專利名稱：一種sip網(wǎng)絡(luò)的過(guò)載控制系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種SIP網(wǎng)絡(luò)的過(guò)載控制系統(tǒng)和方法，屬于計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域，特別是屬于SIP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在SIP (會(huì)話初始協(xié)議，Session Initiation Protocol)網(wǎng)絡(luò)中，當(dāng)接收到消息的速率大于處理能力時(shí)，SIP服務(wù)器會(huì)發(fā)生過(guò)載。當(dāng)發(fā)生過(guò)載時(shí)，SIP服務(wù)器的吞吐率會(huì)顯著降低，響應(yīng)時(shí)間也會(huì)增長(zhǎng)從而不能滿足實(shí)時(shí)多媒體呼叫的要求。除此之外，由于SIP協(xié)議中有重傳機(jī)制，當(dāng)一個(gè)SIP服務(wù)器過(guò)載時(shí)，相鄰服務(wù)器發(fā)送請(qǐng)求后不能及時(shí)收到響應(yīng)，這使得相鄰服務(wù)器會(huì)產(chǎn)生大量的重傳消息。這些重傳消息不僅會(huì)惡化過(guò)載服務(wù)器的負(fù)載，而且會(huì)加重相鄰服務(wù)器的負(fù)載，從而導(dǎo)致相鄰服務(wù)器也發(fā)生過(guò)載。因此，當(dāng)SIP網(wǎng)絡(luò)中有一個(gè)服務(wù)器過(guò)載時(shí)，會(huì)使得網(wǎng)絡(luò)中的所有服務(wù)器都過(guò)載。目前因特網(wǎng)工程任務(wù)組IETF制定的RFC3261規(guī)范中的過(guò)載控制機(jī)制主要有以下兩種(1)尾部丟棄，即當(dāng)SIP服務(wù)器的隊(duì)列滿時(shí)，丟棄新收到的消息。這種方式不能很好控制SIP服務(wù)器的過(guò)載，因?yàn)镾IP有重傳機(jī)制，丟棄的消息會(huì)被相鄰服務(wù)器重傳，從而使得過(guò)載服務(wù)器的負(fù)載變得更加嚴(yán)重；(2)503響應(yīng)，即當(dāng)SIP服務(wù)器檢測(cè)出負(fù)載偏高時(shí)，使用503 響應(yīng)來(lái)拒絕新接收的請(qǐng)，每個(gè)503響應(yīng)與一個(gè)呼叫請(qǐng)求對(duì)應(yīng)。由于呼叫請(qǐng)求被拒絕，消息不會(huì)被重傳，從而避免了尾部丟棄方法中存在的問(wèn)題。但使用503響應(yīng)拒絕新收到的呼叫請(qǐng)求時(shí)，由于拒絕呼叫請(qǐng)求仍然需要消耗服務(wù)器的處理資源，當(dāng)接收到呼叫請(qǐng)求非常多時(shí)，會(huì)使得服務(wù)器的資源都耗費(fèi)在拒絕呼叫請(qǐng)求上，從而導(dǎo)致服務(wù)器的吞吐率下降。參見圖1，SIP網(wǎng)絡(luò)由邊緣服務(wù)器和核心服務(wù)器組成，圖1中SIP網(wǎng)絡(luò)有兩個(gè)域A 和B組成，兩個(gè)域中El E8表示邊緣服務(wù)器，Cl C4表示核心服務(wù)器。對(duì)于每個(gè)進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)的呼叫即呼叫的INVITE消息進(jìn)入SIP網(wǎng)絡(luò)，其到達(dá)的第一個(gè)服務(wù)器為該呼叫的入口服務(wù)器，到達(dá)的最后一個(gè)服務(wù)器為該呼叫的目標(biāo)服務(wù)器，入口服務(wù)器和目標(biāo)服務(wù)器都是邊緣服務(wù)器。在SIP網(wǎng)絡(luò)中，一個(gè)呼叫被某個(gè)服務(wù)器拒絕之前，很可能要經(jīng)過(guò)網(wǎng)絡(luò)中的很多其它服務(wù)器。這些服務(wù)器中用于轉(zhuǎn)發(fā)最終被拒絕的呼叫所花費(fèi)的資源實(shí)際上是沒(méi)有必要的。對(duì)于過(guò)載控制機(jī)制來(lái)說(shuō)，只有在網(wǎng)絡(luò)的邊緣服務(wù)器拒絕最終會(huì)被拒絕的呼叫，才能達(dá)到網(wǎng)絡(luò)的最佳性能。因此，如何基于SIP網(wǎng)絡(luò)的邊緣服務(wù)器，發(fā)明一種SIP網(wǎng)絡(luò)的過(guò)載控制機(jī)制成為一個(gè)急需要解決的技術(shù)難題。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的是發(fā)明一種基于SIP網(wǎng)絡(luò)邊緣服務(wù)器的過(guò)載控制系統(tǒng)和方法，能夠有效解決SIP網(wǎng)絡(luò)的過(guò)載控制問(wèn)題。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提出了一種SIP網(wǎng)絡(luò)的過(guò)載控制系統(tǒng)，該過(guò)載控制系統(tǒng)部署于SIP網(wǎng)絡(luò)的邊緣服務(wù)器上，包括如下三個(gè)功能模塊，呼叫測(cè)量模塊，呼叫測(cè)量模塊的功能是在一個(gè)呼叫到達(dá)所述的邊緣服務(wù)器后，測(cè)量相鄰呼叫的時(shí)間間隔，按照設(shè)定的計(jì)算方法計(jì)算呼叫到達(dá)平均時(shí)間間隔和呼叫平均到達(dá)率；控制決策模塊，控制決策模塊的功能是按照設(shè)定的周期，根據(jù)測(cè)量模塊計(jì)算的呼叫平均到達(dá)率和在本周期內(nèi)所收到的來(lái)自SIP網(wǎng)絡(luò)的503響應(yīng)數(shù)目，以及本周期的呼叫準(zhǔn)入速率，周期性地執(zhí)行速率適配方法，計(jì)算得到下一個(gè)周期的呼叫準(zhǔn)入速率，并發(fā)送給呼叫限制模塊；呼叫限制模塊，呼叫限制模塊的功能是采用呼叫門限來(lái)限制到達(dá)的呼叫，具體是 呼叫限制模塊根據(jù)所述的控制決策模塊發(fā)送來(lái)的呼叫準(zhǔn)入速率，和從所述的呼叫測(cè)量模塊得到的呼叫平均到達(dá)率，計(jì)算出一個(gè)門限間隔時(shí)間，然后一旦一個(gè)呼叫允許進(jìn)入邊緣服務(wù)器所在的SIP網(wǎng)絡(luò)后，呼叫限制模塊則啟動(dòng)一個(gè)持續(xù)時(shí)間為所述的門限間隔的定時(shí)器，所有在定時(shí)器超時(shí)之前到達(dá)的呼叫都會(huì)被拒絕。所述的呼叫測(cè)量模塊計(jì)算呼叫到達(dá)平均時(shí)間間隔的具體方法是指數(shù)加權(quán)移動(dòng)平均方法，即按照下式計(jì)算呼叫到達(dá)平均時(shí)間間隔，Δ I (n) = (1-w) X AI(n-l)+wX Δ i (η)式中，Δ I (η)是指第η個(gè)呼叫到達(dá)后所述的呼叫測(cè)量模塊計(jì)算得到的呼叫到達(dá)平均時(shí)間間隔，Δ I (η-1)是指第η-1個(gè)呼叫到達(dá)后所述的呼叫測(cè)量模塊計(jì)算得到的呼叫到達(dá)平均時(shí)間間隔，Δ (η)是指第η個(gè)呼叫與第η-1個(gè)呼叫之間的時(shí)間間隔，w是一個(gè)大于零小于1的實(shí)數(shù)；所述的呼叫測(cè)量模塊按照下式計(jì)算呼叫平均到達(dá)率λ (η) = 1/ Δ I (η)式中，λ (η)是指第η個(gè)呼叫到達(dá)后所述的呼叫測(cè)量模塊計(jì)算得到的呼叫平均到達(dá)率。所述的速率適配方法具體內(nèi)容是如果在本周期中所述的控制決策模塊沒(méi)有收到503響應(yīng)消息，并且此時(shí)來(lái)自所述的呼叫測(cè)量模塊的呼叫平均到達(dá)率大于本周期的呼叫準(zhǔn)入速率，則增加下一個(gè)周期的呼叫準(zhǔn)入速率；如果在本周期中所述的控制決策模塊沒(méi)有收到503響應(yīng)消息，并且此時(shí)來(lái)自所述的呼叫測(cè)量模塊的呼叫平均到達(dá)率小于等于本周期的呼叫準(zhǔn)入速率，則下一個(gè)周期的呼叫準(zhǔn)入速率保持為本周期的呼叫準(zhǔn)入速率；如果在本周期中所述的控制決策模塊雖然收到503響應(yīng)消息，但所收到的503響應(yīng)消息的數(shù)目小于上一個(gè)周期所收到的503響應(yīng)消息的數(shù)目，則下一個(gè)周期的呼叫準(zhǔn)入速率保持為本周期的呼叫準(zhǔn)入速率；如果在本周期中所述的控制決策模塊新收到503響應(yīng)消息或者所收到的503響應(yīng)消息的數(shù)目大于上一個(gè)周期所收到的503響應(yīng)消息的數(shù)目，則減小下一個(gè)周期的呼叫準(zhǔn)入速率。所述的控制決策模塊按照下式增加下一個(gè)周期的呼叫準(zhǔn)入速率rt+1 = rt+ α (rt-r0)k式中，表示第t+1個(gè)周期的呼叫準(zhǔn)入速率，rt表示第t個(gè)周期的呼叫準(zhǔn)入速率， A表示呼叫準(zhǔn)入速率由降轉(zhuǎn)升時(shí)的起始呼叫準(zhǔn)入速率，α為大于零的實(shí)常數(shù)，k為大于等于零且小于1的實(shí)常數(shù)；所述的控制決策模塊按照下式減小下一個(gè)周期的呼叫準(zhǔn)入速率rt+1 = rt- β rt式中，表示第t+1個(gè)周期的呼叫準(zhǔn)入速率，rt表示第t個(gè)周期的呼叫準(zhǔn)入速率， β為大于零小于1的實(shí)常數(shù)；所述的門限間隔是所述的呼叫限制模塊按照下式進(jìn)行計(jì)算得到的τ t+1 = max (0，l/rt+rl/ λ t)式中，τ w表示第t+1個(gè)周期的門限間隔，IV1表示第t+1個(gè)周期的呼叫準(zhǔn)入速率， λ t表示在第t個(gè)周期，所述的呼叫限制模塊從呼叫測(cè)量模塊獲得的呼叫平均到達(dá)率。根據(jù)SIP網(wǎng)絡(luò)的載荷情況，一個(gè)SIP網(wǎng)絡(luò)的邊緣服務(wù)器上可以部署多個(gè)所述的過(guò)載控制系統(tǒng)。本發(fā)明還提出了一種SIP網(wǎng)絡(luò)的過(guò)載控制方法，該方法包括下列操作步驟(1)把過(guò)載控制系統(tǒng)部署在SIP網(wǎng)絡(luò)的邊緣服務(wù)器上；(2)當(dāng)一個(gè)新呼叫到達(dá)SIP網(wǎng)絡(luò)后，所述的過(guò)載控制系統(tǒng)的呼叫測(cè)量模塊測(cè)量相鄰呼叫的時(shí)間間隔，按照設(shè)定的計(jì)算方法計(jì)算呼叫到達(dá)平均時(shí)間間隔和呼叫平均到達(dá)率；(3)所述的過(guò)載控制系統(tǒng)的控制決策模塊按照設(shè)定的周期，根據(jù)測(cè)量模塊計(jì)算的呼叫平均到達(dá)率和在本周期內(nèi)所收到的來(lái)自SIP網(wǎng)絡(luò)的503響應(yīng)數(shù)目，以及本周期的呼叫準(zhǔn)入速率，周期性地執(zhí)行速率適配方法，計(jì)算得到下一個(gè)周期的呼叫準(zhǔn)入速率，并發(fā)送給呼叫限制模塊；(4)所述的過(guò)載控制系統(tǒng)的呼叫限制模塊根據(jù)所述的控制決策模塊發(fā)送來(lái)的呼叫準(zhǔn)入速率，和從所述的呼叫測(cè)量模塊得到的呼叫平均到達(dá)率，計(jì)算出一個(gè)門限間隔時(shí)間，然后采用呼叫門限來(lái)限制到達(dá)的呼叫，即一旦一個(gè)呼叫允許進(jìn)入邊緣服務(wù)器所在的SIP網(wǎng)絡(luò)后，呼叫限制模塊則啟動(dòng)一個(gè)持續(xù)時(shí)間為所述的門限間隔的定時(shí)器，所有在定時(shí)器超時(shí)之前到達(dá)的呼叫都會(huì)被拒絕。本發(fā)明的有益效果在于通過(guò)在邊緣服務(wù)器上控制網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載，使得當(dāng)呼叫達(dá)到率超過(guò)網(wǎng)絡(luò)容量時(shí)，網(wǎng)絡(luò)仍然能夠保持較高的吞吐率，保證已經(jīng)準(zhǔn)入呼叫的會(huì)話建立時(shí)間， 從而保證用戶的QoS;本發(fā)明的過(guò)載控制系統(tǒng)在控制網(wǎng)絡(luò)負(fù)載時(shí)不會(huì)對(duì)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生額外開銷，具有較高的響應(yīng)性，當(dāng)呼叫達(dá)到率變化或者網(wǎng)絡(luò)負(fù)載變化時(shí)，可以及時(shí)調(diào)整呼叫準(zhǔn)入速率從而使得網(wǎng)絡(luò)資源被充分利用并且避免網(wǎng)絡(luò)過(guò)載。


圖1是SIP網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明的過(guò)載控制系統(tǒng)的模塊結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本發(fā)明一實(shí)施例的呼叫準(zhǔn)入速率的變化示意圖。圖4是本發(fā)明的過(guò)載控制方法的流程示意圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
參見圖2，介紹本發(fā)明提出的一種SIP網(wǎng)絡(luò)的過(guò)載控制系統(tǒng)，該過(guò)載控制系統(tǒng)部署于SIP網(wǎng)絡(luò)的邊緣服務(wù)器上，包括如下三個(gè)功能模塊，呼叫測(cè)量模塊，呼叫測(cè)量模塊的功能是在一個(gè)呼叫到達(dá)所述的邊緣服務(wù)器后，測(cè)量相鄰呼叫的時(shí)間間隔，按照設(shè)定的計(jì)算方法計(jì)算呼叫到達(dá)平均時(shí)間間隔和呼叫平均到達(dá)率；控制決策模塊，控制決策模塊的功能是按照設(shè)定的周期，根據(jù)測(cè)量模塊計(jì)算的呼叫平均到達(dá)率和在本周期內(nèi)所收到的來(lái)自SIP網(wǎng)絡(luò)的503響應(yīng)數(shù)目，以及本周期的呼叫準(zhǔn)入速率，周期性地執(zhí)行速率適配方法，計(jì)算得到下一個(gè)周期的呼叫準(zhǔn)入速率，并發(fā)送給呼叫限制模塊；在實(shí)施例中，周期時(shí)間可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的載荷情況，設(shè)定為1分鐘。呼叫限制模塊，呼叫限制模塊的功能是采用呼叫門限來(lái)限制到達(dá)的呼叫，具體是 呼叫限制模塊根據(jù)所述的控制決策模塊發(fā)送來(lái)的呼叫準(zhǔn)入速率，和從所述的呼叫測(cè)量模塊得到的呼叫平均到達(dá)率，計(jì)算出一個(gè)門限間隔時(shí)間，然后一旦一個(gè)呼叫允許進(jìn)入邊緣服務(wù)器所在的SIP網(wǎng)絡(luò)后，呼叫限制模塊則啟動(dòng)一個(gè)持續(xù)時(shí)間為所述的門限間隔的定時(shí)器，所有在定時(shí)器超時(shí)之前到達(dá)的呼叫都會(huì)被拒絕。所述的呼叫測(cè)量模塊計(jì)算呼叫到達(dá)平均時(shí)間間隔的具體方法是指數(shù)加權(quán)移動(dòng)平均方法，即按照下式計(jì)算呼叫到達(dá)平均時(shí)間間隔，Δ I (n) = (l_w) X Δ I (η_1) +wX Δ i (η)式中，Δ I (η)是指第η個(gè)呼叫到達(dá)后所述的呼叫測(cè)量模塊計(jì)算得到的呼叫到達(dá)平均時(shí)間間隔，Δ I (η-1)是指第η-1個(gè)呼叫到達(dá)后所述的呼叫測(cè)量模塊計(jì)算得到的呼叫到達(dá)平均時(shí)間間隔，Δ (η)是指第η個(gè)呼叫與第η-1個(gè)呼叫之間的時(shí)間間隔，η為大于等于2的自然數(shù)，w是一個(gè)大于零小于1的實(shí)數(shù)；在實(shí)施例中，我們把w取值為0. 1。所述的呼叫測(cè)量模塊按照下式計(jì)算呼叫平均到達(dá)率λ (η) = 1/ Δ I (η)式中，λ (η)是指第η個(gè)呼叫到達(dá)后所述的呼叫測(cè)量模塊計(jì)算得到的呼叫平均到達(dá)率。所述的速率適配方法具體內(nèi)容是如果在本周期中所述的控制決策模塊沒(méi)有收到503響應(yīng)消息，并且此時(shí)來(lái)自所述的呼叫測(cè)量模塊的呼叫平均到達(dá)率大于本周期的呼叫準(zhǔn)入速率，則增加下一個(gè)周期的呼叫準(zhǔn)入速率；如果在本周期中所述的控制決策模塊沒(méi)有收到503響應(yīng)消息，并且此時(shí)來(lái)自所述的呼叫測(cè)量模塊的呼叫平均到達(dá)率小于等于本周期的呼叫準(zhǔn)入速率，則下一個(gè)周期的呼叫準(zhǔn)入速率保持為本周期的呼叫準(zhǔn)入速率；如果在本周期中所述的控制決策模塊雖然收到503響應(yīng)消息，但所收到的503響應(yīng)消息的數(shù)目小于上一個(gè)周期所收到的503響應(yīng)消息的數(shù)目，則下一個(gè)周期的呼叫準(zhǔn)入速率保持為本周期的呼叫準(zhǔn)入速率；如果在本周期中所述的控制決策模塊新收到503響應(yīng)消息或者所收到的503響應(yīng)消息的數(shù)目大于上一個(gè)周期所收到的503響應(yīng)消息的數(shù)目，則減小下一個(gè)周期的呼叫準(zhǔn)入速率。參見圖3，所述的控制決策模塊按照下式增加下一個(gè)周期的呼叫準(zhǔn)入速率rt+1 = rt+ α (rt-r0)k式中，表示第t+1個(gè)周期的呼叫準(zhǔn)入速率，rt表示第t個(gè)周期的呼叫準(zhǔn)入速率，r0表示呼叫準(zhǔn)入速率由降轉(zhuǎn)升時(shí)的起始呼叫準(zhǔn)入速率，在圖3中，用一個(gè)黑色的點(diǎn)進(jìn)行了標(biāo)注，α為大于零的實(shí)常數(shù)，k為大于等于零且小于1的實(shí)常數(shù)；在實(shí)施例中，取值為α =0. 2，k = 0. 5。所述的控制決策模塊按照下式減小下一個(gè)周期的呼叫準(zhǔn)入速率rt+1 = rt- β rt式中，表示第t+1個(gè)周期的呼叫準(zhǔn)入速率，rt表示第t個(gè)周期的呼叫準(zhǔn)入速率， β為大于零小于1的實(shí)常數(shù)；在實(shí)施例中，取值為β = 1/8。所述的門限間隔是所述的呼叫限制模塊按照下式進(jìn)行計(jì)算得到的τ t+1 = max (0，l/rt+rl/ λ t)式中，τ w表示第t+1個(gè)周期的門限間隔，IV1表示第t+1個(gè)周期的呼叫準(zhǔn)入速率， λ t表示在第t個(gè)周期，所述的呼叫限制模塊從呼叫測(cè)量模塊獲得的呼叫平均到達(dá)率。根據(jù)SIP網(wǎng)絡(luò)的載荷情況，一個(gè)SIP網(wǎng)絡(luò)的邊緣服務(wù)器上可以部署多個(gè)所述的過(guò)載控制系統(tǒng)。參見圖4，本發(fā)明還提出了一種SIP網(wǎng)絡(luò)的過(guò)載控制方法，該方法包括下列操作步驟(1)把過(guò)載控制系統(tǒng)部署在SIP網(wǎng)絡(luò)的邊緣服務(wù)器上；(2)當(dāng)一個(gè)新呼叫到達(dá)SIP網(wǎng)絡(luò)后，所述的過(guò)載控制系統(tǒng)的呼叫測(cè)量模塊測(cè)量相鄰呼叫的時(shí)間間隔，按照設(shè)定的計(jì)算方法計(jì)算呼叫到達(dá)平均時(shí)間間隔和呼叫平均到達(dá)率；(3)所述的過(guò)載控制系統(tǒng)的控制決策模塊按照設(shè)定的周期，根據(jù)測(cè)量模塊計(jì)算的呼叫平均到達(dá)率和在本周期內(nèi)所收到的來(lái)自SIP網(wǎng)絡(luò)的503響應(yīng)數(shù)目，以及本周期的呼叫準(zhǔn)入速率，周期性地執(zhí)行速率適配方法，計(jì)算得到下一個(gè)周期的呼叫準(zhǔn)入速率，并發(fā)送給呼叫限制模塊；(4)所述的過(guò)載控制系統(tǒng)的呼叫限制模塊根據(jù)所述的控制決策模塊發(fā)送來(lái)的呼叫準(zhǔn)入速率，和從所述的呼叫測(cè)量模塊得到的呼叫平均到達(dá)率，計(jì)算出一個(gè)門限間隔時(shí)間，然后采用呼叫門限來(lái)限制到達(dá)的呼叫，即一旦一個(gè)呼叫允許進(jìn)入邊緣服務(wù)器所在的SIP網(wǎng)絡(luò)后，呼叫限制模塊則啟動(dòng)一個(gè)持續(xù)時(shí)間為所述的門限間隔的定時(shí)器，所有在定時(shí)器超時(shí)之前到達(dá)的呼叫都會(huì)被拒絕。在系統(tǒng)初始狀態(tài)時(shí)，可以將最初的呼叫準(zhǔn)入速率設(shè)置為0。本發(fā)明所提出的系統(tǒng)和方法經(jīng)過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證，證明是完全可行并非常有效。
權(quán)利要求
1.一種SIP網(wǎng)絡(luò)的過(guò)載控制系統(tǒng)，該過(guò)載控制系統(tǒng)部署于SIP網(wǎng)絡(luò)的邊緣服務(wù)器上，其特征在于所述的過(guò)載控制系統(tǒng)包括如下三個(gè)功能模塊，呼叫測(cè)量模塊，呼叫測(cè)量模塊的功能是在一個(gè)呼叫到達(dá)所述的邊緣服務(wù)器后，測(cè)量相鄰呼叫的時(shí)間間隔，按照設(shè)定的計(jì)算方法計(jì)算呼叫到達(dá)平均時(shí)間間隔和呼叫平均到達(dá)率；控制決策模塊，控制決策模塊的功能是按照設(shè)定的周期，根據(jù)測(cè)量模塊計(jì)算的呼叫平均到達(dá)率和在本周期內(nèi)所收到的來(lái)自SIP網(wǎng)絡(luò)的503響應(yīng)數(shù)目，以及本周期的呼叫準(zhǔn)入速率，周期性地執(zhí)行速率適配方法，計(jì)算得到下一個(gè)周期的呼叫準(zhǔn)入速率，并發(fā)送給呼叫限制模塊；呼叫限制模塊，呼叫限制模塊的功能是采用呼叫門限來(lái)限制到達(dá)的呼叫，具體是呼叫限制模塊根據(jù)所述的控制決策模塊發(fā)送來(lái)的呼叫準(zhǔn)入速率，和從所述的呼叫測(cè)量模塊得到的呼叫平均到達(dá)率，計(jì)算出一個(gè)門限間隔時(shí)間，然后一旦一個(gè)呼叫允許進(jìn)入邊緣服務(wù)器所在的SIP網(wǎng)絡(luò)后，呼叫限制模塊則啟動(dòng)一個(gè)持續(xù)時(shí)間為所述的門限間隔的定時(shí)器，所有在定時(shí)器超時(shí)之前到達(dá)的呼叫都會(huì)被拒絕。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種SIP網(wǎng)絡(luò)的過(guò)載控制系統(tǒng)，其特征在于所述的呼叫測(cè)量模塊計(jì)算呼叫到達(dá)平均時(shí)間間隔的具體方法是指數(shù)加權(quán)移動(dòng)平均方法，即按照下式計(jì)算呼叫到達(dá)平均時(shí)間間隔，Δ I (n) = (1-w) X Δ I (n_l)+wX Δ i (η)式中，ΔΙ (η)是指第η個(gè)呼叫到達(dá)后所述的呼叫測(cè)量模塊計(jì)算得到的呼叫到達(dá)平均時(shí)間間隔，ΔΙ(η-Ι)是指第η-1個(gè)呼叫到達(dá)后所述的呼叫測(cè)量模塊計(jì)算得到的呼叫到達(dá)平均時(shí)間間隔，Δ i (η)是指第η個(gè)呼叫與第η-1個(gè)呼叫之間的時(shí)間間隔，w是一個(gè)大于零小于1 的實(shí)數(shù)；所述的呼叫測(cè)量模塊按照下式計(jì)算呼叫平均到達(dá)率λ (η) = 1/ Δ I (η)式中，λ (η)是指第η個(gè)呼叫到達(dá)后所述的呼叫測(cè)量模塊計(jì)算得到的呼叫平均到達(dá)率。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種SIP網(wǎng)絡(luò)的過(guò)載控制系統(tǒng)，其特征在于所述的速率適配方法具體內(nèi)容是如果在本周期中所述的控制決策模塊沒(méi)有收到503響應(yīng)消息，并且此時(shí)來(lái)自所述的呼叫測(cè)量模塊的呼叫平均到達(dá)率大于本周期的呼叫準(zhǔn)入速率，則增加下一個(gè)周期的呼叫準(zhǔn)入速率；如果在本周期中所述的控制決策模塊沒(méi)有收到503響應(yīng)消息，并且此時(shí)來(lái)自所述的呼叫測(cè)量模塊的呼叫平均到達(dá)率小于等于本周期的呼叫準(zhǔn)入速率，則下一個(gè)周期的呼叫準(zhǔn)入速率保持為本周期的呼叫準(zhǔn)入速率；如果在本周期中所述的控制決策模塊雖然收到503響應(yīng)消息，但所收到的503響應(yīng)消息的數(shù)目小于上一個(gè)周期所收到的503響應(yīng)消息的數(shù)目，則下一個(gè)周期的呼叫準(zhǔn)入速率保持為本周期的呼叫準(zhǔn)入速率；如果在本周期中所述的控制決策模塊新收到503響應(yīng)消息或者所收到的503響應(yīng)消息的數(shù)目大于上一個(gè)周期所收到的503響應(yīng)消息的數(shù)目，則減小下一個(gè)周期的呼叫準(zhǔn)入速率。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種SIP網(wǎng)絡(luò)的過(guò)載控制系統(tǒng)，其特征在于所述的控制決策模塊按照下式增加下一個(gè)周期的呼叫準(zhǔn)入速率rt+i = rt+ α (rt-r0)k式中，rt+1表示第t+1個(gè)周期的呼叫準(zhǔn)入速率，rt表示第t個(gè)周期的呼叫準(zhǔn)入速率，r0 表示呼叫準(zhǔn)入速率由降轉(zhuǎn)升時(shí)的起始呼叫準(zhǔn)入速率，α為大于零的實(shí)常數(shù)，k為大于等于零且小于1的實(shí)常數(shù)；所述的控制決策模塊按照下式減小下一個(gè)周期的呼叫準(zhǔn)入速率rt+i = rt- β rt式中，rt+1表示第t+1個(gè)周期的呼叫準(zhǔn)入速率，rt表示第t個(gè)周期的呼叫準(zhǔn)入速率，β 為大于零小于1的實(shí)常數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種SIP網(wǎng)絡(luò)的過(guò)載控制系統(tǒng)，其特征在于所述的門限間隔是所述的呼叫限制模塊按照下式進(jìn)行計(jì)算得到的τ t+1 = max (0, l/rt+1~l/ λ t)式中，τ w表示第t+1個(gè)周期的門限間隔，Iv1表示第t+1個(gè)周期的呼叫準(zhǔn)入速率，At 表示在第t個(gè)周期，所述的呼叫限制模塊從呼叫測(cè)量模塊獲得的呼叫平均到達(dá)率。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種SIP網(wǎng)絡(luò)的過(guò)載控制系統(tǒng)，其特征在于根據(jù)SIP網(wǎng)絡(luò)的載荷情況，一個(gè)SIP網(wǎng)絡(luò)的邊緣服務(wù)器上可以部署多個(gè)所述的過(guò)載控制系統(tǒng)。
7.—種SIP網(wǎng)絡(luò)的過(guò)載控制方法，其特征在于所述方法包括下列操作步驟(1)把過(guò)載控制系統(tǒng)部署在SIP網(wǎng)絡(luò)的邊緣服務(wù)器上；(2)當(dāng)一個(gè)新呼叫到達(dá)SIP網(wǎng)絡(luò)后，所述的過(guò)載控制系統(tǒng)的呼叫測(cè)量模塊測(cè)量相鄰呼叫的時(shí)間間隔，按照設(shè)定的計(jì)算方法計(jì)算呼叫到達(dá)平均時(shí)間間隔和呼叫平均到達(dá)率；(3)所述的過(guò)載控制系統(tǒng)的控制決策模塊按照設(shè)定的周期，根據(jù)測(cè)量模塊計(jì)算的呼叫平均到達(dá)率和在本周期內(nèi)所收到的來(lái)自SIP網(wǎng)絡(luò)的503響應(yīng)數(shù)目，以及本周期的呼叫準(zhǔn)入速率，周期性地執(zhí)行速率適配方法，計(jì)算得到下一個(gè)周期的呼叫準(zhǔn)入速率，并發(fā)送給呼叫限制模塊；(4)所述的過(guò)載控制系統(tǒng)的呼叫限制模塊根據(jù)所述的控制決策模塊發(fā)送來(lái)的呼叫準(zhǔn)入速率，和從所述的呼叫測(cè)量模塊得到的呼叫平均到達(dá)率，計(jì)算出一個(gè)門限間隔時(shí)間，然后采用呼叫門限來(lái)限制到達(dá)的呼叫，即一旦一個(gè)呼叫允許進(jìn)入邊緣服務(wù)器所在的SIP網(wǎng)絡(luò)后， 呼叫限制模塊則啟動(dòng)一個(gè)持續(xù)時(shí)間為所述的門限間隔的定時(shí)器，所有在定時(shí)器超時(shí)之前到達(dá)的呼叫都會(huì)被拒絕。
全文摘要
一種SIP網(wǎng)絡(luò)的過(guò)載控制系統(tǒng)，該過(guò)載控制系統(tǒng)部署于SIP網(wǎng)絡(luò)的邊緣服務(wù)器上，包括呼叫測(cè)量模塊、控制決策模塊和呼叫限制模塊等三個(gè)功能模塊；呼叫測(cè)量模塊測(cè)量相鄰呼叫的時(shí)間間隔，計(jì)算呼叫到達(dá)平均時(shí)間間隔和呼叫平均到達(dá)率；控制決策模塊周期性地執(zhí)行速率適配方法，計(jì)算呼叫準(zhǔn)入速率；呼叫限制模塊采用呼叫門限來(lái)限制到達(dá)的呼叫；本發(fā)明還提出了一種SIP網(wǎng)絡(luò)的過(guò)載控制方法；本發(fā)明通過(guò)在邊緣服務(wù)器上控制網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載，使得當(dāng)呼叫達(dá)到率超過(guò)網(wǎng)絡(luò)容量時(shí)，網(wǎng)絡(luò)仍然能夠保持較高的吞吐率，保證準(zhǔn)入呼叫的會(huì)話建立時(shí)間，從而保證用戶的QoS，并且不會(huì)對(duì)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生額外開銷，具有較高的響應(yīng)性。
文檔編號(hào)H04L29/08GK102271166SQ20111026499
公開日2011年12月7日 申請(qǐng)日期2011年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月8日
發(fā)明者廖建新, 張樂(lè)劍, 張磊, 徐童, 朱曉民, 李彤紅, 李煒, 樊利民, 沈奇威, 王敬宇, 王晶, 王純, 王金柱, 程莉 申請(qǐng)人:北京郵電大學(xué)