FI107422B - Istuntojen hallinta - Google Patents

Description

107422

ISTUNTOJEN HALLINTA - HANTERING AV SESSIONER

Esillä oleva keksintö koskee palvelimen ja usean päätteen välisten istuntojen hallintaa ja se liittyy erityisesti, muttei yksinomaan, palvelimen ja usean liikkuvan 5 päätteen välisten istuntojen hallintaan. Se soveltuu erityisesti liikkuvalle protokollalle liikkuvan päätteen mahdollistamiseksi päästä Internetiin.

Termiä ’’Internet” käytetään yleisesti kuvaamaan tietoa, sisältöä, johon voidaan päästä käsiksi käyttämällä päätettä, tyypillisesti PC:tä, joka on tavallisesti 10 yhdistetty modeemin välityksellä tietoliikenneverkkoon. Sisältö voidaan tallentaa moniin eri paikkoihin, jotka ovat etäällä yhteyden ottavasta tietokoneesta, vaikka kukin etäpaikoista on myös yhdistetty tietoliikenneverkkoon. Sisältö voidaan rakentaa käyttämällä HTML:ää (HyperText Mark-up Language). Internetin tekee toimivaksi vakiotietojärjestelmän spesifikaatio, joka tietojärjestelmä käyttää useita 15 protokollia, kuten TCP (Transfer Control Protocol), UDP (User Datagram Protocol) ja IP (Internet Protocol), tietovirran ohjaamiseksi Internetin lukuisien eri komponenttien ympäri. TCP ja UDP koskevat Internet-tietojen lähettämistä, joilla on eri palvelunlaatuominaisuuksia, kuten oikea järjestys, luotettava tietojen toimitus tai epäluotettava itsenäisten datapakettien toimitus. IP koskee datan 20 strukturointia ja reitittämistä. Tämän lisäksi voidaan tarjota muita sovelluskohtaisia protokollia hallitsemaan ja manipuloimaan Internetin kautta saatavissa olevia erilaisia tietoja, esimerkiksi HTTP HTML-sisältöön pääsemiseksi, FTP tiedostoihin pääsemiseksi tai SMTP sähköpostiin pääsemiseksi.

25 Internet on rakennettu fyysisesti tietoliikenne- ja dataverkkojen hierarkiasta, esimerkiksi lähiverkoista (Local Area Network eli LAN), alueellisista v puhelinverkoista ja kansainvälisistä puhelinverkoista. Nämä verkot on yhdistetty sisäisesti ja ulkoisesti niin kutsutuilla ’’reitittimillä”, jotka vastaanottavat tietoa lähdeisäntäkoneelta tai edelliseltä reitittimeltä siirtoketjussa ja reitittävät sen 30 kohdeisäntäkoneelle tai seuraavalle reitittimelle siirtoketjussa.

• · · 2 107422

Matkapuhelinten käytön lisääntyessä kasvaa niin kutsutun liikkuvan Internet-liitynnän tarve, jossa liityntä tapahtuu kannettavasta tietokoneesta, joka on yhdistetty matkapuhelimeen, tai integroidusta tietokone-/matkapuhelinlaitteesta. Tällaisen liitynnän tarkoitus on tyypillisesti hankkia sisältöä Internetistä. On myös 5 esitetty tarjota Internet-liityntä kehittyneisiin liikkuviin päätteisiin, niin kutsuttuihin kommunikaattoreihin ja älypuhelimiin esim. WAP:in (Wireless Application Protocol) avulla. WAP:illa on arkkitehtuuri, jossa sovelluskerros Qota kutsutaan nimellä Wireless Application Environment eli WAE) käyttää protokollapinoa, joka käsittää istuntokerroksen (jota kutsutaan nimellä Wireless Session Protocol eli WSP), 10 yhteystapahtumakerroksen (jota kutsutaan nimellä Wireless Transaction Protocol eli WTP), turvallisuuskerroksen (jota kutsutaan nimellä Wireless Transport Layer Security eli WTLS) ja kuljetuskerroksen (jota kutsutaan nimellä Wireless Datagram Protocol eli WDP). Arkkitehtuurin kuhunkin kerrokseen on pääsy sen yläpuolella olevilla kerroksilla samoin kuin muilla palveluilla ja sovelluksilla. Nämä protokollat 15 on suunniteltu toimimaan useiden eri siirtotiepalvelujen yli. Tätä arkkitehtuuria ja protokollakerroksia kuvaava spesifikaatio on saatavissa osoitteesta http://www.wapforum.org/.

Internetiin pääsemiseen liittyy yleensä istuntojen pitäminen päätteen, kuten 20 liikkuvan päätteen, ja palvelimen välillä. Istunto on sarja vuorovaikutuksia päätteen ja palvelimen välillä, jolla on hyvin määritelty alku ja loppu ja joka sisältää sovitut ominaisuudet. Tyypillisesti istuntoon liittyy vastekerros, joka ilmoittaa toiselle vastekerrokselle halun järjestää istunto, jotka molemmat vastekerrokset neuvottelevat istunnon ominaisuuksista, jotka vastekerrokset ottavat osaa moniin 25 eri yhteystapahtumiin, ja joista yksi vastekerros lopettaa istunnon. Ominaisuudet, joista neuvotellaan, ovat tyypillisesti vaihdettavien pakettien pituus, merkkijoukot,

• I

v jotka voidaan ymmärtää ja manipuloida, ja protokollien versiot, joita tullaan käyttämään. Yhteystapahtuma on vuorovaikutuksen perusyksikkö ja se voi sisältää informaation pyytämisen ja vastaanottamisen, käynnissä olevan istunnon 30 kumoamisen ja käynnissä olevan istunnon tilanteen ilmoittamisen vastekerrokselle. Kaikkien istuntotoimintojen istunnon muodostamiseksi ja *: päättämiseksi sekä kaikkien yhteystapahtumien seurauksena vastekerros generoi 3 107422 ja vastaanottaa tapahtumia. Tapahtumalähteitä (istuntoja ja yhteystapahtumia) on monia.

Toimintoja, jotka sovellus voi herättää tapahtumien generoimiseksi, kutsutaan 5 palveluprimitiiveiksi. Palveluprimitiivit esittävät loogista tiedon vaihtoa ja ohjausta protokollakerroksen ja toisen sitä käyttävän yksikön välillä ja varsinkin istuntokerroksen ja sovellusympäristön (WAE) välillä. Ne koostuvat käskyistä ja niiden vastaavista tiettyyn tarjottuun palveluun liittyvistä vastauksista. Palveluprimitiivin herättäminen vastekerroksessa viestintäyhteyden toisella 10 puolella johtaa tapahtuman generoimiseen vastekerroksessa yhteyden toisella puolella. Palveluprimitiivejä on läsnä kaikissa viestintäprotokollissa ja ne muodostavat perustan ITU-T:n ja ETSI:n käyttämille spesifikaatioformalismeille.

Aktiiviseen istuntoon voi liittyä monia yhteystapahtumia ja se voi näin generoida 15 monia tapahtumia. Riippuen nopeudesta, jolla sovellus voi käsitellä tapahtumia, jotka tulevat sen vastekerrokselta, voi käydä niin, että yhteystapahtumia on enemmän kuin se voi käsitellä ja niin se vastaanottaa enemmän tapahtumia kuin se voi käsitellä. Tässä tapauksessa tapahtumat asetetaan jonoon, ja ne odottavat käsittelyä tuon istunnon yhteydessä. Samaan istuntoon yhteydessä olevat tai 20 liittyvät tapahtumat täytyy yleensä käsitellä määrätyssä järjestyksessä. Joissakin protokollissa istunto voidaan keskeyttää, jossa tilassa mitään yhteystapahtumia ei sallita lukuun ottamatta pyyntöä jatkaa istuntoa tai päättää se.

WAP:issa kommunikointi kerrosten välillä saadaan aikaan myös palveluprimitiivien 25 avulla.

v Useimmat yhteystapahtumat ovat joko tarjonta- tai imutyyppisiä (pyyntö-vastaus).

Tarjontatyyppisissä yhteystapahtumissa vastekerros lähettää tietoa, jota ei olla erityisesti pyydetty, ja imutyyppisissä yhteystapahtumissa vastekerros erityisesti 30 pyytää vastaanottamaan tietoa toiselta vastekerrokselta.

• ♦ 4 107422 Päätteet, kuten henkilökohtaiset tietokoneet, hankkivat tietoa Internetistä palvelimen välityksellä, kuten yhdyskäytäväpalvelimen. Internet käyttää HTTP:tä, joka on yksinkertainen pyyntö-vastaus -protokolla. Lähes ainoat tapahtumat ovat HTTP-pyyntö ja siihen liittyvä vastaus. Palvelimen käyttöjärjestelmä ajaa useita 5 sovelluksia ja luo näin useita säikeitä niiden käsittelemiseksi, esimerkiksi välipalvelimia ja postipalvelimia. Sovellukset käyttävät käytettävissä olevia säikeitä sitä mukaa, kun niitä tarvitaan. Siinä tapauksessa, että Intemet-liityntä tapahtuu PC:llä, on tarkoituksenmukaista luoda säie palvelimeen dynaamisesti käsittelemään kukin pyyntö, koska pyynnöt ovat riippumattomia toisistaan. Kun 10 pyyntö on käsitelty, säie on päättänyt toimintansa ja se lopetetaan. Säikeiden luominen ja lopettaminen on suuri yleiskuorma palvelimelle.

Säie on pohjimmiltaan suorituspolku ohjelman läpi ja se voi olla suorituksen pienin yksikkö, joka on ajoitettu prosessorille. Säie koostuu pinosta, CPU-rekisterien 15 tilasta ja merkinnästä järjestelmäajoittimen suorituslistassa.

Säie on yksi ainoa peräkkäinen suoritusvirta ohjelmakoodissa ja sillä on yksi ainoa suorituspiste. Yksinkertaisen prosessin käsittelemiseksi voidaan käyttää ohjelmaa, joka käsittää yhden ainoan säikeen. Monimutkaisempia prosesseja varten, joihin 20 liittyy useiden sovellusten ajaminen, ohjelma voi turvautua useisiin säikeisiin. Käyttöjärjestelmät tarjoavat tavallisesti säikeenhallinnan sovellukselle (luomisen, lopettamisen ja tulopisteen määrittämisen: ohjelmakoodin alussa).

Prosessi koostuu yhdestä tai useammasta säikeestä ja ohjelman koodista, 25 tiedoista ja muista resursseista muistissa. Tyypillisiä ohjelmaresursseja ovat avoimet tiedostot, semaforit ja dynaamisesti varattu muisti. Kukin säie jakaa

• I

v prosessin kaikki resurssit. Ohjelma suorittaa, kun järjestelmäajoitin antaa yhdelle säikeistään suorituskontrollin. Ajoitin päättää mitkä ovat ne säikeet, joiden tulisi olla ajossa ja milloin niiden tulisi olla ajossa. Alemman prioriteetin säikeiden on 30 ehkä odotettava sillä aikaa, kun korkeamman prioriteetin säikeet suorittavat tehtävänsä loppuun. Moniprosessorikoneissa ajoitin voi siirtää yksittäisiä säikeitä *: eri prosessoreihin kuorman ’’tasapainottamiseksi” keskuskäsittely-yksiköllä.

5 107422

Kukin säie toimii prosessissa itsenäisesti. Ellei niitä tehdä näkyviksi toisilleen, säikeet suorittavat yksilöllisesti ja ovat tietämättömiä toisista säikeistä prosessissa. Yhteiset resurssit jakavien säikeiden täytyy kuitenkin koordinoida työnsä 5 esimerkiksi käyttämällä semaforeja tai muuta prosessien välisen viestinnän menetelmää.

Viestintäjärjestelmässä, joka käsittää yhdyskäytäväpalvelimen ja useita liikkuvia päätteitä, istunnon muodostaminen vaatii suhteellisen suuren määrän 10 kaistanleveyttä, koska päätteen ja palvelimen on neuvoteltava monista istuntoon liittyvistä ominaisuuksista. Lisäksi tietoa, joka on ainutlaatuista tietylle avatulle istunnolle, voidaan menettää, jos istunto lopetetaan. Tästä ainutlaatuisesta tiedosta olisi voitu neuvotella yhteystapahtumien tuloksena. Se voi olla esimerkiksi pelin tila. Jotta vältytään istuntojen avaamiselta ja sulkemiselta vaadittaessa ja 15 uusien istuntojen muodostamiselta aina kun niitä tarvitaan, istunnot voidaan pitää auki pitkän aikaa, jopa passiivisessa tilassa niin, että niitä voidaan jatkaa tarvittaessa. Istunto voi pysyä auki päiviä tai jopa viikkoja, kunnes se suljetaan tai kunnes pääte ei enää vastaanota tehoa esimerkiksi akusta. Istunnon tilaa voidaan ylläpitää ja pitää toimivana senkin jälkeen kun pääte on kytketty pois päältä. Tässä 20 tapauksessa istunnon tila voidaan tallentaa pysyvään muistiin tai SIM-korttiin ennen kuin teho katkaistaan. Tietenkin, vaikka istunto on edelleen toimiva, se ei ole aktiivinen jälkeenpäin. Tämän seurauksena yhdyskäytäväpalvelimen, joka palvelee suurta määrää liikkuvia päätteitä, täytyy pystyä hallitsemaan todella hyvin suurta määrää istuntoja. Yhdyskäytävä voi palvella kymmeniä tuhansia liikkuvia 25 päätteitä tai jopa siinä miljoonan liikkuvan päätteen vaiheilla. Yleensä liikkuvalla päätteellä on yksi istunto auki yhdellä kertaa (vaikka niitä voi olla useampia), ja niinpä palvelimella voi olla istuntoja auki yhdellä kertaa yhden miljoonan paikkeilla.

Palvelimella oleva sovellus käyttää käyttöjärjestelmän säikeenhallintapalvelua ja 30 luo lukuisia säikeitä hallitsemaan näitä istuntoja. Yhdyskäytäväpalvelimen on kuitenkin vaikea käsitellä tällaista suurta määrää istuntoja. Tapahtumalähteiden ·: määrä on paljon suurempi kuin säikeiden määrä. Koska useimmat istunnot ovat 6 107422 passiivisia, ainoastaan pienellä osalla niistä on tapahtumia jonain tiettynä aikana. Tämän vuoksi yksi säie jokaiselle istunnolle on tehotonta järjestelmäresurssien käyttöä. Toisaalta ainoastaan yhden säikeen käyttäminen käsittelemään kaikkien istuntojen kaikkia tapahtumia on myös tehotonta, koska säie ei ehkä käsittele 5 tapahtumia nopeammin kuin niitä generoidaan protokollapinossa.

Jos useita säikeitä varataan samalle istunnolle, on olemassa riski, että saman istunnon kaksi tapahtumaa voidaan käsitellä samalla säikeellä samaan aikaan tai, että sama istunto voidaan nimetä kahdelle eri säikeelle samaan aikaan. Jos 10 saman istunnon kaksi tapahtumaa käsitellään samanaikaisesti eri säikeillä, tästä voi seurata ristiriitoja. Esimerkiksi istunnon jatkaminen saatettaisiin käsitellä nopeammin kuin sen keskeyttäminen (vaikka keskeytyskäsky saapui ennen jatkamiskäskyä). Vaihtoehtoisesti voi olla koodiosa, joka käsittelee istunnon keskeyttämisen ja koodiosa, joka käsittelee tuon istunnon jatkamisen. Nämä osat 15 ovat palvelinsovelluksessa. Jos molemmat koodiosat pystyvät muuntamaan saman data-alueen samanaikaisesti niin, että yksi säie ajaa keskeytyksen, yksi säie ajaa jatkamisen, tämä voisi aiheuttaa ristiriitaisia datarakenteita, koska dataa manipuloisivat molemmat koodiosat samaan aikaan. On vaikeaa tarjota ohjelmia, jotka pystyvät käsittelemään tällaisia ristiriitaisuuksia.

20

Keksinnön erään ensimmäisen aspektin mukaisesti tarjotaan menetelmä useiden istuntojen hallitsemiseksi, jotka istunnot ovat usean päätteen ja palvelimen, jolla on useita säikeitä, välillä, jossa menetelmässä: ryhmitellään istunnot useisiin ryhmiin; ja 25 osoitetaan säie kullekin ryhmälle istuntoja.

v Keksintö pystyy optimoimaan kommunikoinnin hoitavan järjestelmän kuormituksen pienentämällä säikeiden määrää, joka tarvitaan käsittelemään eri istunnot. Se voi myös mahdollistaa istuntojen kuormituksen hajauttamisen säikeiden poikki. Tämän 30 tuloksena voidaan käsitellä suunnattomia määriä istuntoja.

• « « 7 107422

Ryhmittelyvaihe tapahtuu edullisesti, kun istunto luodaan. Vaihtoehtoisesti se tapahtuu, kun istunnosta tulee aktiivinen. Istunnot ryhmitellään edullisesti säikeellä, jota kutsutaan ottosäikeeksi.

5 Keksinnön erään toisen aspektin mukaisesti tarjotaan palvelin useiden istuntojen hallitsemiseksi useiden päätteiden kanssa, joka palvelin käsittää useita säikeitä, ryhmittelyvälineet ryhmittelemään istunnot useisiin ryhmiin ja osoitusvälineet osoittamaan säie kullekin ryhmälle istuntoja.

10 Termi palvelin sisältää alkuperäpalvelimia, joista resurssi on peräisin tai joissa se on luotu, yhdyskäytäviä (palvelimia, jotka toimivat välittäjinä alkuperäpalvelimille), välipalvelimia (välittäjiä millaisten palvelinten tahansa välillä) ja alkuperäpalvelimien, yhdyskäytävien ja välipalvelimien yhdistelmiä. Yhdyskäytävä on solmu kahden tai useamman verkon tai saman verkon kahden osan, jotka 15 käyttävät eri viestintäprotokollia, välissä.

Eräässä tietyssä suoritusmuodossa keksintö käsittää yhdyskäytäväpalvelimen, joka palvelee useita liikkuvia päätteitä. Se voi olla WAP-HTTP - yhdyskäytäväpalvelin. Esimerkiksi käskyjä, kuten WAP-pyyntöjä, voidaan lähettää 20 WAP/HTTP -yhdyskäytävälle. Yhdyskäytävä tulkitsee nämä WAP- verkkopaketteina ja suorittaa tarvittavat HTTP-yhteystapahtumat alkuperäpalvelimella. Tämän jälkeen se lähettää takaisin tuloksen.

Keksinnön erään kolmannen aspektin mukaisesti tarjotaan viestintäjärjestelmä, 25 joka käsittää palvelimen ja useita päätteitä, jotka palvelin ja päätteet hoitavat useita istuntoja, joka palvelin käsittää useita säikeitä, ryhmittelyvälineet _ · e v ryhmittelemään istunnot useisiin ryhmiin ja osoitusvälineet osoittamaan ainakin yksi säie kullekin ryhmälle istuntoja.

30 Keksintö koskee edullisesti pitkäaikaisia istuntoja, joissakin tapauksissa jotkut istunnoista ovat toimivia niinkin pitkään kuin kuukausien ajan.

8 107422

Yksi ryhmä tarjotaan edullisesti kullekin säikeelle niin, että ryhmiä ja säikeitä on yhtä monta. Kullekin ryhmälle osoitettu säie käsittelee ainoastaan tuon ryhmän istuntojen tapahtumat. Tämä estää sen, että kaksi eri säiettä käsittelisi saman istunnon kaksi tapahtumaa. Keksintö sallii yhden säikeen käyttämisen 5 käsittelemään monia istuntoja samalla kun vältetään ristiriitaisuudet, joita voi muutoin syntyä käsiteltäessä istuntoja samanaikaisesti. Vaihtoehtoisessa suoritusmuodossa istunto voidaan asettaa ensimmäiseen ryhmään ensimmäisessä aikajaksossa ennen keskeyttämistä ja asettaa toiseen ryhmään toisessa aikajaksossa jatkamisen jälkeen. Toinen ryhmä voidaan valita 10 sattumanvaraisesti tai ennalta määritettyjen valintakriteerien perusteella, esimerkiksi perustuen ryhmien suhteellisiin aktiivisuuden tasoihin.

Kullakin ryhmällä on edullisesti jono, ja kukin istunto (ja tuona istunnon yhteystapahtumat) asettaa tapahtumansa tuohon jonoon. Tapahtumat voidaan 15 käsitellä järjestyksessä, jonka määrittää aika, jona ne on generoitu.

Keksinnön eräässä suoritusmuodossa sovellukseen liittyvät istunnot sisältyvät metaistuntoon. Uutta istuntoa luotaessa erikoissäie, jota kutsutaan ottosäikeeksi, vastaanottaa ilmoitusviestin metaistunnolta. Ottosäie kutsuu toiminnon, johon 20 vastataan ilmoituksella, että uusi istunto on luotu. Ottosäie osoittaa sitten uuden istunnon tietylle istuntoryhmälle. Tämän jälkeen tuon istunnon tapahtumat lähetetään tuolle ryhmälle osoitetulle säikeelle, ja säie käsittelee ne. Tämän vuoksi palvelin voi ohjata istuntojen osoitusmekanismia ja valita sellaisen kuormantasausmekanismin kuin halutaan tai on asianmukaista, esimerkiksi \ 25 kiertävän osoituksen. Tämän etuna on, että kuorma voidaan jakaa säikeiden kesken.

I t

Eräässä keksinnön mukaisessa menetelmässä ei ole tarpeen luoda säikeitä dynaamisesti, kun istuntoryhmässä on tapahtumia. Säie voidaan yksinkertaisesti 30 osoittaa istuntoryhmälle ja odottaa, kunnes on käsiteltäviä tapahtumia. Säie voi kutsua estotoiminnon, joka palaa seuraavan käsiteltävän tapahtuman kanssa.

• · 9 107422 Säikeitä voi tyypillisesti olla muutama, useita kymmeniä, sata tai useita satoja. Säikeiden lukumäärä valitaan koneen resurssienkäytön optimoimiseksi. Prosessoreita voi olla yksi ainoa tai kymmeniä.

5 Päätteet käsittävät edullisesti liikkuvia päätteitä. Edullisimmin päätteet käsittävät matkapuhelimia.

Istuntoihin sisältyy edullisesti tiedon hankkiminen tai yhteystapahtumien hoitaminen. Edullisimmin ne tapahtuvat päätteiden ja lähteiden välillä, jotka ovat 10 saatavissa yleisten verkkojen välityksellä, kuten Internetin välityksellä.

Istunnot ovat edullisesti osa viestintäprotokollaa. Edullisimmin istunnot ovat osa WSP:tä (Wireless Session Protocol). Keksintö ei kuitenkaan rajoitu WSP:hen ja se voi olla yleisesti sovellettava.

15

Keksinnön erään neljännen aspektin mukaisesti tarjotaan tietokoneohjelmatuote useiden istuntojen hallitsemiseksi, jotka istunnot ovat useiden päätteiden ja palvelimen, jolla on useita säikeitä, välillä, joka tietokoneohjelmatuote käsittää: konekieliset ohjelmavälineet istuntojen ryhmittelemiseksi useisiin ryhmiin, ja 20 konekieliset ohjelmavälineet säikeen osoittamiseksi kullekin ryhmälle istuntoja.

Tietokoneohjelmatuote on edullisesti tallennettu konekieliselle välineelle.

Keksintö sallii yksinkertaiset sovellukset, jotka eivät vaadi keskinäisiä 25 poissulkemisia ja muita mekanismeja suojelemaan istuntoja, tapahtumia, niihin liittyviä jonoja ja asiaankuuluvia tieto- ja datarakenteita samanaikaiselta pääsyltä. Tämän vuoksi keksintö tarjoaa korkean suorituskyvyn, koska ei ole tarvetta tarjota monimutkaista laskentamekanismia, joka hidastaisi tapahtumien toimitusta. Se varmistaa, että istunnon tapahtumia voi käsitellä ainoastaan yksi tietty säie, ja 30 tapahtuu tietojen yhdenmukainen käsittely.

• · 10 107422

Protokollan tapauksessa, joka sallii pitkäaikaiset istunnot, ryhmittely tarjoaa ratkaisun ylimääräisen suorituskyvyn saamiseksi luomalla staattisesti säikeitä, toisin sanoen, kun on käytettävissä määrätty tai rajoitettu määrä säikeitä.

5 Keksinnön erästä suoritusmuotoa kuvataan nyt ainoastaan esimerkinomaisesti viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa: kuvio 1 esittää viestintäjärjestelmää; kuvio 2 esittää laitteistoon sisällytettyä yhdyskäytäväpalvelinta; kuvio 3 esittää protokollapinojen järjestelyä; ja 10 kuvio 4 esittää säikeiden järjestelyä sovellusohjelmassa ja istuntoja protokollapinossa.

Seuraavassa esimerkissä viestintää kuvataan viittaamalla yllä mainittuun WAP:iin (Wirelesss Application Protocol). On huomattava, ettei keksintö rajoitu WAP:in 15 käyttöön ja muita protokollia ja spesifikaatioita voidaan käyttää.

Kuvio 1 esittää viestintäjärjestelmää, joka käsittää useita liikkuvia päätteitä 2, jotka pääsevät Internetiin 4. Liikkuvat päätteet lähettävät signaaleja 6, jotka langaton verkko 8 vastaanottaa ja jonka kautta ne lähetetään. Signaalit käsittävät WML-20 (Wireless Mark-up Language) ja WAP-käskyjä WAP:in mukaisesti. WML on nimiöperusteinen kuvauskieli, joka tarjoaa navigointitukea, tietojen syötön, hyperlinkkejä, tekstin ja kuvien esittämisen ja lomakkeita. Se on HTML:ää muistuttava selauskieli. Verkon 8 vastaanottamat signaalit 10 reititetään välipalvelimelle tai yhdyskäytäväpalvelimelle 12. Palvelin 12 kääntää WAP-25 pyynnöt HTTP-pyynnöiksi ja sallii näin liikkuvien päätteiden 2 pyytää tietoa WWW-palvelimelta 14 ja näin selata Internetiä 4. Yhdyskäytävä koodaa WWW-v palvelimelta 14 saadun tiedon sopivaan muotoon ja langaton verkko lähettää sen sitten liikkuvalle päätteelle 2, joka pyysi sitä. Liikkuva pääte 2 käsittelee ja käyttää tiedon. Jos WWW-palvelin 14 tarjoaa sisältöä WAP-/WML -muodossa, palvelin 12 30 voi hakea tällaisen sisällön suoraan WWW-palvelimelta 14. Kuitenkin, jos WWW-palvelin tarjoaa sisällön WWW-muodossa (kuten HTML), voidaan käyttää *: suodatinta kääntämään sisältö WWW-muodosta WAP-/WML -muotoon.

11 107422 WAP soveltuu useisiin eri järjestelmiin, mukaan lukien GSM-900, GSM-1800, GSM-1900, CDMA IS-95, TDMA IS-136, laajakaistainen IS-95 ja kolmannen sukupolven järjestelmät, kuten IMT-2000, UMTS ja W-CDMA.

5

Vaikka kuviossa 1 esitetään tietoa haettavan Internetistä, yhdyskäytävä itse voi sisältää halutun tiedon. Asiakas voi esimerkiksi hakea tietoa yhdyskäytävän tiedostojärjestelmästä.

10 WWW-palvelimen 14 lisäksi liikkuvat päätteet voivat viestiä WTA (Wireless Telephony Application) -palvelimen 18 kanssa.

Kuvio 2 esittää laitteistoon, kuten tietokoneeseen 20, sisällytettyä yhdyskäytäväpalvelinta. Tietokoneella 20 on dynaaminen muisti, käsittelyteho ja -15 muisti tallentamaan kaikki ohjelmat, jotka tarvitaan toteuttamaan yhdyskäytäväpalvelin, kuten sovellusohjelma, protokollapinot ja käyttöjärjestelmä. Tietokone 20 käsittää käyttöliittymän, kuten näppäimistön 22 ja näytön (ei esitetty) ja palvelinohjelman 24. Palvelinohjelmassa 24 on sovellusohjelma 26 alapuolella olevan protokollan tapahtumien käsittelemiseksi, kuten käsittelemään pyyntö 20 hakea WML palvelimelta, ja protokollapinoja, kuten WAP-protokollapino 28 ja HTTP-protokollapino 30. Sovellusohjelma 26 ohjaa tiedonvirtaa, mukaan lukien käskyt, pyynnöt ja informaatio, tietokoneen ja useiden eri verkkojen välillä, mukaan lukien puhelinverkko 32, Internet 34 ja tietoverkko ja piirikytkentäiset tietoverkot 35. Tietokone 20 viestii Internetin 34 kanssa HTTP-protokollapinon 30 ja 25 rajapinnan 36 kautta. Tietokone 20 viestii puhelinverkon 34 (= 32) ja tietoverkon 35 kanssa rajapintojen 38 ja 40 kautta. Palvelinohjelma 24 käsittää myös sovelluksen *: 42, joka konvertoi HTTP:n ja WAP:in välillä. SMS-sanomanvälitys voidaan tarjota dataliittymän kautta asianmukaisen laitteiston välityksellä operaattorin verkkoon.

30 Yksittäiset säikeet 44, jotka ovat läsnä sovellusohjelmassa 26 ja WAP-protokollapinossa 28, käyttävät prosessoreita 46 tietokoneessa 20 suorittamaan • · 12 107422 tarvittavat käsittelytehtävät. Tietokoneen 20 käyttöjärjestelmässä 50 läsnä olevat säikeistyspalvelut 48 tarjoavat säikeiden varaamisen prosessoreille.

On ymmärrettävä, että WAP-pino on rakennettu niin kutsuttujen siirtoteiden (jotka 5 tarjoavat datasähkepalveluja) päälle. Nämä siirtotiet voivat olla esimerkiksi SMS tai CSD. Siirtoteillä on omat protokollansa ja ne on toteutettu protokollapinototeutusten välityksellä. Tämä on esitetty kuviossa 3.

Kuvio 4 esittää säikeiden järjestelyä sovellusohjelmassa ja istuntoja 10 protokollapinossa. Sovellusohjelma, säikeet, protokollapino ja istunnot olisivat palvelimessa, kuten kuviossa 2 esitetyssä palvelimessa. Kuten edellä mainittiin, yhdellä kertaa voi olla suuri määrä istuntoja auki yhdyskäytäväpalvelimen ja liikkuvien päätteiden välillä. Selvyyden vuoksi kuviossa 4 on esitetty ainoastaan muutama näistä istunnoista. Asian havainnollistamiseksi esitetään rajaviiva 60, 15 joka erottaa sovellusohjelman 62 ja protokollapinon 64.

Protokollapinossa 64 on metaistunto 66, joka sisältää kaikki istunnot, joita palvelin parhaillaan käsittelee. Istunnot ovat joko osoitettuja 68 tai osoittamattomia 70. Osoitetut istunnot 68 on järjestetty useisiin ryhmiin 72. Sovellusohjelmassa 62 on 20 lukuisia säikeitä 74, jotka käsittelevät tiettyjä ryhmiä. Siellä on myös ottosäie 76. Tässä kuviossa on esitetty ryhmien 72A ja 72B yksittäisiä istuntoja. Kun istunto luodaan, se on osoittamaton. Ottosäie 76 vastaanottaa ilmoitusviestin tai toimintokutsun ja osoittaa sitten osoittamattoman istunnon tietylle istuntoryhmälle ja näin tietylle säikeelle 74 osoitusvaiheessa 78. Järjestely tuottaa lukuisia erillisiä 25 ryhmiä, joista kukin osoitetaan tietylle säikeelle.

i\ Kun istunto on sitten osoitettu, tuon istunnon tapahtumat lähetetään tuolle ryhmälle osoitetulle säikeelle, ja säie käsittelee tapahtumat. Näin ollen tietyssä ryhmässä syntyvät tapahtumat käsittelee ainoastaan sille osoitettu säie. Sovellus 30 voi ohjata istuntojen osoitusmekanismia ja valita sellaisen kuormantasausmekanismin kuin halutaan tai on tarkoituksenmukaista, esimerkiksi ·: kiertävän osoituksen. Tällä tavalla säikeitä käytetään tehokkaasti.

13 107422

Kukin ryhmä varustetaan jonolla 80, joka sisältää tuossa ryhmässä syntyviä tapahtumia. Koska säie, jolle ryhmä on osoitettu, pystyy pääsemään jonoon käsittelemään sen sisältämiä tapahtumia, tiettyyn istuntoon liittyvät tapahtumat 5 käsitellään oikeassa järjestyksessä, esimerkiksi istunnon keskeyttäminen suoritetaan ennen tuon istunnon jatkamista. Tämän vuoksi keksintö rajoittaa samanaikaisesti käsiteltävissä tapahtumissa syntyvien virheiden riskiä.

Tapahtumat voivat sisältää sovelluksen ja protokollapinon välillä siirrettäviä 10 osoituksia ja vahvistuksia. Ne voivat myös sisältää näennäistapahtumia, jotka laukaisevat tilan muutoksia protokollapinon sisällä tai pinon kerrosten sisällä. Alla on annettu esimerkkejä istuntoon liittyvistä tapahtumista ja niiden merkityksistä: • Connect.ind. Kun asiakas pyrkii muodostamaan istunnon, Connect.ind on tapahtuma, jonka palvelin vastaanottaa, joka osoittaa, mitä asiakas haluaa.

15 Vastaava tapahtuma asiakkaan puolella, joka osoittaa, että palvelin hyväksyy istunnon muodostamisen, on Connect.cnf.

• Suspend.ind. Tämä on tapahtuma, jonka vastekerros vastaanottaa, kun toinen vastekerros haluaa keskeyttää istunnon.

• Resume.ind. Kun asiakas pyrkii jatkamaan istuntoa, Resume.ind on 20 tapahtuma, jonka palvelin vastaanottaa, joka osoittaa, mitä asiakas haluaa.

Vastaava tapahtuma asiakkaan puolella, joka osoittaa, että palvelin hyväksyy > · « istunnon jatkamisen, on Resume.cnf.

• Exception.ind. Tämä liittyy poikkeukselliseen tapahtumaan viestinnässä tai protokollapinossa.

25 · Disconnect.ind. Istunto lopetetaan, eikä lisäviestintää voi tapahtua tämän istunnon yhteydessä.

* ·

Alla on annettu esimerkkejä Methodlnvoke-yhteystapahtumaan liittyvistä tapahtumista ja niiden merkityksistä: • Methodlnvoke.ind. Tämä on palvelimen vastaanottama tapahtuma, joka 30 osoittaa, että asiakas pyytää menetelmän suoritusta (esim. GET). Asiakas vastaanottaa vastaavan tapahtuman MethodResult.ind.

14 107422 • MethodResult.ind. Tämä on palvelimen vastaanottama tapahtuma, joka ilmoittaa, että tilaaja on vastaanottanut tuloksen. Yhteystapahtuma päätetään.

• MethodAbort.ind. Tämä on toisen vastekerroksen vastaanottama tapahtuma, kun toinen vastekerros pyytää yhteystapahtuman lopettamista.

5 Vahvistettuun pinoamisyhteystapahtumaan liittyviä tapahtumia: • ConfirmedPush.cnf. Tämä on tyypillisesti palvelimen vastaanottama tapahtuma, että toinen vastekerros, tyypillisesti asiakas, on vastaanottanut tapahtuman ConfirmedPush.ind.

• PushAbort.ind. Tämä on vastekerroksen vastaanottama tapahtuma, joka 10 osoittaa, että pinoamisyhteystapahtuma on kumottu.

Näitä tapahtumia on kuvattu spesifikaatiossa WSP:tä varten.

Istunnot ovat pitkäaikaisia, eivätkä ne ole aktiivisa kaiken aikaa. Jos istunto on osoitettu ryhmälle ainoastaan silloin, kun se luodaan, istuntojen jakaminen ryhmille 15 on staattista. Tämä voi johtaa tehottomaan säikeiden hyödyntämiseen. Keksinnön eräässä toisessa suoritusmuodossa ottosäie osoittaa passiivisia istuntoja ryhmille silloin, kun niitä jatketaan (tuolla hetkellä tuolle istunnolle ei ole mitään muita tapahtumia, jotka pitäisi käsitellä). Tämän seurauksena tarjotaan dynaamisempi istunnonosoitus ja näin tehokkaampi istunnonhallinta. Passiivisia istuntoja 20 jatketaan lähettämällä viesti (tai tapahtuma), että istuntoa tullaan jatkamaan.

Eräässä lisäsuoritusmuodossa istunnot järjestetään puuhierarkiaan, jossa istunnot on järjestetty ryhmiin ja istuntoryhmät itse on järjestetty lisäryhmiin. Jotkut solmut istuntopuussa (istuntosolmut) voidaan määrittää niiksi, jotka käsittelevät 25 tapahtumia, ja toiset solmut voidaan määrittää niiksi, jotka siirtävät tapahtumat solmuihin, joissa ne käsitellään. Tämä sallii istuntojen käsittelytavan valmiin räätälöinnin. Tapahtumat vihaavat ylöspäin istunnoista ja ne yhdistetään solmuihin, jotka on määritetty käsittelemään ne, ja asetetaan siis jonoon ja annetaan sitten sovellukselle. Tämän vuoksi kukin solmu, joka saa tapahtuman 30 alapuolelta, joko asettaa sen jonoonsa tai siirtää se ylöspäin.

15 107422

Lisäsuoritusmuodossa istuntoja ei osoiteta tietyille istuntoryhmille, vaan varataan valikoimalle ryhmiä. Kuitenkin, kun istunnon toimintoja täytyy käsitellä, se osoitetaan tietylle ryhmälle. Istunto voidaan esimerkiksi alunperin osoittaa ryhmien 3, 4, 5 ja 6 valikoimalle. Käsiteltäessä tiettyjä toimintoja, esimerkiksi tiettyjä 5 tapahtumia, istunto osoitetaan ryhmälle 4 ja kaikki sen tapahtumat pannaan ryhmään 4. Istunnosta tulee silloin passiivinen vähäksi aikaa, toisin sanoen se ei generoi mitään tapahtumia. Kun istunnosta tulee jälleen aktiivinen, se voidaan osoittaa valikoimansa 3, 4, 5 ja 6 toiselle ryhmälle, esimerkiksi vähiten kuormitetulle ryhmälle. Vähiten aktiivisen ryhmän voi valita protokollapino 10 automaattisesti. Jos tämä on ryhmä 5, istunto osoitetaan ryhmälle uudelleen aktivoitaessa. Tällä tavoin istuntoa ei kohdisteta tiettyyn ryhmään ja se voi siirtyä ryhmien välillä.

Yhteydenmuodostamispyyntö tai istuntopyyntö (joita kutsutaan myös 15 yhdistämisosoituksiksi) voidaan myös osoittaa valikoimalle ryhmiä. Sitä kutsutaan VVSP-spesifikaatiossa S-Connect.ind -abstraktiprimitiiviksi. Tämä suoritusmuoto sallii säikeiden tehokkaan käytön ja istuntojen nopean osoittamisen. Lisäksi se poistaa erikois (otto) -säikeen tarpeen. Tässä suoritusmuodossa valinnan suorittaa pino itse valitsemalla ryhmien valikoiman tietylle istunnolle. On 20 huomattava, että tässä suoritusmuodossa sovellus ei voi ohjata istuntojen osoittamista tietyille ryhmille, esimerkiksi valita vähiten kuormitettua ryhmää, ja protokollapinon toteuttaminen on monimutkaisempaa. Tässä suoritusmuodossa ei ole ottosäiettä. Ilmoitukset, jotka ottosäie käsittelee toisissa suoritusmuodoissa, tuotetaan ryhmissä ja tavalliset työsäikeet käsittelevät ne.

25

Vielä eräässä lisäsuoritusmuodossa sen sijaan, että säikeet herättävät estotoimintoja käsittelemään tapahtumia, tapahtumien käsitteleminen voi perustua vastakutsuihin. Tässä tapauksessa protokollapino itse herättää toiminnon sovellussäikeessä toimittamaan tapahtuman.

Keksintö sijaitsee API:ssa (Application Programming Interface). Viitaten kuvioon 2 API on läsnä sovellusohjelman 26 ja WAP-protokol!apinon 28 välissä. API tarjoaa 30 16 107422 protokollapalveluja sovellukselle. API on konkreettinen tapa sovellukselle vastaanottaa tapahtumia protokollalta ja herättää protokollan palveluprimitiivit.

Keksintö soveltuu erityisesti protokollatoteutuksiin, joissa: 5 (i) protokollayksikkö generoi sellaisia tapahtumia, jotka täytyy käsitellä niiden generoimisjärjestyksessä, toisin sanoen niiden käsittelyä ei voida suorittaa rinnakkain: (ii) sovellus, joka on rakennettu toteutuksen päälle, on monisäikeinen; (iii) on pitkäaikaisia protokollayksikköjä, joilla on pitkiä passiivisia jaksoja, joka 10 tekee vaikeaksi tarjota yksi säie kullekin yksikölle.

Keksintöä on kuvattu esimerkkien avulla. Alan ammattimiehelle on ilmeistä, ettei keksintö rajoitu edellä esitettyjen suoritusmuotojen yksityiskohtiin ja että keksintö voidaan toteuttaa muissa suoritusmuodoissa poikkeamatta keksinnön 15 tunnusmerkeistä. Esimerkiksi, vaikka edellä esitetty on kuvaus liikkuvista päätteistä, jotka selaavat Internetiä, on ymmärrettävä, että viestintä voi olla eri tyyppistä mukaan lukien tiedon lähettäminen ja vastaanottaminen, yhteystapahtumien hoitaminen, kuten rahoitustapahtumien, sähköpostin tai viestien lähettäminen ja vastaanottaminen. Toimintojen valikoimaan kuuluu pääsy 20 palveluihin, esimerkiksi säätiedotukset, uutiset, osakehinnat, lentoaikataulut, soittoäänien lataus, pankkipalvelut mukaan lukien tiedon hankinta ja maksut. Se voi esiintyä muissa viestintäympäristöissä kuin Internet. Täten esitettyjä suoritusmuotoja tulisi pitää valaisevina, muttei rajoittavina. Siten keksinnön toteutus- ja käyttömahdollisuuksia rajoittavat ainoastaan oheistetut 25 patenttivaatimukset. Niin muodoin vaatimusten määrittelemät erilaiset keksinnön toteutusvaihtoehdot, myös ekvivalenttiset toteutukset kuuluvat keksinnön piiriin.

«

Claims (21)

107422

1. Menetelmä useiden istuntojen hallitsemiseksi, jotka istunnot ovat useiden päätteiden ja palvelimen, jolla on useita säikeitä, välillä, jossa menetelmässä: 5 ryhmitellään istunnot useisiin ryhmiin; ja osoitetaan säie kullekin ryhmälle istuntoja.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, jossa ryhmittely tapahtuu, kun istunto luodaan. 10

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, jossa ryhmittely tapahtuu, kun istunnosta tulee aktiivinen.

4. Minkä tahansa edellä esitetyn patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, jossa 15 yksi ryhmä tarjotaan kullekin säikeelle niin, että ryhmiä ja säikeitä on yhtä monta.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, jossa tietylle ryhmälle osoitettu säie käsittelee ainoastaan tuon ryhmän istuntojen tapahtumat. 20

6. Minkä tahansa edellä esitetyn patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, jossa istuntoja osoitetaan staattisesti tietyille säikeille.

7. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 5 mukainen menetelmä, jossa istunto 25 asetetaan ensimmäiseen ryhmään ensimmäisessä aikajaksossa ennen keskeyttämistä ja asetetaan toiseen ryhmään toisessa aikajaksossa jatkamisen jälkeen. 1 Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, jossa toinen ryhmä valitaan 30 ryhmien aktiivisuuden suhteellisten tasojen perusteella. 107422

9. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, jossa toinen ryhmä valitaan sattumanvaraisesti.

10. Minkä tahansa edellä esitetyn patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, jossa 5 kullakin ryhmällä on jono ja kukin istunto asettaa tapahtumansa tuohon jonoon. 11 .Minkä tahansa edellä esitetyn patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, jossa istunnot ryhmittelee säie, jota kutsutaan ottosäikeeksi. 10 ^.Patenttivaatimuksen 11 mukainen menetelmä, jossa ottosäie kutsuu toiminnon, johon vastataan ilmoituksella, että uusi istunto on luotu, ja osoittaa sitten uuden istunnon tietylle istuntoryhmälle.

13. Minkä tahansa edellä esitetyn patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, jossa 15 istunnot ovat pitkäaikaisia.

14. Minkä tahansa edellä esitetyn patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, jossa päätteet käsittävät liikkuvia päätteitä.

15. Patenttivaatimuksen 14 mukainen menetelmä, jossa päätteet käsittävät matkapuhelimia.

16. Minkä tahansa edellä esitetyn patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, jossa kuormantasausvälineet sisältyvät istunnon osoitusmekanismiin. 25

17. Minkä tahansa edellä esitetyn patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, jossa istuntoihin liittyy tiedon hankkiminen tai yhteystapahtumien hoitaminen Internetin kautta.

18. Minkä tahansa edellä esitetyn patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, jossa istunnot ovat osa WSP:tä (Wireless Session Protocol). 107422

19. Palvelin useiden istuntojen useiden päätteiden kanssa hallitsemiseksi, joka palvelin käsittää useita säikeitä, ryhmittelyvälineet ryhmittelemään istunnot useisiin ryhmiin ja osoitusvälineet osoittamaan säie kullekin ryhmälle istuntoja.

20. Patenttivaatimuksen 19 mukainen palvelin, joka käsittää yhdyskäytäväpalvelimen, joka palvelee useita liikkuvia päätteitä.

21. Patenttivaatimuksen 20 mukainen palvelin, joka käsittää WAP-HTTP yhdyskäytävän. 10

22. Viestintäjärjestelmä, joka käsittää palvelimen ja useita päätteitä, joka palvelin ja jotka päätteet hoitavat useita istuntoja palvelimen käsittäessä useita säikeitä, ryhmittelyvälineet ryhmittelemään istunnot useisiin ryhmiin ja osoitusvälineet osoittamaan ainakin yhden säikeen kullekin ryhmälle istuntoja. 15

23. Tietokoneohjelmatuote useiden istuntojen hallitsemiseksi, jotka istunnot ovat useiden päätteiden ja palvelimen, jolla on useita säikeitä, välillä, joka tietokoneohjelmatuote käsittää: konekieliset ohjelmavälineet istuntojen ryhmittelemiseksi useisiin ryhmiin; ja 20 konekieliset ohjelmavälineet säikeen osoittamiseksi kullekin ryhmälle istuntoja. 107422