專利名稱：用于分配對服務(wù)器的連接嘗試的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于分配對服務(wù)器的連接嘗試的方法，所述對服務(wù)器的連
接嘗試具體而言即激勵(stimulus) IP電話對PBX的連接嘗試。
背景技術(shù)：
在典型的客戶端/服務(wù)器語音通信網(wǎng)絡(luò)中，多個IP電話利用傳輸控制 協(xié)議(TCP)連接與PBX通信。IP電話利用3級過程連接到PBX。該過 程一般包括獲取到PBX的TCP鏈路(常常需要三次握手)、進行安全連 接以及創(chuàng)建與PBX的控制鏈路(即登記)。依賴于激勵消息傳遞的IP電 話一般需要到它們的PBX的持續(xù)TCP控制鏈路。
例如，在某些事件(例如從電源故障中恢復)期間，當大量IP電話同 時嘗試建立連接時，PBX可能變得超負荷。隊列中的大量SYN分組與其 他消息一起導致請求的IP電話在與PBX建立連接之前要等待很長時間。
由于增加諸如安全套接字層(SSL)之類的安全協(xié)議，所有IP電話的 PBX連接延遲被加重。由于在創(chuàng)建具有IP電話所要求的最高安全級別的 密鑰時所需要的大量計算，使得處理SSL連接非常費時。這樣，PBX—般 限制能夠同時嘗試SSL連接的IP電話數(shù)目，并且一旦達到PBX的限額就 拒絕進一步的SSL嘗試。在這樣的情形下，IP電話通常被拒絕進入、被強 制斷開它們的TCP連接并且在PBX的不安全的明文端口上嘗試三次握 手。
一旦IP電話連接到安全或不安全端口，其就向PBX登記并且在登記 請求中提供其設(shè)備能力。如果IP電話在不安全的端口上卻通告其支持 SSL，則PBX可以拒絕其登記請求并且強制IP電話斷開連接以重試SSL 連接。如果PBX接受登記，則其將向IP電話發(fā)送大量的激勵命令，以配 置IP電話使其能夠發(fā)出和接受電話呼叫。與針對大量突發(fā)IP電話的配置
相關(guān)聯(lián)的大量內(nèi)部消息傳遞流可能導致PBX性能的顯著惡化。
允許大量的IP電話以隨機方式連接到PBX是低效率且冗長的過程。
一種解決方案是優(yōu)化每個電話所發(fā)出的TCP SYN分組的數(shù)目。將IP電話 嘗試連接到PBX的時間量限制為例如IO秒使得SYN分組的傳輸集中在較 短時段內(nèi)。如果允許電話用更長的時段嘗試連接，則由于TCP所采用的隨 機補償(backoff)方案將使得SYN分組被很長的延遲隔開。
電信產(chǎn)業(yè)的趨勢是提供每個PBX能夠支持越來越多的電話的客戶端/ 服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)。這樣，連接所有的IP電話所需要的總時間不斷增加。希望最 小化每個IP電話與PBX建立連接所需要的時間量并且從而最小化總的連 接時間。

發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明的一個方面中，提供了一種用于與中心服務(wù)器通信的多個IP 設(shè)備連接到中心服務(wù)器的方法。該方法包括當嘗試連接到中心服務(wù)器的 IP設(shè)備的數(shù)目小于最大數(shù)目時，多個IP設(shè)備中的一個IP設(shè)備嘗試連接到 中心服務(wù)器，其中多個IP設(shè)備中的所述一個IP設(shè)備一旦開始嘗試到中心 服務(wù)器的連接就向多個IP設(shè)備中的其他設(shè)備廣播第一消息，并且在完成嘗 試到中心服務(wù)器的連接時向所述其他設(shè)備廣播第二消息。IP設(shè)備中的每一 個IP設(shè)備一旦接收到第一消息就遞增IP設(shè)備的數(shù)目，并且一旦接收到第 二消息就遞減IP設(shè)備的數(shù)目。


參照附圖，將會更好地理解本發(fā)明，其中相似的標號表示相似的部件
并且其中
圖1是現(xiàn)有技術(shù)IP電話子網(wǎng)的示意圖2是示出現(xiàn)有技術(shù)中已知的IP電話獲取到PBX的TCP鏈路的示意
圖3是示出現(xiàn)有技術(shù)中己知的IP電話進行與PBX的安全連接的示意
圖4是示出現(xiàn)有技術(shù)中己知的IP電話創(chuàng)建與PBX的控制鏈路的示意
圖5是示出根據(jù)本發(fā)明實施例的IP電話的操作的狀態(tài)圖；以及
圖6是示出根據(jù)本發(fā)明的多個IP電話嘗試到PBX的連接的示例的時序圖。
具體實施例方式
在本發(fā)明的實施例中，激勵I(lǐng)P電話1的子網(wǎng)5與中心服務(wù)器或PBX 3 通信以提供客戶端/服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)，如圖1所示。IP電話還彼此通信以控制同 時嘗試連接到PBX 3的IP電話1的數(shù)目。圖1中示出四個IP電話1，但 是，子網(wǎng)5可以包括任何數(shù)目的IP電話1。
IP電話-PBX登記包括三個階段(i)獲取到PBX 3的TCP鏈路，一 般在圖2中示出，(ii)進行安全連接， 一般在圖3中示出，以及(iii)創(chuàng) 建控制鏈路或者登記到PBX3， 一般在圖4中示出。每一個階段都涉及IP 電話嘗試與PBX的不同類型的連接。按順序執(zhí)行所述階段，并且在繼續(xù)進 行下一個階段之前在每一個階段必須實現(xiàn)成功的連接。在三個階段的每一 個階段中嘗試連接的IP電話被認為在以下三個組之一中第l組TCP連 接；第2組安全套接字層(SSL)連接；以及第3組登記請求，這三 個組分別在圖2、圖3和圖4中給出。
在加電之后，IP電話1從動態(tài)主機配置協(xié)議(DHCP)手動配置或者 從配置文件接收它們的配置信息。根據(jù)本發(fā)明，配置信息包括上述三個組 中的每一個組的最大電話計數(shù)。更具體而言，配置信息包括嘗試連接到 PBX 3的IP電話1的最大數(shù)目、嘗試進行SSL連接的電話的最大數(shù)目和嘗 試登記到PBX的電話的最大數(shù)目。
配置參數(shù)還包括三個分別與第1組、第2組和第3組相關(guān)聯(lián)的唯一多 播地址。每個IP電話1維護所有IP電話1共用的三個計數(shù)器值，其跟蹤 三個組中每一個組的嘗試進行連接的IP電話的數(shù)目。對于每一個組來說， IP電話1各自負責對嘗試連接的IP電話1的數(shù)目進行計數(shù)，并且在IP電 話1不再嘗試連接時，通過多播消息適當遞減計數(shù)值。
當IP電話1嘗試進行連接時，IP電話利用與IP電話正在嘗試連接到 的組相關(guān)聯(lián)的多播地址在子網(wǎng)5上發(fā)送宣告。其他IP電話接收該宣告并且 相應(yīng)地遞增它們各自的與該組相關(guān)聯(lián)的計數(shù)器。當IP電話1完成嘗試連接
時，不管IP電話1成功與否，IP電話1都用相同的多播地址在子網(wǎng)5上發(fā)
送宣告以表示連接嘗試完成。然后其他IP電話1在接收到該宣告之后遞減 他們的計數(shù)器。
三個唯一消息類型被定義如下。第1組TCP連接消息包括消息類型 (STARTING或者FINISHED) 、 PBXIP地址、電話IP地址和電話MAC 地址。STARTING消息類型在IP電話1將要嘗試與PBX 3的TCP連接時 被發(fā)送。FINISHED消息類型在IP電話的套接字處理器的連接嘗試成功或 者失敗時被發(fā)送。第2組SSL連接消息包括消息類型(STARTING或者 FINISHED) 、 PBXIP地址、電話IP地址和電話MAC地址。STARTING 消息類型在IP電話1將要嘗試與PBX 3的SSL連接時被發(fā)送。FINISHED 消息類型在IP電話的SSL處理器的連接嘗試成功或者失敗時被發(fā)送。第3 組登記消息包括消息類型(STARTING或者FINISHED) 、 PBXIP地址、 電話IP地址和電話MAC地址。STARTING消息類型在IP電話1將要嘗 試與PBX 3的登記請求時被發(fā)送。FINISHED消息類型在IP電話1從PBX 3接收到確認IP電話1的登記的最終配置消息時被發(fā)送。
IP電話1利用存儲在每個IP電話1的閃存中的預(yù)先共享的密鑰對多播 消息進行解密，并且作為響應(yīng)更新它們的內(nèi)部計數(shù)。如果任何消息參數(shù)錯 誤，則該消息被忽略。在制造時或者在配置期間，將預(yù)先共享的密鑰設(shè)在 每個IP電話的閃存中，但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會知道，可以使用為多播 消息提供安全性的任何已知的方法。
參照圖5，所有的IP電話1都開始于第1組并且以執(zhí)行間隔為10ms 的1到2秒之間的隨機補償。當在隨機補償狀態(tài)12中時，IP電話1接聽來 自其他IP電話1的所有宣告并且維護用于第1組、第2組和第3組的計數(shù) 器。從隨機補償狀態(tài)12出來的IP電話1進入檢査當前組的計數(shù)值的狀態(tài) 14并且檢查所希望的組的計數(shù)器。如果計數(shù)值等于最大數(shù)目(在配置期間 定義)，則IP電話1返回隨機補償狀態(tài)12,以進行間隔為10ms的1到2
秒的另一隨機補償。但是，如果計數(shù)值小于最大數(shù)目，則IP電話1將利用
與所希望的組相關(guān)聯(lián)的多播地址在子網(wǎng)5上發(fā)送STARTING宣告。
一旦STARTING宣告已被發(fā)送，IP電話1就進入等待成功或失敗的 狀態(tài)16。如果對第1組或者第2組的連接成功，則IP電話1發(fā)送 FINISHED宣告并且再次進入隨機補償狀態(tài)12。如果對第3組的連接成 功，則IP電話發(fā)送FINISHED宣告并且進入完成激勵消息下載的狀態(tài) 18，在該狀態(tài)中，IP電話1是可操作的并且例如可以發(fā)出和接收呼叫。如 果對三個組中的任一個組的連接失敗，則IP電話1發(fā)送FINISHED宣告并 且再次進入隨機補償狀態(tài)12。
應(yīng)當理解， 一旦IP電話l從第l組中出來，其就不再接聽第l組的多 播，但繼續(xù)接聽來自第2組和第3組的多播消息。類似地， 一旦IP電話l 從第2組中出來，其就不再接聽第2組的多播，但繼續(xù)接聽第3組的多播 消息。
在一些情況下，安全連接不被PBX支持并且是不需要的。在這些情況 下，管理員可以設(shè)定SSL限制等于O。 IP電話1將SSL限制為0解釋為表 示沒有SSL階段。
如果由于任何原因IP電話檢測到分組的當前計數(shù)值在預(yù)定的時段(例 如，40秒)都沒有改變，則IP電話1發(fā)送使得所有IP電話1清除 (flush)它們的內(nèi)部計數(shù)器并且假設(shè)計數(shù)值為零的多播消息。然后IP電話 1將在再次進入檢查當前組的計數(shù)值的狀態(tài)14之前，補償間隔為10ms的 另一隨機時間段(例如，l至2秒之間)。嘗試TCP連接的IP電話l在不 成功的情況下優(yōu)選在40秒之后超時，并且發(fā)送FINISHED宣告并且再次 進入隨機補償狀態(tài)12。之所以選擇40秒的超時時段是因為SSL階段和登 記階段一般不到40秒就接收到成功或者失敗報告，但是，本領(lǐng)域技術(shù)人 員將會知道，可以選擇另一合適的超時時段。
參照圖6，現(xiàn)在將描述嘗試進行TCP連接、SSL連接或者登記請求的 IP電話"A"至"I"的操作。圖6是通用的圖，并且因此應(yīng)用于第1組、 第2組或第3組中的每個組的連接嘗試。在該示例中，每個組的IP電話1 的最大數(shù)目在配置期間被設(shè)定為5。
如圖所示，電話A是從隨機補償狀態(tài)12出來的第一電話。當電話A 進入檢查當前組的計數(shù)值的狀態(tài)14時，其發(fā)現(xiàn)計數(shù)值等于零(這小于最 大計數(shù)5)并且因此向其他電話發(fā)送STARTING宣告。然后由電話所維護 的計數(shù)值從零遞增到1。在電話A嘗試連接期間，電話B、 D、 C和F也 確定計數(shù)值低于最大數(shù)目、發(fā)出STARTING宣告并且嘗試連接。
當電話E從隨機補償狀態(tài)12出來并且進入檢査當前組的計數(shù)值的狀 態(tài)14時，其發(fā)現(xiàn)計數(shù)值等于5并且因此電話E必須再次進入隨機補償狀 態(tài)12，如圖所示。電話A和B—旦完成了它們的連接，就發(fā)送FINISHED 宣告。
電話H從隨機補償狀態(tài)12出來并且在從電話A和B接收到 FINISHED宣告之后進入檢查當前組的計數(shù)值的狀態(tài)14。所通告的計數(shù)值 等于3，這小于最大數(shù)目5，因此電話H發(fā)送STARTING宣告并且嘗試連 接。如圖所示，計數(shù)值現(xiàn)在等于4，因此當電話D和C隨后發(fā)送它們的 FINISHED宣告時，計數(shù)值被逐步地從4減小到3再減小到2。電話E現(xiàn) 在能夠發(fā)送STARTING宣告并且從而嘗試連接。
電話F —旦完成其連接嘗試就發(fā)送FINISHED宣告，并且計數(shù)值遞減 為2。然后電話G和I從隨機補償狀態(tài)12出來、發(fā)送STARTING宣告并 嘗試連接。 一旦連接嘗試完成，電話E、 F、 G和I就發(fā)送FINISHED宣告 并且計數(shù)值變?yōu)榱恪?br> 電話J的單個隨機補償時段被顯示為大于其他電話的一或兩個隨機補 償時段。當電話J最后第一次從隨機補償狀態(tài)12出來時，計數(shù)值等于零并 且因此電話J能夠發(fā)送STARTING宣告并嘗試連接。 一旦電話J完成其連 接嘗試，計數(shù)值就再次被遞減到零。
如圖6所示，在連接嘗試之后電話都不再次進入隨機補償狀態(tài)12。這 樣，在可以代表第1組、第2組或第3組中任一個組的該示例中，IP電話 和PBX之間的所有連接嘗試都是成功的。
在另一實施例中，IP電話通知其對等方來執(zhí)行特定動作。例如，IP電 話可以使其消息傳遞被增強以包括嘗試到特定端口的TCP連接多少次的特 定指令，或者IP電話可以通知其對等方嘗試連接到特定范圍的TCP端
口。此外，如果IP電話不能在特定時間量內(nèi)連接到第一 PBX，則它們可
以彼此通知以連接到不同的PBX。
本領(lǐng)域技術(shù)人員將會知道，本發(fā)明不局限于IP電話?？梢允褂萌魏芜B 接到中心服務(wù)器的IP設(shè)備，例如包括計算機或其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。
在這里示出并描述了本發(fā)明的具體實施例。但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員可 以進行修改和變形。認為所有這樣的修改和變形都在本發(fā)明的領(lǐng)域和范圍 內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種用于與中心服務(wù)器通信的多個IP設(shè)備連接到所述中心服務(wù)器的方法，所述方法包括當嘗試連接到所述中心服務(wù)器的所述IP設(shè)備的數(shù)目小于最大數(shù)目時，所述多個IP設(shè)備中的一個IP設(shè)備嘗試連接到所述中心服務(wù)器；所述多個IP設(shè)備中的所述一個IP設(shè)備一旦開始嘗試到所述中心服務(wù)器的連接就向所述多個IP設(shè)備中的其他IP設(shè)備廣播第一消息；所述多個IP設(shè)備中的所述一個IP設(shè)備在完成嘗試到所述中心服務(wù)器的連接時向所述多個IP設(shè)備中的其他IP設(shè)備廣播第二消息；其中，所述IP設(shè)備中的每個IP設(shè)備一旦接收到所述第一消息就遞增所述嘗試連接的IP設(shè)備的數(shù)目，并且一旦接收到所述第二消息就遞減所述嘗試連接的IP設(shè)備的數(shù)目。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述多個IP設(shè)備通過使用三階段 登記過程連接到所述中心服務(wù)器。
3. 如權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述IP設(shè)備中的每個IP設(shè)備同 時維護針對所述三階段登記過程的三個階段中的每一個階段的嘗試連接到 所述中心處理器的所述IP設(shè)備的數(shù)目。
4. 如權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述最大數(shù)目對于所述三個階段 中的每個階段是相同的。
5. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述IP設(shè)備是IP電話。
6. 如權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述三個階段是(i)到所述中心 服務(wù)器的TCP連接、(ii)到所述中心服務(wù)器的安全連接和(iii)登記到 所述中心服務(wù)器。
7. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，在嘗試連接到所述中心服務(wù)器之 前，所述多個IP設(shè)備中的所述一個IP設(shè)備處于補償狀態(tài)。
8. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述多個IP設(shè)備中的所述一個 IP設(shè)備一旦開始嘗試到所述中心服務(wù)器的連接就進入等待成功或失敗的狀 態(tài)。
9. 一種客戶端/服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)，包括與中心服務(wù)器通信并且彼此通信的多個IP設(shè)備，所述多個IP設(shè)備中 的每一個IP設(shè)備一旦開始嘗試到所述中心服務(wù)器的連接就向所述多個IP 設(shè)備中的其他IP設(shè)備廣播第一消息， 一旦完成嘗試到所述中心服務(wù)器的連 接時就向所述多個IP設(shè)備中的所述其他IP設(shè)備廣播第二消息，并且維護 同時嘗試連接到所述中心服務(wù)器的所述IP設(shè)備的數(shù)目的計數(shù)值；其中，所述多個IP設(shè)備中的每一個IP設(shè)備在嘗試到所述中心服務(wù)器 的連接之前驗證所述計數(shù)值未超過最大計數(shù)值。
10. 如權(quán)利要求9所述的客戶端/服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)，其中，所述IP設(shè)備是IP 電話。
11. 如權(quán)利要求9所述的客戶端/服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)，其中，所述多個IP設(shè)備 中的每一個IP設(shè)備在嘗試到所述中心服務(wù)器的連接之前都處于補償狀態(tài)。
12. 如權(quán)利要求9所述的客戶端/服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)，其中，當嘗試到所述中 心服務(wù)器的連接時，所述多個IP設(shè)備中的每一個IP設(shè)備都處于等待成功 或失敗的狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于分配對服務(wù)器的連接嘗試的方法?？蛻舳?服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)包括與中心服務(wù)器通信并且彼此通信的多個IP設(shè)備。多個IP設(shè)備中的每一個都維護同時嘗試連接到中心服務(wù)器的IP設(shè)備的數(shù)目的計數(shù)值，以監(jiān)控中心服務(wù)器上的負荷。其中，多個IP設(shè)備中的每一個都在嘗試連接到中心服務(wù)器之前驗證計數(shù)值未超過最大計數(shù)值。
文檔編號H04L12/56GK101383879SQ200710145330
公開日2009年3月11日 申請日期2007年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月7日
發(fā)明者克里斯托弗·詹姆斯·納森, 羅伯特·斯達爾 申請人:米特爾網(wǎng)絡(luò)公司