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FACHGEBIET
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft Signalisierungs-Transportprotokollerweiterungen für eine Last-Balancierung
und einen Serverpool-Support, und im einzelnen die Bereitstellung
eines Namen-Übersetzungsmechanismus
innerhalb eines solchen Signalisierungs-Transportprotokolls.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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1 zeigt
einen Signalisierungs-Transportprotokollstapel,
wie er von dem dem Internet-Architekturausschuss
unterstellten internationalen Gremium von Netzplanern (Internet
Engineering Task Force IETF) für
die Bereitstellung von Standard-Steuerparts für Signalisierungs-Transaktionsdiensten
(SCCP-Diensten) und für
die Bereitstellung von Diensten der Standard-Message-Transfer-Part-Schicht
3 (MTP3) definiert ist.
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Wie
in 1 dargestellt, läuft oberhalb des Internetprotokolls
IP ein verbindungsorientiertes Protokoll der Transportschicht (Stream
Control Transmission Protocol SCTP) ab. Das verbindungsorientierte
Protokoll der Transportschicht (SCTP) wurde entwickelt, um die Qualität der Dienstkapazitäten zu verbessern,
was im einzelnen für
Echtzeit-Kommunikationsanwendungen erforderlich ist.
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Wie
es ebenso in 1 dargestellt ist, läuft oberhalb
des verbindungsorientierten Protokolls der Transportschicht SCTP
beispielsweise der Steuerpart für
Signalisierungs-Transaktionen
(SCCP) von der Nutzeradaptionsschicht SUA und/oder der MTP3 Nutzeradaptionsschicht
M3UA gemäß den von
der Internet Engineering Tast Force IETF definierten SIGTRAN-Protokollstapeln
bzw. SIGTRAN Protokoll-Stacks ab. Sämtliche Protokolle und ähnliche
Implementationen sind allgemein aus dem Stand der Technik bekannt
und werden von daher hierin nicht im Detail erläutert.
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Der
in 1 gezeigte SIGTRAN-Protokollstapel wird verwendet,
um Signalisierungsnachrichten zu transportieren, indem über das
IP-Netzwerk das allgemeine Kanal-Signalisierungssystem
Nr. 7 – im
folgenden auch CCS Nr. 7 genannt – verwendet wird. In typischer
Weise sind zellulare Mobil-Kommunikationsnetzwerke im hohen Maße auf SCCP-Diensten des Signalisierungs-Verbindungssteuerparts
angewiesen. Spezieller Beispiele sind der Funk-Zugriff-Netzwerkanwendungspart
RANAP für zellulare
Mobil-Kommunikationsnetzwerke
der dritten Generation und der Basisstationssystem-Anwendungspart
BSSAP für
zellulare Mobil-Kommunikationsnetzwerke der zweiten Generation.
Ein weiteres Beispiel für
einen SCCP-Dienst ist die anwendungsorientierte höherschichtige
Architekturkomponente TCAP (transaction capability application part),
die von dem Anwenderpart im GSM-Mobilfunk MAP (mobile application
part), der standardisierten Schnittstelle für das intelligente Netz INAP
(intelligent network application part) und von dem spezifizierten
Standard zur Integration von Funktionen des intelligenten Netzes
CAMEL (customized application mobile for enhanced logic) verwendet
wird.
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Beim Übergang
der allgemeinen Dienste des Kanal-Signalisierungssystems zu einer Internet-Protokoll
(IP) Basisnetz Infrastruktur müssen
alle diese Protokolle über
SUA/SCCP/IP oder über
SCCP/M3UA/SCTP/IP unterstützt
werden. Allerdings führt
der Übergang
von CCS7-SCCP Diensten auf eine Infrastruktur eines IP-Basisnetzes
zu Problemen, da diese Dienste und ihre Adressierungsmechanismen
von einer schaltungsvermittelten Umgebung abstammen. Anders ausgedrückt bedeutet dies,
dass die SCCP-Dienste entweder einen Zielcode (Adresse der empfangenden
Vermittlungsstelle) DPC und Subsystemnummern SSN oder einen international
angelegten Titel GT (global title) verwenden, um spezielle Nutzer
zu adressieren. Von daher richten sich beide Adressierungsmechanismen
auf ein einzelnes Ziel in dem Netzwerk, welches exakte Voraussetzungen
für die
schaltungsvermittelte Umgebung aufweist.
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Im
Gegensatz hierzu wird der Übergang
auf Basisnetzwerk, die auf dem Internetprotokoll IP basieren, neue
Möglichkeiten
bereitstellen, um die Dienstbereitstellung zu verbessern. In letzter
Zeit wurden Serverpools vorgeschlagen, um die Dienstverfügbarkeit
und Dienstkapazität
in zukünftigen
zellularen Mobil-Kommunikationsnetzwerken
zu erhöhen.
Von außerhalb
werden Serverpools als einzelne logische Entität bzw. Einrichtung gesehen.
Ein Nutzer, der einen Dienst von solch einem Serverpool anfordert,
zieht nicht in Erwägung,
welcher tatsächliche physikalische
Server seine Anforderung bearbeiten wird.
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Während jedoch
beispielsweise aus dem Gesichtspunkt der Netzwerk-Charakteristika
es wünschenswert
sein kann, über
sämtliche
Server, die in dem Serverpool vorhanden sind, eine gleichmäßige Last-Balancierung
zu haben, unterstützen
bestehende Adressierungsmechanismen nicht solch eine Last-Balancierung zwischen
verschiedenen Servern in einem Serverpool.
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Eine
mögliche
Lösung,
die verfügbare
Technologien verwendet, besteht darin, auf den SCCP-Protokolllevel überzugehen
und die Auswahl auf dieser Nutzerschicht auszuführen. Dann muss die Anforderung
hinsichtlich der Verarbeitung eines Dienstes durch einen speziellen
Server in einem Serverpool zurück
zu dem ausgewählten
Server übertragen
werden. Diese Lösung
verursacht einen zusätzlichen
Datenaustausch-Überhang
und eine zusätzliche
Dienst-Bereitstellungsverzögerung
während
der Ausführung
des Dienstes und verbraucht zusätzliche Verarbeitungskapazitäten.
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Darüber hinaus
wird in der Druckschrift WO99/29124 eine Mapping-Funktion bzw. Einbettungsfunktion
und ein Verfahren zum Übertragen
von Telekommunikationsnachrichten des Signalisierungssystems 7 (SS7) über Daten-Netzwerke
vorgeschlagen. Die Einbettungsfunktion empfängt SS7-Signalisierungsnachrichten von der SCCP-Protokollschicht,
indem Dienstelemente des Nachrichten-Übertragungsprotokolls MTP von
einer Einbettungsfunktion bzw. Mapping-Funktion zu der SCCP-Protokollschicht
versendet und empfangen werden. Die Mapping-Funktion bettet dann
die empfangende SS7-Signalisierungsnachricht
in eine IP-Nachricht ein, indem MTP-Dienstelemente in IP-Dienstelemente
eingebettet werden, sie bettet die SS7-Nachrichtenadresse in eine
IP-Nachrichtenadresse
ein, und sie verwendet eine Nutzer-Schnittstelle, um IP-Protokollparameter
festzulegen, die nicht mit der SCCP-Protokollschicht übertragen
werden können.
Dann versendet die Mapping-Funktion die eingebettete IP-Nachricht
der IP-Protokollschicht, indem IP-Dienstelemente von der Mapping-Funktion zu
der IP-Protokollschicht
versendet und empfangen werden.
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Das
Dokument "Signalling
Transport over SCTP applicability statement" beschreibt die Anwendbarkeit des SCTP-Protokolls
für den
Transport von Signalisierungsinformation über eine IP-Infrastruktur.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Unter
Berücksichtigung
der zuvor angesprochenen Punkte ist eine Aufgabe der vorliegenden
Erfindung darin zu sehen, einen verbesserten Support für die Einführung von Serverpools
in paketbasierenden Netzwerken zu erzielen, und eine Transparenz für Anwendungen
zu erreichen.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, für solche
paketbasierenden Netzwerke mit Serverpools eine vereinfachte Operation und
Wartung bzw. Verwaltung zu erzielen.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird diese Aufgabe durch eine Kommunikationseinrichtung gelöst, welche
gemäß Patentanspruch
1 eine Protokollstapel-Implementierung zur Zusammenarbeit zwischen
einem Signalisierungs-Quellknoten und einem Signalisierungs-Zielknoten
laufen lässt,
und durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch
13 sowie einem Computerprogrammprodukt gemäß Patentanspruch 26 gelöst.
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Hinsichtlich
der Einbettung bzw. Abbildung der Signalisierungs-Zielknotennamens
in eine Datenaustausch-Signalisierungszuordnung
bzw. Peer-Signalisierungszuordnung als Ziel gestattet von daher die
vorliegende Erfindung die Poolbildung von Servern zu unterstützen, und
führt,
infolge der Bereitstellung von Serverpools, zu einer gesteigerten
System-Fehlertoleranz. Zusätzliche
Vorteile sind die dynamische System-Skalierbarkeit, d.h. das Leistungsvermögen des
Hinzufügens
und Entfernens von Servern ohne die verbleibenden Server zu rekonfigurieren.
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Zusätzlich unterstützt die
Namensübersetzung
eines Zielknotennamens in eine Datenaustausch-Signalisierungszuordnung die Zuordnungsverarbeitung,
d.h. mehrere Interaktionen zwischen einem Client-Nutzer und einem
Zielserver in einem Serverpool, der einen Signalisierungs-Zielnamen oder äquivalent
hierzu einen Serverpoolnamen aufweist. Ebenso berücksichtigt
die vorliegende Erfindung die Verwendung von Daten und Diensten,
die in Beziehung mit der Namens-Einbettung stehen, in einer verteilten
Art und Weise über
einen Betriebsbereich des Paket-Übertragungsnetzwerkes,
beispielsweise über
das Internet-Protokoll (IP-Netzwerk). Die Namens-Einbettungseinheit
bzw. Namens-Abbildungseinheit selber kann in diesem Fall beispielsweise
als ein Mittel in verschiedenen Netzwerkknoten implementiert sein.
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Da
Serverpools gewöhnlich
auf einer Namens-Basis adressiert sind, und da die in Beziehung stehenden
Adressen dann innerhalb des erfinderischen Namens-Übertragungsmechanismus
aufgelöst
werden, können
in einer automatischen Art und Weise neue Server in Serverpools
registriert werden, was zu einer deutlichen Verringerung der Kosten
für die
Betriebsadministration und Wartung führt, da neue Server-Adressen nicht manuell
in jedem Knotenpunkt des Internet-Protokoll-IP-Netzwerkes administrativ
bearbeitet werden müssen.
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Hinsichtlich
der Einbettung bzw. der Abbildung des Signalisierungs-Zielknotennamens
in einer Transportadresse als Ziel zur Verwendung in dem Paket-Übertragungsnetzwerk
ist es ferner möglich, auf
die für
den Transport von Signalisierungsnachrichten in schaltungsvermittelten
Netzwerken verwendeten Adressierungsmechanismen zu verzichten. In
vorteilhafter Weise müssen
lediglich paketbasierende Adressenmechanismen administrativ verarbeitet
werden, und der Bedarf hinsichtlich eines zeitgleichen Supports
von schaltungsvermittelten und paketvermittelten Adressierungsmechanismen
verschwindet. Hierbei sei darauf hingewiesen, dass jedwede Art von
paketvermittelter Adressierung im Schutzumfang der vorliegenden
Erfindung einbezogen ist, beispielsweise die IP-Adressierung, die Adressierung
gemäß Frame
Relay, ATM, STM, usw. Dieses führt
zu wesentlich geringeren Administrationskosten und zu einer einfachen
Wartung bzw. Verwaltung von dem Netzwerk.
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Unabhängig von
dem Typ der verwendeten Namens-Einbettung ermöglicht des weiteren die vorliegenden
Erfindung eine Echtzeit-Namensübersetzung,
beispielsweise indem lokale Kopien der Daten bereitgestellt werden,
die in Beziehung zu einer Namens-Einbettung in jedem Netzwerkknoten
und/oder Zentralcomputer (Host) stehen.
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Ein
weiterer wichtiger Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt darin,
dass Protokolle der oberen Schicht, wie etwa SCTP und/oder MTP3,
nicht über eine
Last-Balancierung entscheiden müssen.
Diese Funktionalität
ist in dem Namens-Übersetzungsmechanismus
enthalten, der der Nutzer-Adaptionsschicht
bereitgestellt wird, und kann von daher während des Betriebes – beispielsweise
zeitabhängig – geändert und
neu verhandelt werden, ohne die obere Nutzerschicht zu beeinflussen.
Dieses führt
zu einer besseren Last-Balancierung innerhalb des Serverpools.
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Infolge
der Einkapselung des Namens-Übersetzungsmechanismus
in der unteren Nutzer-Adaptionsschicht des Protokollstapels – beispielsweise
des SIGTRAN-Stapels – ist
darüber
hinaus die erfinderische Lösung
bei allen Nutzer-Adaptionsschichten anwendbar.
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Darüber hinaus
ist die vorliegende Erfindung auf jeden Typ einer Nutzer-Adaptionsschicht
genau angepasst, beispielsweise auf die SCCP Nutzer-Adaptionsschicht
SUA, die Message-Transfer-Part-Schicht 3 (MTP3-Nutzer-Adaptionsschicht), die
ISDN Nutzer-Adaptionsschicht IUA, die V5.2 Nutzer-Adaptionsschicht,
usw.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung weist die Namens-Abbildungseinheit bzw. Namens-Einbettungseinheit
der Kommunikationseinrichtung eine Abbildungsdaten-Schnittstelleneinheit
bzw. Einbettungsdaten-Schnittstelleneinheit auf, die dazu angepasst
ist, Signalisierungs-Verbindungsattribute über die Signalisierungs-Steuerschicht,
beispielsweise über
SCTP, zu verbreiten und/oder zu empfangen.
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Diese
bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung berücksichtigt
eine Zusammenarbeit der Namens-Übersetzung
zwischen einer Vielzahl von Kommunikationseinrichtungen in dem Netzwerk,
um eine Fehlertoleranz zu erfüllen.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung weist die Namens-Einbettungseinheit ebenso
eine Speichereinheit auf, die dazu ausgelegt ist, Signalisierungs-Zielattribute – welche
im Rahmen der Adressierung der Signalisierungsnachrichten verwendet
werden – lokal
in der Kommunikationseinrichtung zu speichern.
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Gemäß dieser
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung werden die mit der Einbettung in Beziehung
stehenden Daten nur in einer einzigen Datenbank aktualisiert und
können
dann in dem Paket-Übertragungsnetzwerk,
beispielsweise in dem Internet-Protokoll
(IP-Netzwerk), über
lokale Kopien der mit der Einbettung in Beziehung stehenden Daten
verteilt werden. Eine periodische Aktualisierung des Namensraums
und/oder der Attributdaten in einer Datenbank verbessert die Daten-Konsistenz. Ferner
unterstützt
dieses Merkmal eine Echtzeit-Namens-Einbettung, indem auf eine Benachrichtigung
für Namensraumdaten
und/oder beizulegenden Daten vermieden wird.
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Gemäß einer
noch weiteren bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist die Zielknotennamen-Auflösungseinheit
dazu angepasst, gemäß einem
speziellen Algorithmus einen Serverpoolnamen in das Ziel einzubetten
bzw. abzubilden – beispielsweise
in die Datenaustausch-Signalisierungszuordnung
oder in die Transportadresse. Beispiele für solche Algorithmen sind jene
Datenbank- Abfragemechanismen,
wie etwa ENRP/DDP. Eine weitere Alternative ist eine Tabellen-Nachschlagtechnik.
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Diese
bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung steigert die Flexibilität über eine Spezifikation
eines Namens-Einbettungsmechanismus bzw. Namens-Abbildungsmechanismus. Schließlich dient
die Einbettung als generische Schnittstelle, die auf eine Zusammenarbeit
mit verschiedenen Namensräumen
ausgelegt ist.
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Gemäß einer
noch weiteren bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist die Zielknotennamen-Auflösungseinheit
von einem Client/Server-Typ, der auf Namens-Übersetzungsanforderung von
Clients der Signalisierungs-Quellknoten in einer lokalen und/oder
entfernt gelegenen Art und Weise reagiert.
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Die
Client/Server-Architektur erfüllt
die Fehlertoleranz der Zielknotennamen-Auflösungseinheit. Ferner ermöglicht diese
eine Backup-Serverauswahl oder äquivalent
hierzu die Implementierung einer Server-Nachlauf- und Übernahmeprozedur.
Insgesamt kann die Last-Balancierung für eine Namens-Einbettungsprozesse
in dem Paket-Transportnetzwerk,
beispielsweise in dem Internet-Protokoll (IP) Netzwerk, verbessert
werden.
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Gemäß einer
noch weiteren bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist die Zielknotennamen-Auflösungseinheit
ferner dazu angepasst, mindestens ein Kriterium in Betracht zu ziehen,
welches aus einer Gruppe ausgewählt
ist, welche eine Zielknotenleistung, eine Zielknotenlast und Weiterleitungskriterien-Verbindungsattribute
enthält, um
den Signalisierungs-Zielknotennamen
in die Datenaustausch-Signalisierungszuordnung
abzubilden bzw. einzubetten.
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Diese
bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ermöglicht
eine optimale Namens-Einbettung hinsichtlich Kriterien, die sich
im Laufe der Zeit ändern
können.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung weist die Namens-Einbettungseinheit ferner
eine Fehlerverwaltungseinheit auf, welche dazu angepasst ist, einen unwirksamen
Zielendpunkt – beispielsweise
eine Datenaustausch-Signalisierungszuordnung und/oder eine unwirksame
Signalisierungs-Transportadresse in einer Datenaustausch-Signalisierungszuordnung oder
auch eine unwirksame Transportadresse – zu erfassen, und einen weiteren
Zielendpunkt unter dem Signalisierungs-Zielknotennamen auszubilden.
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Diese
bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung weist insbesondere einen Vorteil während einer
Netzwerkfehlererfassung des Internet-Protokolls (IP) und während einer
nachfolgenden automatischen Wiedergewinnung auf. Anders ausgedrückt bedeutet
dies, dass der Namens-Übersetzungsdienst
beispielsweise in isolierten Kommunikationsinseln überleben
kann.
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Ebenso
ermöglicht
dieses Merkmal eine verbesserte Konsistenz der Einbettungsdaten
und unterstützt
Fehlermechanismen zwischen unterschiedlichen Instanzen, beispielsweise
zwischen Servern, die in einem Serverpool vorhanden sind.
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Ferner
kann diese bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung dafür
verwendet werden, Wartungs- bzw.
Verwaltungsoperationen in dem Netzwerk zu unterstützen.
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Ähnliche
Vorteile, wie sie zuvor hinsichtlich der Kommunikationseinrichtung
dargelegt wurden, werden ebenso mit dem erfindungsgemäßen Verfahren
zum Laufen lassen einer Protokollstapel-Implementierung zur Zusammenarbeit
zwischen einem Signalisierungs-Quellknoten und einem Signalisierungs-Zielknoten
und mit dem Verfahren zum Austauschen von Signalisierungsnachrichten
zwischen einem Signalisierungs-Quellknoten und einem Signalisierungs-Zielknoten unter
Verwendung eines Namens-basierenden Adressierungsschemas erzielt.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Im
nachfolgenden werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen die beste
Art und Weise zum Ausführen
der Erfindung sowie weitere Vorteile, Aufgaben und bevorzugte Ausführungsformen
hiervon beschrieben, wobei in den Zeichnungen folgendes gilt:
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1 zeigt
einen Transport-Protokollstapel SIGTRAN des Signalisierungssystems;
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2 zeigt
eine schematische Darstellung der Nutzer-Adaptionsschicht SUA für den Signalisierungs-Verbindungssteuerpart
SCCP, wobei die Nutzer-Adaptionsschicht
eine Namens-Einbettung bzw. eine Namens-Abbildung gemäß der vorliegenden
Erfindung aufweist;
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3 zeigt
die Verwendung von Zuordnungen für
das verbindungsorientierte Protokoll der Transportschicht SCTP (stream
control transmission protocol) für
den Austausch von Nachrichten des Signalisierungs-Verbindungssteuerparts
SCCP und einen hiermit in Verbindung stehenden Namen-Einbettungsmechanismus
gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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4 zeigt
die Verwendung eines Daten-Verteilungsprotokolls
DDP und des Endpunkt- Namens-Auflösungsparts
ENRP für
eine Namensübersetzung
innerhalb der SCCP-Nutzer-Adaptionsschicht
SUA gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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5 zeigt
eine schematische Darstellung der Namens-Einbettungseinheit bzw. der Namens-Abbildungseinheit
gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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6 zeigt
die Organisation der Daten, die für die Übersetzung gemäß der vorliegenden
Erfindung in eine geeignete Datenstruktur, beispielsweise in eine
Baumstruktur, notwendig sind;
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7 zeigt
eine schematische Darstellung eines vollständig auf dem Internet-Protokoll
(IP) basierenden Last-Balancierungs-Netzwerkes, welches den Namens-Übersetzungsmechanismus
gemäß der vorliegenden
Erfindung verwendet;
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8 zeigt
einen Fehlermechanismus zwischen verschiedenen Instanzen, die die
Namens-Übersetzung
gemäß der vorliegenden
Erfindung unterstützen;
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9 zeigt
ein Beispiel für
eine Last-Balancierung, welches den Namens-basierenden Adressierungsmechanismus
gemäß der vorliegenden
Erfindung innerhalb eines erweiterten SIGTRAN-Protokollstapels verwendet.
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10 zeigt
ein Beispiel für
eine Kommunikation über
eine Nutzer-Adaptionsschicht gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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11 zeigt
ein Ablaufdiagramm für
den in 10 gezeigten Kommunikationsprozess;
und
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12 zeigt
eine direkte Kommunikation über
das verbindungsorientierte Protokoll der Transportschicht gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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BESTE ART
UND WEISE ZUM AUSFÜHREN
DER ERFINDUNG
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Im
nachfolgenden werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen die beste
Art und Weise zum Ausführen
der vorliegenden Erfindung sowie bevorzugte Ausführungsformen hiervon, weitere
Aufgaben und weitere Vorteile erläutert. Insofern verschiedene Merkmale
der vorliegenden Erfindung hinsichtlich bestimmter Aspekte hiervon
beschreiben werden, sei dies so zu verstehen, dass diese Merkmale
miteinander kombinierbar sind, um verschiedene andere Modifikationen
und Variationen der vorliegenden Erfindung zu erzielen.
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2 zeigt
eine schematische Darstellung der Nutzer-Adaptionsschicht SUA für den Signalisierungs-Verbindungssteuerpart
SCCP gemäß der vorliegenden
Erfindung. Während
im nachfolgenden auf diese Nutzer-Adaptionsschicht SUA für den Signalisierungs-Verbindungssteuerpart
SCCP Bezug genommen wird, sei es so zu verstehen, dass diese Erläuterung
eindeutig nicht einschränkend
für die
vorliegende Erfindung ist, und dass mit der vorliegenden Erfindung
jedwede Art einer Nutzer-Adaptionsschicht abgedeckt
wird, beispielsweise die MTP3 Nutzer-Adaptionsschicht M3UA gemäß SIGTRAN-Protokollstapeln
oder die ISDN-Nutzer-Adaptionsschicht IUA. Insoweit, wie die nachfolgende
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen auf die Nutzer-Adaptionsschicht
SUA des Signalisierungs-Verbindungssteuerteils SCCP Bezug nimmt,
sei es so zu verstehen, dass sämtliche
Erläuterungen
in äquivalenter Weise
für jedwede
andere Nutzer- Adaptionsschicht anwendbar
ist. Zusätzlich
gelten die gleichen Erläuterungen
gleichwohl beispielsweise für
die Anwendung auf eine Transportadresse und für IP-Adressen als Identifikationen
eines Signalisierungs-Zielknotens ohne den Schutzumfang der Erfindung
einzuschränken.
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Wie
es in der 2 gezeigt ist, ist die Nutzer-Adaptionsschicht
SUA für
den Signalisierungs-Verbindungssteuerpart
SCCP in eine Vielzahl von Anwendungsservern AS1, AS2 eingeteilt.
Jeder Anwendungsserver ist eine logische Entität, die einen Bereich des Signalisierungsverkehrs
dient, der hierfür
konfiguriert ist. Ein Beispiel für
einen Anwendungsserver ist ein virtuelles Vermittlungselement, welches
sämtliche
Anrufverarbeitung für
einen eindeutigen Satz von SCCP-Nutzern
bearbeitet. Wie es in der 2 gezeigt
ist, enthält
der Anwendungsserver einen Satz von einem oder mehreren Anwendungsserver-Prozessen,
von welchen ein oder mehrere Anwendungsserver-Prozesse aktiv den
Verkehr verarbeiten. Die Anwendungsserver-Prozesse verwenden eine
sogenannte SCTP-Zuordnung, welche in der Gestalt von mehreren kleinen
Rechtwinkeln gezeigt ist, und welche im Detail unter Bezugnahme auf 3 und 4 im
nachfolgenden beschrieben wird.
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Im
einzelnen dient jeder Anwendungsprozess ASP11, ASP12, ..., ASP2m
als ein aktiver Prozess oder als ein Stand-by-Prozess von einem
Anwendungsserver AS1, AS2, beispielsweise als Teil eines verteilten
Signalisierungsknoten-Elements oder Datenbankelements. Ein Anwendungsserver-Prozess
ASPIJ (i = 1, 2, j = 1 ..., n oder m) verwendet einen SCCP-Endpunkt
und kann derart konfiguriert sein, um Verkehr innerhalb mehr als
einem Anwendungsserver AS1, AS2 (nicht in der 2 gezeigt)
zu verarbeiten. Wie es ebenfalls in der 2 gezeigt
ist, sind verschiedene Anwendungsserver AS1, AS2 und Anwendungsserver-Prozesse
ASP11, ASP12, ..., ASP2m mit einer SUA-Steuereinheit koordiniert.
Ferner weist die SCCP- Nutzer-Adaptionsschicht
SUA gemäß der vorliegenden
Erfindung eine Namens-Abbildungseinheit bzw. Namens-Einbettungseinheit
auf, die einen Zentralrechnernamen von einem Anwendungsserver AS1,
AS2, in der Nutzer-Adaptionsschicht
SUA für
die Unterwerfung eines in der Namens-Einbettungseinheit implementierten
Namens-Übersetzungsdienstes
empfängt.
Die Namens-Einbettungseinheit gibt Information in Richtung des angeforderten
Ziels zurück,
die für
die Nutzer-Adaptionsschicht SUA erforderlich ist, um eine bestimmte
SCP-Zuordnung (welche detaillierter im nachfolgenden beschrieben
wird) auszuwählen.
Die zurückgesendete
Information enthält
eine Liste von Knotenpunkten, die in Beziehung zu dem Zentralrechnernamen
stehen, welcher von der Namens-Einbettungseinheit
empfangen wurde.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird ebenso vorgeschlagen, eine Namens-Übersetzung im
Hinblick auf beispielsweise den Last-Zustand der Knotenpunkte, die
zu dem übermittelten
Zentralrechnernamen gehören,
und im Hinblick auf einen bevorzugten Last-Aufteilungsalgorithmus
zu erzielen. Basierend auf der mit der Namens-Einbettungseinheit erzeugten
Information kann die Nutzer-Adaptionsschicht SUA dann entscheiden,
zu welchem Anwendungsserver-Prozess der angeforderte Dienst-Adaptionsschicht
(SUA-Dienst) gesendet und welche SCTP-Zuordnung verwendet werden
soll.
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Von
daher wird gemäß der vorliegenden
Erfindung vorgeschlagen, den Nutzer der Dienst-Adaptionsschicht
(SUA), beispielsweise BSSAP oder RANAP, derart zu modifizieren,
um eine Zentralrechnernamen-basierende Adressierung zu verwenden,
die eine neue Signalisierungs-Transaktion
initiiert. Bei der Nutzer-Adaptionsschicht SUA ist eine Übersetzung
des Zentralrechnernamens in der Namens-Einbettungseinheit implementiert.
Allerdings sei darauf hingewiesen, dass diese Übersetzung ebenso extern von
der Nutzer-Adaptionsschicht SUA implementiert sein kann, solange
ein Mechanismus zum Austauschen des Zentralrechnernamens und der
in Beziehung stehenden, erzeugten Adressierungsinformation bereitgestellt
wird.
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Das
endgültige
Ergebnis der Namens-Übersetzung
ist ein sogenannter Zuordnungsidentifizierer für das verbindungsorientierte
Protokoll der Transportschicht SCTP, der von der Nutzer-Adaptionsschicht
SUA in Richtung des verbindungsorientiert Protokolls der Transportschicht
SCTP verwendet wird. Ferner speichert die Implementation der Nutzer-Adaptionsschicht
diesen SCTP-Zuordnungsidentifizierer
so, als ob er zu einem speziellen Dialog gehört, der mit eindeutigen Leitwegschlüsseln identifiziert
wird, die einen Bereich des Signalisierungsverkehrs definieren,
der mit einem bestimmten Anwendungsserver für nachfolgende Nachrichten,
die zu diesem Dialog gehören,
bearbeitet werden muss.
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3 zeigt
weitere Details einer Zuordnung für das verbindungsorientierte
Protokoll der Transportschicht SCTP für den Austausch von Nachrichten des
Signalisierungs-Verbindungssteuerparts
(SCCP) sowie die Beziehung hiervon zu dem Namens-Anfertigungsmechanismus
gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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Wie
es in 3 gezeigt ist, wird das Protokoll der Nutzer-Adaptionsschicht
SUA für
den Transport von jeder SS7-SCCP-Nutzer Signalisierung (TCAP, RANAP,
BSSAP, ...) über
IP unter Verwendung des SCTP-Protokolls verwendet. Es beendet die
Signalisierungs-Steuer-Netzwerk (SCN-Signalisierung) und transportiert die
SCTP-Nutzer-Signalisierung über IP zu
einem IP-Signalisierungsendpunkt. Vordem wird ein Signalisierungs-Gateway
mit zumindest einem Anwendungsserver modelliert, der beispielsweise
an der Grenze von einem SS7-Netzwerk und einem IP-Netzwerk angeordnet
ist. Die Protokollschicht des verbindungsorientierten Protokolls der
Transportschicht SCTP stellt eine Anzahl von Funktionen bereit,
wie etwa eine SCTP-Zuordnungsaufbau und Abschluss, Sequenzzufuhr
von Datenströmen,
Datenfragmentation, Datenbestätigung, Störungsvermeidung,
Paketvalidierungs- und Weg-Management.
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Wie
es ebenso in 3 gezeigt ist, unterstützt die
Schicht des verbindungsorientierten Protokolls der Transportschicht
SCTP eine SCTP-Zuordnung zwischen SCTP-Endpunkten. Jeder SCTP-Endpunkt weist
eine Liste von Transportadressen auf, die hierzu zugeordnet sind,
beispielsweise mehrere IP-Adressen, um SCTP-Nutzerprotokoll-Datenpakete zu empfangen
oder zu erzeugen. Eine SCTP-Zuordnung umfasst Übertragungen über sämtliche
mögliche
Quelladressen/Zieladressen-Kombinationen, die zwischen zwei SCTP-Endpunkten
im Hinblick auf die in Verbindung stehende Liste der Transportadressen
erzeugt werden können, welche
als unterteilte Rechtwinkel in 3 dargestellt
sind. Eine SCTP-Zuordnung wird auf Anforderung von dem Signalisierung-Endpunkt
initiiert und permanent aufrechterhalten, und sie gestattet es, zwei
SCTP-Endpunkte über
mehrere Datenwege zu verbinden. Solche eine Verbindung bzw. Verknüpfung von
zwei SCTP-Endpunkten unterstützt
einen SCTP-Signalisierungsstrom als eine nicht-permanenten Signalisierungs-Datenaustausch über eine SCTP-Zuordnung
für Steuerprozesse.
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Im
nachfolgenden wird eine Datenaustausch-Signalisierungszuordnung als Satz von Transportadressen
bezeichnet, die sich auf eine Gruppe von Netzwerk-Ziel-Kommunikations/Signalisierungs-Endpunkte
richten, welche unter dem gleichen Zielnamen, der von den SCTP-Nutzern
verwendet wird, registriert sind.
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4 zeigt
die Verwendung des Daten-Teilungsprotokolls DDP und des Endpunktnamen-Auflösungsparts
ENRP für
die Namens-Übersetzung
innerhalb der SCCP-Nutzer-Adaptionsschicht
SUA gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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Das
in 4 gezeigte Daten-Verteilungsprotokoll DDP erzielt
operativ einen Namens-basierenden Adressierungsmechanismus, der
einen logischen Kommunikationsendpunkt von seinen IP-Adressen isoliert.
Dieses beseitigt effektiv die Bindung zwischen dem Kommunikationsendpunkt
und seinen physikalischen IP-Adressen.
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Ferner
definiert DDP jedes logische Kommunikationsziel als eine bezeichnete
Gruppe, wodurch für
eine Serverpoolbildung und für
eine Lasten-Teilung eine vollständig
transparente Unterstützung
erzielt wird. Es gestattet eine dynamische Skalierbarkeit dahingehend,
dass Mitglieder eines Serverpools zu jeder Zeit hinzugefügt oder
entfernt werden können,
ohne dass Server unterbrochen werden.
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Jeder
DDP-Endpunkt verwendet eine ENRP-Einheit, um eine Namens-Übersetzung
und andere in Beziehung stehende Dienste zu erzielen. Hier kann
die ENRP-Einheit als ein Serverprogramm implementiert sein, welches
auf einem Knoten läuft,
der den Namenraum kollektiv verwaltet, und der auf Dienstanforderungen
von irgendeinem ENRP-Clienten, beispielsweise der DDP-Einheit, reagiert.
Es sollte darauf hingewiesen werden, dass der DDP/ENRP-Mechanismus,
der einen Zielnamen von einem SUA-Nutzer empfängt, beispielsweise RCN:RANAP für zellulare
Mobil-Kommunikationsnetzwerke
der dritten Generation, als lediglich ein Beispiel zum Implementieren
der im allgemeinen erfindungswesentlichen Konzepte zu betrachten
ist, die im nachfolgenden detaillierter dargestellt und ausgeführt werden.
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Vordem
zeigt 5 eine schematische Darstellung der Namens-Einbettungseinheit,
die mit der Nutzer-Adaptionsschicht
SUA zusammenarbeitet.
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Wie
es in 5 gezeigt ist, ist die Namens-Einbettungseinheit in eine Einbettungs-Dateneinheit
und in eine Namens-Auflösungseinheit
eingeteilt. In operativer Hinsicht ist die Einbettungs-Dateneinheit
derart ausgeführt,
um Daten zu verwalten und zu unterstützen, die für die Namens-Einbettung gemäß der vorliegenden
Erfindung vonnöten
sind. Vordem verteilt und empfängt
eine SCTP-Schnittstelle Zuordnungsattribute,
und eine Speichereinheit speichert lokale Kopien von Zuordnungsattributen.
Es sollte darauf hingewiesen sein, dass die Speicherung von solchen
Zuordnungsattributen nicht auf eine lokale Kopie beschränkt ist,
vielmehr kann dies ebenso bei ferngelegenen Knoten in dem Internet-Protokoll(IP)-Netzwerk
erzielt werden.
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Wie
es ebenso in 5 gezeigt ist, weist die Namens-Einbettungseinheit
eine Namens-Auflösungseinheit
mit einer Namens-Übersetzungseinheit auf,
die ausgelegt ist, einen Zielnamen in eine Datenaustausch-Signalisierungszuordnung
gemäß einem speziellen
Algorithmus einzubetten bzw. abzubilden. Gemäß der vorliegenden Erfindung
kann ein Zielknotennamen beispielsweise durch eine Spezifikation
eines Zentralrechnernamens, eines Prozessnamens, und/oder eines
SCTP-Endpunktnamens definiert werden. Ferner kann der für die Namens-Übersetzung
verwendete Algorithmus frei spezifiziert sein, um die Flexibilität zu steigern.
Typische Beispiele für Algorithmen,
die für
die Namens-Übersetzung
verwendet werden, die jedoch nicht den Schutzumfang der vorliegenden
Erfindung einschränken
sollen, sind Datenbank-Antwortalgorithmen, beispielsweise gemäß dem zuvor
beschriebenen DDP/ENRP, oder ein Tabellen-Nachschlag-Algorithmus.
-
Wie
es ebenso in 5 gezeigt ist, weist die Namens-Auflösungseinheit
eine Last-Teilungs-Verwaltungseinheit und eine Fehler-Verwaltungs-
und Wartungseinheit auf, die ausgelegt sind, zumindest ein Kriterium
zu berücksichtigen,
welches aus einer Gruppe ausgewählt
wird, die folgende Komponenten enthält: Zielknotenkapazität, Zielknotenlast
und Leitweglenkungs-Strategie, um den übertragenen Zielnamen in des
Ziel einzubetten, beispielsweise eine Datenaustausch-Signalisierungszuordnung
oder eine Transportadresse.
-
Ferner
ist die Fehlerverwaltungs- und Instandhaltungseinheit dazu angepasst,
eine unwirksame Datenaustausch-Signalisierungszuordnung und/oder
eine unwirksame Signalisierungs-Transportadresse in einer Datenaustausch-Signalisierungszuordnung
zu erfassen, um unter dem gleichen Zielnamen eine andere Signalisierungs-Transportadresse
auszuwählen,
um jedweden Verlust von Signalisierungsdaten zu vermeiden. Anders
ausgedrückt bedeutet
dies, dass der Aufbau einer Datenaustausch-Signalisierungszuordnung getriggert
wird, wenn eine Datenaustausch-Signalisierungszuordnung nicht verfügbar ist.
Die Fehlerverwaltungs- und Instandhaltungseinheit kann alternativ
hierzu auf die gleiche Art und Weise unwirksame Transportadressen
bearbeiten.
-
Typische
Beispiele der Leitweglenkungs-Strategie können im Hinblick der Datenaustausch-Signalisierungszuordnungen,
welche mit der Last-Teilungs-Verwaltungseinheit unterstützt werden,
beispielsweise Round Robin (Strategievariante eines Schedulers,
bei der alle Prozesse in der Reihenfolge abgearbeitet werden, in
der sie Rechenzeit bei der CPU angefordert haben), gewichtetes Round Robin
nach letzter Verwendung und/oder letzte Verwendung mit Verschlechterung
sein, d.h. Zuwachs-Verwendungswert nach jeder Verwendung einer IP-Adresse.
Ebenso liegt eine Kombination dieser Leitweglenkungs-Strategien
durchaus innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung.
-
Die
in 1 als eine einzelne Entität gezeigte Namens-Einbettungseinheit
kann gleichwohl realisiert werden, indem eine Client-/Server-Architektur verwendet
wird, wobei ein Namens-Auflösungsserver
auf Namens-Übersetzungsanforderungen
antwortet, die von Clients übermittelt
werden, um eine verteilte Realisierung des erfinderischen Konzepts
in einem Internet-Protokoll(IP)-Netzwerk
zu erzielen.
-
6 zeigt
die Organisation von Daten, beispielsweise in der Speichereinheit
der Namens-Einbettungseinheit, für
eine effektive Implementierung des Namens-Übersetzungs-Prozesses.
-
Wie
in 6 gezeigt, können
die Daten für eine
Namens-Übersetzung
in einer Baumstruktur organisiert sein, wobei sich ein Zielname
auf eine Vielzahl von SCTP-Zuordnungen richtet. Ferner richtet sich
jede SCTP-Zuordnung selber auf eine Vielzahl von IP-Adressen die
zum Austausch von Signalisierungsnachricht zwischen dem Signalisierungs-SCTP-Quellknoten und einem
Signalisierungs-SCTP-Zielknoten verwendet werden können. Ferner
kann sich ebenso jede SCTP-Zuordnung
auf eine Gruppe von Kriterien zur Verwendung innerhalb des Namens-Übersetzungs-Prozesses
richten, beispielsweise die Dienstkapazität, die im Zusammenhang mit
der SCTP-Zuordnung steht, die Last von jedem IP-Endpunkt, die für die SCTP-Zuordnung
definiert ist, Leitweglenkungs-Kriterien,
etc..
-
Es
sollte darauf hingewiesen sein, dass die Baumstruktur ohne Einschränkungen
frei erweitert werden kann, um weitere Information einzubeziehen, die
den Namens-Übersetzungs-Prozess unterstützt, beispielsweise
die Identifikation des Servers, der die Namens-Übersetzung implementiert, wenn
für die Namens-Übersetzung
die Client-/Server-Realisierung verwendet wird.
-
Die
zuvor hinsichtlich der STTP-Zuordnungsanordnung in einer Baumstruktur
dargelegten unterschiedlichen Prinzipien gelten gleichwohl für die Verwendung
von Transportadressen als Ziel. Hier würde erneut eine Baumstruktur
aufgebaut werden, wobei der Signalisierungs-Quellknoten den Zielnamen
bestimmt, oder äquivalent
hierzu den Signalisierungs-Zielknotennamen.
Auf den ersten Level des Baumes würde eine Anzahl von verschiedenen Transportadressen
folgen, beispielsweise Internetadressen, und auf dem nächsttieferen
Level würden erneut
die Kapazität,
Last, Leitweglenkungs-Kriterien und
andere Kriterien spezifiziert sein. Beispiele von solchen Kriterien
können
die Tageszeit, die Zeit als solche, wenn jede IP-Adresse aktiviert
ist, der angeforderte Dienst, der Signalisierungs-Quellknoten oder
selbst Kriterien zur Überwachung
von speziellen IP-Adressen sein. All dieses zeigt, dass der Namens-Übersetzungs-Mechanismus frei
konfigurierbar ist, was innerhalb des Rahmens der vorliegenden Erfindung
eine höchstmögliche Flexibilität liefert.
-
7 zeigt
eine schematische Darstellung eines vollständig auf dem Internet-Protokoll
IP basierenden Last-Balancierungs-Netzwerkes,
welches den Namens-Übersetzungsmechanismus
gemäß der vorliegenden
Erfindung verwendet.
-
Wie
in 7 gezeigt, ist das Serverpoolkonzept, welches
von der vorliegenden Erfindung unterstützt wird, beispielsweise in
einem zellularen Mobil-Kommunikationsnetzwerk
der dritten Generation anwendbar. Ferner unterstützt die Poolbildung von Servern
sowohl den Signalisierungsverkehr der Mobilterminal-Erzeugung als
auch den Signalisierungsverkehr der Mobilterminal-Beendigung. Der
Signalisierungsverkehr der Mobilterminal-Beendigung wird in den
Pools 1 und 2 erzeugt, während
der Signalisierungsverkehr der Mobil-Erzeugung über den Pool 3 erzeugt wird.
In beiden Fällen
kann entweder das Netzwerkelement MSC1, ..., MSC5 oder das Netzwerkelement
RNC1, RNC2 einen Signalisierungs-Zielnamen für den Austausch von Signalisierungsverkehr
verwenden, beispielsweise Pool 1, Pool 2 und/oder Pool 3. Wenn der
von IP-Adressen unabhängige
Adressierungsmechanismus verwendet wird, ist der Namens-Übersetzungsmechanismus gemäß der vorliegenden
Erfindung in dem Bereich des Internet-Protokolls(IP)-Netzwerk unterstützt, wie es
zuvor dargelegt ist.
-
Von
daher benötigt
der gewöhnliche
Protokollstapel lediglich eine Modifikation, d.h. eine Schnittstelle
von der Nutzer-Adaptionsschicht SUA zu einem Namens-Übersetzungsdienst. Wie zuvor dargelegt
erfordert die Namens-Übersetzung
im Sinne der vorliegenden Erfindung den Empfang eines Zentralrechnernamens
und die Rücksendung
des Namens und in Beziehung stehender Server-Adressen und optional
in Beziehung stehender Zusatzinformationen.
-
8 zeigt
einen Fehler-Auflösungsmechanismus
zwischen verschiedenen Instanzen, die die Namens-Übersetzung
gemäß der vorliegenden
Erfindung unterstützen.
-
Wie
es in 8 dargestellt ist, können innerhalb eines Internet-Protokoll(IP)-Netzwerkes
eine Vielzahl von Namens-Einbettungseinheiten als logische Entitäten, die
die Namens-Einbettungsfunktionalität implementieren und die Kapazität aufweisen, Namens-Übersetzungsanforderungen
und in Beziehung stehende Übersetzungsergebnisse
zu versenden und zu empfangen, betrieben werden.
-
Wie
es ebenso in 8 gezeigt ist, weist jede dieser
Namens-Einbettungseinheiten einen bestimmten Betriebs-Wirkungsbereich auf,
der als Teil des Internet-Protokoll-IP-Netzwerkes betrachtet wird, welcher
von der Namens-Einbettungseinheit
sichtbar ist.
-
Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird der Namens-Übersetzungsmechanismus
in einer redundanten Art und Weise erzielt. Es sei angenommen, dass
eine Vielzahl von Zentralrechnern für die Namens-Einbettung in
dem Internet-Protokoll-IP-Netzwerk
vorgesehen sind, dann werden, sobald ein Zentralrechner beispielsweise
infolge einer Wartungsoperation oder eines Fehlers unwirksam ist,
die Übernahmemechanismen
initiiert, um Namens-Übersetzungsanforderungen
bei einem weiteren Zentralrechner weiter zu verfolgen.
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Während 8 die
Verbindung von verschiedenen Zentralrechnern zu einer einzelnen
Namens-Einbettungs-Datenbank
zeigt, deckt der vorliegenden Erfindung ebenso eine Ausführungsform
ab, in welcher jeder Zentralrechner einen Zugriff auf seine eigene
bestimmte Namens-Einbettungs-Datenbank
aufweist, was insbesondere dann verwendet wird, wenn eine Namens-Übersetzung
in Echtzeit durchgeführt
werden muss.
-
Eine
andere Option für
die Server-Übernahme
könnte
sein, dass spezielle Namens-Übersetzungsanforderungen
von bestimmten Zentralrechnern in dem Internet-Protokoll-IP-Netzwerk verarbeitet
werden. In solch einem Fall würde
ein Server-Nachlauf für
den am geeignetsten Zentralrechner in dem Internet-Protokoll-IP-Netzwerk
für die
Verarbeitung einer übermittelten
Anforderung hinsichtlich einer Namens-Übersetzung
stattfinden.
-
9 zeigt
eine Last-Balancierung, die das Namens-basierende Adressierungsschema in einem erweiterten
SIGTRAN-Protokollstapel gemäß der vorliegenden
Erfindung verwendet. Hier sollte darauf hingewiesen sein, dass dieses
Beispiel nicht als eine Einschränkung
des Schutzumfanges der vorliegenden Erfindung zu betrachten ist,
sondern dass es vielmehr zum Zwecke der Erläuterung der Erfindung beschreiben
wird.
-
Wie
es in 9 gezeigt ist, tritt eine Signalisierung zwischen
einer Funk-Netzwerksteuerung RNC, d.h. einer Basisstation für ein zellulares
Mobil-Kommunikationsnetzwerk
der dritten Generation, und dem Server der Mobil-Vermittlungsstelle
MSC auf. Der Signalisierungs-Quellknoten ist der Funk-Zugriffs-Netzwerkanwendungspart
RANAP der Funk-Netzwerksteuerung, und der Signalisierungs-Zielknoten
ist der Funk-Zugriffs-Netzwerkanwendungspart
in dem MSC-Server. Wie es ebenso dargestellt ist, wird die Signalisierung
sowohl in der Funk-Netzwerksteuerung RNC als auch in dem Server
der Mobil-Vermittlungsstelle MSC unter Verwendung des SUA/SCTP-IP-Protokollstapels
und unter Verwendung des zuvor beschriebenen Daten-Verteilungs-Protokolls/ENRP-Dienstes
unterstützt.
-
Im
nachfolgenden wird wie folgt der Signalisierungs-Nachrichtenfluss zwischen dem Signalisierungs-Quellknoten
und dem Signalisierungs-Zielknoten beschrieben:
- 0.
Als eine Voraussetzung für
SCTP müssen
Zuordnungen eingerichtet sein, und der DDP/ENRP-Namens-Übersetzungsdienst muss initialisiert sein.
Hier müssen
die Server in den unterschiedlichen Serverpools mit ihren Zentralrechnernamen
in dem Namens-Übersetzungsdienst DDP/ENRP
registriert sein.
- 1. Dann wird der Funk-Netzwerkanwendungsteil RANAP eine anfängliche
Nachricht INITIAL_UE_MESSAGE ausgeben, um eine neue RANAP-Verbindung
in Gang zu setzen. Für diese
neue RANAP-Verbindung ist ein SCCP-verbindungorientierter Dienst
notwendig, so dass das SCCP-Dienstelement CONNECTION_REQUEST (in 9 als
CORE abgekürzt)
von dem Funk-Zugriff-Anwendungsteil RANAP verwendet wird, um die
INITIAL_UE_MESSAGE zu dem Core-Netzwerk zu senden. Hier ist das
Ziel spezifiziert, beispielsweise mit dem in 8 gezeigten
Zentralrechnernamen Pool 1. Während
die Einführung eines
Namens-basierenden Adressierungsschemas für die Nutzer-Adaptionsschicht
SUA eine Erweiterung existierender Standards nach sich zieht, sollte
allerdings darauf hingewiesen werden, dass diese Erweiterung keine
Wirkung auf bekannte Adressierungs-Schemata (beispielsweise DPC & SSN, GT), hat,
so dass eine Rückwärts-Kompatibilität garantiert
ist.
- 2. Die Nutzer-Adaptionsschicht SUA fragt den Namens-Übersetzungsdienst an, um den
Zentralrechnernamen auf eine SCTP-Zuordnung zu übersetzen, d.h. auf reale IP-Adressen.
Für das
in 9 gezeigte Beispiel wird dieses erzielt, indem eine
Namens-Anforderungsnachricht beispielsweise zu dem lokalen DDP/ENRP-Server
gesendet wird. Die Anfrage weist die von dem Funk-Zugriff-Netzwerkanwendungspart
RANAP empfangenen Zentralrechnernamen-Parameter auf, während der
DDP/ENRP-Server einen Parametersatz hinsichtlich dieses Zentralrechnernamens
verwendet, der wie zuvor dargelegt gegenwärtige Last-Verteilungsstrategien,
Last-Pegel, Leitweglenkungs-Werte und IP-Adressen enthält.
- 3. Wenn der übermittelte
Zentralrechnername in dem DDP/ENRP-Server bekannt ist, erwidert
er dies mit Namens-Informationsnachrichten,
die sämtliche
SCTP-Endpunkte enthalten, welche unter diesem Zentralrechnernamen
registriert sind. In der Namens-Informationsnachricht ist jeder SCTP-Endpunkt über die
IP-Adressen für
die SCTP-Zuordnung
und über
eine in Verbindung stehende Leitweglenkung-Strategie identifiziert.
- 4. Die Nutzer-Adaptionsschicht SUA hat nun sämtliche Information im Hinblick
auf die Frage, wie die Datenaustausch-Signalisierungszuordnung zu
erreichen ist. Von daher werden Nutzerdaten oder SCTP-Zuordnungen
unter Verwendung eines von SCTP gesendeten Dienstelementes weitergeleitet.
- 5. Die Fluss-Steuerung-Übertragungsprotokoll-SCTP-Einheit übergibt
die Daten an die Internet-Protokoll-IP-Schicht.
- 6. Die Internet-Protokoll-IP-Schicht leitet die übertragenden
Daten dem Signalisierungs-Zielknoten weiter.
- 7. Bei dem Signalisierungs-Zielknoten werden die empfangenden
Daten zu der in Beziehung stehenden Fluss-Steuerungs-Übertragungsprotokoll-SCTP-Einheit übergeben.
- 8. Die eintreffenden Daten-Dienstelemente informieren die MSC/SCTP-Nutzer
SUA hinsichtlich des Eintreffens der neuen Daten. Sie enthält neben
dem Nachrichten-Flussidentifizierer
die in Beziehung stehende SCTP-Zuordnungs-Identifikation.
- 9. Nach der Benachrichtigung durch den Fluss-Steuerungs-Übertragungspart SCTP verwendet
der Nutzer-Adaptionsschicht
SUA das empfangende Dienstelement, um die neuen Daten abzurufen.
Es sollte darauf hingewiesen sein, dass keine Namens-Übersetzung
bei der Empfangsseite durchgeführt
werden muss.
- 10. Die Nutzlast-Nachricht INITIAL_UE_MESSAGE wird letztendlich
zu dem Anwendungsserver-Prozess weitergeleitet, d.h zu dem Funk-Zugriff-Netzwerkanwendungspart
RANAP bei dem Signalisierungs-Zielknoten
in der CONNECTION_REQUEST-Nachricht (CORE-Nachricht). Dann folgt eine CONNECTION_ACKNOWLEDGE-Nachricht der gleichen
SCTP-Zuordnung, die nun sowohl mit der Signalisierungs-Quellknotenseite
als auch mit der Signalisierungs-Zielknotenseite verknüpft ist.
-
10 und 11 zeigen
ein weiteres Beispiel der Anwendung des Namens-basierenden Adressierungsschemas
im Hinblick auf den Austausch von Signalisierungsinformation gemäß der vorliegenden
Erfindung.
-
Im
einzelnen zeigen die 10 und 11 ein
Verfahren zum Austauschen von Signalisierungsnachrichten zwischen
einem Signalisierungs-Quellknoten, d.h. dem Client an einer rechten
Seite in 10, und einem Signalisierungs-Zielknoten, d.h. dem
Server an der linken Seite in 10. Für das in 10 gezeigte
spezielle Beispiel beruhen die Kommunikationsprozesse auf dem Fluss-Steuerungs-Übertragungsprotokoll SCTP zur
Initialisierung eines Signalisierungsverfahrens. Der Austausch der Signalisierungsnachrichten
wird unter Verwendung der MTP3-Nutzer-Adaptionsschicht
erzielt.
-
Wie
es in 10 und 11 gezeigt
ist, wird zu Beginn (Verfahrensschritt S1) eine Initialisierungs-Kommunikationsverknüpfung von
dem Client zu dem Server unter Verwendung einer festgelegten Transportadresse
zu dem Server durch einen Austausch einer INIT()-Anforderung zwischen
dem Client und dem Server und einer in Verbindung stehender Bestätigung INIT_Ack()
zurück
zu dem Client eingerichtet.
-
Das
Ergebnis dieses Initialisierungs-Verfahrensschrittes ist die Gründung bzw.
die Einrichtung einer Zuordnung von dem Client in Richtung des Servers.
-
Wie
es ebenso in 10 und 11 gezeigt ist,
können
nach der erfolgreichen Einrichtung von solch einer Zuordnung beide
Seiten ihre in Beziehung stehenden Signalisierungs-Quell- und Ziel-Namen
austauschen (Verfahrensschritt S2), die in äquivalenter Weise als Endpunkt-Namen
bezeichnet werden, und zwar indem die ASP_UP()- und ASP_UP_Ack()-Anweisungen verwendet
werden. Hier können
ein oder mehrere Endpunkte und ihre in Beziehung stehenden Zuordnungen
zu einer einzelnen Gruppe zugeordnet werden, so dass die ASP_UP()-
und ASP_UP_Ack()-Anweisungen an den Austausch der in Beziehung stehender
Gruppen-Identifikationen angepasst sind.
-
Wie
es ebenso in 10 und 11 gezeigt ist,
kann dann auf der Basis der Austausch-Endpunkt-Namen eine Namens-Einbettung entweder
nur an der Server-Seite oder der Client-Seite oder an beiden Seiten
erzielt werden (Verfahrensschritt S3), indem ein Zugriff auf eine
Namens-Auflösungs-Datenbank
ausgeführt
wird. Selbstverständlich
wird vor jeder Namens-Auflösung
eine Registration der Endpunkt-Namen/Gruppen und der in Beziehung
stehender IP-Adressen
und Anschlussnummern in der Namens-Auflösungs-Datenbank für einen nachfolgenden Zugriff
hierauf durchgeführt.
-
Wie
es ebenso in 10 und 11 gezeigt ist,
kann optional eine Leitweglenkungs-Kontaktinformation zwischen dem
Client und dem Server unter Verwendung von jeweils der ASP_AC()_Anweisung und
der ASP_AC-Ack()-Anweisung durchgeführt werden (Verfahrensschritt
S4).
-
Wenn
das Einrichten der Zuordnung in Richtung des Servers und der in
Beziehung stehende Austausch der Endpunkt-Namen und der Endpunkt-Namens-Auflösung erzielt
wurde, folgt der Start des Signalisierungsverkehrs zwischen dem
Client und dem Server (Verfahrensschritt S5 in 11). Wie
es in 10 gezeigt ist, kann hierbei
das Namens-basierende Adressierungsschema sowohl für die Anruf-Leitweglenkung
als auch für
die Leitweglenkung der SCCP-Nachrichten des Signalisierung-Verbindungssteuerparts
verwendet werden.
-
Obwohl
dies nicht in 10 gezeigt ist, ist es ebenso
möglich,
eine Vielzahl von Endpunkten auf eine SCTP-Zuordnung zu multiplexieren, so dass Endpunkt-Namen
verwendet werden können,
um ein Signalisierungs-Netzwerk auf dem Fluss-Steuerungs-Übertragungsprotokoll
SCTP und der M3UA-Schicht automatisch einzurichten, wenn Signalisierungs-Quell-
und Zielknoten gestartet/erneut gestartet werden.
-
Während gemäß dem Beispiel
Endpunkt-Namen verwendet werden, um Anwendungsserver-Prozesse zu
identifizieren, wird ein alternatives Beispiel hierzu Namen für Zentralrechnernamen
verwenden, die über
eine Transportadresse, beispielsweise ein IP-Adresse und eine zugehörige Anschlussnummer, aufgelöst werden
können.
Wie bereits zuvor ausgeführt,
ist es ebenso möglich,
eine Gruppe von Endpunkt-Namen oder eine Gruppe von Zentralrechnernamen
zu definieren.
-
Für das in 10 gezeigte
Beispiel wird von der Anruf-Verarbeitung
nicht die Namens-Auflösung bekannt
sein, sondern stattdessen von den unteren Schichten bearbeitet,
wie es bereits zuvor dargelegt wurde, so dass die Belastung auf
eine bestehenden Anrufverarbeitung minimal ist, wenn beispielsweise SIGTRAN
verwendet wird. Spezielle nicht einschränkende Beispiele der Kopplung
des erfindungsgemäßen Namens-basierenden
Adressierungsschemas und der bestehenden Anrufverarbeitung gemäß der vorliegenden
Erfindung, beispielsweise gemäß dem Signalisierungssystem
Nr. 7, sind der Austausch des Zielpunktcodes DPC in Leitweglenkungsdaten
entweder mit Endpunkt-Namen oder in Beziehung stehenden Gruppen,
wenn M3UA verwendet wird, oder mit Zentralrechnernamen oder mit
Beziehung stehenden Gruppen, wenn SCTP verwendet wird. Diese Information
wird von dem Nutzer des in Beziehung stehenden Protokollpegels gegeben,
wenn eine Signalisierungsnachricht für eine nachfolgende Beendigung
einer SCTP-Zuordnung zum Austausch von Signalisierungsnachrichten
zu versenden ist. Hier können
verschiedene Zuordnungen für
einen Last-Teilungsmodus
verwendet werden, oder um Redundanz zu erzielen, wobei die verschiedenen
Zuordnungen zu der gleichen Gruppe von Endpunkten oder Zentralrechnernamen
gehören.
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Eine
alternative Ausführungsform
gemäß der vorliegenden
Erfindung, wie sie in 10 dargestellt wird, ist der
Austausch des Leitweglenkungsinhalts in M3UA zwischen beiden Seiten.
Ebenso kann diese Information verwendet werden, um eine Zuordnung zu
finden, d.h. über
eine Abstimmung des Leitweglenkungskontakts; dieses spart Verarbeitungszeit
im Vergleich zu einer Leitweglenkung, bei welcher Information von
der MTP3-Schicht verwendet wird.
-
In 12 ist
ein weiteres Beispiel der Anwendung des erfindungsgemäßen Namen-basierenden
Adressierungs-Mechanismus
dargestellt, und es steht in Beziehung mit einem Austausch von Signalisierungsinformation
zwischen einem Client und einem Server auf der Basis einer direkten
Kommunikation über
das Fluss-Steuerungs-Übertragungprotokoll.
-
Wie
in 12 gezeigt, ist für dieses Kommunikationsszenario
sowohl an der Client-Seite als auch an der Server-Seite ein Signalisierungs-Übertragungskonverter STCSCTP zwischen den Nutzern und der SCTP-Schicht
vorgesehen. Ähnlich
zu dem hinsichtlich der 10 erläuterten
Beispiel ist zu berücksichtigen,
dass vor dem Austausch der Signalisierungsinformation Zentralrechnernamen,
d.h. Knoten, zu welchen über
eine Transportadresse ein Zugriff erzielt wird, oder eine in Beziehung
stehende Gruppe von Zentralrechnernamen in der Namens-Auflösungs-Datenbank
registriert werden müssen.
Hier bekommen die Client-Seiten die IP-Adressen und Anschlussnummern
der Serverseite durch eine Datenbank-Abfrage mit Zentralrechnernamen (oder
in Beziehung stehenden Gruppen), die über einen INIT_Ack()-Befehl
empfangen wird, nachdem der eigene Zentralrechnername zu der Server-Seite unter
Verwendung eines INIT()-Befehls übertragen wurde.
Gemäß dem in 12 gezeigten
Beispiel kann ein Zentralrechnername als ein Endpunkt-Name betrachtet
werden, der in Beziehung zu einem Anwendungsserver-Prozess ASP steht,
und eine Zentralrechnernamengruppe kann als Name für einen
Anwendungsserver betrachtet werden. Wie zuvor dargelegt wird eine
festgelegte Zielknotenadresse von dem Client verwendet, um eine
Initialisierungs-Kommunikationsverknüpfung vor
dem Einrichten der Zuordnung zu dem Server aufzubauen.
-
Während zuvor
die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen und
Figuren der bevorzugten Ausführungsformen
der Erfindung beschrieben wurde, sollte darauf hingewiesen werden,
dass die vorliegende Erfindung unter Verwendung der Verfahren gemäß der vorliegenden
Erfindung in einer digitalen Art und Weise unter Verwendung eines
Mikroprozessors implementiert sein kann. In diesem Fall kann die
vorliegende Erfindung als ein Computerprogrammprodukt ausgeführt sein, welches
direkt in den internen Speicher des Prozessors ladbar ist, der Software-Codebereiche
aufweist, um die zuvor dargelegten erfindungsgemäßen Konzepte zu implementieren.