CN1264323C

CN1264323C - 使通信网络中的消息处理等待时间实现最小的方法和系统

Info

Publication number: CN1264323C
Application number: CNB2004100301556A
Authority: CN
Inventors: 皮特里·约赫恩; 佳诺·拉贾哈米
Original assignee: Nokia Oyj
Current assignee: Nokia Technologies Oy
Priority date: 2003-03-27
Filing date: 2004-03-19
Publication date: 2006-07-12
Anticipated expiration: 2024-03-19
Also published as: US7747731B2; DE602004014552D1; EP1463267A2; US20040215795A1; CN1536910A; EP1463267B1; EP1463267A3

Abstract

本发明涉及一种使通信网络中的消息处理等待时间实现最小的方法和系统。来自第一节点的消息在第二节点被接收，所述消息需要确认消息，最好是布尔型确认消息。处理消息所需的功能至少被分成第一部分和第二部分。第一部分至少包括产生确认消息所需的最少一组功能。执行第一部分的功能。在完成第一部分的功能之后，产生确认消息，并将其传送给第一节点。本发明能够有效地使感觉到的消息处理等待时间实现最小。还能够根据可用资源，动态优化等待时间。

Description

使通信网络中的消息处理

等待时间实现最小的方法和系统

技术领域

本发明涉及远程通信。更具体地说，本发明涉及使通信网络中的消息处理等待时间实现最小的改进新方法和系统。

背景技术

网际协议(IP)已多年广泛用作诸如因特网之类分组交换网络中的OSI(开放系统互连)网络层协议。通常使用的IP版本一直是版本4(IPv4)。但是，最近开发的版本，版本6(IPv6)也开始得到支持。IPv6包括IPv4的性能，但是还提供额外的特征。IPv6和IPv4相比，最明显的改进在于IP地址从32位变长为128位，从而提供数量极大的网络地址。下面，除非另作说明，否则IP指的是IPv6。

移动IP是IP的一种扩展，目的是向IP提供移动性支持。利用移动IP，终端设备能够从一个链路转换到另一链路，而不必改变其IP地址(如同IP以上各层看到的那样)，并且仍然是能够达及的。移动IP正由IETF(因特网工程服务组)开发，从http：//www.ietf.org能够获得完整说明。下面，除非另作说明，否则移动IP指的是IPv6的移动IP支持(移动IPv6)，术语“移动IP网络”指的是支持移动IP的IP网络。

下面说明在本文献其余部分中使用的涉及移动IP的术语。节点指的是实现IP的装置。路由器指的是转发未明确传送给它的IP分组的节点。链路指的是通过它，节点能够在OSI链路层通信的通信设施或媒介。接口指的是节点相对于链路的连接。子网前缀指的是由IP地址的若干初始位组成的位串。分组指的是包括一个或多个报头和有效负载的IP分组。报头包括一个或多个字段。标记指的是1位长的字段。从而标记可具有两个数值之一，或者为1或者为0。这些数值之一被预先确定，以致当标记具有该数值时，认为设置了标记，该数值通常为1。用于传送和使用的协议相关的信息的一个数据单元被称为消息。根据其长度，可在一个IP分组中传送移动IP消息，或者移动IP消息可被分成多个部分，可在分离的IP分组中传送所述多个部分。

标识地址指的是分配给移动节点，并用作移动节点的永久或半永久地址的IP地址。标识子网前缀指的是对应于移动节点的标识地址的IP子网前缀。标识链指的是在其中定义移动节点的标识子网前缀的链路。除了移动节点的标识链之外的任意链路被称为外部链路。除了移动节点的标识子网前缀之外的任意IP子网前缀被称为外部子网前缀。移动节点指的是能够将其连接点从一个链路改变到另一链路，同时通过其标识位置仍然能够达及的节点。移动指的是移动节点相对于IP网络的连接点的改变，从而移动节点不再连接到先前连接的同一链路上。如果移动节点当前未连接到其标识链上，则认为该移动节点“离开标识地址”。

对应节点指的是移动节点与其通信的对等节点。对应节点本身可以是移动的或者固定的。照管地址指的是移动节点访问外部链路时，与移动节点相关的IP地址。从而该IP地址的子网前缀是外部子网前缀。在任意指定时间，移动节点可具有多个照管地址，但是只有一个照管地址可向标识代理登记。标识代理指的是移动节点上的标识链上的路由器，移动节点已向该路由器登记其当前的照管地址。

绑定指的是移动节点的标识地址和该移动节点的照管地址的联系。移动节点使用绑定更新消息将其新的照管地址通知标识代理，可能还通知其它节点。

绑定确认消息被用于确认绑定更新消息的接收。

当节点收到消息时，节点花费一定量的时间处理该消息，即，存在一定的处理等待时间。总的处理等待时间包括输入的处理时间，数据处理时间和输出的处理时间。输入的处理时间指的是分析输入消息，即进行语法检查，语义检查和有效性检查所花的时间。输出的处理时间指的是产生对应的输出确认消息所花的时间。数据处理时间指的是对消息进行实际数据处理所花的时间。例如，如果消息是标识代理接收的绑定更新消息，数据处理时间应包括进行绑定更新验证，绑定超高速缓存查寻，绑定超高速缓存更新，绑定确认产生，重复地址检测，近邻发现和绑定刷新请求产生所花的时间。

图1图解说明了移动IP网络中处理消息的典型现有方法。在步骤11中接收消息，之后，在步骤12立即执行处理所述消息所需的功能。由于这些功能中一些功能的执行，尤其是涉及数据库事务的那些功能的执行占用大量的时间，会产生处理等待时间。在完成功能的执行之后，在步骤13传送确认消息。

目前的移动IP规范和实现都不包括优化或使感觉到的消息处理等待时间实现最小的任意机制。然而，随着移动IP网络越来越普遍，用户量将持续增长，单一网络节点的负载将持续增大。于是，需要使消息处理等待时间实现最小，以便避免用户感觉到的延迟。

从而，需要一种提供使感觉到的消息处理等待时间实现最小的机制的有效解决方案。

发明内容

本发明涉及一种使通信网络中的消息处理等待时间实现最小的方法和系统。

根据本发明的一个方面，提供了一种使通信网络中的消息处理等待时间实现最小的方法，所述通信网络包括多个节点，所述方法包括下述步骤：

在第二节点接收来自第一节点的消息，其中所述消息要求确认消息，

将用于处理所述接收消息所需的功能至少划分成第一部分和第二部分，所述第一部分至少包括产生所述确认消息所需的最少一组功能，

执行所述第一部分的功能，并且

响应于所述第一部分功能的完成，产生所述确认消息并将所述确认消息传送给所述第一节点。

根据本发明的另一个方面，提供了一种使通信网络中的消息处理等待时间实现最小的系统，所述通信网络包含多个节点，其中所述系统包括：

传送消息的第一节点，其中所述消息要求确认消息，

接收消息的第二节点，其中第二节点包括：

将用于处理所述接收消息所需的功能至少划分成第一部分和第二部分的分割器，其中所述第一部分至少包括产生所述确认消息所需的最少一组功能，

执行所述第一部分的功能的第一功能执行器，和

响应于所述第一部分的功能的完成，产生所述确认消息并将所述确认消息传送给所述第一节点的确认传送器。

在本发明的一个实施例中，通信网络是移动IP网络。通信网络包括多个节点。来自第一节点的消息在第二节点被接收，该消息需要确认消息，最好是布尔型确认消息。处理消息所需的功能至少被分成第一部分和第二部分。第一部分至少包括产生确认消息所需的最少一组功能。执行第一部分的功能。响应第一部分功能的完成，产生确认消息，并将其传送给第一节点。如果成功完成第一部分的功能，则确认消息将是肯定的。相应地，如果未成功完成第一部分的功能，则确认消息将是否定的。

在本发明的一个实施例中，执行第二部分的功能。第二部分包括未包含在第一部分中的，处理消息所需的功能。包含在第二部分中的功能还可被分成多个子部分。相应地，可连续地、并行地或者组合地执行这些子部分的功能。

在本发明的一个实施例中，如果所述确认消息是肯定的，并且在执行第二部分的功能时产生一个错误，则产生无效消息，并将其传送给第一节点，指示所述第一节点忽略传送的确认消息。

在本发明的一个实施例中，如果第二部分的执行结果需要，则产生更新消息，并将其传送给第一节点，指示所述第一节点用更新消息更新传送的确认消息。

在本发明的一个实施例中，功能至少被重新分成第一部分和第二部分。在本发明的优选实施例中，如果出现无效消息的频率超过给定限度，则进行重新分配。在本发明的另一优选实施例中，根据当前负载进行重新分配。此外，由于逐渐增大的负载通常导致第一部分中功能数量的增大，从而从第一节点的观点来看，响应时间也增大。从而响应时间的这种增大可被用于向第一节点指示负载的增大。

在本发明的一个实施例中，消息是移动IP绑定更新消息，确认消息是移动IP绑定确认消息。

在本发明的一个实施例中，第一节点是移动IP移动节点，第二节点是对应的移动IP标识代理。在本发明的另一实施例中，第一节点是移动IP移动节点，第二节点是移动IP对应节点。

本发明能够有效使感觉到的消息处理等待时间实现最小。此外，本发明能够根据可用资源，动态优化等待时间。另外，本发明改进了和消息处理相关的移动IP网络部件的可缩放性，因为较大数据库的增大的等待时间只影响第一部分的数据库读取。

附图说明

便于进一步理解本发明，并构成本说明书一部分的附图图解说明了本发明的实施例，并和描述一起有助于说明本发明的原理。附图中：

图1图解说明移动IP中使用的现有消息处理方法；

图2a是图解说明根据本发明一个实施例的消息处理等待时间最小化方法的流程图；

图2b是图解说明根据本发明一个实施例的重新分配消息处理功能的流程图；

图3是图解说明根据本发明一个实施例的消息处理等待时间最小化系统的方框图。

具体实施方式

下面参考其中图解说明本发明实施例的例子的附图，详细说明本发明的实施例。

图2a图解说明了使移动IP网络中的消息处理等待时间实现最小的方法。在步骤21，在第二节点接收来自第一节点的消息。消息需要确认消息，最好是布尔型消息。在步骤22，处理消息所需的功能至少被分成第一部分和第二部分。第一部分至少包括产生确认消息所需的最少一组功能。在步骤23执行第一部分的功能。在完成第一部分的功能之后，在步骤24，产生确认消息，并传送给第一节点。如果成功完成第一部分的功能，则确认消息将是肯定的。相应地，如果未成功完成第一部分的功能，则确认消息将是否定的。

在步骤25，执行第二部分的功能。第二部分包含处理消息所需的，未包含在第一部分中的功能。如果在步骤26，在执行第二部分的功能时产生错误，并且传送的确认消息是肯定的，则在步骤27，产生无效消息，并将其传送给第一节点，指示所述第一节点忽略传送的确认消息。随后，如果发生了错误，在步骤28，取消已成功执行的功能。所述取消最好既适用于已执行的第一部分功能和已执行的第二部分功能，从而导致第二节点将返回它从第一节点接收消息之前的状态。如果未发生错误，则在步骤29中检查是否需要更新消息。如果需要更新，则在步骤30产生更新消息并将其传送给第一节点，指示所述第一节点用更新消息替换传送的确认消息。第一部分和第二部分的功能至少可部分同时进行(图2a中未示出)，或者可在执行完第一部分的功能之后，开始执行第二部分的功能，如图2a中所示。

第一部分最好包括产生肯定和否定确认消息所需的最少一组数据取回和处理功能，而第二部分最好包括几乎不可能失败或者导致否定确认的所有那些耗时的数据处理功能。例如，在所谓的高可用性系统中，第二部分最好包括成功处理的概率大于99％的功能。从而成功处理第二部分的功能的概率很高，对应地，不得不传送无效消息的概率很低。多数情况下，第二部分的失败功能和本地资源耗尽或者系统大范围稳定性问题有关。重要的是在完成第一部分的功能之后，尽可能快地传送确认消息，而不必等待完成第二部分的耗时的功能。

图2b图解说明了根据本发明一个实施例重新分配消息处理功能。图2b和图2a有关，因为图2b的步骤根据本发明的一个实施例，更详细地说明了重新分配过程的实现。该重新分配过程的输出用作图2a中步骤22的输入。重新分配过程的输出保存在内部存储器中。图2a中的步骤22随后读取该内部存储器，获得所需的输入。在图2b中图解说明的本发明的实施例中，首先在步骤30进行处理消息所需的功能的初始分配。随后在步骤31测量当前负载。如果确定负载已显著变化，则在步骤32据此重新分配处理消息所需的功能。另一方面，如果产生无效消息的频率超过指定限度，则可进行重新分配。但是，应注意的是关于每个消息，保存正被处理的消息的状态信息。从而，重新分配只影响在执行重新分配之后接收的消息。换句话说，即使在开始重新分配之前，第一部分功能和第二部分功能未完成，重新分配对执行在开始重新分配之前接收的消息的第一部分功能和第二部分功能也没有任何影响。

图3图解说明了使包含多个节点的移动IP网络MIPv6中的消息处理等待时间实现最小的系统。该系统包括传送需要布尔型确认消息的消息的第一节点。在图3中图解说明的本发明的实施例中，第一节点是移动节点MN，消息是绑定更新消息BU，确认消息是绑定确认消息BA。系统还包括接收消息BU的第二节点。在图3中图解说明的本发明的实施例中，第二节点是对应的标识代理HA。在本发明的其它实施例中，第二节点是对应节点CN(图3中未示出)。

标识代理HA包括将处理消息BU所需的功能至少分成第一部分和第二部分的分割器。第一部分至少包括产生确认消息BA所需的最少一组功能在本发明的优选实施例中，分割器被设置成将功能重新分成第一部分和第二部分。在本发明的一个实施例中，如果出现无效消息的频率超过给定限度，则将进行重新分配。在本发明的另一实施例中，将根据当前负载进行重新分配。

标识代理HA还包括执行第一部分功能的第一功能执行器EXE1。标识代理HA还包括响应第一部分功能的完成，产生确认消息BA并将其传送给第一节点MN的确认传送器ACK。另外，确认消息BA可被传送给第二功能执行器EXE2。

标识代理HA还包括执行第二部分功能的第二功能执行器EXE2，所述第二部分包括未包含在第一部分中的那些功能。第一部分功能和第二部分功能至少可部分同时进行，或者可在执行完第一部分功能之后，开始执行第二部分的功能。标识代理HA还包括如果确认消息BA是肯定的，并且在执行第二部分的功能时，产生一个错误，则产生无效消息BRR，并将其传送给第一节点MN，指示第一节点MN忽略传送的确认消息BA的无效传送器BRR TX。移动IP使用绑定刷新请求消息(BRR)向移动节点请求移动节点的绑定。根据本发明，该BRR消息还可被用于携带无效消息的信息，从而有效充当无效消息。标识代理也可以是本领域中已知的分布式网络部件。

在第二节点是标识代理的情况下，消息处理一般包括数据库读取和数据库事务。数据库事务是一个众所周知的术语，指的是涉及数据库的管理操作。和数据库读取相比，涉及数据库更新的数据库事务通常需要相当多的时间和本地资源。于是，最好在第二部分中执行更新数据库的事务，而最好在第一部分中执行数据库读取。在本发明的一个实施例中，消息是从移动节点接收的绑定更新消息，第二节点是标识代理，第一部分通常包括绑定更新验证，绑定超高速缓存查寻和绑定确认产生。相应地，第二部分通常包括重复地址检测，绑定超高速缓存更新和ND代理。如果第二部分失败，则产生绑定刷新请求，使早先的BA失效。

对于本领域的技术人员来说，随着技术的进步，显然可用各种方式实现本发明的基本思想。从而本发明及其实施例并不限于上面描述的例子，相反它们可在权利要求的范围内变化。

Claims

1、一种使通信网络中的消息处理等待时间实现最小的方法，所述通信网络包括多个节点，所述方法包括下述步骤：

执行所述第一部分的功能，并且

2、按照权利要求1所述的方法，其中所述方法还包括下述步骤：

执行所述第二部分的功能，其中所述第二部分包括未包含在所述第一部分中的功能。

3、按照权利要求2所述的方法，其中所述方法还包括下述步骤：

如果所述确认消息是肯定的，并且在执行所述第二部分的功能的同时产生错误时，则产生无效消息，并将所述无效消息传送给所述第一节点，以指示所述第一节点忽略所述传送的确认消息。

4、按照权利要求2所述的方法，其中所述方法还包括下述步骤：

如果所述第二部分的执行结果要求，则产生更新消息并将所述更新消息传送给所述第一节点，以指示所述第一节点利用所述更新消息替换所述传送的确认消息。

5、按照权利要求1所述的方法，其中所述方法还包括下述步骤：

将所述用于处理接收消息的功能重新划分成第一部分和第二部分。

6、按照权利要求5所述的方法，其中如果出现无效消息的频率超过给定限度，则重新划分所述用于处理接收消息的功能。

7、按照权利要求5所述的方法，其中根据当前负载，重复地重新划分所述用于处理接收消息的功能的步骤。

8、按照权利要求1所述的方法，其中所述消息是移动IP绑定更新消息，所述确认消息是移动IP绑定确认消息。

9、按照权利要求1所述的方法，其中所述第一节点是移动IP移动节点，所述第二节点是对应的移动IP标识代理。

10、按照权利要求1所述的方法，其中所述第一节点是移动IP移动节点，所述第二节点是移动IP对应节点。

11、一种使通信网络中的消息处理等待时间实现最小的系统，所述通信网络包含多个节点，其中所述系统包括：

传送消息的第一节点，其中所述消息要求确认消息，

接收消息的第二节点，其中第二节点包括：

执行所述第一部分的功能的第一功能执行器，和

12、按照权利要求11所述的系统，其中所述第二节点还包括：

执行所述第二部分的功能的第二功能执行器，其中所述第二部分包括未包含在所述第一部分中的功能。

13、按照权利要求12所述的系统，其中所述第二节点还包括：

无效传送器，在所述确认消息是肯定的，并且在执行第二部分的功能的同时产生错误时，所述无效传送器产生无效消息，并将所述无效消息传送给所述第一节点，以指示所述第一节点忽略所述传送的确认消息。

14、按照权利要求12所述的系统，其中所述第二节点还包括：

更新传送器，如果所述第二部分的执行结果要求，所述更新传送器产生更新消息，并将所述更新消息传送给所述第一节点，以指示所述第一节点利用所述更新消息替换所述传送的确认消息。

15、按照权利要求11所述的系统，其中所述分割器被设置成将所述用于处理接收消息所需的功能至少重新划分成第一部分和第二部分。

16、按照权利要求15所述的系统，其中所述分割器还被设置成在出现无效消息的频率超过给定限度时，重新划分所述用于处理接收消息所需的功能。

17、按照权利要求15所述的系统，其中所述分割器还被设置成根据当前负载，反复地重新划分所述用于处理接收消息的功能。

18、按照权利要求11所述的系统，其中所述消息是移动IP绑定更新消息，所述确认消息是移动IP绑定确认消息。

19、按照权利要求11所述的系统，其中所述第一节点是移动IP移动节点，所述第二节点是对应的移动IP标识代理。

20、按照权利要求11所述的系统，其中所述第一节点是移动IP移动节点，所述第二节点是移动IP对应节点。