CN1104122C - 提供高级互连能力的网络管理器 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种配置和控制一个具有以多个通信协议通信的多个节点(12-19)的模拟的电信网的网络管理器(10)。这种网络管理器能动态地将多个节点各与网络连接和断开。网络管理器(10)还确定多个节点各采用多个通信协议中的哪个通信协议，建立以可兼容通信协议通信的节点之间的连接，以及拒绝以不可兼容通信协议通信的节点之间的连接请求。网络管理器(10)包括设计功能件(25)和监控功能件(26)。设计功能件(25)创建网络，定义节点，规定哪个节点在哪个工作站上运行，以及建立连接。监控功能件(26)管理和运行网络。这包括使网络运行，监视节点和链路，以及需要时重新配置网络。监控功能件(26)启动每个节点，动态地取下和回复节点，断开和恢复链路，以及为操作员提供网络内每个节点和每个链路的状态信息。操作员与网络管理器(10)的互动由图形用户界面保证。

Description

提供高级互连能力的网络管理器
技术领域
本发明与电信系统有关，具体地说，与通过动态分配模拟电信网内节点提供高级互联能力的网络管理器有关。
发明背景
在电信工业中，标准的电信网利用基于开放系统互连(OSI)模型的协议相互链接。OSI模型对于不同7家制造的不同系统之间的通信来说是一个国际上接受的标准框架。OSI模型创造了一种开放系统联网环境，连接到任何网上的任何7家的计算机可以与任何接到这个网上或链接的网上的计算机系统自由地共享数据。
OSI模型将通信过程按照根据与用户的关系的分层顺序组织入由相互有关的协议构成的七个不同的层。层1至3处理网络接入，而层4至7处理消息源和消息目的地之间的端对端通信。每层包括至少一个包含在一个较高的与一个较低的逻辑边界之间的功能。每一层的服务与较低层的服务组合起来形成可为更高层提供的新的服务。这些层的情况如下：
层1是一个物理层，提供信号传输和物理连接激活和去激活；
层2是一个数据链路层，包括信号同步、纠错、排序和流量控制，这一层也提供跨越一个或几个物理连接的数据传输链路；
层3是一个网络层，提供路由选择和交换功能；
层4是一传送层，利用层1至3提供具有更高层功能所需特性的端对端服务；
层5是一个会话层，提供建立会话连接和支持数据的有秩序交换和特定通信服务的有关控制功能的措施；
层6是一个表示层，提供数据格式化和代码变换的措施；以及
层7是一个应用层，它的协议提供一个最终用户所寻求的实际服务。
在开发和测试电信系统和新的服务应用期间，通常要开发一组相应有关的软件程序，这些软件程序组事起来就模型化或模拟系统硬件。这样，在系统中增添新的服务应用的效果或可提出的改变硬件或软件的效果就可以迅速模拟和分析，不需要耗费许多费用和时间来处理修改系统硬件或将新的服务应用装入实际系统。然而，在需测试的功能要求在两个或更多个电信系统之间进行通信时，就会出现一些问题，测试成本大大增加。
用来链接标准电信系统的现有通信链路通常包括执行和汇编OSI层3-7的计算软件和执行OSI层1-2的传输硬件。在为了测试需要一个在两个电信系统之间或一个电信系统和一个系统仿真器之间的链路时，这些系统通常以用来物理连接现场通信系统的同样传输硬件直接相互连接。然后，将测试设备和测试工具与这些系统和它们之间的物理链路连接，以便对这些链路进行监视和执行协议分析或其他鉴定测试。
作为在此使用的术语，“仿真器”是指对处理节点的硬件进行仿真和将应用软件视为在一个目标机上运行的应用软件的软件程序。系统仿真器用来对目标电信节点进行仿真。仿真器以目标电信节点内所使用的应用软件块执行各种操作。这些操作验证目标电信节点软件使用网络通信协议情况。“模拟器”是指按预期消息编程的处理器。可以将一个协议模拟器和一个电信系统仿真器接到网络上来验证目标电信节点软件使用几个网络通信协议的情况。
通常希望配置以多个电信节点和仿真器测试多个通信协议的使用情况的网络。然而，当前并没有一个网络管理工具能实时管理电信节点仿真器、协议模拟器和其他在网上发送信令信息的测试工具之间的互连。
虽然还没有已知的现有技术解决上述缺陷和不足，但在颁发给Chan等人的美国专利NO.5,027,343中和在Netmatc的“网络管理环境”(“A Network Management Enviroment”，IEEE Network Magazin，March，5，1991 Page 35-43)讨论了与这里所讨论的有些关系的课题。Chan揭示了一种用来对综合业务数字网(ISDN)系统内的组成部分进行远程测试的测试接入系统。所测试的协议与OSI层1-3有关，主要涉及物理电信通道的建立、保持和释放。Chan提出将网络消息(包括层1-3)分组化或封装成分组，利用分组交换网将测试程序从测试设备传送到受测试系统。受测试系统将所接收的分组折封，撮网络消息后发送，加以处理。
Chan的设计专为支持实际物质硬件远程测试。包括测试设备的本发站与受测系统远程链接。然而，Chan特别指出，这个专利只是用于涉及信号的物理传输、路由选择和交换的OSI层1-3。Chan并没有提出所实时动态地部署一个网络内的电信节点、仿真器、协议模拟器和其他测试工具的网络管理器。
Netmat揭示了一组在分布环境中的网络管理工具，用来提供网络的设计、模拟和管理功能。然而，这篇论文也没有提出可实时动态地部署一个网络内的电信节点、仿真器、协议模拟器和其他测试工具的网络管理器。
纵观以上各参考资料可见还没有提出或揭示如本发明可提出的系统和方法。
为了克服现有解决途径的缺点，需要开发一种能更好地对所模拟的网络进行管理的网络管理器。这种管理器应能根据请求动态地部署一个网络内的电信节点、仿真器、协议模拟器和其他测试工具。这种管理器应能迅速而经济地改变网络配置，并为网络提供高级互连能力。本发明就提供了这样的网络管理器。
发明内容
就一方面而言，本发明提供了一种用来配置和控制具有以多个通信协议通信的多个节点的模拟的电信网的网络管理器。这种网络管理器包括将多个节点各与网络管理器连接的装置和将多个节点各与网络管理器断开的装置。网络管理器包括确定多个节点各采用多个通信协议中的哪个通信协议的装置，建立以可兼容通信协议通信的节点之间的连接的装置，以及拒绝以不可兼容通信协议通信的连接请求的装置。
就另一方面而言，本发明提出了一利用来配置和控制具有以多个通信协议通信的多个节点的模拟的电信网的网络管理器，该管理器包括一个建立网络的设计功能件和一个动态地控制网络的监控功能件。设计功能件包括定义多个节点的装置，以及通过将多个节点各分配给一个工作站来建立一个初始网络配置的装置。监控功能件包括监视多个节点的每个节点的状态的装置，监视节点之间的链路的状态的装置，以及动态地重新配置网络的装置。
就再一方面而言，本发明提出了一种配置和控制具有以多个通信协议通信的多个节点的模拟的电信网的方法。这种方法包括以下这些步骤：将多个节点各与网络管理器连接，确定多个节点采用多个通信协议中的哪个通信协议，建立以下可兼容通信协议通信的节点之间的连接，以及拒绝以不可兼容通信协议通信的节点之间的连接请求。
附图说明
对于熟悉本技术领域的人员来说，通过参考以下结合附图的详细说明可以更好地理解本发明和更清楚本发明的各个目的和优点。在这些附图中：
图1为本发明的网络管理器的简化功能方框图；
图2为例示可与本发明的网络管理器连接的一个典型的电信系统仿真器内的软件块的简化功能方框图；
图3为多个互连的多仿真器信号处理器(MESH)的示例性配置的简化方框图；
图4为由网络管理器维护的两个连接端点的典型连接的例示图；
图5为符合本发明精神的协议模拟器数据结构和它与所关联的连接块(CB)和连接信息(CI)的关系的例示图；
图6为符合本发明精神的电信系统仿真器数据结构和它与所关联的CB和CI的关系的例示图；
图7为在通过本发明的网络管理器连接仿真器、协议模拟器和目标电信节点中所涉及的数据结构、CB和CI的简化方框图；
图8A-8E为例示在通过本发明的网络管理器定义仿真器、定义协议模拟器和处理仿真器和协议模拟器之间的SS7消息中所涉及的各步骤的流程图；以及
图9为在本发明的网络管理器内仿真器和协议模拟器之间的连接的简化功能方框图。
具体实施例方式
本发明是一种动态分配电信网内节点、按请求附加或除去节点的网络管理工具。这种网络管理器有效地迅速改变网络配置，利用UNIX插座(socket)概念提供高级互连能力。
图1为本发明的网络管理器10的简化功能方框图。在这里所说明的优选实施例中，网络管理器利用UNIX插座概念为网络提供高级互连能力。电信协议由传输控制协议/互联网协议(TCP/IP)封装后利用互联网插座接口通过LAN网发送。互联网插座接口是一种提供在不同主处理器上运行的应用之间的网络通信的UNIX文件。插座接口允许应用程序相互通信。通常，一个应用程序创造一个TCP客户机插座，接至一个TCP服务机插座，通过接口收、发数据。
互联网插座接口可以想象为提供一个通信端点的UNIX文件访问机制的一般化。应用程序在需要时请求操作系统创造一个插座。创造插座不需要将它们限制在专用的目的地地址上。于是，应用可以在每次使用插座时(例如在发送数据板时)加上一个目的地地址，或者，也可以选择将目的地地址附在插座上，以免反复地规定目的地(如在进行一个TCP连接时)。客户机的插座与服务机的插座连接，以便进行应用程序之间的通信。
标准的互联网协议是用户数据报协议(UDP)。UDP协议包括一个允许发送方区别一个远程处理器上的多个目的地(应用程序)。UDP/IP插座用来建立、维护和折除应用之间的通信，而TCP/IP插座用来可靠地传送数据。
再来看图1，网络管理器10的核心是一个多模拟器信号处理器(MESH)11。MESH11是一个软件程序，驻留在网络上，类似一个应用程序。MESH可以互连这些TCP/IP连接点(插座)。MESH定义每个装置的协议类型，建立一组在装置之间的许可连接。MESH拒绝在具有不同协议类型的装置之间的连接，即使它们可以都是TCP/IP连接。在MESH内规定了许可连接的一些规则。
第1仿真器至第5仿真器512-16示为与MESH 11连接。如前面所述，所谓“仿真器”是指一个软件程序，它模拟一个处理节点的硬件，解释应用软件，仿佛应用软件是在一个目标机器上运行。系统仿真器用来模拟一个目标电信节点。仿真器以用于目标电信节点的应用软件块执行操作。这些操作用来确认目标电信节点软件对网络通信协议的使用。
在图1中，有几种不同的互连。例如，从第1仿真器12至第2仿真器13，系统在这两个装置之间传送仿真器CPU指令和内部仿真器CPU指令。在第二种连接中，系统可以接收来自一个仿真器的CPU指令，将它们变换成SS7数据送至协议模拟器17。在第三种连接中，CPU指令变换成可以按TCP/IP格式发送的某种其他格式送至其他信令接口2和18。此外，一个目标电信节点19可以接至网络管理器10，可以通过发送TCP/IP格式的SS7数据在网络上与其他目标电信节点、仿真器或协议模拟器。通信通过互连多个仿真器、协议模拟器、目标电信节点和其他信令接口工具，本发明可以用来定义和管理一个完整的电信网络。
在一个例子中，第1仿真器12模拟一个移动业务交换中心(MSC)，而第2仿真器13可以模拟公众电话交换网(PSTN)。第3仿真器14可以模拟一个归属用户位置寄存器(HLR)，而第4仿真器15可以模拟一个高级移动电话系统(AMPS)MSC。可以没有限制地再加上些仿真器。本发明也能与按TCP/IP协议通信的任何实际硬件系统19互连。
为了理解网络管理器的功能，必需清楚地理解“仿真器网”的概念。图2是一个简化的功能方框图，例示了在可以与本发明的网络管理器10连接的典型电信系统仿真器21内的软件方框。每个仿真器21支持在一个中央处理器内和输出至多个地区处理器和网络的插座接口的信号。在这一点上，信号必需被与插座接口连接的另一个工具截取、返回或处理。
SS7信令链路的信号是一个已知的信号集，在仿真器之间传送，犹如通过一个实际信令链路“传输”。然而，在传送这个级别上的仿真器CPU指令时，OSI硬件层1和2由UNIX传送机制有效地代替。对于信令终端中心-信令终端远程(STC-STR)和信号在中央处理器和地区处理器之间的其他类似的信令类型，一个限定的仿真器CPU指令集被标识后变换成标准化的数据流传输给其他工具、仿真器或程序。
每个仿真器2 1包括一个应用编程接口(API)22，用来为与仿真器通信的外部工具提供一个通用接口。API22包括一个函数库，任何外部工具可以用它与仿真器连接。这个接口是一个由网络管理器10用来向网上的各种仿真器发送信令信息和接收来自那里的信令信息的接口。因此，网络管理器程序必需知道在这个限定的网络内哪些仿真器可以相互通信。网络管理器接收到仿真器CPU指令后，估计出它们来自哪里，利用信号交叉连接表20(图1)内的信息确定指令的目的地。
在仿真器21内的其他软件块包括仿真器模拟硬件23，用来模拟所仿真的电信节点的硬件。此外，仿真器还包括一些实际目标节点应用程序24，用来履行和测试这些应用和有关通信协议的性能。
再参阅图1，对于仿真器12-16之间的CPU指令的信令，网络管理器必需知道一些信号集，以便正确地连接这些仿真器。例如在日本，CPU指令块之间的某些信号集是独特的，因为有些实际信令交流接口是按日本SS7协议特定的。这些信号集只用于一些按日本标准工作的限定信令点。网络管理器按规定不允许不同标准的信令点互连。
本发明的网络管理器10使操作员可以在UNIX环境中定义和控制网络。这种管理器允许操作员定义在UNIX环境中运行的每个连接装置和平台。MESH11可以指定不同的工作站运行各种仿真，从而将所模拟的电信网分布到一个局域网(LAN)或广域网(WAN)上。这有利于防止UNIX环境的网络或特定部分过载。MESH11对UNIX网络进行监视，保持对每个装置的连接情况的跟踪。MESH还定义每个装置的连接类型，因此知道哪些装置具有可兼容的连接，从而可以互连。这样，MESH可以确定在哪里连接协议模拟器17和在哪里连接其他装置，从而能将它们互连起来。
网络管理器10提供在用户定义的工作站上运行一个或几个仿真器的能力。电信系统仿真器要占用大量的工作站存储器，因此就一个工作站通常没有足够的存储器来运行几个仿真器过程。网络管理器10控制其他工作站上的仿真器的初始化和执行，同远地外壳将它们与一个规定的工作站互连。此外，UNIX插座和TCP/IP连接用来在这些仿真器与网络管理器之间移动数据。每个仿真器的操作员显示器目的地也可加以控制，使得多个视窗可以分布到一个以上的工作站。
典型的基于UNIX的仿真器21可以在SUN微机系列具有32MbRAM和200Mb工作站硬盘驱动器上的交换空间的Sparc 5工作站上运行。协议模拟器17可以在具有32Mb RAM和100Mb服务机硬盘驱动器上的交换空间的SUN Sparc 20服务机上运行。这些硬件配置的说明只是示例性的，并不是对本发明的范围有所限制，本发明也可用其他硬件配置来实现。
MESH11监视每个TCP/IP连接(链路)，在接收数据、加以处理和发送到它的目的地的过程中对数据进行解释。然后，数据再加以处理后以一种逻辑形式提供给操作员。有一个图形用户界面(GUI)使操作员能在显示屏幕上通过拖动表示节点的图标和拖动图标之间的连线从而成为节点之间的TCP/IP插座连接来配置和重新配置网络。对于每个节点，操作员然后通过双击图标和将所希望的特性输入弹出的视窗设置它的特性。链路也具有可以由操作员编辑的定义，如所用的信令链路码、每组的链路数、目的地点码(DPC)、自有点码(OPC)等。
网络也可以在互联网上工作。因此，第1仿真器12可能是在瑞典的工作站上运行，第2仿真器13可能是在德国，而第3仿真器14可能是在美国。多个MESH11也可以通过将它们接至单个诸如仿真器那样的节点互连。图3例示了多个MESH的一种典型配置。一个MESH可以在美国运行，模拟一个PCS网，另一个MESH可以在德国运行，模拟一个GSM网，而再一个MESH可以在瑞典运行，模拟一个国际网关网。然后，这些MESH可以互连起来模拟一个世界范围的电信网，试验所模拟拟的这些网络之间的信令接口。
图3是多个互连的MESH61-64的一种典型配置的简化方框图。MESH-1、MESH-2和MESH-3都接至与所有这三个MESH通信的仿真器A 65。MESH-3又与目标电信节点66和仿真器B 67连接。MESH-4也与仿真器B连接。MESH-4又与协议模拟器68和其他信令接口工具69。在这种方式中，所模拟的由名MESH 61-64分别管理的网络可以互连起来模拟一个世界范围的电信网，试验所模拟的这些网络之间的信令接口。
再回到图1，MESH11包括一个设计功能(设计器)25和监控功能(监控器)26。通过GUI，设计器25用来配置网络、定义节点、限定哪此节点需在哪些工作站上运行，建立连接等。设计器可以保存、再装入、拷贝、恢复和执行在以一个网络配置文件工作时的其他实际管理命令。配置文件可以在用户之间传送和在不同的测试场所之间传送，倘若每个场所都配有支持所定义的适当工具集。
监控器26用来对网络进行管理和操作。这包括创造网络、监视节点和链路的状态，以及在受到请求时重新配置网络。监控器启动每个节点和使它运行，动态地取下节点和置回它们断开链路和恢复它们等。监控器也给出网络内每个节点和每个链路的状态信息。
因此，监控器26是允许操作员控制和监视多个仿真器的主控工具和辅助话务处理工具。监控器允许用户创建网络和监视网络内的节点。它利用GUI向操作员在显示器上显示网络图像，以及处理需发给一个或多个仿真器节点的命令和其他用户输入。在网络内也可以表示各个工具，但这些工具不为监控器所及。监控器具有识别接入网络的其他非仿真器工具的能力和对送至和来自这些工具和目标电信节点或仿真器的数据进行变换和路由选择的能力。
网络管理器10还包括一个消息监视功能27，使操作员能看到在网络管理器10与所连接的仿真器12-16、协议模拟器17或其他工具18之间通过的原始信令数据。在任何两个由网络管理器连接的信令点之间传输的消息显示给操作员。利用GUI，系统操作员可以将“断开”图标置于一个链路上，触发一个模拟断开一个链路的信令。然后，操作员可以将“监视”图标放在一个链路上，监视这时候有什么数据通过这个链路。即使链路是一个TCP/IP链路，监视功能27也将TCP/IP数据变换为遵从诸如SS7那样的电信协议，为用户提供通过这个链路的电信信令消息的指示。网络管理器摘出SS7数据送至协议模拟器17或协议分析器(未示出)进行解码和分析。适当的话务信令显示在操作员一旦选定的弹出或长期性视窗内。每个节点之间发送的消息可以随着网络执行信令实时地在顺序图或梯形图中加以监视。监视功能27也可以在不断开或影响信令链路工作的情况下加以使用。
基于协议模拟器的监视器(PSBM)功能36将话务数据解码成比只显示原始的十六进制数据的消息监视功能27对用户更为友善的格式。两个端点之间的所有话务送至PSBM功能36解码后再向操作员显示。
监控器26处理在运行时网络配置的改变。也就是说，即使网络已经启动，操作员仍能改变网络的配置，而不需要重新启动所有的节点。此外，操作员可以实时动态地除去一个仿真器节点，从而模拟网络内有一个节点完全损坏的情况。然后，可以利用网络管理器10重新配置网络，绕过出故障的节点或链路。可以动态地附加一些节点和链路来绕过出故障的节点或链路。这样就能像上述那样监视话务路由变动的情况。
网络管理器10也可以用来定义网络内的信令回路。在一个信令回路内，一个节点通过将两个信令终端连接在一起就接回到它本身。这个过程类似于连接两个仿真器，但回路使一个仿真器接回到它本身。
网络管理器10也可以将一个来自网络内的一个始发节点的基于插座的SS7消息向网络内的多个接收节点广播。有一个广播功能28对始发节点到多个接收节点的连接进行控制，使得同样的消息从始发节点发送给这些接收节点。网络管理器也能使这种连接颠倒过来，使多个节点能向单个接收节点发起消息。这可以独立发生，也可以是响应来自单个节点的一个广播消息。单个接收节点按照接收消息的顺序处理这些接收到的消息。
这些类型的能力测试利用物理测试设备由于涉及的费用和数理逻辑问题因而是不实际的，甚至是不可能的。本发明的网络管理器10所采取的网络测试远超过用物理测试设备所能完成的。例如，通过利用一个UNIX网的可以很容易具有300个或更多的工作站的能力，本发明动态地管理一个具有300个或更多的采用多种通信协议的电信节点的模拟网络，从而消除了对物理空间和测试设备容量的限制。对于网络内的工作站的数量或节点的总数没有实际极限，虽然由于工作站操作系统的极限可能会有一些限制。
监控器26是网络管理器10的主要接口。监控器26支持能与网络内的节点(仿真器转储)连接的一些工具的接口。这些工具必需在一个网络定义文件中明确，以便由网络管理器加以连接和控制。在图1所例示的网络配置中，基于插座的仿真器12-16、协议模拟器17和其他信令工具18(如有的话)都在网络定义文件内定义。
监控器26显示一个反映操作员创建的网络图的网络图视窗。操作员只要选择网络节点中是一个仿真器12-16的节点，就将命令直接发送给这个节点。这个操作更新了在另一个子视窗内的当前选择的仿真器。这允许操作员通过网络管理器来控制每个仿真器，从而使操作员能点击一个节点、给出一个MML命令，使得这个命令和仿真器状态在另一个子视窗或弹出视窗内打印显示出来。
图4是由网络管理器10维护的两个节点的典型连接的例示图。其中示出了将第一连接块(CB)32与第二CB33连接起来的连接信息(CI)31。每个CB有一个相应的连接端点34(35)，例如它可以是一个目标电信节点、仿真器信号终端、仿真器信号终端中心(STC)或协议模拟器。在网络管理器内，所有话务都是从一个CB通过编程为IC的连接传到另一个CB。CI31是一个软件和数据块，含有完成对具体连接端点的连接所必需的信息。每个与网络管理器10的连接都有一个CI。每个CB都是一个连接端点34和35的抽象。每个具体的网络元都配有一个CB，能发送或接收数据。
各CB指向CI，CI指向表示连接的另一端的另一个CB。由于进入网络管理器的每个消息的源是已知的，因此可用源信息来获得指向一个CB的指针。而这个CB再提供一个给CI的指针，指向连接的另一侧的CB。例如，一个来自连接端点34的消息指向CB32。从而，CB32为CI31提供一个指针，指向CB33和它的相应连接端点35。以这种方式，网络管理器10(图1)确定每个进入消息的目的地。
如以上在图1中所指出的那样，一个协议模拟器17可以接至网络管理器10，以与网上的其他节点进行通信。协议模拟器17包括一个运行标准模拟工具的UNIX过程。这些标准工具包括执行呼叫始发功能的测试程序软件。这些程度就建在OSI层3-7内，发送给一个UNIX适配器。UNIX适配器将这些层以TCP/IP格式封装，通过互联网插座和LAN连接传输给网络管理器10。网络管理器检验协议的兼容性，将这传输转给一个目标系统仿真器，例如图2中的仿真器21。
协议模拟器17使操作员能选择一个实际的目标硬件节点或者是一个由测试OSI层3-7的软件模拟的节点。如果选择的是一个硬件节点，协议模拟器内的一个通信管理器识别出这种选择，通知一个协议模拟插座适配模块(协议模拟适配器)，由它为这个硬件节点选择合适的协议模拟软件(协议架(protocol shelf)和协议库(protocolstack)。基于UNIX的TCP/IP协议中的消息通过多个互联网插座之一发送给LAN。这些消息通过一个互联网插座出LAN后送至一个UNIX适配器，由它将TCP/IP协议翻译成目标电信硬件节点能理解的SS7消息。
如果仿真器21选择用来测试，协议模拟器17内的通信管理器就识别出这种选择，通知协议模拟适配器，由它为这个仿真系统选择合适的协议模拟软件(协议架)和协议库。基于UNIX的TCP/IP协议的消息通过多个互联网插座之一送至LAN。这些消息通过一个网关互联网插座出LAN后送至仿真器21。
为了与仿真器21通信，协议模拟适配器利用SS7 TCP/IP协议。测试消息也可以包括一些标头八比特字节，专用于协议模拟器17与目标或仿真电信节点之间，标识消息源、消息长度、协议修订等。测试消息通过互联网插座之一在诸如以太网之类的LAN传送，通过网关互联网插座送至仿真器21。在应用编程接口22中，剥除TCP/IP协议和标头，将测试消息变换为仿真器CPU指令。CPU指令于是被送至仿真器CPU，对需测试或执行的软件进行处理和操练。
如图2所示，仿真器21包括来自所模拟的电信节点的应用软件程序24以及对目标节点的硬件进行仿真的软件模块23。仿真器运用需测试的软件、用目标电信节点来验证所模拟的通信协议使用情况和将响应送回给协议模拟器17。因此，在用户根据仿真器21开发了对一个应用的一些测试顺序后，协议模拟器17就可以用来通过采用同样的测试顺序在目标硬件上测试这个应用。
图5为符合本发明精神的协议模拟器数据结构45和它与关联的连接块(CB)和连接信息(CI)的关系的例示图。在这个优选实施例中，对于每个与网络管理器连接的协议模拟器17都存在图5中所示的数据结构。每个协议模拟器数据结构45包括一个或多个协议模拟软件模块(协议架)411至41N。每个协议架41有从1至16个关联节点结构421至4216。每个节点结构42表示在它所关联的协议模拟软件模块(架)41上的一个节点。每个节点结构42具有一个关联的连接块(CB)431至4316。如以上图4中所示，每个CB43指向一个连接信息(CI)441至4416，它提供将数据从连接的协议模拟器侧发至另一侧的端点所需的所有信息。
协议架结构41和节点结构42在操作员规定的协议模拟器被网络管理器10接触时分配。每个定义的协议架和关联节点分别通过协议架登记消息和节点登记消息由网络管理器登记。协议架和节点结构被分配后附有为协议模拟器软件提供的唯一标识协议架和节点组合的信息。在分配每个节点时，也分配它关联的CB，并将它附于节点。网络管理器10以一个指向网络管理器内一个功能的指针和一个指向与这个节点42关联的CB43的指针响应节点登记消息。
在协议模拟器发送一个来自节点42的消息时，这个模拟器就调用网络管理器响应节点登记消息所指示的功能。协议模拟器包括这个CB指针和一个指向要发送的数据的指针。网络管理器10利用CB43确定数据消息的目的地，对数据进行格式化后选择相应路由加以传输。
在一个数据消息正发送给协议模拟器内的一个节点42时，CB43由网络管理器10用来确定目的地节点。目的地节点进而用来确定目的地协议架和协议模拟器数据结构45。然后，网络管理器利用协议模拟器数据结构45、协议架结构41和节点结构42内所含信息调用一个将数据消息传到合适的协议架上的合适的节点的例行程序。
图6为符合本发明精神的电信系统仿真器数据结构51和它与所关联的CB和CI的关系的例示图。对于每个与网络管理器连接的仿真器都有这个仿真器数据结构51。在网络管理器配置内可实现的仿真器数据结构51的数量并无实际限制，虽然由于工作站操作系统的极限对限制有所影响。
仿真器数据结构51包括一个信号终端表(SigTermList)结构52和一个信令终端中心表(STCList)结构53。信令终端是在目标电信节点或仿真节点内的端点，唯一地识别这个节点内的一个SS7信令点。SigTermList结构52含有与仿真器内所定义的信号终端有关的信息。每个信号终端唯一地由一个“块属主”和一个信号终端号码(ST#)标识。每个块属主由一个块结构541至54N表示。每个块属主可以有从0至65,535个关联的信号终端，因此每个块结构54可以有从0至65,335个关联的信号终端(SigTerm)结构551至55N。每个定义的SigTerm 55具有一个关联的连接块(CB)561至56N。每个连接块56具有一个关联的连接信息(CI)571至57N。
在网络管理器10接收到一个来自一个所连接的仿真器的一个信号终端的消息时，首先对这个消息进行解码，根据始发这个消息的SigTermList 52和块结构54确定这个信号终端。这个信息于是由网络管理器10在试图寻找一个所表示的SigTerm结构55中加以使用。也可能从在网络管理器内没有定义的仿真器信号终端接收到数据消息。在这种情况下，找不到SigTerm结构55，于是就抛弃这数据。如果发现一个SigTerm结构，就读取关联的CB 56。在信号信息解码成内部的网络管理器表示形式后，网络管理器10就利用CB56确定连接的目的地那一侧。然后，网络管理器对数据进行格式化后选择相应路由传送。
在有一个消息要发送给一个所连接的仿真器的一个信号终端时，网络管理器10将这个消息格式化成仿真器CPU指令后(通过块结构)发送给适当的块属主和信号终端。
STCList结构含有与在仿真器内定义的信令终端中心(STC)有关的信息。每个STC唯一地由一个STC号码(STC#)标识。与一个仿真器关联的可以有从0到65,535个STC。每个STC有一个关联的CB。
在有一个消息从一上所连接的仿真器的一个STC接收到时，首先将这个消息解码，确定始发这个消息的STC。然后，这信息由网络管理器在试图寻找一上所表示的STC结构581至58N中用来搜索STCList53。也可能从在网络管理器内没有定义的仿真器STC接收到数据消息。在这种情况下，找不到STC结构58，就抛弃这个消息。如果发现一个STC结构，就读取一个关联的CB591至59N和CI601至60N。在信号信息解码成内部的网络管理器表示形式后，网络管理器10利用CB59确定连接的目的地那一侧。然后，网络管理器对数据进行格式化后选择相应路由传送。
在有一个消息要发送给一个所连接的仿真器的一个STC时，网络管理器10将这个消息格式化成仿真器CPU指令后发送给这个仿真器。
图7是在通过本发明的网络管理器连接仿真器、协议模拟器和目标电信节点中所涉及的结构，连接块(CB)和连接信息(CI)的简化方框图。多个CI用来如图4所示那样连接一些CB和连接端点。仿真器数据结构51(见图6)示为包括信号终端(SigTerm)表52和STC表53(图7中未详细示出)。SigTerm表52包括多个块结构，而每个块结构如图6所示有多个SigTerm结构。协议模拟器数据结构45包括多个协议架，而每个协议架如图5所示有多个节点。一个目标电信节点数据结构71示为包括一个信号终端(SigTerm)表72。这个SigTerm表72与仿真器51内的SigTerm表52相同，模拟同样的目标电信节点，也是包括多个块结构，每个块结构有多个SigTerm结构。
在图7所示的例子中，在SigTerm结构1551(与仿真器数据结构51内的块结构1541关联)和节点1421(与协议模拟器数据结构45内的协议架1411关联)之间建立了一个第一连接。CB1561与物理上表示为连接端点(CE1)73的SigTerm结构1511关联。CB2432与物理上表示为CE274的节点1421关联。CI57连接CB1561和CB2432。然后，在两个物理CE73和74之间建立一个物理连接75。这个过程将在下面结合图8A-8E详细说明。
在SigTerm结构1551(与仿真器数据结构51内的块结构3543关联)和SigTerm结构176(与目标电信节点数据结构71内的块结构N77关联)之间建立了一个第二连接。CB3563与物理上表示为CE378的块结构的SigTerm结构1551关联。CB479与物理上表示为CE481的SigTerm结构176关联。CI82连接CB3563和CB479。然后，在两个物理CE78和81之间建立一个物理连接。
图8A-8E为例示在通过本发明的网络管理器定义一个仿真器、定义一个协议模拟器和处理仿真器和协议模拟器之间的SS7信令中的这些步骤的流程图。在步骤91至96，在网络管理器10内定义仿真器数据。结合图1、6和8，在步骤91，系统操作员定义网络管理器的网络设计功能25(图1)内的电信仿真器。在步骤92，系统操作员定义与仿真器连接的信令终端(ST)。接着在步骤93，创建信号终端表(图6)。在步骤94，系统操作员为每个ST指定一个CPU指令块，从而建立了块结构54。在步骤95，系统操作员为每个ST定义信令类型，从而建立了信号终端结构55。在步骤96，通过建立一个与信号终端结构55相应的连接块56完成了对仿真器数据的定义。然后，过程转到图8B。
在图8B的步骤97-99中，在网络管理器10内定义协议数据。结合图1、5和8，在步骤97，系统操作员在协议模拟器17内定义各协议架41的定义，从而建立了协议模拟器数据结构45和协议架41。在步骤98，系统操作员定义协议架41内的协议模拟的节点，从而建立了节点42。在步骤99，通过建立一个与节点42相应的连接块43完成了对协议数据的定义。
步骤101-103建立仿真器与协议模拟器内的数据元的连接。过程进至步骤101，利用GUI或其他连接机制，系统操作员连接仿真器信号终端和协议模拟器节点。在步骤102，建立一个CI31(图4)，接在仿真器ST的CB56和接在协议模拟器节点42的CB43上。在步骤103，网络设计器25内的数据得到设定，以处理通过在步骤102中形成的连接的话务。
简短地看一下图9，其中示出了本发明的网络管理器内在协议模拟器数据结构105和仿真器数据结构106之间的连接的简化功能方框图。协议模拟器的数据元包括协议架41、节点和CB43(见图5)。这些数据元如以上在步骤97-99中所说明的那样定义。仿真器的数据元包括信号终端表52、块结构54、信号终端结构55和CB56(见图6)。这些数据元如以上在步骤91-96中所说明的那样定义。CI31连接协议模拟器数据元105和仿真器数据元106。CI如以上在步骤101-103中所示的那样建立。
回过来再看图8，过程从图8B进至图8c。步骤111至113例示了在建立诸如协议模拟器与仿真器这样两个端点之间的实际UNIX连接中所涉及的步骤。在步骤111，将协议模拟器架41与网络监控器26(图1)连接，建立与一个UNIX插座的TCP/IP连接，并将关联的信息存储在一个相连接端点(CE)数据结构内。在步骤112，将一个仿真器与网络监控器连接，建立与一个UNIX插座的TCP/IP连接，并将关联的信息存储在一个相应的连接端点(CE)数据结构内。在步骤113，完成连接，网络监控器26将插座识别标志与有关CE、CB和CI定义相关，以便发送和接收协议模拟器与仿真器之间的消息，如图7中物理连接75所示。
图8c的步骤114至图8E的步骤125例示了在处理一个通过网络管理器10从一个仿真器到协议模拟器的SS7消息中所涉及的步骤。在定义仿真器数据和协议模拟器数据的上述定义过程之后，定义一个连接。如步骤114所示，在两个连接端点和它们关联的CB之间通过一个有效的CI31(图3)定义连接。在步骤115，所连接的仿真器在一个内部的仿真器激励的作用下向网络监控器26始发SS7消息。
然后，过程进至图8D的步骤116，网络监控器26接收到SS7消息，在ST表53内险证信令终端号码(ST#)。在步骤117，网络监控器栓验ST#的块结构54，证实存在一个有效的SigTerm结构55。在步骤118，利用仿真器CB56识别CI31和协议模拟器CB43。在步骤119，协议模拟器节点42标识为有效的得到连接的节点。在步骤120，栓验CI31，确认协议模拟器架43为通过CB43得到连接的。因此，建立连接，消息准备好从仿真器传送给协议模拟器。
然后，过程进至图8E的步骤121，利用在步骤111存储的CE信息识别出接至协议模拟器的合适UNIX插座。于是过程进至步骤122，利用在步骤112存储的CE信息识别去接至仿真器的合适UNIX插座。在步骤123，来自仿真器的数据从CPU指令重新格式化成带标头的SS7数据。在步骤124，SS7消息通过UNIX插座连接发送到网络(例如LAN)上传给协议模拟器进行处理。在步骤125，完成消息标志着。
可以相信，从以上说明中可以清楚地看到本发明的工作原理和构成情况。虽然所示出和说明的方法、设备和系统具有值得推荐的特征，但显然在不背离如在以下权利要求所给定的本发明的专利保护范围的情况下其中可以加以种种变动和修改。

Claims (36)

1.一种自动配置和实时控制的一个模拟的电信网的网络管理器，所述模拟的电信网具有以多个通信协议的多个节点，所述网络管理器包括：
将所述多个节点各与所述网络管理器连接的装置；
将所述多个节点各与所述网络管理器断开的装置；
确定所述多个节点各采用所述多个通信协议中的哪个通信协议的装置；
建立以可兼容通信协议通信的节点之间的连接的装置；以及
拒绝以不可兼容通信协议通信的节点之间的连接请求的装置。
2.权利要求1的配置和控制一个模拟的电信网的网络管理器，所述网络管理器包括在将所述多个节点的一个节点与所述网络连接时和在将所述多个节点的一个节点与所述网络断开时实时动态地重新配置所述网络的装置。
3.权利要求2的配置和控制一个模拟的电信网的网络管理器，其中所述将所述多个节点各与所述网络管理器连接的装置包括连接至少一个电信系统仿真器的装置。
4.权利要求2的配置和控制一个模拟的电信网的网络管理器，其中所述将所述多个节点各与所述网络管理器连接的装置包括连接至少一个通信协议模拟器的装置。
5.权利要求2的配置和控制一个模拟的电信网的网络管理器，其中所述将所述多个节点各与所述网络管理器连接的装置包括连接至少一个目标电信硬件节点的装置。
6.权利要求1的配置和控制一个模拟的电信网的网络管理器，所述网络管理器还包括将所述多个节点分配给多个工作站的装置。
7.权利要求6的配置和控制一个模拟的电信网的网络管理器，所述网络管理器还包括：
初始化所述多个工作站的每个工作站的装置；以及
指派所述多个工作站各执行规定的仿真软件程序的装置。
8.权利要求7的配置和控制一个模拟的电信网的网络管理器，其中所述指派所述多个工作站各执行规定的仿真软件程序的装置包括指派所述多个工作站的一个工作站执行一个以上规定的仿真软件程序的装置。
9.权利要求1的配置和控制一个模拟的电信网的网络管理器，其中所述建立以可兼容通信协议通信的节点之间的连接的装置包括用远程外无将节点与一个规定的工作站互连的装置。
10.权利要求1的配置和控制一个模拟的电信网的网络管理器，其中所述以可兼容通信协议通信的节点之间的连接是UNIX插座。
11.权利要求1的配置和控制一个模拟的电信网的网络管理器，其中所述以可兼容通信协议通信的节点之间的连接包括：
以TCP/IP协议中的一个电信协议封装消息的装置；
利用一个第二互联网插座连接将一个第二节点与所述网络连接的装置；以及
将封装的电信协议消息通过所述网络从所述第一节点发送至所述第二节点的装置。
12.权利要求11的配置和控制一个模拟的电信网的网络管理器，其中所述网络为互联网。
13.权利要求1的配置和控制一个模拟的电信网的网络管理器，所述网络管理器还包括监视所述节点之间传送的数据的装置。
14.权利要求1的配置和控制一个模拟的电信网的网络管理器，所述网络管理器还包括一个使一个操作员能通过拖动一个显示屏幕上的图标和连线来配置和控制所述网络的图形用户界面。
15.权利要求1的配置和控制一个模拟的电信网的网络管理器，其中所述建立以可兼容通信协议通信的节点之间的连接的装置包括：
多个连接信息块，各包括完成对所述网络内所述多个节点的一个具体节点的连接所必需的信息；
多个连接块，各为一个具体的连接端点的抽象形式；
每个始发连接块内的一个指针，指向一个关联的连接信息块；以及
每个连接信息块内的一个指针，指向一个终接连接块。
16.权利要求1的配置和控制一个模拟的电信网的网络管理器，所述网络管理器还包括将所述网络管理器与至少一个其他网络管理器对接的装置。
17.权利要求1的配置和控制一个模拟的电信网的网络管理器，所述网络管理器还包括：
一个设计建立所述网络的设计功能件，所述设计功能件包括
定义所述多个节点的装置，以及
通过将所述多个节点各分配给一个工作站建立一个初始网络配置的装置；以及
一个动态地控制所述网络的监控功能件，所述监控功能件包括
监视所述多个节点的每个节点的状态的装置，
监视所述节点之间的链路的状态的装置，以及
动态地重新配置所述网络的装置。
18.权利要求17的配置和控制一个模拟的电信网的网络管理器，其中所述动态地重新配置所述网络的装置包括一个使一个操作员能在所述网络连续工作的情况下通过拖动一个显示屏幕上的图标和连线来重新配置所述网络的图形用户界面。
19.权利要求17的配置和控制一个模拟的电信网的网络管理器，
所述网络管理器还包括一个向一个操作员显示在所述网络内的所述多个节点的任何两个之间发送的消息数据的监视功能件。
20.权利要求19的配置和控制一个模拟的电信网的网络管理器，其中所述监视功能件利用一个图形用户界面使一个操作员可以在一个显示屏幕上通过将一个监视图标压在所述多个节点的任何两个节点之间的一个链路的图形表示上来观察所述这两个节点之间发送的消息数据。
21.权利要求17的配置和控制一个模拟的电信网的网络管理器，所述网络管理器还包括一个基于协议模拟器的监视功能件，用来对所述网络内的所述多个节点的任何两个节点之间发送的消息数据进行解码，以对用户友好的格式向一个操作员显示所述经解码的消息数据。
22.权利要求17的配置和控制一个模拟的电信网的网络管理器，所述网络管理器还包括将一个来自所述网络内的一个始发节点的基于插座的SS7消息向所述网络内的多个接收节点广播的装置。
23.权利要求22的配置和控制一个模拟的电信网的网络管理器，其中所述将一个来自所述网络内的一个始发节点的一个基于插座的SS7消息向所述网络内的多个接收节点广播的装置包括一个将所述始发节点与所述多个接收节点连接、使同样的消息能从所述始发节点发送给所述各接收节点的广播功能件。
24.权利要求23的配置和控制一个模拟的电信网的网络管理器，其中所述广播功能件包括使多个始发节点能向单个接收节点广播消息的装置。
25.一种自动配置和实时控制一个模拟的电信网的方法，所述模拟的电信网具有以多个通信协议通信的多个节点，所述方法包括下列步骤：
将所述多个节点各与所述网络管理器连接；
确定所述多个节点各采用所述多个通信协议中的哪个通信协议；
建立以可兼容通信协议通信的节点之间的连接；
拒绝以不可兼容通信协议通信的节点之间的连接请求。
26.权利要求27的配置和控制一个模拟的电信网的方法，所述方法还包括在将所述多个节点的一个节点与所述网络连接时和在将所述多个节点的一个节点与所述网络断开时实时动态地重新配置所述网络的步骤。
27.权利要求26的配置和控制一个模拟的电信网的方法，其中所述将所述多个节点各与所述网络管理器连接的步骤包括连接至少一个电信系统仿真器。
28.权利要求26的配置和控制一个模拟的电信网的方法，其中所述将所述多个节点各与所述网络管理器连接的步骤包括连接至少一个通信协议模拟器。
29.权利要求26的配置和控制一个模拟的电信网的方法，其中所述将所述多个节点各与所述网络管理器连接的步骤包括连接至少一个目标电信硬件节点。
30.权利要求25的配置和控制一个模拟的电信网的方法，所述方法还包括将所述多个节点分配给多个工作站的步骤。
31.权利要求30的配置和控制一个模拟的电信网的方法，所述方法还包括下列步骤：
初始化所述多个工作站的每个工作站；以及
指派所述多个工作站各执行规定的仿真软件程序。
32.权利要求31的配置和控制一个模拟的电信网的方法，其中所述指派所述多个工作站各执行规定的仿真软件程序的步骤包括指派所述多个工作站的一个工作站执行一个以上规定的仿真软件程序。
33.权利要求25的配置和控制一个模拟的电信网的方法，其中所述建立以可兼容通信协议通信的节点之间的连接的步骤包括用远程外壳将节点与一个规定的工作站互连。
34.权利要求25的配置和控制一个模拟的电信网的方法，其中所述建立以可兼容通信协议通信的节点之间的连接的步骤包括建立与UNIX插座的所述连接。
35.权利要求25的配置和控制一个模拟的电信网的方法，所述方法还包括监视所述节点之间传送的数据的步骤。
36.权利要求27的配置和控制一个模拟的电信网的方法，所述方法还包括使一个操作员能利用一个图形用户界面通过拖动一个显示屏幕上的图标和连线动态地控制所述网络的步骤。
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