專利名稱：將7號(hào)信令系統(tǒng)網(wǎng)與使用多協(xié)議標(biāo)記交換的網(wǎng)絡(luò)集成的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及分組交換通信網(wǎng)，并且特別涉及將7號(hào)信令系統(tǒng)(SS7)網(wǎng)與最近發(fā)展的使用多協(xié)議標(biāo)記交換(MPLS)的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)集成。
背景技術(shù)：
目前，通信網(wǎng)利用分層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，其中駐留在網(wǎng)絡(luò)中不同節(jié)點(diǎn)上的對(duì)等處理不考慮執(zhí)行通信所需要的更低層處理的詳細(xì)操作而進(jìn)行通信。有利地，這樣的分層結(jié)構(gòu)導(dǎo)致標(biāo)準(zhǔn)、可互換并且廣泛可用的網(wǎng)絡(luò)模塊。
如今大多數(shù)的分層網(wǎng)絡(luò)類似由國際標(biāo)準(zhǔn)組織(ISO)提出的七層開放系統(tǒng)互連(OSI)參考模型。參見，例如，D.Bertsekas和R.Gallager的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)(Data Networks)，Prentice-Hall公司，1987年，14-26頁。根據(jù)OSI參考，網(wǎng)絡(luò)包括從最低層到最高層抽象，物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、會(huì)話層、表示層和應(yīng)用層。
物理層(或第一層)提供用于在網(wǎng)絡(luò)的任何節(jié)點(diǎn)對(duì)之間傳輸比特序列的虛擬鏈路，而數(shù)據(jù)鏈路層(或第二層)執(zhí)行錯(cuò)誤檢查和其它功能以便將層1的潛在的不可靠的比特管道轉(zhuǎn)換成節(jié)點(diǎn)之間數(shù)據(jù)分組(例如比特組或比特幀)的雙向傳輸?shù)目煽挎溌?。除此之外，網(wǎng)絡(luò)層(或第三層)提供數(shù)據(jù)分組通過或在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的路由選擇和流控制，而傳輸、會(huì)話、表示和應(yīng)用層(分別為第四-七層)提供在網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)領(lǐng)域熟知的越來越高層的功能。
今天大多數(shù)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)(例如，用于實(shí)現(xiàn)眾所周知的互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò))通常支持上面描述的分層結(jié)構(gòu)。更明確的，數(shù)據(jù)通信網(wǎng)典型地利用許多廣泛可用的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議的任何一種來進(jìn)行分組路由選擇和流控制，以及許多可用的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議的任何一種來進(jìn)行錯(cuò)誤檢查等。因此，如

圖1所示，示例的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)100可合并許多網(wǎng)絡(luò)協(xié)議110，包括眾所周知的Apple TalkTM協(xié)議和各種版本的同樣眾所周知的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(IPv6，Ipv4，IPX)。如圖中所示，示例網(wǎng)絡(luò)100可進(jìn)一步合并許多數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議120，包括以太網(wǎng)(ET)協(xié)議、光纖分布式數(shù)據(jù)接口(FDDI)協(xié)議、異步傳輸模式(ATM)協(xié)議、幀中繼協(xié)議以及點(diǎn)到點(diǎn)協(xié)議(PPP)，每一個(gè)在本領(lǐng)域都是熟知的。
按照慣例，在基于IP的網(wǎng)絡(luò)中分組的路由選擇完全在網(wǎng)絡(luò)層執(zhí)行。特別地，數(shù)據(jù)分組一到達(dá)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)或路由器，在該節(jié)點(diǎn)操作的網(wǎng)絡(luò)層處理就將分組中包含的目的地址與存儲(chǔ)在該節(jié)點(diǎn)維護(hù)的路由表中的地址前綴的列表相比較。一發(fā)現(xiàn)最長的匹配前綴，該節(jié)點(diǎn)就將該分組轉(zhuǎn)發(fā)到與該最長匹配前綴相關(guān)的另一個(gè)節(jié)點(diǎn)(也就是，“下一跳”路由器)，在其中重復(fù)匹配過程。按這種方式，分組從節(jié)點(diǎn)跳到節(jié)點(diǎn)，最終到達(dá)分組的目的地址(并且理想地通過最佳路徑)。
最近，MPLS技術(shù)已經(jīng)發(fā)展以減少在上述路由選擇機(jī)制中用到的時(shí)間和計(jì)算資源量。更特別地，MPLS通過在每個(gè)數(shù)據(jù)分組的網(wǎng)絡(luò)層頭和鏈路層頭之間插入一個(gè)固定長度的標(biāo)記，替換了在每個(gè)路由器進(jìn)行最長前綴匹配的需要。如下文中更詳細(xì)地描述的，路由器因此僅利用分組的MPLS標(biāo)記作為到路由表的索引，可以方便地為進(jìn)入分組進(jìn)行下一跳決定。如圖2所示，標(biāo)記交換提供網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議110和鏈路層協(xié)議120之間的抽象層210。
與上述基于IP的網(wǎng)絡(luò)類似，熟知的SS7標(biāo)準(zhǔn)(例如，在實(shí)施許多今天的無線通信系統(tǒng)中使用)在OSI七層參考模型之后進(jìn)行了模型化。參見，例如，T.Rappaport的無線通信原理和實(shí)踐(WirelessCommunications Principles&Practice)，Prentice Hall，公司，1996年，第463-472頁。
因此，如圖3所示，示例SS7系統(tǒng)300包括，除其它部分，第一消息傳送部分(MTP)310、第二MTP320、第三MTP330、信令連接控制部分(SCCP)340，以及綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)用戶部分(ISDN用戶部分，或ISUP)350。如圖所示，第一MTP310類似于OSI物理層(第一層)，第二MTP320類似于OSI數(shù)據(jù)鏈路層(第二層)，并且第三MTP330類似于OSI網(wǎng)絡(luò)層(第三層)。除此之外，SCCP340和ISUP350執(zhí)行某些3層和更高功能。
雖然SS7標(biāo)準(zhǔn)和上述基于IP的網(wǎng)絡(luò)都在OSI七層參考上進(jìn)行了模型化，但是SS7和基于IP的路由選擇機(jī)制十分地不同，因此上述MPLS方案(專為基于IP的網(wǎng)絡(luò)開發(fā)的)不能直接應(yīng)用到SS7網(wǎng)的環(huán)境中。因此，最近將傳統(tǒng)的基于SS7技術(shù)的系統(tǒng)與基于IP類型分組交換技術(shù)(如，IP、ATM等)的下一代系統(tǒng)集成在一起的努力非常困難。
雖然許多廠商已經(jīng)提出SS7網(wǎng)如何與IP領(lǐng)域互通的解決方案，這樣的解決方案在許多方面被證明是不令人滿意的。已知的解決方案或者使用某種形式的SS7消息的IP封裝，或者某種形式的將SS7消息映射到IP會(huì)話開始協(xié)議(SIP)消息或H.323消息等。結(jié)果，已知的解決方案一般效率很低并且不能確保高性能。因此，需要改進(jìn)的方法和設(shè)備用于將SS7網(wǎng)與基于MPLS的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)集成在一起。
發(fā)明概述本發(fā)明通過提供用于直接在SS7協(xié)議棧上實(shí)現(xiàn)MPLS的技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了上述以及其它需要。結(jié)果，SS7 MTP3和MTP3b現(xiàn)在是附加的網(wǎng)絡(luò)層，可以通過MPLS精確地與任何鏈路層技術(shù)接口。因此，標(biāo)記交換技術(shù)可以在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的集合中無縫地使用，包括基于IP的和基于SS7的網(wǎng)絡(luò)。有利地，本發(fā)明不僅僅在IP和SS7格式之間映射消息，而是通過真正地將SS7和基于IP的域集成來充分地解決該問題。
根據(jù)本發(fā)明，將7號(hào)信令系統(tǒng)(SS7)數(shù)據(jù)分組路由通過使用多協(xié)議標(biāo)記交換(MPLS)的異構(gòu)分組交換網(wǎng)的示例方法包括步驟建立MPLS轉(zhuǎn)發(fā)等價(jià)類(FEC)，至少FEC的一個(gè)單元是SS7目的地；在異構(gòu)分組交換網(wǎng)中的一個(gè)第一路由器處將標(biāo)記與FEC相關(guān)聯(lián)；在第一路由器，將標(biāo)記加在屬于FEC的數(shù)據(jù)分組上；并且在通信網(wǎng)中將已加標(biāo)記的數(shù)據(jù)分組從所述第一路由器轉(zhuǎn)發(fā)到一個(gè)第二路由器。SS7目的地可以是例如目的點(diǎn)代碼(DPC)、信令連接控制部分(SCCP)全局標(biāo)題，或SCCP子系統(tǒng)號(hào)(SSN)。
示例方法還可包括將所述第一路由器處與FEC相關(guān)的標(biāo)記通告(例如，通過標(biāo)記分配協(xié)議或LDP)通信網(wǎng)中其它的路由器。除此之外，第一路由器可維持一個(gè)包括多個(gè)FEC和相關(guān)標(biāo)記(包括基于SS7單元的許多FEC以及包括不基于SS7單元的另外許多FEC)的標(biāo)記信息表，并且因此可以作為SS7數(shù)據(jù)分組和非SS7數(shù)據(jù)分組的目的地。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例MPLS路由器包括存儲(chǔ)與MPLS FEC相關(guān)的信息的路由表，其中FEC的單元可以是7號(hào)信令系統(tǒng)(SS7)目的地；以及用于將標(biāo)記與FEC相關(guān)，將標(biāo)記加在屬于FEC的數(shù)據(jù)分組上，以及將加標(biāo)記的數(shù)據(jù)分組轉(zhuǎn)發(fā)到通信網(wǎng)中的另一個(gè)路由器的標(biāo)記交換協(xié)議處理器。示例路由器還可包括標(biāo)記分配處理器，配置用于將與FEC相關(guān)的標(biāo)記通告通信網(wǎng)中的其它路由器。
參考附圖所示的說明性例子在下文中詳細(xì)解釋本發(fā)明的上述以及其它特性和優(yōu)點(diǎn)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員會(huì)理解為說明和理解的目的提供所述實(shí)施方案，并且這里期望各種等價(jià)的實(shí)施方案。
附圖簡述圖1描述了數(shù)據(jù)通信網(wǎng)中的示例網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)鏈路層，其中可以實(shí)施本發(fā)明的教導(dǎo)；圖2描述了數(shù)據(jù)通信網(wǎng)中的示例網(wǎng)絡(luò)、MPLS和數(shù)據(jù)鏈路層，其中可以實(shí)施本發(fā)明的教導(dǎo)；圖3描述了示例SS7網(wǎng)中的分層，其中可以實(shí)施本發(fā)明的教導(dǎo)；圖4描述了可在本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)中使用的示例數(shù)據(jù)分組頭結(jié)構(gòu)；圖5描述了可在本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)中使用的示例MPLS標(biāo)記棧；圖6描述了可在本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)中使用的MPLS路由表的構(gòu)造；圖7描述了可以實(shí)施本發(fā)明的教導(dǎo)的示例基于SS7的通信系統(tǒng)；圖8描述了可以實(shí)施本發(fā)明的教導(dǎo)的示例SS7網(wǎng)中的組件；圖9描述了根據(jù)本發(fā)明采用MPLS的示例異構(gòu)網(wǎng)；圖10描述了根據(jù)本發(fā)明合并了SS7網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議的數(shù)據(jù)通信分層；圖11描述了根據(jù)本發(fā)明包括SS7網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議的MPLS路由表的構(gòu)造；圖12描述了根據(jù)本發(fā)明從SS7路由器到標(biāo)記交換路由器的標(biāo)記分配；以及圖13描述了根據(jù)本發(fā)明在異構(gòu)網(wǎng)中的示例數(shù)據(jù)分組流。
發(fā)明詳述為了說明本發(fā)明的某些方面，在下文中立即提供了傳統(tǒng)MPLS和SS7網(wǎng)的簡單描述。MPLS更詳細(xì)的描述可以在，例如，1999年4月互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組(IETF)網(wǎng)絡(luò)工作組，E.Rosen等人的多協(xié)議標(biāo)記交換結(jié)構(gòu)(Multiprotocol Label Switching Architecture)，互聯(lián)網(wǎng)草案draft-ietf-mpls-arch-05.txt中找到，全部合并在這里做參考。SS7更詳細(xì)的描述可以在，例如，1992年美國國家標(biāo)準(zhǔn)化組織(ANSI)標(biāo)準(zhǔn)T1.110-1992，7號(hào)信令系統(tǒng)-通用信息(Signaling System Number7-General Information)中找到，也全部合并在這里做參考。
通常，標(biāo)記交換可以被分解為轉(zhuǎn)發(fā)組件和控制組件。在轉(zhuǎn)發(fā)組件中，由標(biāo)記交換路由器(LSR)為進(jìn)入分組作出的下一跳選擇基于兩個(gè)信息源由LSR維護(hù)的轉(zhuǎn)發(fā)表；以及由分組自己攜帶的標(biāo)記。更特別地，轉(zhuǎn)發(fā)表由進(jìn)入標(biāo)記中包含的值進(jìn)行索引。換句話說，表中第N條記錄的進(jìn)入標(biāo)記組件中包含的值是N。
LSR的路由表中的每條記錄包含轉(zhuǎn)發(fā)分組所需的所有信息，以及決定使用哪些資源所需的信息。按照慣例，每個(gè)LSR處每個(gè)接口可以有一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)表。在這種情況下，由分組標(biāo)記和分組到達(dá)的接口確定分組的處理。
關(guān)于MPLS轉(zhuǎn)發(fā)組件，注意MPLS標(biāo)記可以在數(shù)據(jù)分組中以至少兩種方式攜帶。例如，標(biāo)記可以直接在鏈路層頭中攜帶(例如，通過用標(biāo)記代替ATM頭中的虛擬路徑或虛擬電路標(biāo)識(shí)符)。替代地，如圖4所示標(biāo)記可以在數(shù)據(jù)分組的鏈路層頭和網(wǎng)絡(luò)層頭之間插入的小“墊片”頭中攜帶。
還要注意MPLS標(biāo)記實(shí)際上可包括如圖5所示的許多域。在圖中，示例標(biāo)記500包括文字標(biāo)記域510(包含標(biāo)記的實(shí)際值并且如下所示由LSR用于識(shí)別分組的下一跳)、業(yè)務(wù)類域520(可與調(diào)度和丟棄算法一起使用)、棧域530(用于指示MPLS標(biāo)記棧的底部)，以及存在時(shí)間域540(用于設(shè)置分組經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)沒有到達(dá)其目的地的時(shí)間限制)。
包含MPLS標(biāo)記和下一跳之間映射的轉(zhuǎn)發(fā)表利用MPLS控制組件攜帶的信息建成。控制組件由過程組成，通過這些過程LSR可以創(chuàng)建標(biāo)記和轉(zhuǎn)發(fā)等價(jià)類(FEC)之間的綁定。通過對(duì)路由器可以轉(zhuǎn)發(fā)的所有可能分組集的分區(qū)創(chuàng)建FEC，并且每個(gè)FEC中的分組被LSR按相同的方式對(duì)待(例如，發(fā)送到相同的下一跳)。FEC的一個(gè)例子是分組子集，所有都具有相同的源地址和目的地址。
用于定義FEC的標(biāo)準(zhǔn)確定其轉(zhuǎn)發(fā)粒度。例如，具有粗粒度的FEC可包括具有與特定地址前綴匹配的網(wǎng)絡(luò)層目的地址的分組，而具有細(xì)粒度的FEC可包括具有相同源、目的IP地址和業(yè)務(wù)類的分組。
每個(gè)FEC規(guī)定為一個(gè)或多個(gè)FEC單元的集合，每個(gè)FEC單元標(biāo)識(shí)可以映射為特定標(biāo)記交換路徑(LSP)的分組集。LSP是一系列網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)并且可被多個(gè)FEC單元共享。在傳統(tǒng)的MPLS中，定義的FEC單元是地址前綴和主機(jī)地址。
除了創(chuàng)建標(biāo)記和FEC之間的綁定之外，LSR還可以利用MPLS控制組件通知其創(chuàng)建的綁定的其它LSR并且構(gòu)造和維護(hù)由上述MPLS轉(zhuǎn)發(fā)組件使用的轉(zhuǎn)發(fā)表。
因此，MPLS控制組件的整體結(jié)構(gòu)如圖6所示，其中許多網(wǎng)絡(luò)層路由協(xié)議610為LSR提供FEC和下一跳地址之間的映射，并且其中用于創(chuàng)建標(biāo)記和FEC之間的綁定，以及用于在路由器之間分配綁定信息的過程620、625，為LSR提供FEC和標(biāo)記之間的映射。兩個(gè)映射相組合使得LSR能夠構(gòu)建MPLS轉(zhuǎn)發(fā)組件使用的路由表630。
可以以至少兩種方式實(shí)現(xiàn)LSR之間的標(biāo)記分配。例如，信息可以在路由協(xié)議上捎帶確認(rèn)，或使用由IETF開發(fā)并且稱為標(biāo)記分配協(xié)議(LDP)的單獨(dú)的協(xié)議。下文中立即提供LDP的一個(gè)簡單描述，并且LDP更詳細(xì)的描述可以在，例如，1999年6月IETF網(wǎng)絡(luò)工作組，L.Anderson等人，LDP規(guī)范(LDP Specification)，互聯(lián)網(wǎng)草案draft-ietf-mpls-ldp-05.txt中找到，全部合并在這里供參考。
通常，LDP由過程和消息組成，通過它們LSR通過將網(wǎng)絡(luò)層路由信息直接映射到數(shù)據(jù)鏈路交換路徑來建立通過網(wǎng)絡(luò)的LSP。LSP可以在直接連接的鄰居或網(wǎng)絡(luò)出口節(jié)點(diǎn)處有端點(diǎn)，使得能夠通過所有中間節(jié)點(diǎn)交換。LDP將FEC與其創(chuàng)建的每個(gè)LSP相聯(lián)系，并且因?yàn)槊總€(gè)LSR將FEC的進(jìn)入標(biāo)記與分配給給定FEC的下一跳的輸出標(biāo)記拼接在一起，LSP通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行擴(kuò)展。
上述提到的IETF LDP草案描述了LDP消息的四種分類發(fā)現(xiàn)消息，用于通知(周期性地利用HELLO消息)和維護(hù)網(wǎng)絡(luò)中LSR的存在；會(huì)話消息，用于在LDP對(duì)等層之間建立、維護(hù)和終止會(huì)話；廣告消息，用于創(chuàng)建、改變和刪除FEC的標(biāo)記映射；以及通知消息，用于提供咨詢信息并且用信號(hào)通知錯(cuò)誤信息。攜帶FEC屬性的廣告消息可包括標(biāo)記映射消息；標(biāo)記請(qǐng)求消息；標(biāo)記異常中止請(qǐng)求消息；標(biāo)記提取消息；以及標(biāo)記釋放消息。
創(chuàng)建特定標(biāo)記L和特定FEC F之間綁定的LSR稱為關(guān)于該綁定的下游LSR。下游LSR利用上述消息中的一個(gè)通知綁定的上游LSR，并且兩個(gè)LSR因此成為LDP對(duì)等層。為特定FEC選擇標(biāo)記稱為路由選擇并且可在一跳接一跳路由的基礎(chǔ)上或通過顯式路由執(zhí)行。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)到SS7標(biāo)準(zhǔn)的簡單描述，圖7描述了一個(gè)示例電信系統(tǒng)700，其中利用了SS7網(wǎng)730。除了SS7網(wǎng)730之外，示例系統(tǒng)700包括第一無線電話系統(tǒng)，包括第一移動(dòng)交換中心(MSC)710、多個(gè)第一基站715、第一歸屬位置寄存器(HLR)717、第一拜訪位置寄存器(VLR)718，以及第一認(rèn)證中心(AC)719。示例系統(tǒng)還包括第二無線電話系統(tǒng)，包括第二MSC 720、多個(gè)第二基站725、第二HLR727、第二VLR 728，以及第二AC 729。除此之外，示例系統(tǒng)700包括眾所周知的公用電話交換網(wǎng)(PSTN)740。
在操作中，第一個(gè)無線系統(tǒng)覆蓋區(qū)域內(nèi)的移動(dòng)終端與第一個(gè)基站715通信，而第二個(gè)無線系統(tǒng)覆蓋區(qū)域內(nèi)的移動(dòng)終端與第二個(gè)基站725通信。在相同的時(shí)間，如本領(lǐng)域所熟知的，第一和第二MSC 710、720利用HLR 717、727、VLR 718、728以及AC 719、729執(zhí)行呼叫處理，允許移動(dòng)終端漫游，并且實(shí)現(xiàn)計(jì)費(fèi)、欺詐檢測(cè)、以及其它功能。在圖7的系統(tǒng)700中，長途話音業(yè)務(wù)通過PSTN 740傳送，而用于提供呼叫建立以及通知MSC特定用戶的信令信息通過SS7網(wǎng)730傳送。
在SS7網(wǎng)730中，沒有LSR。代替地，SS7網(wǎng)730包括許多信令點(diǎn)，每個(gè)信令點(diǎn)由數(shù)字點(diǎn)代碼唯一標(biāo)識(shí)。如圖8所示，在SS7網(wǎng)中有三種類型的信令點(diǎn)業(yè)務(wù)交換點(diǎn)(SSP)810、信令傳送點(diǎn)(STP)820，以及業(yè)務(wù)控制點(diǎn)(SCP)830。如本領(lǐng)域所熟知的，STP 820基于在分組的路由標(biāo)記中包含的目的點(diǎn)代碼，或基于由MTP上的SS7 SCCP包含的如全局標(biāo)題和子系統(tǒng)號(hào)的其它地址，操作將SS7分組傳送到其目的地。
如在上述發(fā)明背景中指出的，SS7路由選擇機(jī)制不是很適合于MPLS的實(shí)現(xiàn)。例如，F(xiàn)EC的概念傳統(tǒng)地在SS7環(huán)境中是未知的。
但是，有利地，本發(fā)明公開了用于在SS7網(wǎng)邊緣使用標(biāo)記交換的方法和設(shè)備，因此利用標(biāo)記交換來轉(zhuǎn)發(fā)分組，SS7網(wǎng)可與MPLS網(wǎng)互通。根據(jù)實(shí)施方案，混合STP/LSR通過利用MPLS提供SS7網(wǎng)和基于IP的網(wǎng)之間的接口。
圖9描述了合并這樣的混合STP/LSR的示例異構(gòu)網(wǎng)900。特別地，示例網(wǎng)900包括SS7域910以及第一和第二IP域920、930。如所示，SS7域910包括標(biāo)準(zhǔn)SS7 STP 912，而第一IP域920包括第一標(biāo)準(zhǔn)IPLSR 922，并且第二IP域930包括第二標(biāo)準(zhǔn)IP LSR 932。除此之外，混合STP/LSR 914提供SS7域910和每個(gè)IP域920、930之間的接口。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解下面描述的STP/LSR 914的功能可利用，例如，已知的數(shù)字信號(hào)處理組件或通用數(shù)字計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)。
在網(wǎng)絡(luò)操作期間，STP/LSR 914負(fù)責(zé)維護(hù)標(biāo)記轉(zhuǎn)發(fā)表；向基于IP的網(wǎng)中的LSR分配標(biāo)記；向基于IP的網(wǎng)轉(zhuǎn)發(fā)已加標(biāo)記的分組；截取向SS7網(wǎng)的進(jìn)入分組；將進(jìn)入分組的標(biāo)記映射到SS7節(jié)點(diǎn)地址并且將結(jié)果SS7分組發(fā)送到SS7網(wǎng)中臨近的STP；以及當(dāng)標(biāo)記與SS7網(wǎng)中的目的地不對(duì)應(yīng)時(shí)，將進(jìn)入標(biāo)記分組從一個(gè)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)轉(zhuǎn)發(fā)到另一個(gè)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)。因此，STP/LSR 914看起來恰好是關(guān)于SS7網(wǎng)910的另一個(gè)STP，并且恰好是關(guān)于IP網(wǎng)920、930的另一個(gè)LSR。
通過利用第三層以下的標(biāo)記交換，本發(fā)明使得其它鏈路層技術(shù)(例如，PPP、FR、以太網(wǎng)等)能夠傳送已加標(biāo)記的MTP分組。除此之外，SS7 MTP3網(wǎng)絡(luò)層可以，根據(jù)本發(fā)明，適合于與標(biāo)記交換接口并且因此提供類似于IP網(wǎng)絡(luò)層路由的轉(zhuǎn)發(fā)和控制組件的功能組件。因此，本發(fā)明允許具有如圖10所示的分層以及如圖11所示的路由表開發(fā)(其中，每個(gè)實(shí)例中，SS7層3協(xié)議與傳統(tǒng)的IP協(xié)議集成在一起)的MPLS網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建。將圖10和11分別與圖2和6相比較。
為了使本發(fā)明的STP/LSR能夠如上述操作，利用，如一個(gè)或多個(gè)下面的SS7標(biāo)準(zhǔn)創(chuàng)建FEC目的點(diǎn)代碼；目的點(diǎn)代碼和子系統(tǒng)號(hào)；用戶/終端地址(IMSI或ITU地址)的國家代碼；用戶/終端地址(IMSI或ITU地址)的國內(nèi)代碼。根據(jù)示例實(shí)施方案，目的點(diǎn)代碼單獨(dú)可以用于創(chuàng)建FEC，因?yàn)檫@樣做需要對(duì)MTP3網(wǎng)絡(luò)層的修改最小。
替代地，SCCP全局標(biāo)題單獨(dú)，或SCCP子系統(tǒng)號(hào)單獨(dú)，可用于在對(duì)MTP3層改變最小的情況下創(chuàng)建FEC。除此之外，提供更細(xì)的轉(zhuǎn)發(fā)粒度的FEC可基于不只一個(gè)上述標(biāo)準(zhǔn)的組合。但是，這樣做導(dǎo)致對(duì)SS7網(wǎng)絡(luò)層更廣泛的附加。
一旦建立基于SS7的FEC，就在標(biāo)記和FEC之間創(chuàng)建了綁定，并且標(biāo)記綁定信息分配到數(shù)據(jù)通信網(wǎng)中的LSR。雖然SS7網(wǎng)絡(luò)層內(nèi)的控制組件提供過程來在SS7 STP之間交換路由信息，最好不要在SS7的路由消息上攜帶確認(rèn)標(biāo)記到FEC映射的分配。這主要起因于這樣的事實(shí)，即在數(shù)據(jù)通信域中不充分地支持路由消息(也就是，管理路由消息)。
代替地，本發(fā)明認(rèn)識(shí)到上述LDP可用于將MPLS標(biāo)記從SS7域分配到IP域。根據(jù)示例實(shí)施方案，LDP過程和消息在本發(fā)明的STP/LSR和傳統(tǒng)的IP類型LSR之間交換。因此，STP/LSR再次被看作恰好是MPLS網(wǎng)中來自對(duì)等LSR觀點(diǎn)的另一個(gè)LSR。
與傳統(tǒng)的LSR類似，STP/LSR使用發(fā)現(xiàn)(Discovery)消息來指示其在網(wǎng)絡(luò)中的存在(也就是，通過周期性地發(fā)送HELLO消息)。除此之外，STP/LSR接收來自想要指示其存在的其它LSR的發(fā)現(xiàn)消息。有利地，LDP的發(fā)現(xiàn)、會(huì)話和通知消息不需要修改以便提供本發(fā)明的STP/LSR想要的功能。
一旦STP/LSR建立通過HELLO消息學(xué)到的與另一個(gè)LSR的會(huì)話，就在STP/LSR和傳統(tǒng)的LSR之間交換廣告消息。根據(jù)本發(fā)明，LDP廣告消息適合于適應(yīng)許多新的FEC單元。除了上述地址前綴和主機(jī)地址，可以合并下面的新FEC單元目的點(diǎn)代碼(DPC)；目的點(diǎn)代碼和子系統(tǒng)號(hào)；用戶/終端地址(IMSI或ITU地址)的國家代碼；用戶/終端地址(IMSI或ITU地址)的國內(nèi)代碼。
圖12描述了圖9的STP/LSR 914和第二個(gè)標(biāo)準(zhǔn)LSR 932之間的示例LDP交換。如圖所示，STP/LSR 914(這里作為下游LDP對(duì)等層)生成對(duì)應(yīng)于特定FEC(在這個(gè)實(shí)例中，單一DPC)的標(biāo)記，并且通過廣告消息(如圖中箭頭A所指示的)轉(zhuǎn)發(fā)綁定到標(biāo)準(zhǔn)LSR 932的標(biāo)記-FEC。標(biāo)準(zhǔn)LSR 932(這里作為上游LDP對(duì)等層)進(jìn)而生成FEC的標(biāo)記記錄(也就是，由STP/LSR 914提供的標(biāo)記和生成的另一個(gè)標(biāo)記之間的映射，并且最終由標(biāo)準(zhǔn)LSR 932自己進(jìn)行廣告)，并且在其路由表中存儲(chǔ)標(biāo)記記錄。
有利地，一旦STP/LSR 914通知其存在并且通過LDP通告SS7類型的FEC和對(duì)應(yīng)的標(biāo)記，數(shù)據(jù)分組就可以在SS7網(wǎng)910和基于IP的網(wǎng)930之間無縫地交換。作為例子，圖13描述了一個(gè)數(shù)據(jù)分組從一個(gè)SS7網(wǎng)的原始節(jié)點(diǎn)，通過一個(gè)基于IP網(wǎng)的中間節(jié)點(diǎn)，轉(zhuǎn)發(fā)到另一個(gè)SS7網(wǎng)的目的節(jié)點(diǎn)。
在圖13中，示例異構(gòu)網(wǎng)1300包括原始SS7類型STP 1310、第一個(gè)混合STP/LSR 1320、第一和第二個(gè)中間IP類型LSR 1330、1340，第二個(gè)混合STP/LSR 1350，以及目的SS7類型STP 1360。如圖所示，原始STP 1310通過第一個(gè)接口IF0耦合到第一個(gè)混合STP/LSR1320，并且第一個(gè)混合STP/LSR 1320分別通過接口IF2、IF1耦合到中間LSR 1330、1340的每個(gè)。每個(gè)中間LSR 1330、1340分別通過接口IF4、IF3耦合到第二個(gè)混合STP/LSR，并且第二個(gè)混合STP/LSR通過接口IF5耦合到目的STP。如與圖9一樣，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該理解，下面描述的圖13的STP/LSR的功能可利用例如已知的數(shù)字信號(hào)處理組件和/或通用數(shù)字計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)。
圖中的表1315指示示例的基于SS7的FEC已經(jīng)定義為包括名為n_c_m的特定示例DPC(也就是，特定的SS7網(wǎng)絡(luò)群集成員；本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，名字n_c_m是任意的并且提供僅用于說明目的)。如表1315所示，STP/LSR和LSR為每個(gè)定義的FEC維護(hù)一個(gè)類型代碼(例如，在示例FEC n_c_m的情況下，類型域指示FEC是“DPC”類型)。除了類型“DPC”之外，F(xiàn)EC類型可以是“全局標(biāo)題號(hào)”，“SS7子系統(tǒng)號(hào)”，等(并且可以是其組合)，如上所述。因此，表1315實(shí)際上可以包括任何數(shù)量的FEC，每個(gè)FEC具有特定的名字和類型。
網(wǎng)絡(luò)層的SS7路由表(已有)當(dāng)通過MPLS網(wǎng)路由時(shí)，將向MPLS標(biāo)記層而不是SS7鏈路層轉(zhuǎn)發(fā)分組。因此，根據(jù)本發(fā)明，表可以被修改為包括指示每個(gè)FEC是否將被路由到SS7 MTP2或MPLS標(biāo)記層的識(shí)別符。除此之外，如表1315所示，STP/LSR還為每個(gè)定義的FEC維護(hù)一個(gè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)層業(yè)務(wù)訪問點(diǎn)(NLSAP)識(shí)別符。該識(shí)別符指示每個(gè)FEC與哪個(gè)上層協(xié)議(也就是，MTP3或IP、AppleTalk等)相關(guān)聯(lián)。
如表1325所示，STP/LSR 1320為示例FEC n_c_m建立了標(biāo)記綁定。特別是，STP/LSR 1320將一個(gè)數(shù)字標(biāo)記(雖然在圖中顯示為2用于說明，但是可以是任何唯一的標(biāo)識(shí)符)，以及一個(gè)特定轉(zhuǎn)發(fā)接口(IF1)與示例FEC n_c_m相關(guān)聯(lián)。在圖中，假設(shè)這樣的標(biāo)記綁定已經(jīng)利用上述LDP機(jī)制在MPLS網(wǎng)中進(jìn)行了通告。因此，分別如表1345和表1355所示，LSR 1340和第二個(gè)STP/LSR 1350也已經(jīng)為FECn_c_m建立了標(biāo)記綁定和路由表記錄。
一旦FEC n_c_m被定義，并且建立和廣告對(duì)應(yīng)的標(biāo)記綁定，與FEC n_c_m相關(guān)的數(shù)據(jù)分組就可以在異構(gòu)網(wǎng)中到處路由。例如，在圖13中，SS7類型的數(shù)據(jù)分組1375a從原始STP 1310發(fā)送到第一個(gè)STP/LSR 1320，并且包括一個(gè)等于n_c_m的DPC。因此，第一個(gè)STP/LSR 1320為數(shù)據(jù)分組1375a預(yù)先考慮一個(gè)標(biāo)記(在圖的例子中為2)，并且通過接口IF1將加標(biāo)記的分組1375b發(fā)送到中間LSR1340。
一接收到加標(biāo)記的分組1375b，中間LSR 1340就交換該標(biāo)記(根據(jù)LSR的本地路由表1345)，并且將標(biāo)記轉(zhuǎn)換的分組1375c發(fā)送到第二個(gè)STP/LSR 1350。然后第二個(gè)STP/LSR 1350從數(shù)據(jù)分組1375c去掉標(biāo)記并且將無標(biāo)記的數(shù)據(jù)分組1375d(其與最初的數(shù)據(jù)分組1375a相同)轉(zhuǎn)發(fā)(依照其自己的路由表1355)到目的STP 1360。因此，SS7類型的數(shù)據(jù)分組通過中間基于IP的網(wǎng)無縫地從一個(gè)SS7網(wǎng)發(fā)送到另一個(gè)。
注意因?yàn)榕c最大努力IP網(wǎng)相比，SS7網(wǎng)傳統(tǒng)地提供可靠性、低延遲和無抖動(dòng)，所以當(dāng)通過MPLS將SS7網(wǎng)和IP網(wǎng)互通時(shí)，服務(wù)質(zhì)量成為一個(gè)問題。根據(jù)本發(fā)明，SS7分組內(nèi)的業(yè)務(wù)規(guī)范映射到MPLS業(yè)務(wù)類域，因此網(wǎng)絡(luò)層可基于來自上層請(qǐng)求的業(yè)務(wù)提供業(yè)務(wù)差異。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，本發(fā)明不限于特定的示例實(shí)施方案，其為說明目的在這里描述并且各種替代實(shí)施方案也可以預(yù)期。因此本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是前面的描述定義，并且與權(quán)利要求的含義一致的所有等價(jià)物都包含在其中。
權(quán)利要求
1.一種將7號(hào)信令系統(tǒng)(SS7)數(shù)據(jù)分組路由選擇通過使用多協(xié)議標(biāo)記交換(MPLS)的異構(gòu)分組交換網(wǎng)的方法，包括步驟建立一個(gè)MPLS轉(zhuǎn)發(fā)等價(jià)類(FEC)，F(xiàn)EC的至少一個(gè)單元是SS7目的地；在異構(gòu)分組交換網(wǎng)中的一個(gè)第一路由器處將標(biāo)記與FEC相關(guān)聯(lián)；在所述第一路由器處將標(biāo)記加到屬于所述FEC的數(shù)據(jù)分組上；以及在通信網(wǎng)中將加標(biāo)記的數(shù)據(jù)分組從所述第一路由器轉(zhuǎn)發(fā)到一個(gè)第二路由器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中SS7目的地是目的點(diǎn)代碼(DPC)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中SS7目的地是信令連接控制部分(SCCP)全局標(biāo)題。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中SS7目的地是SCCP子系統(tǒng)號(hào)(SSN)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述FEC包括從一組DPC、全局標(biāo)題、SSN、SS7國家代碼和SS7國內(nèi)代碼中選出的多個(gè)FEC單元。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，還包括將在所述第一路由器處與所述FEC相關(guān)的標(biāo)記通告通信網(wǎng)中的其它路由器的步驟。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中通過標(biāo)記分配協(xié)議(LDP)通告標(biāo)記關(guān)聯(lián)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中在所述數(shù)據(jù)分組的通信路徑上的多個(gè)中間路由器的每個(gè)將標(biāo)記與所述數(shù)據(jù)分組的FEC相關(guān)聯(lián)，并且其中路徑上的每個(gè)中間路由器在向下一路由器轉(zhuǎn)發(fā)所述數(shù)據(jù)分組時(shí)重新為所述數(shù)據(jù)分組加標(biāo)記。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述第一路由器維護(hù)一個(gè)包括多個(gè)FEC和相關(guān)標(biāo)記的標(biāo)記信息表，其中多個(gè)FEC包括基于SS7的單元，而另外多個(gè)FEC包括非基于SS7的單元，并且其中所述第一路由器可作為SS7數(shù)據(jù)分組和非SS7數(shù)據(jù)分組的目的地。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中標(biāo)記信息表包括每個(gè)FEC的內(nèi)部識(shí)別符，所述內(nèi)部識(shí)別符指示使用多個(gè)網(wǎng)絡(luò)層(第三層)協(xié)議中的哪個(gè)來傳送屬于每個(gè)FEC的數(shù)據(jù)分組。
11.在異構(gòu)分組交換通信網(wǎng)中使用的多協(xié)議標(biāo)記交換(MPLS)路由器，包括用于存儲(chǔ)與MPLS轉(zhuǎn)發(fā)等價(jià)類(FEC)相關(guān)的信息的路由表，其中FEC的一個(gè)單元可以是7號(hào)信令系統(tǒng)(SS7)目的地；以及一個(gè)標(biāo)記交換協(xié)議處理器，用于將標(biāo)記與FEC關(guān)聯(lián)，將標(biāo)記加在屬于FEC的數(shù)據(jù)分組上，并且將已加標(biāo)記的數(shù)據(jù)分組轉(zhuǎn)發(fā)到通信網(wǎng)中的另一個(gè)路由器。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的路由器，其中所述FEC的一個(gè)單元是SS7目的點(diǎn)代碼(DPC)。
13.根據(jù)權(quán)利要求11的路由器，其中所述FEC的一個(gè)單元是信令連接控制部分(SCCP)全局標(biāo)題。
14.根據(jù)權(quán)利要求11的路由器，其中所述FEC的一個(gè)單元是SCCP子系統(tǒng)號(hào)(SSN)。
15.根據(jù)權(quán)利要求11的路由器，其中所述FEC包括從一組DPC、全局標(biāo)題、SSN、SS7國家代碼以及SS7國內(nèi)代碼中選出的多個(gè)FEC單元。
16.根據(jù)權(quán)利要求11的路由器，還包括一個(gè)標(biāo)記分配處理器，該標(biāo)記分配處理器被配置為向通信網(wǎng)中的其它路由器通告與所述FEC相關(guān)的標(biāo)記。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的路由器，其中標(biāo)記分配處理器通過標(biāo)記分配協(xié)議(LDP)通告標(biāo)記。
18.根據(jù)權(quán)利要求11的路由器，其中在所述數(shù)據(jù)分組的通信路徑上的多個(gè)中間路由器的每個(gè)將標(biāo)記與所述數(shù)據(jù)分組的FEC相關(guān)聯(lián)，并且其中路徑上的每個(gè)中間路由器在向下一路由器轉(zhuǎn)發(fā)所述數(shù)據(jù)分組時(shí)重新為所述數(shù)據(jù)分組加標(biāo)記。
19.根據(jù)權(quán)利要求11的路由器，其中所述路由表包括多個(gè)FEC和相關(guān)標(biāo)記，其中多個(gè)FEC包括基于SS7的單元，而另外多個(gè)FEC包括非基于SS7的單元，并且其中所述路由器可作為SS7數(shù)據(jù)分組和非SS7數(shù)據(jù)分組的目的地。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的路由器，其中路由表包括每個(gè)FEC的內(nèi)部識(shí)別符，所述內(nèi)部識(shí)別符指示使用多個(gè)網(wǎng)絡(luò)層(第三層)協(xié)議中的哪個(gè)來傳送屬于每個(gè)FEC的數(shù)據(jù)分組。
全文摘要
用于直接在SS7協(xié)議棧中實(shí)現(xiàn)多協(xié)議標(biāo)記交換(MPLS)的技術(shù)，使得SS7網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議能夠通過MPLS確實(shí)地與任何鏈路層技術(shù)接口。結(jié)果，標(biāo)記交換可無縫地用于包括基于IP的和基于SS7的網(wǎng)的整個(gè)異構(gòu)網(wǎng)集合。將SS7數(shù)據(jù)分組路由選擇通過使用MPLS的異構(gòu)分組交換網(wǎng)的一個(gè)示例方法包括步驟建立一個(gè)MPLS轉(zhuǎn)發(fā)等價(jià)類(FEC)，F(xiàn)EC的至少一個(gè)單元是SS7目的地；在異構(gòu)分組交換網(wǎng)中的一個(gè)第一路由器處將標(biāo)記與FEC相關(guān)聯(lián)；在所述第一路由器處將標(biāo)記加到屬于所述FEC的數(shù)據(jù)分組上；以及在通信網(wǎng)中將加標(biāo)記的數(shù)據(jù)分組從所述第一路由器轉(zhuǎn)發(fā)到所述第二路由器。SS7目的地可以是例如目的點(diǎn)代碼(DPC)、信令連接控制部分(SCCP)全局標(biāo)題或SCCP子系統(tǒng)號(hào)(SSN)。
文檔編號(hào)H04Q3/64GK1433642SQ0081886
公開日2003年7月30日 申請(qǐng)日期2000年11月21日 優(yōu)先權(quán)日1999年12月7日
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