CN100394744C - 由媒体网关检测媒体网关控制器状态的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种在承载与控制分离的网络中由媒体网关检测媒体网关控制器状态的方法，通过在媒体网关与媒体网关控制器之间通信的接口协议中增加一个协议扩展包，所述方法包括以下步骤：a)由媒体网关向媒体网关控制器发送所述协议扩展包；b)媒体网关控制器接收所述协议扩展包，根据协议扩展包中携带的参数，完成对所述媒体网关的认证；c)根据媒体网关控制器对所述媒体网关的认证结果，所述媒体网关确定媒体网关控制器的链路状态；以及d)定期重复以上步骤。根据本发明，能够使媒体网关实时检测媒体网关控制器的状态，当媒体网关控制器发生故障时，及时向备用媒体网关控制器注册，该特性可以很好地支持应付灾难发生时的网络双归属功能。

Description

由媒体网关检测媒体网关控制器状态的方法
技术领域
本发明一般涉及通信技术领域，更具体地涉及一种在下一代网络中由媒体网关检测媒体网关控制器状态的方法。
背景技术
在传统交换网络中，给用户终端提供的功能或业务都直接与交换机有关。例如，在图1示出的传统交换机的内部组网的示意图中，控制信令(以虚线示出)和话音/数据承载(以实线示出)是集中在传统交换机1中的。传统交换机1构成了传统交换网络的交换核心。从图中可以看出，对于各个用户终端2，传统的“呼叫与控制”功能是和业务结合在一起的，不同的业务需求的呼叫控制功能不同。这种传统交换机不能实现控制与话音/数据承载的分离。
随着网络技术的演进，特别是IP技术和以IP网络为代表的宽带网络的发展，出现了下一代网络(NGN)的概念。NGN是一种综合、开放的网络构架，可以提供语音、数据和多媒体等多种业务。NGN可在统一的分组网络上融合通信、信息、电子商务和交易等业务，满足多样化、个性化的业务需求，在继承的基础上实现与各种业务网络(PSTN/ISDN，PLMN，IN，Internet)之间的互通，在全网内快速提供新的语音、数据、视频业务等融合业务。
NGN采用软交换技术，软交换是一种功能实体，为NGN提供具有实时性的业务呼叫控制和连接控制功能，是下一代网络呼叫与控制的核心。简单看，软交换将传统交换机的功能模块分离为独立网络部件，各部件按相应功能进行划分，采用业务与呼叫控制分离、呼叫控制与承载分离技术，实现开放式网络结构，使业务独立于网络。NGN在网络架构方面主要是将传统交换机中，信令控制部分和话音/数据承载部分进行了分离，中间使用标准的媒体网关控制协议，例如H.248/Megaco进行交互。
如图2所示，图2示出了NGN内部组网的示意图。用户终端2(如IP电话，SoftPhone)，通过网络3(一般是IP网络)连接到不同的地方，控制信令(以虚线示出)连接到软交换4(或称媒体网关控制器)。语音/数据承载(以实线示出)连接到媒体网关1。软交换是NGN的控制核心，负责处理所管辖的所有呼叫处理，控制媒体网关资源。媒体网关将一种网络中的媒体转换成另一种网络所要求的媒体格式。例如，根据软交换发送来的媒体网关控制信令，进行语音/数据承载的交换。
NGN的基本结构一般分为：业务层、控制层、传输层和接入层。其中，控制层主要完成接继控制、资源管理等功能，其核心是软交换(Softswitch)，也称媒体网关控制器(MGC)。媒体网关控制器对媒体网关(MG)进行承载控制、资源控制及管理。媒体网关控制器与媒体网关之间的接口使用例如媒体网关控制协议(MGCP)或H.248/Megaco协议。MGCP协议是IETF(互联网工程任务组)较早定义的媒体网关控制协议。H.248/Megaco协议是IETF，ITU-T制定的媒体网关控制协议，用于媒体网关控制器和媒体网关之间的通信。并且，H.248/Megaco协议配合其它协议可完成各种NGN业务。
在H.248/Megaco协议中的每条消息中包含一个或多个事务处理，由“请求，，和“响应”构成一个事务(Transaction)，每个事务处理包含一个或多个上下文(context)，每个上下文包含一个或多个命令。上下文定义了一些终端之间的联系，上下文是描述终端之间的拓扑关系和媒体混合/交换的参数，可通过例如Add命令进行创建，也可通过Subtract命令、Move命令进行删除。在H.248/Megaco中包含若干条命令，例如Add、Subtract、Move、Modify、Audit Value、Audit Capability、Notify、Service Change命令，各种命令通过其携带的参数实现各种业务。H.248/Megaco协议下的命令独立于底层传输协议。
在下一代网络(NGN)中，存在很多基于媒体网关控制协议H.248/Megaco协议的媒体网关(MG)，这些网关分布在企业或用户家中，具有面广、量大、基于动态IP的特点。但在目前的NGN网络中，由于H.248/Megaco协议在固定网络中主要在用户数据报协议上进行传输(UDP)，该UDP协议没有传输层的链路检测功能，而H.248/Megaco协议也没有定义能否由媒体网关主动发起消息来检测到软交换的链路状态，使得在媒体网关控制器出现故障重启后，在用户没有主动呼叫的情况下，媒体网关无法及时知道媒体网关控制器的状态，相关的用户作为被叫将受到影响。例如，在这种情况下，将导致其他人无法给受到影响的用户打电话。
发明内容
本发明的一个目的是为了解决因媒体网关控制器与媒体网关之间进行通信的协议与底层传输协议无关而使媒体网关无法检测到媒体网关控制器的链路状态这一现有技术中存在的缺陷。
本发明的另一个目的是提出了在基于H.248/Megaco协议的媒体网关中增加了对媒体网关控制器的检测功能。
为了实现上述目的，根据本发明提出了一种由媒体网关检测媒体网关控制器状态的方法，其特征在于，在媒体网关与媒体网关控制器之间进行通信的接口协议中增加一个请求响应类型的协议扩展包，所述方法包括以下步骤：
a)由媒体网关向媒体网关控制器发送所述协议扩展包；
b)媒体网关控制器接收所述协议扩展包，根据协议扩展包中携带的参数，完成对所述媒体网关的认证；
c)媒体网关控制器将对所述媒体网关的认证结果返回到所述网关；
d)根据媒体网关控制器对所述媒体网关的认证结果，所述媒体网关确定媒体网关控制器的链路状态；以及
e)定期重复以上步骤。
优选地，媒体网关控制器对媒体网关进行认证的步骤包括：检查媒体网关所发送的协议扩展包中的IP地址与配置在所述媒体网关控制器中的数据是否一致。
优选地，所述协议扩展包中包括请求事件和结果事件，其中结果事件进一步包括媒体网关控制器对媒体网关合法性检测的结果。
优选地，通过H.248/Megaco协议中的Notify命令携带所述协议扩展包中的参数，完成媒体网关对媒体网关控制器状态的检测。
优选地，所述媒体网关控制器与所述媒体网关通过H.248/Megaco协议，或通过MGCP协议进行通信。
优选地，所述方法还包括在媒体网关向媒体网关控制器发送协议扩展包的同时，或延迟一段时间间隔后，启动一定时器。
优选地，在检测到媒体网关控制器的成功响应后，复位定时器。
优选地，在检测到媒体网关控制器失败的响应后，发送报警消息并向备用网关注册。
优选地，在检测到媒体网关控制器失败响应超过一预定次数后，或定时器时间设置超过一预定时间期限后，发送报警消息并向备用网关注册。
根据本发明提出的方法，可以让媒体网关主动检测媒体到网关控制器的连接通信状态。当媒体网关控制器发生故障时，及时向备用媒体网关控制器注册，该特性可以很好地支持应付灾难发生时的网络双归属功能。当媒体网关控制器发生灾难后，通过本发明的方法，媒体网关可以立即得知当前媒体网关控制器发生了故障的信息，并立即向备用的媒体网关控制器注册，从而把因此所造成的影响减少到最低。
附图说明
以下通过参考附图，对本发明的具体实施方式进行描述，其中：
图1示出了传统交换机内部组网示意图；
图2示出了NGN的内部组网示意图；
图3示出了根据本发明的由媒体网关检测媒体网关控制器状态的方法的流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明优选实施方式进行详细描述，本领域技术人员知道，通过对本发明实施例的描述，可以对本发明做出各种改进、修改或替换，而均不会脱离本发明的原理。
参照附图3，附图3示出了根据本发明的由媒体网关检测媒体网关控制器状态的方法的流程图。本发明的具体实施方式基于H.248/Megaco协议进行描述，但本发明并不局限于此。本发明也适用于其它的在媒体网关与媒体网关控制器之间使用与H.248/Megaco协议类似的协议，例如使用MGCP协议的网络中。
如前所述，在H.248/Megaco协议中，每条消息中包含一个或多个事务处理，每个事务处理包含一个或多个上下文(context)，每个上下文包含一个或多个命令。由“请求”和“响应”构成一个事务。由上下文定义终端之间的联系。根据本发明，为实现媒体网关对媒体网关控制器状态的检测，本发明的基本思想是：在媒体网关控制器与媒体网关之间通信的接口协议中，增加定义一个新的协议扩展包，例如在使用H.248/Megaco协议作为接口协议的情况下，新定义一个H.248/Megaco协议扩展包，在本文中称为H.248协议心跳包HeartBeat，通过H.248/Megaco协议中的Notify命令携带所述协议扩展包HeartBeat中的各个参数，以及对所述参数进行认证，来实现媒体网关对媒体网关控制器状态的检测。
以下，通过具体实施例更详细地描述根据本发明的由媒体网关检测媒体网关控制器状态的方法。所述实施例是基于H.248/Megaco协议进行描述的，为此在H.248/Megaco协议下的Notify命令中添加被定义为H.248/Megaco协议心跳包HeartBeat的参数。此处定义的H.248/Megaco协议心跳包是请求-响应类型的协议扩展包，是心跳请求事件和心跳结果事件的集合，心跳包中所定义的内容，作为Notify命令的参数，通过所述参数，完成由媒体网关检测媒体网关控制器状态的功能。
下面举例说明上述过程。
假设媒体网关和媒体网关控制器的配置为：
1.媒体网关的IP地址、端口号：[123.123.123.4]：55555
2.媒体网关控制器的IP地址、端口号：[125.125.125.111]：55555
基于H.248/Megaco协议的实现本发明的H.248/Megaco协议心跳包HeartBeat可如下定义：
协议扩展包名称：HeartBeat；协议扩展包版本：1；
协议扩展包中包含的事件：
1：心跳请求事件(该参数类型是Event)：
心跳请求事件标识：hrtbtreq(0×0001)
参数：无
心跳结果事件(该参数类型是ObservedEvents)：
心跳结果事件标识：hrtbtrlt(0×0001)该参数主要是为了获取媒体网关控制器对媒体网关发出的心跳包的合法性的检测结果。
类型：enum为枚举类型，是一种数据结构，定义了结果事件出现的各种可能结果。
心跳结果事件的取值：该取值是媒体网关控制器根据对心跳包的合法性检测，给出的检测结果。之后，所确定的检测结果发送给媒体网关。如下，媒体网关控制器返回给媒体网关的检测结果包括：
0×00：Successful(成功)，表示媒体网关控制器对媒体网关的认证成功；
0×01：Failed-InvalidMGW(非法MG)，表示当前媒体网关是非法媒体网关；
0×02：Failed-OtherReason(失败-其它原因)，表示当前媒体网关因其它原因拒绝心跳请求事件。
基于上述协议扩展包的认证过程，即通过检查协议扩展包中的IP地址与配置在软交换上的数据是否符合，所采用的必要步骤为(MGC与MG进行通信的常规示例)：
步骤1：
由MG向MGC发起心跳包的请求消息：MG发出请求事件的Notify命令给MGC，为此分配事务标识100和事件请求标识300，请求MGC进行合法性检查并返回心跳结果事件(HeartBeat/hrtbtrlt)。发出心跳请求消息同时，或延迟一时间间隔后，MG启动一定时器T1。该定时器例如可为软件定时器，直接由软件通过操作系统(如VxWORKS，等)的接口函数调用即可。定时器的周期例如可以通过维护台配置。
对步骤1的操作，可编程如下：
MEGACO/1[123.123.123.4]：55555
Transaction＝100{
        Context＝-{
         Notify＝root{
                       Events＝300{HeartBeat/hrtbtreq}
                     }
                 }
            }
其中，使用的协议为“MEGACO”，该协议的版本号为“1”。软交换的IP地址：123.123.123.4；端口号：55555。事务处理的标识ID为“100”。请求事件的标识ID为“300”，代表事件“HeartBeat/hrtbtreq”的标识。Notify命令将标识端点ID设置为“root”，代表整个网关。
步骤2：
当MGC接收到MG发送的Notify命令后，开始进行网关合法性认证，即检查心跳包中的IP地址与配置在软交换上的数据是否符合。合法性认证完成后，由MGC向MG返回相应的响应结果，该响应结果通过使用响应类型的Notify命令发送回MG。在该响应类型的Notify命令中，事件参数为网关合法性认证结果。其中，该响应类型的Notify命令中的事务标识ID100与MG发出的Notify的事务标识一致，事件标识ID300与请求消息的事件标识也是一致的。
对步骤2的操作可编程如下：
MEGACO/1[125.125.125.111]：55555
Reply＝100{
    Context＝-{Notify＝root{
                ObservedEvents＝300{HeartBeat/hrtbtrlt}
                         }
              }
          }
其中，“Reply”代表响应消息，其事务标识ID为“100”，与请求消息中的事务标识ID一致；事件标识ID为“300”，代表“心跳结果事件HeartBeat/hrtbtrlt”的标识，也与心跳请求消息中的事件标识ID一致。
步骤3：
MG接收到心跳响应后，检查返回的心跳响应结果，如果是成功响应，例如心跳结果事件的取值是“0×00”，表示网关认证成功，媒体网关控制器的状态正常，在这种情况下，复位定时器。如果是失败响应，例如心跳结果事件的取值是“0×01”，或心跳结果事件的取值是“0×02”，则应该报警通知后台维护人员，解决问题。同时，通知当前网关向备用网关注册。
例如，可通过设定定时器的方式，周期地重复上述步骤，以实现MG对MGC状态的实时检测。定时器的时间间隔设置，可以人工配置，优选地，参考网络业务量以尽可能不增加太大的流量负荷的方式对定时器进行设定。
在MGC与MG通信不正常的情况下：
此时，MG的定时器会超时，定时器超时后，MG重发Notify消息，同时复位定时器.当重发了N次后，(N可以通过维护台配置)，MG认为MGC链路状态不正常，告警并向备用网关注册。具体步骤如下：
对步骤1的操作，可编程如下：
MEGACO/1[123.123.123.4]：55555
Transaction＝100{
           Context＝-{
              Notify＝root{
                          Events＝300{HeartBeat/hrtbtreq}
                          }
                       }
              }
其中，使用的协议为“MEGACO”，该协议的版本号为“1”。软交换的IP地址：123.123.123.4；端口号：55555。事务处理的标识ID为“100”。请求事件的标识ID为“300”，代表事件“HeartBeat/hrtbtreq”的标识。Notify命令将标识端点ID设置为“root”，代表整个网关。
步骤2：定时器超时，MG没有收到Notify消息的响应。重发步骤1的消息，同时复位定时器，重发计数器加1。
步骤3：重复步骤2，检查重发计数器，当重发计数器＞N时，则告警，向备用网关注册。停止重发定时器。
根据本发明的方法，由媒体网关主动向媒体网关控制器发送一消息，例如一个心跳包消息，因此能够在媒体网关控制器出现故障后，及时知道媒体网关控制器的状态，并及时向备用网关注册。该特性可以很好地支持应付灾难发生时的网络双归属功能。双归属功能是一种网络自愈设计概念，是为对某个网络节点发生故障后提供保护而设计的。所谓“归属”是指网络中某一端局归属于哪一个上级局而言。“双归属”是给某个端局指派两个上级局，故该局有两个通往其它各局的入口，其业务需求也被一分为二。一般局内的话务被一分为二，当出现一个局发生故障，仍可保证另一局50％的话务不受影响。双归属结构本身虽然没有恢复能力，但是同数字交叉连接设备配合使用后，如果该局至备用的光纤线路有足够的容量，则通过备用上级局一般可以恢复50％以上的话务。由此，将媒体网关和用户终端同时与两个软交换连接，例如软交换1和软交换2。当其中一个软交换，例如软交换1发生故障时，用户终端和媒体网关可以获取该信息，并向备用软交换，例如软交换2，进行注册，从而把因此受到的影响减小到最低。
以上，已经通过结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述。
应该理解，本领域技术人员在形式和细节上可根据本发明的原理进行各种修改，而不脱离本发明随附权利要求书所限定的范围。

Claims (11)

1.一种在承载与控制分离的网络中由媒体网关检测媒体网关控制器状态的方法，其特征在于，在媒体网关与媒体网关控制器之间进行通信的接口协议中增加一个请求响应类型的协议扩展包，所述方法包括以下步骤：
a)由媒体网关向媒体网关控制器发送所述协议扩展包；
b)媒体网关控制器接收所述协议扩展包，根据协议扩展包中携带的参数，完成对所述媒体网关的认证；
c)媒体网关控制器将对所述媒体网关的认证结果返回到所述网关；
d)根据媒体网关控制器对所述媒体网关的认证结果，所述媒体网关确定媒体网关控制器的链路状态；以及
e)定期重复以上步骤。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于，媒体网关控制器对媒体网关进行认证的步骤包括：检查媒体网关所发送的协议扩展包中的IP地址与配置在所述媒体网关控制器中的数据是否一致。
3.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述协议扩展包中包括请求事件和结果事件，其中结果事件进一步包括媒体网关控制器对媒体网关合法性检测的结果。
4.根据权利要求1的方法，其特征在于，进一步包括：通过H.248/Megaco协议中的Notify命令携带所述协议扩展包中的参数，完成媒体网关对媒体网关控制器状态的检测。
5.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述媒体网关控制器与所述媒体网关通过H.248/Megaco协议进行通信。
6.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述媒体网关控制器与所述媒体网关通过MGCP协议进行通信。
7.根据权利要求1的方法，其特征在于，还包括在媒体网关向媒体网关控制器发送协议扩展包的同时，或延迟一段时间间隔后，启动一定时器。
8.根据权利要求7的方法，其特征在于，还包括在检测到媒体网关控制器的成功响应后，复位定时器。
9.根据权利要求1的方法，其特征在于，还包括在检测到媒体网关控制器失败的响应后，发送报警消息并向备用网关注册。
10.根据权利要求1的方法，其特征在于，在检测到媒体网关控制器失败响应超过一预定次数后，发送报警消息并向备用网关注册。
11.根据权利要求7的方法，其特征在于，在定时器超时一预定时间期限仍没有检测到媒体网关控制器的响应后，发送报警消息并向备用网关注册。
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