[发明专利]用于分布式系统内的资源管理的方法和装置

说明书

本发明提出了用于核心网络元件中的分布式系统内的资源管理的方法、装置和计算机程序产品，包括将核心网络元件的计算资源组织成集合，其中第一集合总是活动的；设置用于集合的负载的上限阈值和下限阈值，其中只要操作中集合的平均负载达到上限阈值则操作中集合被加载，并且当超过上限阈值时新集合被激活，而当其负载下降到下限阈值以下时，最后激活的集合被去激活；向每个集合分配优先数；在分派给活动集合的计算资源的子区间中分割用于随机化请求分布的随机数的区间，其中基于相应计算资源的集合的优先数来确定每个子区间的长度；以及将来自区间的随机数指派给传入请求，并将请求转发到属于包含所指派的随机数的子区间的这样的计算资源。

技术领域

本发明大体上涉及有线和无线通信网络，并且更具体地涉及用于使得能够实现改进负载平衡、特别是用于分布式系统中的改进水平扩缩（scale）的核心网络元件中的优化资源管理的方法、装置和计算机程序产品。

背景技术

为了节省成本，电信运营商通常要求来自基础设施供应商的无线电和核心网络组件的虚拟化。实际上，所有核心网络组件都应当能够在同一云基础设施上运行。除了例如经由对用于所有核心网络组件的统一硬件（HW）的支出来节省成本之外，运营商期望诸如虚拟化网络元件之类的计算资源也可以利用例如云的优点，并且因此进一步优化可用硬件资源的利用率。这样的优点之一是云中的虚拟器具的水平可扩缩性（也称为缩小（scale in）/扩大（scale out））的可能性。

作为例如云上的普通（虚拟）器具，核心网络元件应支持这样的水平扩缩行为。实际上，其意味着应当可能从/向（虚拟）器具（本文是核心网络元件）移除（缩小）或添加（扩大）计算资源，诸如虚拟机（VM）。这将提供“收缩”所需计算资源的数量来处理低业务量（例如，夜晚时间）中的业务量而取决于针对高业务量的持续时间（例如白天时间）的需要而动态地添加诸如虚拟机VM的新计算资源的可能性。

关于具有严格预期服务等级的电信网络元件，缩小过程处的计算资源移除必须不会造成任何服务干扰。在如根据本发明寻址的网络元件的情况下，提供的主要服务是订户之间的呼叫的处理。也就是说，从例如移动交换中心服务器（MSS）或电信应用服务器（TAS）移除计算资源必须不会干扰任何正在进行的呼叫建立或任何正在进行的活动阶段呼叫。换句话说，计算资源（诸如VM）的移除必须是适度的（graceful）。其中需要用于数据会话的这样的适度的缩小过程的对应网络元件例如是SGSN/MME。

为了隐藏来自外部世界的网络元件的计算资源的这种扩缩，众所周知的实践是在网络元件的边缘上利用负载平衡器。负载平衡器（LB）终止来自外部世界的业务，并且它们将传入业务分布在网络元件的内部计算资源之间。通过这种方式，负载平衡器可以用来决定特定活动计算资源是否可以接收新的呼叫请求，或者如果内部计算资源被标记用于适度关闭，则标记的计算资源不应接收新的呼叫请求，但当然用于该计算资源上的正在进行的会话的业务应当仍然引导到该计算资源。

由此，变得显而易见的是，在这种逻辑的情况下，一旦由计算资源处理的正在进行的会话被参与者终止，则计算资源不久后变为“空”。

另一方面，显而易见的是，通常不能预测呼叫的长度。也就是说，其不能预见正在进行的活动阶段呼叫何时将由参与者完成。其意味着可能发生当诸如VM的计算资源由于一些少量的非常长的呼叫会话而不能关闭时的情况。

本说明书涉及称为水平扩缩的缩小和扩大。

基本上，扩大功能使得能够通过添加计算资源以处理增加的业务来增加功能单元（FU）的容量。相反，缩小功能使得能够通过从业务移除计算资源来减少功能单元的容量。水平扩缩已经是应当由所有设备供应商解决的实际上的运营商的要求。