SE518011C2 - Förbättring i eller avseende telekommunikationsnät - Google Patents

Description

25 30 35 518 0121 Föreliggande uppfinning är, delvis, baserad på insikten att det i ett telcfonnät är möjligt att förse klienten (telefonväxeln) med mer information om den övergripande systemarkitekturen än vad som är möjligt i ett konventionellt client/server-törhållande, eftersom antalet växlar som betjänas av den till ett flertal uppgående antalet databaser är känt och tämligen statiskt.

De flesta existerande databassystemen, i vilka det finns ett flertal replikerade databaser, hanterar icke problemet att omdistribuera klienterna när en databas fallerar. I de system som faktiskt tar itu med detta problem hanteras klientomdistributionen ofta statiskt i enlighet med en förbestämd prioritetsordning. Försök har gjorts att hantera klientomdistribution dynamiskt, på ett optimalt sätt, utan större framgång. Den primära orsaken till misslyckandet med optimal dynamisk klientomdistribution är att det problem som skall lösas i själva verket är ett mycket svårt kombinatoriskt problem. Det skall noteras att föreliggande uppfinning undviker användningen av optimala dynamiska lösningar och, därmed behovet av att lösa dcttakoinbinatoriska problem.

Föreliggande uppfinning använder nämligen en enkel slumpmässig återfördelning av klienter över de tillgängliga databasema, vilket ger en god heuristisk approximering av optimeringsproblemet.

Enligt en forsta aspekt av föreliggande uppfinning, tillhandahålles ett telekommunikationsnät, innefattande ett flertal telefonväxlar, m, och ett flertal identiska databaser, n, där m är väsentligt större än n, i vilket varje telefonväxel är anordnad att. vid en given tidpunkt, äga åtkomst till en databas, kännetecknat av att varje telefonväxel har information som specificerar en adress och ett tillstånd for varje databas i telekommunikationsnätet, och av att den databas till vilken en telefonväxel äger åtkomst, väljs dynamiskt av telefonväxeln.

Databasen till vilken åtkomst skall ägas, vid en given tidpunkt, av varje telefonväxel kan eventuellt väljas dynamiskt och slumpmässigt.

Telefonväxeln kan eventuellt vara anordnad att slumpmässigt välja en ny databas när en databas som har valts av denna nämnda telefonväxel fallerar eller går ner.

Varje telefonväxel kan eventuellt initialt vara associerad med en föredragen, eller primär, databas.

Nämnda m telefonväxlar kan eventuellt vara slumpmässigt associerade med föredragna databaser, på ett sådant sätt att varje databas har en väsentligen likartad belastning med 10 15 20 25 30 35 518 911 avseende på åtkomsttransaktioner som adresseras därtill.

Varje telefonväxel som har en viss databas angiven som primärdatabas kan eventuellt vara anordnad att, när en databas som har fallerat åter blir tillgänglig, återvälja denna databas för dataåtkomsttransaktioner.

Varje telefonväxel kan eventuellt ha medel för identifiering av när dess primärdatabas är otillgänglig, medel för identifiering av vilka databaser i telekommunikationsnätet som är tillgängliga, och organ för detektering av när en databas som har varit otillgänglig blir tillgänglig.

För den händelse nämnda telekommunikationsnät är avdelat i en forsta och en andra avdelning, till följd av ett kommunikationsfel, så att databaser i den första avdelningen icke är åtkomliga från telefonväxlar i den nämnda andra avdelningen, kan eventuellt varje databas vara försedd med medel för att möjliggöra för databasen att fastställa hur många telefonväxlar som har åtkomst till nämnda databas, och av att medel är anordnade för förhindrande av uppdateringar av nämnda databas i nämnda första avdelning, när endast hälften, eller färre, av telefonväxlarna i det nämnda telekommunikationsnätet har åtkomst till databasen.

För den händelse nämnda andra avdelning inkluderar mer än hälften av nämnda telefonväxlar, och nämnda andra avdelning är ytterligare avdelad, till följd av ett kommunikationsfel, i tredje och fjärde avdelningar, och en majoritet av telefonväxlarna i iiämnda andra avdelning är inom nämnda tredje avdelning, kan det eventuellt vara anordnat medel för förhindrande av uppdateringar av databaser som är verksamma i nämnda fjärde avdelning.

Det kan eventuellt vara anordnat medel för säkrande av att, när en databas som har fallerat, eller har varit inom en isolerad avdelning av nämnda telekommunikationsnät, är på väg att återvända till full operativ verksamhet, nämnda databas initialiseras så att dess innehåll är identiskt med en annan databas, inom nämnda telekommunikationsnät, som för tillfället är fullt operativ, innan någon telefonväxel medgives åtkomst till nämnda databas.

Varje telefonväxel i nämnda telekommunikationsnät kan eventuellt bära en datapost för var och en av databaserna i nämnda telekommunikationsnät och en tillståndsflagga, där namnet är ett logiskt namn för databasen och tillståndsllaggan indikerar huruvida databasen för tillfället är åtkomlig eller icke från en given telefonväxel. n n q o u | a . o. 10 15 20 25 30 35 518 0111 Nämnda adress kan eventuellt vara en IP-adress.

Varje telefonväxel i nämnda nätverk kan eventuellt vara anordnad att driva en hjärtslagsprocess vilken kontinuerligt övervakar ett hjärtslag som sänds ut av varje databas i nämnda nät och, om det uppträder en tillståndsändring för en given databas, modifierar tillståndsflaggan för den databasen.

Varje telefonväxel i nämnda telekommunikationsnät kan eventuellt vara anordnad att. i händelse av en tillståndsändring hos en databas som är en Aktuell_Nod för en given telefonväxel, välja en ny Aktuell_Nod enligt följande regel: Aktuell_Nod = { N om N.Tillstånd = Upp, annars välj slumpmässigt en ny databas bland alla t databaser, där t.Tillstånd = Upp}, där N betecknar primärdatabasen för telefonväxeln, N.Tillstånd är tillståndsflaggan för databasen N i dataposten över databaser som finns telefonväxeln, t betecknar en given databas i telekommunikationsnätet som är skild från N. och t.tillstånd betecknar tillståndsflaggan för databasen t:s datapost i telefonvâixeln.

Nämnda telekommunikationssystem kan eventuellt vara anordnat att hantera ett fri- nummersystem (free-number system), och nämnda databaser kan eventuellt inkludera en konkordansdatapost för varje abonnent hos nämnda telekommunikationsnät, vilken länkar samman ett logiskt nummer, som används av andra till att initiera anrop till en abonnent, med ett fysiskt nummer som används av telekommunikationsnätet för att identifiera en accesspunkt för den abonnenten.

Enligt en andra aspekt av föreliggande uppfinning tillhandahålles en telefonväxel anordnad att arbeta inom ett telekommunikationsnät iiinefattande ett flertal telefonväxlar, m, och ett flertal identiska databaser, n, där m är väsentligt större än n, i vilket varje telefonväxel är anordnad att, vid en given tidpunkt, äga åtkomst till en databas, kännetecknad av att varje telefonväxel har information som specificerar en adress och ett tillstånd för varje databas i telekommunikationsnätet, och av att den databas till vilken en telefonväxel äger åtkomst, väljs dynamiskt av telefonväxeln.

Enligt en tredje aspekt av föreliggande uppfinning tillhandahålles en databas, anordnad att arbeta inom ett telekommunikationsnät inkluderande ett flertal telefonväxlar, m, och ett flertal identiska databaser, n, där m är väsentligt större än n, i vilket varje telefonväxel är anordnad att, vid en given tidpunkt, äga åtkomst till en databas, kännetecknad av att, när nämnda telekommunikationsnät är avdelat i en första och en 10 l5 20 25 30 35 518 011 5 andra avdelning, till följd av ett kommunikationsfel, så att databaser i den första avdelningen icke är åtkomliga från telefonväxlar i den nämnda andra avdelningen, varje databas har medel för niöjliggöra för databasen att fastställa hur många telefonväxlar som har åtkomst till nämnda databas, och av att medel är anordnade för förhindrande av uppdateringar av nämnda databas i nämnda första avdelning, när endast hälften, eller färre, av telefonväxlarna i det nämnda telekommunikationsnätet har åtkomst till databasen.

Enligt en fjärde aspekt av uppfinningen tillhandahålles ett forfarande för drivande av ett telekommunikationsnät, innefattande ett flertal telefonväxlar, m, och ett flertal identiska databaser, n, där m är väsentligt större än n, i vilket varje telefonväxel är anordnad att, vid en given tidpunkt, äga åtkomst till en databas. kännetecknat av stegen att förse varje telefonväxel med information som speciflcerar en adress och ett tillstånd för varje databas i telekommunikationsnätet, och att medelst varje telefonväxel dynamiskt välja den databas till vilken nämnda telefonväxel skall äga ätkonist.

Varje telefonväxel kan eventuellt dynamiskt och slumpmässigt välja den databas till vilken åtkomst skall ägas vid en given tidpunkt.

En telefonväxel kan eventuellt slumpmässigt välja en ny databas när en databas som har valts av denna nämnda telefonväxel fallerar eller går ner.

Varje telefonväxel kan eventuellt initialt associeras med en föredragen, eller primär, databas.

Var och en av nämnda m telefonväxlar kan eventuellt slumpmässigt associeras med en föredragen databas, på ett sådant sätt att varje databas har en väsentligen likartad belastning med avseende på åtkomsttransaktioner som adresseras därtill.

När en databas som har fallerat åter blir tillgänglig, kan eventuellt varje telefonväxel som har denna databas angiven som primärdatabas återvälja denna databas för dataåtkomsttransaktioner.

Varje växel kan eventuellt identifiera när dess primärdatabas är otillgänglig, identifiera vilka databaser i telekommunikationsnätet som är tillgängliga, och detektera när en databas som har varit otillgänglig blir tillgänglig. 10 15 20 25 30 35 518 6011 I den händelse nämnda telekommunikationsnät är avdclat i en första och en andra avdelning, till följd av ett kommunikationsfel, så att databaser i den första avdelningen icke är åtkomliga från telefonväxlar i den nämnda andra avdelningen, kan eventuellt varje databas fastställa hur många telefonväxlar som har åtkomst till nämnda databas, och uppdateringar av nämnda databas i nämnda första avdelning kan eventuellt förhindras, när endast hälften, eller färre, av telefonväxlarna i det nämnda telekommunikationsnätet har åtkomst till databasen.

I den händelse nämnda andra avdelning inkluderar mer än hälften av nämnda telefonväxlar, och nämnda andra avdelning är ytterligare avdelad, till föl_jd av ett kommunikationsfel, i tredje och fjärde avdelningar, och en majoritet av telclixiiviixlzirriat i nämnda andra avdelning är inom nämnda tredje avdelning, kan eventuellt uppdateringar av databaser som är verksamma i nämnda fjärde avdelning förhindras. l den händelse en databas som har fallerat, eller har varit inom en isolerad avdelning av nämnda telekommunikationsnät, är på väg att återvända till full operativ verksamhet, kan eventuellt nämnda databas initialiseras så att dess innehåll är identiskt med en annan databas, inom nämnda telekommunikatiotisiiät, som för tillfället är fullt operativ, innan någon telefonväxel medgives åtkomst till nämnda databas.

Varje telefonväxel kan eventuellt bära en datapost för var och en av databaserna i nämnda telekommunikationsnät, inkluderande, för varje databas, ett namn, en adress och en tillståndsflagga, där namnet är ett logiskt namn för databasen och tillståndsflaggan indikerar huruvida databasen för tillfället är åtkomli g eller icke från en given telefonväxel.

Varje telefonväxel kan eventuellt driva en hjärtslagsprocess vilken kontinuerligt övervakar ett hjärtslag som sänds ut av varje databas i nämnda nät och kan, om det uppträder en tillståndsändring för en given databas, modifiera tillståndsflaggan för den databasen.

Varje telefonväxel kan, i händelse av en tillståndsändriiig hos en databas som är en Aktuell_Nod för en given telefonväxel, välja en ny Aktuell_Nod enligt följande regel: Aktuell_Nod = { N om N.Tillstånd = Upp, annars välj slumpmässigt en ny databas bland alla t databaser, där t.Tillstånd = U pp}, där N betecknar primärdatabasen för telefonväxeln. N.Tillstånd är tillståndsflaggan för databasen N i dataposten över databaser som finns telefonväxeln, t betecknar en given databas i telekommunikationsnätet som är skild från N, och Ltillstånd betecknar 10 15 20 25 30 35 518 011 7 tillståndsflaggan för databasen tzs datapost i telefonväxeln.

Enligt en femte aspekt av föreliggande uppfinning tillhandahålles ett telekommunikationssystem, känneteeknat av att det inkluderar ett telekommunikationsnät, eller en telefonväxel, eller en databas, eller arbetar i enlighet med ett förfarande, enligt något av ovanstående stycken.

Utföringsformer av uppfinningen skall nu beskrivas med hjälp av exempel med hänvisning till den bifogade ritningen, i vilken: Figur 1 illustrerar ett förenklat exempel på ett telekommunikationsnät enligt föreliggande uppfinning i vilket alla databasservrar är operativa; och Figur 2 illustrerar telekoinmuníkationsnätet enligt Figur l, efter det att en av databaserna har kopplats ned.

Figur 1 visar ett förenklat kommunikationsnätverk innefattande tolv telefonväxlar 2 som betjänas av tre databasservrar l. Såsom framgår av ritningen betjänas varje växel 2 av en enda databas 1, och var och en av databaserna kan kommunicera med var och en av de övriga databasema. Om någon av databasservrarna fallerar av någon anledning, såsom visas i Figur 2, är det nödvändigt att på nytt tilldela databaser som är i drift till de telefonväxlarna som ursprungligen betjänades av den lallerande databasservern.

Tilldelningen av en ny databas till en telefonväxel, till följd av fallerandet av en databasserver, är temporärt och måste reverseras när den fallerande servern åter kommer i drift. Användningen av ett flertal replikerade databaser tillhandahåller en grad av redundans som förbättrar växlars åtkomlighet av avgörande eller vital data.

Telekommunikationsnätet som beskrivs med hänvisning till Figurerna 1 och 2 är mycket förenklade versioner av verkliga nät. Ett verkligt nät kan inkludera ett mycket stort antal telefonväxlar, t.ex. 270, och väsentligt fler databasservrar än vad som visas i ritningen, t.ex. 13. Den exakta fysiska lokaliseringeii av databasservrarna är en bekvämlighetsfråga, de kan vara belägna i näthanteriiigscentra, eller i samma byggnad som telefonväxlar. Det viktiga är att de arbetar oberoende av telefonväxlar och är självständiga, distinkta nätelement.

Beslutet om vilken databas en given växel skall associeras med, d.v.s. vilken databas en växel kommer att anropa när den behöver data, t.ex. för upprättande av ett samtal, fattas dynamiskt av telefonväxeln. Detta innebär att, förutsatt att det finns ett betydande antal växlar i nätet och antalet växlar är väsentligt större än antalet databaser, distributionen av växlar till databaser tas fram slumpmässigt och att. i medeltal, varje databas 10 l5 20 25 30 35 518 s approximativt kommer att bära lika last. Genom att lokalisera databasselekteringen hos klienten (telefonväxeln) kan en klient välja och anropa en ny databas om, av någon anledning, dess förbindelse med en initialt vald databas fallerar. Detta uppfyller kravet att, i händelse av att en databas fallerar, växlar som är associerade med den fallerande databasen snabbt kan skaffa åtkomst till en databas som är i drift.

Om det totalt finns n databaser i telekommunikationsnätet, varav två fallerar, kommer det totalt att finnas n-2 databaser för att tillgodose behoven hos alla telefonväxlar i systemet, t.ex. m, där m >> n. Att bestämma omdistribueringen av n-2, eller färre om fler databaser har fallerat, är ett svårt optimeringsproblem att hantera på ett matematiskt precist sätt.

Initialt, d.v.s. när alla databaser är i drift, har varje växel en primärdatabas som den anropar. Denna kan vara i förväg angiven, eller slumpmässigt vald, av varje växel.

Antag att en av databaserna i telekommunikationsnätverket fallerar. Alla telefonväxlar för vilka den fallerande databasen var primärdatabas distribueras då slumpmässigt bland databaserna som är i drift. Detta kan anses vara ckvivalent med att varje omtilldelad växel temporärt tar en ny primärdatabas, i den händelse dess ursprungliga primärdatabas fallerar. Allt eftersom databaser progressivt fallerar, fortsätter växlar att ta nya primärdatabascr så länge som möjli gt. När en databas som har fallerat återkommer i drift, börjar alla växlar som hade den databasen som sin primärdatabas att anropa den igen, d.v.s. den nyligen i drifl komna databasen återupprättas som primärdatabas för de växlar för vilka den initialt var primärdatabas. Detta innebär att de växlar vars primärdatabas fortfarande är ur drift kommer att fortsätta vara slumpmässigt distribuerade bland de åtkomliga databaserna. Det skall noteras att en nyligen återupprättad databas icke kommer att bära några växlar utöver de för vilka den är en initial primärdatabas, d.v.s. om två databaser har faller-at, och en har återupprättats, kommer den återupprättade databasen att bära sin ursprungliga last medan dc övriga i drift varande databaserna kommer att bära en extra last. Detta säkerställer att den ursprungliga distributionen av databaser till växlarna progressivt återupprättas allt efiersom databasema åter börjar fungera. Det innebär emellertid att det kan förekomma en temporär olikhet av laster. Detta kommer ziutomatiskt att rättas till när antingen ller databaser kommer i drilt eller ller databaser fallerar.

Detta kräver att varje växel: -kan detektera när en databas som för närvarande är dess primärdatabas har blivit otillgänglig; -vet vilka av de övri ga databasema i telekommunikationsnätet som är tillgängliga; n nn nn nn n nn nn n n n n n n n n n n n n n nn n 0 00 ' n n n n n n n n nn n n n I nn! 0 I 0 nnn nnn n n nen n n n n n n n n n n . n n n nn n n n n n n n n I n n n n nn nn nn nnn nnnn nn 10 15 20 25 30 35 518 011 9 -dctcktcrar när en databas som har blivit otill gängli g ilter blir tillgängli g.

Betänk två replikerade databaser DBl och DB2, d.v.s. de två databaserna är exakta kopior av varandra . Klienter, d.v.s. telefonväxlar kan anropa och komma åt vilken som helst av databasema, d.v.s. klientlasten är lika delad niellan de två databaserna.

Växlarna både läser och skriver till databaserna. Uppdatering och parallelldriltstyrning (eoncurrency control) åstadkommes genom utbyte av information mellan databasservrama. De följande tre falleringsmoderna kan uppträda: 1. en av databaserna fallerar; 2. ett kommunikationsfel leder till att databaserna var och en endast är kapabla att betjäna en given deluppsättning av klienterna, d.v.s. varje databas blir lokaliserad i en avdelad del av telekommunikationsnätet; och 3. båda databaserna fallerar. l fallet (1) bör den databas som kvarstår i drift vara kapabel att förse alla klienter med data, inklusive de som ursprungligen hade tillgång till den fallerade databasen.

I fallet (2) kommer det att ur DB1:s synvinkel verka som att DB2 har fallerat, och från DB2:s synvinkel att DB1 har fallerat, eftersom de två databaserna icke längre kommer att vara kapabla att kommunicera med varandra. Problcniet är: "Hur avgör en databas om den andra databasen har fallerat, eller det blott föreligger ett kommunikationsfelT" I själva verket kan ingen av databaserna avgöra om den andra databasen har fallerat eller om det föreligger ett kommunikationsfel. I synnerhet, hur kommer databasuppdateringar att hanteras när de icke kan göras samtidigt till båda databaserna? I några kända databassystem intages en optimistisk syn på problemet, och DBl och DB2 tillåts arbeta oberoende av varandra. Inkonsistenser, om sådana förekommer, som uppträder i datan, d.v.s. uppdateringar som görs till samma dataelement i varje databas. upplöses efter det att kommunikation mellan databaserna har återupprättats, genom användning av en lämplig algoritm som är ekvivalent med att en operatör studerar loggfiler. Andra system definierar en huvuddatabas ("inaster-database") som alltid tillåts fungera, ensam om så krävs, d.v.s. uppdateringar är endast tillåtna etter det att de har införts i huvuddatabasen.

I båda fallen (I) och (2) är det enda verkliga problemet hanteringen av uppdateringar. 10 15 20 25 30 35 518 fw Två andra problem associerade med detta exempel är: - Om båda databaserna har tallerat, fall (3), hur kan uppstartning åstadkommas på ett kontrollerat sätt när båda databasema återupprättas? - Hur vet en databas som har fallerat om att den har fallerat och att den måste återinitialiseras, d.v.s. dess data avstämmas med datan i den databasen som har fortsatt vara i drifi, innan klienter kan medgivas åtkomst till den? Dessa problem kan lösas genom att ge klienter, d.v.s. telefonväxlar, information om sättet på vilket systemet fungerar och identifiera alla klienter för databasema.

Klienterna vet således om någon av databaserna är oåtkomlig.

Om en av databaserna, t.ex. DBl, har fallerat, eller är temporärt lokaliserad i en oåtkomlig avdelning av nätet, är uppdateringar till den tillåtna Förutsatt att den kan kommunicera med fler än hälften av det totala antalet klienter. I denna situation kommer DBl att hos alla tillgängliga klienter bli registrerad som "nedkopplad". Detta säger klienterna att de skall, om möjligt, anropa DB2. eftersom den mest aktuella informationen är tillgänglig på denna databas.

Denna metodik undviker att någon databas arbetar som huvuddatabas i en isolerad nätavdelning, och därmed eliinineras risken för íörekomsten av inkonsistenser mellan databaser, medan samtidigt de databaserna som är tillgängliga av det större antalet klienter tillåts fortsätta i fiill drifl. En databas som har fallerat kommer att veta att den har fallerat och att den måste neka klienter åtkomst till den har återavstämt sig med den fullt operativa databasen.

Detta arrangemang tillgodoser kraven i fallet att det linns flera kommunikationsfel. eller nätavdelning, baserat på "halva antalet av halva amtalet klienter". Detta kommer att utgöra mer information på grundval av vilken beslut relaterande till databastillgång kan hanteras.

När en enstaka databas fallerar, eller finner sig själv lokaliserad i en nätavdelning som inkluderar mindre än hälfien av det totala antalet klienter, vet databasen att den har bedömts som fallerad och då nekar alla klienter åtkomst. Detta innebär att alla växlar for vilken den är primärdatabas kommer att nekas åtkomst och kommer att anropa en annan databas. Förekommande uppdateringar kommer då att kommuniceras till den iiya, temporära, primärdatabasen, och kommer således att kommuniceras till alla övriga databaser som är i drift. När databasen åter ansluts, kommer den innan den tillåter klientåtkomst att uppdatera sig själv från någon lämplig databas bland de övriga 10 15 20 25 30 35 51 8 pl 1 §II=§II~¿ databaserna. När ett flertal databaser fallerar, på grund av att de är isolerade inom en nätavdelning, under samma period, kan samma procedur användas.

Riistiiingspriveedurer, när ett andra databastallerziiide uppträder, är baserade på åtminstone hälften av de återstående klienterna, d.v.s. hälften av hälften av klienterna.

En framgångsrik användning av denna metodik beror av att klienter alltid är kapabla att komma åt åtminstone en databas som är åtkomlig för alla klienter.

Med andra ord, telekommunikationsnätet kan, till följd av ett kommunikationsfel, avdelas i forsta och andra avdelningar. Vidare kan det vara omöjligt att tillträda databaser i en första avdelning från telefonväxlar i den andra avdelningen. Varje databas i den första avdelningen kan avgöra hur många telefonväxlar som är kapabla till åtkomst av den och kan förhindra uppdateringar till nämnda databas, när endast hälften, eller färre, av telefonväxlarna i telekommunikationsnätverket är kapabla till åtkomst av den.

Om: - den andra avdelningen inkluderar fler än hälfien av telefonväxlarna i nätet, - den andra avdelningen avdelas ytterligare, till följd av ett kommunikationsfel, till tredje och fjärde avdelningar; och - en majoritet av telefonväxlarna i nämnda andra avdelning är inom nämnda tredje avdelning, kommer databasen att förhindra uppdateringar, om den arbetar i den fjärde avdelningen.

Varje klient (telefonväxel) håller information om varje databas i nätet i form av n tupler, t, (det finns antalet n databaser), som består av .

Namn motsvarar ett logiskt namn för en given databas. Adress kan eventuellt, till exempel, vara IP-adressen för den nämnda databasen, och Tillstånd är en flagga som kan sättas till Upp, eller Ned, beroende på huruvida den namngivna databasen bedöms vara tillgänglig från telefonväxeln eller icke.

Den databas, som varje telefonväxel anropar i utgångsläget, d.v.s. dess primära nod, refereras till som N. Den databas till vilken en telefonväxel för tillfället har zinropzits kallas Aktuell_Nod och i utgångsläget är Aktuell_Nod = N.

För att hantera databasåtkomst krävs två processer i telefonväxeln, nämligen: - en hjärtslagsprocess (HP); och - en styrprocess (KP). 10 15 20 25 30 35 518 011 12 Hjärtslagsproeessen bevakar kontinuerligt vilka databaser som är och som icke är tillgängliga för telefonväxeln. d.v.s. den mottager och bevakar deras hjärtslag och sätter tffillstånds-llaggor i enlighet därmed. Styrprocessen liåller kontinuerligt utkik eller följande utlösare: - Utlösare l - lländelse: uppdatering av iiågon t.Tillstånd till Ned - Villkor: t = N, eller Aktuell_Nod - Åtgärd: välj ny Aktuell_Nod - Utlösare 2 - Händelse: uppdatering av någon t.Tillstånd till Upp - Villkor: - - Åtgärd: välj ny Aktuell_Nod Om någon händelse inträffar i utlösare 1, d.v.s. lijärtslagsproeessen detekterar att databasen gått ned, d.v.s. den icke längre är åtkomlig, och detta har inträffat för antingen den ursprungliga primärnoden, N, eller för en nod som för tillfället är Aktuell_Nod, (kan eventuellt vara N), kommer telefonväxeln att ändra databasen som den anropar.

Om en händelse inträffar i utlösare 2, d.v.s. hjärtslagsprocessen detekterar att någon databas har återkommit till sitt Upp-tillstånd, måste växlarnas anrop ovillkorli gen återdistribueras slumpmässigt.

Regeln som hanterar valet av en ny Aktuell_Nod är att: Aktuell_Nod = {N om N.Tillstånd = Upp; i andra tall välj slumpmässigt en ny databas bland alla t där t.Tillstånd = Upp}.

Denna regel garanterar att så snart N kommer Upp väljs den till att vara Aktuell_Nod, annars väljer telefonväxeln slumpmässigt någon databas. När alla telefonväxlar slumpmässigt väljer åtkomst till databaser finns det en mycket låg risk för olik belastning av de databaserna som är Upp.

Ett exempel av den typ av data som en telefonväxel behöver åtkomst till från databaser i telefonnätet, vilket föreliggande uppfinning avser, är data som är nödvändig för implementering av "fri-nummer" (free-number). Med "fri-nummer" kan en abonnent behålla sitt katalognummer (Knr) när den flyttar eller ändrar aceessform. Detta kräver en separation mellan ett logiskt nummer (Knr) och ett fysiskt nummer (Fnr). När ett samtal upprättas använder en telefonväxel en fri-nummerdatabas för att översätta det 10 l5 20 25 30 35 518 011 13 slagna numret, Knr, till ett logiskt nummer, Fnr, som används for samtalsrouting.

Ett Fnr kan anses bestå av ett stationsprefix Snr + Knr. där Snr används for att muta samtalet till rätt telefonväxel. När Fnr mottages vid rätt telefonväxel översätts Knr till lämplig aecesspunkt for den uppringda abonnenten. Alternativt kan det användas ett Fnr som unikt och direkt identifierar accesspunkten for en given abonnent. I detta fall är Fnr helt separerat från Knr och den mottagande telefonväxeln behöver icke utfora någon ytterligare översättning for att ansluta ett inkommande samtal.

Många moderna telekommunikationsnät använder användarspecifika data, refererade till som "samtalsprofiler", som lagras i den telefonväxel till vilken användaren är ansluten. Aktuella trender är att lagra samtalsprofiler på databaser fjärran från telefonväxeln, liksom fallet är vid föreliggande uppfinning. Detta innebär att när en abonnent flyttar, måste information som hålles i databasen uppdateras och/eller "sanitalsprolilen" for den abonnenten iiiåste llyttzis till en ny växel.

För att undvika inkonsistenta data som kan leda till felaktigt anslutna telefonsamtal medan en abonnent håller på att flytta, är det viktigt att uppdatering utfors på ett kontrollerat sätt.

Nedan beskrivs fyra olika uppdateringsprocedurer. 1) Uppdateringsproeedur när Samtalsprofil hålles vid telefonväxeln och telefonnumret är i form av Snr + Fnr: l. Kopiera profilen till ny växel och uppdatera konkordansen mellan Knr och riktig aecesspunkt i denna växel. 2. Uppdatera konkordansen Knr = Snr i fri-nummerdatabasen. 3. Avlägsna informationen från den gamla växeln. 2) Uppdateringsproeedur när samtalsprofil hålles vid telefonväxeln och telefonnumret är ett unikt Fnr: 1. Kopiera profil till ny växel. 2. Uppdatera konkordansen Knr = Fnr i fri-nummerdatabasen. 3. Avlägsna informationen från den gamla växeln. 3) Uppdateringsproeedur när samtalsprofil hålles på en databas externt från telefonväxeln och telefonnumret är i formen Snr + Knr: l. Uppdatera konkordansen mellan Knr och accesspunkten i den nya växeln. 2. Uppdatera konkordansen Knr = Snr i fri-nummerdatabasen. ll) 15 51814011 3. Avlägsna informationen i den gamla växeln. 4) Uppdateringsprocedur när samtalsprofll hålles på en databas extemt från telefonväxeln och telefonnumret är ett unikt Fnr: l. Uppdatera konkordansen Knr = Fnr.

Uppfinningen som har beskrivits i denna text avser arkitektur och drift av ett telekommunikationsnät vilket inkluderar ett flertal telefonväxlar och ett flertal identiska replikerade databaser som anropas av telefonväxlarna. Bland annat kan följande innovativa särdrag identifieras i lörcliggaiidc tippfiiiiiiiig: - selckteringen av den databas som skall anropas av en given telefonväxel utlörs av den nämnda telefonväxeln; - när den databas som har valts av en telefonväxel är nedkopplad, selekteras en alternativ databas av den nämnda telefonväxeln slumpmässigt; - när en växels primära databas anslutes efter att ha varit nedkopplad, återgår växeln till att anropa den databasen; och - varje växel i nätverket upprätthåller en datapost över alla databaser i nätet, tillsammans med upp-/nedkopplingstillståiid hos dessa databaser.

Claims (43)

10 l5 20 25 30 35 40 518 011 PATENTKRAV f;

1. l. Ett telekommunikationsnät, innefattande ett flertal telefonväxlar, m, och ett flertal identiska databaser, n, där m är väsentligt större än n, i vilket varje telefonväxel är anordnad att, vid en given tidpunkt, äga åtkomst till en databas, varvid varje telefonväxel har information som specificerar en adress och ett tillstånd för varje databas i telekommunikationsnätet, och varvid den databas till vilken en telefonväxel äger åtkomst väljs dynamiskt, kännetecknat av att telefonväxeln är anordnad att övervaka vilka databaser som är tillgängliga för nämnda telefonväxel och av att den databas till vilken åtkomst skall ägas väljs av iiäninda telefonväxel.

2. Ett telekommunikationsnät enligt krav l, kännetecknat av att den databasen till vilken åtkomst skall ägas, vid en given tidpunkt. av varje telefonväxel väljs dynamiskt och slumpmässigt.

3. Ett telekommunikationsnät enligt krav l eller 2, kännetecknat av att nämnda telefonväxel är anordnad att slumpmässigt välja en ny databas när en databas som har valts av denna nämnda telefonväxel fallerar eller går ner.

4. Ett telekommunikationsnät enligt något av föregående krav, kännetecknat av att varje telefonväxel initialt är associerad med en töredragen, eller primär, databas.

5. Ett telekommunikationsnät enligt något av föregående krav, kännetecknat av att nämnda m telefonväxlar är slumpmässigt associerade med föredragna databaser, på ett sådant sätt att varje databas har en väsentligen likartad belastning med avseende på åtkomsttransaktioner som adresseras därtill.

6. Ett telekommunikationsnät enligt krav 4 eller krav 5 i beroende av krav 4, kännetecknat av att varje telefonväxel som har en viss databas angiven som primärdatabas är anordnad att, när en databas som har fallerat åter blir tillgänglig, åter välja denna databas för dataåtkomsttransaktioner.

7. Ett telekommunikationsnät enligt krav 5 eller 6, kännetecknat av att varje telefonväxel har medel för identifiering av när dess primärdatabas är otill gängli g, medel för identifiering av vilka databaser i telekommunikationsnätet som är tillgängliga, och organ lör detektering av när en databas som har varit otill gíin gli g blir tillgänglig.

8. Ett telekommunikationsnät enligt något av föregående krav, kännetecknat av att när nämnda telekommunikationsnät är avdclal i en lörsta och en andra zivdeliiiiig, l0 15 25 30 35 40 5 1 8 01 1 .i /tá till följd av ett kommunikationsfel, så att databaser i den första avdelningen icke är åtkomliga från telefonväxlar i den nämnda andra avdelningen, varje databas har medel för att möjliggöra för databasen att fastställa hur många telefonväxlar som har åtkomst till nämnda databas, och av att medel är anordnade för förhindrande av uppdateringar av nämnda databas i nämnda första avdelning, när endast hälften, eller färre, av telefonväxlarna i det nämnda telekommunikationsnätet har åtkomst nu databasen.

9. Ett telekommunikationsnät enligt krav 8, kännetecknat av att för den händelse nämnda andra avdelning inkluderar mer än hälften av nämnda telefonväxlar, och nämnda andra avdelning är ytterligare avdelad, till följd av ett kommunikationsfel, i tredje och fjärde avdelningar, och en majoritet av telefonväxlarna i nämnda andra avdelning är inom nämnda tredje avdelning, det är anordnat medel för förhindrande av uppdateringar av databaser som är verksamma i nämnda fjärde avdelning.

10. l0. Ett telekommunikationsnät enligt krav 8 eller 9, kännetecknat av att det är anordnat medel för säkrande av att, när en databas som har fallerat, eller har varit inom en isolerad avdelning av nämnda telekommunikationsnät, är på väg att återvända till full operativ verksamhet, nämnda databas initialiseras så att dess innehåll är identiskt med en annan databas, inom iiärnnda telekonnnunikationsnät, som för tillfället är fullt operativ, innan någon telefonväxel medgives åtkomst till iiäninda databas.

11. l 1. Ett telekommunikationsnät enligt något av föregående krav, kännetecknat av att varje telefonväxel i nämnda telekommunikationsnät bär en datapost för var och en av databaserna i riämnda telekommunikationsiiät och en tillståndsflagga, där namnet är ett logiskt nanm för databasen och tillståndsflaggan indikerar huruvida databasen för tillfället är åtkomlig eller icke från en given telefonväxel.

12. Ett telekommunikationsnät enligt krav 11, kännetecknat av att nämnda adress är en IP-adress.

13. Ett telekommunikationsnät enligt krav ll eller 12, kännetecknat av att varje telefonväxel i nämnda nätverk är anordnad att driva en hjärtslagsprocess vilken kontinuerligt övervakar ett lijiirtslag som sänds ut av varje databas i nämnda nät och, om det uppträder en tillståndsändring för en given databas, modifierar tillståndsflaggan för den databasen.

14. I4. Ett telekonnnunikationstiät enligt krav I l, kännetecknat av att varje telefonväxel i nämnda telekommunikationsnät är anordnad att, i händelse av en 10 15 20 30 35 40 5 1 8 0 1 1 i f å* tillståndsändring hos en databas som är en Aktue1l_Nod för en given telefonväxel, välja en ny Aktuell_Nod enligt följande regel: Aktue11_Nod = { N om N.Til1stånd = Upp, annars välj slumpmässigt en ny databas bland alla t databaser, där tïillstånd = Upp}, där N betecknar primärdatabasen för telefonväxeln, N.Tillstånd är tillståndsflaggan lör databasen N i dataposten över databaser som finns telefonväxeln, t betecknar en given databas i telekommunikationsnätet som är skild från N, och t.tillstånd betecknar tillståndstlaggan för databasen tzs datapost i telefonväxeln.

15. Ett telekommunikationsnätverk enligt något av föregående krav, kännetecknat av att nämnda telekommunikationssystem är anordnat att hantera ett frinummer- system (free-number system), och av att nämnda databaser inkluderar en konkor- dansdatapost för varje abonnent hos nämnda telekommunikationsnät, vilken länkar samman ett logiskt nummer, som används av andra till att initiera anrop till en abonnent, med ett fysiskt nummer som används av telekommunikationsnätet för att identifiera en accesspunkt för den abonnenten.

16. En telefonväxel anordnad att arbeta inom ett telekommunikationsnät, innefattande ett flertal telefonväxlar, m, och ett flertal identiska databaser, n, där m är väsentligt större än n, i vilket varje telefonväxel är anordnad att, vid en given tidpunkt, äga åtkomst till en databas, varvid varje telefonväxel har information som speciticerar en adress och ett tillstånd för varje databas i telekommunikationsnätet, och varvid den databas till vilken en telefonväxel äger åtkomst väljs dynamiskt, kännetecknad av att den är anordnad att övervaka vilka databaser som är tillgängliga för denna telefonväxel och av att den databas till vilken åtkomst skall ägas väljs av nämnda telefonväxel.

17. En telefonväxel enligt krav 16, kännetecknad av att den databasen till vilken åtkomst skall ägas, vid en given tidpunkt, av varje telefonväxel väljs dynamiskt och slumpmässigt.

18. En telefonväxel enligt krav 16 eller 17, kännetecknad av att nämnda telefonväxel är anordnad att slumpmässigt välja en ny databas när en databas som har valts av denna nämnda telefonväxel fallerar eller går ner.

19. En telefonväxel enligt något av kraven 16 till 18, kännetecknad av att varje telefonväxel initialt är associerad med en föredragen, eller primär, databas.

20. En telefonväxel enligt krav 19, kännetecknad av att när en databas som har fallerat åter blir tillgänglig, och om den databasen var angiven som primärdatabasen l0 15 25 30 35 40 518 011 /8 for nämnda telefonväxel, nämnda telefonväxel är anordnad att åter välja denna databas for dataåtkomsttransaktioner från den nämnda telefonväxeln.

21. En telefonväxel enligt krav 19 eller 20, kännetecknad av att nämnda telefonväxel har medel for identifiering av när dess primärdatabas är otillgänglig, medel for identifiering av vilka databaser i telekommunikationsnätet som är tillgängliga, och organ for detektering av när en databas som har varit otillgänglig blir tillgänglig.

22. En telefonväxel enligt något av kraven I6 till 21, kännetecknad av att nämnda telefonväxel bär en datapost for var och en av databaserna i nämnda telekomniunikationsnät, inkluderande, for varje databas, ett namn, en adress och en tillständsllagga, där namnet är ett logiskt nanm för databasen och tillståndsflaggan indikerar huruvida databasen for tillfället är åtkomlig eller icke från en given telefonväxel.

23. En telefonväxel enligt krav 22, kännetecknad av att nämnda adress är en IP- adress.

24. lšn telefonväxel enligt krav 22 eller 23, kåinlietecknad av att nämnda telefonväxel är anordnad att driva en hjärtslagsprocess vilken kontinuerligt övervakar ett hjärtslag som sänds ut av varje databas i nämnda nät och, om det uppträder en tillståndsändring for en given databas, modifierar tillståndsflaggan for den databasen.

25. En telefonväxel enligt krav 24, kännetecknad av att nämnda telefonväxel är anordnad att, i händelse av en tillståndsändring hos en databas som är en Aktuell_Nod for en given telefonväxel, välja en ny Aktuell_Nod enligt foljande regel: Aktuell_Nod = { N om N.Tillstånd = Upp, annars välj slumpmässigt en ny databas bland alla t databaser, där t.Tillstånd = Upp}, där N betecknar primärdatabasen for telefonväxeln, N.Tillstånd är tillståndsflaggan for databasen N i dataposten över databaser som finns telefonväxeln, t betecknar en given databas i telekommunikationsnätet som är skild från N, och t.tillstånd betecknar tillståndsflaggan for databasen tzs datapost i telefonväxeln.

26. lin databas, anordnad att arbeta inom ett telekomniunikatioiisiiät inkluderande ett flertal telefonväxlar, m, och ett flertal identiska databaser, n, där m är väsentligt större än n, i vilket varje telefonväxel är anordnad att, vid en given tidpunkt, äga åtkomst till en databas, kännetecknad av att den är anordnad att avge en 10 15 25 30 35 40 oo oo o o o al' .- *o o c o o o oo 5 1 8 0 1 1 j I 9 tillståndssignal som anger att denna databas är tillgänglig för en telefonväxel som kan ta emot denna tillståndssignal, och när nämnda telekommunikationsnät är avdelat i en första och en andra avdelning, till följd av ett kommunikationsfel, så att databaser i den första avdelningen icke är åtkomliga från telefonväxlar i den nämnda andra avdelningen, varje databas har medel för möjliggöra för databasen att fastställa hur många telefonväxlar som har åtkomst till nämnda databas, och av att medel är' anordnade för förhindrande av uppdateringar av nämnda databas i nämnda lörsta avdelning, när endast hälften, eller lärre, av telefonväxlarna i det nämnda telekommunikationsnätet har åtkomst till databasen.

27. En databas enligt krav 26, kännetecknar! av att för den händelse nämnda andra avdelning inkluderar mer än liällten av nämnda telefonväxlar, och nämnda andra avdelning är ytterligare avdelad, till följd av ett kommunikationsfel, i tredje och fjärde avdelningar, och en majoritet av telefonväxlarna i nämnda andra avdelning är inom nämnda tredje avdelning, det är anordnat medel för förhindrande av uppdateringar av databaser som är verksamma i nämnda fjärde avdelning.

28. En databas enligt krav 26 eller 27, kännetecknat av att det är anordnat medel för säkrande av att, när en databas som har fallerat, eller har varit inom en isolerad 'avdelning av nämnda telekommunikationsnät, är på väg att återvända till full operativ verksamhet, nämnda databas initialiseras så att dess innehåll är identiskt med en annan databas, inom nämnda telekommunikationsnät, som för tillfället är fullt operativ, innan någon telefonväxel med gives åtkomst till nämnda databas.

29. Ett förfarande för drivande av ett telekommunikationsnät, innefattande ett flertal telefonväxlar, m, och ett flertal identiska databaser, n, där m är väsentligt större än n, i vilket varje telefonväxel är anordnad att, vid en given tidpunkt, äga åtkomst till en databas, innefattande stegen att förse varje telefonväxel med information som specificerar en adress och ett tillstånd för varje databas i telekommunikationsnätet, kännetecknat av stegen att medelst varje telefonväxel övervaka vilka databaser som är tillgängliga för var och en av nämnda telefonväxlar och av att medelst varje telefonväxel dynamiskt välja den databas till vilken nämnda telefonväxel skall äga åtkomst.

30. Ett förfarande enligt krav 29, kännetecknat av steget att medelst varje telefonväxel dynamiskt och slumpmässigt välja den databasen till vilken åtkomst skall ägas vid en given tidpunkt.

31. Ett förfarande enligt krav 29 eller 30, kännetecknat av steget att medelst en telefonväxel slumpmässigt välja en ny databas när en databas som har valts av l0 15 30 35 40 518 011 1.20 denna nämnda telefonväxel fallerar eller går ner.

32. Ett förfarande enligt något kraven 29 till 31, kännetecknat av steget att initialt associera varje telefonväxel med en föredragen, eller primär, databas.

33. Ett förfarande enligt något av kraven 29 till 32, kännetecknat av steget att slumpmässigt associera var och en av nämnda m telefonväxlar med en föredragen databas, på ett sådant sätt att varje databas har en väsentligen likartad belastning med avseende på åtkomsttransaktioner som adresseras därtill.

34. Ett förfarande enligt krav 32, eller krav 33 i beroende av krav 32, kännetecknat av att, när en databas som har lallerat åter blir tillgänglig, varje telefonväxel som har denna databas angiven som primärdatabas återväljer denna databas för dataåtkomsttransaktioner.

35. Ett förfarande enligt krav 33 eller 34, kännetecknat av stegen, utförda av varje växel, att identifiera när dess primärdatabas är otillgänglig, identifiera vilka databaser i telekommunikationsnätet som är tillgängliga, och detektera när en databas som har varit otillgänglig blir tillgänglig.

36. Ett forfarande enligt något av kraven 29 till 35, kännetecknat av stegen att, utförda av varje databas, när nämnda telekommunikationsnät är avdelat i en första och en andra avdelning, till följd av ett kommunikationsfel, så att databaser i den forsta avdelningen icke är åtkomliga från telefonväxlar i den nämnda andra avdelningen, fastställa hur många telefonväxlar som har åtkomst till nämnda databas, och att förhindra uppdateringar av nämnda databas i nämnda första avdelning, när endast hälften, eller färre, av telefonväxlarna i det nämnda telekommunikationsnätet har åtkomst till databasen.

37. Ett förfarande enligt krav 36, kännetecknat av steget att, i den händelse nämnda andra avdelning inkluderar mer än hälften av nämnda telefonväxlar, och nämnda andra avdelning är ytterligare avdelad, till följd av ett kommunikationsfel, i tredje och fjärde avdelningar, och en majoritet av telefonväxlarna i nämnda andra avdelning är inom nämnda tredje avdelning, förhindra uppdateringar av en databas.

38. Ett förfarande enligt krav 36 eller 37, kännetecknat av steget att säkra att, när en databas som har fitllerat, eller har varit inom en isolerad avdelning av nämnda telekommunikationsnät, är på väg att återvända till full operativ verksamhet, nämnda databas initialiseras så att dess innehåll är identiskt med en annan databas, inom nämnda telekommunikationsnät, som för tillfället är fullt operativ, innan 10 15 20 30 518 011 2,/ någon telefonväxel med gives åtkomst till nämnda databas.

39. Ett forfarande enligt något av kraven 36 eller 37, kännetecknat av steget att i varje telefonväxel i nämnda telekommunikationsnät bära en datapost for var och en av databaserna i nämnda telekommunikationsnät och en tillståndsflagga, där namnet är ett logiskt namn for databasen och tillståndsflaggan indikerar huruvida databasen for tillfället är åtkomlig eller icke från en given telefonväxel.

40. Ett forfarande enligt krav l 1, kännetecknat av att nämnda adress är en IP- adress.

41. Ett förfarande enligt krav 39 eller 40, kännetecknat av steget att i varje telefonväxel i nämnda nätverk driva en hjärtslagsprocess vilken kontinuerligt övervakar ett hjärtslag som sänds ut av varje databas i nämnda nät och, om det uppträder en tillståndsändring for en given databas, modifierar tillståndsflaggan for den databasen.

42. Ett forfarande enligt krav 41, kännetecknat av steget att i varje telefonväxel i nämnda telekommunikationsnät, i händelse av en tillståndsändring hos en databas som är en Aktuell_Nod for en given telefonväxel, välja en ny Aktuell_Nod enligt följande regel: Aktuell_Nod = { N om N.Tillstånd = Upp, annars välj slumpmässigt en ny databas bland alla t databaser, där t.Tillstånd = Upp}, där N betecknar primärdatabasen for telefonväxeln, Nffillstånd är tillståndsflaggan tor clatabziseii N i dataposteii över databaser som finns telefonväxeln, t betecknar en given databas i telekommunikationsnätet som är skild från N, och t.tillstånd be- tecknar tillståndsflaggan for databasen tzs datapost i telefonväxeln.

43. Ett telekommunikationssystem, kännetecknat av att det inkluderar ett telekonnnunikationsnät enligt något av kraven l till 15, eller inkluderar en telefonväxel enligt något av kraven 16 till 25, eller en databas enligt kraven 26 till 28, eller arbetar i enlighet med ett forfarande enligt något av kraven 29 till 42.