专利名称：流向拥塞状态信息的处理方法
技术领域：
本发明涉及一种流向拥塞状态信息的处理方法，尤其是一种在通信网络中，通信信息汇聚模块检测获得网络流向的拥塞状态信息，并将该流向的拥塞状态信息保存在通信控制模块中的处理方法。
背景技术：
下一代网络(NGN)是一个以分组通信网络为承载，提供固定移动话音、数据和视频等多种业务的融合网络，其基本特征是控制功能、承载功能的分离。参见图1，其为控制与承载相分离的网络结构示意图，通信控制模块主要用于对网络中的各种业务进行控制，如连接控制、翻译和选路、网关管理、呼叫控制、带宽管理、信令、安全性和生成呼叫详细记录等功能，而通信信息汇聚模块主要功能是处理通信媒体信息流的传输，即处理各种业务内容的承载，所述通信媒体信息流指音频媒体信息流、视频媒体信息流、动画媒体信息流等媒体信息流及其组合；其中通信控制模块与通信信息汇聚模块通过管理控制接口连接，用于传送管理控制信息，通过管理控制接口实现通信控制模块对通信信息汇聚模块的控制；通信控制模块之间通过网络控制信息接口连接，用于传送网络控制信息，通过网络控制信息接口实现对网络中的各种业务的控制；通信信息汇聚模块之间通过承载接口连接，用于传送通信媒体信息流，通过承载接口实现网络中的具体业务内容的传送；通信媒体信息流从一个通信信息汇聚模块通过分组骨干网直接传送到另一个通信信息汇聚模块的通信关系称为流向。这里的“直接”是指两个通信信息汇聚模块之间的通信媒体信息流不经过另一个通信信息汇聚模块转接。流向具有方向性，如图所示，例如通信媒体信息流从通信信息汇聚模块5传送到通信信息汇聚模块6之间的通信关系为流向56，而通信信息汇聚模块6传送到通信信息汇聚模块5之间的通信关系为流向65；流向可以通过发送通信媒体信息流的通信信息汇聚模块的分组骨干网地址和接收通信媒体信息流的通信信息汇聚模块的分组骨干网地址唯一确定。这里的分组骨干网地址一般为IP地址(IPv4或IPv6地址)。上述网络架构可对应与3G R4软交换网和IMS网络。
在3G R4软交换网中，通信控制模块对应于软交换机(也称软交换服务器，或MSC服务器(MSC Server)，实现软交换网中的呼叫控制)，通信信息汇聚模块对应于媒体网关(MGW，负责通信媒体信息流的处理和互通功能)，管理控制接口对应于Mc接口(用于MGW与MSC服务器之间信息交互的接口)。
在IMS网络中，通信控制模块对应于MGCF(媒体网关控制功能)模块或MRFC(多媒体资源功能控制器)或CSCF(呼叫会话控制功能)模块(包括P-CSCF(代理-呼叫会话控制功能)模块、I-CSCF(问询-呼叫会话控制功能)模块和S-CSCF(服务-呼叫会话控制功能)模块)或PDF(策略决策功能)模块；通信信息汇聚模块对应于IMS-MGW(IMS中的媒体网关)或MRFP(多媒体资源功能处理器)或GGSN(关口GPRS支持节点)或SBC(会话边界控制器)，管理控制接口对应于Mn接口(用于MGCF与IM-MGW之间信息交互的接口)，Mp接口(用于MRFC和MRFP之间信息交互的接口)，Go接口(用于PDF和GGSN之间的信息交互的接口)等。
在网络通信中，当传输和处理的数据量过大时，就会造成网络的拥塞，这时需要采取一些控制措施(如接纳控制、网络运营中的网络资源动态调配、有针对性的网络扩容等)来解除或缓解网络的拥塞，而采取控制措施的前提是能够全面的获知网络的拥塞状态信息。在控制与承载相分离的网络中，造成网络拥塞的主要原因有通信控制模块和通信信息汇聚模块的过负荷，网络控制信息接口、管理控制信息接口和承载接口的拥塞。对于通信控制模块和通信信息汇聚模块的负荷状态，模块自身可以感知，并进行相应的控制措施；对于网络控制信息接口、管理控制信息接口也有相应的拥塞状态信息的处理方法使相应的控制模块可以获知接口的拥塞状况并进行相应的控制措施；对于承载接口的拥塞状况，也就是流向上的拥塞状况，现有技术中没有相应的拥塞状态信息的处理方法使通信控制模块全面获知各个流向的拥塞状况，从而无法将各个流向的拥塞状况作为采取控制措施的依据，而承载接口传送着通信媒体信息流，传送流量远大于网络控制信息接口和管理控制信息接口，更容易造成网络的拥塞，而承载接口拥塞，体现在各个流向上的拥塞，对网络的通信有非常大的影响，因此，需要一种针对于流向的拥塞状态信息的处理方法，从而可以全面反映各个流向的拥塞状况，为进一步的控制措施提供依据。
发明内容
本发明针对现有技术中通信控制模块无法全面获知各个流向的拥塞状况的缺陷，提供一种流向拥塞状态信息处理方法，通过本方法可以在通信控制模块中全面反映其所辖各个流向的拥塞状况，为通信控制模块采取各种控制措施提供了依据。
为了实现上述发明目的，本发明提供了一种流向的拥塞状态信息处理方法包括如下步骤步骤1、通信信息汇聚模块检测流向的拥塞信息，并对所述拥塞信息进行分析，确定该流向的拥塞状态信息；步骤2、所述通信信息汇聚模块通过管理控制接口将所述流向拥塞状态信息上传给通信控制模块；步骤3、通信控制模块收到的上传的信息后，根据所述信息对通信控制模块中反映所述流向的拥塞状态的内容进行更新；步骤4、结束。
通过本发明提供的拥塞状态信息处理方法，弥补了现有技术中通信控制模块无法全面获知各个流向的拥塞状况的缺陷，可以在通信控制模块中全面反映其所辖各个流向的拥塞状况，为通信控制模块采取各种控制措施提供了依据。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
图1为控制与承载相分离的网络结构示意图；图2为本发明的流向拥塞状态信息处理方法的流程图；图3为本发明的流向拥塞状态信息处理方法在3G R4软交换网中应用的网络结构示意图。
具体实施例方式
参见图2，其为本发明的流向拥塞状态信息处理方法的流程图，包括如下步骤步骤1、通信信息汇聚模块检测流向的拥塞信息，并对所述拥塞信息进行分析，确定该流向的拥塞状态信息，所述拥塞信息为能够反映流向拥塞状况的信息，如流向的QOS状态(包括抖动、时延、丢包等)；步骤2、所述通信信息汇聚模块通过管理控制接口将所述流向拥塞状态信息上传给通信控制模块；步骤3、通信控制模块收到的上传的信息后，根据所述信息对通信控制模块中反映所述流向的拥塞状态的内容进行更新；步骤4、结束。
其中在所述步骤1中所述通信信息汇聚模块可以通过检测与其进行信息交换的流向上的媒体分组的收发质量来检测流向的拥塞信息。
在控制与承载分离的网络架构中，通信信息汇聚模块主要功能是处理通信媒体信息流的传输，而通信控制模块主要用于对网络中的各种业务进行控制，本发明通过通信信息汇聚模块检测流向的拥塞状态，并将流向的拥塞状态反映到通信控制模块中，使通信控制模块可以全面获知其下属的通信信息汇聚模块的各个流向的拥塞状态，并做出相应的控制措施，如接纳控制、网络运营中的网络资源动态调配、有针对性的网络扩容等。
其中在所述步骤1与步骤2之间还可以设有根据所述信息对通信信息汇聚模块中反映所述流向的拥塞状态的内容进行更新。
为了减少管理控制接口传输的数据量和通信控制模块的处理开销，可以有选择的进行信息上报，例如可以只上传拥塞状态发生变化的流向的拥塞状态信息，这样，在上述更新操作与步骤2之间设有判断所述反映所述流向的拥塞状态的内容是否发生变化，如果是，则执行步骤2，如果不是，则执行步骤4。
对于流向的拥塞状态可以简单的划分为拥塞和不拥塞，对于此种情况，在所述步骤1中所述通信信息汇聚模块根据预先设定的用于确定拥塞状态的参考值来确定所述流向的拥塞状态信息，其中所述拥塞状态信息为所述流向处于拥塞状态的信息或所述流向处于非拥塞状态的信息。
为了更细致的反映流向的拥塞情况，可以将拥塞状态划分为不拥塞和处于拥塞状态的多个拥塞等级，对于此种情况，在所述步骤1中所述通信信息汇聚模块根据预先设定的用于确定拥塞状态的参考值来确定所述流向的拥塞状态信息，其中所述拥塞状态信息为所述流向处于非拥塞状态的信息或所述流向的处于拥塞状态的拥塞等级信息。
为了对流向的历史拥塞状况进行分析统计，需要将流向的拥塞状态发生变化的时间记录在通信控制模块中，所以在所述步骤1中还包括记录检测流向拥塞信息的时间信息；并且当该流向的拥塞状态发生改变时，相应的在所述步骤2中还包括将所述时间信息通过管理控制接口上传给通信控制模块；在所述步骤3中还包括所述通信控制模块将所述时间信息和拥塞状态信息保存在检测日志中，这样通过对检测日志中的信息进行分析，便可以得出各个流向在历史时间段上的拥塞状况的变化情况，从而为采取各种控制措施提供了更全面的依据。在实际的应用中，本发明的流向拥塞状态处理方法是在通信信息汇聚模块和通信控制模块自身没有过负荷的情况下进行的，当模块过负荷或将要过负荷时，则可停止本方法，以减轻节点的负担。
本方法可以应用于3G R4软交换网和IMS的网络中，下面具体说明本发明在3G R4软交换网和IMS的网络中的应用。
参见图3，其为本发明的流向拥塞状态信息处理方法在3G R4软交换网的中应用的网络结构示意图，在3G R4软交换网中通信信息汇聚模块为MGW，通信控制模块为MSC服务器，MGW与MSC服务器之间的管理控制接口为Mc接口，以MSC服务器1为例，与其相关的流向即为与MGW1和MGW2相关联的流向，如S31(表示数据传输方向为MGW3到MGW1的流向)，S41，S12等，其中MGW1的IP地址为11.1.1.1，MGW2的IP地址为11.1.1.2，MGW3的IP地址为11.1.1.3，MGW4的IP地址为11.1.1.4，MGW5的IP地址为11.1.1.5，MGW6的IP地址为11.1.1.6；拥塞信息检测的原理是，MSC服务器1下的MGW1和MGW2监控各个流向上的RTP流，通过RTCP协议计算出各个流向的QOS状态，如抖动、时延、丢包。MGW1和MGW2根据各个流向的QOS状态，对各个流向上是否存在拥塞进行判断。并根据拥塞的严重程度，将拥塞流向的拥塞状态定义为若干个拥塞等级。同时MGW1和MGW2通过RTCP协议，还可得到拥塞流向两端MGW的IP地址及数据流的传输方向从而可以确定该流向。
在MGW1和MGW2中动态维护着反映各个流向的拥塞状态的拥塞状态表，以MGW1为例，其拥塞状态表如表1所示表1
表中的每一行存储的信息可以反映一个流向的拥塞状态，包括发端IP地址(数据发送端的MGW的IP地址)、收端的IP地址(数据接收端的MGW的IP地址)、拥塞等级，通过发端IP地址和收端的IP地址便可以确定一个流向，该表只记录发生拥塞的流向的拥塞状态信息；MGW1检测并确定了某个流向的拥塞状态信息后，根据该信息对拥塞状态表进行更新，具体更新过程为当MGW1检测到某个流向处于拥塞时，如果拥塞状态表中还没有该流向的拥塞状态信息，则在该表中添加一行，如果已经有该流向的信息，则根据检测到的拥塞等级来更新该流向的拥塞状态。如果检测到某个流向没有发生拥塞时，则查看该表中是否存有该流向的拥塞状态信息，如果有，说明该流向是发生拥塞解除的流向，则在该表中将该流向的拥塞状态信息删除。该表可以反映当前各个流向的拥塞状态，如果该表中没有关于某个流向的信息，则说明该流向的拥塞状态为不拥塞。
在3G R4软交换网中，对于网络中的各种业务的控制是由MSC服务器负责的，所以为了给MSC服务器提供控制的依据需要将各个流向的拥塞状态反映到MSC服务器，即要在MSC服务器中同样动态存储着一张反映MSC服务器所辖的各个流向的拥塞状态的拥塞状态表，MSC服务器所辖的各个流向即为其下属的MGW相关联的流向，对于MSC服务器1来说，其下属的MGW为MGW1和MGW2，为了减轻Mc接口的负担和MSC服务器1的处理开销，MGW1和MGW2只上传拥塞状态发生变化的流向的拥塞状态信息即可，具体做法是，当MGW1和MGW2中的拥塞状态表发生变化时，MGW1和MGW2将拥塞状态发生变化的流向的拥塞状态信息利用H.248协议通过Mc接口上传给MSC服务器，MSC服务器根据上传的信息对MSC服务器中的拥塞状态表进行更新。MSC服务器1中的拥塞状态表如表2所示，表2
其结构和MGW1中的拥塞状态表一样，其内容反映了MGW1和MGW2相关联的流向的拥塞状态，当MSC服务器1收到MGW1或MGW2上报的拥塞状态信息后，也进行相应的更新操作。MSC服务器和MGW中的拥塞状态表即可视为本发明的方法中所述的反映流向的拥塞状态的内容。
对于IMS网络，通信控制模块为MGCF模块或MRFC或CSCF模块或PDF模块；通信信息汇聚模块为IMS-MGW或MRFP或GGSN或SBC，以GGSN为例，拥塞检测的原理是在GGSN对通信媒体信息流的分组进行收发的过程中，GGSN对各个流向上的媒体信息流的分组接收和发送质量进行测量，这些流向包括本GGSN与其它各个通信信息汇聚模块之间的媒体信息流的流向，包括本GGSN与其它GGSN之间、本GGSN与SBC之间、本GGSN与IMS-MGW之间。对于本GGSN来说，通过自身在IP骨干网上的IP地址(IPv4或IPv6地址)，和与其进行信息交互的其它通信信息汇聚模块在IP骨干网上的IP地址和数据的传输方向便可确定流向，所述的IP骨干网是指可为IMS中各通信信息汇聚模块相互之间的互通提供承载的IP网。GGSN通过对各流向进行测量，并根据测量结果确定流向是否拥塞和拥塞等级。GGSN与PDF之间的管理控制接口为Go接口，与3G R4软交换网的应用实例一样，GGSN也可以将各个流向的拥塞状态以上述拥塞状态表的形式存储在GGSN中，并通过Go接口将拥塞状态发生改变的流向的拥塞状态信息上报到PDF中，PDF根据上报的信息更新PDF中的拥塞状态表，从而使PDF中也动态存储着反映其所辖流向拥塞状态的拥塞状态表。
对于上述的拥塞状态表中的信息的还可以以其他存储方式存储，如可以存储在寄存器中、或者以表格、链表、数组等形式存储在系统中。
最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。
权利要求
1.一种流向拥塞状态信息的处理方法，其特征在于包括如下步骤步骤1、通信信息汇聚模块检测流向的拥塞信息，并对所述拥塞信息进行分析，确定该流向的拥塞状态信息；步骤2、所述通信信息汇聚模块通过管理控制接口将所述拥塞状态信息上传给通信控制模块；步骤3、通信控制模块根据所述拥塞状态信息对通信控制模块中反映所述流向的拥塞状态的内容进行更新；步骤4、结束。
2.根据权利要求1所述流向拥塞状态信息处理方法，其特征在于在所述步骤1与步骤2之间还设有根据所述拥塞状态信息对通信信息汇聚模块中反映所述流向的拥塞状态的内容进行更新。
3.根据权利要求2所述流向拥塞状态信息处理方法，其特征在于在所述更新操作与步骤2之间还设有判断所述反映所述流向的拥塞状态的内容是否发生变化的操作，如果是，则执行步骤2，如果不是，则执行步骤4。
4.根据权利要求1至3任一所述的流向拥塞状态信息处理方法，其特征在于在所述步骤1中所述通信信息汇聚模块根据预先设定的用于确定拥塞状态的参考值来确定所述流向的拥塞状态信息，其中所述拥塞状态信息为所述流向处于拥塞状态的信息或所述流向处于非拥塞状态的信息。
5.根据权利要求1至3任一所述的流向拥塞状态信息处理方法，其特征在于在所述步骤1中所述通信信息汇聚模块根据预先设定的用于确定拥塞状态的参考值来确定所述流向的拥塞状态信息，其中所述拥塞状态信息为所述流向处于非拥塞状态的信息或所述流向的处于拥塞状态的拥塞等级信息。
6.根据权利要求1所述的流向拥塞状态信息处理方法，其特征在于在所述步骤1中所述通信信息汇聚模块通过检测与其进行信息交换的流向上的媒体分组的收发质量来检测流向的拥塞信息。
7.根据权利要求1所述的流向拥塞状态信息处理方法，其特征在于所述通信信息汇聚模块为MGW，所述通信控制模块为MSC服务器。
8.根据权利要求1所述的流向拥塞状态信息处理方法，其特征在于所述通信控制模块为MGCF模块或MRFC或CSCF模块或PDF模块；所述通信信息汇聚模块为IMS-MGW或MRFP或GGSN或SBC。
9.根据权利要求3所述的流向拥塞状态信息处理方法，其特征在于在所述步骤1中还包括记录检测流向拥塞信息的时间信息；在所述步骤2中还包括将所述时间信息通过管理控制接口上传给通信控制模块；在所述步骤3中还包括所述通信控制模块将所述时间信息和拥塞状态信息保存在检测日志中。
全文摘要
本发明涉及一种流向拥塞状态信息的处理方法，该方法包括如下步骤步骤1、通信信息汇聚模块检测流向的拥塞信息，并对所述拥塞信息进行分析，确定该流向的拥塞状态信息；步骤2、所述通信信息汇聚模块通过管理控制接口将所述拥塞状态信息上传给通信控制模块；步骤3、通信控制模块根据所述拥塞状态信息对通信控制模块中反映所述流向的拥塞状态的内容进行更新；步骤4、结束。通过本发明提供的流向拥塞状态信息处理方法，弥补了现有技术中通信控制模块无法全面获知各个流向的拥塞状况的缺陷，可以在通信控制模块中全面反映其所辖各个流向的拥塞状况，为通信控制模块采取各种控制措施提供了依据。
文档编号H04L29/02GK1794714SQ200510097418
公开日2006年6月28日 申请日期2005年12月28日 优先权日2005年12月28日
发明者欧阳聪星, 俞承志, 张慧芳, 魏强, 魏冰 申请人:中国移动通信集团公司