CN100388814C - 一种移动软交换服务器的容灾方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种移动软交换服务器的容灾方法，该方法包括如下步骤，MSS中预先设置有通过信令链路分别与MGW、HLR相连接的备用MSCServer，且系统网元将备用MSCServer在SCCP寻址中配置为主用MSCServer的备用子系统；当主用MSCServer发生故障，MGW检测到其与主用MSCServer之间的信令链路阻断时，该MGW主动向备用MSCServer注册，注册完成后，MGW将全部资源发送至备用MSCServer处理，同时SCCP自动将信令路由至备用MSCServer；当接收新的业务请求时，备用MSCServer判断该用户是否为主用MSCServer服务的用户，若是，则备用MSCServer按照新进入用户流程进行处理；若否，备用MSCServer则按照普通用户的接入流程来处理。采用本方法对现有移动通信系统的影响小，改动成本低。

Description

一种移动软交换服务器的容灾方法

技术领域

本发明涉及移动通讯领域，尤其涉及一种用于WCDMA(WidebandCode Division Multiple Access，宽带码分多址技术，即第三代移动通讯标准之一)R4(第4版本)阶段CS(Circuit Switched：电路交换)域的MSCServer(Mobile Switching Center Server：移动交换中心服务器)的容灾处理方法。

背景技术

移动通信系统一般是由BSS(Base Station System，即基站系统)和MSS(Mobile Switching System，即移动交换系统)以及MS(Mobile Station，即移动用户)组成，其中BSS与MSS通过A接口(核心网与基站控制器的标准接口)相连接，MSS与其他网络通过网间接口连接，如图1所示。MSS一般包括一个或多个HLR(Home Location Register，即归属位置寄存器)、一个或多个MSC(Mobile Switching Center，即移动交换中心)、一个或多个VLR(Visitor Location Register，即拜访位置寄存器)，一般VLR同MSC在物理上是合一的，MSC根据功能分为GMSC(GatewayMobile-services Switching Center，即网关MSC)和VMSC(Visited MSC，即拜访MSC)。GMSC的功能主要是处理MSS与其他网络的互通话务，VMSC处理MS的MO(Mobile Originated，即移动发起)和MT(MobileTerminated，即移动终止)业务。

随着电路交换向分组交换的演进和固定网络的软交换技术的发展成熟，软交换技术也被引入到移动通信领域。在WCDMA的R4阶段，MSS的整个网络结构演进如图2所示。

如图2所示，MSC被分解为MSCServer(MSC服务器)和MGW(MediaGateWay：媒体网关)两个网元，MSCServer承担了原MSC的呼叫控制功能，通常VLR同MSCServer在物理上合一；MGW承担了原MSC的承载控制功能。MSCServer和MGW之间通过Mc接口(媒体控制接口)互通，MSCServer之间通过Nc接口(网络控制接口)互通，MGW之间通过Nb接口(网络承载接口)互通。此外，图2中MSC通过A或Iu接口(核心网和无线网络控制器之间的标准接口)分别与UTRAN(通用移动通信系统的无线接入网)、GERAN(GSM增强的无线接入网)相连接，通过CAP接口(MSCServer和业务控制点之间的标准接口)与其它应用服务相连接，通过D接口(GMSC服务器和HLR之间的标准接口)和C接口(VLR与HLR之间的标准接口)与HLR相连接，以及与PSTN(公共交换电话网)及其他电路交换网互联，图2中虚线表示信令接口，实线表示信令和承载接口。

由于MSCServer和MGW是通过接口互连的，二者物理上可以分离。实际组网时，为了充分利用分组网络的灵活、高效优势，通常MGW的物理位置会比较接近BSS系统，而MSCServer可以放在中心城市，MSCServer和MGW间是1对多的关系，MSCServer只处理呼叫控制功能，对外接口都是信令接口，因此MSCServer通常容量可以做得比较大，这样同电路交换网络相比，网络的节点比较少。当需要新业务提供时大多情况下只需要修改MSCServer的软件，即加快了业务提供时间，又降低了网络运营费用。

但随着MSCServer的容量增加，该网元的重要性就会增加，一旦故障影响范围就会扩大，为此MSCServer的容灾技术就显得非常必要了。

目前3GPP(3rd Generation Partnership Project，即第三代系统通信伙伴计划)TS23.236协议提出了一种MSCServer的容灾方法，如图3所示，该方法所采用的主要技术方案如下：

首先，采用“Pool area”(池域)的概念，多个MSCServer可以组织成一个Server池(服务器池)，共同控制一个或多个LA(Location Area：位置区)。在这些LA中的RAN(Radio Access Network，无线接入网)同时接入到池中的每个Server中。

其次，Server池中为每个Server分配一个NRI(Network ResourceIdentifier，网络资源标识)标识，NRI标识按照2进制最多可以有10位，NRI实际上是用户标识(IMSI或TMSI)的一部分。

并且，每个RAN节点具有IDNNS(Intra Domain NAS Node Selector：域内非接入层节点选择器)功能，即从通过MS发送的信令中得到NRI信息，根据NRI信息确定选择哪个Server来为用户提供服务。

对于RNC(Radio Network Controller：无线网络控制器)来说，MS在RRC-Initial-direct-transfer message消息(无线资源控制-初始直传消息)中提供NRI参数，RNC根据这个参数决定MSC Server；对于BSC(基站控制器)来说，  BSC需要解析MS发送的第一条NAS(非接入层)消息，获取MS的用户信息：TMSI(Temporary Mobile Station Identity：临时移动用户标识)、IMSI(International Mobile Station Identity：国际移动用户标识)等，然后再根据TMSI、IMSI推导出NRI，决定将消息发送给哪个MSCServer。

此外，IDNNS和Server的NRI是一对一或多对一的关系；由于各Server分配的TMSI中的几位就是NRI，所以TMSI分配空间被Server池共享；对核心网其他网元来说，Server池中的每个Server都是独立Server，处理不变。

图3中的SGSN表示服务GPRS支持节点(Serving GPRS Support Node)，CS表示电路交换，PS表示包交换。

由于一个BSS同时接入到多个MSCServer，因此如果一个MSCServer故障，则BSS可以将信令转发给其他MSCServer处理，保证业务不中断。

但是，目前的BSS系统都是按照接入到1个MSC来设计的，因此如果要采用这种技术方案，对于BSS系统、MS都需要做比较大的改动，因此，对于现有网络中的大量BSS系统和MS来说，做这种改动很困难且成本极高。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种移动软交换服务器的容灾方法，采用该方法不仅能实现现有移动软交换服务器的容灾处理，而且对现有移动通信系统的影响小，改动成本低。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种移动软交换服务器的容灾方法，包括如下步骤：

(a)移动交换系统中预先设置有通过信令链路分别与媒体网关、归属位置寄存器相连接的备用移动交换中心服务器，且系统网元将备用移动交换中心服务器在信令连接控制部分寻址中配置为主用移动交换中心服务器的备用子系统，该备用移动交换中心服务器的临时移动用户标识与主用移动交换中心服务器的临时移动用户标识在分配空间上分隔开；

(b)当主用移动交换中心服务器发生故障，媒体网关检测到其与主用移动交换中心服务器之间的信令链路阻断时，该媒体网关主动向备用移动交换中心服务器注册，注册完成后，媒体网关将全部资源发送至备用移动交换中心服务器处理，同时，信令连接控制部分自动将信令路由至备用移动交换中心服务器；

(c)当接收新的业务请求时，备用移动交换中心服务器判断该用户是否为主用移动交换中心服务器服务的用户，若是，则备用移动交换中心服务器向归属位置寄存器发起一次位置更新过程，获取该用户的签约数据后再处理该用户的业务请求；若否，备用移动交换中心服务器则按照普通用户的接入流程处理。

进一步地，本发明还具有如下特点：所述系统网元包括有归属位置寄存器、短消息业务中心、业务控制点及信令传送点。

进一步地，本发明还具有如下特点：所述媒体网关向主用和备用移动交换中心服务器设置不同的全局标签，并根据全局标签配置主用和备用子系统；当向备用移动交换中心服务器注册完成后，媒体网关根据全局标签进行主用和备用子系统的切换。

进一步地，本发明还具有如下特点：所述媒体网关具有自动阻断和解阻断信令链路的能力，且不分配信令点，面向无线网络控制器局向；主用和备用移动交换中心服务器均支持多信令点；当主用移动交换中心服务器正常工作时，媒体网关将其与备用移动交换中心服务器之间的信令链路阻断；当主用移动交换中心服务器发生故障，且媒体网关向备用移动交换中心服务器注册完成后，媒体网关将其与备用移动交换中心服务器之间的信令链路解阻断。

进一步地，本发明还具有如下特点：一个所述备用移动交换中心服务器可配置为多个主用移动交换中心服务器的备用子系统，即在与主用移动交换中心服务器相对应的每个媒体网关中均设置该备用移动交换中心服务器为备用子系统，且在该备用移动交换中心服务器中配置有相应全部主用移动交换中心服务器的主用子系统相关数据。

进一步地，本发明还具有如下特点：一个所述备用移动交换中心服务器可设置为多个主用移动交换中心服务器的备份服务器，即在与主用移动交换中心服务器相连接的每个媒体网关中均设置指向该备用移动交换中心服务器，且在该备用移动交换中心服务器中配置有相应全部主用移动交换中心服务器的主用子系统相关数据和信令点，以及配置其到每个媒体网关的局向与相应主用移动交换中心服务器的信令点相同。

进一步地，本发明还具有如下特点：该方法还包括有如下步骤，

(d)所述媒体网关不断检测发生故障后的主用移动交换中心服务器的状态，当检测到该主用移动交换中心服务器恢复正常后，媒体网关主动向主用移动交换中心服务器注册，注册完成后，媒体网关根据全局标签进行主用和备用子系统的切换，同时信令连接控制部分自动将信令路由至主用移动交换中心服务器。

进一步地，本发明还具有如下特点：该方法还包括有如下步骤，

(d)所述媒体网关不断检测发生故障后的主用移动交换中心服务器的状态，当检测到该主用移动交换中心服务器恢复正常后，媒体网关主动阻断其与备用移动交换中心服务器的信令链路，并且向主用移动交换中心服务器注册，注册完成后，媒体网关将全部资源发送至主用移动交换中心服务器处理，同时信令连接控制部分自动将信令路由至主用移动交换中心服务器。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

采用本发明技术方案，可以在实现现有移动软交换服务器的容灾处理的情况下，对现有网络中运行的大量MS不做任何改动，BSS系统也不做任何改动，只是在特殊情况下扩展媒体网关，使之具有自动阻断和解阻断信令链路的能力，该改动也是利用ITU-T SCCP协议的标准流程，因此对现有移动通信系统的影响很小，保证整个电信软交换网络的稳定性，并且改动成本很小。

附图说明

图1是移动通信系统的原理示意图；

图2是移动软交换系统的原理示意图；

图3是现有技术中3GPP协议提出的移动软交换服务器容灾方案的示意图；

图4是本发明移动软交换服务器的容灾方法的网络拓扑图；

图5是本发明移动软交换服务器的容灾方法的一个具体实施例的示意图；

图6是本发明移动软交换服务器的容灾方法的另一个具体实施例的示意图。

具体实施方式

为深入了解本发明，下面结合附图及具体实施例对本发明进行详细说明。

如图4所示，本发明移动软交换服务器的容灾方法的网络拓扑结构为，在现有技术的基础上移动交换系统中还设置有备用MSCServer，该备用MSCServer通过信令链路分别与MGW、HLR相连接，且系统网元将备用MSCServer在信令连接控制部分(SCCP)寻址中配置为主用MSCServer的备用子系统，所述系统网元包括有HLR、短消息业务中心(SMSC)、业务控制点(SCP)及信令传送点(STP)；该备用MSCServer的临时移动用户标识(TMSI)与主用MSCServer的TMSI在分配空间上分隔开，不重叠；在图4中，主用MSCServer表示为MSCServer1，备用MSCServer表示为MSCServer2；MGW支持内置SGW(Signal GateWay，信令网关)功能，负责转发BSS系统和MSCServer之间的信令，并具有向两个MSCServer注册的能力；图4中其他部分与现有技术类似，其中BSC表示基站控制器，RNC表示无线网络控制器，GSTN表示普通业务电信，GMSCServer表示为GMSC服务器，GMGW表示关口媒体网关，因为电信网是全程全网的，因此移动软交换网络必须要能够同GSTN网络进行互通，然而GMSCServer和GMGW就是移动软交换网络和GSTN网络的互通点，用来疏通两个网络间的话务。

在BSS具有SCCP的全局标签(GT)寻址能力的情况下，如图5所示的本方法具体实施例，其中MGW配置MSCServer1为主用Server，MSCServer2为备用Server；MSCServer1配置信令点1.1.1，GT1为861350001，TMSI分配空间为0～5FFFFFFF；MSCServer2配置信令点1.1.2，GT2为861350002，TMSI分配空间为60000000～BFFFFFFF；MSCServer1和MSCServer2配置相同的无线网络信息，包括BSC的局向信息以及对应的位置区信息等；MGW配置信令点1.1.3，MGW的SGW工作于信令端转接结点方式，即SGW和IP网络的服务器采用不同的信令点，SGW负责转发各信令点间的信令；BSC配置信令点1.1.4，GT4为861350004；在MGW上配置GT1和GT2的子系统互为主备；在BSC上配置SCCP寻址方式为GT+SSN(Sub-System Number，子系统号码)寻址；在MSCServer1和MSCServer2上配置到BSC的SCCP寻址方式为GT寻址；对于HLR、SCP、STP等网元，也将GT1和GT2的子系统配置为互为主备。图5中其他部分与现有技术类似，该实施例的方法包括如下步骤：

步骤101，当MSCServer1发生故障后，MGW中与信令点1.1.1相关的SCCP子系统均不可用，于是发送至1.1.1的相关SCCP事务都被切换到信令点1.1.2的子系统；

步骤102，MGW向MSCServer2发送一个ServiceChange(业务改变)消息，发起到MSCServer2的注册过程，当完成注册后，MSCServer2就可以控制MGW的资源；

步骤103，当MGW收到BSC的信令消息时，SCCP携带的是GT1，这时翻译结果是1.1.1的对应子系统，由于1.1.1已经不可用，并且切换到1.1.2的备用子系统，于是MGW将信令转发给1.1.2，即MSCServer2进行处理；

步骤104，当MSCServer2收到BSC的信令后，从消息结构中解析出用户标识，如果标识是IMSI(国际移动用户标识)，则必然是新进入用户，于是按照一个新进入用户流程进行处理，即MSCServer2向HLR发起一次位置更新过程，获取该用户的签约数据后再处理该用户的业务请求；若标识为TMSI，则判断如果是MSCServer1分配的，则按照一个新进入用户流程进行处理；如果标识是MSCServer2自己分配的，则按照普通用户的接入流程来处理；

步骤105，对于移动终呼的流程，HLR也采用GT寻址的方式，同MGW类似处理，信令被路由至MSCServer2后，MSCServer2按照一个新用户流程进行处理，这样用户的业务可以做到不中断；

步骤106，MGW不断检测发生故障后MSCServer1的状态，当检测到MSCServer1恢复正常后，MGW主动向MSCServer1注册，注册完成后，MGW根据GT进行主用和备用子系统的切换，同时SCCP自动将信令路由至MSCServer1，其余步骤与MSCServer2替代MSCServer1的流程类似。

作为图5所示实施例的一种变换，一个备用MSCServer可以同时为多个主用MSCServer备份，只需要配置数据上做如下修改：即在与主用MSCServer相对应的每个MGW中均设置该备用MSCServer为备用子系统，且在该备用MSCServer中配置有相应全部主用MSCServer的主用子系统的相关数据。

在BSS不支持GT寻址情况下，要求扩展MGW，使之具有自动阻断和解阻断信令链路的能力，如图6所示的本方法另一具体实施例，其中MGW配置MSCServer1为主用Server，MSCServer2为备用Server；MSCServer1和MSCServer2支持多信令点，MSCServer1配置两个信令点：1.1.1和1.2.1，1.1.1用于与BSC对接，1.2.1用于与其他网元对接，GT1为861350001，TMSI分配空间为0～5FFFFFFF；；MSCServer2也配置两个信令点：1.1.1和1.2.1，1.1.1用于与BSC对接，1.2.1用于与其他网元对接，GT2为861350002，TMSI分配空间为60000000～BFFFFFFF；MSCServer1和MSCServer2配置相同的无线网络信息，包括BSC的局向信息以及对应的位置区信息等；MGW不配置信令点，面向RNC局向，MGW的SGW工作于信令端结点方式，即SG只负责NO7信令链路延伸到IP网络的信令点，SG和IP网络的服务器共享一个信令点；BSC配置信令点1.1.2；在BSC上配置SCCP寻址方式为DPC(目的信令点)+SSN寻址；在MSCServer1和MSCServer2上配置到BSC的SCCP寻址方式为GT寻址；对于HLR、SCP、STP等网元，也将GT1和GT2的子系统配置为互为主备；在MSCServer1正常工作时，MGW自动将到MSCServer2的信令链路阻断。图6中其他部分与现有技术类似，该实施例的方法包括如下步骤：

步骤201，当MSCServer1发生故障后，MGW与MSCServer1之间的信令链路阻断，于是MGW解阻断到MSCServer2的信令链路，相关的MTP3(消息传送部分第3层)信令都被传送到MSCServer2；

步骤202，MGW向MSCServer2发送一个ServiceChange消息，发起到MSCServer2的注册过程，当完成注册后，MSCServer2控制MGW的资源；

步骤203，当MGW收到BSC的信令消息时，只有到MSCServer2的信令链路可用，按照MTP3的选路原则，MGW将信令转发至MSCServer2进行处理；

步骤204，当MSCServer2收到BSC的信令后，从消息结构中解析出用户标识，如果标识是IMSI，则必然是新进入用户，于是按照一个新进入用户流程进行处理；若标识为TMSI，则判断如果是MSCServer1分配的，则按照一个新进入用户流程进行处理；如果标识是MSCServer2自己分配的，则按照普通用户的接入流程来处理；

步骤205，对于移动终呼的流程，HLR也采用GT寻址的方式，同MGW类似处理，信令被路由至MSCServer2后，MSCServer2按照一个新用户流程进行处理，这样用户的业务可以做到不中断；

步骤206，MGW不断检测发生故障后MSCServer1的状态，当检测到MSCServer1恢复正常后，MGW主动阻断其与MSCServer2的信令链路，并向MSCServer1注册，注册完成后，MGW将全部资源发送至MSCServer1处理，同时SCCP自动将信令路由至MSCServer1，其余的步骤与MSCServer2替代MSCServer1的流程类似。

作为图6所示实施例的一种变换，一个备用MSCServer可以同时为多个主用MSCServer备份，只需要配置数据上做如下修改：即在与主用MSCServer相对应的每个MGW中均设置指向该备用MSCServer，且在该备用MSCServer中配置有相应全部主用MSCServer的主用子系统相关数据和信令点，以及配置其到每个MGW的局向与相应主用MSCServer的信令点相同。

尽管参照实施例对所公开的涉及移动软交换服务器的容灾方法进行了特别描述，本领域技术人员将能理解，在不偏离本发明的范围和精神的情况下，可以对它进行形式和细节的种种显而易见的修改。因此，以上描述的实施例是说明性的而不是限制性的，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，所有的变化和修改都在本发明的范围之内。

Claims (10)

1.一种移动软交换服务器的容灾方法，其特征在于：该方法包括如下步骤，

(a)移动交换系统中预先设置有通过信令链路分别与媒体网关、归属位置寄存器相连接的备用移动交换中心服务器，且系统网元将备用移动交换中心服务器在信令连接控制部分寻址中配置为主用移动交换中心服务器的备用子系统，该备用移动交换中心服务器的临时移动用户标识与主用移动交换中心服务器的临时移动用户标识在分配空间上分隔开；

(b)当主用移动交换中心服务器发生故障，媒体网关检测到其与主用移动交换中心服务器之间的信令链路阻断时，该媒体网关主动向备用移动交换中心服务器注册，注册完成后，媒体网关将全部资源发送至备用移动交换中心服务器处理，同时，信令连接控制部分自动将信令路由至备用移动交换中心服务器；

(c)当接收新的业务请求时，备用移动交换中心服务器判断该用户是否为主用移动交换中心服务器服务的用户，若是，则备用移动交换中心服务器向归属位置寄存器发起一次位置更新过程，获取该用户的签约数据后再处理该用户的业务请求；若否，备用移动交换中心服务器则按照普通用户的接入流程处理。

2.根据权利要求1所述的移动软交换服务器的容灾方法，其特征在于：所述系统网元包括有归属位置寄存器、短消息业务中心、业务控制点及信令传送点。

3.根据权利要求2所述的移动软交换服务器的容灾方法，其特征在于：所述媒体网关向主用和备用移动交换中心服务器设置不同的全局标签，并根据全局标签配置主用和备用子系统；当向备用移动交换中心服务器注册完成后，媒体网关根据全局标签进行主用和备用子系统的切换。

4.根据权利要求2所述的移动软交换服务器的容灾方法，其特征在于：所述媒体网关具有自动阻断和解阻断信令链路的能力，且不分配信令点；主用和备用移动交换中心服务器均支持多信令点；当主用移动交换中心服务器正常工作时，媒体网关将其与备用移动交换中心服务器之间的信令链路阻断；当主用移动交换中心服务器发生故障，且媒体网关向备用移动交换中心服务器注册完成后，媒体网关将其与备用移动交换中心服务器之间的信令链路解阻断。

5.根据权利要求3所述的移动软交换服务器的容灾方法，其特征在于：一个所述备用移动交换中心服务器可配置为多个主用移动交换中心服务器的备用子系统。

6.根据权利要求5所述的移动软交换服务器的容灾方法，其特征在于：所述一个备用移动交换中心服务器配置为多个主用移动交换中心服务器的备用子系统的方法是，在与主用移动交换中心服务器相对应的每个媒体网关中均设置该备用移动交换中心服务器为备用子系统，且在该备用移动交换中心服务器中配置有相应全部主用移动交换中心服务器的主用子系统相关数据。

7.根据权利要求4所述的移动软交换服务器的容灾方法，其特征在于：一个所述备用移动交换中心服务器可设置为多个主用移动交换中心服务器的备份服务器。

8.根据权利要求7所述的移动软交换服务器的容灾方法，其特征在于：所述一个备用移动交换中心服务器设置为多个主用移动交换中心服务器的备份服务器的方法是，在与主用移动交换中心服务器相连接的每个媒体网关中均设置指向该备用移动交换中心服务器，且在该备用移动交换中心服务器中配置有相应全部主用移动交换中心服务器的主用子系统相关数据和信令点，以及配置其到每个媒体网关的数据与其相应主用移动交换中心服务器的信令点相同。

9.根据权利要求6所述的移动软交换服务器的容灾方法，其特征在于：该方法还包括有如下步骤，

(d)所述媒体网关不断检测发生故障后的主用移动交换中心服务器的状态，当检测到该主用移动交换中心服务器恢复正常后，媒体网关主动向主用移动交换中心服务器注册，注册完成后，媒体网关根据全局标签进行主用和备用子系统的切换，同时信令连接控制部分自动将信令路由至主用移动交换中心服务器。

10.根据权利要求8所述的移动软交换服务器的容灾方法，其特征在于：该方法还包括有如下步骤，

(d)所述媒体网关不断检测发生故障后的主用移动交换中心服务器的状态，当检测到该主用移动交换中心服务器恢复正常后，媒体网关主动阻断其与备用移动交换中心服务器的信令链路，并且向主用移动交换中心服务器注册，注册完成后，媒体网关将全部资源发送至主用移动交换中心服务器处理，同时信令连接控制部分自动将信令路由至主用移动交换中心服务器。

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