CN1710874A - 一种保证端到端业务质量构架中业务可靠性的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种保证端到端业务质量构架中可靠性的方法，该方法包括：判断建立会话连接所经过的所有节点设备中保存的连接信息是否一致，如果一致，则一致性检查通过，否则，释放每个节点设备中不一致的连接信息。本发明通过全网设备内部以及相关设备之间的一致性检查，从而保证异常资源得以回收，确保网络服务能力不受异常情况影响。在网络规模比较大时，可以按照会话建立过程的信令流顺序完成检查，当发现不一致时向上级设备反馈，由于会话数量一般比较大，采用批量的方式进行一致性检查会减少开销。应用该方法，可以防止由于网络异常而导致服务能力下降，提高运营商的网络可靠性和可用性，有显著的经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及端到端的业务质量(Qos)控制技术，特别是指一种通过一致性检查保证端到端业务质量构架中业务可靠性的方法。
背景技术
随着因特网(Internet)规模的不断扩大，各种各样的网络服务争相涌现，先进的多媒体系统也层出不穷。由于实时业务对网络传输时延、延时抖动等特性较为敏感，当网络上有突发性高的文件传输(FTP)或者含有图像文件的超文本传输(HTTP)等业务时，实时业务就会受到很大影响；另外，由于多媒体业务将占用大量的带宽，所以也将使得现有网络中需要得到保证的关键业务难以得到可靠的传输。于是，为保证关键业务得到可靠的传输，各种服务质量(QoS，Quality of Service)技术便应运而生。互联网工程任务组(IETF，Internet Engineering Task Force)已经提出了很多服务模型和机制，以满足QoS的需求。目前业界比较认可的是在网络的接入或边缘使用综合业务(Int-Serv，Integrated Service)模型，在网络的核心使用区分业务(Diff-serv，Differentiated Service)模型。
Diff-serv模型仅通过设定优先等级的措施来保障QoS，该模型虽然有线路利用率高的特点，但具体的效果难以预测。因此，业界为骨干网的Diff-Serv模型引入了一个独立的承载控制层，建立了一套专门的Diff-Serv QoS信令机制，并为Diff-Serv网络专门建立了一个资源管理层，管理网络的拓扑资源，这种资源管理Diff-Serv方式被称为有独立承载控制层的Diff-Serv模型。图1为该模型的示意图，其中，101为业务服务器，属于业务控制层，可实现软交换等功能，如呼叫代理(CA)；102为承载网资源管理器，属于承载控制层；103为边缘路由器(ER，Edge Router)，104为核心路由器，103和104都属于承载网络。在这种模型中，承载网资源管理器负责配置管理规则和网络拓扑，为客户的业务带宽申请分配资源。每个管理域的承载网资源管理器之间通过信令传递客户的业务带宽申请请求和结果，以及各承载网资源管理器为业务申请分配的路径信息等。当承载控制层处理用户的业务带宽申请时，将确定用户业务的路径，承载网资源管理器会通知ER按照指定的路径转发业务流。承载网如何根据承载控制层确定的路径实现用户业务流按指定路由转发，目前业界现有的技术主要是利用MPLS技术，使用资源预留方式沿着承载控制层指定的业务流路径建立LSP，使用RSVP-TE或CR-LDP的显式路由机制建立端到端的LSP。
在多层次的网络结构下，特别是在控制与承载分离的网络结构下，一个会话连接的建立过程需要经过业务控制层实体之间的交互、承载控制层实体之间的交互、业务控制层实体与承载控制层实体之间的交互、承载控制层与承载层实体之间的交互来完成。各个涉及的实体都存在会话的有关的信息，如业务控制层保存会话建立信息、承载控制层保存会话相关资源建立信息、承载层实体需要保存会话相关数据流策略信息。这些信息需要保持一致，如果其中有某些节点在信息处理过程中如释放过程中出现异常，则网络上的相关信息将出现不一致的情况，则某些节点上分配与该会话的各种资源，包括内存、缓冲区、带宽等，都不能及时释放，造成资源吊死。
目前，最简单的保证可靠性的方法是冷备份。冷备份是指一个实体作为另一个实体的完全备份。如果A为实体A，B为实体A的备份实体。当实体A发生故障时，利用备份实体B完全替代实体A。但是，对于备份实体B而言，实现完全替代的前提条件是：承载连接和业务连接都需要重建。这种冷备份的方法，在网络建设初期，网络规模很小，业务实时性要求不高，并且由于冷备份不需要进行倒换和平滑，所以冷备份是最有效的路由机制，而且实现简单。因此，只要业务量小，允许中断，冷备份总是能够出色地工作。但是随着业务量的增长，实时性要求高的业务的膨胀，用户希望感觉到的是业务不被中断，冷备份的方法逐渐显出不足。这种情况下，设备发生故障，需要中断业务重建，便成了冷备份最大的缺点。所以在复杂的、实时性要求高的广域网中使用冷备份，会使很多业务在承载网某段故障时，被迫中断重建。也因为冷备份需要中断业务的缺点，它不具备连接资源一致性检查的特性。
图2所示为QBone的带宽代理器模型，该模型也是一种独立承载控制层的Diff-Serv模型方案。参见图2所示，Internet2专门为各个Diff-Serv管理域定义了相应的带宽代理器，带宽代理器负责处理来自用户主机，或者业务服务器，或者网络维护人员的带宽申请请求，带宽代理器根据当前网络的资源预留状况和配置的策略以及与用户签订的业务SLA，确定是否允许用户的带宽申请。宽管理器内记录各类SLA配置信息、物理网络的拓扑信息、路由器的配置信息和策略信息，用户认证信息、当前的资源预留信息、网络占用状态信息等大量静态的和动态的信息。同时，带宽管理器还需要记录路由信息，以确立用户的业务流路径和跨域的下游带宽管理器位置。无可靠性设计。在Internet 2的带宽管理器模型中，带宽管理器直接管理区域内的所有路由器的资源和配置信息，存在拓扑和管理过于复杂的问题；同时，带宽管理器需要纪录本区域的动态路由信息，存在路由表更新频繁的问题，造成网络预留的不稳定；带宽管理器根据本区域的动态路由信息确定的业务路由也很难与业务流实际的转发路由一致。无可靠性设计、无连接资源一致性检查处理。由于带宽管理器模型存在的很多实施问题，该模式目前还没有商用。
图3所示为日本NEC公司的Rich QoS的结构示意图。在图3所示的方案是由QoS服务器作为关键部件。其解决方案还包括与QoS服务器相配套的策略服务器和目录服务器以及网管监控服务器。当业务服务器向QoS服务器发出带宽请求后，QoS服务器纪录该呼叫的资源请求，并根据其QoS要求，以及承载网络的当前拓扑和当前资源状况为业务请求分配满足要求的承载路径，将分配的结果反馈业务服务器。QoS服务器根据业务的带宽占用情况，向策略服务器发出相应的LSP策略修改命令，策略服务器就根据QoS服务器的命令，配置相应的边缘路由器。边缘路由器将使用MPLS LSP建立的显式路由技术，根据QoS服务器指定的路径，重新建立或调整LSP。
在这种组网方式中，QoS服务器所管理的仍然是一个较复杂的承载网络，路由器数量多。虽然有业务执行控制，但是没有可靠性设计，扩展性很差，网络规模受限，同时不具备连接资源一致性检查的功能，不能适应一个全国公众网的端到端业务需求。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种保证端到端业务质量架构中业务可靠性的方法，使其在多层次的网络环境下，防止由于网络异常导致的各个节点资源情况不一致的问题。
为了达到上述目的，本发明提供了一种保证端到端业务质量架构中业务可靠性的方法，该方法包含：
判断建立会话连接所经过的所有节点设备中保存的连接信息是否一致，如果一致，则一致性检查通过，否则，释放每个节点设备中不一致的连接信息。
判断建立会话连接所经过的所有节点设备中保存的连接信息是否一致的步骤包括：
在建立会话连接所经过的所有节点设备内部进行一致性检查，以及在每个节点设备之间进行一致性校验。
在建立会话连接所经过的所有节点设备内部进行一致性检查的步骤包括：
A.将建立会话连接中对应的最上游节点设备作为当前节点设备，向当前节点设备发送一致性检查请求；
B.收到一致性检查请求的节点设备，判断当前节点设备内部各模块所保存的连接信息是否一致，如果一致，则执行步骤B，否则，释放其中不一致的连接信息；
C.判断是否还有与其连接的下游节点设备，如果有，则向下游设备发送一致性检查请求，然后执行步骤B，如果没有，在每个节点设备之间进行一致性校验，完成一致性检查。
所述在每个节点设备之间进行一致性校验的步骤包括：
D.判断是否还有与其连接的上游节点设备，如果有，则当前节点设备向与其连接的上游节点设备发送一致性检查响应，其中含有自身的检查结果，再执行步骤E，如果没有，则完成一致性检查，跳出本流程；
E.收到一致性检查响应的节点，根据其中的检查结果判断自身保存的连接信息与当前节点中保存的连接信息是否一致，如果一致，则将自身作为当前节点，执行步骤D，否则，释放并通知当前节点释放不一致的连接信息，将自身作为当前节点，再执行步骤D。
步骤A中所述向当前节点设备发送一致性检查请求是通过在应用层功能实体设置的定时器启动，或按照运营商需要启动。
所述连接信息包括每个节点设备为会话连接分配的资源信息。
所述资源信息为带宽的占用情况、内存及缓冲区的使用情况、数据库数据的一致性情况、接口状态一致性情况中的一种或几种。
本发明通过全网设备内部以及相关设备之间的一致性检查，从而保证异常资源得以回收，确保网络服务能力不受异常情况影响。在网络规模比较大时，可以按照会话建立过程的信令流顺序完成检查，当发现不一致时向上级设备反馈，由于会话数量一般比较大，采用批量的方式进行一致性检查会减少开销。应用该方法，可以防止由于网络异常而导致服务能力下降，提高运营商的网络可靠性和可用性，有显著的经济效益。
附图说明
图1为现有技术中独立的承载控制层网络模型；
图2为Internet2的带宽代理器间的SIBBS信令示意图；
图3为日本NEC公司的Rich QoS方案结构示意图；
图4为本发明进行节点内部一致性检查，以及在节点设备之间一致性检查具体实施例的流程示意图；
图5为实现本发明的具体实施例的流程示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步的详细描述。
本发明的核心思想是：判断建立会话连接所经过的所有节点设备中保存的连接信息是否一致，如果一致，则一致性检查通过，否则，释放每个节点设备中不一致的连接信息。具体的说，可以首先启动节点设备内部的一致性检查，判断节点内部所包括的模块中保存的连接信息是否一致，如果一致，则不进行处理，完成节点内部的一致性检查，如果不一致，则释放内部各模块所保存的不一致的连接信息。在完成内部一致性检查后，该节点设备向与其连接的相关节点设备发起一致性检查，相关节点设备确定内部模块所保存的连接信息一致后，再将自身保存的连接信息与发起一致性检查的功能设备实体中的连接信息比较，如果不一致，则释放内部各模块保存的不一致的连接信息，否则，一致性检查通过。
并且，每个节点设备内部各模块的保存的连接信息是每个节点为会话连接分配的资源信息，可以是带宽的占用情况、内存及缓冲区的使用情况、数据库数据的一致性情况、接口状态一致性情况等，也可以是其中的一种或几种。
一致性检查可以通过定时器启动，或按照运营商的需要启动。一致性检查可以在节点设备内部进行，也可以在节点设备与节点设备之间进行。在节点设备与节点设备之间发起一致性检查时，可以从网络中最上游节点设备开始，然后再向与该节点设备连接的下游节点设备发起一致性检查，逐一至最下游节点设备。当然，也可以由中间节点设备分别向上游和下游节点设备发起一致性检查，也可以从最下游节点设备开始发起一致性检查，再向上游节点设备发起，直至最上游节点设备。这里，下游是指会话建立过程的信令流顺序，反之，上游为会话建立过程的信令流的逆顺序。
本发明的一致性检查的过程可以包括：在建立会话连接所经过的所有节点设备内部进行一致性检查，以及在每个节点之间进行一致性校验两个过程。
下面结合图4分别对节点内部一致性检查和节点之间一致性校验的过程分别说明。
参见图4所示，本实施例在建立会话连接所经过的所有节点设备内部进行一致性检查的过程如下：
步骤401：将建立会话连接中对应的最上游节点设备作为当前节点设备，向当前节点设备发送一致性检查请求；
步骤402：收到一致性检查请求的节点设备，判断当前节点设备内部各模块所保存的连接信息是否一致，如果一致，则执行步骤402，否则，释放其中不一致的连接信息；
步骤403：判断是否还有与其连接的下游节点设备，如果有，则向下游设备发送一致性检查请求，然后执行步骤402，如果没有，在每个节点之间进行一致性校验，完成一致性检查。
本实施例在每个节点之间进行一致性校验的过程包括：
步骤411：当前节点判断是否还有与其连接的上游节点设备，如果有，则当前节点设备向与其连接的上游节点设备发送一致性检查响应，其中含有自身的检查结果，再执行步骤412，如果没有，则完成一致性检查校验，跳出本流程；
步骤412：收到一致性检查响应的节点，根据其中的检查结果判断自身保存的连接信息与当前节点中保存的连接信息是否一致，如果一致，则将自身作为当前节点，执行步骤411，否则，释放并通知当前节点释放不一致的连接信息，将自身作为当前节点，然后执行步骤411。
参见图5所示，本实施例是以最上游节点设备开始一致性检查为例来说明本发明的方法。其具体过程如下：
步骤501：可以由应用层功能实体预先设置的定时器启动或按需启动一致性检查，即向设备1发起一致性检查请求。这里，由于一致性检查不可避免的需要处理开销，建议选在业务量少时启动检查。
步骤502：当设备1接收到一致性检查请求时，首先启动本设备内部各模块或各单板之间的资源一致性检查，判断内部各模块或各单板中保存的连接信息是否一致，如果一致，则执行步骤503，否则，释放所有模块、单板中不一致的连接信息，然后执行步骤503。
步骤503：设备1启动与其连接的相关设备的一致性检查，即向与其连接的下游的相关设备2发送一致性检查请求。
步骤504：当设备2接收到一致性检查请求时，查看本设备内部是否已经过进行一致性检查，若没有，则启动内部一致性检查，执行步骤505，若有，执行步骤506。
步骤505：设备2判断内部所有模块或单板中保存的连接信息是否一致，若不一致，则设备2回收本设备的不一致资源，即释放其中不一致的连接信息，执行步骤506，若一致，执行步骤506。
步骤506：设备2向与其连接的下游的相关设备3发起一致性检查，执行步骤504、505相同的操作，直至设备n。
步骤507～508：设备n执行步骤504、505相同的操作，完成内部一致性检查后，向与其连接的上游设备n-1发起一致性检查响应，其中含有自身的一致性检查结果。这里，一致性检查结果可以包括连接信息以及连接信息是否一致的信息等。
步骤509～510：设备n-1将收到的一致性检查结果与自身的连接信息进行校验，如果一致，则发送含有一致性检查结果的一致性响应至上游的设备n-2，如果不一致，则释放自身保存的不一致的连接信息，以及通知设备n-1释放对应的不一致的连接信息，然后再向上游设备发送一致性检查响应，直至设备1。
511：设备1将收到的一致性检查结果与自身的连接信息进行校验，如果一致，则一致性检查结束，如果不一致，则释放自身保存的不一致的连接信息，以及通知设备2释放对应的不一致的连接信息，一致性检查结束。
本发明通过全网设备内部以及相关设备之间的一致性检查，从而保证异常资源得以回收，确保了网络服务能力不受异常情况影响。并且，在网络规模比较大时，可以按照会话建立过程的信令流顺序完成检查，当发现不一致时向上级设备反馈，由于会话数量一般比较大，采用批量的方式进行一致性检查会减少开销。应用该方法，可以防止由于网络异常而导致服务能力下降，提高运营商的网络可靠性和可用性，有显著的经济效益。
总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。
Claims (7)
1、一种保证端到端业务质量构架中业务可靠性的方法，其特征在于，该方法包括：
判断建立会话连接所经过的所有节点设备中保存的连接信息是否一致，如果一致，则一致性检查通过，否则，释放每个节点设备中不一致的连接信息。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，判断建立会话连接所经过的所有节点设备中保存的连接信息是否一致的步骤包括：
在建立会话连接所经过的所有节点设备内部进行一致性检查，以及在每个节点设备之间进行一致性校验。
3、根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在建立会话连接所经过的所有节点设备内部进行一致性检查的步骤包括：
A.将建立会话连接中对应的最上游节点设备作为当前节点设备，向当前节点设备发送一致性检查请求；
B.收到一致性检查请求的节点设备，判断当前节点设备内部各模块所保存的连接信息是否一致，如果一致，则执行步骤B，否则，释放其中不一致的连接信息；
C.判断是否还有与其连接的下游节点设备，如果有，则向下游设备发送一致性检查请求，然后执行步骤B，如果没有，在每个节点设备之间进行一致性校验，完成一致性检查。
4、根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述在每个节点设备之间进行一致性校验的步骤包括：
D.判断是否还有与其连接的上游节点设备，如果有，则当前节点设备向与其连接的上游节点设备发送一致性检查响应，其中含有自身的检查结果，再执行步骤E，如果没有，则完成一致性检查，跳出本流程；
E.收到一致性检查响应的节点，根据其中的检查结果判断自身保存的连接信息与当前节点中保存的连接信息是否一致，如果一致，则将自身作为当前节点，执行步骤D，否则，释放并通知当前节点释放不一致的连接信息，将自身作为当前节点，再执行步骤D。
5、根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤A中所述向当前节点设备发送一致性检查请求是通过在应用层功能实体设置的定时器启动，或按照运营商需要启动。
6、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述连接信息包括每个节点设备为会话连接分配的资源信息。
7、根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述资源信息为带宽的占用情况、内存及缓冲区的使用情况、数据库数据的一致性情况、接口状态一致性情况中的一种或几种。
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