專利名稱：一種大容量h.248協(xié)議分布式處理系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，具體地說(shuō)，涉及通信領(lǐng)域中NGN(下一代網(wǎng)絡(luò)，如WCDMA/CDMA2000/TD-SCDMA/SOFTSWITCH)系統(tǒng)中MGC(媒體網(wǎng)關(guān)控制器)和MGW(媒體網(wǎng)關(guān))上大容量的H.248協(xié)議的分布式處理系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
H.248協(xié)議被3GPP/3GPP2等組織采用，作為NGN網(wǎng)絡(luò)承載和控制分離的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，主要用于MGC和MGW之間的網(wǎng)關(guān)控制以及承載建立控制。
MGC與MGW之間通過(guò)H.248通信，消息可以選擇文本方式或二進(jìn)制方式進(jìn)行編碼。H.248消息長(zhǎng)度通常在100到300字節(jié)之間。沒(méi)有經(jīng)過(guò)編碼的消息格式如附圖1所示，H.248的消息從外向內(nèi)嵌套依次是事務(wù)(Transaction)/動(dòng)作(Action)/命令(Command)事務(wù)事務(wù)由若干動(dòng)作組成，事務(wù)具有完整性，同一個(gè)事務(wù)中的動(dòng)作和命令要求順序執(zhí)行。
動(dòng)作動(dòng)作由若干命令組合而成，動(dòng)作一般有具體的含義，特殊情況下，一個(gè)動(dòng)作由一條命令組成。動(dòng)作實(shí)際上是一組命令的標(biāo)識(shí)。
命令命令是MGC和MGW實(shí)現(xiàn)交互信息的基本單位，命令中包括各種命令參數(shù)。命令的操作對(duì)象是上下文(Context)，上下文以上下文標(biāo)識(shí)(Context ID)區(qū)分。上下文與呼叫對(duì)應(yīng)，維護(hù)參與呼叫的終結(jié)點(diǎn)(Termination)狀態(tài)。
一個(gè)完整的呼叫過(guò)程，將會(huì)在MGC和MGW之間交互20～60次H.248命令，以完成對(duì)同一個(gè)上下文的呼叫控制操作，每次命令交互封裝到事務(wù)中形成H.248消息發(fā)送給對(duì)方。
目前常用的H.248協(xié)議處理方案是如圖2MGC或MGW對(duì)外有一個(gè)到多個(gè)接口板，負(fù)責(zé)接收外部的H.248消息或發(fā)送H.248消息；接收到的消息送到H.248協(xié)議處理板上解碼，并在該板上完成H.248的事務(wù)處理、上下文維護(hù)以及對(duì)外發(fā)送消息的編碼。這種方案整個(gè)系統(tǒng)只有一個(gè)板進(jìn)行協(xié)議處理，受處理器能力限制很大，即使處理器能力很強(qiáng)也難以處理大容量的H.248協(xié)議。以PENTIUM III700MHZ CPU為例，H.248處理能力通常小于100呼叫/秒。
在NGN系統(tǒng)中，MGC處理能力有1000呼叫/秒以上的需求(比如3GPP的MSC-SERVER)，簡(jiǎn)單的單板處理H.248的方式不能滿足系統(tǒng)需求。上面的簡(jiǎn)單處理方式并不能進(jìn)行用增加處理器的方式擴(kuò)展系統(tǒng)處理能力，因?yàn)镠.248的消息在沒(méi)有解碼前不知道消息對(duì)應(yīng)的處理器，如果接口板隨意的將接收的H.248消息發(fā)給各個(gè)處理板解碼，必然導(dǎo)致大量的解碼完的消息不屬于本板處理。假設(shè)有n(n＞1)個(gè)處理器，從概率上來(lái)講(1-1/n)*100％的消息需要轉(zhuǎn)發(fā)，轉(zhuǎn)發(fā)的次數(shù)為1到n-1之間。處理器越多，轉(zhuǎn)發(fā)的概率越大，轉(zhuǎn)發(fā)至最終上下文處理板的次數(shù)越多。以10個(gè)處理器處理1000個(gè)呼叫/秒的模型來(lái)計(jì)算，有90％的消息要轉(zhuǎn)發(fā)，頻繁的消息轉(zhuǎn)發(fā)消耗大量處理器和內(nèi)部通信帶寬，另外，由于H.248的消息長(zhǎng)度不固定，解碼完的消息長(zhǎng)度不確定，為通信數(shù)據(jù)區(qū)的分配管理帶來(lái)困難。目前，尚沒(méi)有完滿地解決上述問(wèn)題的方案提出。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種H.248協(xié)議可平滑擴(kuò)充處理能力的系統(tǒng)和方法，以處理大容量的H.248協(xié)議，解決NGN系統(tǒng)中H.248負(fù)荷分擔(dān)的問(wèn)題。系統(tǒng)容量的擴(kuò)充通過(guò)擴(kuò)充分布式處理器和發(fā)送/預(yù)解碼處理器的個(gè)數(shù)來(lái)平滑實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明所述的大容量H.248協(xié)議處理系統(tǒng)，包括一個(gè)或多個(gè)H.248接口板、一個(gè)或多個(gè)H.248分布式處理器、H.248集中維護(hù)處理器；所述H.248接口板負(fù)責(zé)接收外部H.248消息和對(duì)外發(fā)送H.248消息；所述H.248分布式處理器處理所述H.248接口板分發(fā)過(guò)來(lái)的本板H.248消息，生成呼叫相關(guān)的H.248消息并通過(guò)所述H.248接口板對(duì)外發(fā)送；所述H.248集中維護(hù)處理器處理錯(cuò)誤消息和針對(duì)整個(gè)MGW的維護(hù)消息，并維護(hù)MGC/MGW之間的正常通信，維護(hù)二者之間資源和呼叫狀態(tài)的一致性。
進(jìn)一步地，所述H.248接口板還負(fù)責(zé)對(duì)接收到的消息進(jìn)行預(yù)解碼，識(shí)別每個(gè)進(jìn)入系統(tǒng)的H.248消息的對(duì)應(yīng)的處理器類型。
本發(fā)明所述的大容量H.248協(xié)議處理方法，包括以下處理步驟第一步，接收外部H.248消息，并進(jìn)行預(yù)解碼，對(duì)于普通H.248消息，將消息轉(zhuǎn)發(fā)到所述H.248分布式處理器；對(duì)于集中維護(hù)消息，將消息轉(zhuǎn)發(fā)到所述H.248集中維護(hù)處理器；第二步，所述H.248分布式處理器接收消息，并根據(jù)呼叫進(jìn)展情況產(chǎn)生H.248消息通過(guò)所述H.248接口板發(fā)送給對(duì)端H.248實(shí)體；第三步，所述H.248集中維護(hù)處理器處理所述集中維護(hù)消息，并通過(guò)所述H.248接口板告知對(duì)端H.248實(shí)體。
所述H.248分布式處理器還可以向所述H.248集中維護(hù)處理器發(fā)送維護(hù)請(qǐng)求消息，所述H.248集中維護(hù)處理器處理完畢之后通知所述H.248分布式處理器。
采用本發(fā)明所述H.248協(xié)議處理方法，經(jīng)過(guò)測(cè)算，與現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠解決H.248協(xié)議無(wú)法平滑擴(kuò)充容量的問(wèn)題，可以支持的H.248呼叫處理能力至少可以比目前提高20倍，是解決NGN系統(tǒng)中大容量MGW和MGC的關(guān)鍵技術(shù)突破。


下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
圖1是H.248的消息結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是現(xiàn)有技術(shù)單處理器H.248協(xié)議簡(jiǎn)單處理方式結(jié)構(gòu)圖。
圖3是本發(fā)明H.248處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是本發(fā)明的幾個(gè)主要環(huán)節(jié)之間的交互流程圖。
圖5是圖4中對(duì)外消息發(fā)送/接收消息預(yù)解碼分發(fā)環(huán)節(jié)處理流程示意圖。
圖6是圖4中的H.248消息分布處理流程示意圖。
具體實(shí)施例方式
圖1、圖2已在背景技術(shù)中予以描述，在此不再贅述。
圖3是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)圖，包括3個(gè)環(huán)節(jié)對(duì)外消息發(fā)送/接收消息預(yù)解碼分發(fā)環(huán)節(jié)、H.248集中維護(hù)環(huán)節(jié)、H.248分布處理環(huán)節(jié)。這三個(gè)環(huán)節(jié)組合，實(shí)現(xiàn)大容量的H.248協(xié)議處理，并能夠?qū)崿F(xiàn)平滑的容量擴(kuò)充。
消息發(fā)送/接收消息預(yù)解碼分發(fā)環(huán)節(jié)對(duì)外發(fā)送H.248消息；對(duì)內(nèi)接收外部消息，預(yù)解碼后判斷發(fā)給分布處理處理器還是發(fā)給集中維護(hù)處理器，預(yù)解碼環(huán)節(jié)識(shí)別每個(gè)進(jìn)入系統(tǒng)的H.248消息的處理器，是本發(fā)明實(shí)現(xiàn)分布式處理分發(fā)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。集中維護(hù)處理環(huán)節(jié)處理消息接收預(yù)解碼環(huán)節(jié)不能識(shí)別的錯(cuò)誤消息，或者處理針對(duì)整個(gè)MGW的維護(hù)消息，集中維護(hù)處理環(huán)節(jié)維護(hù)MGC/MGW之間的正常通信，維護(hù)它們之間資源和呼叫狀態(tài)的一致性。分布式處理環(huán)節(jié)處理預(yù)解碼環(huán)節(jié)分發(fā)過(guò)來(lái)的H.248消息，生成呼叫相關(guān)的H.248消息并通過(guò)消息發(fā)送/接收預(yù)解碼環(huán)節(jié)單板發(fā)送出去。
圖4是圖3中三個(gè)主要處理環(huán)節(jié)之間的交互流程圖。消息發(fā)送/接收消息預(yù)解碼分發(fā)環(huán)節(jié)負(fù)責(zé)系統(tǒng)對(duì)外的消息收發(fā)，以及接收消息的預(yù)解碼判斷。集中維護(hù)處理環(huán)節(jié)接收消息分發(fā)環(huán)節(jié)發(fā)來(lái)的H.248維護(hù)消息，或處理分布式處理器發(fā)來(lái)的維護(hù)請(qǐng)求，處理完畢之后通知分布式處理器或通過(guò)消息發(fā)送環(huán)節(jié)告知對(duì)端H.248實(shí)體。分布式處理環(huán)節(jié)主要處理消息分發(fā)環(huán)節(jié)來(lái)的消息，根據(jù)呼叫進(jìn)展情況產(chǎn)生消息發(fā)送給對(duì)端H.248實(shí)體，分布式處理器之間的消息為一個(gè)事務(wù)中包含多個(gè)動(dòng)作的處理請(qǐng)求和處理應(yīng)答消息。
圖5是圖4中對(duì)外消息發(fā)送/接收消息預(yù)解碼分發(fā)環(huán)節(jié)的處理流程，該環(huán)節(jié)可以是分為接口板和預(yù)解碼板，也可以合而為一成為一塊板。本地發(fā)出的Transaction ID(事務(wù)標(biāo)識(shí))作為一種資源，為每個(gè)H.248分布處理器分配一段區(qū)間，在預(yù)解碼和消息分發(fā)點(diǎn)上可以查找到事務(wù)ID和處理器的對(duì)照表，本H.248實(shí)體發(fā)出的事務(wù)請(qǐng)求在對(duì)方處理完畢應(yīng)答時(shí)，預(yù)解碼首先依據(jù)應(yīng)答ID找到對(duì)應(yīng)處理器。對(duì)于MGC，繼續(xù)解碼到EVENT REQUEST ID(事件號(hào)標(biāo)識(shí))，事件號(hào)標(biāo)識(shí)作為一種資源，接口板駐留為每個(gè)分布處理器預(yù)留的事件號(hào)標(biāo)識(shí)的分配表，接收到的事件號(hào)消息可以依據(jù)該表找到對(duì)應(yīng)的分布式處理器。對(duì)于MGW，如果收到的消息是對(duì)端H.248實(shí)體發(fā)出的請(qǐng)求，預(yù)解碼繼續(xù)進(jìn)行到找出第一個(gè)CONTEXT ID(上下文標(biāo)識(shí))，如果該上下文標(biāo)識(shí)為新建或空，指定一個(gè)分布式處理器處理，該呼叫的上下文標(biāo)識(shí)就落在這個(gè)處理器對(duì)應(yīng)的上下文標(biāo)識(shí)區(qū)間內(nèi)，如果該上下文標(biāo)識(shí)符合某個(gè)分布處理器的上下文區(qū)間范圍，消息發(fā)給分布式處理器處理。非法的事務(wù)標(biāo)識(shí)或事件號(hào)標(biāo)識(shí)或上下文標(biāo)識(shí)消息，或者針對(duì)ROOT以及“-”標(biāo)志的消息以及錯(cuò)誤消息，由集中維護(hù)處理器統(tǒng)一處理。
集中維護(hù)處理器維護(hù)H.248通信實(shí)體之間的狀態(tài)同步，作為MGC時(shí)接受MGW的注冊(cè)，作為MGW時(shí)發(fā)起向MGC的注冊(cè)。本環(huán)節(jié)同時(shí)還完成錯(cuò)誤消息處理，資源可用性維護(hù)等消息的處理如H.248的SERVICE CHANGE命令。
圖6是圖3中分布式處理環(huán)節(jié)的處理流程。分布式處理器之間的關(guān)系相互平等，不存在歸屬關(guān)系。分布式處理器上處理的消息有兩類，一類是H.248消息中上下文歸自己處理，另一類是還有不屬于自己管理的上下文。本處理器將會(huì)處理完自己的上下文，然后判斷該消息是否是其他分布處理器轉(zhuǎn)發(fā)來(lái)的，如果是，則向該轉(zhuǎn)發(fā)處理器應(yīng)答處理結(jié)果，如果不是則編碼成H.248消息發(fā)送。如果本處理器處理完自己的上下文后發(fā)現(xiàn)還有其他處理器處理的上下文，則先向相關(guān)分布處理器分發(fā)，等其他處理器處理完上下文后一起編碼成H.248消息發(fā)送。分布式處理器二次分發(fā)是為了處理一個(gè)事務(wù)中出現(xiàn)多個(gè)動(dòng)作的情況，如果這些上下文對(duì)應(yīng)的處理器不一樣，首先收到該消息的分布式處理器需要承擔(dān)起分發(fā)、等待應(yīng)答然后統(tǒng)一編碼的任務(wù)。
本發(fā)明系統(tǒng)和方法的模型中，預(yù)解碼消息分發(fā)和集中維護(hù)管理處理器的負(fù)荷很少，可以根據(jù)需要疊加分布處理器增加H.248處理能力。預(yù)解碼運(yùn)算量很小，而一個(gè)NGN完整呼叫是大約20到60個(gè)H.248消息，集中維護(hù)處理器最多只處理其中一個(gè)消息(可以根據(jù)需要只處理注冊(cè)消息)，因此理論上該模型的處理能力可以達(dá)到簡(jiǎn)單處理方式的20倍以上，可以滿足NGN中所有大容量H.248處理需求。
權(quán)利要求
1.一種大容量H.248協(xié)議處理系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括一個(gè)或多個(gè)H.248接口板、一個(gè)或多個(gè)H.248分布式處理器、H.248集中維護(hù)處理器；所述H.248接口板負(fù)責(zé)接收外部H.248消息和對(duì)外發(fā)送H.248消息；所述H.248分布式處理器處理所述H.248接口板分發(fā)過(guò)來(lái)的本板H.248消息，生成呼叫相關(guān)的H.248消息通過(guò)所述H.248接口板對(duì)外發(fā)送；所述H.248集中維護(hù)處理器處理錯(cuò)誤消息和針對(duì)整個(gè)MGW的維護(hù)消息，并維護(hù)MGC/MGW之間的正常通信，維護(hù)二者之間資源和呼叫狀態(tài)的一致性。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大容量H.248協(xié)議處理系統(tǒng)，其特征在于，所述H.248接口板還負(fù)責(zé)對(duì)接收到的消息進(jìn)行預(yù)解碼，識(shí)別每個(gè)進(jìn)入系統(tǒng)的H.248消息的對(duì)應(yīng)的處理器類型。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大容量H.248協(xié)議處理系統(tǒng)的處理方法，其特征在于，所述方法包括以下處理步驟步驟一，接收外部H.248消息，并進(jìn)行預(yù)解碼，對(duì)于普通H.248消息，將消息轉(zhuǎn)發(fā)到所述H.248分布式處理器；對(duì)于集中維護(hù)消息，將消息轉(zhuǎn)發(fā)到所述H.248集中維護(hù)處理器；步驟二，所述H.248分布式處理器接收消息，并根據(jù)呼叫進(jìn)展情況產(chǎn)生H.248消息并通過(guò)所述H.248接口板發(fā)送給對(duì)端H.248實(shí)體；步驟三，所述H.248集中維護(hù)處理器處理所述集中維護(hù)消息，并通過(guò)所述H.248接口板告知對(duì)端H.248實(shí)體。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的大容量H.248協(xié)議處理方法，其特征在于，步驟二中，所述H.248分布式處理器還可以向所述H.248集中維護(hù)處理器發(fā)送維護(hù)請(qǐng)求消息，所述H.248集中維護(hù)處理器處理完畢之后通知所述H.248分布式處理器。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的大容量H.248協(xié)議處理方法，其特征在于，所述步驟一中的預(yù)解碼處理包括以下過(guò)程1)對(duì)于MGC，解碼到獲得事件號(hào)標(biāo)識(shí)，不再繼續(xù)解碼；2)對(duì)于MGW，如果收到的消息是對(duì)端H.248實(shí)體發(fā)出的請(qǐng)求，解碼到獲得第一個(gè)上下文標(biāo)識(shí)，如果該上下文標(biāo)識(shí)為新建或空，指定一個(gè)分布式處理器處理，該呼叫的上下文標(biāo)識(shí)就落在這個(gè)處理器對(duì)應(yīng)的上下文標(biāo)識(shí)區(qū)間內(nèi)，如果該上下文標(biāo)識(shí)符合某個(gè)分布處理器的上下文區(qū)間范圍，則消息發(fā)給該分布式處理器處理；3)非法的事務(wù)標(biāo)識(shí)或事件號(hào)標(biāo)識(shí)或上下文標(biāo)識(shí)消息，或者錯(cuò)誤消息，由H.248集中維護(hù)處理器統(tǒng)一處理。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種大容量H.248協(xié)議分布式處理系統(tǒng)和方法，所述系統(tǒng)包括一個(gè)或多個(gè)H.248接口板、一個(gè)或多個(gè)H.248分布式處理器、H.248集中維護(hù)處理器；外部H.248消息預(yù)解碼后，對(duì)于普通H.248消息，將消息轉(zhuǎn)發(fā)到H.248分布式處理器；對(duì)于集中維護(hù)消息，將消息轉(zhuǎn)發(fā)到H.248集中維護(hù)處理器進(jìn)行分布式處理。采用本發(fā)明所述方法，能夠解決H.248協(xié)議無(wú)法平滑擴(kuò)充容量的問(wèn)題，可以支持的H.248呼叫處理能力大的增加，是解決NGN系統(tǒng)中大容量MGW和MGC的關(guān)鍵技術(shù)突破。
文檔編號(hào)H04L29/06GK1492697SQ0312645
公開(kāi)日2004年4月28日 申請(qǐng)日期2003年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月28日
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