CN101094237B

CN101094237B - 一种ip多媒体子系统中网元间的负荷分担方法

Info

Publication number: CN101094237B
Application number: CN2007101300997A
Authority: CN
Inventors: 沈健
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: ZTE Corp
Priority date: 2007-07-30
Filing date: 2007-07-30
Publication date: 2010-06-16
Anticipated expiration: 2027-07-30
Also published as: CN101094237A

Abstract

本发明公开了一种IP多媒体子系统中网元间的负荷分担方法，克服现有IMS中实现网元间负荷分担的困难，客户端无需了解服务器端的负荷状况，且对服务器端也更为安全。所述方法包括以下步骤：(a)客户端网元采用预先配置的服务器端网元标识信息作为目标地址发起业务请求；(b)中继代理收到所述业务请求后，根据其上保存的所述服务器端网元标识信息所对应的服务器端网元的负荷状态及负荷分担原则选择服务器端网元，将所述业务请求发送至所选择的服务器端网元；(c)所述选择的服务器端网元处理业务请求，返回响应消息；(d)所述中继代理向客户端网元转发响应消息。

Description

一种IP多媒体子系统中网元间的负荷分担方法

技术领域

本发明涉及到一种在IMS(IP多媒体子系统)中实现同网元间负荷分担的方法。

背景技术

在IMS(IP多媒体子系统)中若希望实现网元级别的负荷分担，传统的做法是在发起请求的客户端进行逻辑判断。举例来说，若希望多个HSS(Home Subscriber Server，归属用户服务器)间能够做到负荷分担，那么S-CSCF(Serving-Call Session Control Function，服务呼叫会话控制功能)作为客户端，必须知道每个HSS的地址，然后决定向哪一个HSS发送请求消息。如果有多个客户端，那么每个客户端都需要服务器信息。当网络结构发生了变化，那么所需要修改的配置数据发布在各个客户端，需要一一修改过来，相当的麻烦。

另外，客户端要做到负荷分担，需要在处理逻辑中加入一些特殊处理，并且和服务器协商一致。举例来说，客户端可以选择将请求消息均匀发送到各个服务器，也可以在判断服务器的负荷等级后，优先向负荷轻的服务器发送请求消息。这些都涉及到客户端的修改。如果客户端和服务器就是两个厂商的产品，则无法要求客户端做协议规定以外的改动。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种IP多媒体子系统中网元间的负荷分担方法，克服现有IMS中实现网元间负荷分担的困难，客户端无需了解服务器端的负荷状况，且对服务器端也更为安全。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种IP多媒体子系统中的网元间负荷分担方法，包括以下步骤：

(a)客户端网元采用预先配置的服务器端网元标识信息作为目标地址发起业务请求；

(b)中继代理收到所述业务请求后，根据其上保存的所述服务器端网元标识信息所对应的服务器端网元的负荷状态及负荷分担原则选择服务器端网元，将所述业务请求发送至所选择的服务器端网元；

(c)所述选择的服务器端网元处理业务请求，返回响应消息；

(d)所述中继代理向客户端网元转发响应消息。

进一步地，上述方法还可具有以下特点，所述客户端网元、中继代理、服务器端网元之间采用Diameter协议通信。

进一步地，上述方法还可具有以下特点，所述服务器端网元标识信息对应一组服务器端网元，该组服务器端网元中至少包含两个服务器端网元；所述中继代理上保存了一个或多个所述服务器端网元标识信息，以及每个服务器端网元标识信息与真实服务器端网元地址的对应关系。

进一步地，上述方法还可具有以下特点，在所述服务器端网元标识信息对应一组服务器端网元中，分别设置主用服务器端网元和备用服务器端网元。

进一步地，上述方法还可具有以下特点，在所述步骤(b)中，所述中继代理优先向主用服务器端网元转发业务请求，在主用服务器端网元不可用时，再将业务请求发送至备用服务器端网元。

进一步地，上述方法还可具有以下特点，在所述步骤(b)中，所述中继代理同时将所述业务请求发送给主服务器端网元和备用服务器端网元。

进一步地，上述方法还可具有以下特点，当所述选择的服务器端网元负荷过重时，所述中继代理停止向其转发业务请求，待负荷状态信息满足要求后再向其发送新的业务请求。

进一步地，上述方法还可具有以下特点，当所述选择的服务器端网元无法返回响应消息时，所述中继代理停止向其转发业务请求，待通过握手消息确认所述服务器端网元工作正常后，再向其发送新的业务请求。

进一步地，上述方法还可具有以下特点，当所述选择的服务器端网元出现故障时，所述中继代理将客户端网元的业务请求消息发送到具有相同服务器端网元标识信息的另一服务器端网元上，待所选择的服务器端网元故障恢复后，再向其发送新的业务请求。

进一步地，上述方法还可具有以下特点，所述中继代理通过以下方式的一种或几种获取服务器端网元的负荷状态：所述中继代理向服务器端网元发送心跳请求，服务器端网元返回心跳响应，响应中携带本节点的负荷状态信息；所述中继代理向服务器端网元发送握手消息，服务器端网元在返回的消息中携带本节点的负荷状态信息；所述服务器端网元在向所述中继代理返回的业务处理响应消息中携带本节点的负荷状态信息；所述服务器端网元主动向所述中继代理上报其负荷状态信息。

本发明通过扩充了中继代理的功能，使得实现负荷分担时不涉及到客户端网元的修改。在实现负荷分担时，客户端不需要知道服务器端的实际情况。不需要增加额外的逻辑处理。同时不对外暴露服务器端网元的真实地址，有效的避免了可能的对真实服务器的攻击。进一步地，通过自动检测服务器端网元的工作状态，并选择暂停处理、自动切换等方法保证服务的可靠性。另外，还可实现同类型网元间的容灾功能。

附图说明

图1是本实施例实现IMS网元间负荷分担的系统结构图；

图2是本实施例实现IMS网元间负荷分担的系统流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。

如图1所示，为实现IMS中网元间负荷分担，本系统在客户端网元和服务器端网元之间增加了中继代理(Relay Agent)，负责客户端网元与服务器端网元消息的转发，分别与客户端网元和服务器端网元直接通信，或者客户端网元也可通过其他代理后再与Relay Agent通信，各个节点间以Diameter协议通信；

预先在客户端网元上配置其所连接的各服务器的别名，所述服务器的别名是一组服务器端网元的标识信息，每组服务器端网元中配置的主机数量和备机数量可以任意，但至少有两个。一个中继代理可以保存多组服务器别名，这样，对于客户端来说中继代理可以模拟多个虚拟主机，客户端网元可以按照需要连接其中的一个或者多个。

Relay Agent用于转发客户端网元发出的业务请求到各个服务器端网元，其中保存有服务器别名和真实服务器端网元地址的对应关系，以及各个服务器端网元的负荷状态，可自动选择负荷较轻的服务器端网元。

但是，中继代理中至少保存一组服务器别名，一组内有两个以上服务器，这样才能起到负荷分担的作用。

服务器端网元处理业务请求，并根据中继代理的请求返回其负荷状态，服务器端网元可以是一个或者多个，每个服务器端网元有单独的机器名，对外则拥有共同的别名。

图2是本发明实现IMS中网元间负荷分担的系统流程图。具体步骤如下：

步骤201：客户端网元以服务器别名作为目标地址发送业务处理请求；

步骤202：中继代理按照本地保存的服务器端网元负荷状态，按照负荷分担规则将业务请求转发到具有相同别名的服务器中的某个服务器端网元上，比如可以是负荷较轻的服务器端网元；

中继代理可以通过定期发送握手消息，获得服务器的负荷状态。服务器端网元也可以定期向中继代理上报其负荷状态。

当中继代理发现服务器端网元负荷过重时，立即停止向其发送请求消息，并定期向该服务器端网元发送握手消息，检测服务器端网元是否恢复正常，直到收到负荷已减轻的确认消息。若中继代理发现服务器端网元没有返回响应消息，则假设其已经负荷过重。直到通过握手消息确认服务器端网元工作正常后，再恢复正常操作。

在中继代理中可以设定多个服务器端网元中的其中一个为主用服务器，在主用服务器可用的情况下，所有请求消息全部发往主用服务器。当主用服务器不可用的情况下，所有请求消息转发到备用服务器处理，以此可实现redundancy容灾功能。如上所述，当具有相同别名的一组服务器中某台主机出现故障，中继代理无法收到它的响应时，中继代理可以将客户端网元的业务请求消息发送到其他主机上，待这台主机故障恢复后，再把业务请求发给它，由其继续处理客户端网元的新的业务请求，实现自动切换。

步骤203：服务器端网元处理业务请求，返回处理结果；

服务器端网元也可以在向中继代理返回处理结果时，将本节点的负荷状态信息告知中继代理。

步骤204：在容灾实现时，需要将请求消息同时发送到多个服务器端网元；

步骤205：容灾用服务器端网元返回响应消息；

此时容灾用服务器可以在响应消息中携带有本节点的负荷状态信息。

步骤204和步骤205为可选的步骤，是在容灾情况下，为了保证主机和备机间的数据一致性而设置的步骤。当主机故障时，可以采用此种机制保证备机与主机数据同步。

步骤206：中继代理返回响应消息到客户端网元；如果服务器返回的消息中携带有负荷状态，中继代理则更新其上保存的节点负荷状态；

可选的，当中继代理不清楚服务器端网元的负荷状态时，向其发送心跳请求；服务器端网元返回心跳响应，带本节点负荷状态。这也是客户端网元为了得知服务器端网元是否正常或为了得到服务器端网元的负荷状况而设置的机制。

本发明在对已有系统改动及影响最小的情况下实现了IMS中网元间负荷分担的功能，使得在不需要通知客户端修改的前提下，修改服务器端网络配置，并为网元级别的过负荷控制，以及同类型网元间的容灾提供基础。

当然，本发明还可有其他多种实施例，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。

例如，本发明所述的客户端的业务请求只要符合Diameter协议均可实现。

对于本文中的服务器端网元，其向中继代理返回负荷状态信息是可选的，因为部分服务器端网元可能不具有返回负荷状态的这种能力，但是，如果网络中部分服务器有这个能力，即可以发挥负荷分担的作用了。

Claims

1.一种IP多媒体子系统中的网元间负荷分担方法，其特征在于，该方法在客户端网元和服务器端网元之间增加了中继代理，负责客户端网元与服务器端网元消息的转发，该方法包括以下步骤：

(a)客户端网元采用预先配置的服务器端网元标识信息作为目标地址发起业务请求，其中，所述服务器端网元标识信息对应一组服务器端网元，该组服务器端网元中至少包含两个服务器端网元；

(b)中继代理收到所述业务请求后，根据其上保存的所述服务器端网元标识信息所对应的服务器端网元的负荷状态及负荷分担原则选择服务器端网元，将所述业务请求发送至所选择的服务器端网元，其中，所述中继代理上保存了一个或多个所述服务器端网元标识信息，以及每个服务器端网元标识信息与真实服务器端网元地址的对应关系；

(c)所述选择的服务器端网元处理业务请求，返回响应消息；

(d)所述中继代理向客户端网元转发响应消息。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述客户端网元、中继代理、服务器端网元之间采用Diameter协议通信。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述服务器端网元标识信息对应的一组服务器端网元中，分别设置主用服务器端网元和备用服务器端网元。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述步骤(b)中，所述中继代理优先向主用服务器端网元转发业务请求，在主用服务器端网元不可用时，再将业务请求发送至备用服务器端网元。

5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述步骤(b)中，所述中继代理同时将所述业务请求发送给主服务器端网元和备用服务器端网元。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述选择的服务器端网元负荷过重时，所述中继代理停止向其转发业务请求，待负荷状态信息满足要求后再向其发送新的业务请求。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述选择的服务器端网元无法返回响应消息时，所述中继代理停止向其转发业务请求，待通过握手消息确认所述服务器端网元工作正常后，再向其发送新的业务请求。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述选择的服务器端网元出现故障时，所述中继代理将客户端网元的业务请求消息发送到具有相同服务器端网元标识信息的另一服务器端网元上，待所选择的服务器端网元故障恢复后，再向其发送新的业务请求。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述中继代理通过以下方式的一种或几种获取服务器端网元的负荷状态：

所述中继代理向服务器端网元发送心跳请求，服务器端网元返回心跳响应，响应中携带本节点的负荷状态信息；

所述中继代理向服务器端网元发送握手消息，服务器端网元在返回的消息中携带本节点的负荷状态信息；

所述服务器端网元在向所述中继代理返回的业务处理响应消息中携带本节点的负荷状态信息；

所述服务器端网元主动向所述中继代理上报其负荷状态信息。