CN101384015B

CN101384015B - 一种分布式电信设备及分布式电信设备处理业务的方法

Info

Publication number: CN101384015B
Application number: CN2008102164180A
Authority: CN
Inventors: 叶思海; 黄天振; 徐日东; 练仑; 吴世军; 夏泉源; 张�浩
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2008-09-28
Filing date: 2008-09-28
Publication date: 2011-11-16
Anticipated expiration: 2028-09-28
Also published as: CN101384015A

Abstract

本发明涉及通信技术领域，具体公开了一种分布式电信设备及分布式电信设备处理业务的方法。该分布式电信设备包括一个或多个分发节点，一个以上的处理节点以及一个或多个数据节点，其中，分发节点用于接收来自设备外部的消息，向数据节点查询该消息对应的处理节点，并将该消息分发给数据节点反馈的处理节点；数据节点用于接收分发节点的查询请求，并根据保存的消息中的相关信息与处理节点之间的对应关系，向分发节点反馈对应的处理节点；处理节点用于接收分发节点发送的消息，并对接收到的消息进行处理，处理后生成的消息通过分发节点发送至设备外。通过本发明提供的分布式电信设备，保证了相同用户的消息可以分发给相同的处理节点进行处理，实现了分布式电信设备的业务处理，提高了电信设备运行的可靠性。

Description

一种分布式电信设备及分布式电信设备处理业务的方法

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种分布式电信设备及分布式电信设备处理业务的方法。

背景技术

在电信领域，随着技术的发展，设备的容量越来越大，以MSC(MobileSwitching Center移动交换中心)为例，单设备容量从最初的十万、二十万发展到几百万，甚至上千万。单设备的容量越来越大，系统的集成度越来越高，节省了综合投资，但是单设备故障时，影响的用户也越来越多，风险也随之增大。因此，对大容量的设备，必须有一个安全可靠的方案，保证设备正常运行，在万一出错的情况下影响尽可能的小。

在IT领域，保证设备运行可靠性一般采取的方案是将单设备分成多个处理节点以及一个或多个任务分发节点，进行异地分布式部署。分发节点与处理节点之间全互连。每个处理节点分布在不同的地理区域，当然也可以几个节点设置在同一个地理区域。当其中一个处理节点故障时，只损失了这个处理节点的处理能力，设备提供业务的能力没有变，只是整体处理能力下降了。从而保证了设备整体的可靠性，不至于因为单点的障碍而导致整个系统的瘫痪。

但是电信领域单设备异地分布式部署面临如下问题：

在IT领域，处理过程一般是与用户个体属性不相关，只与用户具体的需求相关。比如搜索某个商品的信息，和这个需求是用户A还是用户的B输入没有关系，任务分发节点可以把这个任务分发给任意一个节点处理，处理完成后把结果返回给用户即可。用户A发起的同一个需求，第一次可能在节点1处理，第二次可能在节点3处理。但在电信领域，由于对用户进行严格的管理，用户在享受服务前，必须完成在网络的注册过程，在设备中留下用户的注册信息，只有注册通过的用户才能接受服务。如果套用IT领域的分布式技术，将设备分成多节点后，具体的一个用户的信息只能在其中一个节点注册，而在电信领域，业务的处理过程是与具体的用户属性相关的，节点处理用户发起的需求任务时，需要根据用户的信息进行处理，而按照IT领域的分布式技术，分发节点可以任意分配用户的任务需求，这样，当用户注册的节点与用户的需求任务被分配的节点不一致时，用户的需求无法被处理，因此，IT领域的分布式技术不能直接应用于电信领域。在电信领域尚没有一种实现单设备分布式部署的方案。

进一步的，电信领域中的设备不仅接受用户的任务需求，还需要与其他网络设备进行交互，以实现通信，例如，移动交换中心MSC不仅要通过基站控制器BSC接受用户发送的消息，还需要与网络侧的用户归属位置寄存器HLR等设备进行交互，当MSC采用分布式部署时，从HLR发送的消息同样需要保证分发到合适的节点进行处理，IT领域的单设备分布式方案也无法解决该问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的实施例提供了一种电信设备分布式部署的方法以及分布式电信设备，以实现在电信设备中实现单设备分布式部署。

本发明的实施例提供了一种分布式电信设备，包括：一个或多个分发节点，一个以上的处理节点以及一个或多个数据节点，其中，

分发节点用于接收来自设备外部的消息，向数据节点查询该消息对应的处理节点，并将该消息分发给数据节点反馈的处理节点；

数据节点用于接收分发节点的查询请求，如果数据节点中没有保存该消息中的相关信息与处理节点之间的对应关系，则数据节点分配一个处理节点，并保存该消息中的相关信息与分配的处理节点之间的对应关系，将分配的处理节点反馈给分发节点；如果数据节点保存有消息中的相关信息与处理节点之间的对应关系，则向分发节点反馈对应的处理节点；

处理节点用于接收分发节点发送的消息，并对接收到的消息进行处理，处理后生成的消息通过分发节点发送至设备外。

本发明的实施例还提供了一种分布式电信设备处理业务的方法，该分布式电信设备包括一个或多个分发节点，一个以上的处理节点以及一个或多个数据节点，该分布式电信设备处理业务的方法包括：

分发节点接收来自设备外部的消息，向数据节点查询该消息对应的处理节点；

数据节点收到查询请求后，确定自身是否保存有该消息中的相关信息与处理节点之间的对应关系，如果没有保存，则分配一个处理节点，并保存该消息中的相关信息与分配的处理节点之间的对应关系，将分配的处理节点反馈给分发节点；如果数据节点保存有消息中的相关信息与处理节点之间的对应关系，则向分发节点反馈对应的处理节点；

分发节点收到数据节点反馈的处理节点信息后，将该消息分发给相应的处理节点；

处理节点接收分发节点发送的消息，并对接收到的消息进行处理，处理后生成的消息通过分发节点发送至设备外。

本发明实施例提供的分布式电信设备及其处理业务的方法，将电信网络分为多个处理节点，并增设数据节点来保存用户相关的信息与对应的处理节点之间的对应关系，这样，分发节点在收到设备外部的消息后，就可以根据消息中携带的相关信息向该数据节点查询，数据节点就可以将消息中相关信息对应的处理节点反馈给分发节点，从而保证分发节点将该消息分发至合适的处理节点进行处理，例如，同一个用户的请求消息会被分发至相同的处理节点进行处理，从而实现了单电信设备的分布式部署，当某个处理节点出现故障时，只影响了某一部分的用户，整个设备还在正常运行，使得电信设备的可靠性得到保证。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种分布式电信设备的结构图。

图2是本发明另一实施例提供的一种分布式电信设备的结构图。

图3为本发明实施例提供的分布式MSC设备的结构图。

图4为本发明实施例提供的分布式MSC处理用户注册请求的组网示意图。

图5为本发明实施例提供的分布式MSC处理用户注册请求业务的流程图。

图6为本发明实施例提供的分布式MSC处理用户主叫业务的流程图。

图7为本发明实施例提供的分布式MSC处理用户被叫业务的流程图。

图8A为本发明实施例提供的分布式SGSN设备的结构图。

图8B为本发明实施例提供的分布式SGSN处理用户注册请求处理的流程图。

图9为本发明实施例提供的分布式SGSN处理用户主叫业务的流程图。

图10为本发明实施例提供的分布式MME设备的结构图。

图11为本发明实施例提供的分布式MME处理用户注册业务的流程图。

具体实施方式

如图1所示，为本发明的实施例提供的一种分布式电信设备10，其包括：两个分发节点，多个处理节点以及一个数据节点，其中，多个处理节点可以进行异地部属，所有进出设备的信令都通过分发节点进行路由，具体的，

本发明实施例提供的分布式电信设备，将电信网络分为多个处理节点，并增设数据节点来保存用户相关的信息与对应的处理节点之间的对应关系，这样，分发节点在收到设备外部的消息后，就可以根据消息中携带的相关信息向该数据节点查询，数据节点就可以将消息中相关信息对应的处理节点反馈给分发节点，从而保证分发节点将该消息分发至合适的处理节点进行处理，例如，同一个用户的请求消息会被分发至相同的处理节点进行处理，从而实现了单电信设备的分布式部署，当某个处理节点出现故障时，只影响了某一部分的用户，整个设备还在正常运行，使得电信设备的可靠性得到保证。

进一步的，当处理节点对接收到的消息进行处理时，如果需要分配连接号码资源，本发明的实施例提供了两种解决方案：

方案一：由数据节点为多个处理节点统一分配连接号码资源区段，这样处理节点在对接收到的消息进行处理需要分配连接号码资源时，就在数据节点分配的连接号码资源区段内分配需要的连接号码资源，如果资源不够时，再向数据中心申请。这样，后续消息如果包括了连接号码资源，分发节点向数据节点查询消息对应的处理单元时，数据节点就可以根据连接号码资源与处理节点之间的对应关系，向分发节点反馈对应的处理节点；进一步的，数据节点还可以将连接号码资源区段与各处理节点之间的对应关系通知给各分发节点，这样当分发节点在接收到在自设备外部的消息后，如果确定该消息中包括了连接号码资源，就可以根据该连接号码资源区段与各处理节点之间的对应关系，确定出该连接号码资源对应的处理节点，直接将该消息发送至对应的处理节点；

方案二：处理节点在对接收到的消息进行处理需要分配连接号码资源时，向数据节点请求分配所需要的连接号码资源，数据节点接收到处理节点的连接号码资源请求后，分配对应的连接号码资源，并记录分配的连接号码资源与请求该资源的处理节点之间的对应关系，将分配的连接号码资源发送给处理节点。这样，如果分发节点接收到的来自设备外部的消息携带连接号码资源时，分发节点向数据节点查询该消息对应的处理节点，数据节点就可以根据记录的连接号码资源与处理节点之间的对应关系，向分发节点反馈该消息中携带的连接号码资源对应的处理节点。

本发明实施例中所述的连接号码资源是指为了进行通信连接，而需要分配的各种号码资源或者连接资源等，在不同的网络以及不同的处理流程中，电信设备用到的连接号码资源可能不同，本发明实施例所述的号码资源包括但不限于以下类型：SCCP连接参考号、MAP对话参考号、ISUP CIC电路识别码、BICC CIC电路识别码、漫游号码、GTP参考号、S1-AP参考号，在后面的实施例中将具体说明以上连接号码资源的分配和使用流程。

通过以上介绍可以看出，方案一的有益效果在于处理消息效率较高，处理节点可以直接分配连接号码资源，而不需要每次都向数据节点申请，分发节点也可以根据连接号码资源与处理节点之间的关系，直接将消息发送给对应的处理节点，省去了到数据节点查询的步骤；而方案二的有益效果在于，由数据节点统一进行连接号码资源的分配，不需要预先为各处理节点分配连接号码资源，节省了连接号码资源。

当数据节点中没有保存分发节点收到的消息中的相关信息与处理节点之间的对应关系时，数据节点根据以下方式之一或组合分配一个处理节点：

方式1：随机分配一个处理节点；

方式2：根据各处理节点当前的负荷情况进行分配，例如，分配当前负载最轻的处理节点，这种算法需要数据节点与各个处理节点之间建立动态负荷通知机制，即各个处理节点需要将自己当前的负载情况动态的向数据节点通报；

方式3：根据静态配置的分配规则进行分配，例如，有三个处理节点，可以配置分配的规则是1:2:1，这样数据节点就可以根据这个比例来分配，有100个用户注册请求的话，分配三个处理节点依次为25个、50个、25个；还可以用用户号码的号段来进行分配，如配置IMSI号段为000-299的分配给处理节点1，IMSI号段为300-699的分配给处理节点2。

这样，当数据节点为首次收到的消息分配了处理节点后，数据节点记录下该消息中的用户标识与分配的处理节点之间的对应关系，这样，当分发节点收到该用户相关的后续消息向数据节点查询时，数据节点就可以根据保存的用户标识与处理节点之间的对应关系，向分发节点反馈对应的处理节点了，从而保证了同一个用户相关的消息都分配给同一个处理节点进行处理。

从以上介绍可知，数据节点保存的消息中的相关信息与处理节点之间的对应关系中，这些相关信息可以是连接号码资源，还可以是各种用户标识，用户标识在不同的网络中可能有不同的名称，本发明不限制具体的某种用户标识，例如IMSI、TMSI、IMEI、MSISDN等。

如果是对原有的集中式电信设备改造为分布式设备，那么各个分发节点可以分配与原电信设备相同的设备标识，如信令点、GT码(GT:Global Title全局码)或IP地址等，例如，原设备对外的设备标识为信令点aa，在设备分布式部署时，各分发节点的设备标识也配置为信令点aa，如果原设备提供多信令点aa、bb，则不同的分发节点可以提供不同的信令点，多信令点技术是现有技术，在此展开描述。采用多信令点，可以避免一个分发节点故障时引发的单点故障。

如果原设备对外的设备标识为GT码13800，在设备分布式部署时，各分发节点的设备标识也配置为GT码13800，这样，设备的分布式部署对周边设备是不可见的，周边设备根据分发节点的设备标识，将信令传输到分发节点，分发节点再把信令转发给相应的处理节点进行处理，这样，周边设备无需开发新功能或新特性能适配设备的分布式部署，保证了分布式方案在现网可以快速实施。

如图2所示，为本发明另一实施例提供的分布式电信设备11，其与前述分布式电信设备10不同的是，分布式电信设备11包括两个数据节点，实际上，也可以有两个以上的数据节点，只是在附图中没有画出。当分布式电信设备包括两个或两个以上的数据节点时，数据节点可以以两种方式工作：

方式1：主备方式。将数据节点分为一个主用数据节点和一个或多个备用数据节点，正常情况下，主用数据节点对其他节点提供服务，档主用节点故障时，切换至备用数据节点为其他节点提供服务，主用数据节点与备用数据节点之间的数据完全同步。

方式2：负荷分担方式。各数据节点采用负荷分担方式对其他节点提供服务，各数据节点之间的数据完全同步，当其中一个数据节点故障时，由其他数据节点对其他节点提供服务。例如，当有两个数据中心时，用户标识为奇数的记录在数据中心1，用户标识为偶数的记录在数据中心2。

以上两种方式都需要各个数据节点之间的数据保持同步，数据中心之间数据同步的方式，包括但不限于：

在信息更新时，由业务处理节点同时通知所有的数据中心；或者

在信息更新时，业务处理节点通知其中一个或某几个数据中心，由数据中心之间相互同步。

在上述两个实施例中，分发节点可以有一个或者多个。

本发明实施例还提供了一种分布式电信设备处理业务的方法，该分布式电信设备包括一个或多个分发节点，一个以上的处理节点以及一个或多个数据节点，具体的节点功能可以参考上述介绍的分布式电信设备，该分布式电信设备处理业务的方法包括：

进一步的，当处理节点对接收到的消息进行处理时，如果需要分配连接号码资源，本发明实施例提供了两种方法：

方法一：

数据节点为一个以上的处理节点统一分配连接号码资源区段，并将连接号码资源区段与各处理节点之间的对应关系通知分发节点，

处理节点在对接收到的消息进行处理需要分配连接号码资源时，在数据节点分配的连接号码资源区段内分配需要的连接号码资源；

分发节点接收到在自设备外部的后续消息后，确定该消息是否包括连接号码资源，如果包括，则根据该连接号码资源区段与各处理节点之间的对应关系，确定出该连接号码资源对应的处理节点，直接将该消息发送至对应的处理节点。

方法二：

处理节点向数据节点请求分配连接号码资源；

数据节点接收处理节点的连接号码资源请求，分配对应的连接号码资源，并记录分配的连接号码资源与请求该资源的处理节点之间的对应关系；

则分发节点接收到的来自设备外部的消息携带连接号码资源时，分发节点向数据节点查询该消息对应的处理节点，数据节点根据记录的连接号码资源与处理节点之间的对应关系，向分发节点反馈该消息中携带的连接号码资源对应的处理节点。

方法一和方法二的有益效果与前述装置实施例中介绍的相同。

当数据节点中没有保存该消息中的相关信息与处理节点之间的对应关系时，数据节点分配一个处理节点的方法可以为：

随机分配；

根据各处理节点的负荷情况采用负荷分担的方式分配，例如，分配当前负载最轻的处理节点，这种算法需要数据节点与各个处理节点之间建立动态负荷通知机制，即各个处理节点需要将自己当前的负载情况动态的向数据节点通报；或者

根据静态配置的分配规则进行分配，例如，有三个处理节点，可以配置分配的规则是1:2:1，这样数据节点就可以根据这个比例来分配，有100个用户注册请求的话，分配三个处理节点依次为25个、50个、25个；还可以用用户号码的号段来进行分配，如配置IMSI号段为000-299的分配给处理节点1，IMSI号段为300-699的分配给处理节点2。

当对原有的电信设备改造为分布式电信设备时，所述各个分发节点分配与原电信设备相同的设备标识，具体请参考装置实施例部分的说明。

本发明实施提供的方法，还可以将数据节点分为一个主用数据节点和一个或多个备用数据节点，正常情况下，主用数据节点对其他节点提供服务，主用节点故障时，切换至备用数据节点为其他节点提供服务，主用数据节点与备用数据节点之间的数据完全同步；或者

当有多个数据节点时，各数据节点采用负荷分担方式对其他节点提供服务，各数据节点之间的数据完全同步，当其中一个数据节点故障时，由其他数据节点对其他节点提供服务。

本发明实施例提供的分布式电信设备及其处理业务的方法，将电信网络分为多个处理节点，并增设数据节点来保存用户相关的信息与对应的处理节点之间的对应关系，这样，分发节点在收到设备外部的消息后，就可以根据消息中携带的相关信息向该数据节点查询，数据节点就可以将消息中相关信息对应的处理节点反馈给分发节点，从而保证分发节点将该消息分发至合适的处理节点进行处理，实现了分布式的电信设备部署。当分发节点使用原设备的设备标识时，分布式设备的部署不会对周边设备带来影响，保证了分布式设备的快速实施。数据节点可以采用主备方式或者负载分担方式工作，使得数据的可靠性有了更高的保证。

下面通过具体设备以及具体的业务处理流程，对本发明实施例进行说明。

(一)分布式部署移动交换中心MSC

如图3所示，为分布式MSC设备的结构图，该MSC包括n个信令处理节点SPU(Signaling Process Unit)，两个信令接入节点SAU(Signaling AccessUnit)，以及两个数据中心DBC(Data Base Center)。其中，SPU具有前述实施例中处理节点的所有功能和特性，SAU具有前述实施例中分发节点的所有功能和特性，DBC具有前述实施例数据节点的所有功能和特性，例如两个DBC之间采用主备方式运作或者负荷分担方式工作等。

假设设备对外提供的信令点为aa，GT码为13800，则为每个SAU分配信令点aa，GT码13800，这样，当MSC由集中式改造为分布式后，分布式MSC对外部设备没有任何的改变，所有消息都通过SAU来路由，保证了分布式设备的快速实施。

在本发明的实施例中，可以为每个SPU分配一个节点标识，例如SPU1的节点标识为1，SPU2的节点标识为2，......，SPUn的节点标识为n，同时，可以为每个SPU分配物理标识，如IP地址或者信令点等，以IP地址为例，SPU1的IP地址为IP1，SPU2的IP地址为IP2，......，SPUn的IP地址为IPn，这样，在SAU上就可以建立一个节点路由关系表，如表1所示：

节点名称

节点标识

IP地址

SPU1	1	IP1(192.168.10.11)
			SPU2	2	IP2(192.168.10.12)
SPU3	3	IP1(192.168.10.13)
			…	…	…
SPU n	N	IP n(192.168.10.1x)

表1

这样，当SAU收到消息后向DBC查询对应的SPU，DBC可以向SAU返回对应的SPU的节点标识，如SPU1对应的节点标识1，这样，SAU可以根据该路由关系表，将该消息发送至目标地址为IP1的SPU1中了。

以下将通过用户注册、主叫业务、被叫业务三个具体业务流程，说明分布式MSC的具体工作方式。

如图4所示，为一个分布式MSC处理用户注册请求的组网示意图，从图中可以看到，MSC通过SAU接收从基站控制器BSC或归属位置寄存器HLR发送的消息，SPU向外发送的消息也通过SAU发送至MSC外，图5为分布式MSC处理用户注册请求业务的流程图，包括：

501、用户设备UE向BSC发送注册请求消息，即IMSI附着请求消息(IMSIAttach Request)，在注册请求消息中携带用户的IMSI(International MobileSubscriber Identity国际移动用户识别码)，如果是漫游用户，用户发起的是位置更新请求，位置更新请求中携带的是TMSI(Temporary Mobile SubscriberIdentity临时移动用户识别码)标识，处理原理相同，IMSI和TMSI可以统称为用户标识。

502、BSC收到用户的注册请求消息后，分配本端的SCCP连接参考号，BSC把注册请求转发给MSC/SAU，向MSC/SAU发送的消息是SCCP CR消息，并在SCCP CR消息中携带本端的SCCP连接参考号。

注：SCCP连接参考号分为源本地参考号(Source Local Reference)和目的本地参考号(Destination Local Reference)。这里，BSC分配了BSC侧的参考号(Source Local Reference)，其目的侧即MSC侧的参考号是空的，由MSC分配。现有的技术是MSC根据一个随机算法进行分配。在SCCP连接建立后，后续与该用户相关的信令都是在这个SCCP连接上传递的。

503a、MSC/SAU收到该SCCP CR消息后，到MSC/DBC中查询用户对应的的MSC/SPU，查询请求中可以包括该SCCP CR消息中包括的用户标识。

503b、如果MSC/DBC中保存有该用户标识与MSC/SPU的对应关系，则MSC/DBC把对应的MSC/SPU信息返回给MSC/SAU；

如果DBC中没有保存有该用户标识与SPU的对应关系，例如是一个新注册的用户，则DBC可以根据以下方式之一或组合分配一个处理节点：

方式1：随机分配一个处理节点；

当DBC为该SCCP CR消息分配了一个SPU节点后，DBC记录该消息中的用户标识与分配的SPU之间的对应关系，这样当后续消息中包括该用户标识时，DBC就可以根据保存的用户标识与SPU之间的对应关，向SAU反馈对应的SPU。

504.MSC/SAU根据MSC/DBC提供的MSC/SPU信息，把SCCP CR消息转发给对应MSC/SPU。

505.MSC/SPU收到SCCP CR消息后，分配MSC侧的SCCP连接参考号，向SAU发送SCCP CC消息，建立与BSC之间的SCCP连接，在此提供两种分配SCCP连接参考号的方案。

方案一：由DBC为各个SPU统一分配SCCP连接参考号资源区段，如SPU1的SCCP连接参考号资源为0000000-01111111，SPU2的SCCP连接参考号资源为1000000-10111111，SPU3的SCCP连接参考号资源为1100000-11111111，各个SPU在分配的资源范围内直接分配使用，如果资源不够时再向DBC申请，同时，DBC可以把SCCP连接参考号资源区段与SPU之间的对应关系的信息通知到SAU，SAU上配置SCCP连接参考号资源区段与SPU之间的对应关系，配置的方式可以是手动静态配置，也可以是DBC动态分配后的自动配置。这样，对后续SCCP连接上传输的信令，SAU就可以根据SCCP连接参考号直接确定SPU节点，并把消息转发给对应SPU节点。

方案二：SPU向DBC申请一个本地SCCP连接参考号，DBC为该SPU分配一个SCCP连接参考号，并记录该SCCP连接参考号与SPU节点之间的对应关系，后续SAU收到的消息中如果包括有SCCP连接参考号信息，就可以根据SCCP连接参考号到DBC中查询对应的SPU信息。当SPU释放该SCCP连接后，需要通知DBC释放该SCCP连接参考号。

方案一的有益效果在于处理消息较高，SPU可以直接分配SCCP连接参考号资源，而不需要每次都向DBC申请，SAU也可以根据后续消息中的SCCP连接参考号与SPU之间的关系，直接将消息发送给对应的SPU，省去了到DBC查询的步骤；而方案二的有益效果在于，由DBC统一进行SCCP连接参考号资源的分配，不需要预先为各SPU分配号码资源，节省了SCCP连接参考号资源。

506、MSC/SAU向BSC转发SCCP CC消息，从而在BSC与MSC之间建立SCCP连接。

507、MSC/SPU向用户归属的HLR发起位置更新请求，建立MSC与HLR之间的MAP对话，此时MSC/SPU需要分配MAP对话参考号资源，MAP对话参考号的分配方法同上述SCCP连接参考号的分配方法。

508、MSC/SAU根据用户标识IMSI将该位置更新请求发送至HLR，MSC/SAU向HLR发起的位置更新请求消息中携带MSC/SAU的设备标识，如GT码。

509、HLR返回应答信息，HLR是根据MSC/SAU的GT码路由到MSC/SAU的，同时在HLR中记录用户当前归属的MSC信息。在MSC与HLR之间建立MAP对话，MSC与HLR在建立的MAP对话上完成用户的信息交互过程，同上述SAU确定包含SCCP连接参考号的信息类似的，后续SAU也可以根据消息中的MAP对话参考号向DBC查询或者直接确定该MAP对话参考号对应的MSC/SPU，把消息路由给对应的MSC/SPU处理。

510、HLR向MSC/SAU发送位置更新接受消息，消息中携带该用户的用户信息。

511、MSC/SAU根据消息中包括的MAP对话参考号，确定出对应的MSC/SPU(确定方式同上述包含SCCP连接参考号的确定方式)，并将位置更新接受消息转发给对应的MSC/SPU，MSC/SPU获取用户信息。

512、MSC/SPU通过MSC/SAU向BSC发送附着接受消息IMSI AttachAccept，消息。

513、BSC将该附着接受消息发送给对应的UE，MSC与BSC在建立的SCCP连接上完成用户的注册过程。

上述流程中，如果MSC给UE分配了TMSI，分配的TMSI信息需要保存到DBC中，后续如果TMSI重分配了，也需要刷新DBC中的信息。

如图6所示，为分布式MSC处理用户主叫业务的流程图，包括：

601、UE发起呼叫请求，在呼叫请求中携带UE的用户标识，用户标识包括但不限于IMSI、TMSI、IMEI等。

602、BSC收到呼叫请求后，向MSC/SAU转发呼叫请求，该呼叫请求可以通过SCCP CR消息发送，BSC分配本端的SCCP连接参考号。

603a、MSC/SAU收到该SCCP CR消息后，向MSC/DBC发送查询SPU的请求，具体的，可以在查询请求中携带UE的用户标识。

603b、MSC/DBC根据自身保存的该用户标识与SPU的对应关系，把对应的SPU信息返回给SAU。

604、MSC/SAU根据MSC/DBC提供的MSC/SPU信息，把SCCP CR消息转发给对应MSC/SPU。

605、MSC/SPU收到SCCP CR消息后，分配MSC侧的SCCP连接参考号，向SAU发送SCCP CC消息，建立与BSC之间的SCCP连接，具体分配SCCP连接参考号的方法同步骤505中的描述。

606、MSC/SAU向BSC转发SCCP CC消息，从而在BSC与MSC之间建立SCCP连接。

607、如果MSC与GMSC之间的局间信令为ISUP(ISDN User Part)，MSC/SPU分配一个ISUP CIC(电路识别码circuit identification code)，MSC/SPU向MSC/SAU发送呼叫请求，并在请求中携带分配的ISUP CIC。MSC/SPU分配ISUP CIC的方案与前述MSC/SPU分配SCCP连接参考号的方案类似，即：

方案一：由DBC为各个SPU统一分配ISUP CIC资源区段，如SPU1的ISUPCIC资源为0-31，SPU2的ISUP CIC资源为32-63，SPU3的ISUP CIC资源为64-95，各个SPU在分配的资源范围内直接分配使用，如果资源不够时再向DBC申请，同时，DBC可以把ISUP CIC资源区段与SPU之间的对应关系的信息通知到SAU，SAU上配置ISUP CIC资源区段与SPU之间的对应关系，配置的方式可以是手动静态配置，也可以是DBC动态分配后的自动配置。这样，对后续MSC与GMSC之间传输的ISUP信令，SAU就可以根据ISUP CIC直接确定SPU节点，并把消息转发给对应SPU节点。

方案二：SPU向DBC申请一个ISUP CIC，DBC为该SPU分配一个ISUPCIC，并记录该ISUP CIC与SPU节点之间的对应关系，后续SAU收到的消息中如果包括有ISUP CIC，就可以根据ISUP CIC到DBC中查询对应的SPU信息。当SPU释放该ISUP CIC后，需要通知DBC释放该ISUP CIC。

如果MSC与GMSC之间的局间信令采用的是BICC信令，则MSC/SPU分配的就是BICC CIC，具体的分配和处理过程与ISUP CIC类似，不再重复描述。

方案一的有益效果在于处理消息较高，SPU可以直接分配ISUP CIC，而不需要每次都向DBC申请，SAU也可以根据后续消息中的ISUP CIC与SPU之间的关系，直接将消息发送给对应的SPU，省去了到DBC查询的步骤；而方案二的有益效果在于，由DBC统一进行ISUP CIC的分配，不需要预先为各SPU分配号码资源，节省了ISUP CIC资源。

608、MSC/SAU将该呼叫请求发送至GMSC，后续主被叫之间建立通话的过程是现有技术，在此不展开描述，后续MSC/SAU与GMSC交互过程中，MSC/SAU就可以根据消息中包括的ISUP CIC或BICC CIC来将消息分发到对应的SPU中。

如图7所示，为分布式MSC处理用户被叫业务的流程图，包括：

701、其他设备下的用户发起主叫业务请求，请求消息发送至关口局GMSC，GMSC到HLR取漫游号码，消息名称是SRI(Send Routing Information发送路由信息)。

702、HLR到用户注册的MSC取漫游号码，消息名称是PRN(ProvideRoaming Number提供漫游号码)，在PRN消息中可以包括被叫用户UE的用户标识，如IMSI。这里HLR实际上是将PRN消息发送至MSC/SAU。

703a、MSC/SAU根据PRN消息中的用户标识到DBC查询被叫用户对应的SPU信息。

703b、DBC根据自身保存的用户标识与SPU之间的对应关系，向SAU返回对应的SPU信息。

704、SAU把PRN消息路由给对应的SPU节点。

705、SPU分配漫游号码MSRN，并将分配的漫游号码MSRN通过SAU发送至HLR，SPU分配漫游号码MSRN包括但不限于以下几种方式：

方式1:由DBC分配，SPU向DBC动态申请MSRN，使用完毕后通知DBC释放，DBC保存MSRN与SPU之间的对应关系。

方式2：DBC为各个SPU划分不同的MSRN号段，如SPU1的MSRN号码资源为138001000-138001999，SPU2的MSRN号码资源为138002000-138002999，SPU3的MSRN号码资源为138003000-138003999，各个SPU在分配的资源范围内使用，如果资源不够时再向DBC申请。同时，DBC可以将MSRN号段与各SPU之间的对应关系通知给SAU，SAU配置MSRN号段与各SPU之间的对应关系，以便SAU收到后续消息后，可以根据消息中的MSRN，直接将消息分发给对应的SPU。

706、HLR把漫游号码发送给GMSC。

707、GMSC根据漫游号码，把入局呼叫发送到用户注册的MSC/SAU。

708、SAU收到入局呼叫后，根据其中包括的漫游号码MSRN到DBC查询SPU信息，或者根据DBC通知的MSRN区段与SPU之间的对应关系，确定对应的SPU信息，并把入局呼叫路由到相应的SPU。如果GMSC与MSC之间使用的是ISUP信令，则此时SPU建立与GMSC之间的ISUP对话，在入局呼叫中包括了GMSC分配的ISUP CIC，此时，SPU可以将ISUP CIC保存到DBC中，即DBC保存ISUP CIC与SPU之间的对应关系，这样，当后续的信令交互中，SAU就可以根据ISUP CIC与SPU节点之间的对应关系到DBC中查询，从而确定正确的SPU。对于GMSC与MSC之间使用BICC信令时，同上述描述，不同的仅是CIC变成了BICC CIC。

709、MSC寻呼UE，进行后续流程处理，建立主被叫之间的呼叫连接。后续通过过程是现有技术，不展开描述。

通过上述分布式MSC处理具体业务流程的说明，实现了分布式MSC对基本的注册业务、主叫业务以及被叫业务的处理，对于其他业务流程来说，本领域技术人员可以根据前述描述来实现。

(二)分布式部署SGSN

如图8A所示，为分布式SGSN设备13的结构图，该SGSN包括n个信令处理节点SPU(Signaling Process Unit)，两个信令接入节点SAU(SignalingAccess Unit)，以及两个数据中心DBC(Data Base Center)。其中，SPU具有前述实施例中处理节点的所有功能和特性，SAU具有前述实施例中分发节点的所有功能和特性，DBC具有前述实施例数据节点的所有功能和特性，例如两个DBC之间采用主备方式运作或者负荷分担方式工作等。对于SGSN分配设备标识，以及SGSN中的各个SPU分配节点标识以及物理标识等，与MSC分配过程类似，在此不重复描述，在SAU中也可以建立一个类似于MSC的节点路由关系表。

SGSN处理注册业务、主被叫业务的基本流程以及处理方式与前述MSC处理上述业务的方式基本相同，本实施例将重点说明SGSN区别于MSC处理的不同之处，与MSC相同的处理请参考前述实施的描述。

如图8B所示，为分布式SGSN处理用户注册请求处理的流程图，从图中可以看出，其与图5介绍的分布式MSC处理用户注册过程基本一致，只是接入设备有BSC变为了3G网络中的RNC，因此，参考前述步骤501-513，步骤801-813以同样的方式被处理。

需要说明的是，当在GPRS网络中，接入网元可能是BSC或PCU，此时，BSC/PCU与SGSN之间采用的是帧中继，没有SCCP协议栈，但与SCCP连接参考号类似的，帧中继需要使用帧中继的参考号，对于帧中继的参考号的处理，与上述SCCP连接参考号的处理机制相同，当BSC/PCU与SGSN之间建立帧中继后，后续消息SGSN/SAU就可以根据消息中的帧中继的参考号来确定具体的SPU了。

如图9所示，为分布式SGSN处理用户主叫业务的流程图，包括：

901-906、基本与步骤601-606类似，其中RNC替代了BSC作为接入设备，在RNC与SGSN/SPU之间建立SCCP连接，后续RNC与SGSN之间的消息通过建立的SCCP连接进行传递，SAU分配SPU的方式也与前述图6实施例类似。

907、SGSN/SPU与GGSN之间进行信令交互，SGSN与GGSN之间是采用GTP协议，SGSN/SPU需要分配GTP协议中的隧道标识TEID(tunnelidentified)，SGSN/SPU分配TEID可以采用以下两种方案之一：

方案一：由DBC为各个SPU统一分配TEID资源区段，如SPU1的TEID参考号码资源为0000000-01111111，SPU2的TEID参考号码资源为1000000-10111111，SPU3的TEID参考号码资源为1100000-11111111，各个SPU在分配的资源范围内直接分配使用，如果资源不够时再向DBC申请，同时，DBC可以把TEID资源区段与SPU之间的对应关系的信息通知到SAU，SAU上配置TEID资源区段与SPU之间的对应关系，配置的方式可以是手动静态配置，也可以是DBC动态分配后的自动配置。这样，对后续SGSN与GGSN之间传输的信令，SAU就可以根据TEID直接确定SPU节点，并把消息转发给对应SPU节点。

方案二：SPU向DBC申请一个TEID，DBC为该SPU分配一个TEID，并记录该TEID与SPU节点之间的对应关系，后续SAU收到的消息中如果包括有TEID，就可以根据TEID到DBC中查询对应的SPU信息。当SPU释放该局间呼叫后，需要通知DBC释放该TEID。

SGSN/SPU分配TEID后，向SGSN/SAU发送呼叫请求。

908、SGSN/SAU向GGSN转发呼叫请求，建立与GGSN之间的通信连接。后续主被叫接续流程与现有技术一致，不展开描述。

下面说明一下分布式SGSN处理被叫业务。

对于分组域用户做被叫业务时，SGSN/SAU收到GGSN的业务请求时，其可以根据请求消息中的用户标识到数据中心SGSN/DBC中查询用户所注册的SPU信息，并把请求消息转发给对应的SPU节点，由该SPU寻呼用户，收到用户寻呼响应后的处理过程与主叫过程类似，不再展开描述。

通过上述分布式SGSN处理具体业务流程的说明，实现了分布式SGSN对基本的注册业务、主叫业务以及被叫业务的处理，对于其他业务流程来说，本领域技术人员可以根据前述描述来实现。

(三)分布式部署移动性管理网元MME

3GPP为了增强未来网络的竞争能力，正在研究一种全新的演进网络，其系统架构图如图所示，包括演进的UMTS陆地无线接入网(E-UTRAN，EvolvedUMTS Terrestrial Radio Access Network)，用于实现所有与演进网络无线有关的功能；移动性管理网元(MME，Mobility Management Entity)，负责控制面的移动性管理，包括用户上下文和移动状态管理，分配用户临时身份标识等；服务网关实体(Serving GW，Serving Gateway)，是3GPP接入网络间的用户面锚点，终止E-TURAN的接口；分组数据网络网关实体(PDN GW，Packet Data NetworkGateway)是3GPP接入网络和非3GPP接入网络之间的用户面锚点，终止和外部分组数据网络(PDN，Packet Data Network)的接口。策略和计费规则功能实体(PCRF，Policy and Charging Rule Function)用于策略控制决定和流计费控制功能。归属网络服务器(HSS，Home Subscriber Server)用于存储用户签约信息。

UMTS陆地无线接入网(UTRAN，UMTS Terrestrial Radio Access Network)、GSM/EDGE无线接入网(GERAN，GSM/EDGE Radio Access Network)，用于实现所有与现有GPRS/UMTS网络中无线有关的功能。服务通用分组无线业务支持节点(SGSN，Serving GPRS Supporting Node)，用于实现GPRS/UMTS网络中路由转发、移动性管理、会话管理以及用户信息存储等功能。

非3GPP IP接入网络(Non-3GPP IP Access)，主要是一些非3GPP组织定义的接入网络，如无线局域网(WLAN，Wireless Local Area Network)，微波存取全球互通(Wimax，Worldwide Interoperability for Microwave Access)，码分多址接入(CDMA，Code Division Multiple Access)等网络。

认证、授权与计费服务器(AAA Server，Authentication，Authorization andAccounting Server)用于对UE执行接入认证、授权和计费功能。

如图10所示，为分布式MME设备14的结构图，该MME包括n个信令处理节点SPU(Signaling Process Unit)，两个信令接入节点SAU(SignalingAccess Unit)，以及两个数据中心DBC(Data Base Center)。其中，SPU具有前述实施例中处理节点的所有功能和特性，SAU具有前述实施例中分发节点的所有功能和特性，DBC具有前述实施例数据节点的所有功能和特性，例如两个DBC之间采用主备方式运作或者负荷分担方式工作等。对于MME分配设备标识，以及MME中的各个SPU分配节点标识以及物理标识等，与MSC分配过程类似，在此不重复描述，在SAU中也可以建立一个类似于MSC的节点路由关系表。

下面说明一下演进网络中的MME分布式部署后处理用户注册以及主被叫的处理流程。

如图11所示，为分布式MME处理用户注册业务的流程图，包括：

1001、UE向eNodeB发送附着请求Attach Request；

1002、eNodeB向MME/SAU发送S1建立请求S1 Setup Request.SAE网络中，eNodeB与MME之间没有SCCP协议，使用的是S1AP/SCTP协议栈，其中S1AP协议是面向连接的协议，也需要有连接参考号，此时eNodeB分配本端的S1AP连接参考号。

1003a、MME/SAU向DBC查询SPU，在查询请求中可以携带用户标识。

1003b、如果MME/DBC中保存有该用户标识与MME/SPU的对应关系，则MME/DBC把对应的MME/SPU信息返回给MME/SAU；

方式1：随机分配一个处理节点；

方式3：根据静态配置的分配规则进行分配，例如，有三个处理节点，可以配置分配的规则是1:2:1，这样数据节点就可以根据这个比例来分配，有100个用户注册请求的话，分配三个处理节点依次为25个、50个、25个；还可以用用户号码的号段来进行分配。

DBC将分配的SPU发送给SAU。

1004、SAU将S1建立请求消息发送给对应的SPU。

1005、SPU分配本端的S1AP连接参考号，然后通过SAU向eNodeB发送SI建立响应消息，在eNodeB和MME之间建立S1AP连接。SPU分配S1AP连接参考号的方案与MSC分配SCCP连接参考号的方案基本一致，一种是由DPC统一划分资源号段，并由DBC将划分的号段资源与SPU之间的对应关系通知给SAU。另一种是由DBC分配，并在DBC中记录分配的资源与SPU之间的对应关系，在此不详细描述了。

1006、SPU向SAU发送到HSS的位置更新请求，其中携带本端分配的SIP对话参考号，SIP对话参考号的分配方案与前述MSC分配MAP会话参考号的方案类似，在此不展开说明。

1007、SAU转发到HSS的位置更新请求。

1008、HSS向SAU返回HSS应答响应，SAU根据其中的SIP对话参考号将给响应消息发送至SPU。具体方式与前述MSC根据MAP会话参考号确定SPU类似，不重复描述。这样在HSS与MME之间建立了SIP对话。后续MME与HSS之间的信令交互都可以在建立的SIP对话上进行，SAU也可以根据消息中包括的SIP对话参考号，将消息发送至对应的SPU中。

1009、HSS向SAU发送位置更新接受消息。

1010、SAU根据消息中包括的SIP对话参考号将该消息发送至对应的SPU。

1011、SPU通过SAU向eNodeB发送附着接受消息。

1012、eNodeB将附着接受消息发送至UE。

以上流程实现了分布式MME对用户注册流程的处理。

在SAE网络中，用户做主叫业务，是在建立PDP后，通过SIP协议进行的，MME不参与呼叫的信令控制过程，因此，主叫过程MME的处理与用户注册的处理过程类似，不再重复描述。

在SAE网络中，用户进行被叫业务时，服务网关S-GW从用户PDP信息中获取MME信息，通知该MME下发寻呼。在MME分布式部署后，S-GW从用户PDP信息中获取的实际上是MME中某个SPU节点的信息，如IP地址，SAU可以根据该信息路由到对应的SPU节点，SPU节点下发寻呼，收到寻呼响应后，处理过程与主叫过程相同，不再描述。当然，S-GW也可以通过SAU分发，具体的，SAU可以向DBC查询SPU，或者SAU根据SPU的IP地址，将消息直接分发给对应的SPU。

通过以上的实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在可读取的存储介质中，如计算机的软盘，硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

总之，以上所述仅为本发明技术方案的较佳实施例而已，除了在MSC、SGSN和MME上实现分布式部署外，还可以在其他设别节点上进行分布式的部署。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

1.一种分布式电信设备，其特征在于，包括：一个或多个分发节点，一个以上的处理节点以及一个或多个数据节点，其中，

2.根据权利要求1所述的分布式电信设备，其特征在于，数据节点还用于为一个以上的处理节点统一分配连接号码资源区段，并将连接号码资源区段与各处理节点之间的对应关系通知分发节点；

则处理节点在对接收到的消息进行处理需要分配连接号码资源时，在数据节点分配的连接号码资源区段内分配需要的连接号码资源；

分发节点还用于在接收到来自设备外部的消息后，确定该消息是否包括连接号码资源，如果包括，则根据该连接号码资源所属的连接号码资源区段与各处理节点之间的对应关系，确定出该连接号码资源对应的处理节点，直接将该消息发送至对应的处理节点。

3.根据权利要求1所述的分布式电信设备，其特征在于，处理节点在对接收到的消息进行处理需要分配连接号码资源时，处理节点还用于向数据节点请求分配连接号码资源，并接收数据节点分配的连接号码资源；

数据节点还用于接收处理节点的连接号码资源请求，分配对应的连接号码资源，并记录分配的连接号码资源与请求该资源的处理节点之间的对应关系；

分发节点接收到的来自设备外部的消息携带连接号码资源时，分发节点向数据节点查询该消息对应的处理节点，数据节点根据记录的连接号码资源与处理节点之间的对应关系，向分发节点反馈该消息中携带的连接号码资源对应的处理节点。

4.根据权利要求1所述的分布式电信设备，其特征在于，所述数据节点保存的消息中的相关信息与处理节点之间的对应关系中，所述消息中的相关信息包括：

用户标识、用户临时标识或连接号码资源。

5.根据权利要求2、3或4所述的分布式电信设备，其特征在于，所述连接号码资源包括SCCP连接参考号、MAP对话参考号、ISUP CIC电路识别码、BICC CIC电路识别码、漫游号码、GTP参考号或S1-AP参考号。

6.根据权利要求1所述的分布式电信设备，其特征在于，当数据节点中没有保存该消息中的相关信息与处理节点之间的对应关系时，数据节点根据以下方式之一或组合分配一个处理节点：

随机分配；

根据各处理节点的负荷情况采用负荷分担的方式分配；

根据静态配置的分配规则进行分配。

7.根据权利要求1所述的分布式电信设备，其特征在于，当对原有的电信设备改造为分布式电信设备时，所述各个分发节点分配与原电信设备相同的设备标识。

8.根据权利要求1所述的分布式电信设备，其特征在于，当有多个数据节点时，将数据节点分为一个主用数据节点和一个或多个备用数据节点，正常情况下，主用数据节点对其他节点提供服务，主用节点故障时，切换至备用数据节点为其他节点提供服务，主用数据节点与备用数据节点之间的数据完全同步。

9.根据权利要求1所述的分布式电信设备，其特征在于，当有多个数据节点时，各数据节点采用负荷分担方式对其他节点提供服务，各数据节点之间的数据完全同步，当其中一个数据节点故障时，由其他数据节点对其他节点提供服务。

10.根据权利要求1所述的分布式电信设备，其特征在于，处理节点还用于在用户信息发生更改时，通知数据节点更新用户数据。

11.一种分布式电信设备处理业务的方法，其特征在于，该分布式电信设备包括一个或多个分发节点，一个以上的处理节点以及一个或多个数据节点，该分布式电信设备处理业务的方法包括：

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，该方法还包括：

分发节点接收到来自设备外部的后续消息后，确定该消息是否包括连接号码资源，如果包括，则根据该连接号码资源所属的连接号码资源区段与各处理节点之间的对应关系，确定出该连接号码资源对应的处理节点，直接将该消息发送至对应的处理节点。

13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，当处理节点对接收到的消息进行处理需要分配连接号码资源时，该方法还包括：

处理节点向数据节点请求分配连接号码资源；

14.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述数据节点保存的消息中的相关信息与处理节点之间的对应关系中，所述消息中的相关信息包括：

用户标识、用户临时标识或连接号码资源。

15.根据权利要求12、13或14所述的方法，其特征在于，所述连接号码资源包括SCCP连接参考号、MAP对话参考号、ISUP CIC电路识别码、BICCCIC电路识别码、漫游号码、GTP参考号或S1-AP参考号。

16.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，当数据节点中没有保存该消息中的相关信息与处理节点之间的对应关系时，数据节点分配一个处理节点的方法具体为：

随机分配；

根据各处理节点的负荷情况采用负荷分担的方式分配；或者

根据静态配置的分配规则进行分配。

17.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，该方法还包括：

当对原有的电信设备改造为分布式电信设备时，所述各个分发节点分配与原电信设备相同的设备标识。

18.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，该方法还包括：当有多个数据节点时，将数据节点分为一个主用数据节点和一个或多个备用数据节点，正常情况下，主用数据节点对其他节点提供服务，主用节点故障时，切换至备用数据节点为其他节点提供服务，主用数据节点与备用数据节点之间的数据完全同步。

19.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，该方法还包括：当有多个数据节点时，各数据节点采用负荷分担方式对其他节点提供服务，各数据节点之间的数据完全同步，当其中一个数据节点故障时，由其他数据节点对其他节点提供服务。

20.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，该方法还包括：处理节点还用于在用户信息发生更改时，通知数据节点更新用户数据。