CN100384165C - 在通信网络中资源选择的方法 - Google Patents

Abstract

在本发明的具有使用网络中资源的通信部件(A1-A4、B1-B11、C1-C3、S1、S2)的通信网络(ISDN、VoIP)中，为进行资源选择，在第一步中，通过通信部件(A1-A4、B1-B11、C1-C3、S1、S2)测定和存储多个或所有的资源的关于业务能力的功能和数据。附加地在使用一个资源时，通过一个通信部件(A1-A4、B1-B11、C1-C3、S1、S2)将关于使用这个资源的资源专用信息寄存在至少一个数据库中。根据所存储的功能和数据和/或寄存在该数据库中的资源专用的信息实现资源的选择。

Description

在通信网络中资源选择的方法

其部件以分组交换方式相互通信的通信网络，越来越多地代替线路交换的通信网。当使用网际协议(IP)来交换以数据形式存在的声音信息时，这些网络通常也称为IP上的语音(缩写为VoIP)网络。在此，这些网络或者只用来传输语音数据，或者也可用混合方式不仅传输语音数据而且也传输其他信息。

布置在通信网络中的并且相互连接的设备一般称为通信部件。当采用这样一个通信部件作为终端设备、譬如作为电话或多媒体终端时，该部件也被称为客户部件。其他部件不用作终端设备，而是在通信网络中提供业务。这些业务譬如可以是网关功能、语音邮件服务器、地址目录或其他类似的业务。这些通信部件也被称为服务器部件。由服务器提供的业务和功能在文献中通常也称为资源。

不仅客户部件、而且服务器部件通常是由计算机硬件(譬如PC)组成，该计算机硬件借助相应的硬件扩展和相匹配的软件执行相应的功能。在此，在计算机硬件上也可安装超过一个的软件应用程序，以致在网络中唯一的一个物理部件基本上不仅可执行客户功能而且可执行服务器功能。这些通信部件在文献中也称为客户服务器(Servent)，其是由概念“客户”和“服务器”推导出的人造词。

通信部件通过以下方式相互连接，即该通信部件彼此交换被编址的数据包。在此，每个通信部件在分组交换的网络中都具有一个网络地址，该网络地址是唯一地分配给它的。在按照网际协议交换数据的网络(IP网)中，这个网络地址譬如是IP地址和IP端口号码。如果一个通信部件与另一个通信部件连接或交换数据，则必须事先得知该另一个部件的网络地址。网络地址在时间上不总是固定地被分配给通信部件，而是在网络中也可动态地被分配，由此通信部件在每次断开和重新接通后或在预定的事件后都可分别有另一个地址。由于这个原因，在已知的分组交换的通信网络中，至少一个网络部件被配备有可在这个通信网中使用的所有通信部件的地址目录(地址数据库)。这些服务器部件通常也被称为关守。

但是，已知按照关守的类型在无中心地址数据库的情况下也可进行数据交换，譬如借助方法“The Gnutella Protocol SpecificationV0.4(Gnutella协议规范V0.4)”，利用该方法因特网中的通信部件可自动地找到其他的通信部件以进行文件交换。在此，文件交换和由此进行的数据交换因此不借助中央服务器部件或一个“关守”实施，而是直接在各个通信部件之间实现。无需上级机构而规定直接在通信部件之间进行数据交换的网络称为对等网络。不仅包括“客户”而且包括“服务器”的功能的通信部件是上面已经提及的“客户服务器”。

在按照Gnutella规范的对等网络中，每个通信部件(譬如PC)都随时准备好将文件与其他通信部件进行交换。为了可进行数据交换，搜寻的通信部件需要随时准备好调用被搜寻的文件的通信部件的网络地址。为此，这些搜寻的通信部件首先发送第一搜寻消息、即所谓的“ping”。收到一个“ping”搜寻消息的通信部件以命中应答、即所谓的“pong”回答搜寻的通信部件。在这个命中应答中，分别包含着回答的通信部件的网络地址以及由这个通信部件所提供的进行交换的文件的数量。在下一个步骤中，进行搜寻的通信部件发送第二搜寻消息“查询(Query)”给有限地选择的那些用“pong”回答“ping”搜寻消息的通信部件。第二搜寻消息已经包括被搜寻的文件的文件名。如果一个通信部件接收到第二搜寻消息“查询”，但该通信部件本身不准备交换被搜寻的文件，则该通信部件将这个搜寻消息转发给通信网络中其他的通信部件，这些其他的通信部件譬如已通过过去已经执行的“ping”方法测定出其地址。然而如果通信部件可提供用于交换的所需的文件，则该通信部件用命中应答“查询命中(QueryHit)”来回答第二搜寻消息“查询”，由此进行搜寻的通信部件借助在网际协议中定义的命令可初始化文件传输。

当在其他的通信部件中搜寻某个文件时，采用Gnutella方法。一旦被搜寻的文件第一次被找到，搜寻方法就严格结束。

文献US-A1-2002/073204(Dutta等)“Method and system forexchange of node characteristics for data sharing inpeer-to-peer data networks(在对等数据网络中进行数据共享的交换节点特性的方法和系统)”示出了一种具有通信部件(计算机)的分组交换的通信网络，在该网络中通信部件相互交换计算机文件。在此，在Gnutella协议的基础上进行文件的搜寻和传输。在此，将有关通向找到的其他计算机中的一台计算机的连接的质量的特性信息显示给计算机的客户，其中这些信息一方面涉及这些找到的计算机的接入参数，而另一方面涉及该连接的传输速度(比特率)。还有存储在这台计算机上的和可用于文件交换的文件的名称也属于所显示的信息。该信息被显示给计算机客户，以使这个客户可决定，为文件交换的目的，通向所找到的其他的计算机的连接是否应保持存在，或者该连接是否应被拆除。在此，每部计算机原则上不仅都可提供文件，而且还可从其他计算机得到文件。

虽然按照Gnutella方法搜寻时一次找到正确的文件就足够了，但是在通信网络的业务(资源)中，获得对同一种类型的多个资源的访问通常是重要的，以便在需要时在这些资源之间可进行选择。这种情况譬如通常在网关上出现，这些网关提供给分组交换的通信网络中的客户部件多条通向线路交换的通信网络中的通信部件的连接。在此，分组交换的通信网的客户部件需要关于多个这种类型的服务器部件的与使用有关的信息，因为网关按照其信道数总是同时只支持有限数量的通信连接。因此当一个网关已经完全满载时，则必须能够选取另一个网关。

文献US-A1-2002/064147(Jonas等)“Method and apparatusfor transmitting and routing voice telephone calls over apacket switched computer network(通过分组交换的计算机网络传送和路由语音电话呼叫的方法和设备)”，示出了通信连接(电话通话)的一种方法和装置，这些通信连接在第一通信网络(数据网络、因特网)中的第一通信部件(计算机)和在第二线路交换的通信网络(公共电话网)中的第二通信部件(电话)之间跨网络地连通。为此，两个通信网、也即因特网和公共电话网借助网关相互连接。对于从计算机网络出发在线路交换的通信网络中建立的通信连接来说，这些通信部件首先建立通向中央“鉴权服务器”的连接，该鉴权服务器依赖于瞬间满载和各自的成本为需建立的通信连接重新选择网关中的一个。

如果在一个分组交换的通信网络中多个网关可供使用，则客户部件已存储具有多个网关的列表是常见的。在搜寻一个空闲的、即还没完全满载的网关的过程中，客户部件按照顺序接触所有的登记在列表上的网关，直到找到一个具有足够(剩余的)容量的网关为止。在此，第一个登记在这个列表上的网关也被称为“默认网关”，并且其他的登记在这个列表上的网关则被称为“回落(Fall Back)网关”。具有在通信网络中可支配的资源的列表从通信网络中的中央站点出发进行管理。当网络拓扑变化时或关于可支配的服务器部件发生变化时，改变列表，并且接着更新地重新提供客户部件。

通信网络中的网关和其他资源首先出于容量原因被重复预置。在此，这些通信部件在通信网中通常都是按空间分布的。这一方面平均缩短了连接路径，另一方面特别在网关的情况下，导致成本低廉的好处。所要求的高的故障安全性是在通信网络中重复预置中央部件的原因。

在已知的通信网络中已证实的缺点是在使用时刻选择已被占用的或不太适合的资源。

本发明的任务是，在分组交换的通信网络中更有效地选择资源，和同时减少管理通信网络的花费。

该任务的解决方案通过在权利要求1中针对方法说明的特征和通过在权利要求11中针对计算机程序产品说明的特征来给出。

在涉及该方法的情况下，这个任务的解决方案规定，在使用一个资源时，通过一个通信部件在数据库中寄存关于使用这个资源的资源专用的信息，并且根据寄存在该数据库中的资源专用的信息和根据关于迄今使用这些资源的统计信息来实现资源的选择。

在此，以简单的方式保障，在多次或长期使用某种资源时，不仅要考虑业务能力的数据，而且还要考虑由以前使用这个资源得到的经验值。

本发明的有利的改进方案在从属权利要求中给出。

在此，为寄存资源的资源专用的信息，以统计方式分析和存储所传送的信息。资源专用的信息譬如是关于使用资源的可靠性、安全性、可用性、成本等等的信息。

有利地，由通信部件存储的资源专用的信息可提供给其他的通信部件，以致于每个通信部件不限于自己数据库的信息，或必须独立地建立自己的数据库。

以下根据附图说明本发明方法的实施例。

为此，唯一的附图以示意图的形式示出了一个分组交换的通信网，其与一个线路交换的通信网连接。

在一个分组交换的通信网VoIP中，通信部件A1-A4、B1-B11相互连接。

通信部件A1-A4、B3-B11涉及不仅具有客户功能、而且具有服务器功能的客户服务器。通信部件B1、B2涉及“简单”的IP电话、也即涉及具有纯客户功能的通信部件。

在通信部件A1、A4中，连接分组交换的通信网VoIP与线路交换的通信网ISDN的网关作为服务器功能实现。安装在通信部件A1和A4上的网关位于不同的地点，并且此外位于线路交换的通信网ISDN的不同的市话网区域内。网关使分组交换的通信网VoIP的通信部件A1-A4、B1-B11和ISDN终端设备C1-C3连接在其上的线路交换的通信系统S1、S2之间的连接成为可能。该连接作为可使用的资源可供分组交换的通信网VoIP中的所有客户部件使用，并且也可供线路交换的通信网ISDN中的通信设备S1、S2使用。

安装在通信部件A1、A4上的网关可由通信部件B1、B2的客户部件以及所有的在分组交换的通信网VoIP中在通信部件A1-A4、B3-B11上(主要以软件应用程序的形式)安装的客户部件进行选择和使用。为此，在所有的通信部件A1-A4、B3-B11上安装提供客户功能的通信软件。

该通信软件可如此被构造，以使它随后还分别检查可供服务器功能使用的自己的通信部件A1-A4、B3-B11。服务器功能至少在第一次启动通信软件时实现。然后，如此存储给服务器功能的这些信息，以使该信息可在使用相应的搜寻方法的情况下由其他的通信部件A1-A4、B3-B11调用。

以下以通信部件A3为例说明搜寻分组交换通信网VoIP中的资源、选择作为资源的多个网关中的一个网关、并且为了在通信部件A3和线路交换的通信网ISDN中的ISDN终端设备C1之间进行通信连接而使用所选择的网关。

在启动通信部件A3和前述的检查自己的硬件以后，分组交换通信网VoIP中通信部件A3的客户部件搜寻其他的“相邻”的通信部件。为此，使用在因特网协议中所定义的方法，这些方法要求网络段的所有部件都要进行回答消息。这借助所谓的“广播”、也即在所有可达到的部件上编址的消息来实现。在这种搜寻的过程中，通信部件A3测定和存储通信部件A1和A2的网络地址。在下一个步骤中，通信部件A3发送搜寻消息给已找到的“相邻”的通信部件A1和A2，该搜寻消息包括查询某种类型的资源、也即网关。

通信部件A3被如此预调节，以使该通信部件A3借助这种搜寻方法只搜寻大概地或按照经验较常使用的这种类型的资源。网关就属于这种类型的资源，这些网关使得在分组交换的通信网VoIP和线路交换的通信网ISDN之间的连接成为可能。当安装在部件A3上的客户部件要求使用这样一种资源时，才在分组交换的通信网VoIP中搜寻很少使用的其他资源、譬如用于执行电话会议的服务器。

在这个例子中，分组交换的通信网VoIP中的通信部件A3的通信软件只搜寻网关，因为在此这是大多数所用类型的资源。

通信部件A2不具有自己的网关，以致该通信部件A2在其一端将通信部件A3的搜寻询问转交给其他的通信部件A4、B5、B6。

相反，通信部件A1拥有自己的网关，和用包括通信部件A1的网络地址和安装在那里的网关的接入参数的肯定回答来回答通信部件A3的搜寻询问。这些数据由通信部件A3存储在一个表格中。

此外，通信部件A1转发搜寻消息给其他的对它来说是已知的通信部件B3、B10、B11。

同样，通信部件A4拥有自己的网关，以致该通信部件A4在同一条路径上对其已通过通信部件A2的“迂回路径”收到的通信部件A3的搜寻询问作出回答，其中该回答类似于通信部件A1的情况包括通信部件A4的网络地址和安装在那里的网关的接入参数。这些数据也由通信部件A3在可使用的网关的表格中存储起来。

由通信部件A3转交给其相邻的通信部件A1和A2和由这些通信部件再度转交给其他通信部件的搜寻消息，在预定义的数据字段中包括一个数字，该数字作为计数器在每次将搜寻消息从一个通信部件转交给下一个通信部件时减1。一旦这个数字通过连续的转交搜寻消息已达到值“0”，该搜寻消息就不再继续在分组交换的通信网VoIP中传输。由此就可防止搜寻消息通常被无限地转送。这个计数器的起始值在通信部件A3中被调节到足够高，以使分组交换的通信网VoIP的大部分或整个分组交换的通信网VoIP都被搜寻。在这里该数譬如具有值“10”。

除了通信部件A1和A4以外，通信部件A3不接收其他的回答。

在由通信部件A3找到两个在分组交换的通信网VoIP中可用的和安装在通信部件A1和A4上的网关以后，现在在通信部件A3上安装的客户部件一旦想建立一条通向线路交换的通信网ISDN中的终端设备C1-C3的通信连接，就可确定接触这些网关的顺序。为此，通信部件A3将一系列测试消息发送给所找到的两个网关中的每一个。譬如这种测试消息是在因特网中很常用的“ping”，以便检查通向其他通信部件的连接。这些测试消息由通信部件A1和A4用一个相应的标准化的应答进行回答。在由通信部件A3发射测试消息和接收相应的应答之间的时间间隔称为测试消息的传播时间。测试消息的传播时间由通信部件A3进行测量和存储。从所有的测试消息到一个网关的传播时间中可分别构成一个平均值并且添加到资源表格的录入项中。根据平均的传播时间，现在应如此对该表格进行分类，使得具有最小的平均的传播时间的网关居首位。在下一步中，通信部件A3将借助其查询网关的业务特征的查询消息发送给所找到的网关中的每一个网关。譬如分别属于网关的业务特征的有通向线路交换的通信网ISDN的语音信道数量和将网关连接到分组交换的通信网VoIP上的带宽。通过这些查询所获得的关于业务特征的信息也被存储在通信部件A3的表格中。

现在，作为某种类型的资源的分类标准，除测试消息的平均传播时间以外，还可应用其他可支配的数据、譬如信道数量或IP连接的带宽。在现有的情况下，根据测试消息的平均传播时间对表进行分类，以便在建立连接时，以具有较短的平均传播时间的资源开始来处理这个列表，并且选择那个资源，该资源作为第一个在带宽和信道数量方面满足针对建立确定的连接需达到的要求。当这个资源不能建立起所需的连接时，譬如因为该连接正由通信部件B3使用或在其间出故障，则可选择该列表中后面的适当的资源等等。

通信部件A3在可使用的资源的列表中不仅记录着数据、如平均传播时间、IP连接的带宽和可使用的信道数量等等，而且在这个列表中还并行地积累了关于自己使用这些资源的统计信息。这些信息也可被称为关于资源的可靠性、安全性和可用性的“经验数据库”。在分组交换的通信网VoIP中有大量的同种类型的资源时，也可分析这些统计信息，以便根据这些信息确定资源的使用顺序。在此，譬如优选地使用这些显示低故障率和中断率或迄今很少“被占用”的资源。这些统计数据也可由通信部件A3提供给其他通信部件A1、A2、B3-B11进行调用，以便新增加的或连通的通信部件A1、A2、B3-B11从开始起就可最佳地选择资源。

当通信部件A1和A4中的一个或安装在这些通信部件上的网关中的一个网关出故障时，就可替代地使用列在通信部件A3的列表中的下一个网关。因此在资源长期出故障时，不总是徒劳地重新接触出故障的资源，通信部件A3以一定的时间间隔执行通向所有列入的资源的连接测试。对此进行补充，还有规律地重复搜寻分组交换通信网VoIP中的资源，以便在此期间找到新补充到网络的通信部件及其资源并且由此可对其进行使用。

Claims (11)

1.在具有使用网络中交换功能的通信部件(A1-A4、B1-B11、C1-C3、S1、S2)的通信网络(ISDN、VoIP)中进行交换功能选择的方法，

其中，多个交换功能给通信部件(A1-A4、B1-B11、C1-C3、S1、S2)提供相同的功能，其中多个或所有交换功能的关于业务能力的功能和数据通过一通信部件(A1-A4、B1-B11、C1-C3、S1、S2)来测定和在至少一个数据库中被存储，

其特征在于，

-在使用交换功能时，通过一通信部件(A1-A4、B1-B11、C1-C3、S1、S2)将关于使用该交换功能的交换功能专用信息寄存在所述数据库中，并且

-通信部件将搜寻消息转发给对于该通信部件来说是已知的其他通信部件，

-根据寄存在所述数据库中的交换功能专用信息和根据关于迄今使用该交换功能的统计信息来实现交换功能的选择。

2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，

为寄存交换功能专用信息，用统计方式分析和存储由交换功能所传送的信息。

3.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，

作为交换功能专用信息，寄存关于使用交换功能的可靠性和/或安全性和/或可用性和/或成本的信息。

4.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，

由一通信部件(A1-A4、B1-B11、C1-C3、S1、S2)存储的交换功能专用信息可提供给其他的通信部件(A1-A4、B1-B11、C1-C3、S1、S2)。

5.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，

交换功能是通信部件(A1-A4、B1-B11、C1-C3、S1、S2)的可用的业务。

6.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，

通信部件(A1-A4、B1-B11、C1-C3、S1、S2)中的至少一个具有综合的搜寻功能以测定其他通信部件(A1-A4、B1-B11、C1-C3、S1、S2)的交换功能的地址。

7.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，

对于有关业务能力的数据，考虑交换功能的反应时间。

8.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，

对于有关业务能力的数据，考虑关于交换功能的瞬间满载或剩余的容量的信息。

9.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，

通信部件(A1-A4、B1-B11、C1-C3、S1、S2)在由其正使用的交换功能出故障时，选择下一个可支配的功能相同的交换功能以便继续使用。

10.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，

直接在接通通信部件(A1-A4、B1-B11、C1-C3、S1、S2)后或以确定的时间间隔重复地执行多个或所有交换功能的关于业务能力的功能和数据的测定。

11.用于在具有使用网络中交换功能的通信部件(A1-A4、B1-B11、C1-C3、S1、S2)的通信网络(ISDN、VoIP)中进行交换功能选择的装置，该装置具有，

-一模块，用于利用多个交换功能给通信部件(A1-A4、B1-B11、C1-C3、S1、S2)提供相同的功能，

-一模块，用于测定多个或所有交换功能的关于业务能力的功能和数据，

-一模块，用于在至少一个数据库中存储多个或所有交换功能的关于业务能力的功能和数据，

其特征在于，所述装置进一步包括下列模块：

-一模块，其在使用一交换功能时，在至少一个数据库中寄存有关使用该交换功能的交换功能专用的信息，

-一模块，用于将搜寻消息转发给对于该通信部件来说是已知的其他通信部件，以及

-一模块，用于根据寄存在所述数据库中的交换功能专用信息和根据关于迄今使用该交换功能的统计信息来选择交换功能。

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