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DE10314542A1 - Verfahren zur Kommunikation zwischen einem Media Gateway Controller und einem Media Gateway - Google Patents

Verfahren zur Kommunikation zwischen einem Media Gateway Controller und einem Media Gateway Download PDF

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DE10314542A1
DE10314542A1 DE10314542A DE10314542A DE10314542A1 DE 10314542 A1 DE10314542 A1 DE 10314542A1 DE 10314542 A DE10314542 A DE 10314542A DE 10314542 A DE10314542 A DE 10314542A DE 10314542 A1 DE10314542 A1 DE 10314542A1
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DE
Germany
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media gateway
gateway controller
controller
mgc
media
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Withdrawn
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DE10314542A
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English (en)
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Dirk Dr. Paulmann
Christian Ruppelt
Volker Stucky
Jürgen TEGELER
Carmen Waldner
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Siemens Corp
Original Assignee
Siemens Corp
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Publication date
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kommunikation zwischen einem Media Gateway und einem diesem aktiv zugeordneten, wenigstens ein Media Gateway steuernden Media Gateway Controller in einem Kommunikationssystem. Dabei werden mehrere Media Gateway Controller über eine gemeinsame übergeordnete Steuereinheit überwacht. Der Ausfall eines ersten Media Gateway Controllers wird durch die Steuereinheit erkannt und von dort wird ein Kommando an wenigstens einen zweiten Media Gateway Controller abgegeben. Dieser sendet daraufhin ein ServiceChange Kommando an ein ihm bisher nicht aktiv zugeordnetes Media Gateway ab, das von diesem in der Weise ausgewertet wird, dass eine Umschaltung vom bisher aktiv zugeordneten ersten Media Gateway Controller zum neu zugeordneten zweiten Media Gateway Controller erfolgt.

Description

  • Verfahren zur Kommunikation zwischen einem Media Gateway Controller und einem Media Gateway Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Es ist bekannt, zur Steuerung der Kommunikation in einem Kommunikationsnetz, beispielsweise in einer Kommunikationssteuerungseinrichtung, sogenannte Media Gateways, kurz MG, und dazugehörige Media Gateway Controller, kurz MGC, einzusetzen.
  • Jedem Media Gateway ist ein bestimmter Media Gateway Controller zugeordnet, der wiederum ein oder mehrere Media Gateways steuern kann.
  • Häufig sind mehrere Media Gateway Controller und mehrere Media Gateways zu einem Verbund zusammengeschaltet, der als sogenannte Server Farm bzw. Server Farm Architektur bezeichnet wird. Dabei werden die Media Gateway Controller durch eine übergeordnete Media Gateway Controller Steuereinheit, auch als MGC-Controller bezeichnet, überwacht.
  • Dieser MGC-Controller, kurz MGC SE, überwacht die Funktionsfähigkeit der Media Gateway Controller und führt eine Lastverteilung unter den Media Gateway Controllern durch.
  • Die Media Gateway Controller steuern mit dem sogenannten MEGACO Standard, gemäß den Normen H.248 V1 bzw. H.248 V2, die Media Gateways.
  • Beim MEGACO Standard ist kein Mechanismus vorgesehen, dass ein Media Gateway durch mehrere Media Gateway Controller gleichzeitig gesteuert werden kann.
  • Auf dem Media Gateway ist ein Media Gateway Controller oder eine Liste von Media Gateway Controllern administriert. Auf dem Media Gateway hat ein Media Gateway Controller der Liste den Zustand "active" bzw. ist aktiv, während die restlichen Media Gateway Controller der Liste den Zustand "standby" bzw. Stand-by haben.
  • Während eines Hochlaufs meldet sich ein Media Gateway bei dem als "active" gekennzeichneten Media Gateway Controller an und erhält im positiven Fall eine Quittung. Bekommt das Media Gateway nach einer Anzahl Wiederholungen keine Quittung, versucht das Media Gateway, sich nacheinander bei einem der "standby" Media Gateway Controller anzumelden. Ist die Anmeldung bei einem dieser Media Gateway Controller erfolgreich, wird dieser in der Liste des Media Gateway als "active" eingetragen, registriert bzw. gekennzeichnet. Der vormals aktive Media Gateway Controller wird zu einem "standby" Media Gateway Controller.
  • Dem Media Gateway ist nur erlaubt, Nachrichten von dem als "active" gekennzeichneten Media Gateway Controller zu empfangen.
  • Für den Ausfall eines Media Gateway Controller sind im MEGACO Standard zwei Szenarien beschrieben:
    • 1. Das Media Gateway bemerkt, dass es die Kommunikation zum Media Gateway Controller verloren hat und schickt ein sogenanntes "ServiceChange" Kommando an den ersten "standby" Media Gateway Controller in seiner Liste. Ist der folgende sogenannte Handshake bzw. handshake erfolgreich, wird dieser "standby" Media Gateway Controller zum "active" Media Gateway Controller und das Media Gateway darf fortan nur mit diesem Media Gateway Controller kommunizieren.
    • 2. Für den Fall, dass nur ein Teilausfall eines Media Gateway Controller vorliegt oder eine manuelle Administration durch geführt wird, kann der Media Gateway Controller, der die Kontrolle über ein oder mehrere Media Gateway abgibt, ein "ServiceChange" Kommando mit der sogenannten Methode "handoff" an das/die betroffenen Media Gateways schicken und in der Nachricht die Adresse eines anderen Media Gateway Controller mitsenden. Dieser andere Media Gateway Controller wird dann aktiver Media Gateway Controller des / der betroffenen Media Gateways. Der ursprüngliche aktive Media Gateway Controller wird zu einem Stand-by Media Gateway Controller.
  • Der Totalausfall eines Media Gateway Controller kann nur über die erste Variante behandelt werden kann.
  • Eine Steuereinrichtung der Media Gateway Controller kann kein Umschalten auf einen anderen Media Gateway Controller gemäß der zweiten Variante veranlassen, weil andererseits im MEGACO Standard vorgeschrieben ist, dass das Media Gateway eine Antwort bzw. Response auf eine Anfrage bzw. Request immer an die Absender- bzw. Sender-Adresse des zugehörigen Requests zurücksenden muss. Die Sender-Adresse des Requests muss aber die des ausgefallenen Media Gateway Controllers sein, weil das Media Gateway nur Nachrichten von diesem Media Gateway Controller akzeptiert. Das bedeutet, wenn statt des ausgefallenen Media Gateway Controller ein anderer zweiter Media Gateway Controller die "ServiceChange" Nachricht an das / die betroffenen Media Gateways schickt, wird die Response des / der Media Gateways an den ausgefallenen Media Gateway Controller geschickt und nicht an den zweiten Media Gateway Controller. Damit kommt kein Handshake zustande und das / die Media Gateways können nicht auf einen Ersatz Media Gateway Controller umschalten.
  • Ein Media Gateway seitiges Umschalten auf einen anderen Media Gateway Controller nach der ersten Variante ist zwar möglich, hat aber mehrere Nachteile: Die spezifizierte Überwachungszeit bis zum Erkennen eines Ausfalls für den Fall, dass man ein User Datagram Protocol, kurz UDP, oder ein Transmission Control Protocol, kurz TCP, als Protokoll unterhalb von MEGACO benutzt, ist sehr lang und beträgt gemäß dem Standard etwa 30 Sekunden.
  • Benutzt man das Stream Control Transmission Protocol, kurz SCTP, als Protokoll unterhalb von MEGACO, kann man eine deutlich kürzere Überwachungszeit erreichen. SCTP ist aber im ursprünglichen Standard gar nicht als Protokoll unterhalb von MEGACO vorgesehen, sondern wird erst in ANNEX H, H.248.4, eingeführt. Die Verwendung von SCTP statt UDP würde außerdem einen erheblichen dynamischen Overhead bedeuten und damit zusätzliche Kosten verursachen. Auch aus Gründen der Interoperabilität muss MEGACO über TCP/UDP auf jeden Fall unterstützt werden.
  • Ein Media Gateway seitiges Umschalten auf einen anderen Media Gateway Controller hat prinzipiell den Nachteil, dass damit das eigentliche Architekturkonzept des MEGACO Standard auf den Kopf gestellt wird. Das Media Gateway wird so nämlich zur Steuereinrichtung der Media Gateway Controller. Dies wäre von großem Nachteil, wenn man versuchen würde, auf dem Media Gateway eine sogenannte "call state" Information der aktiv laufenden calls bzw. Kommunikationsverbindungen der Media Gateway Controller zu sichern, um sie im Fall eines Media Gateway Controller-Ausfalls einem anderen Media Gateway Controller wieder zur Verfügung zu stellen. Es ist nicht möglich, dass der ausgefallene Media Gateway Controller, nachdem er wieder in Betrieb gegangen ist, die Kontrolle über seine Media Gateways selbständig wieder übernimmt.
  • Als weitere Lösung zur Erhöhung der Ausfallsicherheit legt der MEGACO Standard nahe, eine 1+1 Redundanz der Media Gateway Controller und ein sogenanntes "failover" unter Beibehaltung der Internet Protocol Adresse, kurz IP Adresse, zu implementieren.
  • Dies ist allerdings eine sehr teure Lösung. Erstens muss die Hardware dafür doppelt vorgehalten werden, und zweitens muss eine entsprechende "failover" Funktion auf den Media Gateway Controller Plattformen implementiert sein. Diese ist kompliziert zu realisieren. Zudem müssen die Rückwirkungen bei einem "failover" unter Halten der IP Adresse genau durchdacht werden, da der übernehmende Media Gateway Controller mit der Übernahme die IP Adresse des ausgefallenen Media Gateway Controller bedient und damit alle Nachrichten empfängt, die für den ausgefallenen MGC bestimmt waren.
    •
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine einfache Möglichkeit zur Ersatzschaltung von Media Gateway Controllern aufzuzeigen.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
  • Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, den MEGACO Standard dahingehend zu erweitern, dass es einem Media Gateway erlaubt ist, in einem gewissen Fall Steuernachrichten von einem fremden, d.h. nicht aktiv zugeordneten bzw. Stand-by Media Gateway Controller zu verarbeiten.
  • Im speziellen soll es einem Media Gateway erlaubt sein, ein "ServiceChange" Kommando nicht nur von seinem aktiven Media Gateway Controller zu empfangen und zu verarbeiten, sondern auch von einem beliebigen Stand-by Media Gateway Controller. Die Reaktion auf den Empfang eines "ServiceChange" Kommandos von einem Stand-by Media Gateway Controller soll sein, dass der Stand-by Media Gateway Controller zum aktiven Media Gateway Controller wird und der vormals aktive Media Gateway Controller zu einem Stand-by Media Gateway Controller.
  • Der Vorteil der Erfindung besteht darin, dass der Betrieb mehrerer Media Gateway Controller und Media Gateways in einer Server Farm Architektur durch einfache und kostengünstige Re dundanzkonzepte geschützt ist, wodurch ein hoher Grad an Ausfallsicherheit erreicht wird.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird durch einen Zusatzbefehl bzw. Zusatz im "ServiceChange" Kommando das Risiko eines ungewollten Umschaltens eines Media Gateway von einem aktiven Media Gateway Controller auf einen Stand-by Media Gateway Controller minimiert. Beispielsweise durch die Einschränkung, dass nur "ServiceChange" Kommandos mit dem Zusatz "method = handoff" von einem Stand-by Media Gateway Controller durch ein Media Gateway ausgewertet werden dürfen. Dieser Zusatz bietet den zusätzlichen Vorteil, dass in einem standardkonform implementierten Media Gateway keine weiteren Änderungen vorgenommen werden müssen, außer den Empfang dieser Nachricht zuzulassen.
    •
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden beschrieben.
  • Dabei zeigt die Figur eine schematische Darstellung einer Kommunikationseinrichtung zur Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • Die Figur zeigt eine Kommunikationseinrichtung, die beispielsweise in einer Server Farm-Architektur konfiguriert ist. Diese besteht aus mehreren Media Gateway Controllern MGC 1, ... MGC M, MGC M+1, ..., MGC N, die über nicht dargestellte Verbindungen einerseits mit einer übergeordneten Media Gateway Controller Steuereinheit respektive einem MGC Controller MGC SE und andererseits mit mehreren Media Gateways MG 1, ..., MG X verbunden sind. Die Verbindungen sind beispielsweise als Internet Protocol Verbindungen ausgeführt.
  • Einem Media Gateway Controller MGC K sind jeweils ein oder mehrere Media Gateways zugeordnet. Dabei wird ein Media Gateway MG J von einem Media Gateway Controller MGC K gesteuert.
  • Die Media Gateway Controller Steuereinheit MGC SE überwacht die Funktionsfähigkeit der Media Gateway Controller und führt eine Lastverteilung unter den Media Gateway Controllern durch.
  • Ein Teil bzw. alle Media Gateway Controller MGC 1, ..., MGC N haben eine höhere Kapazität, als sie für den Betrieb der ihnen zugeordneten Media Gateways benötigen. D.h. einzelne bzw. alle Media Gateway Controller können zusätzlich zu ihrem Dauerbetrieb noch einzelne Media Gateways übernehmen.
  • In der Figur ist dem Media Gateway Controller MGC N das Media Gateway MG 1 zugeordnet, mit dem es über den MEGACO Standard, gemäß den Normen H.248 V1 bzw. H.248 V2 kommuniziert, was durch einen gestrichelt gezeichneten Doppelpfeil A verdeutlicht werden soll.
  • Hat der Media Gateway Controller MGC N eine Störung, wird dies durch die Media Gateway Controller Steuereinheit MGC SE erkannt, beispielsweise durch einen Alarm, eine Alarmmeldung oder fehlende Antworten auf Anfragen bzw. Requests von der Media Gateway Controller Steuereinheit MGC SE an den Media Gateway Controller MGC N. In der Figur soll das Erkennen der Störung des Media Gateway Controller MGC N durch die Media Gateway Controller Steuereinheit MGC SE mittels eines Pfeils B verdeutlicht werden.
  • Bei Erkennen eines Störungszustandes eines Media Gateway Controllers, im Beispiel MGC N, wird von der Media Gateway Controller Steuereinheit MGC SE ein Kommando an einen anderen Media Gateway Controller abgegeben, im Beispiel MGC M, mit der Information, ein bestimmtes Media Gateway (eines zuvor intakten Media Gateway Controllers) aktiv zu steuern. Im Bei spiel soll das Media Gateway MG1, das zuvor vom intakten Media Gateway Controller MGC N gesteuert wurde, durch den von der Media Gateway Controller Steuereinheit MGC SE ausgewählten Media Gateway Controller MGC M gesteuert werden. In der Figur soll das Kommando, beispielsweise eine Trigger Nachricht – übernehme MG1 –, von der Media Gateway Controller Steuereinheit MGC SE and den Media Gateway Controller MGC M durch den Pfeil C verdeutlicht werden.
  • Die Zuordnung eines Media Gateways zu einem Media Gateway Controller durch die Media Gateway Controller Steuereinheit MGC SE kann nach bekannten Szenarien der Lastverteilung oder anderen Kriterien erfolgen. Diese sind nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung.
  • Nach Erhalt des Kommandos bzw. der Trigger Nachricht von der Media Gateway Controller Steuereinheit MGC SE sendet der Media Gateway Controller MGC M ein "ServiceChange" Kommando an das Media Gateway MG 1. Dieses Kommando kann einen oder mehrere Zusatzbefehle, wie beispielsweise "method=handoff" oder ähnlich enthalten. Das Media Gateway MG 1 wertet diese Nachricht, obwohl sie nicht von seinem aktiven Media Gateway Controller kommt, aus und führt eine Umschaltung derart aus, dass der Media Gateway Controller MGC M zum aktiven Media Gateway Controller wird und der alte bzw. bisherige Media Gateway Controller MGC N als Stand-by geführt wird. Beispielsweise erfolgt dies durch Eintragungen oder Abspeicherungen in einer Liste im Media Gateway MG 1. In der Figur soll dieser Vorgang durch den Pfeil D verdeutlicht werden.
  • Anschließend ist der Media Gateway Controller MGC M neuer aktiver Media Gateway Controller für das Media Gateway MG 1. Dies soll in der Figur durch den Pfeil E zwischen Media Gateway 1 und Media Gateway Controller MGC M verdeutlicht werden.
  • Ist der Media Gateway Controller MGC N wieder störungsfrei, wird dies von der Media Gateway Controller Steuereinheit MGC SE bemerkt. Die Prozedur kann nun entgegengesetzt ablaufen. D.h. MGC N wird wieder aktiver Media Gateway Controller vom Media Gateway MG 1. In der Folge hat der Media Gateway Controller MGC M wieder Kapazität frei, um im Störungsfall eines Media Gateway Controllers ein anderes Media Gateway zu übernehmen.
  • Um immer eine sehr gute Verfügbarkeit zu erreichen, kann die Anzahl der Media Gateway Controller mit freier Kapazität wesentlich kleiner sein als die Hälfte der Gesamtzahl der Media Gateway Controller, wie sich leicht zeigen läßt. Die Anwendung des Verfahrens ist deshalb besonders ökonomisch für eine Konfiguration mit einer größeren Anzahl von Media Gateway Controllern.
  • Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ergeben sich erhebliche Einsparungen von Hardwarekosten gegenüber der 1+1 Redundanz. Da hier die Anzahl der Media Gateway Controller mit freier Kapazität genau die Hälfte der Gesamtzahl der Media Gateway Controller sein muss.
  • Weiterhin sind keine negativen Rückwirkungen auf andere Applikationen zu befürchten.
  • Wenn die Media Gateway Controller Steuereinheit MGC SE über ein Minimum an Call State Informationen der betroffenen Calls eines ausgefallenen Media Gateway Controllers verfügt, insbesondere die zu einem Call zugehörigen Media Gateways und die sogenannten Contexts kennt, können bei der vorliegenden Erfindung stabile Verbindungen im Fall eines Media Gateway Controller Ausfalls erhalten bleiben und die Calls über den neuen Media Gateway Controller regulär ausgelöst werden. Die grundlegende Call Funktionalität für stabile Verbindungen steht damit nach einem Media Gateway Controller Ausfall und dem "failover" auf einen anderen Media Gateway Controller weiterhin zur Verfügung.
  • Wird eine erweiterte bzw. die gesamte Call State Information auf der Media Gateway Controller Steuereinheit MGC SE gehalten und auf den übernehmenden Media Gateway Controller MGC geladen, bleibt für die geretteten Calls die volle Funktionalität erhalten.

Claims (5)

  1. Verfahren zur Kommunikation zwischen einem Media Gateway und einem diesem aktiv zugeordneten, wenigstens ein Media Gateway steuernden Media Gateway Controller, in einem Kommunikationssystem, bei dem mehrere Media Gateway Controller über eine gemeinsame übergeordnete Steuereinheit überwacht werden, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausfall eines ersten Media Gateway Controllers durch die Steuereinheit erkannt wird und von dort ein Kommando an wenigstens einen zweiten Media Gateway Controller abgegeben wird, der daraufhin ein ServiceChange Kommando an ein ihm bisher nicht aktiv zugeordnetes Media Gateway absendet, das von diesem in der Weise ausgewertet wird, dass eine Umschaltung vom bisher aktiv zugeordneten ersten Media Gateway Controller zum neu zugeordneten zweiten Media Gateway Controller erfolgt .
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Media Gateway der vormals aktive Media Gateway Controller nach einer Umschaltung als Stand By Media Gateway Controller eingetragen wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein von einem nicht aktiv zugeordneten Media Gateway Controller abgegebenes ServiceChange Kommando von einem Media Gateway nur aufgrund eines darin enthalten Zusatzbefehls ausgewertet wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatzbefehl method=handoff ist.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren gemäß dem MEGACO Standard H.248 V1 oder H.248 v2 betrieben wird.
DE10314542A 2003-03-31 2003-03-31 Verfahren zur Kommunikation zwischen einem Media Gateway Controller und einem Media Gateway Withdrawn DE10314542A1 (de)

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