CN100442762C - 一种媒体代理的选择方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种媒体代理的选择方法，包括：a)信令代理接收到用户终端发来的呼叫信令报文后，从呼叫信令报文中获取主叫和被叫用户终端的地址信息，通过查询所设置的终端地址信息与终端自身地理位置的对应关系，获取主、被叫用户终端的地理位置信息；b)通过查询所设置的媒体代理与媒体代理自身地理位置的对应关系，获取与该信令代理配合使用的每个媒体代理的地理位置信息；c)根据步骤a和b所得结果，分别比较主、被叫用户终端与每个媒体代理的地理位置，选择距离主、被叫用户终端最近的媒体代理执行当前呼叫的媒体流代理任务。通过本发明有效避免了骨干网中不必要的带宽浪费，节省网络带宽资源；提高了网络负载均衡和容错性能。

Description

一种媒体代理的选择方法

技术领域

本发明涉及媒体代理的分配技术，特别是指在信令代理与媒体代理分离的情况下选择媒体代理的方法。

背景技术

随着互联网协议(IP，Internet Protocol)技术的日益成熟，以软交换和IP分组交换技术为核心的下一代网络(NGN，Next Generation Network)技术，由于其具有广阔的应用前景和可以满足人们多样化、个性化的业务需求，已成为业界最关注的热点之一。

会话边界控制器(SBC，Session Border Controller)作为信令代理和媒体代理设备是NGN中的重要设备之一。SBC在NGN网络中的典型组网模式参见图1所示，由代理(PROXY)服务器及与其连接的数据库(DATA)组成，PROXY通过IP网络连接到网络中的各用户终端以及服务器。

一般SBC的功能主要包括：信令代理(SP，Signaling Proxy)和媒体代理(MP，Media Proxy)。

执行信令代理功能时，SBC对NGN用户终端来说，可以看作是软交换系统，用户终端的注册和呼叫消息都会先发给SBC，SBC经过信令处理后转发给NGN中的核心软交换系统；与此同时，SBC对核心软交换系统来说又可以看作是用户终端，核心软交换系统首先将呼叫被叫的请求发给SBC，SBC经过信令处理后再转发给真正的被叫用户终端。一般SBC需要支持会话初步协议(SIP，Session Initiation Protocol)、H.323、媒体网关控制协议(MGCP，Media gateway control protocol)、H.248等协议中的一种或多种代理功能。由于SBC参与了用户终端和核心软交换系统交互的整个流程，因此SBC可以获取相应的用户注册、呼叫等详细信息。

SBC同时也进行媒体流的代理，所有由SBC代理的用户终端与外界互通的媒体流都经过SBC进行处理和转发。当SBC下的用户终端作为主叫时，所看到的被叫都来自于SBC；当SBC下的用户终端作为被叫时，主叫用户终端看到的被叫地址为SBC的地址。

信令流及媒体流的交互方式参见图1所示，图中虚线代表信令流，实线代表媒体流，用户终端的信令流通过SBC到服务器进行处理，同时媒体流也通过SBC进行中转。通常，信令流的流量较小，一般一个呼叫大约在10个信令报文左右；而媒体流的流量则大的多，一般一秒钟将有30～50个报文。

这样就造成了信令流量与媒体流量的不对称。为了保证通话的正常进行，SBC必须保证信令报文和媒体报文都能及时得到处理，这样SBC能够处理的同时通话数，主要受限于媒体报文的处理能力。因此，大容量的SBC通常采用分布式处理，参见图2所示，PROXY中由一个或者多个信令代理设备SP与一个或者多个媒体代理设备MP组成。SP完成信令代理功能，MP完成媒体流代理功能。因为信令流量相对媒体流要小的多，所以一个SP可以同时与多个MP协同工作，这样就解决了信令流量与媒体流量不均衡的问题。

在分布式SBC中，各SP和MP在物理上可以部署在同一个地域，也可以分散在不同地域。通过在用户终端上配置，用户终端可以就近注册到指定的SP。但是由于媒体流通过哪个MP代理是由SP来决定的，这样SP分配的MP往往可能与用户终端不在同一个地域，导致用户终端跨地域与MP通讯的情况。参见图3所示，图中虚线代表信令流，实线代表媒体流。地处北京的用户终端1呼叫同处北京的用户终端3，SP在分配MP时，可能会选择地处上海的MP2进行媒体报文处理。这种情况下，用户终端1与用户终端3的媒体流需要绕行到上海，这将造成骨干网中产生不必要的流量，导致骨干网的带宽浪费。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种媒体代理的选择方法，使SP在为用户终端选择MP时，充分考虑到地域等因素，使MP的分配更加合理，提高骨干网带宽资源的利用率。

基于上述目的本发明提出了一种媒体代理的选择方法，包括：

a)信令代理接收到用户终端发来的呼叫信令报文后，从呼叫信令报文中获取主叫和被叫用户终端的地址信息，通过查询所设置的终端地址信息与终端自身地理位置的对应关系，获取主、被叫用户终端的地理位置信息；

b)通过查询所设置的媒体代理与媒体代理自身地理位置的对应关系，获取与该信令代理配合使用的每个媒体代理的地理位置信息；

c)根据步骤a和b所得结果，分别比较主、被叫用户终端与每个媒体代理的地理位置，选择距离主、被叫用户终端最近的媒体代理执行当前呼叫的媒体流代理任务。

该方法进一步根据两地理位置之间的距离，赋予每两个地理位置以距离权值，距离权值的大小与该两个地理位置之间的距离远近呈正比关系；

步骤c所述媒体代理的选择过程为：分别对每个媒体代理计算该媒体代理与当前主、被叫用户终端之间的距离权值和，选择所得距离权值和最小的媒体代理执行当前呼叫的媒体流代理任务。

该方法进一步包括：信令代理获取与之配合使用的每个媒体代理的状态信息，并保存；

在所述选择媒体代理以前进一步包括：根据保存的媒体代理状态信息，判断该媒体代理是否可用，如果为不可用，则在进行媒体代理选择时对该媒体代理不作考虑。

该方法进一步包括：信令代理获取与之配合使用的每个媒体代理的负载情况，并保存；

步骤c所述媒体代理的选择过程进一步包括：如果所述距离主、被叫用户终端最近的媒体代理有两个或两个以上，则获取这些媒体代理当前的负载，选择负载最低的一个媒体代理执行当前呼叫的媒体流代理任务。

该方法进一步根据两地理位置之间的距离，赋予每两个地理位置以距离权值，距离权值的大小与该两个地理位置之间的距离远近呈正比关系；

信令代理获取与之配合使用的每个媒体代理的负载情况，并保存；

步骤c所述媒体代理的选择过程为：分别对每个媒体代理计算该媒体代理与当前主、被叫用户终端之间的距离权值和，再将所得距离权值和与该媒体代理的负载相加，选择所得结果最小的媒体代理执行当前呼叫的媒体流代理任务。

该方法进一步根据实际需求为每个媒体代理设置用户权值；

步骤c所述媒体代理的选择过程为：分别对每个媒体代理计算该媒体代理与当前主、被叫用户终端之间的距离权值和，再将所得距离权值和与该媒体代理的负载率相加，所得结果再乘以该媒体代理的用户权值，选择所得乘积最小的媒体代理执行当前呼叫的媒体流代理任务。

该方法所述主叫和/或被叫用户终端地址信息为该用户终端在IP网络中的域名。

该方法进一步包括：信令代理通过与主叫和/或被叫用户终端的交互对所述终端地址信息与终端自身地理位置的对应关系进行更新。

从上面所述可以看出，本发明提供的一种媒体代理的选择方法，通过在SP上设置MP选择策略，根据用户终端的实际地理位置选择合适的媒体代理完成媒体流代理功能，避免了骨干网中不必要的带宽浪费，节省网络带宽资源；有效减少网络中各媒体流交互的传输距离，使网络负载更加均衡，减小了媒体流传输过程中发生错误的几率，提高了网络容错性能。

附图说明

图1为SBC在NGN网络中的组网结构示意图；

图2为分布式SBC在NGN网络中的组网结构示意图；

图3为现有技术未被优化的信令流、媒体流走向示意图；

图4为分布式SBC在NGN网络中的信息交互总图；

图5为本发明较佳实施例中的SP选择MP的流程示意图；

图6为采用本发明方案分配MP后的信令流、媒体流走向示意图。

具体实施方式

下面以在SBC设备上实现为例对本发明方案进行说明，但应该看出，本发明不局限于专用的SBC设备，也可以在其他具备信令代理和媒体代理功能的设备上实现此方案，例如：宽带接入服务器、虚拟专用网(VPN)网关、媒体网关、企业IP电话网关等设备。

参见图4所示分布式SBC在NGN网络中的信息交互过程的示意图。

步骤401，根据现有标准，在MP上电的时候，首先在SP和MP之间建立一条可靠的通信通道用于交换信息。该通道的建立过程包括：在MP上电的时候，由MP主动发起建立，向SP发送通信通道的建立请求；SP接收到MP的建立请求后，会对MP的身份进行验证，验证通过后，通道建立；此后，MP和SP之间通过心跳报文保证通道的可用性。

步骤402，在NGN用户终端上电后，需要首先要完成注册过程。具体包括：用户终端1发送包含有自身地址的注册报文给SP，SP经过注册信令处理后将该注册报文转发给核心软交换系统；核心软交换系统发送注册响应给SP，SP接收来自核心软交换系统的注册响应消息，经过注册信令处理后再转发给用户终端1。同样，核心软交换系统在初始上电时，也要经过与用户终端相同的注册过程。

步骤403，当需要建立会话时，NGN用户终端1发送呼叫信令报文给SP，SP经过呼叫信令处理后再转发给核心软交换系统；核心软交换系统会将呼叫响应消息和来自被叫用户终端2的呼叫信令先发给SP，SP对呼叫响应消息进行呼叫响应信令处理后转发给用户终端1，同时，SP对被叫用户终端2的呼叫信令进行处理后转发给用户终端1。

在进行呼叫信令交互的过程中，会经历会话描述协议(SDP，SessionDescription Protocol)的交互过程403’。这一过程中，SP将从呼叫信令报文中获取交互双方用户终端的地址，并将双方对端的地址修改为所分配的MP的地址。当一个SP与多个MP配合使用时，SP会根据本发明所配置的分配策略选择一个MP，并将交互双方的用户终端修改为选择的MP地址，使该MP完成媒体流的代理任务。

其中，本发明在制定MP的分配策略时，需要考虑以下几个方面：

1)与SP配合使用的各MP的地址位置、处理能力等信息。这里，SP可以利用MP和SP之间建立的通信通道，以及各自的通信模块，获取与各MP的信息。另外，也可以预先在SP上静态配置所需的MP信息。

2)可选的，还可以考虑SP自己保存的当前与其配合使用的每个MP的负载情况。由于每个会话的建立过程都要先经过SP，因此SP可以获知当前各MP的负载情况并保存。

3)可选的，还可以考虑各MP当前的可用状况。SP可通过与MP之间的通信通道实时获知与其配合使用的各MP当前是否发生故障，从而判断其是否可用。

4)可选的，还可以由管理者或者网络上的用户在SP上为各MP配置权重，在分配MP时，优先选择权重值低的MP。

本发明较佳实施例的MP分配方法包括以下内容：

首先，在SP中建立并维护两个地理位置之间的距离权值表，列出需经该SP处理的所有业务可能涉及到的地理位置，以及两两之间的距离权值。为方便地理位置管理，在所述距离权值表中用编号表示每个地理位置，例如：北京＝1，上海＝2，深圳＝3等。参见表1所示的举例。

地理位置1	地理位置2	距离权值
			1	1	0
2	2	0
			3	3	0

1	2	10
			1	3	20
2	3	10
			.......	......	......

表1

从表1中可以看出，距离权值越大的对应两地理位置之间距离越远、传输的代价越高。表1的内容可以通过SP与用户终端的交互来更新。

为确定SP代理的各用户终端的地理位置，在SP中还需建立并维护一个用户终端地址信息与地理位置的对照表。以SIP协议为例，用户终端的地址信息为用户终端在IP网络中的域名，并且为方便配置，在对照表中可以使用通配符，所建立的用户终端域名与地理位置对照表参见表2所示。

域名	地理位置
		01082882789@100.100.20.10	1
01082882484@100.100.20.10	1
		075562960169@100.100.20.10	3
021*@100.100.20.10	2
		......	.......

表2

根据表2，SP只要获得用户终端的域名，就可以通过查询对照表获得该用户终端的地理位置，例如：域名为01082882789@100.100.20.10的用户终端对应的地理位置为1北京。

另外，还要在SP中建立并维护一个MP信息表。MP信息表中至少保存与该SP配合使用的各MP与自身地理位置的对应关系；另外还可以进一步保存与各MP的其它有用信息包括：处理能力、当前代理的会话数、可用状态、用户权值等。其中，采用MP可以支持的最大会话数作为处理能力；用户权值是网络管理者或用户根据需求配置的一个从0到1的小数，分配时优先选择权值小的。具体参见表3所示。

MP地址	地理位置	处理能力	当前会话数	状态	用户权值
						100.100.20.1	1	100	20	OK	1
100.100.20.2	1	100	10	OK	1
						202.96.71.1	2	100	20	OK	1
202.97.46.1	3	100	10	OK	1
						......	.......	......	......	......	......

表3

表3中包括有：SP配合使用的各MP地址、地理位置、处理能力、当前会话数、状态以及用户权值等表项，表项的内容可以通过SP与MP之间的信息通道进行更新。

下面以采用SIP协议的用户终端01082882789@100.100.20.10呼叫另一SIP用户终端01082882484@100.100.20.10为例来说明SP选择MP的过程，参见图5所示：

步骤501～502，SP收到用户终端发来的呼叫信令报文后，根据该用户终端的域名01082882789@100.100.20.10在终端域名与地理位置对照表(表2)中查找该用户终端对应的地理位置为1。

步骤503，SP根据当前呼叫信令报文中包含的被叫用户终端域名01082882484@100.100.20.10，在终端域名与地理位置对照表(表2)中查找该被叫用户终端对应的地理位置为1。

步骤504～505，SP通过MP信息表(表3)获取各MP的地址；根据前两个步骤所获的主、被叫用户终端的地理位置1、1，通过查询地理位置之间的距离权值表(表1)，获取主、被叫用户终端各自与每个MP之间的距离权值，再将同一个MP与主、被叫用户终端之间的两个距离权值相加，得到该MP与当前主、被叫用户终端的距离权值和。

例如：通过查询表3获取地址为202.96.71.1的MP的地理位置为2，然后将该地理位置2与主叫用户终端的地理位置1一起作为索引在表1中查询到他们之间的距离权值为10，该地理位置2与被叫用户终端的地理位置1一起作为索引在表1中查询到他们之间的距离权值也为10，再将得到的两个权值相加，得到该MP与当前主、被叫用户终端的距离权值和为20。如此，计算每个MP与当前主、被叫用户终端之间的距离权值和，得到的结果参见表4所示。

MP地址	与主叫距离权值	与被叫距离权值	MP距离权值和
				100.100.20.1	0	0	0
100.100.20.2	0	0	0
				202.96.71.1	10	10	20
202.97.46.1	20	20	40

表4

此时，就可以从表4的结果中选出距离权值和最小的MP，来执行媒体流代理功能。但是，可以看出有两个MP，即100.100.20.1和100.100.20.2，他们的距离权值和相同，这样，为选出最佳的MP，可考虑MP的其它信息，执行下述步骤506～507的方案。

步骤506～507，通过查询MP信息表，获取状态为OK的各MP的包括处理能力、当前会话数和用户权值等的信息，计算这些MP的综合权值，MP综合权值＝[MP距离权值和+(100×MP当前会话数/MP处理能力)]×用户权值。从该式中可以看出“MP当前会话数/MP处理能力”相当于MP的当前负载率，再乘以100即得到该MP当前的负载。各MP当前综合权值的计算结果如表5所示。

MP地址	MP综合权值＝[MP距离权值和+(100×MP当前会话数/MP处理能力)]×用户权值
		100.100.20.1	[0+(100×20/100)]×1＝20
100.100.20.2	[0+(100×10/100)]×1＝10
		202.96.71.1	[20+(100×20/100)]×1＝40
202.97.46.1	[40+(100×10/100)]×1＝50

表5

通过比较表5中所列结果，就可以选择综合权值最小的MP，即地址为100.100.20.2的MP来完成当前的媒体流代理任务。将该MP地址作为主叫媒体流的目的地址发送给主叫用户终端，并将该MP地址作为被叫媒体流的目的地址发送给被叫用户终端。需要说明的是，这里也可以不设置用户权值，则MP综合权值＝MP距离权值和+(100×MP当前会话数/MP处理能力)。

另外，步骤506～507还可以有其它实现方案，比如采用如下步骤：SP通过表4的计算结果，选出距离权值和最小的MP，作为待选MP；判断这些待选MP的可用状态，选出状态为可用(即OK)的MP，比较他们当前的负载情况“100×MP当前会话数/MP处理能力”，从中选出负载最小的MP执行当前的媒体流代理功能。

步骤404，呼叫成功后，SP通过与MP之间建立的通信通道通知MP建立媒体会话表，媒体会话表的内容包括：{源IP地址端口(旧)，目的IP地址端口(旧)，源IP地址端口(新)，目的IP地址端口(新)}，其中“源IP地址端口(旧)”和“目的IP地址端口(旧)”分别是MP接收到的媒体流报文的源IP地址端口与目的IP地址和端口；“源IP地址端口(新)”和“目的IP地址端口(新)”分别是媒体流报文通过MP进行媒体代理处理后将要变为的源IP地址和端口与目的IP地址和端口。由于SP已经将主、被叫用户终端各自的对端用户终端地址修改为所分配的MP的地址，因此主、被叫用户终端会将媒体流报文发送到MP，MP根据媒体流报文的源IP地址端口和目的IP地址端口，通过与媒体会话表中保存的{源IP地址端口(旧)，目的IP地址端口(旧)}这两个表项匹配，查询到所对应的{源IP地址端口(新)，目的IP地址端口(新)}，并将媒体流报文中的源IP地址端口和目的IP地址端口用媒体会话表中的{源IP地址端口(新)，目的IP地址端口(新)}替换，从而完成媒体会话代理功能，将代理后的媒体流报文发送给目的用户终端。

当其中一个用户终端通话完毕挂机后，SP将接收到用户终端的拆线呼叫信令，SP对该信令经过呼叫信令处理后再转发给核心软交换系统；核心软交换系统通知对端用户拆线，并发送响应信令给SP，SP经过呼叫信令处理后再转发给所述发出拆线呼叫信令的用户终端；同时，SP通过与MP之间建立的通信通道通知代理当前通话的MP删除该呼叫对应的媒体会话表。

另外，当同时存在多个SP的情况下，多个SP之间可以互为备份；当一个SP失效的时候，另一个SP会接替失效SP的工作，完成信令代理的功能；但是，原来由失效SP建立的呼叫会中断，由该SP控制在MP上创建的媒体会话表也需要同步删除。同时，该MP的处理能力被释放出来，重新纳入生效SP的MP选择策略中。

采用本发明方案分配MP后的信令流、媒体流走向，参见图6所示，图中虚线代表信令流，实线代表媒体流。可以看出地处北京的用户终端1呼叫同样地处北京的用户终端3，SP根据本发明的策略选择MP1来进行媒体报文的处理；在这种情况下，用户终端1与用户终端3的媒体流被局限在北京城域网内，从而避免了骨干网中不必要的带宽浪费，减小了媒体流传输距离。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1、一种媒体代理的选择方法，其特征在于，包括：

a)信令代理接收到用户终端发来的呼叫信令报文后，从呼叫信令报文中获取主叫和被叫用户终端的地址信息，通过查询所设置的终端地址信息与终端自身地理位置的对应关系，获取主、被叫用户终端的地理位置信息；

b)通过查询所设置的媒体代理与媒体代理自身地理位置的对应关系，获取与该信今代理配合使用的每个媒体代理的地理位置信息；

c)根据步骤a)和b)所得结果，分别比较主、被叫用户终端与每个媒体代理的地理位置，选择距离主、被叫用户终端最近的媒体代理执行当前呼叫的媒体流代理任务。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据两地理位置之间的距离，赋予每两个地理位置以距离权值，距离权值的大小与该两个地理位置之间的距离远近呈正比关系；

步骤c)所述媒体代理的选择过程为：分别对每个媒体代理计算该媒体代理与当前主、被叫用户终端之间的距离权值和，选择所得距离权值和最小的媒体代理执行当前呼叫的媒体流代理任务。

3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，信令代理获取与之配合使用的每个媒体代理的状态信息，并保存；

在所述选择媒体代理以前进一步包括：根据保存的媒体代理状态信息，判断该媒体代理是否可用，如果为不可用，则在进行媒体代理选择时对该媒体代理不作考虑。

4、根据权利要求1或2或3所述的方法，其特征在于，信令代理获取与之配合使用的每个媒体代理的负载情况，并保存；

步骤c)所述媒体代理的选择过程进一步包括：如果所述距离主、被叫用户终端最近的媒体代理有两个或两个以上，则获取这些媒体代理当前的负载，选择负载最低的一个媒体代理执行当前呼叫的媒体流代理任务。

5、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据两地理位置之间的距离，赋予每两个地理位置以距离权值，距离权值的大小与该两个地理位置之间的距离远近呈正比关系；

信今代理获取与之配合使用的每个媒体代理的负载情况，并保存；

步骤c)所述媒体代理的选择过程为：分别对每个媒体代理计算该媒体代理与当前主、被叫用户终端之间的距离权值和，再将所得距离权值和与该媒体代理的负载相加，选择所得结果最小的媒体代理执行当前呼叫的媒体流代理任务。

6、根据权利要求5所述的方法，其特征在于，进一步根据实际需求为每个媒体代理设置用户权值；

步骤c)所述媒体代理的选择过程为：分别对每个媒体代理计算该媒体代理与当前主、被叫用户终端之间的距离权值和，再将所得距离权值和与该媒体代理的负载率相加，所得结果再乘以该媒体代理的用户权值，选择所得乘积最小的媒体代理执行当前呼叫的媒体流代理任务。

7、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述主叫和/或被叫用户终端地址信息为该用户终端在IP网络中的域名。

8、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：信令代理通过与主叫和/或被叫用户终端的交互对所述终端地址信息与终端自身地理位置的对应关系进行更新。

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