Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ДИНАМИЧЕСКОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ НАГРУЗКИ ДЛЯ СИГНАЛЬНЫХ ТОЧЕК И ПОДСИСТЕМ

Область изобретения

Настоящее изобретение посвящено сигнальным системам, в частности способу динамического распределения нагрузки для сигнальных точек и подсистем в модуле управляющей части сигнального соединения SCCP (Signaling Connection Control Part) сигнальной системы.

Уровень техники

В сигнальных системах, особенно в сигнальной системе №7, число каналов между точкой передачи сигнала STP (Signaling Transfer Point) и сигнальной точкой SP (Signaling Point) места назначения определяется выбранным сигнальным каналом SLS (Signaling Link Selection) сообщения, полученного STP. Согласно международным правилам, регламентирующим протокол SCCP, SLS задается 4 битами, в результате чего значения SLS находятся в диапазоне от 0 до 15. Поэтому между STP и SP может быть организовано не более 16 каналов. При большом потоке сообщений наличие всего лишь 16 каналов ограничивает пропускную способность сети и не может удовлетворить заданным требованиям к STP, что диктует необходимость увеличения числа каналов.

В существующих модулях SCCP применяют известный способ динамического распределения нагрузки для двойных сигнальных точек или подсистем, основанных на использовании двойных сигнальных точек. Согласно этому способу, STP и SP могут быть связаны либо напрямую, либо непрямым образом. В зависимости от результатов трансляции глобального имени GT (Global Title) STP может соединяться либо с сигнальной точкой (определяемой как DPC+GT или DPC+NEW GT), либо с подсистемой (определяемой как DPC+SSN). Поскольку способ динамического распределения нагрузки для двойных сигнальных точек в SCCP и аналогичный способ для подсистем, базирующихся на двойных сигнальных точках, идентичны, ниже описывается только способ динамического распределения нагрузки для подсистем, базирующихся на двойных сигнальных точках.

Сообщения, обрабатываемые в SCCP, можно разделить на упорядоченные и неупорядоченные. Неупорядоченные сообщения, подлежащие передаче, могут быть посланы с измененным SLS, тогда как упорядоченные сообщения, подлежащие передаче с определенным SLS, должны отправляться на SP в порядке их ввода; поэтому сообщения с определенным SLS могут быть направлены только через тот же самый канал, а SLS в таких сообщениях изменен быть не может.

Сравнивая свойства упорядоченных и неупорядоченных сообщений в тех случаях, когда требуется обеспечить распределение нагрузки для сигнальных точек или подсистем, следует отметить, что существующий способ позволяет обеспечить полное распределение нагрузки только для неупорядоченных сообщений, увеличивая число каналов связи до 32 и обеспечивая при этом равномерность потоков сообщений. Что касается упорядоченных сообщений, то для них распределение нагрузки может быть достигнуто лишь частично, при этом число каналов не увеличивается и не обеспечивается равномерность потоков.

Для неупорядоченных сообщений динамическое распределение нагрузки подсистем может быть обеспечено путем соответствующей организации передачи.

Когда STP 101 (фиг.1) передает неупорядоченные сообщения по адресу определенной подсистемы места назначения, то первое сообщение сначала передают на ведущую подсистему (DPC1+SSN) 102 с SLS, равным 0; когда на данную подсистему места назначения передают второе сообщение, то для этого выбирают резервную подсистему (DPC2+SSN) 103 с SLS, равным 0; когда на данную подсистему места назначения передают третье сообщение, то выбирают DPC1+SSN 102 с SLS, равным 1; когда на данную подсистему места назначения передают четвертое сообщение, то выбирают DPC2+SSN 103 с SLS, равным 1, и так далее. Этот процесс повторяют до тех пор, пока SLS не достигнет значения 15. Аналогичным образом может быть достигнуто равномерное распределение нагрузки по 32 каналам для сообщений, отправленных на определенную сигнальную точку. Упомянутое выше значение SLS определяют из следующих двух уравнений:

SLS(DPC1)=MOD[(SLS(DPC1)+1),16]

SLS(DPC2)=MOD[(SLS(DPC2)+1),16]

В этих двух уравнениях величину SLS для сообщения переопределяют на полученные с помощью контрольного расчета значения SLS(DPC1)+1 и SLS(DPC2)+1.

SLS первого сообщения, направляемого на DPC1+SSN и DPC2+SSN, задают равным 0; затем величины SLS сообщений, направляемых на ведущую и резервную подсистемы, переопределяют на значения, полученные с помощью контрольного расчета по двум предыдущим уравнениям.

Для упорядоченных сообщений используют описанный далее алгоритм распределения нагрузки.

В зависимости от четности SLS упорядоченного сообщения, направленного на STP, для передачи сообщения выбирают либо ведущую, либо резервную подсистему, чем обеспечивают возможность распределения нагрузки. А именно, сообщения со значениями SLS, равными 0, 2, 4, ..., 14, направляют на ведущую подсистему, а сообщения со значениями SLS, равными 1, 3, 5, ..., 15, направляют на резервную подсистему или наоборот.

Поскольку описанный выше алгоритм распределения нагрузки для упорядоченных сообщений имеет только 16 значений для SLS, что соответствует 16 каналам, то при разделении сообщений по признаку четности SLS ведущая и резервная подсистемы могут использовать лишь по 8 каналов сигнальных точек каждая, т.е. доступными оказываются всего 16 каналов. Иначе говоря, существующий алгоритм не позволяет в полной мере использовать все 32 канала сигнальных точек в обеих системах - ведущей и резервной. Следовательно, число каналов не может быть увеличено, а потоки по отдельным каналам не могут быть выровнены.

Сущность изобретения

С учетом вышесказанного, основной целью настоящего изобретения является создание способа динамического распределения нагрузки для сигнальных точек или для подсистем в модуле SCCP сигнальной системы с целью достижения равномерного распределения нагрузки для упорядоченных сообщений по всем каналам между STP и сигнальными точками или подсистемами места назначения.

Эта цель достигается тем, что применяют способ динамического распределения нагрузки между сигнальными точками или подсистемами, следующие шаги:

А. Конфигурирование данных в таблице данных в соответствии с числом сигнальных точек или подсистем, используемых для распределения нагрузки, и определение кода группы сигнальных точек.

В. Сравнение кодов исходных точек OPC (originating point codes) упорядоченных сообщений с упомянутым кодом группы сигнальных точек и на основании результатов этого сравнения разделение сообщений, подлежащих передаче, на две группы.

С. Выполнение распределения нагрузки для каждой группы упорядоченных сообщений таким образом, чтобы нагрузка в каждом канале между точками передачи сигнала и сигнальными точками или подсистемами была равномерной.

На шаге А, когда имеются две сигнальные точки или подсистемы для динамического распределения нагрузки, шаг определения кода группы сигнальных точек включает в себя: определение значения кода в соответствии со статистическим распределением для данной STP значений кода OPC упорядоченных сообщений, подлежащих передаче, таким образом, чтобы число сообщений, для которых значение OPC больше или равно данному значению кода, равнялось бы соответствующей величине для сообщений, для которых значение OPC меньше данного значения кода, и установка кода группы сигнальных точек в таблице данных на эту величину; на шаге В сообщения разделяют на первую группу сообщений с OPC, меньшим кода группы сигнальных точек, и вторую группу сообщений с OPC, большим или равным значению кода группы сигнальных точек.

На шаге С первую группу упорядоченных сообщений, подлежащих передаче, либо полностью направляют в ведущую сигнальную точку, либо направляют в ведущую подсистему, а вторую группу упорядоченных сообщений, подлежащих передаче, либо полностью направляют в резервную сигнальную точку, либо направляют в резервную подсистему.

На шаге С первую группу упорядоченных сообщений, подлежащих передаче, либо полностью направляют в резервную сигнальную точку, либо направляют в резервную подсистему, а вторую группу упорядоченных сообщений, подлежащих передаче, либо полностью направляют в ведущую сигнальную точку, либо направляют в ведущую подсистему. Далее, на шаге С происходит выбор ведущих или резервных сигнальных точек или подсистем по признаку четности значений SLS сообщений; в первой группе упорядоченные сообщения для передачи с нечетными значениями SLS направляют в ведущую сигнальную точку или в ведущую подсистему, а сообщения с четными значениями SLS направляют в резервную сигнальную точку или в резервную подсистему; во второй группе упорядоченные сообщения для передачи с нечетными значениями SLS направляют в резервную сигнальную точку или в резервную подсистему, а сообщения с четными значениями SLS направляют в ведущую сигнальную точку или в ведущую подсистему.

Далее, на шаге С происходит выбор ведущих или резервных сигнальных точек или подсистем по признаку четности значений SLS сообщений; в первой группе упорядоченные сообщения для передачи с четными значениями SLS направляют в ведущую сигнальную точку или в ведущую подсистему, а сообщения с нечетными значениями SLS направляют в резервную сигнальную точку или в резервную подсистему; во второй группе упорядоченные сообщения для передачи с четными значениями SLS направляют в резервную сигнальную точку или в резервную подсистему, а сообщения с нечетными значениями SLS направляют в ведущую сигнальную точку или в ведущую подсистему.

Далее, на шаге С происходит выбор ведущих или резервных сигнальных точек или подсистем по величине значений SLS сообщений; в первой группе упорядоченные сообщения для передачи с малыми значениями SLS направляют в ведущую сигнальную точку или в ведущую подсистему, а сообщения с большими значениями SLS направляют в резервную сигнальную точку или в резервную подсистему; во второй группе упорядоченные сообщения для передачи с малыми SLS направляют в резервную сигнальную точку или в резервную подсистему, а сообщения с большими значениями SLS направляют в ведущую сигнальную точку или в ведущую подсистему.

Далее, на шаге С происходит выбор ведущих или резервных сигнальных точек или подсистем по величине значений SLS сообщений; в первой группе упорядоченные сообщения для передачи с большими значениями SLS направляют в ведущую сигнальную точку или в ведущую подсистему, а сообщения с малыми значениями SLS направляют в резервную сигнальную точку или в резервную подсистему; во второй группе упорядоченные сообщения для передачи с малыми SLS направляют в резервную сигнальную точку или в резервную подсистему, а сообщения с большими значениями SLS направляют в ведущую сигнальную точку или в ведущую подсистему.

Сообщения с малыми значениями SLS - это те сообщения, у которых значения SLS находятся в диапазоне от 0 до 7, а сообщения с большими значениями SLS - это те, у которых значения SLS находятся в диапазоне от 8 до 15.

На шаге А, когда имеются три сигнальные точки или подсистемы для динамического распределения нагрузки, две из которых являются ведущими сигнальными точками или подсистемами, а третья является общей резервной точкой или общей резервной подсистемой, шаг определения кода группы сигнальных точек включает в себя: определение значения кода в соответствии со статистическим распределением для данной STP значений кода ОРС для упорядоченных сообщений, подлежащих передаче, таким образом, чтобы число сообщений, для которых значение ОРС больше или равно данному значению кода, вдвое превышало бы число сообщений, для которых значение ОРС меньше данного значения кода, и установка кода группы сигнальных точек в таблице данных на эту величину; на упомянутом шаге В сообщения разделяют на первую группу сообщений с ОРС меньшим, чем код группы сигнальных точек, и вторую группу сообщений с ОРС, большим или равным значению кода группы сигнальных точек; на шаге С первую группу сообщений, подлежащих передаче, либо полностью направляют на общую резервную сигнальную точку, либо направляют на общую резервную подсистему, а вторую группу сообщений, подлежащих передаче, либо полностью направляют на соответствующие ведущие сигнальные точки, либо направляют на соответствующие ведущие подсистемы.

В соответствии с настоящим изобретением код группы сигнальных точек вносится в таблицу данных, производится сравнение кода группы сигнальных точек и ОРС упорядоченного сообщения, затем упорядоченные сообщения группируют на основании результатов этого сравнения. Сигнальные точки или подсистемы для отправки сгруппированных сообщений выбирают с помощью SLS, и, тем самым, осуществляют динамическое распределение нагрузки сигнальных точек или подсистем.

Динамическое распределение нагрузки для двойных сигнальных точек или подсистем может быть реализовано с помощью способа, составляющего предмет настоящего изобретения, путем увеличения числа каналов между точкой передачи сигнала и сигнальными точками или подсистемами до 32, причем нагрузка распределяется равномерно между всеми 32 каналами. Более того, если две сигнальные точки или подсистемы принадлежат одному объекту, т.е. сигнальная точка места назначения поддерживает режим многосигнальных точек, то число каналов между точкой передачи сигнала и сигнальными точками места назначения будет равно 32.

Способ, составляющий предмет настоящего изобретения, позволяет обеспечить динамическое распределение нагрузки также для множественных сигнальных точек или подсистем так, чтобы можно было в полной мере использовать все каналы между точкой передачи сигнала и сигнальными точками или подсистемами и обеспечить равномерное распределение потока сообщений между каналами. При наличии трех сигнальных точек или подсистем для распределения нагрузки число каналов между точкой передачи сигнала и сигнальными точками или подсистемами может быть увеличено до 48, причем может быть обеспечено равномерное распределение потока сообщений между 48 каналами.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 изображена схема, иллюстрирующая способ выбора ведущей и резервной подсистем в режиме выбора организации неупорядоченных сообщений в SCCP; этот способ реализует динамическое распределение нагрузки.

На фиг.2 изображена схема, иллюстрирующая способ выбора ведущей и резервной подсистем по группе ОРС и признаку четности SLS для упорядоченных сообщений в SCCP; этот способ реализует динамическое распределение нагрузки для подсистем, базирующихся на двойных сигнальных точках.

На фиг.3 изображена схема, иллюстрирующая способ выбора ведущей и резервной подсистем по группе ОРС и величине SLS для упорядоченных сообщений в SCCP; этот способ реализует динамическое распределение нагрузки для подсистем, базирующихся на двойных сигнальных точках.

На фиг.4 изображена схема, иллюстрирующая способ выбора ведущей и резервной подсистем по группе ОРС для упорядоченных сообщений в SCCP; этот способ реализует динамическое распределение нагрузки для подсистем, базирующихся на двойных сигнальных точках.

На фиг.5 изображена схема, иллюстрирующая способ выбора ведущей и резервной подсистем по группе ОРС для упорядоченных сообщений в SCCP; этот способ реализует динамическое распределение нагрузки для подсистем, базирующихся на трех сигнальных точках.

Варианты конкретной реализации изобретения

Далее приводится подробное описание изобретения со ссылками на соответствующие чертежи.

Поскольку динамическое распределение нагрузки подсистем основано на сигнальных точках, способ динамического распределения нагрузки для сигнальных точек в равной мере применим и к подсистемам. Поэтому далее рассматривается только способ динамического распределения нагрузки для подсистем в SCCP.

Подсистемы для динамического распределения нагрузки основаны на использовании двойных сигнальных точек. В процессе сетевой передачи коды исходных точек (ОРС) сообщений, проходящих через STP, имеют некоторое распределение, причем код может быть получен на основании статистики распределения по ОРС упорядоченных сообщений, подлежащих передаче, из условия, чтобы число ОРС со значением, превышающим этот код, было бы равно числу ОРС со значением меньшим, чем этот код. В таблице данных подсистемы задают поле конфигурации, т.е. код группы сигнальных точек opc_code, причем в качестве opc_code задают код, полученный описанным выше способом, так, чтобы упорядоченные сообщения, проходящие через STP, могли быть разбиты на две равные группы. Когда ОРС меньше, чем opc_code, ему присваивают значение ОРС1, а когда ОРС больше или равен opc_code, ему присваивают значение ОРС2, где ОРС1 и ОРС2 могут быть получены из меток выбора маршрута сообщений. Сообщения, ОРС которых установлен на ОРС1, динамически распределяют на ведущую подсистему (DPC1+SSN) или резервную подсистему (DPC2+SSN), а сообщения, ОРС которых установлен на ОРС2, динамически распределяют на DPC2+SSN или DPC1+SSN.

Существуют три способа динамического распределения сообщений, показанные на фиг.2, 3 и 4, соответственно.

На фиг.4 показан способ распределения сообщений в зависимости только от группы ОРС, а на фиг.2 и 3 показаны способы распределения сообщений в зависимости от группы ОРС и специфических значений SLS. Поскольку значения SLS сообщений по сигнальной сети в целом распределены равномерно, то равномерность распределения нагрузки между 32 каналами может быть достигнута путем выбора ведущей и резервной подсистем в зависимости от группировки сообщений по ОРС и специфических значений их SLS.

Как видно из фиг.2, упорядоченные сообщения, направленные на STP 203, делятся на группы в зависимости от их ОРС, а выбор ведущей и резервной подсистем с целью динамического распределения нагрузки производится в зависимости от группы ОРС и от четности SLS сообщений Когда ОРС сообщений равен ОРС1 201, сообщения с нечетными значениями SLS направляют на DPC1+SSN 204, а сообщения с четными значениями SLS направляют на DPC2+SSN 205, что изображено сплошной линией. Когда ОРС сообщений равен ОРС2 202, сообщения с нечетными значениями SLS направляют на DPC2+SSN 205, а сообщения с четными значениями SLS направляют на DPC1+SSN 204, что изображено пунктирной линией.

Возможен, разумеется, вариант, согласно которому, когда ОРС равен ОРС1 201, сообщения с четными значениями SLS направляют на DPC1+SSN 204, а сообщения с нечетными значениями SLS направляют на DPC2+SSN 205; если же ОРС равен ОРС1 202, то сообщения с четными значениями SLS направляют на DPC2+SSN 205, а сообщения с нечетными значениями SLS направляют на DPC1+SSN 204.

На фиг.3 показано, как упорядоченные сообщения, направленные на STP 203, делятся на группы в зависимости от ОРС, а выбор ведущей и резервной подсистем с целью динамического распределения нагрузки производится в зависимости от группы ОРС и от величины SLS. Когда ОРС сообщений равен ОРС2 201, сообщения с малыми значениями SLS, т.е. те, у которых значения SLS находятся в диапазоне от 0 до 7, направляют на DPC1+SSN 204, а сообщения с большими значениями SLS, т.е. те, у которых значения SLS находятся в диапазоне от 8 до 15, направляют на DPC2+SSN 205. Когда ОРС равен ОРС2 202, сообщения с малыми значениями SLS направляют на DPC2+SSN 205, а сообщения с большими значениями SLS направляют на DPC1+SSN 204.

Возможен, разумеется, вариант, согласно которому, когда ОРС равен ОРС1 201, сообщения с большими значениями SLS направляют на DPC1+SSN 204, а сообщения с малыми значениями SLS направляют на DPC2+SSN 205; если же ОРС равен ОРС1 202, сообщения с большими значениями SLS направляют на DPC2+SSN 205, а сообщения с малыми значениями SLS направляют на DPC1+SSN 204.

На фиг.4 показано, как упорядоченные сообщения, направленные на STP 203, группируют по ОРС; при этом все сообщения с ОРС1 201 направляют на DPC1+SSN 204, а сообщения с ОРС1 202 направляют на DPC2+SSN 205.

Возможен, разумеется, вариант, согласно которому все сообщения с ОРС1 202 направляют на DPC1+SSN 204, а сообщения с ОРС1 201 направляют на DPC2+SSN 205.

При использовании любого из трех описанных выше способов сообщения с ОРС1 и сообщения с ОРС2, направляемые в ведущую или резервную подсистемы, являются взаимно комплементарными; при этом все 32 канала могут быть использованы целиком и полностью, а нагрузка между ними будет распределена равномерно.

Если ведущая подсистема DPC1+SSN и резервная подсистема DPC2+SSN принадлежат одному объекту, т.е. SP, соединенная с STP, поддерживает режим множества сигнальных точек, то использование настоящего изобретения позволяет увеличить число каналов между STP и SP с 16 до 32.

В упомянутых выше способах динамического распределения нагрузки подсистем имеются в виду подсистемы, основанные на двойных сигнальных точках. С помощью группировки упорядоченных сообщений по ОРС и значениям SLS при конфигурации данных в таблице данных подсистемы может быть обеспечено также динамическое распределение нагрузки по упорядоченным сообщениям для множественных сигнальных точек или подсистем, базирующихся на множественных сигнальных точках. Ниже рассмотрен пример применения способа динамического распределения нагрузки для подсистем, базирующихся на тройных сигнальных точках.

На фиг.5 показан способ динамического распределения нагрузки для подсистем, базирующихся на тройных сигнальных точках. Имеются три подсистемы, две из которых являются подсистемами места назначения, а третья является резервной подсистемой, общей для этих двух подсистем места назначения. Таким образом, для двух подсистем места назначения необходимо сформировать две различные конфигурации GT. В этом примере динамического распределения нагрузки для подсистем, базирующихся на тройных сигнальных точках, сообщения могут быть направлены на ведущую или резервную подсистему только с помощью группирования упорядоченных сообщений по ОРС. Резервной подсистемой для DPC1+SSN 504 и DPC3+SSN 506 является DPC2+SSN 505, т.е. DPC2+SSN 505 выполняет роль общей резервной подсистемы. Поэтому сообщения, отправленные на DPC2+SSN 505, включают в себя как сообщения с ОРС1 501, так и сообщения с ОРС2 502.

Соответственно, сообщения с ОРС1 501 и с ОРС2 502 сгруппированы неравномерно так, что число сообщений, отправленных на DPC2+SSN 505, равно сумме сообщений, отправленных на DPC1+SSN 504 и на DPC3+SSN 506.

На основе статистического распределения ОРС упорядоченных сообщений, подлежащих отправке, может быть получен такой код, чтобы число ОРС со значением, превышающим этот код, было вдвое больше числа ОРС со значением меньшим, чем этот код. opc_code устанавливают равным полученному таким образом коду. ОРС со значениями меньшими, чем opc_code, задают как ОРС1, а ОРС со значениями, большими или равными opc_code, задают как ОРС2. Выбор ведущей или резервной подсистем производится по типу сообщений; т.е. все сообщения, у которых ОРС задан как ОРС1, отправляют на общую резервную подсистему DPC2+SSN 505, а все сообщения, у которых ОРС задан как ОРС2, отправляют на ведущие подсистемы DPC1+SSN 504 или DPC3+SSN 506.

С помощью натурных экспериментов и моделирования системы STP доказано, что при использовании схемы в соответствии с настоящим изобретением с целью динамического распределения нагрузки для двойных сигнальных точек или подсистем, базирующихся на двойных сигнальных точках, может быть реализовано равномерное распределение нагрузки по 32 каналам между STP и двойными сигнальными точками или подсистемами. Тем самым качество работы STP может быть существенно улучшено.

Посредством группирования сообщений по их ОРС в соответствии с конфигурацией таблицы данных и выбора ведущей и ведомой сигнальных точек или ведущей и ведомой подсистем для сообщений, сгруппированных по SLS, может также быть обеспечено динамическое распределение нагрузки, что позволяет полностью использовать все каналы между STP и сигнальными точками или подсистемами и достичь равномерного распределения потока сообщений между всеми каналами.

Все вышесказанное раскрывает и описывает лишь предпочтительную реализацию настоящего изобретения и не должно быть истолковано как ограничение объема защиты.