CN1183201A - 用于确定网络上路由检验测试所引入的负荷的方法 - Google Patents

Abstract

本文阐述一种用于确定网络(10)上由于网络路由检验测试所引起的负荷的方法。该方法包括应用电信管理网(51)通过通用管理接口来抽样运行网络(10)中有效节点(12—22)的路由表信息。该电信管理网(51)由此确定操作员选定的源节点(12)和目的节点(22)之间的消息树,并且从该树中确定因网(10)上执行路由检验测试而会产生的发送、应答和接收的消息数量。本方法的优越性在于,操作员在进行检验测试之前就可被告知测试将产生的网络(10)上的负荷。这样操作员可以根据他的判断来执行这种测试,保证不发生因执行测试而导致的过荷情况。

Description

用于确定网络上路由检验测试所引入的负荷的方法

发明领域

本发明涉及用于在分组交换网中检查路由表信息的方法，尤其涉及确定由路由表信息正确性测试所引入的业务消息负荷的方法，所述路由表信息同七号信令系统(SS7)网络各交换节点或信令点以及信令转接点有关。

发明背景

在网络中，比如在分组交换网(PSN)中，消息从源节点到目的节点的路由是通过路由表的使用自动完成的。路由表存在于网络中的每个节点，包含有关消息将被传送的节点间链路集的信息。该信息通常包括一条优选路由或普通路由，以及一条或多条第二或故障路由。

七号信令系统(SS7)将电信管理网的存储程控交换机、网络数据库和智能外设互联起来。SS7用于交换分别与呼叫管理、分布式应用以及网络管理有关的消息和信息。SS7的协议已由“国际电报电话咨询委员会”(CCITT)，也就是今天的国际电联-电信标准化组(ITU-T)标准化。

为合理操作，在系统启动或生成的时候，正确的路由表信息就被加载且保存在每一路由表中。所述信息是固定的，而所述的路由表被称为“静态的”。该路由表也可被称为“部分路径”，因为存在每一路由表中的信息只是与通往目的方向的下一个节点有关。存在表中的路由信息的完整性对网络基本功能是十分重要的。

当表中的路由信息不正确或被破坏时，网络通信问题就会出现。这类问题的一个例子是，当路由表没有包括到达目的节点的信息时，造成消息在该节点中止，无法将消息送到目的节点。另一个例子是，当两个或多个节点的路由表中包含相互指向的目的节点的信息时，使得消息在无终点的环路中传递。第三个消息传送问题是，当源节点和目的节点之间的消息树造成超长路由时，在此路由中消息经过的STP个数超过了网络中允许的最大STP个数。还有一类问题是当通过网络的信号路径是单向的时候出现的。也就是说，消息可以从源节点经过消息树单方向到达目的节点，但却不能反向地从目的节点到达源节点。

在SS7网络中，目前有两种方法用于检测SS7路由表的正确性。

第一种方法涉及到在将路由数据写入路由表之前“脱机”地检测路由数据的正确性。有各种模似方法被使用来检测路由信息。这种方法的问题存在于在对每个节点的路由表中的信息的手动输入数据的过程中由操作人员引入的差错中。而且在数据输入后，也会发生被破坏。这种“脱机”检测路由表数据信息的方法没有安全机制来防止数据加载入路由表过程中发生差错或防止由于数据破坏造成的差错。

第二种用来检测SS7路由表正确性的方法是实时检测网络中路由表数据。它包括在路由数据输入路由表之后，在网络运行过程中“联机”检测路由数据。当前有两种标准化的“联机”检测方法用来检测SS7路由数据的准确性。这两种测试就是消息传送部分(MTP)路由检验测试(MRVT)和信令连接控制部分(SCCP)路由检验测试(SRVT)。MRVT和SRVT分别检测消息传送部分(MTP)路由表的内容和信令连接控制部分(SCCP)路由表的内容。这些测试从给定的源节点开始，到给定的目的节点，要经过所有可能的路由。这是通过发送多个测试消息，并跟踪消息经过的所有节点的标识完成的。测试成功的信息被发回目的节点。在发布于1988年，5月17日，授予Gilbert M.Stewart的美国专利4,745,593中阐述了一个“联机”测试过程的实例。

与这种路由检验测试有关的问题就是因测试而带来的额外的网络负荷。网络已经运行在限时条件下，在源节点和目的节点之间传送消息。全面“在线”测试的引入会在预定时间段中在一些节点上执行。例如，如果网络中有20个节点，那么在一次测试中将会有上百条可能的测试路由。这一测试将明显地加重网络负荷。SS7网络是一个信令网，有非常严格的时延要求，当网络过负荷后便很难达到。因此，操作员不太愿意在网上进行这种路由表测试。

Bellcore发表的一篇题为“为支持路由检验测试对CCS节点的要求(CCS node requirements to support routing verification tests)”的文章中(TANWT-001245，1993年11月)，对确定SS7网络上由于MRVT和SRVT测试产生的消息带来的额外负荷进行了讨论。该文章阐述了在测试实际运行之前，计算由于MRVT或SRVT测试所产生的消息的总量。文章指出当在源节点和目的节点之间开始路由检验测试时，目的节点接收到的消息总量等于2的2n次方，其中n是目的节点和源节点之间的成对信令转移点(STP)对的数量。该公式有两个严重的局限性。首先，它假设网络具有规则拓扑，每个节点只连接一对STP，即初始STP对。但是大多数“实际”网络具有不规则的拓扑结构。除了与所述成对STP相连外，源节点还可以与目的节点有直连。这样的直连即所谓的F-链路。第二，该公式只允许对(目的)节点所接收到的消息量进行计算。但是并没有实现对测试过程中所产生的消息总量进行计算，因为由中间节点接收到的消息并没有计算。

总而言之，可以看到路由表信息与对该信息的检验存在着问题，尤其是在路由表信息被加载到网络中之后。操作员在进行检验测试之前没有可以使用的办法来准确地确定路由检验测试对网络的影响。

发明简述

依据本发明的一个方面，这里提供了确定在分组交换网中由路由检验测试所引入的“在线”负荷的方法。该网络包括多个分组交换节点和多条双向链路，每条链路分别互连在所述节点的不同对上。该分组交换网与电信管理网相关，该电信管理网包括一个操作系统，通过分别的接口链路与每个所述节点相连。该方法包括以下步骤：在所述交换网络中对取样的节点收集节点间链路集的有效路由数据；通过各自的接口链路，将收集到的路由数据从每一取样的节点发送到操作系统；生成操作员指定的源节点和操作员指定的目的节点之间经过所有的中间节点相应于操作系统中的收集到的路由数据的消息树，用以确定在指定源与指定目的节点之间被发送、应答以及接收的消息的总量；并且生成给操作员的信号，表示网络上引入的消息的总量。

本发明使得操作员可以确定一次路由检验测试将产生的消息的数量，而无需运行一次在线测试或模拟的脱机测试。这使得操作员可以估算路由检验测试在实际网络中运行时会产生的额外负荷。这样就可以对那些测试作合理的安排。

根据本发明的另一个方面，提供了确定在分组交换网中由路由检验测试所引起的“在线”负荷的系统。该网络包括多个分组交换节点和多条双向链路，每条链路分别互连在所述节点的不同对上。该分组交换网与电信管理网相关，该系统包括一个独立地并在远程起作用的分组交换网的操作系统，且构成电信管理网的一部分。该系统还包括在操作系统和各交换节点的各个节点之间的接口链路，用于对该节点的路由表数据信息进行取样。操作系统对在交换网中的取样点收集节点间链路集的有效路由数据，将收集到的数据从每个取样的节点通过各自的接口链路发送给操作系统，生成操作员指定的源节点和操作员指定的目的节点之间经过所有的中间节点相应于操作系统中的收集到的路由数据的消息树，用以确定在指定源与指定目的节点之间被发送，应答以及接收的消息的总量；并且生成给操作员的信号，表示网络上引入的消息的总量。

附图简述

为了更好地理解本发明的特点和目标，可以参看附图，其中：

图1描述了本发明的电信管理网和交换网之间的相互关系；

图2描述了图1交换网络的正确的路由表；

图3描述了图1交换网和图2路由表的消息树；

图4描述了本发明的交换网中另一种节点关系的节点之间的相互关系；

图5描述了图4的交换网的消息树；

图6描述了本发明的交换网中另一种节点关系的节点之间的相互关系；

图7描述了图6的交换网的消息树。

详细描述

参照图1，图中显示了虚线10中的交换网络。交换网络10包括6个交换节点或信令转接点，标为12，14，16，18，20和22。画出的网络描绘了起点或初始节点12，目的节点22以及中间节点14，16，18和20。应该理解，为描述起见，起始点12和目的点22在别的信号传输中可以是中间节点，但这样指定是为了测量网络10上的负荷影响，这种影响是进行路由检验测试的直接结果。

在虚线24中表示的本发明优选实施方案中的交换网络是CCITT SS7网络。网络中所示从12到22的每个节点都包括与之相关的路由表，用于在网络中将信号沿着信号的路由表中的一个或多个链路集送往下面的节点。路由表信息可以是静态和部分路径。节点间的链路集示为：节点12和14间的链路集连接26，节点12和20间的链路集27，节点12和16间的链路集28，节点16和20间的链路集30，节点14和20间的链路集32，节点14和18间的链路集34，节点18和20间的链路集36，节点20和22间的链路集38，节点16和22间的链路集40，节点18和22间的链路集42。

参看图2，图中显示了从12到20的每个节点路由表信息的例子。在表1的中间列，主要的链路集被定义为优选的或主要的路由，消息或信号从最左边列中定义的节点沿着该路由传输。最右列表示迂回的链路集，在主路径忙不可用或无法服务的情况下信号可沿着该链路集通过或行进。因此节点12的消息将主要被沿链路集27送往20。在消息无法沿链路集27发送时，节点12将消息转到沿链路集26发送往节点14，或沿着链路集28到节点16。类似地，节点14的消息将主要被从链路32送往20，但在节点链路32忙或消息无法发送时，节点14将其消息沿链路34送往节点18。节点16主路由沿着链路集40到达节点22。在信号无法沿链路集40行进的情况下，节点60将引导其消息沿着链路集30到达节点20。节点18主消息路由沿着链路集42到达节点22，且有第二路由或迂回路径沿着链路集36到达节点20。节点20主路由沿着链路集38到达节点22。在此例子中，节点20没有迂回链路集路由。

应用图2中的路由信息表，在节点12开始并有目的节点22的消息可以沿着一条路由，依靠节点间为传送消息开放的信道经过一些不同的交换节点到达目的节点。

参看图3，这里显示了图1的SS7网络部分和图2的路由表的消息树。从图3的消息树中可以看到，消息可以沿着6条可能的工作路径经过不同的节点从开始或初始节点12到达目的节点22。消息从起始节点12行进到目的节点22的主路由是(从图2中可见)沿着链路集27到达节点20。当消息在交换节点20时，交换节点20会引导消息沿着链路集38到达目的节点22。在这些信道或链路集没有开放的情况下，可以确定从起始节点12到目的节点22的迂回路由，通过该迂回路由可以建立传送消息的通信信道。

再参照图1，在50处显示了一个操作系统。该操作系统构成了电信管理网络的一个部分，在虚线51中用图形表示。操作系统通过一个通用接口相连，该接口称为“Q3”接口。这些Q3接口在CCITT建议M.3100中予以定义。各接口分别连接到在SS7交换网中的各个节点上。从操作系统50到节点12的接口标为52，到节点14的标为54，到节点16的标为56，到节点20的标为58，到节点18的标为60，到节点22的标为62。

应该理解，操作系统是电信管理网分级结构的一部分，它在网络上运行各种控制，以保证网络正确地工作，且控制网络实际信令系统的运行。该操作系统能够脱机地检测路由数据。

操作系统51可以生成操作员预选择的源节点和目的节点之间的路由消息树。然后操作系统计算消息树中分支弧的数量，再将该数量加倍，反映通过每个分支弧发送和应答的消息。在图3的例子中，有13个分支弧，转换为26条发送和接收的消息。还有6个目的节点接收确认消息。这样，加载到网络上的总负荷应是26+6＝32条消息。然后操作系统向操作员发送信号，表示将因测试而产生的消息的数量。操作员便在某个位置确定是否在当时执行测试或是将测试安排在以后的时间内。

参考图4，该图显示了一个交换网络，包括类似图1中所示的四个交换节点。不过在这个实施方案中，STP1与STP2间，节点14和节点16分别是表示配对的连接。进一步地，节点12和目的节点22之间还有一条F链路。为简单起见，操作系统50和Q3接口链路没有在图中显示。但应当理解，这些链路将会存在，并允许操作系统连续监视各节点内的交换。

参考图5，该图显示了图4中网络的消息树。在本发明范围之内，可以设想操作员会在某个时间或另一个时间指示操作员想知道图4中源节点12和目的节点22之间路由表检验测试需要多少消息。这将导致操作系统对图4中节点12，14，16和22执行检测。尽管该图中没有显示各节点的路由表，但可以假设存在与图2中所示的类似的路由表。假设图5中的消息树代表图4中节点的消息树，可以看到在目的节点有5条接收到的消息。此外各分支由字母B1到B9表示。

由于有一对成对节点(STP1和STP2)，使用前文中提及的Bell Core的参考文献中公开的先有技术的公式。该公式得出2的2(1)次方，等于4条目的节点接收到的消息。但是可以看到，有5条目的节点接收到的消息，因为有直接的“F”链路分支B5。因此，先有技术的公式没有考虑F链路或从成对节点到目的节点的直接链路。而且现在可以看到，有9个分支。在节点间的消息通信中，对每个分支而言，有消息发送部分和消息应答部分。因此，应该有18条消息传送。另外还有5条接收到的消息，总共是23条因图4中源节点12与目的节点22之间路由表测试而生成的消息。

参考图6，该图所示为与图4中相似的节点网络拓扑图，但是还有节点SPT3(18)和SPT4(20)之间的配对。

参考图7，该图所示为消息树，如果由操作员执行从源节点12到目的节点22的测试，它导致消息的交换。再次参考前面的Bell Core的确定网络负荷的先有技术方法，该公式计算2的2(n)次方，其中n＝2对成对节点。这就是2的4次方，等于16个所接收到的目的节点信号。由于在成对节点STP1和STP2的任一节点与目的节点22间没有F链路，对于目的消息的数目来讲，该公式是对的。然而，该公式不支持分裂消息的总数。从消息树可以看出，有20个分支与该测试有关。因为每个分支会需要发送消息部分和应答消息部分，这就意味着在分支的发送和应答过程中就会发出40条消息。另外，将有8条消息在目的节点接收。因此，对于该节点的系统安排，总共的消息负荷影响将是48条消息。

依据本发明，操作系统50将从图7的这些消息树中计算出消息的数量，并将48条消息的信息发回操作员。

应该理解，图1到图7中所示的消息树和网络在结构上是相对简单的。可能有多达20个节点与从源节点到目的节点的信号传送有关。显然生成的消息的数量会远远大于图7中的生成的48条。因此对于操作员来讲掌握因进行检验测试所产生的负荷就非常重要。这将使得操作员能够在负荷很大的情况下，将测试安排在非峰值的时间里。

应该进一步理解，尽管优选实施方案与CCITT SS7网络有关，本发明可以应用在所有的SS7网络中，且可应用在其它分组交换网络中。

Claims (17)

1、确定在分组交换网中由路由检验测试引入的“在线”负荷的方法，该网络包括多个分组交换节点和多条双向链路，每条链路分别互连在所述节点的不同对上，该分组交换网与电信管理网相关，该电信管理网包括一个操作系统，通过分别的接口链路与每个所述节点相连，该方法包括以下步骤：

收集操作员指定的源节点和操作员指定的目的节点间的有效路由数据；

通过各自的接口链路，将收集到的路由数据从每个取样的节点发送到操作系统；

生成相应于操作系统中的收集到的路由数据的消息树，用以确定在指定源与指定目的节点之间被发送，应答以及接收的消息的总量；

生成给操作员的信号，表示网络上引入的消息的总量。

2、权利要求1的方法，其特征在于，其中生成信号的步骤进一步包括以下步骤：

确定源节点和目的节点之间的消息树分支的数量，并将该数字翻倍，表示在源节点和目的节点之间检验测试过程中要发送和应答的分支消息的总数，及

在分支消息的总数中加入目的节点产生的接收确认消息的数量，以提供表示网络上引入的消息的总数。

3、根据权利要求1的方法，其特征在于，其中收集的路由数据包括交换网络中取样的节点间的链路集。

4、权利要求1的方法，其特征在于，其中将取样的路由数据从取样的节点发送到操作系统的步骤使用Q3通用管理接口。

5、权利要求1的方法，其特征在于，其中当在线检查检验测试生成的消息的总数小于操作员指定的预定数目时，操作系统便开始所述测试。

6、确定在分组交换网中由路由检验测试引入的“在线”负荷的方法，该测试包括在分组交换网上的消息发送部分路由检验测试和信令连接控制部分路由检验测试之一，该网络包括多个分组交换节点和多条双向链路，每条链路分别互连在所述节点的不同对上，该分组交换网与电信管理网相关，该电信管理网包括一个操作系统，通过分别的接口链路与每个所述节点相连，该方法包括操作系统响应于操作员提供测试源节点和目的节点信息的步骤：

收集在交换网络中的测试源节点和目的节点间的取样节点的链路集的有效路由数据；

通过各自的接口链路，将收集到的路由数据从每一取样的节点发送到操作系统；

生成测试源节点和测试目的节点之间经过所有的中间节点相应于操作系统中的收集到的路由数据的消息树，用以确定在指定测试源与目的节点之间被发送，应答以及接收的消息的总数量；以及

生成给操作员的信号，表示网络上引入的消息的总量。

7、权利要求6的方法，其特征在于，其中生成信号的步骤进一步包括以下步骤：

确定源节点和目的节点之间的消息树分支的数量，并将该数字翻倍，表示在源节点和目的节点之间检验测试过程中发送和应答的分支消息的总数，及

在分支消息的总数中加入目的节点产生的接收确认消息的数量，以提供表示网络上引入的消息的总数。

8、权利要求6的方法，其特征在于，其中将取样的路由数据从取样的节点传送到操作系统的步骤使用Q3通用管理接口。

9、权利要求6的方法，其特征在于，其中当在线检查检验测试生成的消息的总数量小于操作员指定的预定数目时，操作系统便开始所述测试。

10、确定在分组交换网中由路由检验测试所引起的“在线”负荷的系统，该网络包括多个分组交换节点和多条双向链路，每条链路分别互连在所述节点的不同对上，该分组交换网与电信管理网相关，该系统包括

一个独立地并在远程起作用的分组交换网的操作系统，且构成电信管理网的一部分，

在操作系统和各交换节点的各个节点之间连接的接口链路，用于对该节点的路由表数据信息进行取样，

操作系统对在交换网中的取样点收集节点间链路集的有效路由数据，将收集到的路由数据从每个取样的节点通过各自的接口链路发送给操作系统，生成操作员指定的源节点和操作员指定的目的节点之间经过所有的中间节点相应于操作系统中的收集到的路由数据的消息树，用以确定在指定源与目的节点之间被发送，应答以及接收的消息的总数量；并且生成给操作员的信号，表示网络上引入的消息的总量。

11、权利要求10的系统，其特征在于，其中操作系统确定源节点和目的节点之间的消息树分支的数量，并将该数字翻倍，以表示在源节点和目的节点之间检验测试过程中要发送和应答的分支消息的总数，并且操作系统在发送和应答的分支消息的总数中加入目的节点产生的接收确认消息的数量，以提供表示网络上引入的消息的总数。

12、权利要求10的系统，其特征在于，其中接口链路包括Q3通用管理接口。

13、权利要求10的系统，其特征在于，其中当在线检查检验测试生成的消息的总数量小于操作员指定的预定数目时，操作系统便开始所述测试。

14、确定在分组交换网中由路由检验测试所引起的“在线”负荷的系统，该测试包括在分组交换网上的消息发送部分路由检验测试和信令连接控制部分路由检验测试之一，该网络包括多个分组交换节点和多个双向链路，每条链路分别互连在所述节点对上，该分组交换网与电信管理网相关，该系统包括：

一个独立地并在远程起作用的分组交换网的操作系统，且构成电信管理网的一部分；

在操作系统和交换节点的各个节点之间连接的接口链路，用于对该节点的路由表数据信息进行取样；

操作系统响应于作为源节点和目的节点的操作员信息，收集交换网中的测试源节点和目的节点间的取样节点的链路集的有效路由数据，将收集到的路由数据从每个取样的节点通过各自的接口链路发送给操作系统；生成操作员指定的源节点和操作员指定的目的节点之间经过所有的中间节点相应于操作系统中的收集到的路由数据的消息树，用以确定在指定源与目的节点之间被发送，应答以及接收的消息的总数量；并且生成给操作员的信号，表示网络上引入的消息的总量。

15、权利要求14的系统，其特征在于，其中操作系统确定源节点和目的节点之间的消息树分支的数量，并将该数字翻倍，以表示在源节点和目的节点之间检验测试过程中要发送和应答的分支消息的总数，且在发送和应答的分支消息的总数中加入目的节点产生的接收确认消息的数量，表示网络上引入的消息的总数。

16、权利要求14的系统，其特征在于，其中接口链路包括Q3通用管理接口。

17、权利要求14的系统，其特征在于，其中当在线检查检验测试生成的消息的总数量小于操作员指定的预定数目时，操作系统便开始所述测试。

Images