СПОСОБ ОБРАБОТКИ ЗАПРОСА НА ТРАНСЛЯЦИЮ СЕТЕВЫХ АДРЕСОВ НА УРОВНЕ ПОРТОВ В СЕТИ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ Российский патент 2011 года по МПК H04L12/46 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к области сетевой связи, в частности к способу обработки запроса на трансляцию сетевых адресов и/или портов в сети передачи данных.

Уровень техники

С возрастанием размеров Интернета возникло множество различных сетевых услуг, особенно различных мультимедийных услуг, что привело к необходимости частой передачи данных мультимедийных услуг, подобных услугам HTTP или FTP, передающим содержащие графические файлы данные по сети Интернет. Поскольку сетевые услуги реального времени чувствительны к таким характеристикам, как задержка передачи и неустойчивость синхронизации сети, передача по сети данных услуг HTTP и FTP и им подобных оказывает значительное воздействие на услуги реального времени. Дополнительно, передача данных мультимедийных услуг занимает значительную часть полосы пропускания сети, что затрудняет передачу данных ключевых услуг, требующих гарантированной полосы пропускания в имеющейся сети.

Для обеспечения качества обслуживания (Quality of Service, QoS) услуг реального времени и передачи данных ключевых услуг в сети Международный союз телекоммуникаций (International Telecommunication Union, ITU) предложил требуемую согласно передаче по протоколу IP (Internet Protocol) функциональную модель. Как показано на фиг.1, данная функциональная модель главным образом состоит из функционального элемента управления сеансом связи (Session Control Functional Entity, SCFE), функционального элемента управления однонаправленным каналом передачи данных (Bearer Control Functional Entity, BCFE), функционального элемента коммутации (Switching Functional Entity, SFE), интерфейса управления соединением (Connection Control Interface, CCI), интерфейса управления сетью (Network Control Interface, NCI) и интерфейса управления коммутацией (Switching Control Interface, SCI).

Функциональный эффект представленных на фиг.1 функциональных элементов описан ниже.

(1) SCFE: Пользователь терминала использует услугу при помощи взаимодействия с SCFE; SCFE является общим обозначением функционального элемента сеанса связи (Session Functional Entity, SeCFE) и функционального элемента услуги (Service Functional Entity, SvCFE).

SCFE инициирует запрос QoS. Параметры схемы передачи данных, такие как полоса пропускания, QoS и другая информация о параметрах, обычно определяются SCFE. Если набор допустимых параметров может быть согласован, SCFE устанавливает, поддерживает и отключает сетевые ресурсы для обеспечения согласованной схемы, то есть установленной в порядке договоренности схемы, при помощи использования обеспечиваемой BCFE услуги.

(2) BCFE: BCFE отвечает за установку, изменение и освобождение сетевых ресурсов для обеспечения согласованной схемы.

BCFE принимает основанный на запросе QoS поток услуги от SCFE и после проведения анализа маршрута возвращает результат данного анализа на SFE.

В зависимости от выбранного режима управления QoS, BCFE требуется обладать некоторой информацией о топологии сети и информацией о статусе ресурсов для анализа запроса QoS и создания данных схемы QoS.

(3) SFE используется для перекрестного соединения виртуального соединения, установленного на порте, с виртуальным соединением, установленным на другом порте.

В итоге при помощи использования одного или более подобных перекрестных соединений, расположенных на соответствующих SFE среди пользователей, создается виртуальное соединение между пользователями. Характеристики виртуального соединения основаны на установленных в порядке договоренности с SFCE параметрах вызова, в то время как его маршрут определяется BCFE. Управляемый элементом BCFE элемент SFE создает или освобождает перекрестное соединение согласно полученным интерфейсом SCI инструкциям.

(4) CCI: CCI представляет собой интерфейс между плоскостями управления однонаправленным каналом уровня вызова/сеанса связи и уровня передачи.

(5) NCI: NCI представляет собой интерфейс между несколькими BCFE и принадлежит к классу интерфейсов между сетями (NNI).

(6) SCI: SCI представляет собой интерфейс между плоскостью управления однонаправленным каналом и плоскостью передачи на уровне передачи.

На фиг.1 SFE дополнительно требуется поддерживать трансляцию сетевых адресов портов/трансляцию сетевых адресов (Network Address Port Translation (NAPT)/Network Address Translation (NAT)) под управлением BCFE. Последовательность соответствующего процесса NA(P)T происходит согласно изображению на фиг.2 и включает следующие шаги.

Шаг 21: При появлении инициирующего процесс NA(P)T условия в SCFE на BCFE отправляется сообщение запроса сетевого адреса и/или порта.

Шаг 22: В ответ на получение запроса сетевого адреса и/или порта от SCFE элемент BCFE определяет необходимость выполнения трансляции сетевого адреса и/или порта в локальный режим, которому SFE отправляет запрос сетевого адреса и/или порта и определяет диапазон сетевых адресов в SFE.

Шаг 23: BCFE отправляет запрос сетевого адреса и/или порта на SFE.

Шаг 24: В ответ на получение запроса сетевого адреса и/или порта от BCFE, SFE выполняет выделение сетевого адреса и/или порта согласно информации в запросе.

Шаг 25: SFE отправляет выделенный сетевой адрес и/или порт на BCFE при помощи запроса сетевого адреса и/или порта.

Шаг 26: BCFE далее отправляет выделенный SFE сетевой адрес и/или порт на SCFE при помощи соответствующего ответного сообщения на запрос сетевого адреса и/или порта.

Шаг 27: SCFE устанавливает или обновляет соответствующее связующее соотношение сетевого адреса и/или порта с целью установления таблицы пересылки медиасигнала.

Можно видеть, что в вышеуказанной схеме все запросы NA(P)T обрабатываются одинаково, то есть при наличии достаточных ресурсов NA(P)T они могут быть выделены, а при недостаточных ресурсах NA(P)T они не могут быть выделены. Однако, если при этом экстренные услуги обрабатываются одинаково и не получают приоритета, в случае недостаточных ресурсов NA(P)T экстренные услуги не могут быть обработаны вовремя, что приводит к прерыванию работы экстренных услуг в связи с недостатком ресурсов NA(P)T, что в свою очередь возможно приведет к жертвам, материальному ущербу или серьезным происшествиям.

В настоящий момент ни одна схема для обработки запросов NA(P)T в сети подсистемы управления ресурсами и доступом (Resource and Admission Control Subsystem, RACS) не может удовлетворить срочным требованиям, предъявляемым экстренными услугами.

Раскрытие изобретения

Настоящее изобретение предлагает способ обработки запроса на трансляцию сетевых адресов и/или портов в сети передачи данных, тем самым предоставляя соответствующие услуги по обработке трансляции сетевых адресов и/или портов для различных услуг в сети передачи данных, чтобы удовлетворить срочные требования, предъявляемые экстренными услугами к трансляции сетевых адресов и/или портов.

Способ обработки запроса на трансляцию сетевых адресов и/или портов в сети передачи данных содержит следующие стадии: получение вторым элементом сети сообщения запроса сетевого адреса и/или порта, содержащего информацию о приоритете запроса, от первого элемента сети; распознание вторым элементом сети приоритета запроса согласно информации о приоритете в сообщении запроса; и выполнение вторым элементом сети обработки запроса на основе распознанного приоритета запроса.

Из предложенных в настоящем изобретении технических решений можно видеть, что осуществление настоящего изобретения обеспечивает первоочередную обработку услуги с высоким приоритетом, такой как экстренная услуга, с преобразования сетевых адресов и/или портов, чтобы обеспечить надежность передачи данных услуг с высоким приоритетом, и тем самым в определенных ситуациях обеспечить сокращение жертв, материального ущерба или серьезных происшествий.

Между тем настоящее изобретение может дополнительно предоставлять различные услуги по обработке сетевых адресов и/или портов для различных услуг в сети RACS, чтобы предоставлять эти услуги пользователям в процессе работы в сети и эффективно улучшать гибкость работы сети.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 представлена принципиальная схема модели сети передачи сигналов, основанной на протоколе IP;

На фиг.2 представлена принципиальная схема процедуры процесса NA(P)T в предшествующем уровне техники; и

На фиг.3 представлена принципиальная схема процедуры процесса NA(P)T согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения.

Осуществление изобретения

Суть настоящего изобретения заключается в предложении механизма запроса NA(P)T для распознания приоритета - приоритет запроса указывается в отправляемом между элементами сети запросе NA(P)T, и соответствующие элементы сети выполняют процесс распознания приоритета согласно приоритету запроса NA(P)T.

В частности, при отправке запроса сетевого адреса и/или порта передается соответствующая запросу информация о приоритете, затем для запроса согласно соответствующей данному запросу информации о приоритете выделяется соответствующая информация о ресурсах сетевых адресов и/или портов в элементе, ответственном за выделение соответствующей информации о сетевых адресах и/или портах. Следовательно, настоящее изобретение может предоставить различные услуги NA(P)T для различных услуг согласно потребностям сети и тем самым может удовлетворить срочным требования к услуге NA(P)T в определенных случаях, таких как случаи экстренных услуг.

Далее будет подробно описан предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения со ссылками на сопровождающие чертежи. Хотя настоящее изобретение описывается путем приведения конкретного применения в качестве примера, тем не менее, оно не ограничивается представленным вариантом. Как показано на фиг.3, предпочтительное осуществление способа включает следующее.

Шаг 31: При возникновении в сети условия, инициирующего отправку запроса NA(P)T, SCFE отправляет на BCFE сообщение запроса сетевого адреса и/или порта, в котором должна быть представлена соответствующая информация о приоритете.

Способ назначения приоритета NA(P)T включает в себя, но не ограничивается, следующие два режима.

(1) Различные приоритеты запросов NA(P)T используют различные типы сообщений. Например, когда приоритет запроса высок, запрос сетевого адреса и/или порта отправляется при помощи соответствующего сообщения запроса с высоким приоритетом. Тем самым получающий сообщение запроса сетевой элемент может определить информацию о приоритете согласно типу сообщения.

(2) Информация о приоритете содержится в запросе NA(P)T, то есть в отправляемом сообщении запроса адреса и/или порта содержатся значения или идентификаторы, соответствующие различной информации о приоритете, так что получающий сообщение запроса сетевой элемент может определить соответствующую информацию о приоритете согласно значениям или идентификаторам в сообщении.

Кроме того, соответствующий способ классификации приоритетов запросов NA(P)T включает в себя, но не ограничивается, следующие два режима.

(1) Приоритеты делятся на множество уровней, причем различные значения могут соответствовать различным приоритетам, или различные приоритеты могут быть описаны другими способами.

(2) Приоритеты могут быть разделены на высокие приоритеты и общие приоритеты, то есть запросы делятся на обычные запросы и высокоприоритетные запросы. Для высокоприоритетных запросов выполняемый процесс трансляции сетевых адресов и/или портов предпочтительно должен быть выделен. Например, соответствующие запросы делятся на запросы с экстренным приоритетом и не с экстренным приоритетом.

Шаг 32: После того как BCFE получил сообщение запроса сетевого адреса и/или порта, выполняется процесс распознания запроса NA(P)T согласно приоритету запроса.

Используемый BCFE процесс распознания включает в себя, но не ограничивается, следующие.

(1) Определение необходимости выполнения трансляции сетевых адресов и/или портов - для запроса NA(P)T с высоким приоритетом трансляция сетевых адресов и/или портов производится в первую очередь.

(2) Определение SFE, которому отправляется запрос сетевого адреса и/или порта - для запроса NA(P)T с высоким приоритетом в первую очередь выбирается SFE с достаточными ресурсами NA(P)T.

(3) Назначение домена сетевых адресов для NA(P)T источника SFE, то есть назначение соответствующего заранее определенному критерию домена сетевых адресов - для запроса NA(P)T с высоким приоритетом назначается лучший или более крупный домен сетевых адресов. Домен сетевых адресов считается лучшим, если в нем имеется большое число адресов для выделения остающихся в домене адресов, то это лучший домен адресов. Или если домен заранее зарезервирован для экстренной услуги, и в обычной ситуации сетевые адреса для обычных услуг в этом домене не выделяются, то домен адресов также может рассматриваться как лучший домен. Или если назначение домена адресов может увеличить долю успешных попыток для запроса сетевого адреса и/или порта, то домен адресов может рассматриваться как лучший домен адресов.

Шаг 33: BCFE отправляет на SFE сообщение запроса сетевого адреса и/или порта, которое по-прежнему содержит соответствующую информацию о приоритете.

Шаг 34: SFE производит процесс распознания запроса NA(P)T согласно приоритету запроса, то есть определяет, выделен ли соответствующий ресурс сетевого адреса и/или порта для данного запроса NA(P)T согласно состоянию ресурса.

Применяемый SFE процесс распознания включает в себя, но не ограничивается, следующие режимы.

(1) При обработке запроса NA(P)T с высоким приоритетом, в случае недостаточности ресурсов NA(P)T, SFE высвобождает выделенный запросу NA(P)T с низким приоритетом ресурс NA(P)T и выделяет освобожденный ресурс NA(P)T для запроса NA(P)T с высоким приоритетом.

(2) При обработке запроса NA(P)T с низким приоритетом, в случае недостаточности ресурсов NA(P)T, SFE отказывает в выделении ресурсов NA(P)T для данного запроса, что может быть конкретно выполнено следующим образом. При обработке запроса NA(P)T с низким приоритетом, в случае снижения ресурсов NA(P)T до заранее определенного значения, SFE отказывает в выделении ресурсов NA(P)T для запроса NA(P)T с низким приоритетом, так что оставшиеся ресурсы NA(P)T зарезервированы для последующего запроса NA(P)T с высоким приоритетом.

После того как элемент SFE на запрос NA(P)T выделил ответствующую информацию о сетевых адресах и/или портах, или SFE принял решение на запрос NA(P)T не выделять соответствующую информацию о сетевых адресах и/или портах, может быть использована соответствующая обработка, аналогичная используемой в предшествующем уровне техники.

После того как элемент SFE на запрос NA(P)T выделил соответствующую информацию о сетевых адресах и/или портах, соответствующая обработка представлена на фиг.3 и описана далее.

Шаг 35: SFE отправляет выделенный сетевой адрес и/или порт на BCFE при помощи ответного сообщения на запрос сетевого адреса и/или порта.

Шаг 36: BCFE продолжает отправлять выделенные SFE сетевые адреса и/или порты на SCFE при помощи ответных сообщений на соответствующие запросы сетевого адреса и/или порта.

Шаг 37: SCFE устанавливает или обновляет соответствующие связующие соотношения сетевых адресов и/или портов с целью установления таблицы пересылки медиасигнала.

Подводя итог вышесказанному, согласно настоящему изобретению услуги с высоким приоритетом, особенно экстренные услуги, могут быть обработаны на SFE процессом NA(P)T в первую очередь, чтобы обеспечить надежность передачи данных услуг с высоким приоритетом, снижая количество жертв, материальный ущерб или серьезные происшествия в экстренном случае.

Данное описание является исключительно примером предпочтительного варианта осуществления изобретения, однако область охраны изобретения этим не ограничивается. Любые модификации и изменения, которые может произвести специалист в данной области, должны быть включены в область охраны. Тем самым область охраны определяется формулой изобретения.

Представленное изобретение относится к способу обработки запроса на трансляцию сетевых адресов и/или портов в сети передачи данных. Техническим результатом является повышение надежности при обработке экстренных услуг за счет эффективного использования ресурсов сети. Способ включает получение, функциональным элементом управления однонаправленным каналом передачи данных, первого сообщения запроса сетевого адреса и/или порта, содержащего информацию о приоритете запроса, от функционального элемента управления сеансом связи и/или услугой; распознание, функциональным элементом управления однонаправленным каналом передачи данных, приоритета запроса согласно информации о приоритете, содержащейся в указанном сообщении запроса; выполнение, функциональным элементом управления однонаправленным каналом передачи данных, обработки запроса на основе распознанного приоритета запроса; и отправление второго сообщения запроса сетевого адреса и/или порта, содержащего информацию о приоритете, на функциональный элемент коммутации, причем функциональный элемент коммутации производит, на основании информации о приоритете, выделение ресурсов сетевых адресов и/или портов для запроса. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Способ обработки запроса на трансляцию сетевых адресов и/или портов в сети передачи данных, содержащий следующие стадии: получение функциональным элементом управления однонаправленным каналом передачи данных первого сообщения запроса сетевого адреса и/или порта, содержащего информацию о приоритете запроса, от функционального элемента управления сеансом связи и/или услугой; распознание функциональным элементом управления однонаправленным каналом передачи данных приоритета запроса согласно информации о приоритете, содержащейся в указанном сообщении запроса; выполнение функциональным элементом управления однонаправленным каналом передачи данных обработки запроса на основе распознанного приоритета запроса и отправление функциональным элементом управления однонаправленным каналом передачи данных второго сообщения запроса сетевого адреса и/или порта, содержащего информацию о приоритете, на функциональный элемент коммутации, причем функциональный элемент коммутации производит на основании информации о приоритете выделение ресурсов сетевых адресов и/или портов для запроса, при этом стадия выделения ресурсов сетевых адресов и/или портов, выполняемая функциональным элементом коммутации, содержит: отказ посредством функционального элемента коммутации в выделении ресурса сетевых адресов и/или портов для запроса, если указанный элемент получает запрос сетевых адресов и/или портов с низким приоритетом, а остальные ресурсы сетевых адресов и/или портов ниже определенного уровня; и высвобождение посредством функционального элемента коммутации ресурса сетевых адресов и/или портов, выделенных запросу с низким приоритетом, и выделение соответствующего ресурса сетевых адресов и/или портов запросу с высоким приоритетом, если указанный элемент получает запрос сетевых адресов и/или портов с высоким приоритетом, и имеется недостаток ресурсов.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что стадия распознания приоритета запроса содержит распознание приоритета запроса согласно типу сообщения запроса или согласно значению или идентификатору, содержащемуся в сообщении запроса.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что стадия распознания приоритета запроса содержит: разделение приоритета запроса на высокий приоритет и обычный приоритет согласно информации о приоритете, содержащейся в сообщении запроса; или разделение приоритета запроса на множество различных приоритетов согласно информации о приоритете, содержащейся в сообщении запроса, которые представлены различными значениями или идентификаторами.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что стадия обработки запроса, выполняемая функциональным элементом управления однонаправленным каналом передачи данных, содержит выполнение трансляции сетевого адреса и/или порта для запроса, и/или выбор функционального элемента коммутации ресурсов сетевых адресов и/или портов для запроса, и/или назначение запросу домена сетевых адресов, удовлетворяющего заранее определенному критерию.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительно содержит: отправку функциональным элементом коммутации сетевого адреса и/или порта на функциональный элемент управления однонаправленным каналом передачи данных при помощи ответного сообщения на второй запрос сетевого адреса и/или порта; отправку функциональным элементом управления однонаправленным каналом передачи данных выделенного функциональным элементом коммутации сетевого адреса и/или порта на функциональный элемент управления сеансом связи при помощи ответного сообщения на второй запрос сетевого адреса и/или порта; установление или обновление функциональным элементом управления сеансом связи, соответствующих связующих соотношений сетевых адресов и/или портов с целью установления таблицы пересылки медиасигнала.

6. Элемент сети для обработки запроса на трансляцию сетевых адресов и/или портов в сети передачи данных, содержащий: первый модуль, выполненный с возможностью получения первого сообщения запроса сетевого адреса и/или порта, содержащего информацию о приоритете запроса, от функционального элемента управления сеансом связи и/или услугой; второй модуль, выполненный с возможностью распознания приоритета запроса согласно информации о приоритете, содержащейся в сообщении запроса; третий модуль, выполненный с возможностью обработки запроса на основании распознанного приоритета запроса; и четвертый модуль, выполненный с возможностью отправления второго сообщения запроса сетевого адреса и/или порта, содержащего информацию о приоритете, на функциональный элемент коммутации, причем функциональный элемент коммутации производит на основании информации о приоритете выделение ресурсов сетевых адресов и/или портов для запроса, причем выделение ресурсов сетевых адресов и/или портов, выполняемое функциональным элементом коммутации, включает: отказ в выделении ресурса сетевых адресов и/или портов для запроса, если запрос обладает низким приоритетом, а остальные ресурсы сетевых адресов и/или портов ниже определенного уровня, и высвобождение ресурса сетевых адресов и/или портов, выделенного для запроса с низким приоритетом, и выделение соответствующего ресурса сетевых адресов и/или портов для запроса с высоким приоритетом, если запрос обладает высоким приоритетом, и имеется недостаток ресурсов.

7. Элемент сети по п.6, отличающийся тем, что второй модуль дополнительно выполнен с возможностью распознания приоритета запроса согласно типу сообщения запроса или согласно значению или идентификатору, содержащемуся в сообщении запроса.

8. Элемент сети по п.6, отличающийся тем, что второй модуль дополнительно выполнен с возможностью разделения приоритета запроса на высокий приоритет и обычный приоритет согласно информации о приоритете, содержащейся в сообщении запроса, или с возможностью разделения приоритета запроса на множество различных приоритетов согласно информации о приоритете, содержащейся в сообщении запроса, которые представлены различными значениями или идентификаторами.

9. Элемент сети по п.6, отличающийся тем, что выполнен в виде функционального элемента управления однонаправленным каналом передачи данных.

10. Элемент сети по п.9, отличающийся тем, что третий модуль функционального элемента управления однонаправленным каналом передачи данных дополнительно выполнен с возможностью трансляции сетевого адреса и/или порта для запроса, и/или с возможностью выбора функционального элемента коммутации ресурсов сетевых адресов и/или портов для запроса, и/или с возможностью назначения для запроса домена сетевых адресов, удовлетворяющего заранее определенному критерию.