CN1956391A - 从电信网络中的网络节点进行数据收集 - Google Patents

Abstract

公开了一种用于从电信网络的节点收集数据的方法，该网络包括收集节点和中间节点，该方法包括由所述中间节点执行的下列步骤：从所述收集节点接收第一文件，该第一文件至少包括第一压缩数据集合和第一字典；生成第二文件，该第二文件至少包括第二压缩数据集合和第二字典；将所述第一字典和所述第二字典合并为结果字典；并且将所述结果字典、所述第一压缩数据集合和所述第二压缩数据集合插入总文件。还公开了用于实现所述方法的网络节点和网络管理器。

Description

从电信网络中的网络节点进行数据收集

技术领域

本发明涉及一种用于从电信网络中的网络节点收集数据的方法。本发明还涉及用于实现所述方法的网络节点和网络管理器，以及其中实现所述方法的电信网络。

背景技术

电信网络典型地包括多个网络节点。所述网络节点适于穿越网络路由并交换业务流。

在电信网络中，网络节点典型地由网络管理器以集中的方式来管理。网络管理器适于从节点收集信息，并且根据所收集的信息在节点上执行适当的动作。例如，网络管理器可以从节点收集性能信息，然后它能够对节点起作用，以便将性能保持在可接受的级别。另外，例如网络管理器可以收集关于网络节点中软件版本的配置信息，然后它能够向网络节点分配软件更新，等等。

在接下来的描述和权利要求中，“数据集合”这一表述是指网络管理器从网络节点收集的信息的集合，而与包含于所述数据集合中的被收集信息的类型(性能信息、配置信息、计费信息、备份等)无关。

在电信网络中收集数据可以以集中的方式来实现，其中每个网络节点(直接地或者通过其它网络节点)连接到网络管理器。在这种情况下，网络管理器通过专用管理信道从每个节点收集其各自的数据集合。例如在SDH(“同步数字层次结构”)网络中，通过所谓的数据通信信道(DCC)来收集所述数据集合。

然而，在一些情况下，专用信道带宽可能相当窄(例如针对上述DCC为176kbit/s)。考虑到网络节点正在变得更复杂并且它们需要日益增长的管理信息量这一事实，数据集合的平均大小日益增加。因此，通过DCC信道从每个网络节点收集数据集合花费很长的时间，并且总数据收集时间可能变得不可接受。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于从电信网络中的网络节点收集数据的方法，与已知方法相比较，该方法减少了网络中的总数据收集时间。

根据第一方面，本发明提供了一种用于从电信网络的节点收集数据的方法，所述网络包括收集节点和中间节点，其中该方法包括由所述中间节点执行的下列步骤：从所述收集节点接收至少包括第一压缩数据集合和第一字典的第一文件；生成至少包括第二压缩数据集合和第二字典的第二文件；将所述第一字典和所述第二字典合并为结果字典(resultingdictionary)；并且将所述结果字典、所述第一压缩数据集合和所述第二压缩数据集合插入总文件。

所述接收和生成步骤可以以任何顺序被执行。也就是说，所述接收步骤可以在所述生成步骤之前、之后或同时被执行。

优选地，所述生成第二文件的步骤包括通过至少使用所述中间节点处所存储的字典条目来生成所述压缩数据集合。

优选地，将包括所述收集节点的标识符的第一报头和包括所述中间节点的标识符的第二报头插入所述总文件中。

优选地，根据所述中间节点处所存储的路由信息来转发所述总文件。

根据第二方面，本发明提供了一种电信网络的网络节点，其中该网络节点包括：接收装置，用于接收至少包括第一压缩数据集合和第一字典的第一文件；压缩模块，用于生成至少包括第二压缩数据集合和第二字典的第二文件；合并模块，用于将所述第一压缩数据集合和所述第二压缩数据集合插入总文件，并且用于将所述第一字典和所述第二字典合并到所述总文件中。

有利地，所述压缩模块还适于至少根据所述网络节点处所存储的字典条目来生成所述第二文件。

有利地，所述合并模块还适于将包括所述网络节点的标识符的报头插入所述总文件中。

所述网络节点优选地包括转发模块，用于根据所述网络节点处所存储的路由信息来转发所述总文件。

根据第三方面，本发明提供了一种电信网络的网络管理器，该网络管理器包括：接收装置，用于接收包括第一压缩数据集合、第二压缩数据集合和字典条目序列的文件；解压缩模块，用于根据所述字典条目序列来解压缩所述第一压缩数据集合和所述第二压缩数据集合。

优选地，所述解压缩模块还适于至少根据所述网络管理器处所存储的字典条目，解压缩所述第一压缩数据集合和所述第二压缩数据集合。

根据第四方面，本发明提供了一种电信网络，该电信网络包括如上所述的网络节点和网络管理器。

附图说明

参考附图，通过下面作为非限制性例子给出的描述，本发明将变得更加显而易见，其中：

-图1概略地示出了适于实现本发明方法的简化的电信网络；

-图2a和2b分别示出了图1网络的网络管理器的结构和节点的结构；

-图3示出了图1的节点所执行的一些操作的流程图；

-图4概略地示出了图1的节点NA的操作；

-图5概略地示出了图1的节点NB的操作；

-图6a和6b分别示出了根据本发明优选实施例的图1网络的网络管理器的结构和节点的结构；和

-图7a和7b示出了将本发明方法应用于环形网络的例子。

具体实施方式

图1概略示出了简化的电信网络，其中根据本发明的网络可以被实现并容易地被解释。

图1的网络包括节点NA、连接到节点NA的节点NB，以及连接到节点NB的网络管理器MGR(例如SDH网络的NOC)。

方形标记指示了每个节点的输入端口和输出端口。为了清晰，图1仅示出了关于本发明的输入/输出端口。特别地，节点NA具有输出端口opA，其连接到节点NB的输入端口ipB。类似地，节点NB具有输出端口opB，其连接到网络管理器MGR的输入端口ipM。

图1的网络仅是示例性的；实际上，本发明的方法可以应用于包括任何数量节点的网络，所述节点根据任何拓扑(总线，环形，网格)而被安排，如后文将说明的。

图2a概略示出了根据本发明的图1的节点NA、NB(一般称为N)中任一个的结构。

节点N包括n个输入端口ipN1，...ipNn。节点N优选地还包括本地数据库LDB，该数据库连接到压缩模块CM。输入端口ipN1，...ipNn和压缩模块连接到合并模块MM。合并模块MM和路由选择表RT优选地连接到转发模块FM，该转发模块还连接到m个输出端口opN1，...opNm。

图2b概略示出了根据本发明的图1的网络管理器MGR的示例性结构。

网络管理器MGR优选地包括至少一个输入端口(图2b仅示出了单个输入端口ipM)、解压缩模块DM和集中数据库CDB。

节点N和网络管理器MGR可能包括其它模块和输入/输出端口，图中没有示出它们，因为它们与本说明书无关。

参考图3，简要地描述了一种在根据本发明的图1的网络中收集数据的方法。下面将参考图4和5给出关于由每个节点执行的操作的细节。

例如，假设网络管理器MGR必须执行对图1网络的节点NA和NB的本地数据库LDB的备份。为此，网络管理器MGR必须从每个节点NA、NB收集各自的数据集合DSA、DSB，每个数据集合DSA、DSB包括各个节点NA、NB的本地数据库内容的拷贝。

根据本发明，节点NA首先压缩它自己的数据集合DSA，并将该数据集合以及用于数据解压缩的报头和其它信息插入文件CDA，如下文将详细解释的。然后，节点NA将文件CDA转发给节点NB。

类似地，根据本发明，节点NB压缩它自己的数据集合DSB，并将该数据集合以及用于数据解压缩的报头和其它信息插入文件CDB。

然后，节点NB将它自己的文件CDB与接收自NA的文件CDA合并，如下文将详细解释的，这因而获得了总文件OF。文件CDA、CDB的数据在总文件OF中可能不是邻近的。下文将详细描述文件CDA、CDB和OF的结构。

在接下来的描述和权利要求中，仅执行它自己的数据集合的压缩的节点称为“收集节点”。另外，执行它自己的数据集合的压缩并且合并它自己的文件与接收自另一节点的至少一个文件的节点称为“中间节点”。因此，在图1的网络中，NA是收集节点，而NB是中间节点。

参考图4，现在将详细描述根据本发明的收集节点NA的操作。

根据本发明，节点NA从它的本地数据库读取数据集合DSA，并且通过它自己的压缩模块CM来压缩这个数据集合。

在本发明的优选实施例中，压缩模块CM实现利用字典的压缩算法。这种利用字典的压缩算法在本领域中是公知的。它们将符号关联于频繁出现的或较长的字节序列，并且它们构建字典，即其中每个条目一对一地将符号关联于各个字节序列的表。

优选地，根据本发明，所述利用字典的压缩算法能够识别(即关联于单个符号)长字节序列，其可能对应于整个数据集合。适合的算法例如是LZMA压缩算法。这种类型的压缩算法可以达到非常高的压缩率。

所述压缩算法因而构建了具有n个条目E1、E2、...En的字典DicA，其中每个条目将字节序列Seq1、Seq2、...Seqn一对一地关联于各个符号S1、S2、...Sn。

尽管图4中没有示出，然而所述利用字典的压缩算法也可以将单个符号关联于非常长或频繁出现的符号的序列。例如，如果符号序列“S1，S2”在数据集合DSA中被不止一次地重复，则它可能被单个符号Sk所替代。这允许将整个数据集合压缩为单个符号。因此，在图4中，参考标记Seq1、Seq2、...Seqn可以是字节序列，也可以是符号序列。

一旦已经构建了字典DicA，节点NA的压缩模块就用各个符号S1、S2、...Sn来替代数据集合DSA的每个序列Seq1、Seq2、...Seqn，这因而获得了压缩数据集合CDataA。再次，应当指出，压缩数据集合CDataA可以由几个符号或甚至单个符号构成。

然后节点NA创建文件CDA，其包括报头HA、字典DicA的条目E1、E2、...En以及压缩数据集合CDataA。

根据本发明，报头HA可以包括下列参数中的一个或多个：

-源节点标识符；

-网络管理器标识符。在本发明的优选实施例中，所述网络管理器标识符是网络管理器的IP地址，如后文所解释的；

-数据集合名称；

-更新版本；

-基础版本；

-字典DicA的符号S1、S2、...Sn的列表；

-压缩数据集合偏置(offset)；和

-压缩数据集合大小(用字表示)。

根据路由选择表RT，节点NA的转发模块FM确定了文件CDA必须通过其而被转发的输出端口。根据本发明的优选实施例，网络管理器标识符是它的IP地址。因此，路由选择表RT是IP路由选择表。

已知路由选择表针对每个IP地址范围指示了必须向其转发数据的输出端口，其中所述数据是去往其IP地址包含于所述范围内的节点的。参考图1，网络管理器MGR的IP地址属于与唯一输出端口opA相关联的IP地址范围。因此，文件CDA通过输出端口opA而被发送到节点NB。

图5概略示出了根据本发明的中间节点NB的操作。

中间节点NB通过其输入端口ipB从节点NA接收文件CDA。此外，中间节点NB从它的本地数据库LDB读取其数据集合DSB，并且通过NA所使用的同一利用字典的压缩算法来压缩该数据集合。因此，中间节点NB构建了字典DicB。

字典DicB包括m个条目E2、E3、...Em。应当指出，同样在DicB中，每个序列Seq2、Seq3、...Seqm可以是字节序列，也可以是符号序列。

一些条目可以包含于DicA和DicB二者中；其它条目可以仅包含于DicA中，而另外的条目可以仅包含于DicB中。例如，在图4和5的例子中，条目E1仅包含于DicA中；条目E2包含于DicA和DicB中；条目E3仅包含于DicB中。为了简化，省略其它的条目。

通过使用字典DicB，节点NB压缩数据集合DSB，即它用各个符号S2、S3、...Sm来替代每个序列Seq2、Seq3、...Seqm，这因而获得了压缩数据集合CDataB。再次，应当指出，压缩数据集合CDataB可以由几个符号或甚至单个符号构成。

然后，中间节点NB构建文件CDB，其结构(图5所示)类似于文件CDA的结构。文件CDB包括报头HB、字典DicB的条目E2、E3、...Em以及压缩数据集合CDataB。报头HB的内容优选地类似于上述报头HA的内容。

申请人观察到，来自相同电信网络的节点的数据集合有时呈现较强的相关性，即它们可能包括许多相同的字节序列。因此申请人观察到，向网络管理器分别转发两个基本相同的文件，意味着带宽的浪费。申请人注意到，通过在节点NB解压缩文件CDA，并将应用算法应用于整个数据集合DSA、DSB，可以节约带宽，这因而最小化了要转发给网络管理器的总的数据大小。

另外，申请人注意到，存在对电信网络中的总数据收集时间的限制。这种限制通常由关于电信网络管理的标准来定义。因此，申请人认识到，优选地采用“中间解决方案”，其服从带宽限制和数据收集时间限制。

更具体地，申请人认识到，使用利用字典的压缩算法，可以合并来自不同节点的不同文件，而无须解压缩单个压缩数据集合。

更具体地，根据本发明的优选实施例，节点NB构建总文件OF，而无须解压缩CDA和CDB。根据本发明，这种文件OF包括两个报头HA、HB和压缩数据集合CDataA、CDataB。至于字典DicA、DicB，申请人认识到，由于数据集合DSA、DSB之间的可能的相关性，字典DicA、DicB可以包括几个公共条目。在许多应用中，字典DicA和DicB基本上包括相同的条目。根据本发明，两个字典DicA、DicB没有被分别插入总文件OF，但是它们在被插入之前被合并，即中间节点NB将至少包含于字典DicA、DicB之一中的所有条目仅插入文件OF一次。

在下面的描述和权利要求中，该后一操作称为“合并两个(或不止两个)字典”，这意味着根据本发明，通过将属于要合并的字典中至少一个的所有条目插入文件OF，中间节点的合并模块MM为了合并它自己的文件和接收自另一节点的一个或多个文件，实际上合并了所述文件的字典。

然后，根据本发明，可能是所述条目的较大部分的、包含于不止一个字典中的条目仅被发送给所述网络管理器一次。这例如当数据集合DSA、DSB基本相同时是特别有利的。在这种情况下，字典DicA、DicB基本相同。因此，中间节点NB发送包括字典DicA和DicB二者的条目的单个字典，而不是分别发送基本相同的两个字典。

因此在图5中，可以看到总文件OF除了包括报头HA、HB和压缩数据集合CDataA、CDataB之外，还包括条目E1、E2、E3、...Em、...En(假设m小于n)的序列。特别地，应当指出，所述序列包括字典DicA的所有条目以及字典DicB的所有条目，其中公共条目被插入总文件OF仅一次(如参考公共条目E2在图5中所看到的)。

因此，与单个压缩文件CDA、CDB的大小之和相比较，总文件OF的大小显著地减小，这是因为每个压缩文件CDA、CDB的大小主要取决于其中包含的字典的大小。

申请人通过对不同的数据集合应用LZMA压缩算法(Lempel-Ziv-Markov链式算法)，已经进行了一些测试。

申请人注意到，通过增加被合并数据集合的数量，压缩率增加，特别是在所述数据集合基本相同的情况下，即在它们呈现较强相关性的情况下。例如通过合并相同数据集合的不同拷贝(二、三或四个)，总文件OF的大小与被合并拷贝的数量基本无关。

因此，由于节点NB能够合并两个文件CDA、CDB，而无须解压缩所接收的文件CDA，因此节点NB所需的处理时间仅取决于这样的事实：节点NB在合并之前必须等待文件CDA的完全接收。这有利地导致在节点NB的大大减少的处理时间。

如上所述，在创建总文件OF之后，节点NB根据其路由选择表RT来确定输出端口，其中总文件OF必须通过该输出端口被转发。在图1的网络中，仅存在单个输出端口，它将节点NB连接到网络管理器MGR。因此，节点NB将总文件OF转发到网络管理器MGR。

一旦接收了总文件OF，所述网络管理器就通过使用包含于所述文件OF中的条目E1、E2、E3、...Em、...En来解压缩该文件、恢复数据集合DSA、DSB，并且将它们存储于其集中数据库CDB中。

图1的网络仅包括两个节点，并且文件可以穿越网络而跟随的路径是唯一的。然而应当指出，在具有根据更复杂拓扑所安排的更多数量节点的网络中，在根据本发明执行数据收集时数据所跟随的路径，优选地由每个中间节点根据包含于其各自路由选择表中的信息并根据附加信息来动态地逐跳(hop by hop)建立，以达到网络的服务质量需求，所述附加信息例如是业务信息、收集节点的数量和位置、CPU利用率、存储器可用性等。

因此，根据本发明，所有网络节点能够优选地充当收集节点和中间节点，即所有网络节点都包括合并模块MM。这有利地允许在优化网络中的数据收集时最大化灵活性。

图6a和6b概略示出了根据本发明有利实施例的图1网络的网络管理器MGR的结构和节点N(可以是节点NA或节点NB)的结构。

根据所述有利实施例，包括最频繁出现于要收集的数据集合中的符号的公共(common)字典，被存储在网络的每个中间节点或收集节点处以及网络管理器处，以便包含于该公共字典中的条目不需要每次执行数据收集时穿越网络被传送到总文件OF内。

仍参考图4，例如假设在不同符号S1、S2、...Sn之中，符号S2(其条目E2在图4中是虚线)特别频繁地出现于网络管理器MGR通常从节点NA、NB所收集的数据集合中。因此将所述符号S2插入公共字典CDic中。

根据本发明，公共字典CDic被存储在网络管理器MGR处以及每个节点NA、NB处。因此，网络管理器MGR具有公共字典CDic。解压缩模块DM使用所述公共字典来解压缩并恢复数据集合。同样，图6a所示的每个节点N存储了压缩模块CM用来压缩数据集合的公共字典CDic的拷贝。

特别地，网络管理器MGR的解压缩模块DM适于合并公共字典CDic的条目和提取自总文件OF的条目，以便它具有针对解压缩所接收文件OF所需要的所有条目。

这有利地允许进一步减小总文件的大小。实际上，根据这个优选实施例，文件OF不包括字典DicA、DicB的所有条目E1、E2、E3、...Em、...En，而是仅包括未包含于所述公共字典中的条目。因此，用于将总文件OF传送到网络管理器的时间减少了，这因而允许进一步减少电信网络中的总数据收集时间。

如上所述，根据本发明的方法也可以应用于具有不同拓扑和任意数量节点的网络。

图7a示出了具有九个节点A、B、C、...J的示例性环形网络。每个节点具有如图2a或图6a所示的结构。现在参考图7b描述本发明的方法对图7a的示例性网络的应用。

假设网络管理器MGR必须执行对图7a的环形网络的所有节点A、B、C、...J的本地数据库的备份。

根据本发明，节点E压缩它自己的数据集合DSE，并将该数据集合以及报头和字典插入文件CDE，如上面参考图1所描述的。

然后节点E可以根据其路由选择表来判定是将其文件CDE转发到节点D还是节点F。假设节点E判定将其文件CDE转发到节点D。

一旦从E接收了文件CDE，节点D就压缩它自己的数据集合DSD，并将该数据集合插入文件CDD(未示出)，它合并文件CDD和接收自E的文件CDE，并将总文件OFD转发到接下来的节点，即节点C。

以此类推，直至节点A。节点A合并它自己的文件CDA和接收自节点B的总文件OFB，该总文件OFB包括节点B-E的被合并文件，这因而获得了总文件OFA。节点A将文件OFA转发到节点J。

从节点F开始通过节点F、G、H、I发生相同的情况。

一旦从节点A接收了总文件OFA并从节点I接收了总文件OFI，节点J就合并OFA、OFI和它自己的文件CDJ，该CDJ包括它的压缩数据集合DSJ，这因而获得了总文件OF。然后节点J将总文件OF转发到网络管理器MGR。

网络管理器MGR解压缩文件OF，并将节点A、B、...J的数据集合存储在它的集中数据库中。

然后，应当指出，在图7a的环形网络中，节点E和F是收集节点，而所有其它节点是中间节点。

因此，本发明的方法有利地允许减少从电信网络的节点收集数据的时间，这是因为以下原因。

首先，在转发数据集合之前压缩该数据集合，允许针对管理信道的给定带宽来发送更多的数据集合，并且因而允许以比现有技术更高的速度来收集数据。通过使用利用字典的压缩算法，压缩变得非常高效。而且，根据本发明合并不同的压缩数据集合允许获得很高的压缩率。

此外，每个中间节点能够合并它自己的文件和接收自其它节点的文件，而无须进行解压缩。因此，每个中间节点所需要的处理时间主要取决于从其它节点接收文件的时间，与解压缩/压缩时间相比，这个时间是很低的，因而获得了非常低的处理时间。

Claims (11)

1.一种用于从电信网络的节点(NA，NB)收集数据的方法，所述网络包括收集节点(NA)和中间节点(NB)，其特征在于，该方法包括由所述中间节点(NB)执行的下列步骤：

-从所述收集节点(NA)接收第一文件(CDA)，该第一文件至少包括第一压缩数据集合(CDataA)和第一字典(DicA)；

-生成第二文件(CDB)，该第二文件至少包括第二压缩数据集合(CDataB)和第二字典(DicB)；

-将所述第一字典(DicA)和所述第二字典(DicB)合并为结果字典；以及

-将所述结果字典、所述第一压缩数据集合(CDataA)和所述第二压缩数据集合(CDataB)插入总文件(OF)。

2.根据权利要求1的方法，其中，所述生成第二文件(CDB)的步骤包括通过使用存储于所述中间节点(NB)中的至少一个字典条目(E2)，来生成所述第二压缩数据集合(CDataB)。

3.根据前面权利要求中任一个的方法，其特征在于，该方法还包括这样的步骤：将包括所述收集节点(NA)的标识符的第一报头(HA)和包括所述中间节点(NB)的标识符的第二报头(HB)插入所述总文件(OF)。

4.根据前面权利要求中任一个的方法，其特征在于，该方法还包括这样的步骤：根据所述中间节点(NB)处所存储的路由选择信息(RT)来转发所述总文件(OF)。

5.一种电信网络的网络节点(NB)，其特征在于，该网络节点包括：

-接收装置(ipN1，…ipNn)，用于接收至少包括第一压缩数据集合(CDataA)和第一字典(DicA)的第一文件(CDA)；

-压缩模块(CM)，用于生成至少包括第二压缩数据集合(CDataB)和第二字典(DicB)的第二文件(CDB)；

-合并模块(MM)，用于将所述第一压缩数据集合(CDataA)和所述第二压缩数据集合(CDataB)插入总文件(OF)，并且用于将所述第一字典(DicA)和所述第二字典(DicB)合并到所述总文件(OF)中。

6.根据权利要求5的网络节点(NB)，其中，所述压缩模块(CM)还适于根据所述网络节点(NB)处所存储的至少一个字典条目(E2)来生成所述第二文件(CDB)。

7.根据权利要求5或6的网络节点(NB)，其特征在于，所述合并模块(MM)还适于在所述总文件(OF)中插入包括所述网络节点(NB)的标识符的报头(HB)。

8.根据权利要求5到7中任一个的网络节点(NB)，其特征在于，该网络节点还包括转发模块(FM)，用于根据所述网络节点(NB)处所存储的路由选择信息(RT)来转发所述总文件(OF)。

9.一种电信网络的网络管理器(MGR)，其特征在于，该网络管理器包括：

-接收装置(ipM)，用于接收文件(OF)，该文件包括第一压缩数据集合(CDataA)、第二压缩数据集合(CDataB)和字典条目(E1、E2、E3、…Em、…En)的序列；

-解压缩模块(DM)，用于根据所述字典条目(E1、E2、E3、…Em、…En)的序列，解压缩所述第一压缩数据集合(CDataA)和所述第二压缩数据集合(CDataB)。

10.根据权利要求9的网络管理器(MGR)，其中，所述解压缩模块(DM)还适于根据所述网络管理器(MGR)处所存储的至少一个字典条目(E2)，解压缩所述第一压缩数据集合(CDataA)和所述第二压缩数据集合(CDataB)。

11.一种电信网络，其包括根据权利要求5到8中任一个的网络节点，和根据权利要求9或10的网络管理器。

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