DE10212374A1

DE10212374A1 - Lastverteilung auf periphere Einrichtungen eines paketbasierten Vermittlungssystems

Info

Publication number: DE10212374A1
Application number: DE10212374A
Authority: DE
Inventors: Norbert Loebig
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Nokia Solutions and Networks GmbH and Co KG
Priority date: 2002-03-20
Filing date: 2002-03-20
Publication date: 2003-10-09
Anticipated expiration: 2022-03-21
Also published as: WO2003079631A1; EP1486046A1; US20050108410A1; CN1620793A; DE10212374B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Lastverteilung auf periphere Adaptionseinheiten (4) eines paketbasierten Vermittlungssystems (1), wobei die peripheren Adaptionseinheiten (4) als Schnittstelle zwischen der paketbasierten Vermittlungsstelle (1) und einem paketbasierten Kommunikationsnetz (5) dienen. Gemäß der Erfindung wird eine Last, die in der Vermittlungsstelle (1) anfällt, durch einen Lastverteiler (2) statisch oder dynamisch auf die peripheren Adaptionseinheiten (4) verteilt. Dadurch kann eine Auslastung der peripheren Adaptionseinheiten (4) in einer Art und Weise erzielt werden, dass beschaltungsbedingte Überlastungen vermieden werden und darüber hinaus unterschiedliche Performanceleistungen der peripheren Adaptionseinheiten (4) berücksichtigt werden können. Im Fall wenigstens einer weiteren, vorgelagerten Vermittlungsstelle (6) kann dieser von der paketbasierten Vermittlungsstelle (1) ein Lastbudget für ihre Belegung der peripheren Adaptionseinheiten (4) übermittelt werden. Bei Hardwareausfällen und Signalisierungsstörungen wird die Lastverteilung angepasst.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Verwaltung einer paketbasierten Vermittlungsstelle, in der periphere Adaptionseinheiten als Schnittstelle zwischen einem paketbasierten Kommunikationsnetz und Applikationen der Vermittlungsstelle dienen. Die Applikationen erfüllen Kommunikations- und Signalisierungsaufgaben. Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf eine Vorrichtung zur Verwaltung einer paketbasierten Vermittlungsstelle, in der periphere Adaptionseinheiten als Schnittstelle zwischen einem paketbasierten Kommunikationsnetz und Applikationen der Vermittlungsstelle dienen, wobei die Applikationen Kommunikations- und Signalisierungsaufgaben erfüllen.

Hintergrund der Erfindung ist das Gebiet der Verbindung zwischen zeitmultiplexbasierten Kommunikationsnetzen, die aus der klassischen Telefonie bekannt sind, und Kommunikationsnetzen, in denen mit paketbasierten Netzwerktechnologien gearbeitet wird, beispielsweise realisiert in einem auf dem Internet-Protokoll (IP) oder ATM basierten Netz. Im Zuge der Zusammenführung dieser beiden Netzwerktypen sind sowohl teilnehmernah, als auch auf Seite der Vermittlungstechnik Anpassungen erforderlich. Eine zeitmultiplexbasierte Vermittlungsstelle regelt die Verbindungssteuerung und die Terminierung und Durchschaltung der Nutzkanäle. Eine Vermittlungsstelle in einem paketbasierten Kommunikationsnetz steuert die Verbindungen und die zugehörigen, außerhalb der Vermittlungsstelle geführten Nutzkanäle.

Dies wird zum Beispiel mittels Gateways oder Resource Servers realisiert, welche Schnittstellen für Nutzdatenströme und Steuerung zwischen verschiedenartigen Netzen darstellen. Die Nutzdatenströme können zum Beispiel durch das Real-Time- Transport-Protokoll (RTP), einem Datentransportprotokoll für die Übertragung von Audio- und Videodaten, geregelt sein. Die Steuerung kann zum Beispiel durch das Media-Gateway-Control- Protokoll (MGCP) oder durch das H.323-Protokoll, einem internationalen Standard für Sprach-, Daten- und Videokommunikation über paketbasierte Netze, geregelt sein.

Als Endgeräte kommen dabei neben den klassischen analogen und ISDN-Endgeräten und -nebenstellen auch Terminals in Frage, die für die Anbindung an das Paketnetz geeignet sind und breitbandigen Datenzugriff erlauben, zusätzlich aber die von öffentlichen Fernsprechnetzen bekannten Basisleistungsmerkmale unterstützen. Hierbei kommt zum Beispiel das H.323- Protokoll oder auch das Session-Initiation-Protokoll (SIP), ein Signalisierungs-Kontroll-Protokoll der Applikationsschicht, mit dem Multimedia-Sitzungen eingerichtet, unterhalten und beendet werden, zum Einsatz. Als Zugangsmedium zum Teilnehmer bieten sich sowohl Teilnehmeranschlussleitungen an, die für breitbandigen Zugriff mittels Digital-Subscriber- Line-Techniken (xDSL-Techniken) konzipiert sind, als auch die bereits weit verbreiteten Kabelnetze. Durch teilnehmernahe Adaptionseinrichtungen, wie zum Beispiel Integrated Access Device (IAD) oder Multimedia Terminal Adapter (MTA) zum Abschluss dieser Zugangsnetze ist sowohl der Anschluss breitbandiger Endeinrichtungen (zum Beispiel PC mit Internetzugriff, Fernsehgerät, Videotelefon), als auch der Zugriff klassischer Teilnehmerendgeräte (zum Beispiel analoges Telefon, ISDN-Telefon, analoge oder ISDN-Nebenstelle) möglich.

Zwischenamtsignalisierung erfolgt nachrichtenbasiert ebenfalls über das paketbasierte Netz (zum Beispiel mittels H.323), sofern es sich um paketbasierte Vermittlungsstellen handelt. Ist eine weitere Vermittlungsstelle zeitmultiplexbasiert, so erfolgt die Signalisierung mit den in den ISDN/PSTN-Netzen üblichen Signalisierungsverfahren, zum Beispiel durch länderspezifische Varianten des ISDN-User-Part- Protokolls. Gegebenenfalls ist ein Signalisierungs-Gateway zur Umsetzung der Signalisierung nötig. Der Übergang des Nutzdatenstromes zwischen dem zeitmultiplex- und dem paketbasierten Netz erfolgt durch einen Media-Gateway, der durch die paketbasierte Vermittlungsstelle gesteuert wird.

Aufgrund der Vielzahl der spezifischen Protokolle und der unterschiedlich gearteten Kommunikationspartner ist die paketbasierte Vermittlungsstelle mit als Applikationen bezeichneten Funktionen ausgerüstet, welche die Interkommunikation mit weiteren, zeitmultiplex- oder paketbasierten Vermittlungsstellen betreffen (Virtual Trunking), die Verarbeitung von analoger und ISDN-Signalisierung von paketbasiert angeschlossenen klassischen Teilnehmern (zum Beispiel Voice over DSL (VoDSL), Voice over Cable) oder die Verarbeitung von Signalisierung von paketbasierten Teilnehmern (zum Beispiel H.323, SIP) betreffen. Für alle Verbindungswünsche stellt die paketbasierte Vermittlungsstelle im Allgemeinen Mittel für ein geeignetes Interworking der Applikationen zur Verfügung. Diese werden gemäss den Zielen ausgewählt, die den Wahlinformationen entsprechen, so dass sich die aus der klassischen Telefonie bekannten Funktionen und Eigenschaften im paketbasierten Umfeld sowohl für Teilnehmer als auch für Netzbetreiber wiederfinden.

Als physikalische Schnittstellen zwischen der paketbasierten Vermittlungsstelle und dem paketbasierten Kommunikationsnetz dienen sogenannte periphere Adaptionseinheiten. Diese sind bestimmten peripheren Einrichtungen des Vermittlungssystems zugeordnet, die die vermittlungstechnischen Abläufe bestimmter Teilnehmer bzw. Leitungsgesamtheiten steuern. Die peripheren Adaptionseinheiten generieren bzw. empfangen - applikationsspezifisch - die Signalisierung und steuern die Durchschaltung des Nutzdatenstroms. Im Allgemeinen können auf einer peripheren Adaptionseinheit gleichzeitig mehrere Applikationen aktiv sein (Applikationsmix), wodurch applikationsspezifische Auslastungen für eine periphere Adaptionseinheit entstehen. Die Applikationen kommunizieren wenigstens teilweise direkt mit weiteren Vermittlungsstellen. Eine solche weitere Vermittlungsstelle kann beispielsweise in Form einer vorgelagerten Vermittlungsstelle oder eines H.323-Standard konformen Gatekeepers vorliegen.

Die Zuordnung zwischen den Leitungen und/oder Leitungsbündeln mit den auf ihnen definierten Applikationen einerseits und den peripheren Adaptionseinheiten andererseits wird durch einen Lastverteiler in der zentralen Einheit der paketbasierten Vermittlungsstelle erstellt. Diese Zuordnung kann quasi statisch fest vorgegeben sein oder sie wird dynamisch gemäß der Auslastung und eventueller Ausfallsituationen der Hardware der peripheren Adaptionseinheiten vorgenommen. Im Allgemeinen sind also die Applikationen über periphere Adaptionseinheiten mit weiteren Vermittlungsstellen temporär über die Hardware derselben peripheren Adaptionseinheit verbunden.

Es ist möglich, paketbasierte Teilnehmer vermittlungstechnisch zu betreuen, wenn sie ein im paketbasierten Netz gebräuchliches Signalisierungsprotokoll, zum Beispiel das H.323-Protokoll im IP-basierten Netz verwenden. Dies geschieht durch Modellierung des Teilnehmers als Teil einer Konzentratorschnittstelle der paketbasierten Vermittlungsstelle. Als vorgelagerte Vermittlungsstellen treten dann zur Autorisierung notwendige Gatekeeper auf, die Zugriff auf die H.323-Teilnehmer einer Vermittlungsstelle haben. Hierbei sind im Allgemeinen jeweils mehrere periphere Adaptionseinheiten genau einem Gatekeeper zugeordnet. Die peripheren Adaptionseinheiten verhalten sich gegenüber den Gatekeepern wie H.323- Gateways und registrieren sich somit bei "ihrem" Gatekeeper zyklisch. Bleibt die Registrierung aus, wird seitens des Gatekeepers auf den Ausfall der peripheren Adaptionseinheit geschlossen. Die A-seitigen Belegungen (Belegungen in Richtung zur Vermittlungsstelle) werden - Call für Call - auf die zugeordneten peripheren Adaptionseinheiten verteilt. Dabei bleibt die Belastung der peripheren Adaptionseinheiten und die durch die Hardware gegebene Performanceleistung nicht berücksichtigt.

Klassische Teilnehmer können über eine periphere Teilnehmerabschlussvorrichtung an ein Paketnetz angeschlossen werden, ihre Signalisierung kann paketbasiert an eine mit einer geeigneten Adaptionseinheit ausgerüsteten Vermittlungsstelle herangeführt werden und dort zur Verbindungssteuerung für den Teilnehmer dienen. Insbesondere wird demgemäss das Stream- Control-Transmission-Protokoll zum Transport der ISDN- Signalisierung verwendet. Das oben dargestellte technische Problem tritt hierbei nicht auf, da für diese Applikation keine vorgelagerte Vermittlungsstelle existiert, vielmehr alle Ports der Applikationen direkt über zwei im Active/Standby Modus genutzte periphere Adaptionseinheiten für A- und B- seitige Belegungen genutzt werden.

Aus Gründen zuverlässiger Erreichbarkeit besteht für vorgelagerte Vermittlungsstellen im Allgemeinen eine Auswahlmöglichkeit unter mehreren peripheren Adaptionseinheiten der erstgenannten Vermittlungsstelle (redundanter Zugriff). Dadurch erscheint zumindest ein Teil der peripheren Adaptionseinheiten aus Sicht der vorgelagerten Vermittlungsstelle wie eine Menge von Signalisierungs-Gateways für die jeweilige Applikation. Bei Belegung der paketbasierten Vermittlungsstelle durch eine vorgelagerte Vermittlungsstelle besteht demzufolge die Auswahlmöglichkeit unter mehreren peripheren Adaptionseinheiten. Diese haben jedoch aufgrund des Applikationsmixes und ihrer im Allgemeinen unterschiedlichen Performanceeigenschaften unterschiedliche Leistungsfähigkeiten bezüglich der Abwicklung eines Verbindungswunsches. Bei einer Belegung, welche durch die paketbasierte Vermittlungsstelle selbst vorgenommen wird, ist das Problem der gleichmäßigen Auslastung der peripheren Adaptionseinheiten lösbar, da die Auslastung der peripheren Adaptionseinheiten vor Ort bekannt ist. Bei einer Belegung in Richtung auf die erstgenannte Vermittlungsstelle fehlt jedoch ein Maß für die zeitabhängige Größe der Performancereserven der peripheren Adaptionseinheiten als Entscheidungskriterium für die Auswahl der zu belegenden peripheren Adaptionseinheit in der vorgelagerten Vermittlungsstelle.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Belastung von peripheren Adaptionseinheiten in einer paketbasierten Vermittlungsstelle zu verbessern.

Die peripheren Adaptionseinheiten sollen insbesondere applikationsspezifisch derart belastet werden, dass im Rahmen der durch die Hardware gegebenen Möglichkeiten ein in beide Richtungen (zu und von der Vermittlungsstelle) redundanter Zugriff auf die peripheren Adaptionseinheiten möglich ist. Im Normalbetrieb, wenn kein Ausfall vorliegt, soll die Last, die durch Belegungen durch die paketbasierte Vermittlungsstelle und/oder durch eine oder mehrere vorgelagerte Vermittlungsstellen entsteht, derart auf die peripheren Adaptionseinheiten verteilt werden, dass möglichst keine der peripheren Adaptionseinheiten überlastet wird. Dabei soll ein Applikationsmix auf den peripheren Adaptionseinheiten bei gleichzeitiger Verwendung unterschiedlich leistungsfähiger Hardware, also unterschiedlicher Performanceleistungen der peripheren Adaptionseinheiten unterstützt werden. Ein Hardware-Ausfall soll möglichst ohne Überlastung einer peripheren Adaptionseinheit durch die beteiligten Vermittlungsstellen toleriert werden. Eine Überlastbehandlung im Sinne eines Zurückdrängens des Kommunikationsverkehrs in die Peripherie der paketbasierten Vermittlungsstelle soll ermöglicht werden.

Diese Aufgaben werden durch die in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale gelöst.

Gemäss der Erfindung werden in einer paketbasierten Vermittlungsstelle die Auslastungen der peripheren Adaptionseinheiten durch eine zentrale Einheit ermittelt und aufgrund dieser Auslastungen Zuordnungen zwischen den Leitungen und/oder Leitungsbündeln mit den auf ihnen definierten Applikationen und den peripheren Adaptionseinheiten gebildet.

Insbesondere werden Lastindikatoren ermittelt, die - applikationsspezifisch - den Ressourcenbedarf der Applikationen und die individuellen Auslastungen, die Ressourcenvorräte und die Performanceleistungen der peripheren Adaptionseinheiten berücksichtigen.

Die Lastindikatoren können zum Beispiel unter Zuhilfenahme von CPU-Auslastung, Auslastung der Betriebssystemressourcen oder Füllstand signifikanter Warteschlangen ermittelt werden.

Planungsgemäß sind die Ressourcen derart auszulegen, dass der Bedarf, der durch die Applikationen entsteht, kleiner ist als der entsprechende applikationsspezifische Ressourcenvorrat.

Die Zuordnung ist derart zu gestalten, dass die Last, die durch Belegungen entsteht, unter Berücksichtigung der Lastindikatoren möglichst gleichmäßig auf die peripheren Adaptionseinheiten verteilt wird.

Die Ermittlung der Lastindikatoren und gegebenenfalls eine Neuzuordnung der Leitungen zu den peripheren Adaptionseinheiten unter Berücksichtigung dieser Lastindikatoren kann auch dynamisch, also zum Beispiel in vorgegebenen kleinen Zeitschritten erfolgen.

Optional werden die Lastindikatoren nach der Zuordnung der oder den vorgelagerten Vermittlungsstellen übermittelt, so dass in einer solchen vorgelagerten Vermittlungsstelle die in Richtung auf die erstgenannte Vermittlungsstelle entstehende Last unter Berücksichtigung der Lastindikatoren auf die peripheren Adaptionseinheiten verteilt werden kann.

Die Übermittlung der Lastindikatoren zu den vorgelagerten Vermittlungsstellen kann beispielsweise im Rahmen der Signalisierung oder der zyklisch wiederholten Registrierung (s. H.323) oder durch eine zusätzliche Kommunikations- oder Steuerschnittstelle erfolgen.

Optional kann in der paketbasierten Vermittlungsstelle ein Lastbudget für jede der peripheren Adaptionseinheiten ermittelt werden, dieses Lastbudget nach Auslastungskriterien günstig auf vorgelagerte Vermittlungsstellen verteilt werden und die so gewonnenen Teillastbudgetangaben den vorgelagerten Vermittlungsstellen übermittelt werden.

Dort dienen diese Teillastbudgetangaben dann wiederum zur Verteilung der Last auf die peripheren Adaptionseinheiten der erstgenannten Vermittlungsstelle.

Optional kann durch die vorgelagerte Vermittlungsstelle bei einer neuen Belegung - applikationsspezifisch - diejenige der peripheren Adaptionseinheiten der erstgenannten Vermittlungsstelle belegt werden, die zuletzt von der erstgenannten Vermittlungsstelle belegt wurde.

Nach einer Einschwingzeit stellt sich dann die von der Lastverteilfunktion eingestellte Teilnehmerzuordnung der peripheren Adaptionseinheiten für beidseitige Belegungen ein. In diesem Fall ist der Austausch der Lastbudgetinformationen zwischen den Vermittlungsstellen nicht notwendig.

Weitere Merkmale, Vorteile und Eigenschaften sollen nunmehr anhand einer detaillierten Beschreibung von Ausführungsbeispielen und bezugnehmend auf die Figuren der beigefügten Zeichnungen erläutert werden. Es zeigen:
Fig. 1 den bidirektionalen Zugriff auf periphere Adaptionseinheiten;
Fig. 2 die Signalisierung der H.323-Budgets;
Fig. 3 die Signalisierung der um Reserven ergänzten Budgets;
Fig. 4 eine teilnehmerspezifische Annäherung A- und Bseitiger Auswahl der peripheren Adaptionseinheiten;
Fig. 5 den Fall zweier vorgelagerter H.323-Gatekeeper;
Fig. 6 einen Ausfall einer Schnittstelleneinheit bei Existenz zweier vorgelagerter H.323-Gatekeeper und
Fig. 7 einen Ausfall eines Gatekeepers bei Existenz zweier vorgelagerter H.323-Gatekeeper.
In Fig. 1 sind die beschriebenen Teile, welche die Erfindung betreffen, schematisch wiedergegeben. Man sieht eine paketbasierte Vermittlungsstelle 1, die Lastverteilfunktion 2 als Teil des Koordinationsprozessors 11, periphere Einrichtungen der Vermittlungsstelle zur vermittlungstechnischen Bearbeitung jeweils eines Teils der Teilnehmer und Verbindungsleitungen 12, die jeweils zum Beispiel für bestimmte Teilnehmermengen 10 vorgesehen sind und jeweils für bestimmte Applikationen 3 ausgelegt sind. Die Applikationen 3 werden auf mehreren peripheren Adaptionseinheiten 4 aktiv. Die Zuordnung zwischen den für gewisse Applikationen ausgelegten peripheren Einrichtungen der Vermittlungsstelle 12 und den peripheren Adaptionseinheiten 4 sind durch Pfeile 7 symbolisiert. Die peripheren Adaptionseinheiten 4 bilden die Schnittstelle zum paketbasierten Kommunikationsnetz 5. Weiterhin sieht man zwei vorgelagerte Vermittlungsstellen 6. Diese greifen auf die peripheren Adaptionseinheiten 4 zu. Dieser Zugriff ist durch weitere Pfeile 8 symbolisiert. Die vorgelagerten Vermittlungsstellen sind zuständig für gewisse Leitungs- bzw. Teilnehmergesamtheiten 9.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Fig. 2 und 3 näher erläutert. Fig. 2 zeigt das Verfahren auf der Basis einer Vermittlungsstelle 1, die u. a. für einen H.323-Teilnehmerzugriff ausgelegt ist. In analoger Weise ist dieses Beispiel für einen SIP-Teilnehmerzugriff realisierbar. Die paketbasierte Vermittlungsstelle 1 beinhaltet periphere Einrichtungen mit applikationsspezifischen vermittlungstechnischen Aufgaben für eine gewisse Teilmenge der Peripherie des Vermittlungssystems. Die unterstützten Applikationen sind im angeführten Beispiel die drei Applikationen 3 H.323, Virtual Trunking (VT) und VoDSL. Die für diese Applikationen ausgelegten peripheren Einrichtungen stehen insgesamt fünf Teilnehmergesamtheiten 10 zur Verfügung.
Daneben gibt es eine Gesamtheit von Verbindungsleitungen der Applikation Virtual Trunking.
Die Applikationen 3 werden auf vier sogenannten Packet Managern 4 aktiv, die hier als periphere Adaptionseinheiten fungieren. Im gezeigten Beispiel erfolgt die Zuordnung der für diese Applikationen ausgelegten peripheren Einrichtungen 12 zu den Packet Managern 4 für die Applikation VoDSL statisch. Dabei ist VoDSL den Packet Managern Nummer drei und vier zugeordnet. Für die Applikationen H.323 und VT erfolgt die Zuordnung dynamisch durch den zentralen Lastverteiler 2, der Teil des Koordinationsprozessors 11 ist.
Der Koordinationsprozessor 11 übermittelt den für die jeweilige Applikation ausgelegten peripheren Einrichtungen 12 die ihnen zugeordneten Packet Manager 4. Dies ist durch weitere Pfeile 14 dargestellt. Im Beispiel sind alle vier Packet Manager 4 für die Applikation H.323 ausgelegt, der Packet Manager Nummer zwei zusätzlich für die Applikation VT und die Packet Manager Nummer drei und Nummer vier für die Applikationen H.323 und VoDSL.
Der Lastverteiler 2 ermittelt für jeden Packet Manager 4 applikationsspezifisch Lastindikatoren und sendet diese an die Packet Manager 4. Dies ist durch weitere Pfeile 13 dargestellt. Diese Lastindikatoren sind in Fig. 2 applikationsspezifisch in Prozent der Kapazität eines Packet Managers 4 angegeben. Die Zuordnung zwischen den Applikationen auf den peripheren Einrichtungen des Vermittlungssystems 12 und den Packet Managern 4 ist durch Pfeile 7 symbolisch dargestellt.
Die Zuordnung zwischen den Applikationen H.323 und VT und den Packet Managern 4 erfolgt dabei dynamisch, verändert sich also im Allgemeinen in gewissen Zeitabständen.
Fig. 2 zeigt somit einen momentanen Zuordnungs-Zustand, der dadurch gekennzeichnet ist, dass bei B-seitigen Belegungen einer der peripheren Einrichtungen 12 Nummer eins bis Nummer acht, welche die Applikation H.323 bereitstellen, einer der Packet Manager Nummer eins bis Nummer drei zum Einsatz kommt, denn dem Packet Manager Nummer vier ist von dem Lastverteiler 2 für die Applikation H.323 als Lastindikator 0% zugewiesen.
Die Packet Manager 4 bilden also die physikalische Schnittstelle zum paketbasierten Kommunikationsnetz 5 und über dieses zu einem Gatekeeper 6, der als vorgelagerte Vermittlungsstelle fungiert. Der Gatekeeper bedient die H.323- Teilnehmergesamtheiten 9, die den peripheren Einrichtungen Nummer eins bis acht zugeordnet sind. Die Packet Manager 4 dienen dem Gatekeeper 6 als Gateways und registrieren sich üblicherweise zyklisch bei dem Gatekeeper 6. Im Rahmen dieser Registration übermitteln sie dem Gatekeeper 6 die ihnen temporär zugewiesenen Lastindikatoren, hier spezifisch für die Applikation H.323 dargestellt. Dies ist durch Pfeile 15 von den Packet Managern 4 zu dem Gatekeeper 6 gekennzeichnet. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass bei einer Änderung der Zuordnung zwischen den für die Applikation H.323 ausgelegten peripheren Einrichtungen 12 und den Packet Managern 4 in unkomplizierter Weise die Lastindikatoren zum Gatekeeper 6 übermittelt werden. Für B-seitige (von der Vermittlungsstelle 1 durchgeführte) Anrufe wird eine den jeweiligen Teilnehmern zugeordnete periphere Einrichtung und Applikation verwendet und damit der durch den Lastverteiler 2 zugeordnete Packet Manager 4 für die Signalisierung zum Gatekeeper 6 verwendet. Dadurch ist es nicht notwendig, für jeden Anruf separat zu entscheiden, welcher der Packet Manager 4 zu verwenden ist.
Fig. 3 zeigt den optionalen Fall, in dem die Lastbudgets, die den vorgelagerten Gatekeepern 6 übermittelt werden, größer gewählt sind, als es sich aus der ursprünglichen Lastverteilung ergibt. Dies stellt eine Option für den Fall dar, dass es auf den Packet Managern 4 Budgetreserven gibt, die beispielsweise durch Unterbeschaltung oder aufgrund ungenutzter Redundanz gegeben sein können.
Die folgenden Fig. 4 bis 7 beinhalten dieselben Komponenten wie Fig. 2. Sofern im Folgenden nicht anders beschrieben, finden sich in den Fig. 4 bis 7 dieselben Verhältnisse wie in Fig. 2.
Gemäss Fig. 4 kann die Vorwärtssignalisierung der Lastindikatoren von den Packet Managern 4 zu dem Gatekeeper 6 entfallen, wenn im Gatekeeper 6 registriert wird, über welchen Packet Manager 4 eine B-seitige für einen H.323-Teilnehmer Belegung zuletzt erfolgte und dieser für A-seitige Belegung dieses Teilnehmers verwendet wird. Dieses Verfahren bewirkt nach einer gewissen Einschwingzeit für A- und B-seitige Belegungen durch H.323-Teilnehmer eine Auslastung der Packet Manager 4, die den Lastindikatoren entsprechen, die vom Lastverteiler 2 für die Packet Managers 4 festgelegt wurden. Im Beispiel ist den Teilnehmermengen 10 Nummer eins und Nummer vier durch den Lastverteiler/Koordinationsprozessor 2 momentan der Packet Manager 4 Nummer eins zugeordnet. Entsprechend der Teilnehmermenge 10 Nummer zwei der Packet Manager 4 Nummer zwei und der Teilnehmermenge 10 Nummer drei der Packet Manager 4 Nummer drei zugeordnet. Die vier Teilnehmermengen 9 werden von dem Gatekeeper 6 bedient und haben sich bereits auf dieselbe Zuordnung eingestellt. Dieses Vorgehen erleichtert das Engineering der paketbasierten Vermittlungsstelle 1, da sich die Verhältnisse von konventionellen Konzentratorschnittstellen wiederfinden, bei denen die Signalisierung von Teilnehmern stets über dieselben peripheren Komponenten des Vermittlungssystems erfolgt.
In Fig. 5 ist ein Beispiel für den Fall mit zwei Gatekeepern 6 dargestellt. Der Gatekeeper 6 Nummer eins hat Zugriff auf die Packet Manager 4 Nummer eins und Nummer zwei, während der Gatekeeper 6 Nummer zwei Zugriff auf die Packet Manager 4 Nummer drei und Nummer vier hat. In der Vermittlungsstelle 1 wird in diesem Fall für jeden Packet Manager 4 aufgrund der Lastindikatoren ein Lastbudget ermittelt. Dieses Lastbudget wird dann analog zu der oben genannten Weise im Rahmen der zyklischen Registration der Packet Manager 4 den Gatekeepern 6 signalisiert und dient den Gatekeepern 6 dann wiederum als Grundlage für die Entscheidung, welcher der Packet Manager 4 für A-seitige Belegungen belegt werden soll.
In Fig. 6 ist schematisch dargestellt, wie nach dem Hardware- Ausfall des Packet Managers 4 Nummer zwei die Zuordnungen zwischen den peripheren Einrichtungen und ihren Applikationen 12 und den Packet Managern 4 durch den Lastverteiler 2 neu erfolgen. Im gezeigten Beispiel werden die H.323-Teilnehmer- Belegungen, die vor dem Ausfall von dem Packet Manager 4 Nummer zwei bearbeitet wurden (Lastindikator 15%), nach dem Ausfall vom Packet Manager 4 Nummer vier übernommen. Analog werden die VT-Belegungen, die vor dem Ausfall von dem Packet Managers 4 Nummer zwei bearbeitet wurden (Lastindikator 20%), nach dem Ausfall vom Packet Manager 4 Nummer eins übernommen.
Der Gatekeeper 6 Nummer eins hat durch das Ausbleiben der Registration des Packet Managers 4 Nummer zwei auf dessen Ausfall geschlossen und wird diesen daher bis auf weiteres nicht mehr verwenden. Dem Gatekeeper 6 Nummer eins steht somit nur noch der Packet Manager 4 Nummer eins als Kommunikationsverbindung zur Vermittlungsstelle 1 für H.323-Belegungen zur Verfügung.
In Fig. 7 ist der Hardware-Ausfall des Gatekeepers 6 Nummer eins dargestellt. Dieser Ausfall wird der Vermittlungsstelle 1 durch Ausfall von Kommunikation/Signalisierung offenbart. Der Lastverteiler verwendet daraufhin für die neue Zuordnung aller Leitungen für H.323-Teilnehmer nur noch die Packet Manager 4 Nummer drei und Nummer vier, da diese mit dem funktionsfähigen Gatekeeper 6 Nummer zwei verbunden sind.
Die Vorteile der Erfindung können wie folgt zusammengefasst werden:

- Umfassende Lastverteilung auf die Schnittstelleneinheiten (periphere Adaptionseinheiten) durch einen einzigen Lastverteilalgorithmus und somit Vermeidung von unkoordinierter Last aus der Peripherie der paketbasierten Vermittlungsstelle
- Optional zusätzliche Unterstützung dynamisch ermittelter Lastindikatoren für die Lastverteilung
- Einsetzbarkeit auch in Multi-Homing Szenarien, in denen aus Sicht einer vorgelagerten oder entfernten paketbasierten Vermittlungsstelle die Auswahlmöglichkeit unter mehreren mit peripheren Adaptionseinheiten ausgestatteten paketbasierte Vermittlungsstellen besteht
- Vereinfachtes Engineering der Vermittlungsstelle, dadurch gegeben, dass sich bei vorhersagbarer Belastung im ungestörten Normalbetrieb und im ersatzschaltbaren Betrieb, zum Beispiel bei Hardwareausfällen, die Zuordnung von Teilnehmern und Leitungen auf Zuordnung von Hardware-Einheiten der Applikationen und auf Interkommunikation der peripheren Adaptionseinheiten reduziert
- Aus Sicht der paketbasierten Vermittlungsstelle dynamisch günstige Lastverteilung, da eine pro Call oder pro Signalisierungsnachricht zu entscheidende Verteilung auf eine Mehrzahl von peripheren Adaptionseinheiten entfallen kann
- Einfache Berücksichtigung von peripheren Adaptionseinheiten unterschiedlicher Performanceleistung.

Claims

1. Verfahren zur Lastverteilung in einer paketbasierten Vermittlungsstelle, in der periphere Adaptionseinheiten (4) als Schnittstelle zwischen einem paketbasierten Kommunikationsnetz (5) und Applikationen (3) der Vermittlungsstelle (1) dienen, wobei die Applikationen (3) Kommunikations- und/oder Signalisierungsaufgaben erfüllen, dadurch gekennzeichnet, dass die individuellen Auslastungen der peripheren Adaptionseinheiten (4) ermittelt werden und abhängig von den ermittelten Auslastungen eine Zuordnung (2) zwischen den Applikationen (3) und den peripheren Adaptionseinheiten (4) gebildet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Lastindikatoren für die peripheren Adaptionseinheiten (4) applikationsspezifisch in Abhängigkeit von dem Ressourcenbedarf der Applikationen (3) und der individuellen Auslastung, dem Ressourcenvorrat und der Performanceleistung der peripheren Adaptionseinheit in der Vermittlungsstelle (1) ermittelt werden und bei der Zuordnung (2) zwischen den Applikationen (3) und den peripheren Adaptionseinheiten (4) berücksichtigt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lastindikatoren unter Zuhilfenahme von CPU- Auslastung und/oder Auslastung der Betriebssystemressourcen und/oder Füllstand signifikanter Warteschlangen ermittelt werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ressourcen der peripheren Adaptionseinheiten (4) den Ressourcenbedarf der ihnen zugeordneten Applikationen (3) übersteigen oder nicht decken.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Lastindikatoren wenigstens teilweise dynamisch ermittelt werden und eine Neuzuordnung der Applikationen (3) zu den peripheren Adaptionseinheiten (4) unter Berücksichtigung dieser Lastindikatoren dynamisch erfolgt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Lastindikatoren zu wenigstens einer der vorgelagerten Vermittlungsstellen (6) übermittelt werden und dass wenigstens eine vorgelagerte Vermittlungsstelle (6) die in Richtung auf die Vermittlungsstelle (1) entstehende Last unter Berücksichtigung der ihr übermittelten Lastindikatoren auf die peripheren Adaptionseinheiten (4) verteilt.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Übermittlung zu den vorgelagerten Vermittlungsstellen (6) im Rahmen der Signalisierung oder der zyklisch wiederholten Registrierung oder durch eine zusätzliche Kommunikations- oder Steuerschnittstelle erfolgt.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Lastbudget für wenigstens eine der peripheren Adaptionseinheiten (4) in Abhängigkeit von den Lastindikatoren generiert wird und dieses Lastbudget in Form von Teillastbudgetangaben auf die vorgelagerten Vermittlungsstellen (6) verteilt wird und die vorgelagerten Vermittlungsstellen (6) die in Richtung auf die Vermittlungsstelle (1) entstehende Last unter Berücksichtigung der Teillastbudgetangaben auf die peripheren Adaptionseinheiten (4) verteilen.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der paketbasierten Vermittlungsstelle (1) vorgelagerte Vermittlungsstellen (6) bei einer neuen Belegung eines Teilnehmers oder einer Leitung applikationsspezifisch diejenige periphere Adaptionseinheit (4) belegen, die zuletzt durch die Vermittlungsstelle (1) zur Belegung dieses Teilnehmers beziehungsweise dieser Leitung verwendet wurde.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass im Fall eines Ausfalls wenigstens einer der peripheren Adaptionseinheiten (4) und/oder Applikationen (3) und/oder vorgelagerten Vermittlungsstellen (6) eine Neuzuordnung (2) zwischen den Applikationen (3) und den peripheren Adaptionseinheiten (4) erfolgt.

11. Vorrichtung zur Lastverteilung in einer paketbasierten Vermittlungsstelle, in der periphere Adaptionseinheiten (4) als Schnittstelle zwischen einem paketbasierten Kommunikationsnetz (5) und Applikationen (3) der Vermittlungsstelle (1) dienen, wobei die Applikationen (3) Kommunikations- und/oder Signalisierungsaufgaben erfüllen, gekennzeichnet durch Mittel (2) zur Ermittlung der individuellen Auslastungen der peripheren Adaptionseinheiten (4) und zur Lastverteilung auf die peripheren Adaptionseinheiten (4) unter Berücksichtigung der ermittelten individuellen Auslastungen.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch Mittel (2) zur Ermittlung von individuellen, applikationsspezifischen Lastindikatoren für die peripheren Adaptionseinheiten (4) in Abhängigkeit von dem Ressourcenbedarf der Applikationen (3) und der Auslastung, dem Ressourcenvorrat und der Performanceleistung der peripheren Adaptionseinheit (4) und Mittel (2) zur Zuordnung zwischen den Applikationen (3) und den peripheren Adaptionseinheiten (4) unter Berücksichtigung dieser Lastindikatoren.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, gekennzeichnet durch Mittel (2) zur dynamischen Erfassung der Lastindikatoren und zur dynamischen Neuzuordnung (2) der Applikationen (3) zu den peripheren Adaptionseinheiten (4) unter Berücksichtigung der Lastindikatoren.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, gekennzeichnet durch Mittel zur Übermittlung der Lastindikatoren von der Vermittlungsstelle (1) zu wenigstens einer der vorgelagerten Vermittlungsstellen (6) und Mittel zur Verteilung der in der vorgelagerten Vermittlungsstelle (6) in Richtung auf die Vermittlungsstelle (1) entstehenden Last auf die peripheren Adaptionseinheiten (4) der Vermittlungsstelle (1) unter Berücksichtigung der Lastindikatoren.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, gekennzeichnet durch Mittel zur Generierung von individuellen Lastbudgets für wenigstens eine der peripheren Adaptionseinheiten (4) in Abhängigkeit der Lastindikatoren, zur Verteilung dieses Lastbudgets auf die vorgelagerten Vermittlungsstellen (6) in Form von Teillastbudgetangaben und zur Verteilung der in den vorgelagerten Vermittlungsstellen (6) in Richtung auf die Vermittlungsstelle (1) entstehenden Last auf die peripheren Adaptionseinheiten unter Berücksichtigung der Teillastbudgetangaben.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, gekennzeichnet durch Mittel zur applikationsspezifischen Belegung derjenigen peripheren Adaptionseinheit (4) durch die vorgelagerte Vermittlungsstelle (6), die für den zu belegenden Teilnehmer beziehungsweise die zu belegende Leitung zuletzt von der Vermittlungsstelle (1) verwendet wurde.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 16, gekennzeichnet durch Mittel zur Neuzuordnung (2) zwischen den Applikationen (3) und den peripheren Adaptionseinheiten (4) im Fall des Ausfalls wenigstens einer der peripheren Adaptionseinheiten (4) und/oder Applikationen (3) und/oder vorgelagerten Vermittlungsstellen (6).