CN101079742A - 容灾归属用户服务器间的数据同步方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种容灾归属用户服务器HSS间的数据同步方法，用于包含主用HSS、备用HSS以及与所述主用HSS和备用HSS通讯的相关网元的IMS系统，所述方法包括步骤有：相关网元通过Diameter协议发送标准接口请求消息到主用HSS，请求修改主用HSS保存的用户数据；主用HSS根据该标准接口请求消息修改本地用户数据，并将该标准接口请求消息通过Diameter协议转发给备用HSS；备用HSS根据该标准接口请求消息修改本地用户数据。本发明还相应提供一种容灾HSS间的数据同步系统。由于未采用自定义消息，本发明具有良好的兼容性，并且原理简单，实现方便，尤其适用于不同厂商的HSS间容灾备份。

Description

容灾归属用户服务器间的数据同步方法及系统

技术领域

本发明涉及IMS(IP Multimedia Subsystem，IP多媒体子系统)技术领域，尤其涉及一种容灾HSS(Home Subscriber Server，归属用户服务器)间的数据同步方法及系统。

背景技术

传统的通信网元间相互容灾时，例如HLR(Home Location Register，归属位置寄存器)间的容灾，需要考虑如何实时保证生产主用机和容灾备用机间用户数据的一致性，以便于在生产主用机突然故障宕机时，业务能够立即切换到容灾备用机上进行正确处理。

第三代移动通信将向基于全IP的网络架构演进，3GPP领先提出了IMS的网络架构，其可成为未来多网融合的基础。而归属用户服务器HSS是IMS系统中用于存储用户数据的数据库，包含用户配置文件，执行用户的身份验证和授权，并可提供有关用户位置的信息，借此来控制多媒体会话。同时由于灾难事件总是不可避免的，因此就有必要对HSS进行容灾保护。

图1是传统的实现容灾HSS间的数据同步的系统结构图，包括互为容灾的生产主用HSS 11和容灾备用HSS 12，容灾HSS间的用户数据同步方法是通过自定义消息将生产主用HSS 11上的用户数据修改信息转发到容灾备用HSS 12。生产主用HSS 11收到相关网元发来的业务处理请求后，若按请求成功修改了用户数据，则通过自定义消息将用户数据修改信息转发到容灾备用HSS 12处理。同时要求BOSS(Business and Operation Support System，运营支撑系统)13能够同时向生产主用HSS 11和容灾备用HSS 12发送业务受理请求消息。BOSS 13将业务受理请求同时发到主用BOSS接口机14和备用BOSS接口机15，主用BOSS接口机14和备用BOSS接口机15再将该业务受理请求分别发送到生产主用HSS 11和容灾备用HSS 12同时处理。这样，无论是从BOSS 13还是从相关网元发来的修改用户数据的请求，都可以保证生产主用HSS 11和容灾备用HSS 12间用户数据保持一致。

然而，由于现有容灾HSS间的数据同步方案没有统一的标准，基本上都使用了各厂商的自定义消息，导致其兼容性差，不同厂商的HSS间难以共存。另一方面，在数据同步过程中，由于在生产主用HSS和容灾备用HSS之间需要额外的通信线路，以及需要额外地增加消息处理过程，实现方案甚为复杂。并且，容灾备用HSS为了检测生产主用HSS是否可用，需要采用自定义的心跳消息进行定时检测。所有上述需要考虑的地方，都增加了方案实施的难度。

发明内容

针对上述的缺陷，本发明的目的在于提供一种容灾归属用户服务器HSS间的数据同步方法及系统，其不仅具有的良好兼容性，而且实现方便。

为了实现上述目的，本发明提供一种容灾归属用户服务器间的数据同步方法，用于IP多媒体子系统，该系统包含主用归属用户服务器、备用归属用户服务器以及与所述主用归属用户服务器和备用归属用户服务器通讯的相关网元，其中所述方法包括如下步骤：

A、相关网元通过Diameter协议发送标准接口请求消息到主用归属用户服务器，请求修改主用归属用户服务器保存的用户数据；

B、主用归属用户服务器根据该标准接口请求消息修改本地用户数据，并将该标准接口请求消息通过Diameter协议转发给备用归属用户服务器；

C、备用归属用户服务器根据该标准接口请求消息修改本地用户数据。

根据本发明的方法，所述步骤A中相关网元发送标准接口请求消息以查询或修改主用归属用户服务器保存的用户数据；

所述步骤B中主用归属用户服务器根据请求类型进行处理，并向相关网元返回处理结果，若主用归属用户服务器成功修改了本地用户数据，则将该标准接口请求消息转发给备用归属用户服务器；若主用归属用户服务器接收到查询类请求或者用户数据修改不成功时，则不将该标准接口请求消息转发到备用归属用户服务器；

所述步骤C中备用归属用户服务器修改本地用户数据后，返回处理结果给主用归属用户服务器。

根据本发明的方法，所述步骤C之后进一步包括：

D、主用归属用户服务器忽略备用归属用户服务器所返回的处理结果；或者根据错误信息中的用户标识符，实施用户数据从主用归属用户服务器到备用归属用户服务器的备份全过程。

根据本发明的方法，所述相关网元为呼叫会话控制功能网元，所述步骤A中呼叫会话控制功能网元通过Diameter协议发送Cx接口请求消息到主用归属用户服务器以请求修改用户数据；

所述步骤B中主用归属用户服务器向呼叫会话控制功能网元发送第一Cx接口响应消息以返回处理结果，并且若成功修改本地用户数据，主用归属用户服务器向备用归属用户服务器转发该Cx接口请求消息；

所述步骤C中备用归属用户服务器修改本地用户数据后，向主用归属用户服务器发送第二Cx接口响应消息以返回处理结果。

根据本发明的方法，所述相关网元为应用服务器，所述步骤A中应用服务器通过Diameter协议发送Sh接口请求消息到主用归属用户服务器以请求修改用户数据；

所述步骤B中主用归属用户服务器向应用服务器发送第一Sh接口响应消息以返回处理结果，并且若成功修改本地用户数据，主用归属用户服务器向备用归属用户服务器转发该Sh接口请求消息；

所述步骤C中备用归属用户服务器修改本地用户数据后，向主用归属用户服务器发送第二Sh接口响应消息以返回处理结果。

根据本发明的方法，所述主用/备用归属用户服务器通过Diameter协议中的心跳检测机制和/或流控制传输协议中的心跳检测机制，判断出对端的备用/主用归属用户服务器工作状态是否正常；

所述步骤B中若备用归属用户服务器异常，主用归属用户服务器对准备同步的用户数据进行缓存，待备用归属用户服务器恢复正常后，再将该标准接口请求消息转发给备用归属用户服务器处理。

根据本发明的方法，所述步骤A中若主用归属用户服务器异常，所述相关网元将该标准接口请求消息发送到备用归属用户服务器处理。

根据本发明的方法，所述IP多媒体子系统中还包括运营支撑系统，所述方法进一步包括运营支撑系统将业务受理请求发送给主用归属用户服务器的步骤，运营支撑系统将业务受理请求发送至主用运营支撑系统接口机，该主用运营支撑系统接口机向主用归属用户服务器转发业务受理请求，所述主用归属用户服务器根据系统状态处理该业务受理请求；以及

运营支撑系统将业务受理请求发送给备用归属用户服务器的步骤，运营支撑系统将业务受理请求发送至备用运营支撑系统接口机，该备用运营支撑系统接口机向备用归属用户服务器转发业务受理请求，所述备用归属用户服务器根据系统状态处理该业务受理请求。

本发明还提供一种容灾归属用户服务器间的数据同步系统，用于IP多媒体子系统，所述数据同步系统包括：

相关网元，用于与主用归属用户服务器和备用归属用户服务器通讯，并通过Diameter协议发送标准接口请求消息到主用归属用户服务器，请求修改主用归属用户服务器保存的用户数据；

主用归属用户服务器，用于根据该标准接口请求消息修改本地用户数据，并将该标准接口请求消息通过Diameter协议转发给备用归属用户服务器；

备用归属用户服务器，用于根据该标准接口请求消息修改本地用户数据。

根据本发明的系统，还包括：

运营支撑系统，用于将业务受理请求分别发送给主用/备用运营支撑系统接口机，该主用/备用运营支撑系统接口机分别向主用/备用归属用户服务器转发业务受理请求，该主用/备用归属用户服务器根据系统状态处理该业务受理请求。

本发明通过Diameter协议中的标准接口请求消息，来实现IMS系统中生产主用HSS和容灾备份HSS间的数据同步。由于未采用自定义消息，节省了实现数据同步所需的单独通信线路，避免了出现过多的接口协议，从而本发明具有良好的兼容性，并且原理简单，实现方便，尤其适用于不同厂商的HSS间容灾备份。

附图说明

图1是传统的实现容灾HSS间的数据同步系统的结构图；

图2是本发明实现容灾HSS间的数据同步系统的结构图；

图3是本发明实现容灾HSS间数据同步方法的流程图；

图4是本发明一实施例中实现容灾HSS间数据同步的信令流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明的基本思想是：通过新一代AAA(认证、授权、计费)协议的Diameter协议中的标准接口请求消息，例如Cx、Sh接口请求消息，来实现IMS系统中生产主用HSS和容灾备份HSS间的数据同步，其具有良好的兼容性，并且实现方便。

图2示出了本发明实现容灾HSS间的数据同步系统的结构，应用于IMS系统，包括互为容灾备份的生产主用HSS 21(主用HSS)和容灾备用HSS 22(备用HSS)，以及相关网元20，其中：

相关网元20，可以是CSCF(Call Session Control Function，呼叫会话控制功能)、AS(Application Server，应用服务器)或者其他可与HSS通讯的IMS网元。所述相关网元20通过Diameter协议发送标准接口请求消息到生产主用HSS 21，请求修改生产主用HSS 21中保存的用户数据。而CSCF网元通过Cx接口请求消息，而AS网元通过Sh接口请求消息分别和生产主用HSS 21和容灾备用HSS 22实现通信，正常情况下CSCF/AS与生产主用HSS 21通信，异常情况下CSCF/AS与容灾备用HSS 22通信。

生产主用HSS 21，用于根据该标准接口请求消息修改本地用户数据，并且在用户数据修改成功以后，将该标准接口请求消息以相同的格式通过Diameter协议转发给容灾备用HSS 22处理。

容灾备用HSS 22，用于根据该标准接口请求消息修改本地用户数据。这里的容灾备用HSS 22可以为多个HSS组成。

所述生产主用HSS 21与容灾备用HSS 22之间通过Diameter协议通信。这里所说的标准接口请求消息包括Cx、Sh以及其他涉及HSS网元的标准接口，生产主用HSS 21与容灾备用HSS 22间无需再自定义消息接口，从而节省了现有技术中实现数据同步所需的单独通信线路，避免了出现过多的接口协议。

图1中的数据同步系统还包括BOSS 23，其涵盖计费、结算、营业、帐务和客户服务等功能，并对各业务功能进行集中、统一的规划和整合，是一体化的信息资源共享的支撑系统。本发明中的BOSS 23将业务受理请求分别发送给主用BOSS接口机24和备用BOSS接口机25，该主用BOSS接口机24向生产主用HSS 21转发业务受理请求，该备用BOSS接口机25则向容灾备用HSS 22转发业务受理请求，该生产主用HSS 21和容灾备用HSS 22分别根据系统状态处理该业务受理请求。

本发明中，若相关网元20向生产主用HSS 21发送查询类的请求，以及生产主用HSS 21修改用户数据不成功时，生产主用HSS 21无需将标准接口请求消息转发到容灾备用HSS 22，以提高通讯效率。

另外，容灾备用HSS 22通过底层的Diameter协议中的心跳检测机制，以及可选的SCTP(Stream Control Transmission Protocol，流控制传输协议)协议中的心跳检测机制，迅速判断出生产主用HSS 21工作状态是否正常。反之，生产主用HSS 21也可以通过底层的Diameter协议中的心跳检测机制，以及可选的SCTP协议中的心跳检测机制，迅速判断出容灾备用HSS 22是否正常。借此使互为容灾的HSS能够迅速判断对端HSS运行是否正常，并在此基础上实现HSS的容灾备份功能。所述SCTP协议是由IEFT的信令传输工作组SIGTRAN提出的一种面向多媒体通信的传输层协议，用于在IP网络上传输PSTN信令消息。

图3示出了本发明实现容灾HSS间数据同步方法的流程，该方法用于包含生产主用HSS、容灾备用HSS以及与所述主用归属用户服务器和备用归属用户服务器通讯的相关网元的IMS系统，包括如下步骤：

步骤S301、相关网元通过Diameter协议发送标准接口请求消息到生产主用HSS，请求修改生产主用HSS中保存的用户数据。

所述相关网元包括但不限于CSCF、AS，标准接口请求消息包括但不限于Cx、Sh接口请求消息。本步骤中若生产主用HSS异常，所述相关网元将该标准接口请求消息发送到容灾备用HSS处理，此时容灾备用HSS看作为新的生产主用HSS，其过程称之为失败(Failover)切换。并且，相关网元发送标准接口请求消息可以是请求查询或修改生产主用HSS保存的用户数据。

步骤S302、生产主用HSS根据该标准接口请求消息修改本地用户数据，并将该标准接口请求消息通过Diameter协议转发给容灾备用HSS。

本步骤中生产主用HSS根据请求类型进行处理，并向相关网元返回处理结果，若生产主用HSS成功修改了本地用户数据，则将该标准接口请求消息以相同格式通过Diameter协议转发给容灾备用HSS，以保证两者间用户数据一致性；若生产主用HSS接收到查询类请求或者用户数据修改不成功时，则不将该标准接口请求消息转发到容灾备用HSS，以提高通讯效率。

HSS网元通过底层的Diameter协议中的心跳检测机制，以及可选的SCTP协议中的心跳检测机制，迅速判断出对端HSS工作状态是否正常。本步骤中若容灾备用HSS异常，生产主用HSS可对准备同步的消息进行缓存，待容灾备用HSS恢复正常后，恢复同步过程，即将该标准接口请求消息转发给容灾备用HSS处理。

步骤S303、容灾备用HSS根据该标准接口请求消息修改本地用户数据。

本步骤中容灾备用HSS修改本地用户数据后，返回处理结果给生产主用HSS。其后可进一步包括，生产主用HSS忽略容灾备用HSS所返回的处理结果；或者根据错误信息中的用户标识符，实施用户数据从生产主用HSS到容灾备用HSS的备份全过程。

本发明的方法还满足BOSS同时向生产主用HSS和容灾备用HSS发送业务受理请求的机制，可包括：

BOSS将业务受理请求发送给生产主用HSS的步骤：BOSS将业务受理请求发送至主用BOSS接口机，该主用BOSS接口机向生产主用HSS转发业务受理请求，所述生产主用HSS根据系统状态处理该业务受理请求。

BOSS将业务受理请求发送给容灾备用HSS的步骤：BOSS将业务受理请求发送至备用BOSS接口机，该备用BOSS接口机向容灾备用HSS转发业务受理请求，所述容灾备用HSS根据系统状态处理该业务受理请求。

图4示出了本发明一实施例中实现容灾HSS间数据同步的信令流程，该实施例中数据同步系统包括生产主用HSS、容灾备用HSS、CSCF网元、AS网元、BOSS系统，具体包括步骤如下：

步骤S401，CSCF网元通过Diameter协议向生产主用HSS发送Cx接口请求消息，以查询或者修改生产主用HSS存放的用户数据。所述CSCF网元是IMS控制层的核心，所有的SIP信令都要通过这个必要的节点。所述Cx接口用于支持CSCF和HSS的对话，采用Diameter协议。

步骤S402，生产主用HSS向CSCF网元发送Cx接口响应消息，以返回处理结果给CSCF。

步骤S403，生产主用HSS向容灾备用HSS转发Cx接口请求消息，以同步用户数据；这一步是可选的，只在生产主用HSS成功修改用户数据后有效。

步骤S404，容灾备用HSS向生产主用HSS回Cx接口响应消息。

步骤S405，AS网元通过Diameter协议向生产主用HSS发送Sh接口请求消息，以查询或者修改生产主用HSS存放的用户数据。所述AS网元用于操纵SIP信令并与其它系统接合，从而执行IMS应用程序和服务。所述Sh接口用于支持AS和HSS之间的对话，采用Diameter协议。

步骤S406，生产主用HSS向AS网元发送Sh接口响应消息，以返回处理结果给AS网元。

步骤S407，生产主用HSS向容灾备用HSS转发Sh接口请求消息，以同步用户数据；这一步是可选，其只在生产主用HSS成功修改用户数据后有效。

步骤S408，容灾备用HSS向生产主用HSS回Sh接口响应消息。

步骤S409，BOSS系统向生产主用HSS发送业务受理请求。

步骤S410，生产主用HSS向CSCF网元发同步消息。这一步是可选的，其只在生产主用HSS修改了用户数据或者注销用户的情况下有效。

步骤S411，CSCF网元向生产主用HSS发送同步响应。

步骤S412，生产主用HSS向AS网元发Sh接口通知请求。这一步是可选的，其只在AS网元所关注的生产主用HSS中用户数据发生改变时有效。

步骤S413，AS网元向生产主用HSS发送Sh接口通知响应。

步骤S414，BOSS系统向容灾备用HSS发业务受理请求。特别需要注意的是，此时容灾备用HSS不需要发送任何同步消息到CSCF/AS网元。

综上所述，本发明通过Diameter协议中的标准接口请求消息，例如例如Cx、Sh接口请求消息，来实现IMS系统中生产主用HSS和容灾备份HSS间的数据同步。由于未采用自定义消息，节省了实现数据同步的单独通信线路，避免了出现过多的接口协议，从而本发明具有良好的兼容性，并且原理简单，实现方便，尤其适用于不同厂商的HSS间容灾备份。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1、一种容灾归属用户服务器间的数据同步方法，用于IP多媒体子系统，该系统包含主用归属用户服务器、备用归属用户服务器以及与所述主用归属用户服务器和备用归属用户服务器通讯的相关网元，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

A、相关网元通过Diameter协议发送标准接口请求消息到主用归属用户服务器，请求修改主用归属用户服务器保存的用户数据；

B、主用归属用户服务器根据该标准接口请求消息修改本地用户数据，并将该标准接口请求消息通过Diameter协议转发给备用归属用户服务器；

C、备用归属用户服务器根据该标准接口请求消息修改本地用户数据。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤A中相关网元发送标准接口请求消息以查询或修改主用归属用户服务器保存的用户数据；

所述步骤B中主用归属用户服务器根据请求类型进行处理，并向相关网元返回处理结果，若主用归属用户服务器成功修改了本地用户数据，则将该标准接口请求消息转发给备用归属用户服务器；若主用归属用户服务器接收到查询类请求或者用户数据修改不成功时，则不将该标准接口请求消息转发到备用归属用户服务器；

所述步骤C中备用归属用户服务器修改本地用户数据后，返回处理结果给主用归属用户服务器。

3、根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤C之后还包括：

D、主用归属用户服务器忽略备用归属用户服务器所返回的处理结果；或者根据错误信息中的用户标识符，实施用户数据从主用归属用户服务器到备用归属用户服务器的备份全过程。

4、根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述相关网元为呼叫会话控制功能网元，所述步骤A中呼叫会话控制功能网元通过Diameter协议发送Cx接口请求消息到主用归属用户服务器以请求修改用户数据；

所述步骤B中主用归属用户服务器向呼叫会话控制功能网元发送第一Cx接口响应消息以返回处理结果，并且若成功修改本地用户数据，主用归属用户服务器向备用归属用户服务器转发该Cx接口请求消息；

所述步骤C中备用归属用户服务器修改本地用户数据后，向主用归属用户服务器发送第二Cx接口响应消息以返回处理结果。

5、根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述相关网元为应用服务器，所述步骤A中应用服务器通过Diameter协议发送Sh接口请求消息到主用归属用户服务器以请求修改用户数据；

所述步骤B中主用归属用户服务器向应用服务器发送第一Sh接口响应消息以返回处理结果，并且若成功修改本地用户数据，主用归属用户服务器向备用归属用户服务器转发该Sh接口请求消息；

所述步骤C中备用归属用户服务器修改本地用户数据后，向主用归属用户服务器发送第二Sh接口响应消息以返回处理结果。

6、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述主用/备用归属用户服务器通过Diameter协议中的心跳检测机制和/或流控制传输协议中的心跳检测机制，判断出对端的备用/主用归属用户服务器工作状态是否正常；

所述步骤B中若备用归属用户服务器异常，主用归属用户服务器对准备同步的用户数据进行缓存，待备用归属用户服务器恢复正常后，再将该标准接口请求消息转发给备用归属用户服务器处理。

7、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤A中若主用归属用户服务器异常，所述相关网元将该标准接口请求消息发送到备用归属用户服务器处理。

8、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述IP多媒体子系统中还包括运营支撑系统，所述方法进一步包括运营支撑系统将业务受理请求发送给主用归属用户服务器的步骤，运营支撑系统将业务受理请求发送至主用运营支撑系统接口机，该主用运营支撑系统接口机向主用归属用户服务器转发业务受理请求，所述主用归属用户服务器根据系统状态处理该业务受理请求；以及

运营支撑系统将业务受理请求发送给备用归属用户服务器的步骤，运营支撑系统将业务受理请求发送至备用运营支撑系统接口机，该备用运营支撑系统接口机向备用归属用户服务器转发业务受理请求，所述备用归属用户服务器根据系统状态处理该业务受理请求。

9、一种实现如权利要求1～8任一项所述方法的数据同步系统，其特征在于，用于IP多媒体子系统，所述数据同步系统包括：

相关网元，用于与主用归属用户服务器和备用归属用户服务器通讯，并通过Diameter协议发送标准接口请求消息到主用归属用户服务器，请求修改主用归属用户服务器保存的用户数据；

主用归属用户服务器，用于根据该标准接口请求消息修改本地用户数据，并将该标准接口请求消息通过Diameter协议转发给备用归属用户服务器；

备用归属用户服务器，用于根据该标准接口请求消息修改本地用户数据。

10、根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述系统还包括

运营支撑系统，用于将业务受理请求分别发送给主用/备用运营支撑系统接口机，该主用/备用运营支撑系统接口机分别向主用/备用归属用户服务器转发业务受理请求，该主用/备用归属用户服务器根据系统状态处理该业务受理请求。

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