会话建立的过载控制的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及网络语音(VoIP)和多媒体会话网络中的过载控制，并且具体涉及用于在连接不同服务提供商的转接网络中的会话建立的过载控制的方法和系统。
【背景技术】
[0002]在下一代VoIP和IP多媒体网络中，单独的控制面部件(例如，会话边界控制器(SBC)、媒体网关控制器(MGC)和呼叫服务器(CS))通常具有一些嵌入式过载自我保护机制，所述嵌入式过载自我保护机制旨在通过丢弃请求新会话建立的消息，防止在过载情况下处理的崩溃。大多数机制都很少区分或者不区分正被影响的呼叫类型，且紧急呼叫通常仅在减载处理中接收区别。在保护自身的同时，这无助于使新会话的成功建立最大化。
[0003]在实现VoIP技术的网络中，呼叫控制和媒体传送被分成独立的媒体和会话控制面。这能够设计平面控制体系，该平面控制体系允许任何节点与任何其它节点具有信令关系。通过添加中央路由功能，这允许高度可扩展和分布式网络，但是当开始将所有目的地节点的合适的负载信息以信号方式发送给生成新会话建立的所有节点时，还在大的网络中导致扩展问题。
[0004]对于这种平面控制面体系，已经提出了一些方案，其中，过载节点通过以信号方式通知所有发送节点以丢弃其新请求的一部分来对新会话建立的请求进行响应。该方案有很多冋题。
[0005]该方案要么必须保持要给其发送过载控制信息的所有发送节点的配置，要么仅对做出负载请求的节点进行响应。这意味着任何新的发送节点最初将不具有限制信息，并且以全速率开始发送。而且，随着业务需求改变，特别是以非常快的上升时间，匹配并且反馈将产生提供给过载节点的最佳业务需求的成比例丢弃速率变得不切实际。如果例如节点能够每秒接收不超过100个新会话建立并且其预期每秒200个新会话建立的业务需求，如果在过载节点能够重新评估并且按丢弃的速率以信号方式发送改变之前，实际业务速率上升到每秒1000个新会话建立，则请求丢弃50%业务将没有帮助。因此，对于在这样的方案内保护它们自己的节点，它们倾向于使用过度严格的限制预测，过度严格的限制预测将通过不成功的会话降低客户体验，并且将网络收入降低到低于通过可用资源本应获得的收入以下。
[0006]用于过载控制的另一种技术用于压力下的节点以信号方式通知其相邻节点，其需要会话建立的绝对速率而非如上所述按比例丢弃。例如，每秒钟发送给我不超过100个新会话建立，而不是丢弃你的新呼叫请求的30%。该方案的优点在于，所发送的需求可以与过载节点的可用容量匹配，并且在不管业务速率可以上升多快的情况下可以被安全地保护。如果发送节点性能良好，则所发送的需求将不超过所请求的需求。该方案的当前实施方式的问题在于，所讨论的节点需要知道在可以将业务发送至其的所有节点之间如何分配针对所提供业务的最佳总目标速率。这意味着其不仅必须预先配置其它节点的信息，使得其可以给每个节点发送该特定节点的限制信息，而且还必须在某种程度上知道节点的相对尺寸，以便可以建立某种分配的公平性。如果10个源节点可以将业务发送到决定其需要将需求限制为每秒100个新会话建立的目的地节点，则针对每个连接节点将业务限制划分为每秒10个新会话建立可能经受以下问题:
[0007]-一个或更多个节点可能仅能够每秒生成总计少于10个新会话建立，所以在目的地处的总需求可能仅是次优的，即，目的地节点没有被充分利用。
[0008]-一个或更多个节点可能能够每秒发送比10个多得多的新会话建立，所以在客户体验方面，不按比例限制对于节点上的用户将是“不公平的”。
[0009]-在从到达目的地的呼叫中选择‘优胜者’的大媒体事件中(诸如，电视游戏应用中)；来自不按比例限制节点的呼叫者是不利的。
[0010]美国专利申请20100220587公开了一种用于在节点中实现双节流器(throttle)过载控制体系，一个节流器在节点的输入侧上，并且另一个节流器在节点的输出侧上。输入节流器(in-throttle)根据目标节点的处理容量的感知的限度，过滤输入业务。这允许由于过载导致的将被目标节点丢弃的请求在由节点处理之前被过滤。另外，输入节流器的过滤权重被设置为使得容许要丢弃请求的可能性最小化。因此，该方法的目的在于防止节点本身必须处理随后将丢弃的业务。该方法的缺点在于，每个目标节点都必须将其容量报告给每一个可能的源节点，并且源节点不能将不与其直接接触的请求过滤成目标。
[0011]专利申请EP2445164描述了一种用于在呼叫会话控制功能(CSCF)之间平衡负载的方法，以克服当大量用户终端试图重新连接服务时的登记风暴的问题。每个CSCF都将其负载或者更精确地当前登记到其的用户的数量报告给中央DNS服务器，然后该中央DNS服务器在可用CSCF之间使用针对负载平衡SIP登记请求的信息。但是，该系统只与SIP登记的处理相关，即，当连接到网络，用户设备必须用CSCF登记。然而，一旦用户设备被登记到CSCF中的一个，其就保持与该节点相关。因此，该方法不提供对于基于逐个呼叫避免对过载会话控制边缘节点建立呼叫的问题的解决方案。
【发明内容】
[0012]根据本发明的第一方面，提供一种用于优化会话控制节点之间的会话建立的方法，该节点连接到全球可扩展VoIP网络中的不同网络和/或最终用户终端，所述方法包括以下步骤:在中央服务器系统处:
[0013]从每个会话控制节点接收指示负载状态的负载状态消息；
[0014]从所述会话控制节点接收会话建立请求，其中，每个会话建立请求标识发送方节点和目的地节点，并且从所述请求确定被定向至每个目的地会话控制节点的会话建立请求的数量；
[0015]针对所接收的每个会话建立请求，基于所指示的负载状态和被定向至每个会话控制节点的会话建立请求的数量，选择一个或更多个会话建立策略以包括在对请求会话控制节点的响应中；以及
[0016]将选择的一个或更多个会话建立策略发送到请求会话控制节点。
[0017]通过使中央服务器确定被定向至每个节点的会话建立请求的数量以及针对会话控制节点的负载限制要求，可以实现不同会话控制节点之间的更有效的负载平衡，由此避免或降低节点过载和欠载的风险。进一步的优点在于，每个目的地节点都只需要将其负载状态更新传输到一个位置，从而在η个目的地节点的网络中，每个节点仅需要知晓一个中央过载控制服务器，并且针对每个状态更新仅生成一个消息，由此降低当在目的地节点处经历过载时所需的管理复杂度和通信努力，以及降低网络上的信令业务。
[0018]优选地，负载状态消息包括关于对每秒的新会话建立的所限定的限制的请求或者针对成比例丢弃的请求。然而，可以传送其它目标负载信息。
[0019]根据本发明的第二方面，提供一种用于控制会话控制节点之间的会话建立的服务器系统，该节点连接到全球可扩展VoIP网络中的不同网络和/或最终用户终端，所述服务器系统包括:
[0020]会话建立策略模块，所述会话建立策略模块在操作上被设置为响应于从会话控制节点接收的会话建立请求选择一个或更多个会话建立策略，其中，每个会话建立请求标识发送方节点和目的地节点；
[0021]过载控制模块，所述过载控制模块在操作上被设置为从每个会话控制节点接收指示负载状态的负载状态消息；
[0022]服务器系统在操作上被进一步设置为从所接收的会话建立请求确定被定向至每个会话控制节点的会话建立请求的数量，并且基于所接收的负载状态和被定向至每个会话控制节点的会话建立请求的数量，选择一个或更多个会话建立策略以包括在对请求会话控制节点的响应中。
[0023]现在将参考附图，通过举例描述本发明的实施方式，在附图中:
[0024]图1示出实现中央过载控制的系统的示例性实施方式。
[0025]图2示出中央服务器的示例性实施方式。
[0026]图3示出中央过载控制服务器用作策略服务器的代理的另选配置的示例性实施方式。
[0027]图4示出使用SIP信令的IP转接网络中的本发明的示例实施方式。
【具体实施方式】
[0028]现在关于图1描述实现本发明的第一示例性实施方式的系统。图1的语音和多媒体网络20是大的转接网络，其中，很多不同的网络操作者互连。网络20包括:多个会话控制边缘节点21A-D，所述节点终止到不同操作者的互连发送；以及中央会话建立策略服务器12。会话建立策略服务器12包括处理器32、会话建立策略存储器36、选择模块40和修改模块41、以及一个或更多个内存33。会话建立策略包括目的地会话控制节点的地址，并且优选地，包括相关中继(trunk)组标识符。修改模块41被设置成基于当前过载状态和针对特定目的地会话控制节点的需求，过滤或丢弃由选择模块40选择的策略。
[0029]边缘节点21可以例如是在互联网协议多媒体子系统(MS)体系中限定的会话边界控制器、呼叫服务器、软交换机、应用服务器、应用网关、媒体网关控制器和呼叫状态控制功能。
[0030]另外，存在合并到网络中的逻辑中央过载控制服务器18。中央过载控制服务器18包括处理器37、一个或更多个内存39、会话控制节点过载状态模块38、存储器42，并且对于特定实施方式，还包括修改模块41。该中央服务器18可以是逻辑上的，被实现为用作一个服务器的多个分布式服务器，或者可以被嵌入到中央会话建立策略服务器12的功能中。
[0031]会话控制边缘节点21被配置成将指示过载的状态消息22发送到中央过载控制服务器18。过载服务器通过将响应24发送到会话控制节点，确认收到过载消息。过载状态消息可以以有规律的间隔被发送和/或当会话控制边缘节点经历过载或者接近过载阈值时被发送。状态消息可以被定期性地刷新和/或具有附加到其的‘有效性超时’。状态消息包括需要的过载限制，例如，会话控制节点21A-D需要每秒提供X个会话建立的负载，或者需要丢弃到节点的业务的百分比。会话控制节点通过确定处理器负载(即，CPU占用或软件消息队列长度)来确定它们的负载状态。每个边缘节点所需的过载限制被存储在存储器42中。
[0032]每个会话控制边缘节点都可以配置有中央过载控制服务器18的地址，例如，作为DNS完全合格域名(FQDN)。边缘节点21A-D包括在操作上设置的消息生成模块23 (在图中仅示出一个)以有规律的间隔或者由于负载突然增加将过载消息22发送到过载控制服务器18中的会话控制边缘节点过载状态模块38，该会话控制边缘节点过载状态模块38将每个边缘节点的地址以及关于与边缘节点相关的任何互连的信息存储在内存39中。另选地，当将新会话控制边缘节点21被添加到网络20时，其身份(例如，IP地址或SIP URI)被添加到针对负载状态消息最初探测节点的中央过载控制服务器18的内存39。
[0033]过载控制服务器18被配置成经由管理接口(在图1中未示出)，通知或者更新3会话边缘节点21A-D要求的任何过载限制的会话建立策略服务器12。会话建立策略服务器12将管理源边缘节点21A-D应该优选使用哪个目的地边缘节点21A-D以达到目的地网络或最终用户16、以及将使用哪个另选边缘节点以及按照哪种顺序的会话建立策略存储在存储器36中。会话建立策略服务器从所有源会话控制边缘设备21接收会话建立请求4，并且因此其可以确定旨在用于每个目的地会话控制节点的总业务，即，会话建立的数量。会话建立策略是静态的，但是基于从过载控制服务器18接收的过载限制要求和旨在用于会话控制节点的会话建立请求的数量，修改模块41被配置为过滤出从选择模块