Detección de una sobrecarga de un servidor SIP y su control.

Un método para gestionar la sobrecarga para un servidor bajo protocolo de iniciación de sesión,

SIP, que comprende:

la recepción, al nivel del servidor SIP, de mensajes SIP procedentes de una red de comunicación;

el procesamiento, en el servidor SIP, de los mensajes SIP recibidos con el fin de obtener mensajes SIP procesados, en donde la etapa de procesamiento comprende, además:

(a) el análisis sintáctico de mensajes SIP entrantes recibidos de modo que se clasifiquen los mensajes como relativo a un procesamiento no vinculado a una llamada, denominado no CallP, o como relativos a un procesamiento vinculado a una llamada, denominado CallP, y la colocación de los mensajes SIP clasificados en una de entre una cola de espera de decodificador no CallP o en una cola de espera de decodificador CallP sobre la base de la clasificación;

(b) el análisis sintáctico de un mensaje SIP puesto en cola de espera procedente de la cola de espera del decodificador no CallP y/o de la cola de espera de decodificador CallP de modo que se determine si el mensaje SIP, puesto en cola de espera, es una nueva demanda que no está asociada con sesiones existentes, una demanda asociada a una sesión existente o una respuesta asociada a la sesión existente y la puesta en cola de espera, en una nueva cola de espera de adaptador asociada a una nueva sesión o en una cola de espera de adaptador, existente asociada a una sesión también existente, del mensaje SIP puesto en cola de espera, sobre la base de la determinación;

(c) la extracción de un mensaje desde una cola de espera de adaptador, el procesamiento del mensaje y la aplicación del servicio que corresponde al mensaje;

(d) la transmisión, a una cola de espera de codificador, de información requerida en relación con una sesión existente; y

(e) la extracción de información de la cola de espera de codificador, el ensamblado de un mensaje SIP saliente y el envío del mensaje SIP saliente;

la detección de una sobrecarga sobre la base de una condición de iniciativa operativa asociada a por lo menos un recurso a la escala del sistema del servidor SIP, en donde la detección se realiza como resultado de la recepción de mensajes SIP procedentes de la red de comunicación en el servidor SIP y el procesamiento de los mensajes SIP recibidos en el servidor SIP;

la transición del servidor SIP a un estado de sobrecarga y la aplicación de acciones de control asociadas cuando se detecta la sobrecarga para mitigar la magnitud de la sobrecarga.

Detección de una sobrecarga de un servidor SIP y su control Campo de la Invención

La presente Invención se refiere al campo de redes de comunicaciones.

Antecedentes de la invención

Los servicios de comunicaciones actuales suelen basarse en la red telefónica conmutada pública (PSTN), que proporciona servidores vocales de circuitos conmutados, transmisión por fax en tiempo real y correo de voz basado en la oficina central (CO) o sistemas de Internet, Intranet o extranet basados en el protocolo Internet (IP), que prestan servicios tales como correo electrónico.

Los sistemas de red PSTN y basados en el protocolo IP se basan en diferentes arquitecturas y protocolos. La red PSTN suele referirse a un conjunto de sistemas ¡nterconectados utilizados por las diferentes compañías telefónicas y administraciones de correos, teléfonos y telégrafos (PTTs) a escala mundial. Los sistemas de red PSTN utilizan circuitos especiales. Es decir, cuando se marca un número de teléfono, se activa la búsqueda en la red de un circuito dedicado que solamente pueda utilizarse por esa llamada telefónica y existen hasta que se termine dicha llamada telefónica. De este modo, aún cuando no exista ninguna información a transmitir como parte de la transmisión (p.e., los intervinientes en las llamadas están en silencio), el circuito está todavía en uso por la llamada.

En lugar de enviar transmisiones a través de un circuito dedicado, los sistemas basados en IP empaquetan las transmisiones con direcciones autónomas que luego se cargan a través de una pasarela en la red en donde se retransmiten entre enrutadores hasta que alcanzan su destino final. Esta formación de paquetes de transmisiones permite un transporte mucho más eficiente de las transmisiones puesto que el espacio vacío en una transmisión (en donde ninguna información está presente) puede rellenarse por transmisiones adicionales.

Las empresas de telecomunicaciones tradicionales y los proveedores de servicios se desplazan desde una red PSTN a una infraestructura de IP basada en paquetes. Los contenidos ofrecidos a través de IP incluyen, a modo de ejemplo, transmisión de voz, fax, mensajería instantánea, televisión digital, etc. En el caso de transmisión vocal, la tecnología es referida como voz sobre IP (VOIP).

Un aspecto para una red de telefónica puede ser el control de llamadas, Incluyendo el establecimiento de llamadas y desmontaje operativo. Un sistema de VOIP opera en la ausencia de circuitos dedicados, pudiendo el control de llamadas utilizarse para evitar paradas técnicas del servicio, degradación de la calidad del servicio (QoS) y pérdida de ingresos. El control de llamadas puede conseguirse mediante un protocolo de iniciación de sesión (SIP).

SIP es un protocolo de señalización que utiliza mensajes de texto. Estas son dos entidades SIP básicas: agentes de usuarios SIP (UAs) y servidores SIP. Los servidores SIP pueden agruparse, además, en servidores proxy para encaminamiento de sesiones y servidores de registro para registro de UA.

SIP es un protocolo de nivel de aplicación que puede ejecutarse en la parte superior de una capa de transporte, tal como el protocolo de control de transmisión (TCP) o el protocolo de diagrama de usuarios (UDP).

SIP se utiliza ampliamente para establecer y mantener sesiones de comunicaciones multimedia tales como llamadas de voz y de vídeo a través de Internet. Otros ejemplos de aplicación de SIP Incluyen videoconferenclas, flujos de distribución multimedia, mensajería instantánea, información de presencia y juegos en línea. A modo de ejemplo, la utilización de SIP para mensajería instantánea y presencia implica una carga adicional sobre la Infraestructura de control de llamadas basadas en SIP.

En noviembre del año 2000, SIP fue aceptado como un protocolo de señalización del denominado Proyecto de Asociación de la 3a Generación (3GPP) y elemento permanente de la arquitectura del subsistema multimedia IP (IMS) para servicios multimedia de flujos basados en IP en sistemas celulares. Este desarrollo significa que la infraestructura de control de la infraestructura de control de llamadas basadas en SIP necesita gestionar la movilidad de terminal entre diferentes límites celulares, además del establecimiento y mantenimiento de llamadas. Tanto el soporte para usuarios móviles como la transferencia representan cargas adicionales sobre la infraestructura de control de llamadas.

La solicitud de patente internacional con número de publicación WO 98/57504 da a conocer un método de prevención de sobrecarga en un punto de control de servicio (SCP). La solicitud de patente de Estados Unidos, con número de publicación 2007/0233896 da a conocer un método para impedir la sobrecarga en una red basada en SIP que comprende una pluralidad de servidores. La solicitud de patente de Estados Unidos, con número de publicación 2005/0105464 A1 da a conocer un método para la gestión diferenciada de mensajes de control de llamadas de VolP según su importancia funcionalidad.

Sumario de la invención

Según la presente invención, se da a conocer un aparato y método según se establece en las reivindicaciones adjuntas. Otras características de la invención serán evidentes a partir de las reivindicaciones subordinadas y la

descripción que sigue.

La invención puede incluir un método para detectar y mitigar la sobrecarga del servidor SIP. El método puede proseguir recibiendo mensajes SIP en el servidor SIP procedentes de una red de comunicación, procesando los mensajes SIP recibidos, detectando una sobrecarga basada en una condición de iniciación operativa como resultado de la recepción y procesamiento de mensajes SIP y la transición del servidor SIP a un estado de sobrecarga y la aplicación de acciones de control adecuadas para mitigar la sobrecarga detectada.

La invención puede incluir un soporte legible por ordenador o legible por máquina para la puesta en práctica del método para la detección y mitigación de la sobrecarga del servidor SIP. Un "soporte legible por ordenador" o "soporte legible por máquina" puede referirse a cualquier dispositivo de memorización utilizado para memorizar datos accesibles por un ordenador. Un soporte legible por ordenador, a modo de ejemplo, puede incluir: una unidad de disco duro; un disco flexible; un disco magneto-óptico; un disco óptico; una cinta magnética; una memoria extraíble instantánea y un circuito integrado de memoria.

La invención puede dar a conocer un sistema para la comunicación multimedia a través de una red. El sistema puede incluir una conexión de red para recibir y transmitir mensajes SIP entre un servidor SIP la red, un módulo de procesamiento en el servidor SIP para procesar y servir mensajes SIP recibidos y un módulo dé detección de sobrecarga para realizar el control de sobrecarga para el servidor SIP.

Breve descripción de los dibujos

Las formas de realización de la invención se describirán a continuación en relación con los dibujos asociados.

La Figura 1 ilustra las colas de espera internas y las iniciativas de procesos asociadas con un servidor SIP en una forma de realización, a modo de ejemplo, de la invención.

La Figura 2 ilustra los componentes de un módulo de control de sobrecarga en una forma de realización, a modo de ejemplo, de la invención.

La Figura 3 ilustra, además, la composición del servidor SIP y el flujo de trabajo en una forma de realización, a modo de ejemplo, de la invención.

La Figura 4 ilustra los estados de sobrecarga y diagrama de transición de estados para un servidor SIP en una forma de realización, a modo de ejemplo, de la invención.

La Figura 5A ilustra un ordenador de servidor, a modo de ejemplo, en relación con una red de comunicación en una forma de realización, a modo de ejemplo, de la invención.

La Figura 5B ilustra un sistema informático del servidor, a modo de ejemplo, que comprende ordenadores de servidores múltiples en una forma de realización a modo de ejemplo, de la invención.

La Figura 5C ilustra un sistema informático de servidor, a modo de ejemplo, en una forma de realización, a modo de ejemplo, de la invención.

Descripción detallada de las formas de realización

En una forma de realización, a modo de ejemplo, de la invención, un módulo de control de sobrecarga se utiliza para detectar la sobrecarga del servidor SIP y para aplicar acciones de control al respecto. Para la detección de sobrecarga, el módulo compara al menos una métrica de recursos con respecto a un umbral. Para el control de la sobrecarga, el módulo efectúa la transición del servidor SIP a un estado diferente después de que se detecte una sobrecarga y... [Seguir leyendo]

1. Un método para gestionar la sobrecarga para un servidor bajo protocolo de iniciación de sesión SIP nnp

comprende:

la recepción, al nivel del servidor SIP, de mensajes SIP procedentes de una red de comunicación;

el procesamiento, en el servidor SIP, de los mensajes SIP recibidos con el fin de obtener mensajes SIP procesados

en donde la etapa de procesamiento comprende, además:

(a) el análisis sintáctico de mensajes SIP entrantes recibidos de modo que se clasifiquen los mensajes como relativo a un procesamiento no vinculado a una llamada, denominado no CalIP, o como relativos a un procesamiento vinculado a una llamada, denominado CalIP, y la colocación de los mensajes SIP clasificados en una de entre una cola de espera de decodificador no CalIP o en una cola de espera de decodificador CalIP sobre la base de la clasificación;

(b) el análisis sintáctico de un mensaje SIP puesto en cola de espera procedente de la cola de espera del decodificador no CalIP y/o de la cola de espera de decodificador CalIP de modo que se determine si el mensaje SIP, puesto en cola de espera, es una nueva demanda que no está asociada con sesiones existentes, una demanda asociada a una sesión existente o una respuesta asociada a la sesión existente y la puesta en cola de espera, en una nueva cola de espera de adaptador asociada a una nueva sesión o en una cola de espera de adaptador, existente asociada a una sesión también existente, del mensaje SIP puesto en cola de espera sobre la base de la determinación;

(c) la extracción de un mensaje desde una cola de espera de adaptador, el procesamiento del mensaje y la aplicación del servicio que corresponde al mensaje;

(d) la transmisión, a una cola de espera de codificador, de información requerida en relación con una sesión existente; y

(e) la extracción de información de la cola de espera de codificador, el ensamblado de un mensaje SIP saliente y el envío del mensaje SIP saliente;

la detección de una sobrecarga sobre la base de una condición de iniciativa operativa asociada a por lo menos un recurso a la escala del sistema del servidor SIP, en donde la detección se realiza como resultado de la recepción de mensajes SIP procedentes de la red de comunicación en el servidor SIP y el procesamiento de los mensajes SIP recibidos en el servidor SIP;

la transición del servidor SIP a un estado de sobrecarga y la aplicación de acciones de control asociadas cuando se detecta la sobrecarga para mitigar la magnitud de la sobrecarga.

2. El método según se establece en la reivindicación 1, en donde el recurso a nivel del sistema del servidor SIP comprende al menos una de: utilización de memoria de procesos o utilización de la unidad central de procesamiento CPU.

3. El método según se establece en la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en donde la condición de iniciación operativa comprende al menos una de:

comparación de la utilización de memoria de procesos con un umbral de utilización de memoria o la comparación de la utilización de la CPU con un umbral de utilización de la CPU.

4. El método según la reivindicación 1 que comprende, además:

descartar uno o más mensajes extraídos desde la cola de espera de adaptador existente, en donde los uno o más mensajes descartados son más antiguos que una edad de mensaje máxima predefinida;

doblaje de uno o más tiempos de avance de rutas;

desactivar una o más tareas de mantenimiento automáticamente programadas o desactivar una o más funciones de registro.

5. El método según se establece en cualquier reivindicación precedente, en donde el estado de sobrecarga es uno de un primer estado de sobrecarga y un segundo estado de sobrecarga en donde el primer estado de sobrecarga tiene un primer conjunto de condiciones de iniciación operativa asociadas y el segundo estado de

sobrecarga tiene un segundo conjunto de condiciones de iniciación operativa asociadas, siendo los umbrales en el primer conjunto de condiciones de iniciación operativa no más altos que los umbrales en el segundo conjunto de condiciones de iniciación operativa.

6. El método según se establece en la reivindicación 5 que comprende, además, al menos una de las etapas siguientes:

efectuar la transición del servidor SIP en un estado normal al primer estado de sobrecarga cuando el primer conjunto de condiciones de iniciación operativa asociadas con el primer estado de sobrecarga se cumplen pero el segundo conjunto de condiciones de iniciación operativa asociadas con el segundo estado de sobrecarga no se cumplen;

efectuar la transición del servidor SIP en el estado normal al segundo estado de sobrecarga cuando el segundo conjunto de condiciones de iniciación operativa asociadas con el segundo estado de sobrecarga se cumplen;

efectuar la transición del servidor SIP en el primer estado de sobrecarga al segundo estado de sobrecarga cuando el conjunto de las condiciones de iniciación operativa asociadas con el segundo estado de sobrecarga se cumplen;

efectuar la transición del servidor SIP en el primero o segundo estado de sobrecarga de nuevo al estado normal cuando los conjuntos de condiciones de iniciación operativa de sobrecarga se hacen no válidos y el servidor SIP ha ocupado el primero o segundo estado de sobrecarga durante un periodo de retención mínimo; o

efectuar la transición del servidor SIP en el segundo estado de sobrecarga al primer estado de sobrecarga cuando el servidor SIP ha ocupado el segundo estado de sobrecarga durante un periodo de retención mínimo y el segundo conjunto de condiciones de iniciación operativa asociadas con el segundo estado de sobrecarga se hizo no válido, pero el primer conjunto de condiciones de iniciación operativa asociadas con el primer estado de sobrecarga son

todavía válidas.

7. El método según se establece en cualquier reivindicación precedente, en donde un estado de sobrecarga tiene un conjunto de acciones de control asociadas para mitigar la magnitud de la sobrecarga, estando dichas acciones de control dirigidas al servidor SIP de forma interna y/o externa.

8. El método según se establece en la reivindicación 1, en donde se registra una marca temporal para seguimiento cuando un mensaje SIP se introduce en una cola de espera.

9. Un soporte legible por ordenador que comprende programas informáticos, que cuando se ejecutan por un ordenador, hacen que el ordenador realice operaciones para gestionar la sobrecarga para un servidor de protocolo de iniciación de sesión, SIP, en una red, comprendiendo dicho soporte legible por ordenador:

instrucciones para la recepción, en el servidor SIP, de mensajes SIP procedentes de una red de comunicación;

instrucciones para servir los mensajes SIP recibidos en el servidor SIP, que comprenden:

(a) instrucciones para el análisis sintáctico de los mensajes SIP entrantes para clasificar los mensajes como uno de procesamiento no de llamada, vinculado con el procesamiento no CalIP o el procesamiento de llamada, CalIP y colocando los mensajes en una de entre una cola de espera de decodificador no CalIP o una cola de espera de decodificador CalIP sobre la base de la clasificación;

(b) instrucciones para el análisis sintáctico de un mensaje puesto en cola de espera desde al menos una de entre la cola de espera de decodificador no CalIP o la cola de espera de decodificador CalIP para determinar si el mensaje es una nueva demanda no asociada con la sesión existente, una demanda asociada con una sesión existente o una respuesta asociada con la sesión existente y la colocación del mensaje en una de entre una nueva cola de espera de adaptador asociada con una nueva sesión o una cola de espera de adaptador existente asociada con una sesión existente sobre la base de la determinación;

(c) instrucciones para extraer un mensaje desde la cola de espera de adaptador, el procesamiento del mensaje y la aplicación de servicios correspondientes al mensaje;

(d) instrucciones para transmitir información requerida en referencia a una sesión existente hacia la cola de espera de codificador; y

(e) instrucciones para extraer información desde la cola de espera del codificador construyendo un mensaje SIP saliente y enviando el mensaje SIP saliente; y

instrucciones para efectuar la transición del servidor SIP a un estado de sobrecarga, aplicando acciones de control asociadas y definiendo una condición de iniciación operativa a cumplirse, estando la condición de iniciación operativa asociada con al menos un recurso al nivel del sistema del servidor SIP.

10. El soporte según se establece en la reivindicación 9 que comprende, además:

instrucciones para definir el recurso al nivel del sistema del servidor SIP comprendiendo al menos una de: utilización de memoria de procesos o utilización de la unidad CPU; y

las instrucciones para definir la condición de iniciación operativa que comprende al menos una de: comparación de la utilización de memoria de procesos con un umbral de utilización de memoria; y comparación de la utilización de la CPU con un umbral de utilización de la CPU.

11. El soporte según se establece en la reivindicación 9 o 10 que incluye, además:

Instrucciones para definir un primer conjunto de condiciones de iniciación operativa asociadas con un primer estado de sobrecarga y un segundo conjunto de condiciones de iniciación operativa asociadas con un segundo estado de sobrecarga; siendo los umbrales en el primer conjunto de condiciones de iniciación operativa no más altos que los umbrales en el segundo conjunto de condiciones de iniciación operativa.

12. El soporte según se establece en la reivindicación 11 que comprende, además, al menos una de:

instrucciones para efectuar la transición del servidor SIP en un estado normal al primer estado de sobrecarga después de haber determinado que el primer conjunto de condiciones de iniciación operativa en transición asociada con el primer conjunto se cumplen mientras que el segundo conjunto de condiciones de iniciación operativa asociadas con el segundo estado de sobrecarga no se cumplen;

instrucciones para efectuar la transición del servidor SIP en el estado normal al segundo estado de sobrecarga después de determinarse que el segundo conjunto de condiciones de iniciación operativa asociadas con el segundo estado de sobrecarga se cumplen;

instrucciones para efectuar la transición del servidor SIP en el primer estado de sobrecarga al segundo estado de sobrecarga después de determinarse que el segundo conjunto de condiciones de iniciación operativa asociadas con el segundo estado de sobrecarga se cumplen,

instrucciones para efectuar la transición del servidor SIP en el primero o segundo estado de sobrecarga de nuevo a un estado normal después de determinarse que el servidor SIP ha ocupado el primero o segundo estado de sobrecarga durante un periodo de retención mínimo y los conjuntos de condiciones de iniciación operativa se hicieron no válidas o

instrucciones para efectuar la transición del servidor SIP en el segundo estado de sobrecarga al primer estado de sobrecarga después de determinarse que el servidor SIP ha ocupado el segundo estado de sobrecarga durante un periodo de retención mínimo y el segundo conjunto de condiciones de iniciación operativa asociadas con el segundo estado de sobrecarga se hicieron no válidas pero el primer conjunto de condiciones de iniciación operativa asociadas con el primer estado de sobrecarga siguen siendo válidas.

13. El soporte según se establece en cualquiera de las reivindicaciones 9 a 12, que comprende, además:

instrucciones para definir un conjunto de acciones de control asociadas con un estado de sobrecarga para mitigar la magnitud de la sobrecarga, comprendiendo dicho conjunto de acciones de control unas acciones de control dirigidas hacia el servidor SIP, de forma interna y/o externa.

14. El soporte según se establece en la reivindicación 9 que comprende, además:

instrucciones para obtener una marca temporal desde al menos uno de entre el ordenador o la red; e

instrucciones para registrar la marca temporal para registro del momento en que un mensaje SIP se coloca en una cola de espera.

15. Un sistema para comunicación multimedia a través de una red que comprende:

una conexión de red para recibir y transmitir una pluralidad de mensajes SIP entre un servidor SIP y |a red; un módulo de procesamiento en el servidor SIP para procesar y servir los mensajes SIP recibidos que comprende: una primera cola de espera para retener los mensajes SIP recibidos;

un primer decodificador para clasificar los mensajes SIP recibidos en al menos dos tipos de mensajes;

una cola de espera de decodificador para cada tipo de mensaje para retener los mensajes SIP clasificados'

una pluralidad de decodificadores SIP para agrupar mensajes SIP desde la cola de espera del decodificador en sesiones existentes o sesiones nuevas;

una pluralidad de colas de espera de adaptador asociadas con sesiones existentes y sesiones nuevas para retener mensajes SIP; K

una pluralidad de adaptadores, cada uno de ellos asociado con una cola de espera de adaptador para procesar v servir sesiones; ,K K y

una cola de espera de codificador para mantener la codificación de información de mensajes SIP salientes' y

un codificador para construir y enviar mensajes SIP salientes; y

un módulo de control de sobrecarga para realizar el control de sobrecarga para el servidor SIP que comprende:

un monitor para un seguimiento de registro de al menos un recurso al nivel del sistema del servidor SIP como un resultado de la ejecución del módulo de procesamiento para procesar y servir mensajes SIP recibidos; y

un comparador para determinar si existe sobrecarga si al menos una métrica de recursos en condiciones de registro como resultado de la ejecución del módulo de procesamiento, es superior a un umbral,

en donde el módulo de control de sobrecarga efectúa la transición del servidor SIP a un nuevo estado si existe sobrecarga.

16. El sistema según se establece en la reivindicación 15, en donde el módulo de control de sobrecarga comprende, además, una interfaz de software para enviar señales al módulo de procesamiento en donde las señales son para efectuar la transición del estado del servidor SIP.

17. El sistema según se establece en la reivindicación 15 o reivindicación 16, en donde el recurso al nivel del sistema del servidor SIP comprende al menos una de: utilización de memoria de procesos o utilización de la unidad central de procesamiento, CPU.

18. El sistema según se establece en cualquiera de las reivindicaciones 15 a 17, en donde el servidor SIP comprende el módulo de control de sobrecarga y el módulo de procesamiento.

19. El sistema según se establece en cualquiera de las reivindicaciones 15 a 18, en donde el servidor SIP comprende el módulo de procesamiento pero no el módulo de control de sobrecarga.

20. El sistema según se establece en la reivindicación 15, en donde los decodificadores SIP están adaptados además, para recibir señales procedentes del módulo de control de sobrecarga y después de que se reciba una señal procedente del módulo de control de sobrecarga, para realizar al menos una de las funciones de:

reenviar al menos un mensaje SIP en las colas de espera de adaptador a la cola de espera de codificador;

rechazar al menos un mensaje SIP en las colas de espera del decodificador;

Incremento de al menos un temporlzador de servidor SIP;

descartar al menos un mensaje SIP en la primera cola de espera y/o la cola de espera del codificador o la generación de al menos un mensaje de error por intermedio del codificador.

21. El sistema según se establece en la reivindicación 20, en donde el temporizador del servidor SIP es uno de entre un temporizador de reintentos o un temporizador de avance de ruta y el mensaje de error está relacionado con uno de entre un servicio no disponible o un servicio temporalmente desplazado.