通迅網絡的製作方法

2023-07-13 14:28:01 2

專利名稱：通迅網絡的製作方法
技術領域：
本發明的背景技術本發明涉及通訊網絡，尤其涉及這種網絡中的收費機構。它包括本申請人的共同懸而未決的英國專利申請No.9812161.9(申請日為1998年6月5日)所公開和所要求保護的發明內容，並且這個較早的專利申請的內容在此作為參考。
在傳統的通訊網絡如國內PSTN(公共交換電話網)中，很大比例的網絡資源專門用來作計量和記帳網絡。研究估計這些資源消耗多達電信公司年收入的6％。相比之下，網際網路一般不加入用於各個用戶的計量和記帳機構。與傳統的電話網絡相比，沒有支持計量和記帳所需的網絡基礎結構降低了網際網路的運行成本，並且便於網際網路的快速擴大。然而，從網際網路傳送業務量特性來看，缺少適當的記帳機構會具有明顯的缺點。它鼓勵極度浪費地使用網絡資源，減少了為支持新的應用對網絡基礎結構投資的刺激，這些新的應用要求保證的服務質量(QoS)以及引入收費的網際網路接入服務。
本發明人已經發現，實施適用於聯合網絡的輕便收費協議的關鍵步驟是通過安排每個用戶終端監控它自己對網絡資源的使用來布置對網絡使用的計量。以這種方式提供的收費機構本身的規模是可伸縮的，並且避免了網絡內太大的額外開銷。
另外，在本發明的優選實施例中提供了多種服務信息包網絡的基礎，其中不需要控制每個信息包。這使得很容易實現多種服務網絡，即不同信息包中的一個可以根據服務應用的類型作不同的按排，而不是以現有模式。
該方法最好包括由存儲步驟(a)產生的測量數據。最好用測量數據存儲的數據識別可應用於所述測量數據的資費。識別所述資費的所述數據可以是資費本身，或者可以採用某些識別碼或指向資費的指針(pointer)的形式。存儲資費使得即使資費在時間上變化，統計數據也可以由用戶終端的測量產生。
該方法最好包括傳遞步驟(a)產生的數據到網絡操作員控制的網絡統計目標(accounting object)。另一方面，數據能夠以傳統的方式從網絡操作員傳遞到用戶。網絡使用數據可以明確地傳送並且由網絡操作員計算網絡使用費。另一方面，使用數據可以用統計數據隱含地傳送，該數據指示用戶終端計算的收費。
該方法最好包括網絡操作員執行的步驟，即採樣的僅是用戶終端和網絡之間傳遞的部分業務量(traffic)。採樣的業務量隨後與從用戶終端到網絡供應商統計目標報告的網絡使用數據相比較，由此檢測出任何差異。該比較可以是總的網絡使用費，或者可以是詳細的測量數據。前者可能是有效的標準值，而後者僅在前者示出有差異的情況下使用，以便存儲欺詐的證據。
本發明人已經發現，如果用戶負責測量使用量以及提供使用數據或者定價的使用數據，並且網絡操作員在隨機的基礎上僅測量用戶業務量的樣本，以確認用戶提供的數據的可靠性，則收費過程的效率可以進一步提高。
網絡操作員統計目標最好是可配置的，以從網絡操作員控制的測量目標或從用戶終端接收數據。該方法最好包括根據在網絡統計目標接收的控制信號從一個配置變化到另一個配置。
該方法最好包括傳遞測量數據到遠離用戶終端的系統。例如，數據可以從一些用戶終端傳遞到集成的統計系統。數據可以明確地發送和/或使用數據計算的使用費可以發送到遠端系統。當數據報告給遠端系統時，這可以在數據產生後立刻進行，或者可以經過一個時間周期由一系列測量值形成集成數據的報告進行。
該方法最好包括在用戶終端和連接到用戶終端的第一網絡區域之間傳遞業務量；另外在第一網絡區域和連接到第一網絡區域的第二網絡區域之間傳遞所述的業務量；將來自用戶終端的網絡使用數據傳遞到第一區域的第一網絡統計目標；在第一網絡統計目標和第二區域的第二網絡統計目標之間傳遞統計數據。
這個方面提供了在聯合數據網絡的區域之間強大而有效的統計方法。雖然數據可以流動，例如經過中間網絡區域從第一用戶終端到第二用戶終端，但是統計數據(即測量數據或從它們得到的數據)不必都在相同的方向流動。本發明包括例如將統計數據從用戶傳遞到第一區域並且也從第二網絡區域傳遞到第一網絡區域的系統。
該方法最好包括從第一網絡區域中的當前路由表確定經過第一網絡區域與用戶終端傳遞數據的第二區域的身份，以及用當前路由表識別的第二區域傳遞用戶終端的統計數據。
根據本發明的另一個方面，提供了一種包括多個網絡區域的網絡的操作方法，包括計算各個用戶對網絡資源的使用費，並且對第三方清算者支付所述收費的結算。這種清算支付可以用任何要求的比率在終端用戶之間分攤費用，例如發送者全部支付或發送者支付60％而接收者支付40％等。
根據本發明的另一個方面，提供一種具有多個不同服務等級的信息包網絡的操作方法，該方法包括傳遞所述信息包經過信息包路由器，在信息包路由器中確定信息包的分類，根據信息包的分類不同地排定信息包，以及在遠離路由器的位置，控制信息包的服務等級，以確定各個服務類別的信息包的適合性。
本發明還包括由本發明的方法所涉及的通訊網絡、用戶終端、網絡統計伺服器、以及在這種網絡中使用的路由器。
圖8是表示經過多個網絡區域的統計數據分配的示意圖；圖9是表示用服務供應商清算的網絡的示意圖；

圖10是表示用第三方清算的網絡的示意圖；圖11表示分邊緣定價；圖12表示資費(tariff)接口；以及圖13表示另一個實施例。
實施例的說明如圖1所示，通訊網絡1包括一些網絡子區域2A-2C。網絡子區域可以在不同操作員的控制下。網絡操作不假定在不同的操作員之間有相互信任。網絡予區域由網關路由器(gateway router)3、4互聯。在本例中，通訊網絡是網際網路，並且支持單信道廣播和多信道廣播的網際網路協議(IP)和相關的協議。用戶終端5經過公共交換電話網(PSTN)6和接入路由器7連接到子區域2A。在接入路由器中不要求控制。網關路由器3、4和接入路由器7可以分別是商業上可買到的裝置如CISCO系列7500路由器和CISCO系列AS5800通用存取伺服器。其它的用戶終端連接到網絡，包括允許Java的移動終端8和數據伺服器9。
用戶終端5可以經過LAN連接到統計伺服器。統計伺服器可以包括如下面描述的統計目標，它接收來自用戶終端的測量數據。
網絡資源使用的資費經過網絡多信道廣播到用戶終端。這些資費分到不同易失性(volatility)的頻帶。資費在網絡操作員的控制下變化，以反映整個網絡的負載(loading)。也就是說，如果網絡負載變大，則資費可能增加，表示網絡資源的供不應求。網絡管理平臺10連接到每個子區域。每個網絡管理平臺可以包括例如一個計算系統，該系統包括運行UNIX(Solaris)的SPARC工作站與網絡管理應用程式。網絡管理平臺10控制管理實體(management entities)和資費實體(tariff entities)。它也可以用作統計伺服器如下面描述的主(hosting)網絡統計目標。網絡管理平臺例如使用SNMP(簡單網絡管理協議)與連接到各個子區域的管理裝置的工具100通訊。管理平臺監控各個子區域網絡資源的總的負載，並且因此調節網絡使用的資費。網絡管理平臺(NMP)命令工具監控裝置並且以有規律的間隔報告集成的結果返回到NMP，所以NMP能夠監控所有報告的組合。
除了這個資費的中心控制以外，每個用戶終端的資費算法可以安排來自動地響應在網絡資源負載中本地檢測的變化。本地資費變化的使用在本申請人的共同懸而未決的申請中已有描述，並且已請求保護，該申請的名稱也是「通訊網絡」，編號為BTA25793(BT法律事務所的編號)，在此作為參考。
服務供應商可以提供由不同的服務級別協議和/或不同的價格易失性定義的不同的產品。例如，產品A可以用固定的價格提供最好的服務，而另一種產品B可以用可變的價格提供最好的服務。服務供應商可以根據下面的參數來調節產品價格服務供應商支付給它批發供應商的價格；競爭者的價格；當前資源的利用；對於不同產品的相關要求。根據這些參數的變化，資費調節可以用三種方式中的一種實現。第一種，資費可以根據網絡負載的本地觀察來調節價格，而不必清楚來自供應商的通訊。下面進一步詳細描述的這種方法需要在一開始加入資費，並且限制在僅取決於本地觀察的那些價格變化。第二種，供應商可以通過調節其參數來調整資費。當判定取決於不能由用戶直接觀察的參數，例如網絡資源的批發價格的變化時，就需要這種類型的調節。第三種，供應商可以完全替換一個資費。這在現有的資費不能適應所需的變化時需要。
上述第一種資費變化必需自動地實現。第二種變化可以人工地或根據服務供應商系統的觀察通過自動發出調節的工具來完成。第三種變化很可能人工地完成，因為新資費的替換一般要求需要人工輸入的設計部件。然而，可能使用工具來根據一組特定的規則對產品自動地轉換資費。
這部分描述了我們實現的原型以說明上面概述的資費子系統。設計的特性包括·使用移動代碼表示資費和有關的用戶接口分量；·使用重複的多信道廣播協議，以有效地傳遞資費和資費調節；·使用動態的分類負載和反映，以便接收和調整資費。
原型包括通用的Java類型庫和兩個特定的應用，即·一個供應商系統，它允許供應商引入、替換和調整一些產品的資費；·一個用戶系統，使用戶能夠跟蹤應用於他們使用產品的收費。
供應商系統對運行在不同主機上的多個用戶系統提供服務，這些不同的主機在能夠多信道廣播的網絡上。多信道廣播協議用於從供應商系統傳遞資費變化到用戶系統。
為了相對於確定的資費得到最大的靈活性，我們選擇使用Java類表示資費。這種技術也用於提供用戶接口分量給用戶，以支持可視的資費情況。
資費接口作為所有資費的基本類。這定義了單個操作getGUI，它作為Java SWING分量返回，能夠集成到用戶的GUI(圖形用戶接口)中。這種GUI分量使用戶能夠使用對資費適當的技術看得見資費情況。
資費接口的子類建立一組資費類型，其中每一種與不同組的測量和輸入參數有關。這些參數通過在getCharge方法的特徵標記中將它們列表來識別。例如，接口RSVPTariff定義getCharge為接收n個RSVP TSPEC，允許根據RSVP保留的特性計算價格來定義資費。另一方面，接口PacketCountTariff定義getCharge作為接收信息包進入、信息包輸出以及當前阻塞的測量(一般作為信息包丟失函數測量)，允許根據信息包計數和對阻塞的靈敏度來定義資費。當新的使用測量形式出現時可以加上其它資費。
通過提供上述各種資費接口的實施來定義資費。例如，資費PacketCountLinear實現了PacketCountTariff，以計算與信息包計數成比例的收費。另一個資費CongestionSensitiveLinear工作在類似的基礎上，但如果在存在阻塞時用戶不停留在特定資費限制內，則要加上罰款收費。
除了資費接口實施以外，資費可以使用其它「幫助者」類別來幫助它的操作，以及一個或多個用戶接口分量類別使用戶可以看得見。也可以要求供應商一側的用戶接口，以便供應商能夠進行資費調節。
整個資費描述包括一組Java類，其中一些將會用於用戶系統，其它的由供應商系統使用。用戶一側的類被打包成Java檔案(JAR)文件，以便於供應商系統處理。
為了推廣應用新的資費，供應商系統首先加載要求進入它執行環境的資費類。然後，它加載用戶一側的包，使它序列化，採用專用密鑰來標記它，以及使用廣播協議分配它到用戶系統。使用特徵標記使用戶可以檢驗接收的資費是否可信。
一旦接收到包，每個用戶系統檢驗特徵標記(使用匹配於供應商專用密鑰的公共密鑰)，在可能明顯落後例如幾小時或幾天的廣播協議標題中規定的激活時間，進行拆包，使用特置的動態類加載器將這些類加載到它的執行環境。創建接收資費類的情況並且安裝在先前資費的地方。如果資費具有用戶接口分量(通過訪問資費目標的getGUI方法獲得)，則它替換先前資費的用戶接口。用戶接口中的變化用於通知用戶，資費已經變化。
資費調節涉及到特別對於當前實施的資費操作的遠端請求。這意味著用戶系統在接收資費之前不知道這個操作的特徵標記，即該操作沒有在任何對於用戶系統已知的資費接口中列出。
為了克服這個問題，使用Java支持的「反映」特性。為了傳播資費調節，供應商創建了請求(invocation)目標的情況，它存儲要被訪問的操作名稱以及要提供給它的參數。這個目標隨後被序列化、標記、以及使用廣播協議來廣播。當用戶系統接收和校驗調節時，使用反映來調用所述的操作，請求目標被解-序列化(de-serialised)並且應用於當前資費。
為了簡化廣播協議，要求調節是等冪的和完整的。等冪保證如果調節應用了多次，則資費不會受到不利的影響。完整性表示調節確定了資費目標的整個參數組，使得調節完全地去除任何先前應用的調節的影響。
用戶系統可以通過每秒重複請求由該資費支持的getCharge操作並且將返回值加到累積收費中來應用該收費。提供到getCharge的參數取決於當前實施的資費的種類。例如，如果資費是PacketCountTariff的實施，則需要剛過去的幾秒鐘的入站信息包、出站信息包和阻塞的測量。然而，如果資費是RsvpTariff的實施，則只需要描述當前保留的TSPEC。這表示如果它能夠通過與該產品有關的資費提供參數請求，則用戶系統才能夠訂購到該產品。
getCharge的方法每次請求也導致對特定資費的用戶接口的更新。例如，在CongestionSensitiveLinear資費中，提供給getCharge的使用參數用於更新業務量和阻塞的圖形顯示。
廣播協議用於在供應商系統和多個用戶系統之間傳遞序列化(serialised)的資費和調節。假定用戶系統的數量很大並且採用重複的多信道廣播解決方案。
供應商支持的每種產品分配一個多廣播信道用於廣播。用戶系統收聽相應於他們使用產品的信道。在本實施例中，假設每個用戶系統知道它所感興趣的產品的公知的多信道廣播地址。
對於每個產品信道，供應商重複地廣播當前的資費和最近對它的調節(如果有的話)。每個廣播帶有一個版本號，每次廣播改變時它加1。用戶系統僅在檢測到版本號變化時處理廣播。如果新的用戶接入信道時，它等待直到它在處理任何調節廣播之前接收到資費為止。另外，調節只應用於它的廣播版本大於當前資費的版本時，因此確保未收到資費廣播不導致對舊資費隨後調節的應用。
在本例中，使用「支付和顯示」過程實現收費，但另一方面，傳統的支付方法也可以使用。圖2a和圖2b表示這種情況下實現收費結構的目標。圖2a表示較高級別的目標，而圖2b表示在圖2a結構的軟體實現中使用的分量目標，並且在單個區域內進一步擴展統計目標的分配。在圖2a中，客戶終端的目標以標記「用戶」的圖的一半示出，而接入路由器7的目標和相應的網絡子區域以標記「邊緣網絡」的圖的一半示出。用戶終端的目標包括會話控制目標S、用戶商業規則目標Bc、用戶定價目標Prc、QoS管理器Q、用戶統計目標Actc和用戶測量目標Mc。商業規則目標Bc接收會話這些方面的信息，包括用於支付和接收來自定價目標Prc的當前定價數據的責任。用戶商業目標作出判定，在用戶的策略控制下，哪些可收費服務是可以利用的，可收費服務可以利用多少。這些判定饋送到QoS管理器Q，它決定哪些機構用於獲得這些要求。然後，QoS管理器(和統計目標)控制用戶測量目標Mc以確定業務量和服務的哪些方面被測量以及哪些方面被忽略。然後，測量目標記錄所選擇的業務量的方式，例如計數用戶終端傳送和接收的信息包的數量以及這些信息包的QoS級別。這些數據與當前的資費一起，包括阻塞的任何額外費用隨後由用戶終端使用，以確定對於網絡操作員可支付的收費。測量目標Mc通過統計目標並利用確定頻率的指令也被編程，在該頻率上，數據被報告給用戶統計目標Actc。用戶統計目標Actc傳遞統計信息(定價或沒有)到網絡供應商區域的統計目標Actp。在網絡供應商一側，也就是說在連接用戶終端的子區域內，用戶的資費由表示為Mp的版本M來測量，但只在控制(policing)功能Po確定的採樣基礎上。也就是說，網絡操作員僅間歇地採樣用戶的業務量。Po控制進行網絡測量的地方，以便捕捉所有特定的用戶業務量。成批的測量函數Mb負責報告集成的業務量級別到定價目標Prp，如路由器排隊長度移動平均值反映的。成批的測量一般經過供應商的區域收集到中心定價功能(為了可靠，它可以被複製)。Prp考慮到來自網絡供應商商業目標Bp的商業規則以及Mb報告的當前資費級別和來自相鄰供應商的定價來設置價格。控制功能Po將來自Mp的樣本測量與在Actp接收的統計消息相比較作為用戶自己的測量結果。如果它建立帳單不充分，則它可以限制在接入控制網關Acs的服務，或啟動一些其它的處罰。封裝在統計目標內的另一個控制目標檢查在支付的約定時間內帳單與支付是否匹配。最後，身份映射功能I提供用戶的身份(帳單、數字特徵標記等)和他們當前的網絡地址(一般由ISP分配的單信道廣播或多信道廣播)之間的映射。
測量(M)目標提供給統計(Act)目標要求首先創建統計記錄以及隨後報告和記帳的信息。測量記錄不像在Act目標中那樣存儲測量數據儘快地轉換為統計記錄。測量數據轉換為統計記錄，包括類型的變化和某些集成的變化。另外，測量數據可以連結到資費信息。在這個例子裡，通過測量目標返回的測量數據包括下面的元素IP位址，即，在通訊中包括的兩個終點的IP位址。這很容易由網絡信息包獲得。
埠號碼它們用於區別在某一時間由用戶使用的不同服務。埠號碼也由網絡信息包獲得。
信息包的類型服務身份。它識別服務類型，例如作為RSVP、作為不同的服務或作為數據。這個信息允許根據信息包類型使用不同的資費。
網絡使用信息。它本身是測量數據並且可以包括例如信息包數量的計數。
時間周期信息。在使用時，如果是元素，它指示進行測量的時間長度。
時間基準。它可以包括開始時間和結束時間並且可以例如在定義的「非高峰」負荷期間用於對資費打折。
在當前的優選實施例中，在統計目標控制的時間間隔，在事件驅動的基礎上，測量數據由測量目標返回到Act目標。另一種方法可以使用通過Act目標的測量目標查詢，或者事件驅動查詢。數據通訊可以使用Java-RMI(遠端請求方法)實現，並且Java事件模型或接口可以在Act和M之間創建，以發送測量目標。另外，另一種通訊機構包括使用如CORBA或SNMP的通訊聯繫(messaging)。當前的例子使用稱為FLEXINET的RMI/CORBA之類的分配事件程序設計基礎結構(infrastructure)。
測量目標(M)將控制接口提供給Act目標，使得Act目標能夠控制測量什麼，以及何時、何地M報告它的測量信息。這個控制接口提供對下列參數的存取(access)1．在什麼頻率下要求測量記錄(用於給定的用戶或用戶組)。這使得可能調節不同的統計商業模型，包括例如分期付款和傳統的開帳單。頻率可以規定為若干毫秒的周期。
2．向Act報告什麼(用於給定的用戶或用戶組)。這個參數可以規定所有的信息包，或者僅僅具有在給定QoS閾值等內的信息包。
3．向那裡報告測量(用於給定的用戶或用戶組)。這個參數可以簡單地參考Act目標或者另一個與商業有關的目標，用於核算(auditing)或銷售的目的。
4．測量目標的當前計量特性。
網絡供應商的計量裝置M多路復用不同用戶的不同測量請求並且優化測量和報告過程。
用戶終端的統計目標可以使用小的加密的單調資料(flat-file)資料庫實現。在網絡供應商一側，同樣的目標可以使用可伸縮來管理例如數萬個用戶帳單的較大資料庫來實現。目標請求代理人(ORB)在用戶一側目標和網絡一側目標之間通訊，使用商業上可買到的工具來實現，如用lona Technologies plc的ORBIX(商標)來實現。序列化(serialisation)用於將目標從一個資料庫經過網絡流動到另一個資料庫。序列化處理採用目標的所有屬性並且經過特定的介質流動屬性和規定產生數據的目標類型的信息。然後，解-序列化的過程採用來自傳輸介質的數據與目標類型信息，創建規定類型的新的目標，並且用數據填滿它。統計資料庫保持一組序列化的統計目標。網絡供應商要求的較大資料庫可以是接收目標，並且將它們序列化到存儲空間的面向目標的資料庫。另一方面，非面向目標的資料庫也可以使用，在這種情況下，統計目標轉換為資料庫類型。例如，統計目標轉換為SQL數據類型與相關資料庫一起使用。
上述序列化/解-序列化的機構也用於支持網絡區域之間測量和統計接口。例如，在用戶終端傳遞信息包的網絡邊緣區域接著傳遞信息包到一些相鄰區域。正如統計數據從用戶傳遞到網絡邊緣區域一樣，統計數據也從網絡邊緣區域的統計目標71傳遞到相鄰區域的統計目標72，並且由網絡邊緣區域操作員對相鄰區域的操作員做出支付。在上下文中，網絡邊緣區域是零售區域，相鄰區域是批發區域。如圖7所示，零售區域和批發區域之間的接口結構是零售區域和終端用戶之間接口的循環版本。然而，對於終端用戶接口的所有測量和QoS特性在零售和批發網絡之間的接口是不需要的。在這個例子中，這裡有多個批發供應商，然後詢問零售網絡中當前路由和/或地址，以便在批發網絡之間分別統計。這是識別映射I的另一個有效的形式。需要在每個相鄰供應商的身份和他們當前單信道廣播地址、地址前綴、多信道廣播地址或自主系統(AS)號碼組之間映射。這一般在邊緣結構不要求，因為邊緣用戶一般只具有一個供應商。如果用戶使用多個供應商，則對於分配統計的映射也用於邊緣。如同以前一樣，零售和批發區域之間業務量的測量可以被採樣，並且與數據流動同時進行一要求無阻塞。實際上任何成對的網絡供應商可能相互間是用戶。在這種情況下，用於零售/批發接口的結構是對映的，使得所有功能在兩個方向上操作。在網絡區域之間的任何支付隨後通過每個統計流的產品和相關價格的平衡確定。
如圖8所示，在包括多個區域的網絡中，「批發」區域82可以接收來自一些零售網絡81、83的統計數據。這些數據通過區域82的統計目標集合併且隨後在另外的相鄰區域如區域84之間分配。分配統計數據的方式由保留在區域82中平均的邊界路由表確定。圖3a和3b示出了統計目標之間傳遞的數據。在這個例子中，統計數據包括統計的身份，帳單記錄身份，服務類型標識符，源地址，目的地址，資費身份，時間，周期(即帳單記錄覆蓋的周期)，單位，成本，以及貨幣。另外，支付數據包括現金量和支付貨幣。
圖4表示用戶終端和零售網絡區域中協議堆棧內的測量範圍。理想地，在這個區域內有兩個測量點，一個由用戶委託，一個由網絡委託，例如在圖中的兩個參考點(a)。為了便於實施，可以使用由雙方委託的單個測量點(b)。這可以例如在保密模塊內如客戶終端的密碼卡內實現。作為另一種情況，可以在可能有測量差異的不同點進行測量。在網絡上實際的測量點是在每個用戶的第一個接入裝置，檢查網絡層標題(c)(在這種情況下為IP)。ISP不應該深入地測量他們的網絡(d)，因為他們的接入網絡和系統將引入延遲和損耗。
對於單獨的用戶(例如撥號接入)，測量的實際點也應該在網絡層旁邊，但在它們終端系統的堆棧(e)中。理想地，這些測量點應該在每個堆棧的較低位置，接近於雙方之間的接口並且較少可能被堆棧的爭用(contention)影響。然而，在鏈路層(f-f)的測量是不適當的，因為只有在網絡層設置的一些可收費參數在鏈路層幀中反映出來；網絡級別多信道廣播、端對端等待時間請求等可能在鏈路層是看不見的。同樣，當測量信息包大小用於帶寬計算時需要忽略鏈路層標題，以避免不同的鏈路技術連結在一起的明顯差別。
在接收方向(沿著堆棧向上)，這種測量點的選擇表示較低層必須被量定(緩存器大小、中斷和線程排定優先級)以應付較高層最嚴格的QoS請求。由於從物理介質取走幀，機器必須能夠沿著堆棧向上移動數據而沒有機會讓使用費數據在它到達網絡層之前被丟棄(例如，由於中斷爭用引起緩存器溢出)。在ISP服務被測量的網絡層，對於QoS請求，最便於在各種流沿著堆棧向上移動(在終端系統上)或轉送(在路由器中)時，控制正確的各種流的不同處理。
上述測量目標可以利用公眾可得到網絡計量軟體如NevilBrownlee的NeTraMet系統，通過適當的修改來實現。這種軟體計量裝置適合RFC 2063和RFC 2064中所描述的IETF網際網路統計結構。該計量裝置使用「信息包檢查」對它們的終點地址定義的業務量流建立信息包和字節計數。雖然一般來說地址可以是乙太網地址、協議地址(IP,DECnet,EtherTalk,IPX或CLNS)或『傳輸』地址(IP埠號等)，或者它們的任意組合，但在本實施例中只能使用IP位址。要被觀察的業務量流由一組規則規定，它們通過『管理員』程序下載到NeTraMet。業務量流數據經過SNMP(簡單的網絡管理協議)由『收集器』程序收集。
圖5a到圖5e是說明實現上述測量和統計目標的分類示意圖。分類示意圖系列圖。
控制圖(5a)將與在統計類上的控制有關的類分組，所說的控制包括報告控制、有關計量的控制和總的控制功能。這個圖還涉及事件傳播。在統計類上的控制根據控制類型分開。這就是為什麼可以利用四個接口。這些接口中的兩個經過統計目標的情況提供直接控制，而另外兩個與用於傳遞報告信息和測量信息的Java事件模型有關。ActControl接口經過與一般統計情況有關的統計類提供控制。它提供兩種方法設置情況或特性並且這些方法可以找出有關統計目標的當前情況。例如，該接口用於設置統計目標的名稱或詢問Act目標以找出先前給予Act目標的名稱。ActReport接口經過與統計報告有關的發布提供控制。控制訪問直接相關於統計目標的報告情況。例如，稱為addReportListener的方法用於登記感興趣的報告信息。一旦登記有效，隨後訪問其它控制的方法定義如報告頻率、請求立即報告、報告保密特性等的情況。統計類實施用來表示統計目標的另外兩個收聽者接口(報告和測量)對統計報告和測量感興趣。
統計報告圖(圖5b)重新分組與統計目標中的報告情況和報告處理有關的類。統計目標收聽統計報告並且也產生這些事件。統計目標產生統計報告並且分配它們(使用傳統的Java事件模型)到目標，這些目標已經登記了他們感興趣的那些事件。在本實施例中，flexinet(類似於CORBA的分配的程序設計基礎結構)用於支持目標之間的通訊，使得報告可以來自遠離統計目標的目標。統計類實施ReportListener接口使得它也能夠接收這些統計報告。統計報告事件是ReportEvent類。這類的事件是包括報告目標的傳統的Java事件。記錄下報告類中主要的屬性。記錄是統計記錄的簡單向量。這些記錄在AccountingStoreView中描述。ActReportCtrl接口定義了與統計目標的統計報告處理有關的控制訪問。訪問可用於目標登記感興趣的統計報告、解除登記興趣並且控制報告過程。
統計存儲圖(圖5c)重新分組與統計信息的持久存儲有關的類。統計目標具有統計記錄的資料庫。記錄類型保持還沒有定價的統計信息。定價的信息是不同類的對象。資料庫類是記錄目標的簡單向量並且它可以序列化成外部存儲介質上的文件。資料庫也負責返回必須報告的統計記錄。
統計計量裝置圖(圖5d)重新分組與統計類計量方面有關的類。這相關於統計目標中測量信息的接收和Meter的控制以及簡單計量裝置分類的定義。Meter類如要求的那樣使用產生脈衝事件的「脈衝星(Pulsar)」目標。脈衝頻率由Meter目標設置。根據接收的脈衝，Meter產生MeasurementEvent類型的目標。實施MeasurementListener接口和已經登記它們感興趣的測量結果的目標將經過measurementHandler方法接收這些事件。如上所述，Meter目標和接收測量事件的一個或多個目標可以相互間距離很遠。測量事件是傳統的Java事件，並且包括MeasurementRecord類型的測量記錄。統計目標從Meter獲得測量信息，在Meter上它經過MeterControl接口獲得控制。典型的控制例子是測量報告頻率，即統計目標可以控制計量裝置目標發送報告給它的頻率。這個控制接口也是一個用於登記感興趣的測量結果的接口。
統計其它的圖(圖5e)重新分組在先前描述的圖中不適合的所有其它類。這包括JavaBean相關類，這些類使代碼和圖形用戶接口(GUI)運行。AccountingBeanInfo類是JavaBean相關類，當那些特性必須以BeanBox或以任何其它編碼程序工具進行圖形顯示時，該相關類修改Accounting類上某些屬性的描述。Go和MeterGo類僅僅實施主要的方法。Go用於啟動統計目標，而MeterGo用於啟動Meter目標。Accounting GUI類負責與統計目標有關的GUI。Meter目標沒有與它有關的GUI。Accounting GUI如圖6所示。GUI的頂部部分包括來自Accounting目標的數據，而底部部分涉及在統計目標上可利用的控制。控制部分直接相關於可用於Accounting目標的控制接口。統計類不知道GUI，因為參考是從GUI到統計類的。
上述統計機構可以用於用戶與零售網絡和批發網絡之間通過合同組合在一起以建立支付責任以及希望誰來支付。下面部分描述了進行支付的不同清算模型。這部分所描述的系統可以與上述特定的統計機構一起使用或者獨立使用。支付清算除了「支付責任」和「希望誰來支付」以外還有誰應該支付的問題。每個邊緣ISP可以在「一條單向信道」基礎上支付他們的發送和接收服務。然而，也可以支持其它的商業模型。在商業模型中，ISP不希望對於所有邊緣供應商的所有發送和接收業務量做出支付，代之以一個用戶可以代表如在電話中兩端(所有端)的用戶支付給他們的供應商。另一個統計欄位必需出現「收款人」欄位。例如，另一種商業模型可以是由用戶在每個流的基礎上決定進入系統的邊緣用戶的哪一端支付。我們稱這種模型為「供應商清算」模型，通過下面的討論我們會很清楚。這在圖9中示出。這裡，終端用戶91、92經過一些中間網絡93進行通訊。這個模型中供應商之間的財務流取決於在哪一端的支付以每個流(每個信息包)為基礎進入到系統。對於某些流來說，甚至可能在終端之間成比例地分攤成本。因此，為了商業模型的靈活性，不是簡單地說明「本地」或「遠端」，「收款人」欄位可以是「收款人百分比」欄位而不是在終端計算出由用戶支付的總成本的百分比。所以，通常它在「完全支付給本地供應商」或「完全支付給遠端供應商」的典型情況下應該是100％或0％。收費差額應該是遠端支付。注意，儘管當本地收款人得到100％時感覺到這個模型的目的在於事務處理的效率。但是，「供應商清算」模型還存在某些缺點。
正如已經指出的那樣，「收款人百分比」欄位可以推進供應商之間的統計，否則邊緣ISP和它的上方供應商的年收入將完全取決於它們控制以外的因素-它的用戶選擇哪個終端來進行支付。因此，「收款人百分比」欄位必須是上方供應商信任的。為了幫助防止欄位被竄改，它需要由遠端ISP籤字。如何集成籤字欄位而不丟失特徵標記的完整性。該集成可能必須通過涉及的(TTP)所有各方信任的第三方籤字的軟體來做，並且隨後該記錄由TTP重新籤字。然而，集成軟體也必須在TTP信任的主機上運行。另外，使用這個模型將意味著所有邊緣ISP必須能夠識別來自遠端地址的任何遠端ISP，但某些不能通過分級路由做到。然而，我們已經說明遠端ISP的支付接口能夠在終端站之間以較高級別協議傳遞。對於它們可能稍微更複雜的是將這個包括在統計記錄中。然而，ISP將仍然必須進行適當地檢查這是有效的ISP和它匹配於遠端地址。一旦它具有地址，這將變得不重要了，但變得更無效，並且要拒絕本地ISP經過它的上方供應商進行清算的優點。如果各方之間的共享支付不固定，而僅取決於較高級別一高於正常感興趣的供應商所理解的流或參數的特性，則對於某些未來的應用仍然可能引起另外的複雜性。對於「希望的支付者」欄位這也是一個問題，但在這種情況下，欄位僅是信息，不可能是「供應商清算」模型的「收款人百分比」欄位。
理想地，應該考慮最後支付的所有邊緣供應商的當前價格將支付分開。只有另一種方法(用於電話的國際統計速率系統(IARS))是ISP同意折衷他們之間的價格，將不一致的價格平均。
因為通常在網際網路可以找到更長的供應商鏈，在年收入到達正確的位置之前將可能引起不可接受的延遲。清算中的任何延遲極大地增加了支付系統的成本，在支付不能得到確認時必須請求另外的信用機構。這些信用機構必須應用於邊緣用戶，而不僅僅是供應商，因此，極大地增加了系統的總成本。
儘管有這種限制，但這樣一種模型的出現減少了支付的事務處理的數量。例如，如果網際網路的電話會話各方都由主叫用戶支付，對於主叫用戶來說將每人的支付給予她自己的ISP將顯得不大複雜，這樣，讓ISP轉送正確量到它上方供應商作為成批事務處理的一部分。另一方面，在「第三方清算」模型中(如圖10所示)，主叫用戶必須將涉及各方的各個ISP之間的支付分開。
這就是為什麼兩個模型名稱之間的區別是在清算中，而不是支付給誰。最後，兩個模型在一條單向信道的基礎上支付邊緣ISP。不同之處僅在於付款人給收款人支付的路由。藉助於供應商清算，支付遵循數據路徑。以該方式，供應商分割混合起來共享的兩種類型的錢批發分割一條單向信道共享。
在「第三方清算」系統(也稱為端對端清算)中，票據交換所的作用是處理一條單向信道共享(包括兩個終端之間直接的價格差)，剩下的供應商之間的統計是完全關於批發的。第三方清算器可以在管理平臺10中的一個或在連接到網絡區域中一個的附加平臺上實施。供應商或用戶可以假設票據交換所的作用，但是統計信息模型是基於第三方清算系統的，以適用於最一般的情況。為了清楚起見，不管支付的用戶到專用票據交換所支付，引導到遠端的ISP，還是甚至引導到遠端的用戶，以致於他們能夠支付自己的ISP，在各種情況下，清算的作用都是分開，即使沒有單獨的企業來實現該功能。最後的情況是，特別的-清算作用是不存在的，但它仍然出現在信息模型中。統計時對於所有終端的收費是不能合在一起的。如果經過供應商鏈獲得一條單向信道共享，這就必須保持與批發統計分開。如果不是這樣，則限制了可以建立在基礎結構上的模型的類型。
在分開清算作用之後，現在清楚地顯示，電話公司也在它的商務-「會話零售商」中加上了其它的作用。即邊緣電話公司以固定價格提供電話通信，但是如果價格簡單地包括供應商收費的所有端對端價格，需用於集合每個會話，則這個範圍的價格小於價格能夠改變的可能方式的量。同樣，這種作用可以由網際網路世界的邊緣用戶假定，但是通過在IP服務上的銷售，可能對於其它各方提供傳輸價格，同時吸收供應商在收費的批發價格上的變化。這種規則也可以繼續由電話公司和ISP採用。
不用再說明實際上支付給哪個終端的統計消息。誰應該最後接收支付是不言而喻的，因為現在的規則是，其它供應商的帳單不應該與本地供應商的帳單合在一起。結論是，任何統計明顯地與最後支付給本地供應商有關。在統計期間說支付給誰是多餘的。它只與支付時間有關。然後如果它被給予清算機構則它實際上說最後打算支付給誰。
圖11表示網絡圖中邊緣定價的使用。所示的信息包從Na到Nb多信道廣播並且向前到達其它網絡。因為多信道廣播是單信道廣播的一般情況，這允許我們模擬兩個拓撲結構。通過使傳輸方向反向，我們也將能夠將拓撲結構作為集成處理。使用術語信息包，但箭頭可以表示某一時間類似的類信息包的流動。模擬信息包或流可以是數據或信號的。不必單獨地模擬多源多信道廣播，因為來自不同源的信息包總是保持分開的。圖11突出了網絡Na和Nb之間的定價，Wbas和Wbar表示每個方向上應用於收費Na的加權應用於Nb。每個加權價格用於上述邊緣和網際網路的遠端邊緣，而不僅僅在該供應商的遠端邊緣之間傳輸。在每個網絡之間接口存在四個類似的加權價格，但是加權將採用不同的值，除非相鄰的是相同的狀態。這樣，經過每個接口的任一方向上對業務量的支付取決於網絡任一側提供的兩個加權價格之間的差值。換句話說，不能做出誰是供應商和誰是用戶的假設，這完全取決於在任一時間收費之間的差值符號。很清楚，邊緣用戶(假定為Nc)在網絡市場上沒有供應商狀態。這樣，對於所有的j，Wcjr=0。然後，我們可以通過設置所有接收的加權為零或所有發送的加權為零來分析如『只有發送者支付』或『只有接收者支付』的情況。例如通過估計是否由迷失方向控制獲得一個網絡來確定控制的穩定性。
『只有發送者支付』或『只有接收者支付』傾向於鼓勵用戶的遷移，這些用戶主要是接收者並且他們是對於不同供應商的主要發送者。這種情況是可保持的，因為具有所有非支付用戶的供應商從它的網際網路業務中獲得它的全部年收入。任一情況保持穩定，因為如果一個網絡自行其事(maverick)(例如當另外的每人只是收費發送者時，只能是收費接收者)，則主要的發送者和接收者選擇較便宜的供應商。因此，整個系統的收入降低，以使得自行其事的供應商首先倒閉(bust)一足以阻止自行其事！然而，很清楚這些策略使得網絡使用效率低，並且被認為這裡的多信道廣播(以及因此的集成)是不穩定的。
相反，『發送者和接收者支付』在單信道廣播和多信道廣播情況下是穩定的。不像上面的情況，它不會導致網絡使用效率低。通過加權發送價格不同於接收價格，它可能適合主要的發送者和接收者的不同收費差額。例如，如果只有幾個大的主要的發送者，但有許多小的主要的接收者，則在管理大的用戶中經濟規模(economy of scale)能夠用較低的發送者加權來反應。類似地，對於與多個單信道廣播相比，較小的接收團體的多信道廣播的低效率可以通過稍微加權多信道廣播發送者定價來阻止。
雖然迄今描述的例子已經出現在聯合的信息包數據網絡如網際網路的上下文中，但是本發明的許多方面也可以有益地用在其它類型的網絡，如在電路交換PSTN(公共交換電話網)中。圖8示出了應用在上下文中的本發明例子。在這個網絡中，用戶終端81在這個例子中是所謂的集成了微處理器和數據接口的智慧型電話，它經過市話交換局82和長途交換局83連接到電話網絡。長途交換局83經過公共信道SS7(信號系統號碼7)信號網絡連接到服務控制點85，該點負責高級呼叫控制功能的執行。服務控制點85還連接到操作支持伺服器86，該操作支持伺服器86負責記帳操作並在這個例子中控制網絡資費設置。OSS伺服器和用戶終端包括資費實體(TE)。固定的PSTN網絡也經過網關87互聯到蜂窩式GSM網絡88。蜂窩式網絡中的基站BS傳遞信號到智能行動電話89。在操作中，網絡資費經過PSTN網絡以及經過GSM網絡分配到用戶終端。資費可以方便地再次採用在用戶終端處理器上執行的Java函數形式。Java函數可以作為網際網路信息包流動。在一個實施中，這些網際網路信息包可以經過PSTN網絡和GSM網絡本身分配。例如，信息包可以封裝以及使用MTP(消息傳輸部件)傳輸層傳輸到長途交換局，並且可以使用帶外信號傳遞到用戶終端。另一方面，可以經過公共網際網路在OSS伺服器和用戶終端之間建立單獨的數據連接。如在上面的例子中，網絡操作員監控網絡內資源的負載，並且可以傳送信號到用戶終端的資費實體來改變資費以反映相關資源不足或其它情況。用戶終端可以自己監控網絡負載並且自動地產生資費的變化。使用網絡資源可以通過用戶終端本地測量，以代替網絡內實施的傳統記帳。如上所述，網絡操作員通過實施採樣，可以控制使用數據的測量。
權利要求
1．一種操作通訊網絡的方法，包括a)通過網絡資源的各個用戶終端測量多個用戶終端的每一個的使用；以及b)接著根據步驟a)產生的測量數據計算網絡使用費。
2．一種操作聯合的數據通訊網絡的方法，其特徵在於，由網絡資源的各個用戶終端測量連接到所述網絡的多個用戶終端的每一個的使用。
3．如權利要求2所述的方法，還包括隨後根據測量步驟產生的測量數據計算網絡使用費。
4．如前面權利要求中任何一項所述的方法，還包括集成由各個用戶終端的一系列測量所產生的測量數據的步驟。
5．如前面權利要求中任何一項所述的方法，還包括存儲測量數據。
6．如權利要求5所述的方法，包括存儲測量數據，該測量數據識別可應用於所述測量數據的資費。
7．如前面權利要求中任何一項所述的方法，包括將由步驟a)產生的數據傳送到網絡操作員控制的網絡統計目標。
8．如權利要求7所述的方法，包括將由測量數據計算的使用費傳送到網絡統計目標。
9．如前面權利要求中任何一項所述的方法，包括將測量數據傳送到遠離用戶終端的系統。
10．如前面權利要求中任何一項所述的方法，包括由網絡操作員僅僅對用戶終端和網絡之間傳遞業務量的一部分進行採樣，並且對於採樣的業務量將網絡使用與從用戶終端傳遞到網絡統計目標的數據相比較，因此檢測出任何差異。
11．如前面權利要求中任何一項所述的方法，其中設置網絡統計目標，以接收來自網絡操作員控制的測量目標的數據或來自用戶終端的數據。
12．如權利要求11所述的方法，其中，配置與用戶終端有關的用戶統計目標，以引導數據到網絡統計目標。
13．如權利要求11或12所述的方法，包括根據在網絡統計目標接收的控制信號轉換來自第一個配置和另一個配置的網絡統計目標，在第一個配置中，接收的數據來自所述的測量目標；在另一個配置中，接收的數據來自用戶終端。
14．如前面權利要求中任何一項所述的方法，還包括傳遞資費到每個用戶終端，並且由資費和統計數據來計算每個終端的網絡使用費。
15．如前面權利要求中任何一項所述的方法，其中通訊網絡是包括多個網絡區域的聯合數據網絡。
16．如權利要求15所述的方法，包括在用戶終端和連接用戶終端的第一個網絡區域之間傳遞業務量；進一步地在第一個網絡區域和連接到第一個網絡區域的第二個網絡區域之間傳遞所述的業務量；從用戶終端傳遞網絡使用數據到第一個區域的第一個網絡統計目標；在第一個網絡統計目標和第二個區域的第二個網絡統計目標之間傳遞統計數據。
17．如權利要求16所述的方法，包括由第一個網絡區域的當前路由表確定第二個區域的身份，第二個區域經過第一個網絡區域與用戶終端傳遞數據，以及傳遞用於用戶終端的網絡使用數據到當前路由表識別的第二個區域。
18．如前面權利要求中任何一項所述的方法，其中，測量步驟包括對用戶終端和通訊網絡之間傳送的信息包中傳遞的數據的數量進行計數。
19．如權利要求18所述的方法，包括測量用戶終端接收的信息包和用戶終端發送的信息包。
20．如前面權利要求中任何一項所述的方法，其中，對於第三方清算器進行網絡使用支付。
21．如權利要求1到20中任何一項所述的方法，包括根據網絡的負載自動地改變網絡使用的資費，以及通過將資費應用到測量數據來計算網絡使用費。
22．如前面權利要求中任何一項所述的方法，包括採用多種不同類的服務在網絡上傳送信息包。
23．如權利要求22所述的方法，包括經過信息包路由器傳遞所述的信息包，在信息包路由器中確定應用於信息包的服務的類別，以及根據各個服務類別不同地排定信息包。
24．如權利要求23所述的方法，其中，控制信息包的分類以確定用於各個服務類別的信息包是合格的步驟在遠離路由器的位置進行。
25．如權利要求24所述的方法，其中，控制步驟在用戶終端進行。
26．一種提供多個不同服務級別的信息包網絡的操作方法，該方法包括經過信息包路由器傳遞所述信息包，在信息包路由器中確定信息包的服務類別，根據各個服務類別不同地排定信息包，以及在遠離路由器的位置，控制信息包的服務等級類別以確定用於各個服務類別的信息包是合格的。
27．一種包括多個網絡區域的聯合通訊網絡的操作方法，該方法包括確定一個區域和相鄰區域之間數據傳輸的價格a)通過一個區域，廣播從相鄰區域接收數據的價格和傳送數據到相鄰區域的價格；b)通過相鄰區域，廣播從一個區域接收數據的價格和傳送數據到一個區域的價格；c)根據數據傳輸方向，由步驟(a)廣播的接收價格和步驟(b)廣播的傳送價格之間的差別，或者由步驟(a)廣播的傳送價格和步驟(b)廣播的接收價格之間的差別來計算數據傳輸的邊緣價格。
28．如權利要求27所述的方法，其中，每個區域廣播多個相應於不同的各個服務類別的不同價格組。
29．一種通訊網絡的操作方法，包括(a)建立數據流，該數據流從連接到網絡的始發用戶到連接到每個網絡的至少一個目的地用戶；(b)傳遞來自每個網絡操作員的資費數據到清算實體；(c)傳遞來自清算實體的端對端流動的資費數據到始發的和目的地用戶中的至少一個；(d)測量從始發用戶到網絡的數據流數量和從網絡流到目的地用戶的數據流數量；(e)傳遞由步驟d產生的測量數據到清算實體；(f)在清算實體處，根據測量數據和資費來計算收費；(g)根據計算的收費，進行從清算實體到網絡操作員的支付；以及(h)根據來自清算實體的端對端資費，傳遞帳單到始發用戶和目的地用戶中的至少一個。
30．如權利要求10所述的方法，或引用權利要求10的先前任何一項權利要求所述的方法，包括當檢測到差異時處罰用戶。
31．一種包含多個網絡區域的網絡的操作方法，包括計算在經過網絡從第一個用戶到第二個用戶傳輸業務量中網絡資源的使用費，包括a)根據在傳輸中使用的網絡資源確定成本；b)確定第一個和第二個用戶的成本分配參數；c)通過組合成本和分配參數來計算一個或第一個和第二個用戶的收費。
32．一種通訊網絡，其構成適合於用先前權利要求中的任何一項所述的方法進行操作。
33．一種用戶終端，其構成適合於用權利要求1到32中的任何一項所述的方法進行操作。
34．一種用戶終端，包括用於連接到聯合數據網絡的數據接口，其特徵在於，設置網絡使用計量裝置，以測量網絡資源的用戶終端的使用。
35．如權利要求34所述的用戶終端，其中，使用計量裝置包括對經過數據接口在用戶終端和網絡之間傳遞的信息包中數據數量進行計數的器件。
36．如權利要求34到35所述的用戶終端，包括統計接口，該統計接口用於傳遞測量數據到網絡統計目標。
37．一種在提供多種不同的服務級別的信息包網絡中使用的路由器，該路由器包括用於確定路由器所接收的信息包類別的裝置；用於根據它的類別排定信息包的裝置其中，路由器這樣設置，以便根據信息包的類別排定信息包，而不用對請求服務類別的信息包的合格性進行控制。
38．一種在聯合的數據網絡中定價數據流的方法，基本上如相對於圖11所描述的。
39．一種根據權利要求25或26所述的方法，其中，用戶的控制與各個數據流一起同時或者之後隨機地檢查。
全文摘要
在聯合數據網絡如網際網路的通訊網絡中,例如通過對發送和接收的信息包的數量進行計數,在用戶終端本地測量網絡資源的使用。產生的數據可以集成和發送到網絡統計目標。統計數據可以隨後在網絡子區域之間傳遞。
文檔編號H04L12/26GK1311934SQ99809278
公開日2001年9月5日 申請日期1999年6月4日 優先權日1998年6月5日
發明者羅伯特·約翰·布裡斯科, 麥可·裡佐 申請人:英國電迅有限公司