CN1960337A - 通信控制方法 - Google Patents

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relay
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佐藤修一
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Abstract

一种通信***的通信控制方法，所述通信***通过为各网络设置的路由器将IP网络与包括IP通信设备的多个网络相连接，利用IP分组化数据通过IP网络在不同网络的IP通信设备之间进行通信，并且其包含多个中继服务器，其中包括第一中继服务器和第二中继服务器，所述方法包括：确定是否能够通过所述第一和第二中继服务器以及所述路由器通过利用测试分组进行在所述IP通信设备之间的点对点通信；在确定不能进行点对点通信时在所述IP通信设备之间通过所述第一或第二中继服务器对所述IP分组进行中继；以及根据所述第一中继服务器的状态，从所述第一中继服务器向所述第一中继服务器之外的中继服务器，顺序地切换将用于中继所述IP分组的中继服务器。

Description

通信控制方法
相关申请的交叉引用
本申请基于2005年10月31日提交的日本专利申请2005-316379，并对其要求优先权，其全部内容在此引用作为参考。
技术领域
本发明的一个实施例涉及通信***中的通信控制方法，所述通信***通过IP(因特网协议)网络进行信息通信，并且包括具有专用地址和全局地址的转换功能的路由器。
背景技术
近年来，通过IP网络传输诸如语音、视频、调制解调器、传真等IP分组化数据(IP-packetized data)的***得到广泛使用。在所述IP网络中，路由器是关键设备。路由器基于目的地址和源地址传送IP分组。
可以通过路由器利用多个网络构建这类通信***。在这样的***中，取决于路由器的功能，在不同网络之间的终端可能不能进行点对点通信。即，路由器具有专用地址和全局地址的转换功能。这类路由器被称为NAT(网络地址转换器)路由器，并且通常被设置用于IP地址的有效利用。因为这种转换功能，在网络内部存在源地址和目的地址之间的不一致，并且可能出于安全方面的考虑而限制通信。
为了对这些情况进行准备，考虑设置IP分组的中继服务器，并通过此中继服务器在终端之间传递所述IP分组。然而，在此技术中，随着终端之间通信量增加，所述中继服务器上的负荷增加，从而其难以处理近年来的突发性通信量的要求。而且，所述中继服务器的分配被固定，从而当中继功能下降时，例如，在维护替换工作时或者在中继服务器出现故障时，不能进行在不同的网络之间的通信。
在日本专利申请公报(公开)2005-57388中，公开了一种IP通信方法。在此方法中，提供了一种地址响应服务器。具有终端的IP描述的分组被发送给所述地址响应服务器。地址转换服务器通知响应源终端所接收的分组的端口和源IP地址，从而能够获得通过NAT路由器转换的地址。于是，通过获得由所述NAT路由器转换的地址，能够进行终端之间的直接通信，但是这需要在所述***中新设置所述地址响应服务器。
在日本专利申请公报(公开)2005-57388中，公开了一种地址解析方法。此方法中，无需具有全局IP地址即可以进行在另一个网络与终端之间的输入输出。在为专用网络范围中的呼叫控制建立信号通路的情况下，产生了通过具有全局地址的地址解析服务器来控制两个终端的线程。从用于管理所述终端发出的识别信息的VoIP(IP话音)服务器产生查询。呼叫控制信号和语音信号被在用于处理进行呼叫的终端间的范围(range)的线程之间中继。然而，需要预先在所述地址解析服务器和所有终端之间建立信号通路，并且，不能进行在终端之间的点对点通信。
如上所述，当通过IP网络在通信***中设置NAT路由器时，所述NAT路由器可能会限制在不同网络上的终端之间的通信。为了对这类情况作好准备，设置了中继服务器，但是在该中继服务器上的负荷随着通信量的增加而增加。取决于所述中继服务器的状态，例如，在维护替换工作时或者在中继服务器出现故障时，不能进行在不同的网络之间的通信。
发明内容
本发明的目的在于提供一种通信控制方法，其防止负荷集中在某个特定的中继服务器上，从而防止中继功能下降。
一般而言，根据本发明的一个实施例，提供了一种通信***的通信控制方法，所述通信***通过为各网络设置的路由器将IP网络与包括IP通信设备的多个网络相连接，利用IP分组化数据通过所述IP网络在不同网络的所述IP通信设备之间进行通信，并且，其包含多个中继服务器，这包括第一中继服务器和第二中继服务器，用于中继被赋以了全局IP地址的所述IP分组和控制信号，所述方法包括：确定是否能够通过所述第一和第二中继服务器以及所述路由器通过利用测试分组进行在所述IP通信设备之间的点对点通信；在确定不能进行所述点对点通信时在所述IP通信设备之间通过所述第一或第二中继服务器对所述IP分组进行中继；以及根据所述第一中继服务器的状态，从所述第一中继服务器向所述第一中继服务器之外的中继服务器，顺序地切换将用于中继所述IP分组的中继服务器。
如上所述，根据本发明一个实施例，根据中继服务器的状态通过其它中继服务器来顺序地切换和进行中继处理。作为结果，所述中继处理被分配到多个中继服务器，并且能够防止负荷集中于某个特定的中继服务器。进一步地，即使在维护替换工作时或者在中继服务器出现故障时，通过将所述中继处理切换到其它中继服务器，也能够确保在所述IP通信设备之间的通信。于是，提供了一种通信控制方法，其能够防止负荷集中在某个特定的中继服务器上，并且还能够防止中继功能下降。
附图说明
现在将参照附图描述实现本发明各种特征的一般架构。提供所述附图及相关描述在于说明本发明的实施例，而不是限制本发明的范围。
图1是示例性框图，其示出了根据本发明实施例的通信***；
图2是示例性示图，其示出了路由器的功能；
图3是示例性时序图，其示出了根据所述实施例的通信可用确定处理；
图4是示例性时序图，其示出了根据所述实施例的在路由器不传送来自另一个终端的分组的情况下的处理过程；
图5是示例性示图，其示出了根据所述实施例的通信可用或不可用的管理表的一个例子；
图6是示例性时序图，其示出了根据所述实施例在通信可用NG(通信不可用)的情况下的在终端之间的通信过程；
图7是示例性时序图，其示出了根据所述实施例的中继服务器的切换程序；
图8是示例性示图，其示出了根据所述实施例的管理表的一个例子，所述管理表用于管理被用作为存储在各IP通信设备中的连接测试分组的目的地的中继服务器的优先级；以及
图9是示例性流程图，其示出了根据所述实施例的管理表的一个例子，所述管理表用于管理存储在各中继服务器1b、2b、3b中的测试中继服务器的优先级。
具体实施方式
此后将参照附图描述根据本发明的各个实施例。
图1是示例性框图，其示出了根据本发明实施例的通信***。图1中，互不相同的网络1c、2c、3c、4c分别通过路由器1a、2a、3a、4a连接到因特网。网络1c包括部署在LAN(局域网)中的多个IP电话终端以及用于为这些终端提供IP中的交换服务的PBX(专用分组交换机)/按键电话/交换服务器1d。网络2c类似地包括部署在LAN中的多个IP电话终端以及PBX/按键电话/交换服务器2d。网络3c仅包括多个IP电话终端，但是这些IP电话终端利用网络1c中的PBX/按键电话/交换服务器1d或者网络2c中的PBX/按键电话/交换服务器2d进行话音通信。以类似于网络1c、2c的方式，网络4c包括布置在LAN中的多个IP电话终端以及用于向这些终端提供IP中的交换服务的PBX/按键电话/交换服务器3d。所述***包括通过路由器1a、2a连接到网络1c、2c、3c和因特网的中继服务器1b、2b。中继服务器1b、2b中继被赋以了全局IP地址的IP分组化数据和控制信号。在所述***中，所述IP通信设备通过不同的通信信道对所述控制信号和IP分组化数据进行通信。
因而，图1的***采取这样的形式，其中多个网络被通过路由器连接到IP网络。在这样的结构中，取决于例如路由器1a、2a的功能，可能不能进行在不同网络的终端之间的通信。下面将通过图2对此情形进行描述。
图2是示例性示图，其示出了路由器的功能。在如图2所示的通信***包括多个网络的情况下，当所述路由器在从IP终端到主机A通信的情况下具有NAT功能时，在所述路由器可对所述IP终端的源IP地址进行转换，并将转换的IP地址发送到因特网。例如，假设将所述IP终端的源IP地址：192.168.0.100以及端口号：1000转换为IP地址：123.456.1.200以及端口号：1001。那么，路由器可以具有限制主机A之外的设备(主机B等)访问所述IP地址：123.456.0.200和端口号：1001的功能。在这种情况下，存在网络1c内部的IP终端和网络2c内部的IP终端之间不能以点对点方式对话音、视频、传真以及调制解调器等IP数据进行通信的情况。
图3是示例性时序图，其示出了根据所述实施例的通信可用确定处理。IP通信设备1，诸如网络1c上的PBX/按键电话/交换服务器1d或者IP终端(例如，IP电话终端)，启动通信可用确定处理，以确定在电源被开启或者发生与中继服务器的通信错误之后是否能够与终端或另一个网络进行点对点通信。
IP通信设备1利用UDP(用户数据报协议)分组向事先注册的中继服务器(例如，中继服务器1b)发送连接可用请求。具有由路由器1a转换的地址的中继服务器1b接收所述连接可用请求(S1)。在此连接可用请求中描述了IP通信设备1的IP地址。
中继服务器1b接收所述连接可用请求，并且然后在用于测试连接可用或不可用的连接可用测试请求中描述在UDP分组的报头中所描述的UDP分组的源IP地址和端口号。中继服务器1b向具有全局IP地址的中继服务器2b发送所述连接可用测试请求(S2)。中继服务器2b接收所述连接可用测试请求，并且然后向在所述连接可用测试请求中描述的IP地址和端口号发送所述UDP分组(S3)。
当路由器1a传送来自由IP通信设备1向其发送所述UDP分组的中继服务器1b之外的设备的IP分组时，从中继服务器2b发送的连接可用测试分组到达IP通信设备1。由此，IP通信设备1接收到来自中继服务器2b的连接可用测试分组，并且然后向中继服务器2b发送表示结果OK的连接可用测试响应。中继服务器2b接收此连接可用测试响应，然后在图5所示的管理表中描述具有通信可用OK的IP地址和端口号(S4)。
中继服务器1b接收来自中继服务器2b的连接可用测试响应的通知，然后在图5的管理表中描述所述IP地址、所述端口号和通信可用OK(S5)。此外，从第二次或之后，在接收到来自IP通信设备的连接可用请求的时间点，检索图5的管理表，并且当已经对来自相同IP地址和端口号的请求进行了处理时，不再进行S2或之后的处理。
而且，在中继服务器1b中，当从IP通信设备发送的连接可用请求的UDP报头的IP地址与从所述IP通信设备发送的连接可用请求中描述的IP地址相一致时，NAT路由器不进行地址转换，从而不进行S2或之后的处理。
图4是示例性时序图，其示出了根据所述实施例在路由器不传送来自另一个终端的分组的情况下的处理过程。在图4中，S6和S7的处理类似于S1和S2。当中继服务器2b向IP终端设备1发送连接可用测试分组时(S8)，设置计时器。中继服务器2b检测到在所述计时器超时之际在路由器1a丢弃所述连接可用测试分组。然后，中继服务器2b在图5的管理表中描述IP地址和通信可用NG，并向中继服务器1b发送连接测试结果通知(S9)。中继服务器1b接收所述连接测试结果通知，然后，在图5的管理表中描述所述IP地址、端口号以及通信可用NG。
图6是示例性时序图，其示出了根据所述实施例的在通信可用NG情况下的终端之间的通信过程。在此时序中，通过中继服务器对IP通信设备之间的信号进行中继。从S25到S30的信号是在终端之间进行点对点呼叫的程序，还可以通过诸如Megaco、H.323或SIP(会话起始协议)的标准程序来进行所述程序。
在图6中，作为来自IP通信设备1的输出请求，呼叫设置请求被由路由器1a、中继服务器1b、中继服务器2b以及路由器2a中继，并且被IP通信设备2(相对的目的终端)接收(S25到S27)。当IP通信设备2应答时，呼叫连接通知被路由器2a、中继服务器2b、中继服务器1b以及路由器1a中继，并且被IP通信设备1接收(S28到S30)。在接收到其之后，IP通信设备1向RTP(实时传输协议)协商(negotiation)的中继服务器1b发送RTP协商请求(S31)。
接下来，中继服务器1b向IP通信设备1发送RTP协商响应，并且在中继服务器1b和IP通信设备1之间的RTP连接被建立(S32)。中继服务器1b，其中在所述中继服务器1b和IP通信设备1之间建立了所述RTP，向中继服务器2b发送RTP协商请求，以在中继服务器1b和IP通信设备2之间建立RTP(S33)。
中继服务器2b向IP通信设备2中继由中继服务器1b发送的所述RTP协商请求(S34)。IP通信设备2接收此RTP协商请求，并向中继服务器1b发送RTP协商响应(S35，S36)。然后，在中继服务器1b和IP通信设备2之间建立RTP。另外，在上述程序中，也可以使用诸如SDP(会话描述协议)的标准程序作为所述RTP协商请求。
在图6中，中继服务器1b根据图5的管理表确定路由器1a或路由器2a不允许来自另一个设备的访问，并且将通过RTP1从IP通信设备1发送的话音/视频数据、传真和调制解调器数据通过RTP2发送给IP通信设备2。而且，中继服务器1b将通过RTP2从IP通信设备2发送的话音/视频数据、传真和调制解调器数据通过RTP1发送给IP通信设备1。因而，中继服务器1b在IP通信设备1和IP通信设备2之间中继信号，从而能够进行在IP通信设备1和IP通信设备2之间的通信。
图7是示例性时序图，其示出了根据所述实施例的中继服务器的切换程序。在图7中，从S201到S207的程序类似于图6的从S25到S31的程序。当到此的处理被完成时，中继服务器1b检查自负荷状态。在此，参考由呼叫设置引起的可能的中继的数目(从图5管理表的测试结果NG的次数来计算)以及/或者在当前时间点所中继的IP通信设备的数目等来检查所述负荷状态。作为结果，在判定中继服务器1b自身负荷为高的情况下(S100)，中继服务器1b不响应来自IP通信设备1的RTP协商请求(S207)，并将此请求中继给中继服务器2b(S208)。
类似地，中继服务器2b接收所述RTP协商请求，并检查自身负荷状态，并且在判定负荷为高的情况下(S101)，中继服务器2b进一步将此RTP协商请求中继给中继服务器3b(S209)。中继服务器3b接收所述RTP协商请求，并在具有能力进行中继处理的情况下，通过中继服务器2b向IP通信设备1发送RTP协商响应。作为结果，在中继服务器3b和IP通信设备1之间建立了RTP连接(称为RTP1)(S210到S212)。
当建立了RTP1时，中继服务器3b还通过中继服务器2b向IP通信设备2发送RTP协商请求，以在中继服务器3b和IP通信设备2之间建立RTP(S213，S214)。IP通信设备2接收所述RTP协商请求，并通过中继服务器2b向中继服务器3b返回RTP协商响应(S215，S216)。作为结果，也在中继服务器3b和IP通信设备2之间建立了RTP(称为RTP2)。
中继服务器3b将通过RTP1从IP通信设备1发送的话音/视频数据、传真和调制解调器数据通过RTP2发送给IP通信设备2。而且，中继服务器3b将通过RTP2从IP通信设备2发送的话音/视频数据、传真和调制解调器数据通过RTP1发送给IP通信设备1。因而，中继服务器3b在IP通信设备1和IP通信设备2之间中继信号，从而，能够进行在IP通信设备1和IP通信设备2之间的通信。
另外，在此实施例中，分别在各IP通信设备中预先存储被用作为连接可用测试分组的通知目的地的中继服务器的IP地址。为每个IP通信设备设置所述中继服务器的多个地址，并且为每个中继服务器赋以优先级。由图8所示的管理表进行IP地址和优先级的管理。
当与最高优先级的中继服务器的通信发生错误时，所述IP通信设备将所述连接可用测试分组的目的地顺序地切换到具有更低优先级的中继服务器。作为结果，即使当由于故障或维护操作工作而不能使用所述中继服务器时，通过所述***内部的另一个中继服务器，可以确保所述IP通信设备的通信通路。
类似地，所述IP通信设备可以将呼叫连接或者数据通信的目的地切换到具有更低优先级的中继服务器。例如，所述IP通信设备在发送所述RTP协商请求时启动计时器(例如，图7中的S207)。当与最高优先级的中继服务器的通信发生错误时，所述IP通信设备不接收来自所述中继服务器的RTP协商响应(例如，图7中的S212)。在从发送所述RTP协商请求开始已经经过预定时间的情况下，所述IP通信设备将RTP协商请求的目的地顺序地切换到具有更低优先级的中继服务器。
结果，即使当由于故障或维护操作工作而不能使用所述中继服务器时，通过所述***内部的另一个中继服务器，可以确保所述IP通信设备的通信通路。与所述中继服务器的通信的错误包括：由于故障或维护操作工作而引起的中继服务器的内部错误，在所述IP通信设备和所述中继服务器之间的通信通路中的错误等。为了切换呼叫连接或数据通信的中继服务器，可以准备与用于图8所示的连接测试分组的管理表不同的管理表，但是，也可以使用与用于所述连接测试分组的管理表相同的管理表。
而且，在此实施例中，分别在各中继服务器1b、2b、3b中预先存储被用作为连接可用测试分组的目的地的中继服务器(测试中继服务器)的IP地址。在每个中继服务器1b、2b、3b设置所述多个测试中继服务器，并且给每个测试中继服务器赋以优先级。由图9所示的管理表进行测试服务器和优先级的管理。图9的管理表被存储在例如中继服务器1b中，以及具有第一优先级的中继服务器，例如，中继服务器2b中，以及，具有第二优先级的中继服务器，例如，中继服务器3b中。当然，对于每个中继服务器，图9的管理表的内容可以变化。
每个中继服务器以图9管理表中的优先级的降序来选择连接可用测试分组的目的地。具有最高优先级的中继服务器成为缺省的测试中继服务器。当由于故障或维护操作工作导致不能使用所述缺省的测试中继服务器时，顺序地将所述连接可用测试分组发送给具有更低优先级的测试中继服务器。通过这样的处理，即使当由于故障或维护操作工作导致缺省的测试中继服务器不能使用时，通过切换到所述***内部的另一个中继服务器，也可以进行连接可用测试。
类似地，所述中继服务器可以将呼叫连接或数据通信的目的地切换到具有更低优先级的中继服务器。例如，在发送所述RTP协商请求时，所述中继服务器启动计时器(例如，图7中的S208或S209)。当与最高优先级的中继服务1器的通信出现错误时，所述中继服务器不接收来自所述目的地中继服务器的RTP协商响应(例如，图7的S212)。在从发送所述RTP协商请求开始经过预定时间的情况下，所述中继服务器顺序地将RTP协商请求的目的地切换到具有更低优先级的中继服务器。
即使当由于故障或维护操作工作而导致不能使用所述测试中继服务器时，通过切换到所述***内部的另一个中继服务器，仍然可进行所述RTP协商。为了在呼叫连接或者数据通信时切换所述中继服务器，可以准备与图9所示的用于连接测试分组的管理表不同的管理表，但是，也可以使用与所述用于连接测试分组的管理表相同的管理表。
在上述实施例中，当在使用了IP的话音/视频通信***中通过利用路由器连接多个不同网络来配置所述话音/视频通信***的情况下，准备了多个中继服务器1b、2b、3b，用于对话音/视频/传真/调制解调器数据以及被赋以了全局IP地址的呼叫控制信号进行中继。然后，在呼叫连接时检查每个中继服务器1b、2b、3b的状态。所检查的状态包括所述中继服务器的负荷状态，以及/或者与所述中继服务器的通信状态等。在确定所检查的状态是预定状态的情况下(即，负荷2为高)，中继处理被转移到测试中继服务器或其它中继服务器。作为结果，当所述中继服务器在IP通信设备之间中继话音/视频数据、传真和调制解调器数据时，负荷不会集中在一个中继服务器上。
即，当取决于路由器的功能不能进行在不同网络的终端之间的点对点通信，以及在通信***中，中继服务器对在所述终端之间发送和接收的话音/视频分组进行中继时，其中所述通信***用于通过路由器将不同的网络连接到IP网络并且包括用于中继在所述网络之间的通信的多个中继服务器，通过将中继处理分配给多个中继服务器，能够防止负荷集中在某个特定的中继服务器上。
而且，通过将多个中继服务器的地址预先设置给IP通信设备，即使在进行维护替换工作时或者在中继服务器发生故障时，也能够进行在不同网络的终端之间的通信。进一步地，通过将多个测试中继服务器的地址预先设置给中继服务器，即使在进行维护替换工作时或者在中继服务器发生故障时，也能够进行连接可用测试。由此，提供了一种通信控制方法，其能够防止负荷集中于某个特定的中继服务器，并且还能够防止中继功能降低。
可以理解，本发明不限于上述具体实施例，无需脱离本发明的精神和范围，即可以利用各种修改的要素实施本发明。根据在上述实施例中公开的要素的适当组合，能够以各种形式实施本发明。例如，可以从所述实施例中所示的所有要素中删除一些要素。进一步地，可以适当地组合使用不同实施例中的要素。

Claims (8)

1.一种通信***的通信控制方法，所述通信***通过为各网络设置的路由器将IP网络与包括IP通信设备的多个网络相连接，利用IP分组化数据通过所述IP网络在所述不同网络的所述IP通信设备之间进行通信，并且，其包含多个中继服务器，这包括第一中继服务器和第二中继服务器，用于中继被赋以了全局IP地址的所述IP分组和控制信号，所述方法包括：
确定是否能够通过所述第一和第二中继服务器以及所述路由器通过利用测试分组进行在所述IP通信设备之间的点对点通信；
在确定不能进行所述点对点通信时在所述IP通信设备之间通过所述第一或第二中继服务器对所述IP分组进行中继；以及
根据所述第一中继服务器的状态，从所述第一中继服务器向所述第一中继服务器之外的中继服务器，顺序地切换将用于中继所述IP分组的中继服务器。
2.根据权利要求1所述的通信控制方法，其中，所述IP通信设备预先存储分别与优先级相关的中继服务器的多个IP地址，以通过利用所述测试分组对自己的IP地址进行通知。
3.根据权利要求2所述的通信控制方法，其中，当不能与所述第一中继服务器进行通信时，所述IP通信设备在所述存储的IP地址中从具有更高优先级的中继服务器顺序地进行连接处理。
4.根据权利要求1所述的通信控制方法，其中，所述第一中继服务器预先存储被用作为切换目的地的中继服务器的分别与优先级相关的多个IP地址。
5.根据权利要求4所述的通信控制方法，其中，当不能与所述第二中继服务器进行通信时，所述第一中继服务器在所述存储的IP地址中从具有更高优先级的中继服务器顺序地进行连接处理。
6.根据权利要求1所述的通信控制方法，其中，所述第一中继服务器的所述状态包括所述第一中继服务器上的负荷。
7.根据权利要求1所述的通信控制方法，其中，所述第一中继服务器的所述状态包括所述第一中继服务器的通信状态。
8.根据权利要求1所述的通信控制方法，其中，所述IP通信设备通过不同的通信信道对所述控制信号和所述IP分组化数据进行通信。
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