用於交換系統的地理冗餘的方法
2023-07-24 06:06:31 2
專利名稱：用於交換系統的地理冗餘的方法
技術領域：
本發明涉及災難恢復，尤其涉及基於由於災難而不能工作的服務的IP(網際協議)網絡的恢復。
背景技術：
IP網絡的破壞，或局部破壞將使絕大部分用戶網絡癱瘓。最近，例如，已經發生了由於自然和人為災難導致對用戶的呼叫服務長期中斷。在嚴重緊急情況下，例如，諸如地震或恐怖襲擊，網絡的中斷很可能增加混亂，甚至危及對受害者的營救或危及警察對危險狀況作出響應。
萬一發生災難，呼叫交換中心很有可能受到影響。這是因為交換中心通常位於中央地帶、或公共場所。然而，從屬單元更有可能越過一個地理區域擴展。因此，交換中心更容易遭受恐怖襲擊或地震，在大城市中易於產生最嚴重的影響。在這種情況下，交換將被破壞，並且所有的呼叫服務將中斷。提供交換系統的地理冗餘度的系統或方法是所需的。
發明內容
本發明的一個目的為IP網絡所提供的服務提供災難恢復。
本發明的一個目的是為IP網絡的工作區提供災難恢復。
本發明的一個目的是為IP網絡的呼叫交換中心提供災難恢復。
本發明的一個目的是為替換區域提供災難恢復，該替換區域至少包括一個交換器和提供呼叫服務給IP網絡的從屬單元。
根據本發明，提供一種用於IP網絡的災難恢復的方法。一個工作區至少包括經由IP網絡路由業務的交換器。備份區包括類似功能。在該方法中，至少提供第一模式，其中工作區被激活並經由IP網絡路由業務，該備份區維持備用狀態，並且與業務相關的IP位址被存儲在存儲區中。提供第二模式，其中當由於災難而工作區不能工作時，備份被激活以便備份區利用存儲在存儲區中的IP位址經由IP網絡路由該業務。
根據本發明的另一方面，提供用於IP網絡的災難恢復系統。在第一模式中，至少包括交換器的工作區被激活，用於根據與業務有關的IP位址經由IP網絡路由業務。在第一模式中，至少包括交換器的備份區處於待命狀態，並且當由於災難而工作區不能工作時，在第二模式中備份區被激活。在第一模式中存儲區存儲由工作區利用的IP位址，並且在第二模式中讀取IP位址給備份區。
本發明將參考下列附圖進行描述。然而，應當記住，附圖僅僅是示例圖1描述了本發明的IP網絡；圖2是本發明的模式表；圖3A描述了本發明的第一模式；圖3B描述了本發明的第二模式；圖3C描述了本發明的第三模式；圖4是本發明的狀態圖。
具體實施例方式
本發明提供災難恢復方法、系統和裝置，用於災難後恢復網絡的操作性。例如，這樣的網絡100可以是圖1所示的網際協議網絡。當然，在此顯示的網絡僅是示例，並且應當理解本發明可應用到任何類型的網絡中。無論如何，作為理解網絡部分而對網絡100進行討論對於討論本發明的發展是重要的。
本發明通常涉及選擇替換區102，在預期的災難中，該替換區定義了被替換的，或多餘的部分的預定集合或子集。本發明還涉及提供操作模式，其詳細說明了用於處理災難的不同階段的程序。也應當理解，本發明還涉及合適的選擇被替換，或相反多餘的部件。這些和其他方面應當被更詳細的進行討論。
儘管網絡的特定部分可以和顯示的不同，但它應當對提供這些元件的描述是有用的。尤其是，由於已經敘述，災難後選擇被替換的部件也是本發明的一個方面，並且它對於至少簡要討論部件特徵是有用的。
網絡100的通信通過軟交換104來調整。此軟交換執行對訪問設備、媒體網關和資源伺服器的控制，並且協調各種部件的網絡智能用於實施這些措施。如圖所示，軟交換104使用分配這些功能的模塊化結構。
在電信網絡中，交換器是引導來自任何多路輸入埠的輸入數據到特定輸出埠的設備，該輸出埠將使數據流向它的預定目標。在諸如IP網絡的廣域分組交換網絡中，交換器還根據每個數據包中的IP位址確定向哪發送數據包，例如，輸出埠，用於到預定目標所經途徑的下一部分。
軟交換104的中心是呼叫特徵伺服器(CFS)，其處理呼叫控制，諸如呼叫信號處理、呼叫建立，和服務。它也可提供有關的管理方面，諸如收集報表和帳單數據。軟交換104可以為語音和多媒體連接提供連接控制，並通過管理媒體網關上的調解資源來確保在公共交換電話網(PSTN)和基於IP網絡之間正常的交互工作。這也可設計為處理在流控制傳輸協議/網際協議(SCTP/IP)、典型的時分復用(TDM)連接、和異步傳輸模式(ATM)高速信令鏈路上的發信令系統(SS7)信令傳送。軟交換104也可以提供管理接口以提供網絡100的用戶控制。
軟交換可以利用支持服務平臺來處理各種任務。例如，開放服務平臺(OSP)106，可以藉助於開放應用程式接口(API)經由若干應用構件塊來傳送開放程序接口。註冊和路由伺服器108可以提供用於H.323終端的功能，諸如用戶註冊授權訪問IP承載語音(VoIP)服務，其存儲在中央資料庫中。該H.323是ITU推薦的多媒體互操作性呼叫H.3X的大組的一部分，並由此參考該標準進行詳細討論。
邊緣路由器109將軟交換104和相關元件連接到網絡100。在軟交換104的控制下，邊緣路由器路由一個和多個區域網(LAN)之間數據包。
通過所示的一組主從目錄伺服器110可以保持與用戶相關並用於執行操作的數據。在所示的方面，利用輕量目錄訪問協議(LDAP)，該資料庫系統被激活。
提供代理和重定向伺服器112將用戶和域連接到網絡100。換句話說，它在客戶之間建立呼叫。在所示的網絡100中，通過將PSTN/綜合業務數字網(ISDN)和H.323網絡提供給交互工作，它開放了基於網絡的新的會話網際協議(SIP)。
在此有可能提供多協議信令傳輸點和信令網關114，其處理在TDM上的SS7、在ATM上的SS7，以及在IP上的SS7。它充當固定和移動TDM網絡之間，智能網絡(IN)平臺和下一代網絡之間的橋梁。
可提供接入網關(AG)116來支持遺留接口，即，簡易老式電話業務(POTS)等。接入網關116為現有的訪問網絡100的基礎結構提供網關功能。
媒體網關118是電路交換語音網絡和網絡100之間的調解元件。他們被軟交換104控制，並使用激活IP技術的服務質量(QoS)通過網絡100中繼語音、傳真、數據機和ISDN數據業務。例如，這些媒體網關使用中繼線接口互連電路交換語音網絡120，如圖所示。
在此所示的資源伺服器122，它被軟交換104控制，為網絡100提供廣播和用戶交互對話。該資源伺服器也可以產生新的定製服務，例如，由VoiceXML(基於公知的XML網際網路技術的用於語音服務的標準程序語言)支持的定製的廣播/對話，和自動文本—語音轉換技術。
可以提供網絡管理員124來支持操作、管理和維護(OAM)任務。網絡管理員可為預防和校正測量提供故障管理。也可提供這些特徵，諸如輔助產生、修改和刪除任何對象(例如，用戶資料庫記錄、TDM和IP中繼線、路由、信令鏈路)的配置管理。它也能支持通過文件傳輸的計算記錄的自動收集，執行記錄校驗和格式轉換。它也可提供性能管理，諸如收集和處理網絡和服務性能數據以確保QoS。也可為安全管理，其確保授權用戶的訪問權限。
在此也顯示了用戶控制接口(SIC)126。它用於在呼叫特徵伺服器和H.323客戶機(例如，多媒體PC)之間的通信。因此，用於多媒體應用的用戶終端設備(CPE)可由軟交換104利用例如，H.323直接控制。
提供的媒體網關128可作為控制接口(或接入網關)，其規定，例如，媒體網關控制協議(MGCP和MEGACO)(IETF)/H.248(ITU-T)。軟交換104可使用這些協議來控制，例如，媒體網關118、資源伺服器122、接入網關116，和/或在用戶終端中的相應端點。
也顯示了寬帶承載語音(VoBB)單元130。該VoBB單元130通過高速訪問基於分組的用戶，可以提供語音和下一代服務和特徵。該業務從用戶終端經由寬帶訪問，沿著網絡100向上並返回，經歷了IP上的端到端。例如，它也可提供DSL承載語音、電纜承載語音、Anynet承載語音和H.323/SIP。
儘管本發明已經參照圖1顯示的特定元件進行了描述，但反覆說明特定元素僅僅是示例，並且網絡100可以包括除所示以外的其他(或附加)元件。
對網絡100進行基本回顧之後，我們現在將注意力轉向本發明的災難恢復方面。如前所述，在災難的情況下，本發明確定這些元件包含在替換區102中，該替換區被維持並替換。顯而易見的，適當的和有效的選擇這些元件對恢復網絡的操作性是極其有利的。
在圖1所示的方面中，軟交換104主要通過IP協議控制它的從屬單元。應當注意，只有很少的遺留SS7單元利用TDM連接。使用IP協議的自路由機構利用IP協議，本發明將從屬單元或多個單元的控制轉換到其它地理位置。那樣的話，萬一需要災難恢復，本發明在替換區域的路由表中存儲網絡或子網絡地址，並更新該地址以維持從屬單元的地址。在那種情況下，本發明使用存儲在路由表中地址來重路由該從屬單元的控制。
為了提供和實施災難恢復，本發明使用操作模式。從圖2的操作模式表200中將更好的理解該操作模式，在該表中本發明選擇操作模式202-208至少用於工作區210，該工作區對應於替換區(圖1，102)。本發明還提供操作模式用於備份區212及任選的，用於接入網關214。總之，本發明提供正常模式202、轉換模式204、存活模式206和/或迴轉模式208。
應當清楚，一些中斷需要特殊處理，因為他們涉及傳統網絡。可包括連接POTS ISDN線、V5.x或中繼線的接入網關116。倘若在這些區域中發生中斷，應當清楚網絡100很可能具有少量信息或控制整個子網絡。在這種情況下，本發明提出替代方案用於子網絡操作性的恢復，或至少，為子網絡的恢復作準備。這將在後面描述。
現在更詳細的描述，在正常模式202中工作區210被激活的，並執行具有完全特徵設置的正常呼叫處理。此時，本發明將備份區212維持在備用狀態。在備用狀態中，本發明引起，例如，備份區212進行初始測試並檢查替換區102。
例如，工作區210，以及多個工作區(未示出)經過DCN連接到網絡管理員(124，圖1)。該從屬單元主要通過IP連接。在本發明中，備份區212連接到網絡中最少數量的元件，以便很少突出備份區212，並在安裝備份區中需要最少資源。在本發明中，備份區通過DCN連接網絡管理員，以便備份區212可維護並檢查網絡100。
在對災難的準備中，本發明引起包含在替換區中的單元的資料庫被周期性備份。在本發明中這是循環的，並設置任意增量，諸如每周。例如，本發明將這些備份存儲在網絡管理員文件伺服器中。對於較大備份文件，諸如CP備份文件，本發明可將備份存儲在諸如硬碟或壓縮驅動器的快速存儲介質中。另外，本發明產生記錄網絡事件的日誌文件，尤其是備份日誌。該日誌文件可周期，諸如一天一次的傳送給網絡管理員。當然，本領域技術人員明白如何產生備份和日誌文件並且在此其將不用詳細描述。
正常模式中的網絡300描繪在圖3A中。如圖所示，指定作為工作區A的替換區302A通過邊緣路由器304連接到網絡300並正常工作。顯示一個或多個備份區302B和302C等通過邊緣路由器304連接，並操作在備用模式下，如前所述。還顯示了網絡管理員306提供管理服務給網絡操作者，如前所述。在此也可具有一個或多個接入網關308。
從圖3A中應當理解，連接到工作區302A的DCN的子網絡和控制310在該模式下被激活。這是因為工作區302A被激活並且使用這些線路以便發送控制信號給網絡的從屬單元。在圖中，為了網絡的完整性，DCN和控制被定位在不同的VLAN中。VLAN(虛擬或邏輯LAN)被定義為在除了地理位置外的一些其他基礎上布置工作站的區域網。在該模式中，用於DCN的子網絡被激活，使得該信息從備份區302B發送給網絡管理員，反之亦然即網絡管理員將信息發送給備份區302B。然而，對備份區302B的控制沒被激活。
當災難發生時，本發明進入圖2所示的轉換模式204。實際上，本發明的轉換模式隔離網絡中的災難。這顯示在圖3B中，其中(來自網絡管理員306的觀點)工作區302A的破壞呈現出從網絡300中隔離。當這些發生時，本發明引起替換區302A從網絡中被隔離。當使用靜態路由時，通過設置合適的邊緣路由器和設置IP中樞來執行上述內容。在移動替換區的IP位址後，安全信息也可被輸入到備份區的邊緣路由器中。另外，備份區的IP位址可被挽救。之後，網絡300從從屬單元將控制信息路由到備份區302B或302C，反之亦然即從備份區302B或302C路由到從屬單元。
在此，用於工作區302A的DCN子網絡和控制被阻塞。此時，DCN子網絡和控制被激活，以便允許備份區302B或302C控制該網絡300。
與上述操作並行，將資料庫備份轉移到備份區。一旦轉移，備份文件被拆分到合適的備份目錄中。
在本發明中，在由用戶指定的時間內，諸如在災難的1小時內，配置邊緣路由器。當用戶不是網絡的所有者時，可協商重新配置邊緣路由器的計時作為ISP操作策略的一部分。
進一步，引起包括獨立服務(SAS)的從屬單元初始化它們的SAS例程。如果必要，由於該特徵沒有從被毀的軟交換中恢復，引起從屬單元執行簡化特徵設置。
此時，本發明再次激活具有備份區的網絡。通過腳本首先激活PCU，該腳本改變被毀的副本的IP位址和負載數據。在本發明中，在備份區中選擇的單元，諸如OSP和註冊及路由伺服器也以相同方式被激活。
關於IP網絡的特定實施例，在PCU被激活之後，本發明引發恢復命令，該命令引起被毀軟交換的生成文件加載到SSNC和CP中。從網絡管理員的觀點來看，它登記備份區的中斷。一旦完成恢復，CP和SSNC包含被毀軟交換的IP位址。然而，網絡管理員只能看到被毀軟交換重現和缺少備份區。換句話說，網絡管理員相信工作區已經回到在線，而實際上備份區被替換，或採用此工作區的身份。經過這樣安排，本發明天衣無縫的替換了工作區。
既然工作區已經被替換，本發明進入圖2中的存活模式206。此時，備份區提供以前由替換區提供的所有特徵設置。從圖3C中可看到備份區以外部身份運行，當前表示為工作區302A。
無論如何，為了完成轉移，需要執行特定後處理程序。通過復位該從屬單元和終止獨立服務來完成存活模式的激活。而且，本發明在啟動備份區時停用AMA特徵，由於在啟動備份時得不到相應的AMA文件。換句話說，本發明明顯的再次激活AMA特徵，這產生新的AMA文件以收集AMA標籤。
在存活模式中，作為工作區操作的備份區302B具有激活的DCN子網絡和控制。DCN子網絡和控制保持阻塞用於被毀的工作區302A。
作為進一步加強，本發明也提供挽救穩定呼叫的能力。參照在此描述的特定IP網絡，在恢復腳本期間，本發明阻塞軟交換的通信。然而，本發明維持軟交換到網絡管理員和相關的文件伺服器的通信。根據這樣安排，在重新啟動的基礎上SAS不會自動終止。此時，本發明在激活的備份區中設置SAS從屬值。
本發明維持存活模式直到原始工作區被重新建立。當發生原始工作區再次可操作時，本發明進入圖2中的迴轉模式208。有可能，例如，ISP在原始工作區的位置上已經重建和安裝新的軟交換。此時，控制被轉回到已重建的工作區。
如前所述，本發明也圍繞用於替換區的部件選擇。在本發明中，確定包括基礎部件的這些元件用於軟交換操作。這些包括軟交換本身以及需要執行軟交換主要功能的子部件。
在本發明的一個方面，選擇替換區域以包括開放服務平臺(OSP)106。如討論的那樣，OSP通過開放應用程式接口(API)經由若干應用程式構件塊傳送開放程序接口。而且，本發明也包括在替換區、註冊和路由伺服器108中。在特定實施例中，註冊和路由伺服器提供用於H.323終端的功能，諸如用戶註冊授權訪問存儲在中央資料庫中的IP承載語音(VoIP)服務。
如圖2所示的作為模式表的操作模式。該模式也可認為是操作方法。這通過在圖4中所示的狀態圖來描述。在正常模式中，通過狀態402表示，工作區是激活的，周期性的產生並存儲備份，以及存儲日誌文件。在狀態402中，備份區處於冷備用狀態，以便只有MTC是激活的，即，只能執行備份測試。在狀態402中的任何接入網關被連接並正常工作。在狀態403中，選擇工作區以包括交換器和提供呼叫服務的支持設備。
在狀態404描述的轉移模式中，工作區被破壞並且沒有保留IP網絡連接。備份區裝載被毀的工作區的備份數據。任何接入網關作為獨立服務被保持。此時，在狀態405中，本發明可以任意維持第一模式和第二模式之間的獨立服務呼叫。
在其他變化中，備份區保持它的IP位址。例如，這對於用戶向地理位置分配該IP位址是有必要的。這可通過用戶初始化維持程序來發生，其中TDM維持方案取代IP維持。
在任一變化中，控制工作區的變化應當在受影響的單元內傳播。最終，網絡管理員從工作區到備份區改變受控單元的分配。對於所有用戶，同樣在網絡管理員應用中改變對工作區域的分配。根據上述變化，受控單元激活新的IP位址組，或相反刷新它們的DNS緩存。
可以預定替換區中的單元的IP位址。在這種情況下，在激活PCU之後，引發系統恢復腳本，將生成的備份加載到CP和SSNC中。這意味著應當再次輸入網絡文件，諸如NET.CONFIG，以便確保存儲正確的IP位址。
在狀態406描述的存活模式中，工作區失靈，即，不能工作且離線。例如，使用腳本例程恢復，或任何其他合適的啟動例程來啟動備份區，並且備份區使用以前工作區的身份和IP位址來工作。在接入網關中，SAS被終止，產生丟失穩定呼叫的結果。如前所述，本發明提供挽救穩定呼叫。無論如何，該接入網關連接到備份區。在其他狀態(407)中，在第二模式中備份區採用工作區的身份，使得從IP網絡的角度來看，備份區是工作區。
在狀態408描述的迴轉模式中，原始工作區被恢復或再生並被安裝。它被激活並回到在線狀態。備份區將信息傳輸給新安裝的工作區並且備份區返回備用狀態。任何SAS都如它運行在備份區那樣繼續操作。
應當理解，儘管本發明已經參照特定附圖和所示的各方面進行了解釋，但本發明不限於此，而實際上包含了由若干權利要求所定義的更寬的發明。
權利要求
1.一種用於具有工作區的IP網絡的災難恢復方法，該工作區至少包括通過該IP網絡來路由業務的交換器，包括以下步驟提供第一模式(402)，其中工作區被激活並通過IP網絡路由業務，將備份區保持為備用狀態，該備份區具有通過IP網絡路由業務的功能，並且與業務有關的IP位址存儲在存儲區內；以及當工作區由於災難不能工作時，提供第二模式(406)，其中備份區被激活，以便備份區利用存儲在存儲區的IP位址通過IP網絡路由該業務。
2.根據權利要求1所述的方法，還包括提供第三模式(404)的步驟，在第三模式中從IP位址的備份存儲區中加載備份。
3.根據任一在前權利要求所述的方法，還包括提供第四模式(408)的步驟，在第四模式中工作區被安裝並替換備份區。
4.根據任一在前權利要求所述的方法，還包括步驟(407)，在第二模式中備份區採用工作區的身份，以便從IP網絡角度來看，備份區是工作區。
5.根據任一在前權利要求所述的方法，還包括步驟(403)，選擇工作區以包括交換器和提供呼叫業務的支持設備。
6.根據任一在前權利要求所述的方法，還包括步驟(405)，在第一模式(402)和第二模式(406)之間保持獨立服務呼叫。
7.一種用於IP網絡(300)的災難恢復系統，包括工作區(302A)，至少包含在第一模式中被激活的交換器，該交換器根據與業務有關的IP位址通過IP網絡(300)路由業務；備份區(302B)，至少包含另一交換器，該交換器在第一模式中處於備用狀態，並且當工作區(302B)由於災難不能工作時，在第二模式中該交換器被激活；和存儲區(306)，其中存儲區存儲IP位址，工作區(302A)在第一模式中利用該IP位址，並在第二模式中將IP位址讀取到備份區(302B)中。
8.根據權利要求7所述的系統，還包括用於激活的邊緣路由器(304)，該路由器在第二模式中控制備份區的連接。
9.根據權利要求7或8所述的系統，其中備份區(302B)包括交換器和提供呼叫服務的支持設備。
10.根據權利要求7到9中任一權利要求的系統，還包括網絡管理員(306)，用於提供網絡管理服務並具有用於維持存儲區的文件伺服器。
11.根據權利要求7到10中任一權利要求的系統，還包括配置的邊緣路由器(304)，以便在災難發生時，該邊緣路由器對其作出響應，將工作區從IP網絡中隔離。
全文摘要
提供具有工作區的IP網絡的災難恢復，該工作區至少包括一個用於通過IP網絡路由業務的交換器。提供第一模式(402)，其中工作區被激活並通過IP網絡路由業務，備份區具有通過IP網絡路由業務的功能，該備份區被保持在備用狀態，並且與業務有關的IP位址存儲在存儲區中。提供第二模式(406)，其中當工作區由於災難不能工作時，激活備份區以便備份區利用存儲在存儲區內的IP位址通過IP網絡路由業務。
文檔編號H04L12/26GK1585348SQ200410055029
公開日2005年2月23日 申請日期2004年6月11日 優先權日2003年6月11日
發明者J·克普, S·屈興霍夫, G·拉希 申請人:西門子公司