專利名稱：承載和控制分離網(wǎng)絡(luò)多節(jié)點資源管理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，具體地說，涉及通信領(lǐng)域中NGN系統(tǒng)中大容量MGW(Media Gateway，媒體網(wǎng)關(guān))的多節(jié)點分布處理的資源管理方法。
背景技術(shù)：
隨著移動通訊系統(tǒng)在經(jīng)濟和社會生活等各個領(lǐng)域日益廣泛的應(yīng)用，移動通訊系統(tǒng)技術(shù)本身也在快速發(fā)展之中，從目前正在廣泛使用的第二代移動通訊系統(tǒng)，到正在成熟完善的第三代移動通訊系統(tǒng)，技術(shù)上的發(fā)展已經(jīng)能夠有效滿足對于通訊系統(tǒng)的需求。NGN(下一代網(wǎng)絡(luò)，如WCDMA/CDMA2000/TD-SCDMA/SOFTSWITCH)網(wǎng)絡(luò)采用的是一種承載和控制分離的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，MGW是在NGN網(wǎng)絡(luò)中的負責(zé)承載部分的網(wǎng)元，提供不同的網(wǎng)絡(luò)承載接口(如TDM、ATM和IP接口)，MGW在承載和控制分離網(wǎng)絡(luò)中負責(zé)相關(guān)的承載資源管理，包括承載資源的狀態(tài)、分配和釋放。MGW的容量取決于其管理承載資源的能力，采取一種合理的資源管理的模型，可以有效的平滑的增加MGW的容量。目前MGW的資源管理采用的是一種集中資源的管理方式，該方式實現(xiàn)比較簡單，無法實現(xiàn)大容量的MGW的需求；并且可靠性相對比較差，一旦集中管理承載資源的節(jié)點發(fā)生故障，該MGW將不能再提供任何服務(wù)。通過對現(xiàn)有專利的檢索，也未發(fā)現(xiàn)有效的解決方案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的MGW承載資源容量無法平緩擴大的缺點，以期提供一種能夠通過增加資源管理節(jié)點平滑的實現(xiàn)大容量MGW的承載資源管理方法。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出了一種承載和控制分離網(wǎng)絡(luò)多節(jié)點資源管理方法，其特征在于，包括以下步驟第一步確定承載資源的分布管理策略；首先將承載資源對應(yīng)的單板進行編號；然后根據(jù)按照負荷分擔(dān)的原則給每個單板分配管理的主節(jié)點和備份節(jié)點，從而獲得以下的分布關(guān)系{單板編號，單板歸屬的主節(jié)點編號，單板歸屬的備用節(jié)點編號}；如編號為1的單板，其所有承載資源在第一個節(jié)點管理，編號為2的單板的承載資源在第二個節(jié)點管理等(如圖4所示)，通過這一步就將所有的承載資源演化為一張承載資源的分布關(guān)系和一些承載資源的子集；第二步各個管理節(jié)點從數(shù)據(jù)庫獲得承載資源的分布關(guān)系以及所管理的承載資源子集，并保存在該節(jié)點的存儲器上(如圖5所示)；各管理節(jié)點在上電啟動以后，首先從數(shù)據(jù)庫節(jié)點中獲得承載資源分布關(guān)系；然后根據(jù)該分布關(guān)系向數(shù)據(jù)庫獲取所有在該節(jié)點上管理的承載資源；在承載資源的分布關(guān)系發(fā)生改變的時候，數(shù)據(jù)庫通知相關(guān)節(jié)點重新獲取分布關(guān)系和管理的承載資源；第三步大容量MGW的承載資源管理流程，承載資源的管理流程主要是兩部分一個是承載資源的狀態(tài)管理，一個是承載資源的分配和釋放流程(如圖6所示)；承載資源的單板在啟動的時候，首先從數(shù)據(jù)庫獲取該單板的主備管理節(jié)點，然后向主管理節(jié)點登記并獲取該單板的承載資源配置數(shù)據(jù)后，初始化單板的承載資源狀態(tài)，并實時上報狀態(tài)到主備管理節(jié)點，在管理節(jié)點上動態(tài)設(shè)置承載資源的狀態(tài)；承載資源的分配流程參見圖7所示，在所有的管理節(jié)點上，通過承載資源的分布關(guān)系都能獲取一張完整的承載資源的視圖。承載資源的分配，首先獲取承載資源的分布節(jié)點，然后在每個節(jié)點上依次查詢在該節(jié)點是否有承載資源分配，如所有節(jié)點都沒有可分配的資源，本次分配失??；如果只要其中有一個節(jié)點分配成功，不再繼續(xù)查找剩余的節(jié)點，本次分配結(jié)束。最后歸還承載資源。
采用本發(fā)明所述承載和控制分離網(wǎng)絡(luò)多節(jié)點資源管理方法，采用分布節(jié)點管理承載資源，通過增加各節(jié)點存儲所有承載資源的分布關(guān)系，根據(jù)承載資源的管理流程，獲取在各個節(jié)點為一個完整的全局資源的視圖。與現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠解決大容量MGW管理承載資源所遇到的呼叫處理能力和系統(tǒng)存儲容量的限制，是解決NGN系統(tǒng)中大容量MGW的關(guān)鍵技術(shù)突破。


圖1是現(xiàn)有資源管理方法示意圖。
圖2是本發(fā)明所述承載和控制分離網(wǎng)絡(luò)多節(jié)點資源管理方法流程圖。
圖3是本發(fā)明所述方法應(yīng)用的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
圖4是本發(fā)明所述方法中第一步流程圖。
圖5是本發(fā)明所述方法中第二步流程圖。
圖6是本發(fā)明所述方法中第三步流程資源狀態(tài)管理流程圖。
圖7是本發(fā)明所述方法中第三步流程資源分配流程圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的具體實施作進一步的詳細描述。
在圖1所示的現(xiàn)有資源管理方法中，由于承載資源集中管理，該節(jié)點的處理能力和存儲能力都將限制MGW的容量；并且單個節(jié)點管理存儲資源的可靠性也不高，單節(jié)點的故障會導(dǎo)致MGW不可用。
圖2描述了本發(fā)明承載管理資源的分布情況，承載資源按照承載資源分布關(guān)系分布在不同的節(jié)點管理。在每個節(jié)點上管理的承載資源是所有承載資源的一個子集，承載資源分布關(guān)系在所有節(jié)點上以全集存在。
圖3是本發(fā)明所述方法應(yīng)用的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，包括3個環(huán)節(jié)資源的分布存儲、資源存儲分布關(guān)系、各節(jié)點間資源數(shù)據(jù)管理控制。通過這三個環(huán)節(jié)組合，實現(xiàn)了大容量的承載資源的分布管理模型(分布資源的數(shù)據(jù)管理模型見圖2)，并能夠有效的實現(xiàn)平滑的大容量MGW的擴充。
資源的分布管理是指所有的承載資源按照一定的規(guī)則分布在不同的模塊節(jié)點上管理。分布管理的規(guī)則可以為以下同一類單板的資源按照單板平均分布存儲在不同的模塊節(jié)點上，或者一個框內(nèi)的單板全部存儲在一個模塊節(jié)點上。具體分布存儲的規(guī)則按照承載資源的硬件實現(xiàn)方式有關(guān)。資源的分布于不同節(jié)點管理，一方面降低了每個模塊節(jié)點資源管理的性能要求，并且從結(jié)構(gòu)上提供了整個系統(tǒng)的可靠性，一個模塊節(jié)點的故障只影響本模塊節(jié)點所管理的承載資源。同時對整個MGW的容量平滑擴充提交了條件。
全局的資源存儲分布關(guān)系是描述每個承載資源的具體的分布存儲節(jié)點的關(guān)系表，其目的為了在每個模塊節(jié)點上能夠獲得完整的一個MGW的所有承載資源的視圖，通過該分布關(guān)系，所有模塊節(jié)點上的應(yīng)用將能夠訪問該MGW所有承載資源。承載資源的分布存儲關(guān)系的設(shè)計與資源的分布存儲策略是關(guān)聯(lián)的；如承載資源的分布策略是以一個單板為最小的分布關(guān)系，該全局的資源存儲分布關(guān)系將記錄一個單板和該單板對應(yīng)的承載資源分布的節(jié)點號；如承載資源的分布策略是以一框為最小的分布關(guān)系，該全局的資源存儲分布關(guān)系將記錄一個框和存儲該框承載資源的節(jié)點號。
承載資源的管理控制，包括承載資源的狀態(tài)管理和承載資源的獲取和釋放流程。承載資源的狀態(tài)分為空閑、忙、閉塞三種，某個特定的承載資源的狀態(tài)只在其分布的節(jié)點上進行對應(yīng)的遷移和變化。承載資源單板在上電啟動以后，從數(shù)據(jù)庫獲取其管理的節(jié)點后，資源單板定時向管理節(jié)點上報狀態(tài)。
承載資源的獲取流程，見圖7，主要分為以下幾個步驟(1)優(yōu)先在本模塊節(jié)點上選擇空閑的承載資源中；(2)如當(dāng)前節(jié)點獲取失敗，獲得該MGW所有分布該承載資源的節(jié)點，并按照一定的規(guī)則 (如節(jié)點的負荷)生成一個依次查找節(jié)點組；(3)依次在該節(jié)點組中的節(jié)點發(fā)送消息查找對應(yīng)的超載資源；(4)如在一個節(jié)點如找到需要的資源，將該資源的狀態(tài)從空閑遷移到忙，并同時返回成功的資源給應(yīng)用；(5)如所有節(jié)點都沒有找到，返回獲取資源失敗給應(yīng)用。在以上步驟中我們可以看到，通過對步驟2采用不同的規(guī)則，可以按照需要調(diào)整各節(jié)點之間的負荷。
歸還承載資源流程(1)獲取該資源的節(jié)點號，(2)向該節(jié)點的資源釋放資源，并同時該資源遷移狀態(tài)，從忙遷移到空閑狀態(tài)。
本發(fā)明所牽涉到技術(shù)，增加其他模塊，各個部分的連接關(guān)系不會發(fā)生改變。
權(quán)利要求
1.一種承載和控制分離網(wǎng)絡(luò)多節(jié)點資源管理方法，其特征在于，包括以下步驟第一步確定承載資源的分布管理策略；第二步各個管理節(jié)點從數(shù)據(jù)庫獲得承載資源的分布關(guān)系以及所管理的承載資源子集，并保存在該節(jié)點的存儲器上；第三步進行大容量MGW承載資源的管理，包括承載資源的狀態(tài)管理和承載資源的分配和釋放管理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的承載和控制分離網(wǎng)絡(luò)多節(jié)點資源管理方法，其特征在于，所述第一步進一步包括以下步驟(1)將承載資源對應(yīng)的單板進行編號；(2)根據(jù)按照負荷分擔(dān)的原則給每個單板分配管理的主節(jié)點和備份節(jié)點，從而獲得分布關(guān)系{單板編號，單板歸屬的主節(jié)點編號，單板歸屬的備用節(jié)點編號}，將所有的承載資源演化為一張承載資源的分布關(guān)系和一些承載資源的子集。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的承載和控制分離網(wǎng)絡(luò)多節(jié)點資源管理方法，其特征在于，所述第二步進一步包括以下步驟(1)各管理節(jié)點在上電啟動；(2)從數(shù)據(jù)庫節(jié)點中獲得承載資源分布關(guān)系；(3)各管理節(jié)點在上電啟動，主動從數(shù)據(jù)庫節(jié)點中獲得承載資源分布關(guān)系；(4)根據(jù)該分布關(guān)系向數(shù)據(jù)庫獲取所有在該節(jié)點上管理的承載資源。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的承載和控制分離網(wǎng)絡(luò)多節(jié)點資源管理方法，其特征在于，所述步驟(3)中，在承載資源的分布關(guān)系發(fā)生改變的時候，數(shù)據(jù)庫通知相關(guān)節(jié)點重新獲取分布關(guān)系和管理的承載資源。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的承載和控制分離網(wǎng)絡(luò)多節(jié)點資源管理方法，其特征在于，第三步中承載資源的狀態(tài)管理進一步包括以下步驟(1)承載資源的單板啟動；(2)從數(shù)據(jù)庫獲取該單板的主備管理節(jié)點；(3)承載資源的單板啟動，主動從數(shù)據(jù)庫獲取該單板的主備管理節(jié)點；(4)向主管理節(jié)點登記并獲取該單板的承載資源配置數(shù)據(jù)后，初始化單板的承載資源狀態(tài)，并實時上報狀態(tài)到主備管理節(jié)點；(5)在管理節(jié)點上動態(tài)設(shè)置承載資源的狀態(tài)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的承載和控制分離網(wǎng)絡(luò)多節(jié)點資源管理方法，其特征在于，第三步中承載資源的分配管理進一步包括以下步驟(1)在所有的管理節(jié)點上，通過承載資源的分布關(guān)系獲取一張完整的承載資源的視圖；(2)獲取承載資源的分布節(jié)點；(3)在每個節(jié)點上依次查詢在該節(jié)點是否有承載資源分配，如所有節(jié)點都沒有可分配的資源，本次分配失?。蝗绻灰渲杏幸粋€節(jié)點分配成功，不再繼續(xù)查找剩余的節(jié)點，本次分配結(jié)束。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的承載和控制分離網(wǎng)絡(luò)多節(jié)點資源管理方法，其特征在于，第三步中承載資源的釋放管理進一步包括以下步驟(1)獲取該資源的節(jié)點號；(2)向該節(jié)點的資源釋放資源，并同時該資源遷移狀態(tài)，從忙遷移到空閑狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種承載和控制分離網(wǎng)絡(luò)多節(jié)點資源管理方法，包括第一步確定承載資源的分布管理策略；第二步各個管理節(jié)點從數(shù)據(jù)庫獲得承載資源的分布關(guān)系以及所管理的承載資源子集，并保存在該節(jié)點的存儲器上；第三步進行大容量MGW承載資源的管理，包括承載資源的狀態(tài)管理和承載資源的分配和釋放管理。本發(fā)明能夠解決大容量MGW管理承載資源所遇到的呼叫處理能力和系統(tǒng)存儲容量的限制，是解決NGN系統(tǒng)中大容量MGW的關(guān)鍵技術(shù)突破。
文檔編號H04L12/24GK1545250SQ20031011212
公開日2004年11月10日 申請日期2003年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月14日
發(fā)明者蔡輝, 周自春, 王娜, 梁璐, 蔡 輝 申請人:中興通訊股份有限公司