專利名稱：用于協(xié)調(diào)對(duì)服務(wù)器的連接嘗試的排隊(duì)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及客戶端/服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)，尤其涉及用于協(xié)調(diào)激勵(lì)(stimulus) IP電話對(duì)服務(wù)器的連接嘗試的排隊(duì)方法。
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(gè)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(jí)過程連接到PBX。該過 程一般包括獲取到PBX的TCP鏈路、進(jìn)行安全連接以及創(chuàng)建與PBX的控 制鏈路或者登記到PBX。依賴于激勵(lì)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。建立TCP連接一般需要三次握手(three-way handshake) 。
例如，在某些事件(例如從電源故障中恢復(fù))期間，當(dāng)大量IP電話同 時(shí)嘗試建立連接時(shí)，PBX可能變得超負(fù)荷。隊(duì)列中的大量SYN分組與其 他消息一起導(dǎo)致請(qǐng)求的IP電話在與PBX建立連接之前要等待很長(zhǎng)時(shí)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(jí)別的 密鑰時(shí)所需要的大量計(jì)算，使得處理SSL連接非常費(fèi)時(shí)。這樣，PBX—般 限制能夠同時(shí)嘗試SSL連接的IP電話數(shù)目，并且一旦達(dá)到PBX的限額就 拒絕進(jìn)一步的SSL嘗試。在這樣的情形下，IP電話通常被拒絕進(jìn)入、被強(qiáng) 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(qǐng)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(qǐng)求并且強(qiáng)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(lì)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(duì)大量突發(fā)IP電話的配置 相關(guān)聯(lián)的大量?jī)?nèi)部消息傳遞流可能導(dǎo)致PBX性能的顯著惡化。
允許大量的IP電話以隨機(jī)方式連接到PBX是低效率且冗長(zhǎng)的過程。
一種解決方案是優(yōu)化每個(gè)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(shí)間量限制為例如IO秒使得SYN分組的傳輸集中在較 短時(shí)段內(nèi)。如果允許電話用更長(zhǎng)的時(shí)段嘗試連接，則由于TCP所采用的隨 機(jī)補(bǔ)償(backoff)方案將使得SYN分組被很長(zhǎng)的延遲隔開。
電信產(chǎn)業(yè)的趨勢(shì)是提供每個(gè)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(shí)間不斷增加。希望最 小化每個(gè)IP電話與PBX建立連接所需要的時(shí)間量并且從而最小化總的連 接時(shí)間。

發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明的一個(gè)技術(shù)方案中，提供了一種客戶端/服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)，其包括 多個(gè)與中心服務(wù)器通信的IP設(shè)備。所述多個(gè)IP設(shè)備彼此通信以將它們自 身排隊(duì)到鏈表(linked list)中，用于以一定順序連接到中心服務(wù)器。所述 多個(gè)IP設(shè)備中的每個(gè)IP設(shè)備都包括驗(yàn)證裝置以在嘗試連接到中心服務(wù)器 之前驗(yàn)證當(dāng)前嘗試連接到中心服務(wù)器的IP設(shè)備的數(shù)目不超過最大數(shù)目。


參照附圖，將會(huì)更好地理解本發(fā)明，其中相似的標(biāo)號(hào)表示相似的部件 并且其中-
圖l是現(xiàn)有技術(shù)IP電話子網(wǎng)的示意圖2是示出IP電話獲取到PBX的TCP鏈路的消息流圖3是示出IP電話進(jìn)行與PBX的安全連接的消息流圖4是示出IP電話創(chuàng)建與PBX的控制鏈路的消息流圖5是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的IP電話的操作的狀態(tài)圖6是屬于雙重鏈表的三個(gè)IP電話的示意圖7是示出電話之間用于提供雙重鏈表的消息流的示意圖8是示出在嘗試連接到PBX時(shí)雙重鏈表中的電話之間的消息流的示 意圖9是來自雙重鏈表的電話所嘗試的PBX連接的時(shí)間線；
圖IO是示出接收多于一個(gè)連接請(qǐng)求的IP電話的操作的狀態(tài)圖；以及
圖11、圖12和圖13是示出兩個(gè)雙重鏈表之間的合并操作的示意圖。
具體實(shí)施例方式
在本發(fā)明的實(shí)施例中，激勵(lì)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(shí)嘗試連接到PBX 3的IP電話1的數(shù)目。圖1中示出四個(gè)IP電話1，但 是，子網(wǎng)5可以包括任意數(shù)目的IP電話1。
為了建立到PBX 3的控制鏈路，IP電話1執(zhí)行連接過程，該連接過程 一般包括初始化延遲、通告IP電話出現(xiàn)在子網(wǎng)5上、加入或創(chuàng)建雙重鏈 表以及最后連接到PBX 3。最后連接到PBX 3的步驟包括TCP連接階段、 安全套接字層(SSL)階段和登記階段，這些階段分別在圖2、圖3和圖4 中示出。
參照?qǐng)D5，當(dāng)IP電話1初始化時(shí)或者由于任何其他原因而沒有連接到 PBX時(shí)，其在子網(wǎng)5上發(fā)送多播"要求連接"的宣告之前進(jìn)入補(bǔ)償狀態(tài)12 并持續(xù)隨機(jī)的時(shí)間量。該隨機(jī)的時(shí)間量被利用合適的技術(shù)優(yōu)選地確定在 10ms的間隔(granularity)內(nèi)，所述技術(shù)例如是基于媒體訪問控制 (MAC)的偽隨機(jī)補(bǔ)償。子網(wǎng)5中的所有IP電話1與PBX 3連接的最大 時(shí)間量與子網(wǎng)5中的電話的最大數(shù)目乘以10ms有關(guān)。例如，具有256個(gè) 電話的子網(wǎng)將具有間隔為10ms的2.56秒的最大補(bǔ)償范圍，具有2048個(gè)電 話的子網(wǎng)將具有間隔為10ms的20.48秒的最大補(bǔ)償范圍。
隨機(jī)補(bǔ)償?shù)哪康氖且谧泳W(wǎng)5中散布IP電話1的多播"要求連接"宣 告以減少?zèng)_突。例如當(dāng)多個(gè)IP電話1被同時(shí)初始化或者丟失了它們到 PBX的連接并且隨后同時(shí)發(fā)送多播"要求連接"宣告時(shí)，發(fā)生沖突。
如果IP電話1在處于補(bǔ)償狀態(tài)12時(shí)接收到來自另一 IP電話的多播 "要求連接"宣告，則它們復(fù)位它們的補(bǔ)償定時(shí)器并且保持在補(bǔ)償狀態(tài)12
中更長(zhǎng)的時(shí)間段。當(dāng)IP電話1從補(bǔ)償狀態(tài)12出來并且未接收到來自另一 IP電話的多播"要求連接"宣告時(shí)，IP電話進(jìn)入等待連接請(qǐng)求狀態(tài)14并 且發(fā)送其自己的多播"要求連接"宣告以通告其存在于子網(wǎng)5上。該通告 向當(dāng)前存在的IP電話的雙重鏈表通知IP電話正在尋找鏈表。
作為雙重鏈表成員的IP電話1具有兩個(gè)連接"前一"連接IP地址
和"下一"連接IP地址，如圖6所示。雙重鏈表上的第一 IP電話1被稱 為"頭"，并且具有空的"前一"連接。類似地，雙重鏈表末端處的IP電 話1被稱為"末端點(diǎn)"，其具有空的"下一"連接。在圖6的示例中，電 話A是雙重鏈表的頭，電話C是雙重鏈表的末端點(diǎn)。
已發(fā)送了 "要求連接"宣告的IP電話1將加入當(dāng)前存在的雙重鏈表中 或者在當(dāng)前不存在雙重鏈表的情況下創(chuàng)建新的雙重鏈表。涉及加入雙重鏈 表的連接過程部分一般在圖7中示出。響應(yīng)于新的"要求連接"宣告，作 為雙重鏈表的末端點(diǎn)的IP電話1 (例如電話4)將向發(fā)出宣告的IP電話發(fā) 送單播"連接請(qǐng)求"消息。發(fā)出宣告的IP電話(在圖7的示例中是電話 5)將利用"連接答復(fù)"消息來答復(fù)，并且將變成雙重鏈表的新的末端 點(diǎn)，如圖所示。如果IP電話1在其多播通告后的預(yù)定時(shí)間量之后還未接收 到"連接請(qǐng)求"，則其將利用其自身作為頭來創(chuàng)建新的雙重鏈表。
一旦IP電話1在新的雙重鏈表的頭處，或者變成當(dāng)前存在的雙重鏈表 的末端點(diǎn)成員，其就進(jìn)入等待宣告或開始消息狀態(tài)16，如圖5所示。在這 種狀態(tài)下，IP電話1可以利用"連接請(qǐng)求"消息對(duì)來自另一發(fā)出宣告的IP 電話的多播"要求連接"宣告做出響應(yīng)。如果IP電話1是當(dāng)前存在的列表 的末端點(diǎn)，則其在發(fā)起到PBX 3的連接嘗試之前在狀態(tài)16中等待以從其 "前一"IP電話接收開始消息。
如果IP電話1是鏈表頭，則其進(jìn)入開始到PBX的連接序列狀態(tài)18， 并且在補(bǔ)償時(shí)段之后發(fā)起到PBX 3的連接嘗試。補(bǔ)償時(shí)段一般等于針對(duì)子 網(wǎng)大小的最大補(bǔ)償。另外的IP電話l此時(shí)仍然可以排隊(duì)到雙重鏈表上，但 是雙重鏈表的頭可以自由地開始連接到PBX 3。 一旦頭進(jìn)入被連接到PBX 的狀態(tài)20并且當(dāng)成功登記時(shí)接收到適當(dāng)?shù)募?lì)響應(yīng)(即，確認(rèn)消息)， 則頭就利用單播開始消息通知其"下一"連接。然后，"下一"連接變成
新的雙重鏈表頭。
經(jīng)過鏈表的開始消息序列的示例一般在圖8中示出。前一雙重鏈表頭 (在圖8中是電話1)利用計(jì)數(shù)值、以毫秒表示的完成時(shí)間和以毫秒表示
的延遲時(shí)間來填充開始消息。計(jì)數(shù)值被給定為缺省值5，這是被允許同時(shí) 嘗試與PBX的連接的電話數(shù)。計(jì)數(shù)值隨著每個(gè)電話接收到開始消息而遞 減，并且如果計(jì)數(shù)值大于零則遞減后的計(jì)數(shù)值被傳送到"下一"連接。完 成時(shí)間是前一雙重鏈表頭完成IP電話-PBX登記所花費(fèi)的實(shí)際時(shí)間量。在 圖8的示例中，完成時(shí)間是340ms。接收到"開始"消息的每個(gè)電話在進(jìn) 入開始到PBX的連接序列狀態(tài)18之前延遲所計(jì)算的時(shí)間段。所計(jì)算的時(shí) 間段等于延遲種子(被優(yōu)選地給定為10ms的缺省時(shí)間)乘以缺省計(jì)數(shù)值 與接收到的計(jì)數(shù)值的差。缺省計(jì)數(shù)值也可以是大于或小于5的數(shù)。類似 地，缺省時(shí)間不局限于10ms，因此可以是不同的值。
"下一"IP電話(在圖8中是電話2)接收開始消息A并且一旦接收 到消息就遞減計(jì)數(shù)值。大于零的遞減后計(jì)數(shù)值表示當(dāng)前嘗試PBX連接的電 話數(shù)小于缺省值，因此另一 IP電話可以嘗試PBX連接。為了允許另一IP 電話1嘗試PBX連接，電話2將開始消息B傳送給電話3 (電話3是電話 2的"下一"連接)并且在進(jìn)入開始到PBX的連接序列狀態(tài)18之前延遲 所計(jì)算的時(shí)間段。計(jì)算延遲時(shí)間段的方法確保出現(xiàn)在雙重鏈表的更下方的 IP電話與早出現(xiàn)在列表中的IP電話相比，延遲逐漸增加。例如，在圖8 中，從電話1接收開始消息的電話2延遲10ms*(5-5)=0ms，從電話2接收 開始消息的電話3延遲10ms*(5-4)=10ms。
如果開始消息的接收者遞減計(jì)數(shù)值并且計(jì)數(shù)值變?yōu)榱?，則這表示己達(dá) 到了被允許同時(shí)嘗試到PBX的連接的IP電話最大數(shù)目。因此，在向其 "下一"連接發(fā)送包括缺省計(jì)數(shù)值的開始消息之前，IP電話等待，直到其 完全登記到PBX為止。在圖8的示例中，電話6接收到等于l的計(jì)數(shù)值， 因此在發(fā)送其自己的開始消息W到電話7之前，電話6等待，直到其進(jìn)入 了被連接到PBX的狀態(tài)20為止。開始消息W包括缺省計(jì)數(shù)值5、電話6 連接到PBX的完成時(shí)間(即，380ms)和新的延遲種子。新的延遲種子是 通過計(jì)算電話1和電話6的完成時(shí)間的差別加上前一批電話的延遲種子而
確定的。在圖8的示例中，新的延遲種子^380-340)+10ms:50ms。新的完 成時(shí)間和延遲種子通過用于新一批電話的開始消息被傳送，并且計(jì)數(shù)值被 如前所述地遞減。
參照?qǐng)D9，連接到PBX 3的IP電話1的序列被一般地示出。通過將同 時(shí)連接嘗試的數(shù)目限制為缺省計(jì)數(shù)值，PBX 3不用負(fù)擔(dān)同時(shí)嘗試連接的大 量IP電話1 。
如前所述，在一些情況下，會(huì)發(fā)生多播"要求連接"宣告沖突。這些 沖突可能導(dǎo)致IP電話的多個(gè)雙重鏈表被創(chuàng)建。這樣，許多IP電話1可以 利用"連接請(qǐng)求"消息對(duì)發(fā)出宣告的IP電話1做出響應(yīng)。參照?qǐng)D10，顯 示接收兩個(gè)連接請(qǐng)求的IP電話1的操作的狀態(tài)圖被一般地示出。類似于僅 接收單個(gè)"連接請(qǐng)求"消息的IP電話1， IP電話1存在補(bǔ)償狀態(tài)(未示 出)并且在向子網(wǎng)5上的其他IP電話l發(fā)送多播"要求連接"宣告之后處 于等待連接請(qǐng)求狀態(tài)14。發(fā)出宣告的IP電話1從第一 IP電話1接收到單 播"連接請(qǐng)求"并且進(jìn)入等待宣告狀態(tài)16。在處于等待宣告或開始消息狀 態(tài)16中時(shí)，發(fā)出宣告的IP電話從第二 IP電話接收單播"連接請(qǐng)求"。
如圖11所示，發(fā)出宣告的IP電話僅接受單個(gè)連接請(qǐng)求，并且因而向 第一 IP電話發(fā)送單播"連接答復(fù)、成功"消息。發(fā)出宣告的IP電話通過 向第二 IP電話發(fā)送單播"連接答復(fù)，失敗"消息來拒絕來自第二 IP電話 的連接請(qǐng)求。
發(fā)出宣告的IP電話隨后發(fā)送"隊(duì)列合并請(qǐng)求"消息到第二 IP電話， 以將第二IP電話的雙重鏈表合并到其自己的雙重鏈表中。 一旦"隊(duì)列合并 答復(fù)"消息被發(fā)送到第二 IP電話，發(fā)出宣告的IP電話就進(jìn)入等待來自第 二鏈表頭的連接請(qǐng)求的狀態(tài)22，并且從第二 IP電話接收"隊(duì)列合并答 復(fù)"消息。還參照?qǐng)D12，由于第二 IP電話的鏈表的頭(而不是末端點(diǎn)) 是正在宣告的電話的"下一"連接，因此第二IP電話使"隊(duì)列合并請(qǐng)求" 穿過其鏈表，直到該消息到達(dá)鏈表的頭為止。當(dāng)頭接收到"隊(duì)列合并請(qǐng) 求"消息時(shí)，其發(fā)送"連接請(qǐng)求"消息到發(fā)出宣告的IP電話并且接收來自 發(fā)出宣告的IP電話的"連接答復(fù)、成功"消息以提供合并的雙重鏈表，如 圖12所示。然后，宣告IP電話進(jìn)入等待來自前一已連接電話的開始的狀
態(tài)24。狀態(tài)24類似于圖4的狀態(tài)16，但是，宣告IP電話不是末端點(diǎn)，因 此不等待"要求連接"宣告。
為了維持新的雙重鏈表的完整性，所有的IP電話都將優(yōu)選地每5秒發(fā) 起一次與其"前一"連接的單播"保持活躍"消息交換。在IP電話的
"前一"連接在優(yōu)選的1秒內(nèi)沒有響應(yīng)的情況下，認(rèn)為雙重鏈表被破壞并 且該IP電話變成其雙重鏈表的新頭。
在另一實(shí)施例中，IP電話通知其對(duì)等方來執(zhí)行特定動(dòng)作。例如，IP電 話可以使其消息傳遞被增強(qiáng)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(duì)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(shí)間量?jī)?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(huì)知道，本發(fā)明不局限于IP電話。可以使用任何連 接到中心服務(wù)器的IP設(shè)備，例如包括計(jì)算機(jī)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(shí)施例。但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員可 以想到修改和變形。認(rèn)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. 一種客戶端/服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)，包括與中心服務(wù)器通信的多個(gè)IP設(shè)備，所述多個(gè)IP設(shè)備彼此通信以將它們自身排隊(duì)到列表中以連接到所述中心服務(wù)器；其中，所述多個(gè)IP設(shè)備中的每一個(gè)IP設(shè)備包括驗(yàn)證裝置以在嘗試連接到所述中心服務(wù)器之前驗(yàn)證嘗試連接到所述中心服務(wù)器的IP設(shè)備的數(shù)目不超過最大數(shù)目。
2. 如權(quán)利要求1所述的客戶端/服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)，其中，所述多個(gè)IP設(shè)備 中的每一個(gè)IP設(shè)備包括用于從所述列表中的所述多個(gè)IP設(shè)備中的前一 IP 設(shè)備接收單播消息的裝置，所述單播消息包括所述嘗試連接到所述中心服 務(wù)器的IP設(shè)備的數(shù)目。
3. 如權(quán)利要求2所述的客戶端/服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)，其中，所述多個(gè)IP設(shè)備 中的每一個(gè)IP設(shè)備包括用于遞減計(jì)數(shù)值的裝置，所述計(jì)數(shù)值被接收自所述 列表中的所述多個(gè)IP設(shè)備中的所述前一 IP設(shè)備，并且遞減后的計(jì)數(shù)值被 傳遞給所述列表中的所述多個(gè)IP設(shè)備中的下一 IP設(shè)備。
4. 如權(quán)利要求2所述的客戶端/服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)，其中，所述單播消息是開始消息，所述開始消息用于提示所述多個(gè)IP設(shè)備中的每一個(gè)IP設(shè)備嘗試 連接到所述中心服務(wù)器，服務(wù)器連接嘗試按由所述列表確定的順序發(fā)生。
5. 如權(quán)利要求1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。
6. —種用于多個(gè)IP設(shè)備連接到中心服務(wù)器的方法，所述方法包括 將所述多個(gè)IP設(shè)備排隊(duì)到列表中；按由所述列表確定的順序，所述多個(gè)IP設(shè)備中的各個(gè)設(shè)備嘗試到所述中心服務(wù)器的連接；其中，所述多個(gè)IP設(shè)備中的每一個(gè)IP設(shè)備在嘗試連接到所述中心服 務(wù)器之前驗(yàn)證嘗試連接到所述中心服務(wù)器的IP設(shè)備的數(shù)目小于最大數(shù)目。
7. 如權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述列表中的所述多個(gè)IP設(shè)備中 的每一個(gè)IP設(shè)備維護(hù)所述列表中的所述多個(gè)IP設(shè)備中的前一 IP設(shè)備和所 述列表中的所述多個(gè)IP設(shè)備中的下一 IP設(shè)備的IP地址。
8. 如權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述多個(gè)IP設(shè)備中的每一個(gè)IP 設(shè)備從所述列表中的所述多個(gè)IP設(shè)備中的所述前一 IP設(shè)備得知所述嘗試 連接到所述中心服務(wù)器的IP設(shè)備的數(shù)目。
9. 如權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述多個(gè)IP設(shè)備中的每一個(gè)IP設(shè)備遞增所述嘗試連接到所述中心服務(wù)器的IP設(shè)備的數(shù)目，并且將該新數(shù) 目傳遞到所述列表中的所述多個(gè)IP設(shè)備中的所述下一 IP設(shè)備。
10. 如權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述多個(gè)IP設(shè)備按由所述列表 確定的順序嘗試連接到所述中心服務(wù)器。
11. 如權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述多個(gè)IP設(shè)備是IP電話。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于協(xié)調(diào)對(duì)服務(wù)器的連接嘗試的排隊(duì)方法。客戶端/服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)包括多個(gè)與中心服務(wù)器通信的IP設(shè)備。所述多個(gè)IP設(shè)備彼此通信以將它們自身排隊(duì)到鏈表中。所述多個(gè)IP設(shè)備然后以由鏈表所確定的順序連接到中心服務(wù)器。在嘗試連接到中心服務(wù)器之前，所述多個(gè)設(shè)備中的每一個(gè)都驗(yàn)證當(dāng)前嘗試連接到中心服務(wù)器的IP設(shè)備的數(shù)目不等于最大數(shù)目。
文檔編號(hào)H04L12/56GK101383878SQ200710145329
公開日2009年3月11日 申請(qǐng)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(dá)爾 申請(qǐng)人:米特爾網(wǎng)絡(luò)公司