用于识别和报告因特网协议电话网络中的过度利用的、未充分利用的和质量不佳的干线和网关的方法和系统

摘要

一种用于识别和报告因特网协议(IP)电话网络中的过度利用的、未充分利用的和质量不佳的干线和网关的方法包括收集与多个网关和这些网关上的干线相关的信息，以及将该信息与从网络管理系统获得的网络拓扑和配置数据关联起来。所收集的信息可用于计算与这些网关和这些网关上的干线相关的流量统计。该方法还包括识别过度利用的、未充分利用的和质量不佳的干线或网关(如果有的话)；以及生成用于显示过度利用的、未充分利用的和质量不佳的干线或网关的报告，例如，用于显示这多个网关或干线的可能要升级或降级的子集的报告。这里也要求保护并描述了一种用于识别和报告因特网协议(IP)电话网络中的过度利用的、未充分利用的和质量不佳的干线和网关的系统。

说明书

技术领域

本公开总地涉及通信网络，更具体而言涉及用于识别和报告因特网协议(IP)电话网络中的过度利用的(over-utilized)、未充分利用的(under-utilized)和质量不佳的干线(trunk)和网关的方法和系统。

背景技术

部署和操作IP电话网络和服务的过程常常是复杂的并且造成了若干的挑战和问题。部署这种网络和服务的公司需要信息来确定哪些网络资源(例如，语音网关和这些网关上的干线)被过度利用或未被充分利用，并从而识别哪些干线或网关是升级或降级过程的首要候选。另外，对于特定的干线或网关，要求有关于需要什么额外的网络容量以及什么时候需要这样的网络容量的充足数据。该信息对于许多组织而言都是关键且有重要意义的，因为它们与通过特定干线的长途PSTN和WAN服务的服务提供商有合同和金融协定。用于识别哪些干线有与容量有关的问题以及干线是否未被充分利用或被过度利用的技术可以为公司节省大量金钱。此外，用于估计干线和网关未来的容量和利用率的技术可以帮助操作人员更有效地对干线和网关升级和网络改变进行预算规划，并且使得他们能够主动修复未来的潜在问题，从而防止这种问题变得危急并影响服务。

网络中的一些干线可能与语音质量问题相关。识别这些质量不佳的干线以便进行故障排查并且主动恢复问题以确保服务质量不受影响，这是很重要的。但是利用传统的网络语音质量探测器或软交换机(例如，思科统一呼叫管理器(Cisco Unified CallManager))呼叫详情记录(Call DetailRecord，CDR)分析可能不能很容易或者很明白地进行这种识别。(CDR包含关于呼叫的端点以及呼叫控制/路由的其他方面的信息)。软交换机也可以生成包含关于呼叫的流传输音频的质量的信息的呼叫管理记录(CMR)。

因此，为网络操作者和管理员提供识别IP电话网络中的过度利用的、未充分利用的和质量不佳的干线和网关的工具和方法，将会是有益的。

发明内容

一种用于识别和报告IP电话网络中的过度利用的、未充分利用的和质量不佳的干线和网关的方法包括收集与多个网关和这些网关上的干线相关的信息并且基于所收集的信息计算与所述多个网关和干线相关的流量统计。然后将该信息与从网络管理系统获得的网络拓扑和配置数据关联起来。该方法还包括识别过度利用的、未充分利用的和质量不佳的干线或网关(如果有的话)；以及生成用于显示过度利用的、未充分利用的和质量不佳的干线或网关的报告。

一种用于识别和报告IP电话网络中的过度利用的、未充分利用的和质量不佳的干线和网关的系统包括数据收集系统、网络管理系统和统计分析和报告系统。统计分析和报告系统包括用于基于所收集的信息计算与多个网关和干线相关的流量统计的装置。该系统还包括用于将该信息与从网络管理系统获得的网络拓扑和配置数据关联起来的装置，以及用于识别过度利用的、未充分利用的和质量不佳的干线或网关(如果有的话)的装置；以及用于生成用于显示过度利用的、未充分利用的和质量不佳的干线或网关的报告的装置。

附图说明

通过参考以下结合附图的详细描述，将更容易清楚前述和其他目的、优选和特征。

图1是图示出示例性的IP电话网络的示意性框图。

图2是图示出用于识别和报告图3的IP电话系统中的过度利用的、未充分利用的和质量不佳的干线和网关的示例性方法的流程图。

图3是图示出实现根据图2、4、5和6的方法的示例性IP电话系统的示意图。

图4是图示出用于在图3的IP电话系统中分析和报告干线利用率并且识别未充分利用的和/或过度利用的干线或网关的示例性方法的流程图。

图5是图示出用于分析和报告图3的IP电话系统中的干线空闲时间的示例性方法的流程图。

图6是图示出用于识别图3的IP电话系统中的质量不佳的干线或网关的示例性方法的流程图。

具体实施方式

图1是图示出示例性的IP电话网络100的示意性框图。IP电话网络100由三个主要组件构成：(1)语音网关10，例如思科网间操作系统(Cisco Internetwork Operating System，IOS)语音网关；(2)软交换机12，例如思科统一呼叫管理器(CCM)；以及(3)IP网络20。

软交换机12负责协调网关功能的信令和控制服务，例如呼叫建立、计费和记账、安全性和准入控制、呼叫路由、以及号码转换，等等。网关10负责呼叫发起、呼叫检测、以及编码器-解码器(CODEC)功能，其中至少包括模数转换和语音分组创建。网关10使得语音数据可以通过IP网络20传输。具体而言，网关10包括干线接口(干线IF)24，该干线接口连接到传统的电话干线或模拟和数字设备。干线连接到公共交换电话网(PSTN)14、传统的专用交换分机(PBX)系统16、和/或传统的电话18。在一种示例性实现方式中，网关10利用H.323与软交换机12通信，H.323是IP语音(VoIP，因特网电话，或IP电话)和基于IP的视频会议中常用的协议。在H.323模式中，网关10(也称为H.323网关)充当智能网关设备。在另一种示例性实现方式中，网关10利用媒体网关控制协议(MGCP)与软交换机12通信。在MGCP模式中，网关10(也称为MGCP网关)充当无状态客户端，从而将全部控制给予软交换机12(例如，思科统一呼叫管理器)。

图2是图示出用于识别和报告图3的IP电话系统(下文将描述)中的过度利用的、未充分利用的和质量不佳的干线和网关的示例性方法200的流程图。

方法200开始于步骤202。在步骤204中，方法200从各种网络组件收集数据，所述网络组件例如是图3的IP电话系统中的干线和网关。在一种示例性实现方式中，这种数据收集可以利用适当的软件来完成，所述软件例如是操作统计收集软件、计费和使用情况统计收集软件，等等。关于数据收集的更多细节将在下文中参考图4、5和6来描述。在步骤206中，执行统计分析和报告。标准统计技术(例如，关联、外推和回归)可用于基于所收集的数据获得有用的流量统计，例如特定干线达到100％容量所需的天数。在步骤208中，将以上网络流量信息与从网络管理系统(例如，思科统一操作管理器(Cisco Unified Operations Manager))获得的网络拓扑和配置数据关联起来，以有效地确定质量不佳的干线，估计容量需求，并且优化网关和干线的操作。这种网络拓扑和配置数据可包括：

·网关的IP地址和其他标识信息

·网关中包含的干线

·路由组中网关的集合

·通过路由组路由的拨叫模式

在步骤210中，方法200生成关于网络流量统计信息的各种报告，例如干线利用率、干线容量估计、可能要升级的前N个(N是网络中的干线/网关的总数的子集)干线/网关、具有最长空闲时间的前N个干线/网关、具有持续的语音质量问题的前N个干线/网关，等等。

图3是图示出实现根据图2、4、5和6的方法的示例性IP电话系统300的示意性框图。

IP电话系统300包括IP电话网络20。下层的IP电话网络20由IP语音网关1、2和3(例如思科网间操作系统(IOS)语音网关)构成，这些IP语音网关使得语音流量可以通过IP网络10传输。语音网关上具有多个干线接口，这些干线接口使得它们能够通过IP网络10将呼叫路由到彼此。例如，如图3所示，语音网关1具有连接到IP网络10的被标记为“TRK-12”的干线接口。类似地，语音网关2具有连接到IP网络10的被标记为“TRK-21”的干线接口。这些连接使得语音网关能够经由IP网络10通过这些干线来发送和接收呼叫。与每个语音网关相关的是控制和协调网关功能的软交换机(例如，思科统一呼叫管理器或者说CCM)。软交换机负责呼叫建立、计费和记账、安全性和准入控制、呼叫路由以及号码转换，以及其他功能。

示例性的系统300还包括数据收集系统30，用于从下层的IP电话网络20收集各种网络流量数据(例如，干线利用率、溢出呼叫量)。系统300的其他组件可包括用于获得操作统计以及计费和使用情况信息的网络管理系统40(例如，思科统一操作管理器)，以及统计分析和报告系统50，如图3所示。统计分析和报告系统50被配置为利用标准统计技术(例如，关联、外推、回归)以及与从网络管理系统(例如，思科统一操作管理器)获得的网络配置和拓扑信息的关联，基于所收集的数据来计算有用的流量统计(例如，特定干线达到100％容量所需的天数)。统计分析和报告系统50还可被配置为生成诸如干线利用率、干线容量估计、可能要升级的前N个(N是网络中的干线/网关总数的子集)的干线/网关、具有最长空闲时间的前N个干线/网关、具有持续的语音质量问题的前N个干线/网关等等之类的关于网络流量统计信息的各种报告。

图4是图示出用于识别和报告图3的IP电话系统中的过度利用的、未充分利用的和质量不佳的干线和网关的示例性方法400的流程图。

方法400开始于步骤401。在步骤402，收集与干线和网关相关的信息。该信息可包括正在进行的、完成的、尝试的、溢出的呼叫的量，以及实际的干线利用率，等等。在一种示例性实现方式中，关于正在进行的呼叫、已完成的呼叫、尝试的呼叫、以及溢出的呼叫的信息可通过针对特定语音网关(例如，H.323或MCGP网关)查询思科统一呼叫管理器(CCM)性能对象来获得，如下所示：

CISCO MGCP FXS DEVICE

CISCO MGCP FXO DEVICE

CISCO MGCP FRI DEVICE

CISCO MGCP T1 CAS DEVICE

CISCO H323

关于MGCP网关的干线利用率的信息可以通过查询思科统一呼叫管理器(CCM)上的思科MGCP网关性能对象来获得。对于H.323网关，取决于所部署的具体设备硬件，关于干线和CPU利用率的信息可以通过查询各种管理信息库或者说MIB(即，驻留在可通过网络管理系统来监视的网关设备上的对象的数据库)来获得。MIB可包括以下对象：

CISCO-PROCESS-MIB

IF-MIB

CISCO-VOICE-IF-MIB

ISDN-MIB

CISCO-POP-MGMT-MIB

CISCO-CAS-IP-MIB

DIAL-CONTROL-MIB

在步骤404，将所收集的信息与从网络管理系统(例如，思科统一操作管理器)获得的网络拓扑和配置数据关联起来，以生成将干线利用率与呼叫量和呼叫溢出量关联起来的各种每小时、每日、每周、每月或每年的报告。例如，表1是关于图3中的IP电话系统的干线利用率和花费的示例性每日报告。

参考表1，被标记为“向外繁忙尝试”的列表示特定干线的呼叫溢出量，而被标记为“呼叫数目”的列表示该干线上的总呼叫量。对于TRK-12，向外繁忙尝试的数目和呼叫的数目比其他干线的要多得多。这些数目与干线利用率率很好地关联；例如，TRK-12所具有的利用率为78％，与之相比，TRK-23的利用率为67％，TRK-12的利用率为55％。

除了表1中描述的网络流量统计分析之外，方法400还可以将花费和业务数据结合到该分析中。花费和业务数据可包括诸如与特定干线相关的服务提供商、相关的服务费率以及计算出的花费，如表1中的后三列所示。这些附加信息通过突出与特定干线相关的业务和金融花费，将会大大增加这些报告的价值，并且针对可能具有高花费和利用率、呼叫量和/或呼叫溢出量问题的特定问题干线提供对关于升级或降级和/或改变服务提供商的业务决定的指导。

在步骤406，可以使用标准的外推和回归技术来估计特定干线达到100％容量所需的天数。在步骤408，将以上的估计与呼叫溢出量相结合，以针对可能的升级来估计干线或网关的未来容量要求。例如，表2示出了2006年TRK-12的实际和估计干线容量。

参考表2，从一月到九月的数字表示实际干线利用率，而从十月到十二月的数字表示利用外推和回归技术对干线利用率的估计。该估计表明，TRK-12在十二月几乎达到100％容量，从而使得它成为升级的首要候选。

在步骤410，基于以上执行的分析和信息，生成一报告来列出可能的升级的首要候选。例如，表3列出了从1到3的干线，其中1表明特定干线应当是所有干线之中首先受到升级的。例如，TRK-12的容量的估计利用率在2006年12月15日是98％，从而使得它成为升级的第一候选。表3还包括预测干线何时可能越过用户定义的阈值的信息。例如，如表3所示，TRK-12已经越过了用户定义的阈值，而对于TRK-13，它可能要花大约93天才会越过同一个用户定义的阈值。

类似地，我们可以识别哪些干线或网关未被充分利用，然后生成一报告来显示可能要降级的前N个(N是网络中的干线或网关的总数的子集)干线或网关。

到目前为止，我们已经描述了用于基于干线利用率和溢出呼叫量识别图3的IP电话系统中可能要升级或降级的前N个干线或网关的示例性方法。在计算中还可以包括其他信息来识别可能要升级或降级的干线或网关，所述信息可包括网关的空闲时间、干线组、正被监视的干线或信道、系统(CPU、存储器和盘)利用率、以及是否违反了用户为流量计数器定义的服务水平协定(SLA)阈值，等等。该附加信息随后可与从网络管理系统(例如，思科统一操作管理器)获得的网络拓扑和配置数据关联，以生成关于被过度利用或未被充分利用的备用路由/干线或者关于很少被呼叫的目的地的报告。以上信息对于公司改善连通性和降低与其通信基础设施相关的花费以及主动确定要升级或降级哪些网络资源，是至关重要的。

图5是图示出用于分析和报告图3的IP电话系统中的干线空闲时间(即，给定干线上从最后一个呼叫起经过的时间)的示例性方法500的流程图。方法500开始于501。在步骤502，收集关于网关的信息。具体而言，对于MGCP网关，可以针对发起或端接呼叫的MGCP网关，搜索呼叫详情记录或者说CDR记录中的origSpan、destSpan、origDevice和destDevice信息字段。对于H.323网关，可以搜索CDR记录中的origMediaTransportAddress_IP和destMediaTransportAddress_IP字段，以确定在该网关上发起或端接的最后一个呼叫的时间。在步骤504，利用所收集的数据来计算干线的空闲时间。例如，可以根据用于利用率计算的采样数据来近似计算干线的空闲时间，或者可以利用从呼叫管理器呼叫详情记录或呼叫管理记录(CDR/CMR)收集的数据来计算干线的空闲时间。在步骤506，将与特定干线相关的空闲时间与从网络管理系统(例如，思科统一操作管理器)获得的网络拓扑和配置数据关联起来，以识别备用干线或网关或者很少通过该干线路由的拨叫模式。在步骤508，识别具有最长空闲时间的网关/干线并且生成前N个(N是网络中的干线或网关的总数的子集)最长空闲时间报告，以通知公司根据需要重新分配昂贵的资源，或者甚至对于那些未充分利用的干线和信道终止服务提供商合同。

网络中的一些干线可能有相关的语音质量问题。识别这些问题干线以便在它们影响服务质量之前进行故障排查并且主动解决问题，是很重要的。

图6是图示出用于识别图3的IP电话系统中的质量不佳的干线或网关的示例性方法600的流程图。方法600开始于601。在步骤602中，收集与特定网关或干线相关的信息。该信息可包括网关或干线的标识符或IP地址、与特定干线/网关相关的呼叫质量信息等等。具体而言，对于MGCP网关，网关标识符存在于CDR记录的origDevice和/或destDevice字段中。对于H.323网关，网关的IP地址(如果有的话)可以从CDR记录的origMediaTransportAddress_IP和/或destMediaTransportAddress_IP字段中获得。在一种示例性实现方式中，必须利用思科统一呼叫管理器配置来验证H.323网关的IP地址，以确保该IP地址涉及H.323网关。呼叫质量信息可以从呼叫管理器CMR记录中获得。在步骤604，将呼叫质量信息与从网络管理系统获得的网络拓扑和配置数据(例如，网关/干线标识符信息)关联起来，以识别是否有与特定网关或干线相关的持续的语音质量问题。在步骤606，生成干线/网关语音质量报告以识别可能要纠正或更换的质量不佳的干线/网关。例如，表4示出了针对图3的IP电话系统中的所有网关的干线相关每日语音质量报告。

参考表4，与特定干线/网关相关的呼叫质量信息可包括诸如以下信息：干线上的呼叫的综合分组丢失百分比、与干线相关的呼叫的综合延迟、干线上的呼叫的综合抖动、综合平均评价得分(MOS)，等等。综合MOS提供了对压缩和/或发送后的所接收媒体的感知质量的数值指示。MOS得分被表达为1至5的范围中的单个数字，其中1表示最低感知呼叫语音质量，5表示最高感知呼叫语音质量。表4中的最右列给出了特定干线的整体语音质量在所有干线中的排名，其1指示最佳质量。或者，表5示出了前2个最差呼叫质量干线(即，TRK-23和TRK-13)的每日语音质量。

最后，本领域的技术人员将会明白，这里描述和图示的方法和系统可以用软件、固件或硬件或者其任何适当组合来实现。优选地，出于低花费和灵活性的目的，该方法和系统是用软件来实现的。从而，本领域的技术人员将会明白，该方法和系统可以在编码在一个或多个有形介质中以便在机器中执行的逻辑中实现。然而，设想了其他实施例，并且这些其他实施例在权利要求的精神和范围之内。

在已经描述了示例性实施例后，应当清楚，本领域的技术人员可以在考虑这些教导的情况下进行修改和变化。因此，对所公开实施例的任何改变都将在权利要求的范围和精神之内。