[发明专利]电信网络节点中的防止过载的方法和设备

说明书

本发明一般地涉及电信网络中的通信量控制。更具体地说，本发明涉及在电信网络中防止过载的方法和设备。

本发明特别地试图用于当前正在发展的所谓智能网(IN)中，但是相同的原理可以应用到任何网络中，只要是这种网络中两个或多个节点是以这样一种方式互连，即至少各节点之一可以被一个或几个其它节点加载连的。

通常，智能网涉及包含比当前的公用(交换)网更多的智能(即，利用存储在网中信息的较好能力)的网络。智能网的另外一个特征是在网络结构上以某种方式引导出在关于交换本身方面，在存储数据及其处理方面之间的区别。在原理上，这样的区别使智能网可能在提供的网络服务的组织上不同于管理提供各个服务的物理网的组织。从概念上讲，智能网可以分为三部分。第一部分包括交换通信量(执行连接)的节点，第二部分包含由网络提供的各种服务，和第三部分包括节点间通信协议，即，机器用于和另外一个节点通信的“语言”。因为所有的服务必须被表示为符合该协议的信息序列，所以该协议定义了该网络的“智能”。

为了容易理解本发明，首先参照图1所示的一种简单的基本状态，图中示出两个机器(或网络节点)1和2，这些机器是借助于信令链路3互连的。机器1包括数据库DB，机器2是通过链路3发送消息到机器1向机器1询问问题的一个用户。当机器1接收了一个问题时，它就起动一个内部事务处理程序，在某个处理周期后，产生一个回答。当回答就绪，机器1通过链路3发送回答到机器2。每次回答收取机器2一定的费用。

理论上，全能的机器1可立即回答每个问题，以至于可能看到如图2a描述的那种问题速率(每单位时间的问题数)和回答速率(每单位时间的回答数)之间的相关。但是，实际上机器1能提供多快的回答有一个极限。考虑到这一点，全能的机器1的响应曲线变为类似于图2b所示的曲线。当问题速率超过某一个对应于最高可能的回答速率的阈值A_max时，回答速率保持为常数，即，将不回答某些问题。然而，这种状态完全不符合实际情况。实际上，情况是这样的，即，当问题速率长时间超过某一个阈值时，机器1变为过载，使得不断增加问题速率进一步减小回答速率。这种情况示于图2c。回答速率的不断减少是由于这样一个事实，即，机器开始浪费它的资源，例如在这样一种方式中，它保留愈来愈多的空闲存储器来存储问题，相应地就只有愈来愈少的存储器可用于求解答案。在出现过载情况的问题速率的阈值不是常数，但它取决于机器1有多大的存储容量专用于回答。例如，当机器1的数据库DB被更新时该阈值就低于通常的值。

任何过载防止方法的目的是使描述实际状态的曲线(图2c)尽可能接近地相似于描述理想状态的曲线(图2b)。另一方面，在机器2部分地提供机器1的过载防止也是可行的，使得机器2将不通过发送可能被机器1判为无效的消息，这些无效的消息加载机器之间的传输连接。

假设，为了保护其自身，已过载的机器1向机器2发送一个限制或滤除请求，用它请求机器2减少要被发送的问题数量。通常，这样一种请求含有两个限制参数：问题速率的上限U(即每单位时间完成的问题数量的上限)和滤除(即限制)的持续期T。当机器2接收到这样一个请求时，它就开始滤除问题通仅量，使得问题速率至多为U，以便使部分问题变为无效(它们甚至到不了机器1)。在限制请求指出的周期T中，机器2持续这种限制操作。如果机器2在这个周期期间接收了一个新的请求，问题速率的上限和持续期将被更新得符合新的值。代替问题速率的上限，参数U也可以表示机器2应当发送到机器1的所有服务请求消息的比例。为了清楚起见，在下文中除非另外说明，对于参数U将仅用前一个含义(问题速率的上限)。    

当机器2利用上述过载防止机构时，它具有两个问题。

第一个问题是如何选择上述的参数U和T。一个长的滤除时间T和低的参数U的值能减少过载，但是对于机器1它也带来了一个明显较低的收入。另一方面，短的滤除时间和较高的参数U值未必能将问题的数量减少到足以清除过载的程度，而过载状态也意味着较低的收入。

消除这个问题的一个简单的方法是按照图3将响应特性分为若干接连的过载区L_n(n＝0、1、2…)，每个区具有它自己的参数U和T的值。如果在所有的时间中，机器1能够确定它自己的负载水平，则限制参数可以以格式(L_n：T、U)存储在机器中，使得该机器可以根据负载水平L_n检索出参数T和U要求的值。但是，这不能完全消除上述的问题，只是将选择参数的麻烦转移给操作员。还有一种方法，用它可根据机器的利用率自动选择参数。