CN1311934A - 通迅网络 - Google Patents

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Abstract

在联合数据网络如互联网络的通讯网络中,例如通过对发送和接收的信息包的数量进行计数,在用户终端本地测量网络资源的使用。产生的数据可以集成和发送到网络统计目标。统计数据可以随后在网络子区域之间传递。

Description

通讯网络
本发明的背景技术
本发明涉及通讯网络，尤其涉及这种网络中的收费机构。它包括本申请人的共同悬而未决的英国专利申请No.9812161.9(申请日为1998年6月5日)所公开和所要求保护的发明内容，并且这个较早的专利申请的内容在此作为参考。
在传统的通讯网络如国内PSTN(公共交换电话网)中，很大比例的网络资源专门用来作计量和记帐网络。研究估计这些资源消耗多达电信公司年收入的6％。相比之下，互联网络一般不加入用于各个用户的计量和记帐机构。与传统的电话网络相比，没有支持计量和记帐所需的网络基础结构降低了互联网络的运行成本，并且便于互联网络的快速扩大。然而，从互联网络传送业务量特性来看，缺少适当的记帐机构会具有明显的缺点。它鼓励极度浪费地使用网络资源，减少了为支持新的应用对网络基础结构投资的刺激，这些新的应用要求保证的服务质量(QoS)以及引入收费的互联网络接入服务。
本发明的概述
根据本发明的第一方面，提供一种操作通讯网络的方法，包括：
a)通过网络资源的各个用户终端，测量多个用户终端的每一个的使用；以及
b)随后根据步骤a)产生的测量数据计算网络使用费。
本发明人已经发现，实施适用于联合网络的轻便收费协议的关键步骤是通过安排每个用户终端监控它自己对网络资源的使用来布置对网络使用的计量。以这种方式提供的收费机构本身的规模是可伸缩的，并且避免了网络内太大的额外开销。
另外，在本发明的优选实施例中提供了多种服务信息包网络的基础，其中不需要控制每个信息包。这使得很容易实现多种服务网络，即不同信息包中的一个可以根据服务应用的类型作不同的按排，而不是以现有模式。
该方法最好包括由存储步骤(a)产生的测量数据。最好用测量数据存储的数据识别可应用于所述测量数据的资费。识别所述资费的所述数据可以是资费本身，或者可以采用某些识别码或指向资费的指针(pointer)的形式。存储资费使得即使资费在时间上变化，统计数据也可以由用户终端的测量产生。
该方法最好包括传递步骤(a)产生的数据到网络操作员控制的网络统计目标(accounting object)。另一方面，数据能够以传统的方式从网络操作员传递到用户。网络使用数据可以明确地传送并且由网络操作员计算网络使用费。另一方面，使用数据可以用统计数据隐含地传送，该数据指示用户终端计算的收费。
该方法最好包括网络操作员执行的步骤，即采样的仅是用户终端和网络之间传递的部分业务量(traffic)。采样的业务量随后与从用户终端到网络供应商统计目标报告的网络使用数据相比较，由此检测出任何差异。该比较可以是总的网络使用费，或者可以是详细的测量数据。前者可能是有效的标准值，而后者仅在前者示出有差异的情况下使用，以便存储欺诈的证据。
本发明人已经发现，如果用户负责测量使用量以及提供使用数据或者定价的使用数据，并且网络操作员在随机的基础上仅测量用户业务量的样本，以确认用户提供的数据的可靠性，则收费过程的效率可以进一步提高。
网络操作员统计目标最好是可配置的，以从网络操作员控制的测量目标或从用户终端接收数据。该方法最好包括根据在网络统计目标接收的控制信号从一个配置变化到另一个配置。
该方法最好包括传递测量数据到远离用户终端的系统。例如，数据可以从一些用户终端传递到集成的统计系统。数据可以明确地发送和/或使用数据计算的使用费可以发送到远端系统。当数据报告给远端系统时，这可以在数据产生后立刻进行，或者可以经过一个时间周期由一系列测量值形成集成数据的报告进行。
该方法最好包括：
在用户终端和连接到用户终端的第一网络区域之间传递业务量；
另外在第一网络区域和连接到第一网络区域的第二网络区域之间传递所述的业务量；
将来自用户终端的网络使用数据传递到第一区域的第一网络统计目标；
在第一网络统计目标和第二区域的第二网络统计目标之间传递统计数据。
这个方面提供了在联合数据网络的区域之间强大而有效的统计方法。虽然数据可以流动，例如经过中间网络区域从第一用户终端到第二用户终端，但是统计数据(即测量数据或从它们得到的数据)不必都在相同的方向流动。本发明包括例如将统计数据从用户传递到第一区域并且也从第二网络区域传递到第一网络区域的系统。
该方法最好包括：从第一网络区域中的当前路由表确定经过第一网络区域与用户终端传递数据的第二区域的身份，以及用当前路由表识别的第二区域传递用户终端的统计数据。
根据本发明的另一个方面，提供了一种包括多个网络区域的网络的操作方法，包括计算各个用户对网络资源的使用费，并且对第三方清算者支付所述收费的结算。这种清算支付可以用任何要求的比率在终端用户之间分摊费用，例如发送者全部支付或发送者支付60％而接收者支付40％等。
根据本发明的另一个方面，提供一种具有多个不同服务等级的信息包网络的操作方法，该方法包括传递所述信息包经过信息包路由器，在信息包路由器中确定信息包的分类，根据信息包的分类不同地排定信息包，以及在远离路由器的位置，控制信息包的服务等级，以确定各个服务类别的信息包的适合性。
本发明还包括由本发明的方法所涉及的通讯网络、用户终端、网络统计服务器、以及在这种网络中使用的路由器。
本发明的说明
现在参照附图，通过例子，进一步详细地描述实现本发明的系统，附图中：
图1是实现本发明的网络的示意图；
图2a和2b是收费结构的分量目标的示意图，该收费结构可用于图1所示的网络；
图3a和3b表示图2a所示的统计目标之间传递的数据；
图4是表示用户终端和网络区域协议堆栈(stacks)的示意图；
图5a到图5e是实现统计和测量目标的软件分类示意图；
图6表示与图5a到图5e的目标一起使用的图形用户接口(GUI)的示意图；
图7是表示图1所示网络的相邻区域之间接口的示意图。
图8是表示经过多个网络区域的统计数据分配的示意图；
图9是表示用服务供应商清算的网络的示意图；
图10是表示用第三方清算的网络的示意图；
图11表示分边缘定价；
图12表示资费(tariff)接口；以及
图13表示另一个实施例。
实施例的说明
如图1所示，通讯网络1包括一些网络子区域2A-2C。网络子区域可以在不同操作员的控制下。网络操作不假定在不同的操作员之间有相互信任。网络予区域由网关路由器(gateway router)3、4互联。在本例中，通讯网络是互联网络，并且支持单信道广播和多信道广播的互联网络协议(IP)和相关的协议。用户终端5经过公共交换电话网(PSTN)6和接入路由器7连接到子区域2A。在接入路由器中不要求控制。网关路由器3、4和接入路由器7可以分别是商业上可买到的装置如CISCO系列7500路由器和CISCO系列AS5800通用存取服务器。其它的用户终端连接到网络，包括允许Java的移动终端8和数据服务器9。
用户终端5可以经过LAN连接到统计服务器。统计服务器可以包括如下面描述的统计目标，它接收来自用户终端的测量数据。
网络资源使用的资费经过网络多信道广播到用户终端。这些资费分到不同易失性(volatility)的频带。资费在网络操作员的控制下变化，以反映整个网络的负载(loading)。也就是说，如果网络负载变大，则资费可能增加，表示网络资源的供不应求。网络管理平台10连接到每个子区域。每个网络管理平台可以包括例如一个计算系统，该系统包括运行UNIX(Solaris)的SPARC工作站与网络管理应用程序。网络管理平台10控制管理实体(management entities)和资费实体(tariff entities)。它也可以用作统计服务器如下面描述的主(hosting)网络统计目标。网络管理平台例如使用SNMP(简单网络管理协议)与连接到各个子区域的管理装置的工具100通讯。管理平台监控各个子区域网络资源的总的负载，并且因此调节网络使用的资费。网络管理平台(NMP)命令工具监控装置并且以有规律的间隔报告集成的结果返回到NMP，所以NMP能够监控所有报告的组合。
除了这个资费的中心控制以外，每个用户终端的资费算法可以安排来自动地响应在网络资源负载中本地检测的变化。本地资费变化的使用在本申请人的共同悬而未决的申请中已有描述，并且已请求保护，该申请的名称也是“通讯网络”，编号为BTA25793(BT法律事务所的编号)，在此作为参考。
服务供应商可以提供由不同的服务级别协议和/或不同的价格易失性定义的不同的产品。例如，产品A可以用固定的价格提供最好的服务，而另一种产品B可以用可变的价格提供最好的服务。服务供应商可以根据下面的参数来调节产品价格：服务供应商支付给它批发供应商的价格；竞争者的价格；当前资源的利用；对于不同产品的相关要求。根据这些参数的变化，资费调节可以用三种方式中的一种实现。第一种，资费可以根据网络负载的本地观察来调节价格，而不必清楚来自供应商的通讯。下面进一步详细描述的这种方法需要在一开始加入资费，并且限制在仅取决于本地观察的那些价格变化。第二种，供应商可以通过调节其参数来调整资费。当判定取决于不能由用户直接观察的参数，例如网络资源的批发价格的变化时，就需要这种类型的调节。第三种，供应商可以完全替换一个资费。这在现有的资费不能适应所需的变化时需要。
上述第一种资费变化必需自动地实现。第二种变化可以人工地或根据服务供应商系统的观察通过自动发出调节的工具来完成。第三种变化很可能人工地完成，因为新资费的替换一般要求需要人工输入的设计部件。然而，可能使用工具来根据一组特定的规则对产品自动地转换资费。
这部分描述了我们实现的原型以说明上面概述的资费子系统。设计的特性包括：
·使用移动代码表示资费和有关的用户接口分量；
·使用重复的多信道广播协议，以有效地传递资费和资费调节；
·使用动态的分类负载和反映，以便接收和调整资费。
原型包括通用的Java类型库和两个特定的应用，即：
·一个供应商系统，它允许供应商引入、替换和调整一些产品的资费；
·一个用户系统，使用户能够跟踪应用于他们使用产品的收费。
供应商系统对运行在不同主机上的多个用户系统提供服务，这些不同的主机在能够多信道广播的网络上。多信道广播协议用于从供应商系统传递资费变化到用户系统。
为了相对于确定的资费得到最大的灵活性，我们选择使用Java类表示资费。这种技术也用于提供用户接口分量给用户，以支持可视的资费情况。
资费接口作为所有资费的基本类。这定义了单个操作getGUI()，它作为Java SWING分量返回，能够集成到用户的GUI(图形用户接口)中。这种GUI分量使用户能够使用对资费适当的技术看得见资费情况。
资费接口的子类建立一组资费类型，其中每一种与不同组的测量和输入参数有关。这些参数通过在getCharge()方法的特征标记中将它们列表来识别。例如，接口RSVPTariff定义getCharge()为接收n个RSVP TSPEC，允许根据RSVP保留的特性计算价格来定义资费。另一方面，接口PacketCountTariff定义getCharge()作为接收信息包进入、信息包输出以及当前阻塞的测量(一般作为信息包丢失函数测量)，允许根据信息包计数和对阻塞的灵敏度来定义资费。当新的使用测量形式出现时可以加上其它资费。
通过提供上述各种资费接口的实施来定义资费。例如，资费PacketCountLinear实现了PacketCountTariff，以计算与信息包计数成比例的收费。另一个资费CongestionSensitiveLinear工作在类似的基础上，但如果在存在阻塞时用户不停留在特定资费限制内，则要加上罚款收费。
除了资费接口实施以外，资费可以使用其它“帮助者”类别来帮助它的操作，以及一个或多个用户接口分量类别使用户可以看得见。也可以要求供应商一侧的用户接口，以便供应商能够进行资费调节。
整个资费描述包括一组Java类，其中一些将会用于用户系统，其它的由供应商系统使用。用户一侧的类被打包成Java档案(JAR)文件，以便于供应商系统处理。
为了推广应用新的资费，供应商系统首先加载要求进入它执行环境的资费类。然后，它加载用户一侧的包，使它序列化，采用专用密钥来标记它，以及使用广播协议分配它到用户系统。使用特征标记使用户可以检验接收的资费是否可信。
一旦接收到包，每个用户系统检验特征标记(使用匹配于供应商专用密钥的公共密钥)，在可能明显落后例如几小时或几天的广播协议标题中规定的激活时间，进行拆包，使用特置的动态类加载器将这些类加载到它的执行环境。创建接收资费类的情况并且安装在先前资费的地方。如果资费具有用户接口分量(通过访问资费目标的getGUI()方法获得)，则它替换先前资费的用户接口。用户接口中的变化用于通知用户，资费已经变化。
资费调节涉及到特别对于当前实施的资费操作的远端请求。这意味着用户系统在接收资费之前不知道这个操作的特征标记，即该操作没有在任何对于用户系统已知的资费接口中列出。
为了克服这个问题，使用Java支持的“反映”特性。为了传播资费调节，供应商创建了请求(invocation)目标的情况，它存储要被访问的操作名称以及要提供给它的参数。这个目标随后被序列化、标记、以及使用广播协议来广播。当用户系统接收和校验调节时，使用反映来调用所述的操作，请求目标被解-序列化(de-serialised)并且应用于当前资费。
为了简化广播协议，要求调节是等幂的和完整的。等幂保证：如果调节应用了多次，则资费不会受到不利的影响。完整性表示：调节确定了资费目标的整个参数组，使得调节完全地去除任何先前应用的调节的影响。
用户系统可以通过每秒重复请求由该资费支持的getCharge()操作并且将返回值加到累积收费中来应用该收费。提供到getCharge()的参数取决于当前实施的资费的种类。例如，如果资费是PacketCountTariff的实施，则需要刚过去的几秒钟的入站信息包、出站信息包和阻塞的测量。然而，如果资费是RsvpTariff的实施，则只需要描述当前保留的TSPEC。这表示：如果它能够通过与该产品有关的资费提供参数请求，则用户系统才能够订购到该产品。
getCharge()的方法每次请求也导致对特定资费的用户接口的更新。例如，在CongestionSensitiveLinear资费中，提供给getCharge()的使用参数用于更新业务量和阻塞的图形显示。
广播协议用于在供应商系统和多个用户系统之间传递序列化(serialised)的资费和调节。假定用户系统的数量很大并且采用重复的多信道广播解决方案。
供应商支持的每种产品分配一个多广播信道用于广播。用户系统收听相应于他们使用产品的信道。在本实施例中，假设每个用户系统知道它所感兴趣的产品的公知的多信道广播地址。
对于每个产品信道，供应商重复地广播当前的资费和最近对它的调节(如果有的话)。每个广播带有一个版本号，每次广播改变时它加1。用户系统仅在检测到版本号变化时处理广播。如果新的用户接入信道时，它等待直到它在处理任何调节广播之前接收到资费为止。另外，调节只应用于它的广播版本大于当前资费的版本时，因此确保未收到资费广播不导致对旧资费随后调节的应用。
在本例中，使用“支付和显示”过程实现收费，但另一方面，传统的支付方法也可以使用。图2a和图2b表示这种情况下实现收费结构的目标。图2a表示较高级别的目标，而图2b表示在图2a结构的软件实现中使用的分量目标，并且在单个区域内进一步扩展统计目标的分配。在图2a中，客户终端的目标以标记“用户”的图的一半示出，而接入路由器7的目标和相应的网络子区域以标记“边缘网络”的图的一半示出。用户终端的目标包括会话控制目标S、用户商业规则目标Bc、用户定价目标Prc、QoS管理器Q、用户统计目标Actc和用户测量目标Mc。商业规则目标Bc接收会话这些方面的信息，包括用于支付和接收来自定价目标Prc的当前定价数据的责任。用户商业目标作出判定，在用户的策略控制下，哪些可收费服务是可以利用的，可收费服务可以利用多少。这些判定馈送到QoS管理器Q，它决定哪些机构用于获得这些要求。然后，QoS管理器(和统计目标)控制用户测量目标Mc以确定业务量和服务的哪些方面被测量以及哪些方面被忽略。然后，测量目标记录所选择的业务量的方式，例如计数用户终端传送和接收的信息包的数量以及这些信息包的QoS级别。这些数据与当前的资费一起，包括阻塞的任何额外费用随后由用户终端使用，以确定对于网络操作员可支付的收费。测量目标Mc通过统计目标并利用确定频率的指令也被编程，在该频率上，数据被报告给用户统计目标Actc。用户统计目标Actc传递统计信息(定价或没有)到网络供应商区域的统计目标Actp。在网络供应商一侧，也就是说在连接用户终端的子区域内，用户的资费由表示为Mp的版本M来测量，但只在控制(policing)功能Po确定的采样基础上。也就是说，网络操作员仅间歇地采样用户的业务量。Po控制进行网络测量的地方，以便捕捉所有特定的用户业务量。成批的测量函数Mb负责报告集成的业务量级别到定价目标Prp，如路由器排队长度移动平均值反映的。成批的测量一般经过供应商的区域收集到中心定价功能(为了可靠，它可以被复制)。Prp考虑到来自网络供应商商业目标Bp的商业规则以及Mb报告的当前资费级别和来自相邻供应商的定价来设置价格。控制功能Po将来自Mp的样本测量与在Actp接收的统计消息相比较作为用户自己的测量结果。如果它建立帐单不充分，则它可以限制在接入控制网关Acs的服务，或启动一些其它的处罚。封装在统计目标内的另一个控制目标检查在支付的约定时间内帐单与支付是否匹配。最后，身份映射功能I提供用户的身份(帐单、数字特征标记等)和他们当前的网络地址(一般由ISP分配的单信道广播或多信道广播)之间的映射。
测量(M)目标提供给统计(Act)目标要求首先创建统计记录以及随后报告和记帐的信息。测量记录不像在Act目标中那样存储：测量数据尽快地转换为统计记录。测量数据转换为统计记录，包括类型的变化和某些集成的变化。另外，测量数据可以链接到资费信息。在这个例子里，通过测量目标返回的测量数据包括下面的元素：
IP地址，即，在通讯中包括的两个终点的IP地址。这很容易由网络信息包获得。
端口号码：它们用于区别在某一时间由用户使用的不同服务。端口号码也由网络信息包获得。
信息包的类型：服务身份。它识别服务类型，例如作为RSVP、作为不同的服务或作为数据。这个信息允许根据信息包类型使用不同的资费。
网络使用信息。它本身是测量数据并且可以包括例如信息包数量的计数。
时间周期信息。在使用时，如果是元素，它指示进行测量的时间长度。
时间基准。它可以包括开始时间和结束时间并且可以例如在定义的“非高峰”负荷期间用于对资费打折。
在当前的优选实施例中，在统计目标控制的时间间隔，在事件驱动的基础上，测量数据由测量目标返回到Act目标。另一种方法可以使用通过Act目标的测量目标查询，或者事件驱动查询。数据通讯可以使用Java-RMI(远端请求方法)实现，并且Java事件模型或接口可以在Act和M之间创建，以发送测量目标。另外，另一种通讯机构包括使用如CORBA或SNMP的通讯联系(messaging)。当前的例子使用称为FLEXINET的RMI/CORBA之类的分配事件程序设计基础结构(infrastructure)。
测量目标(M)将控制接口提供给Act目标，使得Act目标能够控制测量什么，以及何时、何地M报告它的测量信息。这个控制接口提供对下列参数的存取(access)：
1．在什么频率下要求测量记录(用于给定的用户或用户组)。这使得可能调节不同的统计商业模型，包括例如分期付款和传统的开帐单。频率可以规定为若干毫秒的周期。
2．向Act报告什么(用于给定的用户或用户组)。这个参数可以规定所有的信息包，或者仅仅具有在给定QoS阈值等内的信息包。
3．向那里报告测量(用于给定的用户或用户组)。这个参数可以简单地参考Act目标或者另一个与商业有关的目标，用于核算(auditing)或销售的目的。
4．测量目标的当前计量特性。
网络供应商的计量装置M多路复用不同用户的不同测量请求并且优化测量和报告过程。
用户终端的统计目标可以使用小的加密的单调资料(flat-file)数据库实现。在网络供应商一侧，同样的目标可以使用可伸缩来管理例如数万个用户帐单的较大数据库来实现。目标请求代理人(ORB)在用户一侧目标和网络一侧目标之间通讯，使用商业上可买到的工具来实现，如用lona Technologies plc的ORBIX(商标)来实现。序列化(serialisation)用于将目标从一个数据库经过网络流动到另一个数据库。序列化处理采用目标的所有属性并且经过特定的介质流动属性和规定产生数据的目标类型的信息。然后，解-序列化的过程采用来自传输介质的数据与目标类型信息，创建规定类型的新的目标，并且用数据填满它。统计数据库保持一组序列化的统计目标。网络供应商要求的较大数据库可以是接收目标，并且将它们序列化到存储空间的面向目标的数据库。另一方面，非面向目标的数据库也可以使用，在这种情况下，统计目标转换为数据库类型。例如，统计目标转换为SQL数据类型与相关数据库一起使用。
上述序列化/解-序列化的机构也用于支持网络区域之间测量和统计接口。例如，在用户终端传递信息包的网络边缘区域接着传递信息包到一些相邻区域。正如统计数据从用户传递到网络边缘区域一样，统计数据也从网络边缘区域的统计目标71传递到相邻区域的统计目标72，并且由网络边缘区域操作员对相邻区域的操作员做出支付。在上下文中，网络边缘区域是零售区域，相邻区域是批发区域。如图7所示，零售区域和批发区域之间的接口结构是零售区域和终端用户之间接口的循环版本。然而，对于终端用户接口的所有测量和QoS特性在零售和批发网络之间的接口是不需要的。在这个例子中，这里有多个批发供应商，然后询问零售网络中当前路由和/或地址，以便在批发网络之间分别统计。这是识别映射I的另一个有效的形式。需要在每个相邻供应商的身份和他们当前单信道广播地址、地址前缀、多信道广播地址或自主系统(AS)号码组之间映射。这一般在边缘结构不要求，因为边缘用户一般只具有一个供应商。如果用户使用多个供应商，则对于分配统计的映射也用于边缘。如同以前一样，零售和批发区域之间业务量的测量可以被采样，并且与数据流动同时进行一要求无阻塞。实际上任何成对的网络供应商可能相互间是用户。在这种情况下，用于零售/批发接口的结构是对映的，使得所有功能在两个方向上操作。在网络区域之间的任何支付随后通过每个统计流的产品和相关价格的平衡确定。
如图8所示，在包括多个区域的网络中，“批发”区域82可以接收来自一些零售网络81、83的统计数据。这些数据通过区域82的统计目标集合并且随后在另外的相邻区域如区域84之间分配。分配统计数据的方式由保留在区域82中平均的边界路由表确定。图3a和3b示出了统计目标之间传递的数据。在这个例子中，统计数据包括：统计的身份，帐单记录身份，服务类型标识符，源地址，目的地址，资费身份，时间，周期(即帐单记录覆盖的周期)，单位，成本，以及货币。另外，支付数据包括现金量和支付货币。
图4表示用户终端和零售网络区域中协议堆栈内的测量范围。理想地，在这个区域内有两个测量点，一个由用户委托，一个由网络委托，例如在图中的两个参考点(a)。为了便于实施，可以使用由双方委托的单个测量点(b)。这可以例如在保密模块内如客户终端的密码卡内实现。作为另一种情况，可以在可能有测量差异的不同点进行测量。在网络上实际的测量点是在每个用户的第一个接入装置，检查网络层标题(c)(在这种情况下为IP)。ISP不应该深入地测量他们的网络(d)，因为他们的接入网络和系统将引入延迟和损耗。
对于单独的用户(例如拨号接入)，测量的实际点也应该在网络层旁边，但在它们终端系统的堆栈(e)中。理想地，这些测量点应该在每个堆栈的较低位置，接近于双方之间的接口并且较少可能被堆栈的争用(contention)影响。然而，在链路层(f-f)的测量是不适当的，因为只有在网络层设置的一些可收费参数在链路层帧中反映出来；网络级别多信道广播、端对端等待时间请求等可能在链路层是看不见的。同样，当测量信息包大小用于带宽计算时需要忽略链路层标题，以避免不同的链路技术链接在一起的明显差别。
在接收方向(沿着堆栈向上)，这种测量点的选择表示较低层必须被量定(缓存器大小、中断和线程排定优先级)以应付较高层最严格的QoS请求。由于从物理介质取走帧，机器必须能够沿着堆栈向上移动数据而没有机会让使用费数据在它到达网络层之前被丢弃(例如，由于中断争用引起缓存器溢出)。在ISP服务被测量的网络层，对于QoS请求，最便于在各种流沿着堆栈向上移动(在终端系统上)或转送(在路由器中)时，控制正确的各种流的不同处理。
上述测量目标可以利用公众可得到网络计量软件如NevilBrownlee的NeTraMet系统，通过适当的修改来实现。这种软件计量装置适合RFC 2063和RFC 2064中所描述的IETF互联网络统计结构。该计量装置使用“信息包检查”对它们的终点地址定义的业务量流建立信息包和字节计数。虽然一般来说地址可以是以太网地址、协议地址(IP,DECnet,EtherTalk,IPX或CLNS)或‘传输’地址(IP端口号等)，或者它们的任意组合，但在本实施例中只能使用IP地址。要被观察的业务量流由一组规则规定，它们通过‘管理员’程序下载到NeTraMet。业务量流数据经过SNMP(简单的网络管理协议)由‘收集器’程序收集。
图5a到图5e是说明实现上述测量和统计目标的分类示意图。分类示意图系列图。
控制图(5a)将与在统计类上的控制有关的类分组，所说的控制包括报告控制、有关计量的控制和总的控制功能。这个图还涉及事件传播。在统计类上的控制根据控制类型分开。这就是为什么可以利用四个接口。这些接口中的两个经过统计目标的情况提供直接控制，而另外两个与用于传递报告信息和测量信息的Java事件模型有关。ActControl接口经过与一般统计情况有关的统计类提供控制。它提供两种方法设置情况或特性并且这些方法可以找出有关统计目标的当前情况。例如，该接口用于设置统计目标的名称或询问Act目标以找出先前给予Act目标的名称。ActReport接口经过与统计报告有关的发布提供控制。控制访问直接相关于统计目标的报告情况。例如，称为addReportListener()的方法用于登记感兴趣的报告信息。一旦登记有效，随后访问其它控制的方法定义如报告频率、请求立即报告、报告保密特性等的情况。统计类实施用来表示：统计目标的另外两个收听者接口(报告和测量)对统计报告和测量感兴趣。
统计报告图(图5b)重新分组与统计目标中的报告情况和报告处理有关的类。统计目标收听统计报告并且也产生这些事件。统计目标产生统计报告并且分配它们(使用传统的Java事件模型)到目标，这些目标已经登记了他们感兴趣的那些事件。在本实施例中，flexinet(类似于CORBA的分配的程序设计基础结构)用于支持目标之间的通讯，使得报告可以来自远离统计目标的目标。统计类实施ReportListener接口使得它也能够接收这些统计报告。统计报告事件是ReportEvent类。这类的事件是包括报告目标的传统的Java事件。记录下报告类中主要的属性。记录是统计记录的简单向量。这些记录在AccountingStoreView中描述。ActReportCtrl接口定义了与统计目标的统计报告处理有关的控制访问。访问可用于目标登记感兴趣的统计报告、解除登记兴趣并且控制报告过程。
统计存储图(图5c)重新分组与统计信息的持久存储有关的类。统计目标具有统计记录的数据库。记录类型保持还没有定价的统计信息。定价的信息是不同类的对象。数据库类是记录目标的简单向量并且它可以序列化成外部存储介质上的文件。数据库也负责返回必须报告的统计记录。
统计计量装置图(图5d)重新分组与统计类计量方面有关的类。这相关于统计目标中测量信息的接收和Meter的控制以及简单计量装置分类的定义。Meter类如要求的那样使用产生脉冲事件的“脉冲星(Pulsar)”目标。脉冲频率由Meter目标设置。根据接收的脉冲，Meter产生MeasurementEvent类型的目标。实施MeasurementListener接口和已经登记它们感兴趣的测量结果的目标将经过measurementHandler方法接收这些事件。如上所述，Meter目标和接收测量事件的一个或多个目标可以相互间距离很远。测量事件是传统的Java事件，并且包括MeasurementRecord类型的测量记录。统计目标从Meter获得测量信息，在Meter上它经过MeterControl接口获得控制。典型的控制例子是测量报告频率，即统计目标可以控制计量装置目标发送报告给它的频率。这个控制接口也是一个用于登记感兴趣的测量结果的接口。
统计其它的图(图5e)重新分组在先前描述的图中不适合的所有其它类。这包括JavaBean相关类，这些类使代码和图形用户接口(GUI)运行。AccountingBeanInfo类是JavaBean相关类，当那些特性必须以BeanBox或以任何其它编码程序工具进行图形显示时，该相关类修改Accounting类上某些属性的描述。Go和MeterGo类仅仅实施主要的方法。Go用于启动统计目标，而MeterGo用于启动Meter目标。Accounting GUI类负责与统计目标有关的GUI。Meter目标没有与它有关的GUI。Accounting GUI如图6所示。GUI的顶部部分包括来自Accounting目标的数据，而底部部分涉及在统计目标上可利用的控制。控制部分直接相关于可用于Accounting目标的控制接口。统计类不知道GUI，因为参考是从GUI到统计类的。
上述统计机构可以用于用户与零售网络和批发网络之间通过合同组合在一起以建立支付责任以及希望谁来支付。下面部分描述了进行支付的不同清算模型。这部分所描述的系统可以与上述特定的统计机构一起使用或者独立使用。支付清算
除了“支付责任”和“希望谁来支付”以外还有谁应该支付的问题。每个边缘ISP可以在“一条单向信道”基础上支付他们的发送和接收服务。然而，也可以支持其它的商业模型。在商业模型中，ISP不希望对于所有边缘供应商的所有发送和接收业务量做出支付，代之以一个用户可以代表如在电话中两端(所有端)的用户支付给他们的供应商。另一个统计字段必需出现“收款人”字段。例如，另一种商业模型可以是：由用户在每个流的基础上决定进入系统的边缘用户的哪一端支付。我们称这种模型为“供应商清算”模型，通过下面的讨论我们会很清楚。这在图9中示出。这里，终端用户91、92经过一些中间网络93进行通讯。这个模型中供应商之间的财务流取决于在哪一端的支付以每个流(每个信息包)为基础进入到系统。对于某些流来说，甚至可能在终端之间成比例地分摊成本。因此，为了商业模型的灵活性，不是简单地说明“本地”或“远端”，“收款人”字段可以是“收款人百分比”字段而不是在终端计算出由用户支付的总成本的百分比。所以，通常它在“完全支付给本地供应商”或“完全支付给远端供应商”的典型情况下应该是100％或0％。收费差额应该是远端支付。注意，尽管当本地收款人得到100％时感觉到这个模型的目的在于事务处理的效率。但是，“供应商清算”模型还存在某些缺点。
正如已经指出的那样，“收款人百分比”字段可以推进供应商之间的统计，否则边缘ISP和它的上方供应商的年收入将完全取决于它们控制以外的因素-它的用户选择哪个终端来进行支付。因此，“收款人百分比”字段必须是上方供应商信任的。为了帮助防止字段被窜改，它需要由远端ISP签字。如何集成签字字段而不丢失特征标记的完整性。该集成可能必须通过涉及的(TTP)所有各方信任的第三方签字的软件来做，并且随后该记录由TTP重新签字。然而，集成软件也必须在TTP信任的主机上运行。另外，使用这个模型将意味着所有边缘ISP必须能够识别来自远端地址的任何远端ISP，但某些不能通过分级路由做到。然而，我们已经说明远端ISP的支付接口能够在终端站之间以较高级别协议传递。对于它们可能稍微更复杂的是将这个包括在统计记录中。然而，ISP将仍然必须进行适当地检查这是有效的ISP和它匹配于远端地址。一旦它具有地址，这将变得不重要了，但变得更无效，并且要拒绝本地ISP经过它的上方供应商进行清算的优点。如果各方之间的共享支付不固定，而仅取决于较高级别一高于正常感兴趣的供应商所理解的流或参数的特性，则对于某些未来的应用仍然可能引起另外的复杂性。对于“希望的支付者”字段这也是一个问题，但在这种情况下，字段仅是信息，不可能是“供应商清算”模型的“收款人百分比”字段。
理想地，应该考虑最后支付的所有边缘供应商的当前价格将支付分开。只有另一种方法(用于电话的国际统计速率系统(IARS))是ISP同意折衷他们之间的价格，将不一致的价格平均。
因为通常在互联网络可以找到更长的供应商链，在年收入到达正确的位置之前将可能引起不可接受的延迟。清算中的任何延迟极大地增加了支付系统的成本，在支付不能得到确认时必须请求另外的信用机构。这些信用机构必须应用于边缘用户，而不仅仅是供应商，因此，极大地增加了系统的总成本。
尽管有这种限制，但这样一种模型的出现减少了支付的事务处理的数量。例如，如果互联网络的电话会话各方都由主叫用户支付，对于主叫用户来说将每人的支付给予她自己的ISP将显得不大复杂，这样，让ISP转送正确量到它上方供应商作为成批事务处理的一部分。另一方面，在“第三方清算”模型中(如图10所示)，主叫用户必须将涉及各方的各个ISP之间的支付分开。
这就是为什么两个模型名称之间的区别是在清算中，而不是支付给谁。最后，两个模型在一条单向信道的基础上支付边缘ISP。不同之处仅在于付款人给收款人支付的路由。借助于供应商清算，支付遵循数据路径。以该方式，供应商分割混合起来共享的两种类型的钱：批发分割一条单向信道共享。
在“第三方清算”系统(也称为端对端清算)中，票据交换所的作用是处理一条单向信道共享(包括两个终端之间直接的价格差)，剩下的供应商之间的统计是完全关于批发的。第三方清算器可以在管理平台10中的一个或在连接到网络区域中一个的附加平台上实施。供应商或用户可以假设票据交换所的作用，但是统计信息模型是基于第三方清算系统的，以适用于最一般的情况。为了清楚起见，不管支付的用户到专用票据交换所支付，引导到远端的ISP，还是甚至引导到远端的用户，以致于他们能够支付自己的ISP，在各种情况下，清算的作用都是分开，即使没有单独的企业来实现该功能。最后的情况是，特别的-清算作用是不存在的，但它仍然出现在信息模型中。统计时对于所有终端的收费是不能合在一起的。如果经过供应商链获得一条单向信道共享，这就必须保持与批发统计分开。如果不是这样，则限制了可以建立在基础结构上的模型的类型。
在分开清算作用之后，现在清楚地显示，电话公司也在它的商务-“会话零售商”中加上了其它的作用。即边缘电话公司以固定价格提供电话通信，但是如果价格简单地包括供应商收费的所有端对端价格，需用于集合每个会话，则这个范围的价格小于价格能够改变的可能方式的量。同样，这种作用可以由互联网络世界的边缘用户假定，但是通过在IP服务上的销售，可能对于其它各方提供传输价格，同时吸收供应商在收费的批发价格上的变化。这种规则也可以继续由电话公司和ISP采用。
不用再说明实际上支付给哪个终端的统计消息。谁应该最后接收支付是不言而喻的，因为现在的规则是，其它供应商的帐单不应该与本地供应商的帐单合在一起。结论是，任何统计明显地与最后支付给本地供应商有关。在统计期间说支付给谁是多余的。它只与支付时间有关。然后如果它被给予清算机构则它实际上说最后打算支付给谁。
图11表示网络图中边缘定价的使用。所示的信息包从Na到Nb多信道广播并且向前到达其它网络。因为多信道广播是单信道广播的一般情况，这允许我们模拟两个拓扑结构。通过使传输方向反向，我们也将能够将拓扑结构作为集成处理。使用术语信息包，但箭头可以表示某一时间类似的类信息包的流动。模拟信息包或流可以是数据或信号的。不必单独地模拟多源多信道广播，因为来自不同源的信息包总是保持分开的。图11突出了网络Na和Nb之间的定价，Wbas和Wbar表示每个方向上应用于收费Na的加权应用于Nb。每个加权价格用于上述边缘和互联网络的远端边缘，而不仅仅在该供应商的远端边缘之间传输。在每个网络之间接口存在四个类似的加权价格，但是加权将采用不同的值，除非相邻的是相同的状态。这样，经过每个接口的任一方向上对业务量的支付取决于网络任一侧提供的两个加权价格之间的差值。换句话说，不能做出谁是供应商和谁是用户的假设，这完全取决于在任一时间收费之间的差值符号。很清楚，边缘用户(假定为Nc)在网络市场上没有供应商状态。这样，对于所有的j，Wcjr=0。然后，我们可以通过设置所有接收的加权为零或所有发送的加权为零来分析如‘只有发送者支付’或‘只有接收者支付’的情况。例如通过估计是否由迷失方向控制获得一个网络来确定控制的稳定性。
‘只有发送者支付’或‘只有接收者支付’倾向于鼓励用户的迁移，这些用户主要是接收者并且他们是对于不同供应商的主要发送者。这种情况是可保持的，因为具有所有非支付用户的供应商从它的互联网络业务中获得它的全部年收入。任一情况保持稳定，因为如果一个网络自行其事(maverick)(例如当另外的每人只是收费发送者时，只能是收费接收者)，则主要的发送者和接收者选择较便宜的供应商。因此，整个系统的收入降低，以使得自行其事的供应商首先倒闭(bust)一足以阻止自行其事！然而，很清楚这些策略使得网络使用效率低，并且被认为这里的多信道广播(以及因此的集成)是不稳定的。
相反，‘发送者和接收者支付’在单信道广播和多信道广播情况下是稳定的。不像上面的情况，它不会导致网络使用效率低。通过加权发送价格不同于接收价格，它可能适合主要的发送者和接收者的不同收费差额。例如，如果只有几个大的主要的发送者，但有许多小的主要的接收者，则在管理大的用户中经济规模(economy of scale)能够用较低的发送者加权来反应。类似地，对于与多个单信道广播相比，较小的接收团体的多信道广播的低效率可以通过稍微加权多信道广播发送者定价来阻止。
虽然迄今描述的例子已经出现在联合的信息包数据网络如互联网络的上下文中，但是本发明的许多方面也可以有益地用在其它类型的网络，如在电路交换PSTN(公共交换电话网)中。图8示出了应用在上下文中的本发明例子。在这个网络中，用户终端81在这个例子中是所谓的集成了微处理器和数据接口的智能电话，它经过市话交换局82和长途交换局83连接到电话网络。长途交换局83经过公共信道SS7(信号系统号码7)信号网络连接到服务控制点85，该点负责高级呼叫控制功能的执行。服务控制点85还连接到操作支持服务器86，该操作支持服务器86负责记帐操作并在这个例子中控制网络资费设置。OSS服务器和用户终端包括资费实体(TE)。固定的PSTN网络也经过网关87互联到蜂窝式GSM网络88。蜂窝式网络中的基站BS传递信号到智能移动电话89。在操作中，网络资费经过PSTN网络以及经过GSM网络分配到用户终端。资费可以方便地再次采用在用户终端处理器上执行的Java函数形式。Java函数可以作为互联网络信息包流动。在一个实施中，这些互联网络信息包可以经过PSTN网络和GSM网络本身分配。例如，信息包可以封装以及使用MTP(消息传输部件)传输层传输到长途交换局，并且可以使用带外信号传递到用户终端。另一方面，可以经过公共互联网络在OSS服务器和用户终端之间建立单独的数据连接。如在上面的例子中，网络操作员监控网络内资源的负载，并且可以传送信号到用户终端的资费实体来改变资费以反映相关资源不足或其它情况。用户终端可以自己监控网络负载并且自动地产生资费的变化。使用网络资源可以通过用户终端本地测量，以代替网络内实施的传统记帐。如上所述，网络操作员通过实施采样，可以控制使用数据的测量。

Claims (39)

1．一种操作通讯网络的方法，包括：
a)通过网络资源的各个用户终端测量多个用户终端的每一个的使用；以及
b)接着根据步骤a)产生的测量数据计算网络使用费。
2．一种操作联合的数据通讯网络的方法，其特征在于，由网络资源的各个用户终端测量连接到所述网络的多个用户终端的每一个的使用。
3．如权利要求2所述的方法，还包括随后根据测量步骤产生的测量数据计算网络使用费。
4．如前面权利要求中任何一项所述的方法，还包括集成由各个用户终端的一系列测量所产生的测量数据的步骤。
5．如前面权利要求中任何一项所述的方法，还包括存储测量数据。
6．如权利要求5所述的方法，包括存储测量数据，该测量数据识别可应用于所述测量数据的资费。
7．如前面权利要求中任何一项所述的方法，包括将由步骤a)产生的数据传送到网络操作员控制的网络统计目标。
8．如权利要求7所述的方法，包括将由测量数据计算的使用费传送到网络统计目标。
9．如前面权利要求中任何一项所述的方法，包括将测量数据传送到远离用户终端的系统。
10．如前面权利要求中任何一项所述的方法，包括由网络操作员仅仅对用户终端和网络之间传递业务量的一部分进行采样，并且对于采样的业务量将网络使用与从用户终端传递到网络统计目标的数据相比较，因此检测出任何差异。
11．如前面权利要求中任何一项所述的方法，其中设置网络统计目标，以接收来自网络操作员控制的测量目标的数据或来自用户终端的数据。
12．如权利要求11所述的方法，其中，配置与用户终端有关的用户统计目标，以引导数据到网络统计目标。
13．如权利要求11或12所述的方法，包括根据在网络统计目标接收的控制信号转换来自第一个配置和另一个配置的网络统计目标，在第一个配置中，接收的数据来自所述的测量目标；在另一个配置中，接收的数据来自用户终端。
14．如前面权利要求中任何一项所述的方法，还包括传递资费到每个用户终端，并且由资费和统计数据来计算每个终端的网络使用费。
15．如前面权利要求中任何一项所述的方法，其中通讯网络是包括多个网络区域的联合数据网络。
16．如权利要求15所述的方法，包括：
在用户终端和连接用户终端的第一个网络区域之间传递业务量；
进一步地在第一个网络区域和连接到第一个网络区域的第二个网络区域之间传递所述的业务量；
从用户终端传递网络使用数据到第一个区域的第一个网络统计目标；
在第一个网络统计目标和第二个区域的第二个网络统计目标之间传递统计数据。
17．如权利要求16所述的方法，包括由第一个网络区域的当前路由表确定第二个区域的身份，第二个区域经过第一个网络区域与用户终端传递数据，以及传递用于用户终端的网络使用数据到当前路由表识别的第二个区域。
18．如前面权利要求中任何一项所述的方法，其中，测量步骤包括对用户终端和通讯网络之间传送的信息包中传递的数据的数量进行计数。
19．如权利要求18所述的方法，包括测量用户终端接收的信息包和用户终端发送的信息包。
20．如前面权利要求中任何一项所述的方法，其中，对于第三方清算器进行网络使用支付。
21．如权利要求1到20中任何一项所述的方法，包括根据网络的负载自动地改变网络使用的资费，以及通过将资费应用到测量数据来计算网络使用费。
22．如前面权利要求中任何一项所述的方法，包括采用多种不同类的服务在网络上传送信息包。
23．如权利要求22所述的方法，包括经过信息包路由器传递所述的信息包，在信息包路由器中确定应用于信息包的服务的类别，以及根据各个服务类别不同地排定信息包。
24．如权利要求23所述的方法，其中，控制信息包的分类以确定用于各个服务类别的信息包是合格的步骤在远离路由器的位置进行。
25．如权利要求24所述的方法，其中，控制步骤在用户终端进行。
26．一种提供多个不同服务级别的信息包网络的操作方法，该方法包括：经过信息包路由器传递所述信息包，在信息包路由器中确定信息包的服务类别，根据各个服务类别不同地排定信息包，以及在远离路由器的位置，控制信息包的服务等级类别以确定用于各个服务类别的信息包是合格的。
27．一种包括多个网络区域的联合通讯网络的操作方法，该方法包括确定一个区域和相邻区域之间数据传输的价格：
a)通过一个区域，广播从相邻区域接收数据的价格和传送数据到相邻区域的价格；
b)通过相邻区域，广播从一个区域接收数据的价格和传送数据到一个区域的价格；
c)根据数据传输方向，由步骤(a)广播的接收价格和步骤(b)广播的传送价格之间的差别，或者由步骤(a)广播的传送价格和步骤(b)广播的接收价格之间的差别来计算数据传输的边缘价格。
28．如权利要求27所述的方法，其中，每个区域广播多个相应于不同的各个服务类别的不同价格组。
29．一种通讯网络的操作方法，包括：
(a)建立数据流，该数据流从连接到网络的始发用户到连接到每个网络的至少一个目的地用户；
(b)传递来自每个网络操作员的资费数据到清算实体；
(c)传递来自清算实体的端对端流动的资费数据到始发的和目的地用户中的至少一个；
(d)测量从始发用户到网络的数据流数量和从网络流到目的地用户的数据流数量；
(e)传递由步骤d产生的测量数据到清算实体；
(f)在清算实体处，根据测量数据和资费来计算收费；
(g)根据计算的收费，进行从清算实体到网络操作员的支付；以及
(h)根据来自清算实体的端对端资费，传递帐单到始发用户和目的地用户中的至少一个。
30．如权利要求10所述的方法，或引用权利要求10的先前任何一项权利要求所述的方法，包括当检测到差异时处罚用户。
31．一种包含多个网络区域的网络的操作方法，包括计算在经过网络从第一个用户到第二个用户传输业务量中网络资源的使用费，包括：
a)根据在传输中使用的网络资源确定成本；
b)确定第一个和第二个用户的成本分配参数；
c)通过组合成本和分配参数来计算一个或第一个和第二个用户的收费。
32．一种通讯网络，其构成适合于用先前权利要求中的任何一项所述的方法进行操作。
33．一种用户终端，其构成适合于用权利要求1到32中的任何一项所述的方法进行操作。
34．一种用户终端，包括用于连接到联合数据网络的数据接口，其特征在于，设置网络使用计量装置，以测量网络资源的用户终端的使用。
35．如权利要求34所述的用户终端，其中，使用计量装置包括对经过数据接口在用户终端和网络之间传递的信息包中数据数量进行计数的器件。
36．如权利要求34到35所述的用户终端，包括统计接口，该统计接口用于传递测量数据到网络统计目标。
37．一种在提供多种不同的服务级别的信息包网络中使用的路由器，该路由器包括：
用于确定路由器所接收的信息包类别的装置；
用于根据它的类别排定信息包的装置：
其中，路由器这样设置，以便根据信息包的类别排定信息包，而不用对请求服务类别的信息包的合格性进行控制。
38．一种在联合的数据网络中定价数据流的方法，基本上如相对于图11所描述的。
39．一种根据权利要求25或26所述的方法，其中，用户的控制与各个数据流一起同时或者之后随机地检查。
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