CN101146093B - 一种基于ims的对等联网定制服务信令控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于IMS的对等联网定制服务信令控制方法，包括如下步骤：IMS网络中的定制用户实体向定制服务实体发送定制请求消息；定制服务实体根据定制用户实体的定制信息，向目标用户实体发送邀请请求消息，请求与目标用户实体建立用于下载文件的TCP数据连接；目标用户实体在建立的TCP数据通道上传送目标文件数据，同时定制服务实体接收并存储目标文件数据；数据传输完毕后终止TCP数据连接，定制服务实体向定制用户实体发送通知请求消息。本发明的优点是采用SIP协议标准的请求和响应消息，不增加新的SIP消息类型，从而可以在避免对IMS网络进行大规模升级改造的前提下实现定制功能。

Description

一种基于IMS的对等联网定制服务信令控制方法

技术领域

本发明涉及一种网络控制方法，更具体的说，本发明涉及一种基于IMS的对等联网定制服务信令控制方法。

背景技术

会话初始协议(SIP)是互联网工程任务组(IETF)提出并规范化的一个在IP网络上进行多媒体通信的应用层控制协议，它被用来创建、修改和终结一个或多个参与者参加的会话，并提供终端通信能力的协商。SIP协议构造简单、扩展性强、网络兼容性好。SIP是基于文本的协议，SIP协议功能的实现是由一系列SIP协议消息完成的。SIP协议消息分为由客户端向服务器发送的请求消息和由服务器向客户端发送的响应消息。

互联网多媒体核心子系统(IMS)由第三代合作者论坛(3GPP)提出，由第三代移动网络发展而来，是一个开放的、标准化的、易于部署的网络结构。IMS由分组承载控制信令和数据业务，核心协议是初始会话协议(SIP)。IMS的开放式架构和SIP协议为对等联网文件共享服务提供了统一平台。但是，由于移动终端受到带宽、功耗等限制，并且移动网络计费较高，因此移动终端参与对等联网文件共享服务的性能不如固定网络的计算机、服务器。如果能够在参与对等联网文件共享服务的固定网络用户计算机或服务器上实现定制功能，由固定网络用户的计算机或服务器代替移动终端完成对等联网文件共享服务，则能够有效扩展基于IMS的对等联网文件共享服务内容，提高服务的灵活性。

在IMS基础上创建的P2P文件共享服务，可以采用SIP协议中的定制(SUBSCRIBE)消息和通知(NOTIFY)消息完成诸如在线(Presence)服务、自动重拨服务等IMS服务功能。然而，在IMS中SIP协议的定制消息一般用于定制某一事件的变动信息，在被定制者的事件信息发生变动时通知定制者。定制者被动接收事件信息的变动，而不能主动发起事件。SIP协议没有定义事件发起定制，不能使被定制者完成定制的事件，导致运营商难以通过SIP协议控制定制服务器或实现缓存服务功能，必须对SIP协议进行扩展。由于增加新的SIP消息类型会导致IMS网络的大规模升级改造，不利于服务的开展，因此定制服务的控制信令必须采用现有SIP协议消息类型。

本发明中涉及的通信术语名词或缩写英汉对照列举如下：

IMS：互联网协议多媒体核心子系统；

P2P：对等联网；

SIP：会话初始协议；

SDP：会话描述协议；

RTP：实时传输协议；

TCP：传输控制协议；

P-CSCF：代理呼叫会话控制功能实体；

I-CSCF：检索呼叫会话控制功能实体；

S-CSCF：服务呼叫会话控制功能实体；

HSS：归属用户服务器；

AS：应用服务器；

UE：用户实体。

IPFSS：基于IMS的P2P文件共享服务；

IS：索引服务器；

XML：可扩展标记语言；

Register：SIP协议注册请求消息；

Invite：SIP协议邀请请求消息；

Bye：SIP协议结束请求消息；

Subscribe：SIP协议定制请求消息；

Notify：SIP协议通知请求消息；

Ack：SIP协议确认请求消息；

100Trying：SIP协议尝试响应消息；

200OK：SIP协议同意响应消息；

300Multiple Choices：SIP协议多种选择重定向响应消息；

URI：统一资源指示符。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，利用SIP协议标准扩展基于IMS的对等联网文件共享服务内容，提高服务的灵活性，从而提供一种基于IMS的对等联网定制服务信令控制方法。

为实现上述发明目的，本发明提供的基于IMS的对等联网定制服务信令控制方法，包括如下步骤：

1)在IMS网络中部署定制服务实体；

2)定制UE向定制服务实体发送定制(Subscribe)请求消息，该定制请求消息的事件头域对应的域值表明定制的是文件下载任务，该定制请求消息包括可扩展标记语言(XML)消息体，消息体内容包括定制文件的文件名或哈希值，文件所在目标UE的统一资源指示符或IP地址，期望保存时间；

3)定制服务实体返回同意(200OK)响应消息；

4)定制服务实体根据定制UE的定制信息，向目标UE发送邀请(Invite)请求消息，请求与目标UE建立用于下载文件的TCP数据连接，所述定制服务实体向目标UE发送的邀请请求消息中携带SDP消息体，SDP消息体内容包含用于指明下载文件的文件名称或者文件哈希值，还包含用于文件传输的TCP通道信息；

5)目标UE向定制服务实体发送尝试(100Trying)临时响应消息；

6)目标UE使用同意(200OK)响应消息向定制服务实体表示同意建立连接，同时就传输TCP媒体通道进行参数协商；

7)定制服务实体利用确认(ACK)请求消息确认TCP连接，同时确定TCP媒体通道参数；

8)目标UE在建立的TCP数据通道上传送目标文件数据，同时定制服务实体接收并存储目标文件数据；

9)数据传输完毕，目标UE向定制服务实体发送结束(BYE)请求消息，用于终止TCP数据连接，同时停止本地数据传输；

10)定制服务实体使用同意(200OK)响应消息确认终止TCP连接，同时停止本地数据接收；

11)定制服务实体向定制UE发送通知(Notify)请求消息，该通知(Notify)请求消息包括可扩展标记语言(XML)消息体，所述可扩展标记语言(XML)消息体包括定制服务实体获取的定制文件信息和保存时间，所述定制文件信息包括定制文件名称、大小、类型、哈希值、版权信息等；

12)定制UE返回同意(200OK)响应消息。

上述技术方案中，所述步骤1)中的定制服务实体为具有定制服务功能的用户实体。

上述技术方案中，所述定制服务实体为在IMS网络中部署的定制服务器(SS)，所述定制服务器与IMS网络中的代理呼叫会话控制功能实体连接，所述定制服务器还接入互联网中执行互联网对等联网服务协议，是一种能够从互联网对等联网服务中下载文件的服务器；在步骤12)完成之后，还包括如下后续步骤：

13)定制UE在保存时间内向SS发送邀请(Invite)请求消息，请求与SS建立用于下载目标文件的TCP数据连接，所述定制UE向SS发送的邀请请求消息中携带SDP消息体，SDP消息体内容包含用于指明下载文件的文件名称或者文件哈希值，还包含用于文件传输的TCP通道信息；

14)SS向定制UE发送尝试(100Trying)临时响应消息；

15)SS使用同意(200OK)响应消息向定制UE表示同意建立连接，同时就传输TCP媒体通道进行参数协商；

16)定制UE利用确认(ACK)请求消息确认TCP连接，同时确定TCP媒体通道参数；

17)SS在建立的TCP数据通道上传送目标文件数据，同时定制UE接收并存储目标文件数据；

18)数据传输完毕，SS向定制UE发送结束(BYE)请求消息，用于终止TCP数据连接，同时停止本地数据传输；

19)定制UE使用同意(200OK)响应消息确认终止TCP连接，同时停止本地数据接收。

本发明的优点是采用SIP协议标准的请求和响应消息，通过增加头域和消息体内容，不增加新的SIP消息类型，从而可以在避免对IMS网络进行大规模升级改造的前提下实现定制功能，即由移动用户在固定网络用户的计算机或服务器上定制某种事件，由固定网络用户的计算机或服务器完成该事件，并在该事件完成后通知定制者。另外，本发明还可以存在于文件共享服务的用户中，实现一个用户对另一个用户的定制功能。

附图说明

图1示例了SIP协议消息结构；

图2示例了IPFSS的网络架构；

图3示例了定制UE文件检索的SIP协议消息流程；

图4示例了定制请求消息的事件头域和XML消息体；

图5示例了通知请求消息的XML消息体；

图6示例了定制UE向SS定制文件下载服务的SIP协议消息流程；

图7示例了定制UE向被定制UE定制文件下载服务的SIP协议消息流程。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步地描述。

实施例1

本发明使用基于互联网协议多媒体核心子系统的对等联网文件共享服务(IPFSS)网络架构，如图2所示，该网络架构的功能实体既包括IMS中的核心功能实体，又包括IPFSS新的功能实体。IMS网络核心功能实体主要包括：P-CSCF、I-CSCF、S-CSCF、HSS等。其中：P-CSCF相当于SIP中代理服务器，用于接收和转发SIP信令。P-CSCF是IPFSS的入口点，执行承载资源鉴权和QoS管理，并为用户查找相应的I-CSCF，实现QoS管理并产生计费信息。I-CSCF和S-CSCF位于用户归属网络，I-CSCF隐藏归属网络拓扑，并通过HSS为用户指定S-CSCF。S-CSCF执行用户的会话控制、业务管理，在用户注册中执行注册服务器功能，在SIP会话中执行SIP代理功能。S-CSCF与服务平台交互，在IPFSS中的服务平台就是索引服务器。HSS存储用户服务的所有信息，包括P2P服务信息。在IPFSS中，这些功能实体能够处理和转发IPFSS的控制信令。IPFSS中的用户实体(UE)保存了IMS用户实体基本属性，同时为IPFSS扩展了新的P2P终端应用。IPFSS中的索引服务器(IS)作为IMS中的应用服务器(AS)功能实体，也具有AS的基本功能，同时为IPFSS提供新的服务应用。UE可以将用户身份信息，共享文件信息等注册到IS，在需要下载文件时向IS发送检索请求并根据检索结果与对等UE建立数据交换链接。IS的功能是保存用户身份信息、共享文件信息等服务信息，接收用户检索，返回搜索结果。在IPFSS中增加了两类服务器：缓存服务器(CS)和定制服务器(SS)。定制服务器(SS)采用具有大存储容量(100G字节以上)、高上下行带宽(百兆以上)的专用服务器。SS接收定制UE发送的文件下载定制消息，完成定制UE的文件下载事件或任务，并在该文件下载事件或任务完成后通知定制UE。SS执行普通UE的文件共享功能，首先从IPFSS网络中下载UE定制的文件，然后向定制UE上传定制文件。

第二、三代移动网络的用户进行IPFSS文件下载的计费率高于固定用户，在移动过程中数据带宽受限，并且需要优先保证语音通话数据传输。SS采用固定接入方式，移动用户可以利用SS实现定制服务，由SS下载定制文件，而移动用户使用无线局域网等接入方式从SS上免费下载定制文件，可以节省下载费用。有些移动运营商网络之间不能互通，一个移动网络的用户也可以利用SS从另一个移动网络进行文件下载。

定制功能也可以存在于IPFSS用户实体中，实现一个用户实体控制另一个用户实体参与IPFSS。例如，用户拥有一台PC机和一部手机，两者分别作为不同的UE加入到IPFSS中。用户在移动过程中，希望PC机进行文件下载，那么用户可以将PC机作为定制服务器，通过手机控制PC机去完成某些下载任务，同样可以节省下载费用。

本发明采用SIP协议对基于IMS的对等联网共享服务进行信令控制.SIP请求和响应消息结构如图1所示，本发明中的SIP消息的消息体可以是会话描述协议(SDP)、可扩展标记语言(XML)等内容.

本发明在基于IMS的对等联网文件共享服务网络中提供了一种特殊的服务器——定制服务器，该服务器可以专门用于实现定制服务功能。

本实施例中定制UE首先执行检索功能，根据IS的检索结果，选择目标UE。本实施例中定制UE使用SIP协议的邀请(Invite)请求消息向IS发送文件检索请求。邀请请求消息中携带可扩展标记语言(XML)消息体，消息体内容包括文件的检索信息，可以是检索文件的名称、哈希值、关键字等。IS使用多种选择重定向(300 Multiple Choices)响应消息返回检索结果。多种选择重定向响应消息携带可扩展标记语言(XML)消息体，消息体内容包括所有匹配共享文件列表信息及文件拥有者信息，如匹配文件名称、大小、类型、哈希值、版权信息、目标用户身份信息，其中目标用户身份信息为目标UE的统一资源指示符或IP地址。图3示例了定制UE进行文件检索的SIP协议消息流程，描述如下：

101、定制UE使用SIP协议的邀请(Invite)请求消息，向IS发送检索文件801请求，邀请请求消息的可扩展标记语言(XML)消息体内容包括文件的检索信息；

102、IS向的定制UE发送尝试(100Trying)临时响应消息；

103、IS经过内部检索算法检索到多个目标UE，并利用多种选择重定向(300Multiple Choices)响应消息返回检索结果，在检索结果中包含对等用户目标UE的用户信息和文件信息；

104、定制UE从检索结果中选择目标UE，并向IS发送确认(Ack)请求消息。

本实施例中定制UE使用SIP协议的定制(Subscribe)请求消息向SS或具有定制功能的被定制UE发送文件下载定制任务消息。本实施例中，定制请求消息的事件(Event)头域对应的域值表明定制的是文件下载任务。本实施例在定制请求消息中增加可扩展标记语言(XML)消息体，消息体内容包括定制文件信息和定制文件保存时间。定制文件信息包括定制文件的名称或者哈希值，以及定制文件所在目标UE的统一资源指示符或IP地址。定制文件期望保存时间指明定制UE期望的定制文件在SS或具有定制功能的被定制UE中的保存时间。图4示例了一个定制请求消息携带的XML消息体和定制事件头域。其中保存时间以秒为单位，文件所在目标UE信息用统一资源指示符表示。

本实施例中SS或具有定制功能的被定制UE执行普通UE功能实现定制文件的查询和下载。在定制文件下载完毕后，SS或具有定制功能的被定制UE使用SIP协议的通知(Notify)请求消息向定制UE发送文件下载成功消息。本实施例在通知请求消息中增加可扩展标记语言(XML)消息体，消息体内容包括获取的定制文件信息和保存时间。定制文件信息包括定制文件名称、大小、类型、哈希值、版权信息等。图5示例了一个通知请求消息携带的XML消息体。其中，保存时间可以与定制消息中的定制保存时间相同，也可以不同，由SS或具有定制功能的目标UE决定，保存时间以秒为单位。定制UE必须在保存时间之内从SS或具有定制功能的被定制UE下载该定制文件，超时则删除该定制文件。

定制UE向SS定制文件下载任务，SS执行普通UE的功能从IPFSS网络完成定制文件的下载并通知定制UE，定制UE在保存时间之内执行文件下载功能从SS下载定制的文件。图6示例了SS执行定制服务的SIP协议消息流程，描述如下：

201、定制UE向SS发送定制(Subscribe)请求消息，定制请求消息的事件头域对应的域值表明定制的是文件下载任务，携带的可扩展标记语言(XML)消息体内容包括定制文件801文件名或哈希值，目标UE的统一资源指示符或IP地址，期望保存时间；

202、SS返回同意(200OK)响应消息；

203、SS根据定制UE的定制信息，向目标UE发送邀请(Invite)请求消息，请求与目标UE建立用于下载文件801的TCP数据连接，所述SS向目标UE发送的邀请请求消息中携带SDP消息体，SDP消息体内容包含用于指明下载文件的文件名称或者文件哈希值，还包含用于文件传输的TCP通道信息；

204、目标UE向SS发送尝试(100Trying)临时响应消息；

205、目标UE使用同意(200OK)响应消息向SS表示同意建立连接，同时就传输TCP媒体通道进行参数协商；

206、SS利用确认(ACK)请求消息确认TCP连接，同时确定TCP媒体通道参数；

207、目标UE在建立的TCP数据通道上传送文件801数据，同时SS接收并存储文件801数据；

208、数据传输完毕，目标UE向SS发送结束(BYE)请求消息，用于终止TCP数据连接，同时停止本地数据传输；

209、SS使用同意(200OK)响应消息确认终止TCP连接，同时停止本地数据接收；

210、SS向定制UE发送通知(Notify)请求消息，可扩展标记语言(XML)消息体内容包括获取的定制文件信息和保存时间，所述定制文件信息包括定制文件名称、大小、类型、哈希值、版权信息等；

211、定制UE返回同意(200OK)响应消息；

212、定制UE在保存时间内向SS发送邀请(Invite)请求消息，请求与SS建立用于下载文件801的TCP数据连接，所述定制UE向SS发送的邀请请求消息中携带SDP消息体，SDP消息体内容包含用于指明下载文件的文件名称或者文件哈希值，还包含用于文件传输的TCP通道信息；

213、SS向定制UE发送尝试(100Trying)临时响应消息；

214、SS使用同意(200OK)响应消息向定制UE表示同意建立连接，同时就传输TCP媒体通道进行参数协商；

215、定制UE利用确认(ACK)请求消息确认TCP连接，同时确定TCP媒体通道参数；

216、SS在建立的TCP数据通道上传送文件801数据，同时定制UE接收并存储文件801数据；

217、数据传输完毕，SS向定制UE发送结束(BYE)请求消息，用于终止TCP数据连接，同时停止本地数据传输；

218、定制UE使用同意(200OK)响应消息确认终止TCP连接，同时停止本地数据接收。

实施例2

本实施例用具有定制服务功能的用户实体代替实施例1中的定制服务器(SS).定制UE向具有定制功能的被定制UE(即具有定制服务功能的用户实体)定制文件下载任务的过程与向SS定制过程相同.被定制UE执行普通UE的功能从IPFSS网络完成定制文件的下载并通知定制UE，定制UE在保存时间之内执行文件下载功能从被定制UE下载定制的文件.很多情况下，定制UE只希望被定制UE完成定制文件下载事件，不需要在收到定制文件下载完毕通知后从被定制UE下载文件.一个例子是用户拥有一台PC机和一部手机，两者分别作为不同的UE加入到IPFSS中.用户在移动过程中，希望利用手机定制PC机进行文件下载，定制文件保存在用户的PC机中，不需要再次下载到用户的手机中.在这种情况下，不执行通知消息及其同意消息的后续文件下载过程.图7示例了具有定制功能的被定制UE执行定制服务的SIP协议消息流程，描述如下：

301、定制UE向被定制UE发送定制(Subscribe)请求消息，定制请求消息的事件头域对应的域值表明定制的是文件下载任务，携带的可扩展标记语言(XML)消息体内容包括定制文件801文件名或哈希值，目标UE的统一资源指示符或IP地址，期望保存时间；

302、被定制UE返回同意(200OK)响应消息；

303、被定制UE根据定制UE的定制信息，向目标UE发送邀请(Invite)请求消息，请求与目标UE建立用于下载文件801的TCP数据连接，所述被定制UE向目标UE发送的邀请请求消息中携带SDP消息体，SDP消息体内容包含用于指明下载文件的文件名称或者文件哈希值，还包含用于文件传输的TCP通道信息；

304、目标UE向被定制UE发送尝试(100Trying)临时响应消息；

305、目标UE使用同意(200OK)响应消息向被定制UE表示同意建立连接，同时就传输TCP媒体通道进行参数协商；

306、被定制UE利用确认(ACK)请求消息确认TCP连接，同时确定TCP媒体通道参数；

307、目标UE在建立的TCP数据通道上传送文件801数据，同时被定制UE接收并存储文件801数据；

308、数据传输完毕，目标UE向被定制UE发送结束(BYE)请求消息，用于终止TCP数据连接，同时停止本地数据传输；

309、被定制UE使用同意(200OK)响应消息确认终止TCP连接，同时停止本地数据接收；

310、被定制UE向定制UE发送通知(Notify)请求消息，可扩展标记语言(XML)消息体内容包括获取的定制文件信息和保存时间，所述定制文件信息包括定制文件名称、大小、类型、哈希值、版权信息等；

311、定制UE返回同意(200OK)响应消息。

Claims (3)

1.一种基于IMS的对等联网定制服务信令控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)在IMS网络中部署定制服务实体；

2)IMS网络中的定制用户实体向定制服务实体发送定制请求消息，该定制请求消息的事件头域对应的域值表明定制的是文件下载任务，该定制请求消息包括可扩展标记语言消息体，该消息体内容包括定制文件的文件名或哈希值，文件所在目标用户实体的统一资源指示符或IP地址，保存时间；

3)定制服务实体返回同意响应消息；

4)定制服务实体根据定制用户实体的定制信息，向目标用户实体发送邀请请求消息，请求与目标用户实体建立用于下载定制文件的TCP数据连接，所述定制服务实体向目标用户实体发送的邀请请求消息中携带SDP消息体，该SDP消息体内容包含用于指明定制文件的文件名称或者文件哈希值，还包含用于文件传输的TCP通道信息；

5)目标用户实体向定制服务实体发送尝试临时响应消息；

6)目标用户实体使用同意响应消息向定制服务实体表示同意建立连接，同时就传输TCP媒体通道进行参数协商；

7)定制服务实体利用确认请求消息确认TCP数据连接，同时确定TCP媒体通道参数；

8)目标用户实体在建立的TCP数据连接上传送定制文件数据，同时定制服务实体接收并存储定制文件数据；

9)数据传输完毕，目标用户实体向定制服务实体发送结束请求消息，用于终止TCP数据连接，同时停止本地数据传输；

10)定制服务实体使用同意响应消息确认终止TCP数据连接，同时停止本地数据接收；

11)定制服务实体向定制用户实体发送通知请求消息，该通知请求消息包括可扩展标记语言消息体，所述可扩展标记语言消息体包括定制服务实体获取的定制文件信息和保存时间，所述定制文件信息包括定制文件的名称、大小、类型、哈希值、版权信息；

12)定制用户实体返回同意响应消息。

2.按权利要求1所述的基于IMS的对等联网定制服务信令控制方法，其特征在于，所述步骤1)中的定制服务实体为具有定制服务功能的用户实体。

3.按权利要求1所述的基于IMS的对等联网定制服务信令控制方法，其特征在于，所述步骤1)中的定制服务实体为在IMS网络中部署的定制服务器，所述定制服务器与IMS网络中的代理呼叫会话控制功能实体连接，所述定制服务器还接入互联网中执行互联网对等联网服务协议，是一种能够从互联网对等联网服务中下载文件的服务器；在步骤12)完成之后，还包括如下后续步骤：

13)定制用户实体在保存时间内向定制服务器发送邀请请求消息，请求与定制服务器建立用于下载定制文件的TCP数据连接，所述定制用户实体向定制服务器发送的邀请请求消息中携带SDP消息体，SDP消息体内容包含用于指明定制文件的文件名称或者文件哈希值，还包含用于文件传输的TCP通道信息；

14)定制服务器向定制用户实体发送尝试临时响应消息；

15)定制服务器使用同意响应消息向定制用户实体表示同意建立连接，同时就传输TCP媒体通道进行参数协商；

16)定制用户实体利用确认请求消息确认TCP数据连接，同时确定TCP媒体通道参数；

17)定制服务器在建立的TCP数据连接上传送定制文件数据，同时定制用户实体接收并存储定制文件数据；

18)数据传输完毕，定制服务器向定制用户实体发送结束请求消息，用于终止TCP数据连接，同时停止本地数据传输；

19)定制用户实体使用同意响应消息确认终止TCP数据连接，同时停止本地数据接收。

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