專利名稱：能夠通過限制通信減輕擁塞的通信系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及IP (因特網(wǎng)協(xié)議)網(wǎng)絡中的信號處理服務器裝置，并且更 具體而言涉及控制其擁塞的技術(shù)。
背景技術(shù)：
對基于電路交換的網(wǎng)絡而言，已公開了一種測量在交換設備中執(zhí)行呼 叫處理的CPU (中央處理單元)的使用率、控制緩沖的使用率、每個用戶 的繁忙呼叫的數(shù)量等來作為擁塞數(shù)據(jù)，并且根據(jù)這些測量值對通信強制實
行限制的技術(shù)(參考日本專利早期公開號5-22407)。
此外，根據(jù)日本專利早期公開號5-22407，限制的程度根據(jù)擁塞數(shù)據(jù) 而變化，從而有效地控制了擁塞。
對共有線路信號網(wǎng)絡而言，已公開了一種技術(shù)，利用該技術(shù)來自更高 級用戶的信號的數(shù)量被交換設備測量，并且當信號網(wǎng)絡擁塞時，根據(jù)測量 值對每個更高級用戶強制實行限制(參考日本專利早期公開號5-252262)。
同時，在很多IP網(wǎng)絡中，特別是在諸如WiMAX (微波接入全球互操 作性)之類的相對簡單的系統(tǒng)中，當信號處理服務器接收了如此多的信號 以至于超過了處理容量時，應當執(zhí)行丟棄那些信號的擁塞控制。根據(jù)此技 術(shù)，通過簡單操作實現(xiàn)擁塞控制。
然而，利用這樣的控制技術(shù)，可能擁塞將得不到有效控制，并且因此 擁塞狀態(tài)將幾乎不會減輕。例如，當認證服務器接收了太多認證會話請求 時，丟棄信號可能增加了未恰當終止的認證的數(shù)量，并且因此會話請求被 重復，從而擁塞進一步惡化。在最壞的情況下，系統(tǒng)停機可能發(fā)生。

發(fā)明內(nèi)容
6本發(fā)明的示例性目的是提供通過使用簡單操作在IP網(wǎng)絡中有效執(zhí)行對 信號處理服務器的擁塞控制的技術(shù)。
為達到以上目的，根據(jù)本發(fā)明的示例性方面的通信系統(tǒng)包括信號處 理服務器裝置，該信號處理服務器裝置將預定的閾值與處理因特網(wǎng)協(xié)議通 信中的信號的處理器的使用率作比較，并且基于比較結(jié)果來確定擁塞是否 己發(fā)生，并且在擁塞發(fā)生期間發(fā)出用于限制通信的指令；以及相對站 (opposed station)裝置，該相對站裝置根據(jù)來自信號處理服務器裝置的指 令限制與信號處理服務器裝置的因特網(wǎng)協(xié)議通信。
根據(jù)本發(fā)明的示例性方面，提供了用于信號處理服務器裝置的通信限 制方法，該信號處理服務器裝置通過因特網(wǎng)協(xié)議與相對站裝置進行通信，
并且處理從相對站裝置接收的信號，該方法包括測量處理信號的處理器
的使用率；基于將處理器的使用率與預定的閾值作比較的結(jié)果而確定擁塞 是否已發(fā)生；以及在擁塞發(fā)生期間向相對站裝置發(fā)出指令以限制通信。
根據(jù)本發(fā)明的示例性方面，提供了通過因特網(wǎng)協(xié)議與相對站裝置進行 通信的并且處理從相對站裝置接收的信號的信號處理服務器裝置，該裝置 包括處理信號的處理器；用于測量處理器的使用率的使用率測量裝置； 用于基于將處理器的使用率與預定的閾值作比較的結(jié)果而確定擁塞是否已 發(fā)生的擁塞確定裝置；以及用于當擁塞確定裝置確定擁塞已發(fā)生時，向相 對站裝置發(fā)出指令以限制通信的限制指令裝置。
從參考示出本發(fā)明示例的附圖的以下描述中，本發(fā)明的以上和其他目 的、特征和優(yōu)點將會變得清楚。


圖1是示出根據(jù)示例性實施例的IP通信系統(tǒng)的配置的框圖2是示出根據(jù)本示例性實施例的IP通信系統(tǒng)的操作的序列圖3是示出根據(jù)本示例性實施例的信號處理服務器裝置的配置的框
圖4是示出根據(jù)本示例性實施例的信號處理服務器裝置的操作的流程
圖；圖5是將限制級與閾值相關聯(lián)的表的示例；
圖6是示出根據(jù)示例的信號處理服務器裝置11在擁塞發(fā)生時的示例 性操作的視圖；以及
圖7是示出根據(jù)本示例的信號處理服務器裝置11在擁塞解除時的示 例性操作的視圖。
具體實施例方式
將參考附圖描述示例性實施例。
圖1是示出根據(jù)本示例性實施例的IP通信系統(tǒng)的配置的框圖。參考圖 1，根據(jù)本示例性實施例的IP通信系統(tǒng)包括信號處理服務器裝置11和 12，以及相對站裝置13。
信號處理服務器裝置11和12是執(zhí)行與相對站裝置13的IP通信以及 處理接收的信號的裝置。信號處理服務器裝置的示例包括接收來自相對站 裝置13的認證請求并且執(zhí)行對于相對站裝置13的認證處理的認證服務 器。更具體而言，信號處理服務器裝置ll和12可以是提供AAA (授權(quán)、 認證、記帳)服務的Radius (遠程認證撥入用戶服務)服務器。
相對站裝置13是執(zhí)行IP通信并且與信號處理服務器裝置11和12進 行通信的通信裝置。圖l僅示出了一個相對站裝置13，但是實際上，多個 相對站裝置13以共享的方式使用信號處理服務器裝置11和12。因此，當 信號處理服務器裝置11和12接收了來自多個相對站裝置13的太多信號 時，信號處理服務器裝置11和12中可能發(fā)生擁塞。
信號處理服務器裝置11和12基于處理來自相對站裝置13的信號的、 諸如CPU (中央處理單元)之類的處理器的使用率來確定擁塞的發(fā)生。在 IP通信信號處理中，處理信號的處理器的使用率與擁塞狀態(tài)準確地相對 應，所以通過使用處理器的使用率可恰當?shù)卮_定擁塞狀態(tài)。當擁塞發(fā)生 時，信號處理服務器裝置11和12向相對站裝置13發(fā)出限制通信的指令。 然后，相對站裝置13根據(jù)來自信號處理服務器裝置11和12的指令限制通 信。
圖2是示出根據(jù)本示例性實施例的IP通信系統(tǒng)的操作的序列圖。圖2
8示出在信號處理服務器裝置11中發(fā)生擁塞時的操作。用來確定發(fā)生擁塞 的閾值被預先設置并且被預存儲在信號處理服務器裝置11中。
信號處理服務器裝置11定期地測量處理來自相對站裝置13的信號的 /7(> 田與的/由田宏並H 、J^細l量/古t;輸/古/^^坊 ^/ KT田與的/f擊田寵敘;計輸
值時，信號處理服務器裝置ll確定擁塞已發(fā)生(步驟101)，并且向相對 站裝置13發(fā)出指令以限制通信(步驟102)。
當收到來自信號處理服務器裝置的用于限制通信的指令時，相對站裝 置13限制與信號處理服務器裝置的通信(步驟103)。由于此限制，信號 處理服務器裝置11中的處理器的使用率逐漸降低。
當信號處理服務器裝置11基于處理器的使用率和閾值之間的比較而 確定擁塞已解除時，信號處理服務器裝置11向相對站裝置13發(fā)出指令以 去除限制(步驟104)。當收到來自信號處理服務器裝置11的用于去除限 制的指令時，相對站裝置13去除對于與信號處理服務器裝置的通信的限 制(步驟105)。
作為通信限制的示例，相對站裝置13可停止向信號處理服務器裝置 發(fā)送信號?；蛘?，相對站裝置13可不向已發(fā)出用于限制通信的指令的信 號處理服務器裝置發(fā)送信號，而以旁路(bypassing)方式向另一個信號處 理服務器裝置發(fā)送信號。更具體而言，在信號處理服務器裝置11和12是 認證服務器的情況下，相對站裝置13可以在一收到來自一個認證服務器 的用于限制通信的指令的情況下就向另一個認證服務器發(fā)送認證會話請 求。
如上所述，根據(jù)本示例性實施例，信號處理服務器裝置11和12基于 處理器的使用率和閾值之間的比較結(jié)果而確定擁塞的發(fā)生，并且當擁塞發(fā) 生時強制實行對于與相對站裝置13的通信的限制。相對站裝置13根據(jù)來 自信號處理服務器裝置11和12的指令限制與信號處理服務器裝置11和 12的通信。因此，根據(jù)本示例性實施例，可以通過比較處理器的使用率和 閾值的簡單操作來有效控制擁塞。在信號量超過信號處理服務器裝置的處 理容量前，就可開始用于減輕擁塞的操作。
圖3是示出根據(jù)本示例性實施例的信號處理服務器裝置的配置的框圖。參考圖3，信號處理服務器裝置11包括使用率測量部分21、擁塞確 定部分22、限制指令部分23以及處理器24。這里，信號處理服務器裝置 12有著和信號處理服務器裝置11相同的配置。
處理器24是處理來g相對站裝置13的信號的處理器。
使用率測量部分21定期地測量處理器24的使用率。
擁塞確定部分22基于使用率測量部分21的測量結(jié)果來確定擁塞的發(fā) 生或解除。例如，擁塞確定部分22可將測得的使用率與閾值作比較，當 使用率超過閾值時，確定擁塞已發(fā)生；當使用率下降到閾值以下時，擁塞 確定部分22確定擁塞解除。
當擁塞確定部分22確定擁塞已發(fā)生時，限制指令部分23向相對站裝 置13發(fā)出指令以限制信號發(fā)送。例如，擁塞一發(fā)生，限制指令部分23就 可發(fā)起向相對站裝置13發(fā)送限制指令信號(限制狀態(tài)報告信號)；擁塞 一解除，限制指令部分23就可停止發(fā)送限制狀態(tài)報告信號。
圖4是示出根據(jù)本示例性實施例的信號處理服務器裝置的操作的流程 圖。參考圖4,信號處理服務器裝置11測量處理器24的使用率(步驟 201)。接著，信號處理服務器裝置11將處理器的使用率與閾值作比較， 從而確定擁塞是否已發(fā)生(步驟202)。如果確定擁塞還沒發(fā)生，那么信 號處理服務器裝置11返回到步驟201，其中重復對使用率的定期測量。
如果確定擁塞已發(fā)生，那么信號處理服務器裝置11向相對站裝置13 發(fā)出指令以限制通信(步驟203)。
之后，信號處理服務器裝置11又執(zhí)行對使用率的定期測量(步驟 204)。信號處理服務器裝置11將處理器24的使用率與閾值作比較，從 而確定擁塞是否已解除(步驟205)。如果確定擁塞還沒解除，那么信號 處理服務器裝置11返回到步驟204，其中重復對使用率的定期測量。
如果確定擁塞已解除，那么信號處理服務器裝置11向相對站裝置13 發(fā)出指令以去除限制(步驟206)。
根據(jù)上述示例性實施例，基于處理器的使用率是否超過閾值來確定擁 塞的發(fā)生。然而，本發(fā)明不限于此。例如，可基于處理器的使用率是否持 續(xù)超過閾值給定的時間段或更長時間來確定擁塞的發(fā)生。在此情況下，可以防止快速響應于處理器使用率的瞬間波動而頻繁執(zhí)行通信限制控制。此 外，閾值可具有滯后特性，從而防止控制變得不穩(wěn)定。
此外，可限定多級限制，從而實現(xiàn)逐步的限制。例如，可限定兩級限 制相對寬松的限制階段1以及更加嚴格的限制階段2。為階段1和階段
2各自設置閾值。階段2的閾值(第二閾值)被設置得高于階段1的閾值 (第一閾值)。圖5是將限制級與閾值相關聯(lián)的表的示例。擁塞確定部分 22可查閱表從而確定擁塞已發(fā)生。
當處理器的使用率超過第一閾值時，強制實行階段1的寬松限制；當 使用率進一步上升并且超過第二閾值時，強制實行階段2的更嚴格限制。 然而，在強制實行階段2的限制的狀態(tài)中，當處理器的使用率下降到第二 閾值以下時，去除階段2的限制并且強制實行階段1的限制。當使用率進 一步降低并且下降到第一閾值以下時，也去除階段1的限制。以此方式， 實現(xiàn)了逐步的限制和去除。
將描述信號處理服務器裝置11和12充當執(zhí)行AAA服務的Radius服 務器的示例。充當Radius服務器的信號處理服務器裝置11和12響應于來 自相對站裝置13的請求執(zhí)行認證處理。這里，假設由處理器24或另一個 處理器執(zhí)行的軟件程序?qū)崿F(xiàn)了信號處理服務器裝置11中的使用率測量部 分21、擁塞確定部分22以及限制指令部分23。
這里，假設限定了兩級限制，即階段1和階段2。階段1限制用于禁 止對新認證會話的請求。階段2限制用于禁止發(fā)送所有消息。
這里，對于cpu的使用率設置wy。作為階段i限制開始的閾值，并且
對于CPU的使用率設置XM作為階段2限制開始的閾值。
這里，對于CPU的使用率設置Z。/。作為去除階段1限制的閾值，并且
對于CPU的使用率設置Y7。作為去除階段2限制的閾值。 X大于W,并且Y大于Z。
W可等于Z，但當Z被設置得小于W時，實現(xiàn)了滯后特性。在此示 例中，Z被設置得小于W。 X和Y之間的關系類似于W和Z之間的關 系。在此示例中，Y被設置得小于X。
總而言之，X、 Y、 W和Z是遞減順序。圖6是示出根據(jù)本示例的信號處理服務器裝置11在擁塞發(fā)生時的示 例性操作的視圖。
信號處理服務器裝置11通過AAA中的過程定期地獲得CPU使用 率。當CPU使用率超過W。/。時，信號處理服務器裝置11發(fā)起階段i限 制。
例如，在階段1限制中，信號處理服務器裝置11向相對站裝置13發(fā) 送階段1限制狀態(tài)報告信號(圖6中的"階段1限制信息")，用于禁止 發(fā)送新的認證會話請求。同時，信號處理服務器裝置11向維護人員提供 指示階段1限制狀態(tài)發(fā)生的警報(圖6中的"警報1")。
當CPU使用率進一步上升并且超過XM時，信號處理服務器裝置11 發(fā)起階段2限制。例如，在階段2限制中，信號處理服務器裝置11向相對 站裝置13發(fā)送階段2限制狀態(tài)報告信號(圖6中的"階段2限制信 息")，用于禁止發(fā)送所有的消息。同時，信號處理服務器裝置11向維 護人員提供指示階段2限制狀態(tài)發(fā)生的警報(圖6中的"警報2")。
圖7是示出根據(jù)本示例的信號處理服務器裝置11在擁塞解除時的示 例性操作的視圖。
當CPU使用率下降到Y(jié)M以下時，信號處理服務器裝置11停止發(fā)送 階段2限制狀態(tài)報告信號并且去除階段2限制。同時，信號處理服務器裝 置11向維護人員提供指示階段2限制去除狀態(tài)發(fā)生的警報(圖7中的"警 報3")
當CPU使用率進一步降低并且下降到Z。/。以下時，信號處理服務器裝 置11停止發(fā)送階段1限制狀態(tài)報告信號并且去除階段1限制。同時，信號 處理服務器裝置11向維護人員提供指示階段1限制去除狀態(tài)發(fā)生的警報 (圖7中的"警報4")。
雖然已利用具體術(shù)語描述了本發(fā)明的優(yōu)選示例性實施例，但是這樣的 描述僅出于說明的目的，并且將被理解的是在不脫離權(quán)利要求的精神或范 圍的情況下可迸行改變和變化。
本申請基于并要求2007年12月25日遞交的申請?zhí)?007-331932的日 本專利申請的優(yōu)先權(quán)，該日本專利申請的內(nèi)容通過引用而被并入。
權(quán)利要求
1. 一種通信系統(tǒng)，包括信號處理服務器裝置，所述信號處理服務器裝置將預定的閾值與處理因特網(wǎng)協(xié)議通信中的信號的處理器的使用率作比較，并且基于比較結(jié)果來確定擁塞是否已發(fā)生，并且在擁塞發(fā)生期間發(fā)出用于限制通信的指令；以及相對站裝置，所述相對站裝置根據(jù)來自所述信號處理服務器裝置的所述指令限制與所述信號處理服務器裝置的因特網(wǎng)協(xié)議通信。
2. 如權(quán)利要求1所述的通信系統(tǒng)，其中設置具有不同內(nèi)容的多級限 制，并且為所述多級限制的每一級設置閾值；并且所述信號處理服務器裝 置向所述相對站裝置發(fā)出限制的指令，所述限制的等級與多個所述閾值和 所述處理器的使用率之間的比較結(jié)果相對應。
3. 如權(quán)利要求2所述的通信系統(tǒng)，其中所述信號處理服務器裝置是執(zhí)行對所述相對站裝置的認證的認證服務 器，并且設置禁止對新認證會話的請求的第一級限制，以及設置禁止發(fā)送 所有消息的第二級限制，并且為所述第一級限制設置第一閾值，以及為所 述第二級限制設置大于所述第一閾值的第二閾值，并且所述信號處理服務器裝置當所述處理器的使用率超過所述第一閾值時 向所述相對站裝置發(fā)出用于指示所述第一級限制的指令，并且當所述處理 器的使用率超過所述第二閾值時發(fā)出用于指示所述第二級限制的指令，并 且當所述處理器的使用率下降到所述第二閾值以下時發(fā)出用于去除所述第 二級限制并且返回到所述第一級限制的指令，并且當所述處理器的使用率 下降到所述第一閾值以下時發(fā)出用于去除所述第一級限制的指令。
4. 如權(quán)利要求1所述的通信系統(tǒng)，其中所述閾值包括用來確定限制的 開始的開始閾值，以及用來確定所述限制的去除的、小于所述開始閾值的 去除閾值。
5. —種用于信號處理服務器裝置的通信限制方法，所述信號處理服務 器裝置通過因特網(wǎng)協(xié)議與相對站裝置進行通信，并且處理從所述相對站裝置接收的信號，所述方法包括測量處理所述信號的處理器的使用率；基于將所述處理器的使用率與預定的閾值作比較的結(jié)果而確定擁塞是 不口 l、l B在擁塞發(fā)生期間向所述相對站裝置發(fā)出指令以限制通信。
6. 如權(quán)利要求5所述的通信限制方法，其中設置具有不同內(nèi)容的多級限制，并且為所述多級限制的每一級設置閾值；以及所述信號處理服務器裝置向所述相對站裝置發(fā)出用于指示限制的指 令，所述限制的等級與多個所述閾值和所述處理器的使用率之間的比較結(jié) 果相對應。
7. 如權(quán)利要求6所述的通信限制方法，其中所述信號處理服務器裝置是執(zhí)行對所述相對站裝置的認證的認證服務 器，并且設置禁止對新認證會話的請求的第一級限制，以及設置禁止發(fā)送 所有消息的第二級限制，并且為所述第一級限制設置第一閾值，以及為所 述第二級限制設置大于所述第一閾值的第二閾值；并且所述方法包括當所述處理器的使用率超過所述第一閾值時開始所述 第一級限制；當所述處理器的使用率超過所述第二閾值時變成所述第二級 限制；當所述處理器的使用率下降到所述第二閾值以下時去除所述第二級 限制并且返回到所述第一級限制；以及當所述處理器的使用率下降到所述 第一 閾值以下時去除所述第一級限制。
8. 如權(quán)利要求5所述的通信限制方法，其中所述閾值由用來確定限制 的開始的開始閾值，以及用來確定所述限制的去除的、小于所述開始閾值 的去除閾值所組成。
9. 一種通過因特網(wǎng)協(xié)議與相對站裝置進行通信并且處理從所述相對站裝置接收的信號的信號處理服務器裝置，所述裝置包括處理所述信號的處理器； 測量所述處理器的使用率的使用率測量部分；基于將所述處理器的使用率與預定的閾值作比較的結(jié)果而確定擁塞是否己發(fā)生的擁塞確定部分；以及當所述擁塞確定部分確定擁塞已發(fā)生時，向所述相對站裝置發(fā)出指令以限制通信的限制指令部分。
10.加忉刺恧步q斷汰的佶縣々卜擁服^哭裝罟.苴由.設置具有不同內(nèi)容的多級限制，并且為所述多級限制的每一級設置閾值；所述擁塞確定部分將多個所述閾值與所述處理器的使用率作比較；以及所述限制指令部分向所述相對站裝置發(fā)出用于指示限制的指令，所述 限制的等級與由所述擁塞確定部分進行的比較的結(jié)果相對應。
11. 如權(quán)利要求IO所述的信號處理服務器裝置，其中 所述信號處理服務器裝置是執(zhí)行對所述相對站裝置的認證的認證服務器，并且設置禁止對新認證會話的請求的第一級限制，以及設置禁止發(fā)送 所有消息的第二級限制，并且為所述第一級限制設置第一閾值，以及為所 述第二級限制設置大于所述第一閾值的第二閾值；以及所述限制指令部分當在由所述擁塞確定部分進行的所述比較中所述處 理器的使用率超過所述第一閾值時向所述相對站裝置發(fā)出用于指示所述第 一級限制的指令，并且當所述處理器的使用率超過所述第二閾值時發(fā)出用 于指示所述第二級限制的指令，并且當所述處理器的使用率下降到所述第 二閾值以下時發(fā)出用于去除所述第二級限制并且返回到所述第一級限制的 指令，并且當所述處理器的使用率下降到所述第一閾值以下時發(fā)出用于去 除所述第一級限制的指令。
12. 如權(quán)利要求9所述的信號處理服務器裝置，其中所述閾值包括用 來確定限制的開始的開始閾值，以及用來確定所述限制的去除的、小于所 述開始閾值的去除閾值。
13. —種通過因特網(wǎng)協(xié)議與相對站裝置進行通信的并且處理從所述相 對站裝置接收的信號的信號處理服務器裝置，所述裝置包括處理所述信號的處理器；用于測量所述處理器的使用率的使用率測量裝置；用于基于將所述處理器的使用率與預定的閾值作比較的結(jié)果而確定擁塞是否己發(fā)生的擁塞確定裝置；以及用于當所述擁塞確定裝置確定擁塞已發(fā)生時，向所述相對站裝置發(fā)出 鋭AW阻生il誦償?shù)腒目生ll裕A站罟皿
14. 一種已在內(nèi)部存儲了用來使計算機執(zhí)行以下過程的程序的記錄介 質(zhì)，所述計算機通過因特網(wǎng)協(xié)議與相對站裝置進行通信并且處理從所述相對站裝置接收的信號測量處理器的使用率的過程；基于將所述處理器的使用率與預定的閾值作比較的結(jié)果而確定擁塞是 否已發(fā)生的過程；以及當確定擁塞已發(fā)生時，向所述相對站裝置發(fā)出指令以限制通信的過程。
全文摘要
本發(fā)明公開了能夠通過限制通信減輕擁塞的通信系統(tǒng)。信號處理服務器裝置將預定的閾值與處理因特網(wǎng)協(xié)議通信中的信號的處理器的使用率作比較，并且基于比較結(jié)果來確定擁塞是否已發(fā)生，并且在擁塞發(fā)生期間發(fā)出指令以限制通信。相對站裝置根據(jù)來自信號處理服務器裝置的指令限制與信號處理服務器裝置的因特網(wǎng)協(xié)議通信。
文檔編號H04L12/56GK101471884SQ200810186558
公開日2009年7月1日 申請日期2008年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月25日
發(fā)明者星野佳彥 申請人:日本電氣株式會社