中所述用于所述网元的媒体部分的资源块集成到池中且统一的视图被呈现给所述网元的信令部分；以及用于使用所述用于网元的信令部分的资源块和所述用于所述网元的媒体部分的资源块来用于应用和服务一段持续时间的装置；

其中，所述用于网元的信令部分的资源块和所述用于所述网元的媒体部分的资源块是通过开放的应用和资源编程接口从公共网络、专用网络或社区网络获得的。

8.如权利要求7所述的系统，其中所述网元是分布式的和非集成的。