CN101529825A - 用于结合的用户管理和呼叫控制的系统和方法 - Google Patents

Abstract

提供了用于在分组数据网络中集成用户管理和呼叫控制功能的系统和方法。用户管理服务包括诸如跟踪账单的使用、提供账户信息、以及把资源授权给订户或用户等事项。呼叫控制功能包括为进行数据交换而建立会话发起协议(SIP)呼叫会话。SIP功能由SIP服务器提供，而用户管理由网络接入服务器(NAS)提供，其中SIP功能和NAS功能在同一设备上实现。组合的设备可以维护至少一个数据库，它映射不同功能之间的信息，使得这两种功能均可以访问另一功能的信息或者提醒关于另一功能的信息。

Description

用于结合的用户管理和呼叫控制的系统和方法

技术领域

【0001】本公开内容涉及在分组数据网络中集成用户管理和呼叫控制功能。更具体地说，本公开内容涉及在无线分组数据通信系统中集成网络接入服务器和呼叫会话服务器的功能。

背景技术

【0002】无线通信系统和网络与许多应用相关联地被应用，例如包括卫星通信系统、WiFi访问系统、蜂窝式通信系统，并且和诸如便携式数据助理(PDA)、笔记本电脑、奔迈芯片、黑梅和蜂窝式移动电话等用户设备一起使用。这些应用的用户所获得一个显著优点在于，只要用户处于这种无线通信系统的范围内，就能够连接到网络(例如互联网)。

【0003】目前的无线通信系统使用电路交换和分组交换或者它们的组合以便为移动用户提供移动数据服务。一般来说，利用基于电路的方法，无线数据使用物理交换路径由数据发送者和接收者之间的专用(并且不中断)的连接承载。一旦建立了直接连接，只要发送者和接收者有数据要交换，该连接就被维持。这种直接和专用的交换路径的建立导致直到连接关闭之前，网络资源的固定共享始终被占用。当发送者和接收者之间的物理连接不再需要时，该连接被解除，并当需要时把网络资源分配给其它用户。

【0004】总的来说，基于分组的方法中的数据流被“打包”，其中数据被分割成单独的信息段，每个段接收“包头”信息，它例如可以提供来源信息、目的地信息、关于数据包中的位数的信息、优先级信息和安全信息。然后数据包基于包头信息被独立地路由到目的地。数据流可以包含多个数据包或单个数据包。

【0005】在无线通信系统中，该系统典型地包括有线部分和无线部分，其中无线部分介于用户设备和天线之间。天线通常连接到把线路上的数据转换成无线电信号的装置，把数据路由到一个或多个天线的其它装置，和/或把诸如网页、电子邮件、音乐和视频的数据内容提供给用户设备的装置。当用户设备期望得到某种类型的多媒体内容时，使用会话发起协议(SIP)来建立用户会话。SIP用户会话支持诸如视频、语音、即时消息、表演、在线游戏和虚拟现实等多媒体内容。典型地，SIP由SIP代理服务器来处理，SIP代理服务器发起、修改并终止这些用户会话。这些SIP代理服务器与提供用户管理服务的网络接入服务器(NAS)是分开的。由于通信网络上的SIP代理服务器独立于网络接入服务器，在这些独立的设备之间进行通信时可能会发生安全性问题，这些问题可能会当分配网络资源时发生。

发明内容

【0006】本发明提供了在分组数据网络中用于集成用户管理和呼叫控制功能的系统和方法。用户管理服务由网络接入服务器(NAS)提供，包括诸如跟踪账单使用、提供账户信息、把资源授权给订用或用户这类事项。呼叫控制功能包括为进行数据交换而建立会话发起协议(SIP)呼叫会话，它可以由SIP服务器提供。组合的设备可以维护至少一个数据库，所述数据库可以是虚拟数据库，并映射不同功能之间的信息，使得两种功能均可以访问另一功能的信息或者提醒关于另一功能的信息。该组合设备提供了诸如带宽管理、增强安全性和增强报告的优点。

【0007】根据本公开内容，某些实施例的特征在于提供集成的用户管理和呼叫控制功能的设备，包括服务器、网络接入服务器(NAS)功能、会话发起协议(SIP)功能和至少一个数据库。所述服务器包括至少一个计算机可读介质。网络接入服务器(NAS)功能驻留在所述服务器中。会话发起协议(SIP)功能也驻留在所述服务器中，并且在至少一个计算机可读介质中的至少一个数据库存储来自NAS功能和SIP功能的信息，其中在所述至少一个数据库中NAS功能信息被映射到SIP功能信息。

【0008】另外，根据本公开内容，某些实施例的特征在于用于提供集成的用户管理和呼叫控制功能的方法，包括处理网络接入服务器(NAS)功能的数据，在NAS功能和SIP功能所驻留的服务器上检测针对用户的会话发起协议(SIP)呼叫会话，找到与该SIP呼叫会话相关的访问方NAS信息，并将该SIP呼叫会话信息映射到NAS信息。

【0009】此外，根据本公开内容，某些实施例的特征在于提供集成的用户管理和呼叫控制功能的设备，包括用于提供具有至少一个计算机可读介质的服务器的装置，用于提供驻留在所述用于提供服务器的装置中的网络接入服务器(NAS)功能的装置，用于提供驻留在所述用于提供服务器的机构中的会话发起协议(SIP)功能的装置，以及在至少一个计算机可读介质中的至少一个数据库，所述用于提供NAS功能的装置和所述用于提供SIP功能的装置在所述至少一个数据库中存储信息，其中在所述至少一个数据库中，NAS功能信息被映射到SIP功能信息。

附图说明

【0010】图1和图2是根据本发明的某些实施例的用于分组数据传输的网络拓扑的示意图；

【0011】图3、图4和图5是根据本发明的某些实施例的网络接入服务器(NAS)和会话发起协议(SIP)服务器的组合的图示；

【0012】图6是根据本发明的某些实施例的用于集成用户管理和呼叫控制功能的方法的流程图；

【0013】图7是根据本发明的某些实施例的在网络中多个组合的NAS和SIP设备的示意图；

【0014】图8是根据本发明的某些实施例的具有外部数据库的多个组合的NAS和SIP设备的示意图；以及

【0015】图9是根据本发明的某些实施例的具有链接的呼叫单元的组合的NAS和SIP服务器的图示。

具体实施方式

【0016】根据本公开内容，提供了用于在分组数据网络中集成用户管理和呼叫控制功能系统和方法。用户管理服务包括诸如跟踪账单使用、提供账户信息、以及把资源授权给订户或用户的功能。呼叫功能包括为进行数据交换而建立会话，更具体地说，包括建立、维持和断开会话发起协议(SIP)会话。在本发明的某些实施例中，SIP功能由SIP服务器提供，而用户管理由网络接入服务器(NAS)功能提供，并且SIP功能和NAS功能在同一设备上实现。组合的设备可以维护映射不同功能之间的信息的数据库，使得两种功能都可以访问另一功能的信息，或者提醒关于另一功能的信息。本领域技术人员应该理解，为了简明的目的，没有包括在本申请中的许多设备和不同类型的设备可以在网络中描述。

【0017】图1是根据本发明的某些实施例的包括组合的SIP和NAS功能的网路拓扑100的示意图。网络拓扑100包括用户设备(UE)110、基站(BS)112和114、无线接入网络(RAN)116、具有SIP功能的分组数据服务节点(PDSN)118、网络120和具有SIP功能122的本地代理(HA)。用户设备110可以包括诸如便携式数字助理(PDA)、笔记本电脑、奔迈芯片、黑梅、蜂窝式移动电话的设备以及任何能够接收分组数据传输的其它设备。基站112和114包括能够把无线传输传递到用户设备110、并从用户设备接收信息和请求的天线。由基站112和114从用户设备110接收的信息无线地或通过有线连接被转发到它的目的地。

【0018】RAN 116可以包括在其中集成诸如无线网络控制器(RNC)和数据包控制功能(PCF)的设备。所示的RAN 116被耦合到基站112和114以及PDSN/SIP 118。在某些实施例中，在RAN 116中可包括一个或两个基站112和114。组合的PDSN/SIP 118可以在3G CDMA网络中提供集成功能。网络120被耦合到PDSN/SIP 118，并且可以包括诸如路由器和其它设备的各种网络设备。HA/SIP 122被耦合到网络120，并且可以在移动IP网络中提供集成的功能。PDSN和本地代理的NAS设备提供诸如隧穿/去隧穿信息、管理漫游用户设备110的移动性、对用户进行授权、以及管理账单信息的服务。PDSN还可以为无线传输准备分组数据，并且HA还可以为IP网络传输准备分组数据。根据在网络100上实现的协议，集成的SIP/NAS设备118和122可以在同一网络中共同使用，或者在分开的网络中使用。集成的SIP/NAS设备118和122可以从SIP功能以及从NAS功能映射信息以形成至少一个数据库。该信息可以根据同一用户设备110被映射，并且被用于过滤与SIP会话和NAS呼叫信息相关的信息。

【0019】图2是根据本发明的某些实施例的包括组合的SIP和NAS功能的网络拓扑200的示意图。网络拓扑200包括用户设备(UE)210、基站(BS)212和214、无线接入网络(RAN)216、业务通用分组无线服务(GPRS)支持节点(SGSN)218、网络220、具有SIP功能222的网关通用分组无线服务(GPRS)支持节点(GGSN)。用户设备210、基站212和214、RAN 216和网络220以与用户设备110、基站112和114、RAN 116和网络120类似的方式工作。示出的SGSN 218可以执行诸如隧穿/去隧穿信息、管理漫游用户的设备110的移动性和管理账单信息的功能。由SGSN 218执行的功能基于所使用的是全球移动通信系统(GSM)还是通用移动通信系统(UMTS)。GGSN/SIP 222与在具有移动IP的HA/SIP 122中提供的功能类似，但是GGSN/SIP 222支持GPRS/UMTS网络标准。其它可以与SIP功能集成的但是未示出的网络和NAS设备包括在802.16e(移动WiMax)标准中使用的接入服务网络(ASN)网关、在L2TP标准中使用的第二层隧道协议(L2TP)网络服务器、在IPSec标准中使用的安全网际协议(IPSec)隧道端接器和在802.11标准中使用的WiFi接入点或WiFi交换机。本领域技术人员应该理解，这些其它网络和NAS设备可以通过以下描述的观点实现。

【0020】当与SIP功能集成时，以上提到的NAS设备可以包括诸如由SIP代理服务器、背对背用户代理(B2BUA)和/或会话边界控制器(SBC)提供的SIP设备功能。这三类SIP设备被用在使用语音IP(VoIP)的呼叫控制和多媒体会话建立中。SIP代理服务器提供SIP路由能力，并且还可以提供集成的决策和用于管理在提供端到端服务质量(QoS)中使用的资源预留的增强功能。B2BUA可以附加地修改通过它传递的SIP信令，例如修改包含在SIP信令中的会话描述协议(SDP)。B2BUA还可以通过用B2BUA的服务地址代替通讯簿，生成用于出站呼叫的新呼叫ID，并在发出和接收的包头中创建新的标记，从而实现拓扑隐藏。SBC是能够修改通过它传递的SIP信令的SIP代理服务器/B2BUA以及任何相应的承载流量。SBC可以被用于加强网络之间的警戒，并允许流量穿过网络地址变换(NAT)/防火墙边界。SIP设备可以按照RFC 3261来实现，该标准可以在http://rfc.net/rfc-index.html中找到，并且全部引用它作为参考。在某些实施例中，SIP设备包括由代理服务器呼叫会话控制功能(P-CSCF)提供的功能，该功能由第三代伙伴计划(3GPP)和3GPP2进行描述。

【0021】图3是根据本发明的某些实施例的集成NAS/SIP服务器的实现的图示。服务器310可以是任何基于CPU的系统，它与其它设备进行通信，在某些实施例中，其可以是Starent Network的ST-16平台或类似平台。NAS 312和SIP 314驻留在服务器310上，并可以通过软件或者通过软件和硬件的结合来实现。所示的NAS 312和SIP 314可以提供上面描述的诸如用户管理和呼叫控制的功能。数据库316驻留在服务器310上，并且在计算机可读介质上实现。在服务器310上可以运行多个进程，而服务器310向网络提供NAS 312和SIP 314。NAS 312和SIP 314可以存放或索取与这些进程中的一个或多个相关的信息。数据库316在一行中存储一个进程，如进程318。数据库316可以作为包含既针对NAS 312也针对SIP 314的信息的单个数据库来实现。NAS 312和SIP 314均可以访问由另一方所保存的信息，并与进程318相关联地使用该信息。

【0022】图4是根据本发明的某些实施例的集成NAS/SIP的另一个实施例的图示。服务器410、NAS 412和SIP 414以与服务器310、NAS 312和SIP 314类似的方式实现。然而，数据库316被分成两个数据库：NAS数据库416和SIP数据库418。所示的NAS数据库416被双向映射420到SIP数据库418。在某些实施例中，NAS数据库416和SIP数据库418包括从访问呼叫状态处理到SIP呼叫状态处理的双向映射。可以存储在一个或多个数据库中的信息包括用户信息，诸如电话号码、用户名、连接时间、空闲时间、会话时间、预付账单信息、安全参数、账单信息/策略、移动节点位置和RAN信息(例如当前使用的空中链接状态、位置、扇区、带宽)。本领域的技术人员应该理解，存储在由NAS 412和SIP 414所使用的一个或多个数据库中的信息可以包括NAS先前存储或接收到的关于用户的信息，以及SIP代理服务器所了解的关于用户的信息。这种了解可以来自信令或者来自提供SIP呼叫之后的策略服务器响应。

【0023】双向映射允许数据库以集成的方式工作，其中信息在NAS 412和SIP 414之间共享。进程422是在数据库416中的一行，它被双向映射到数据库418中的一行。NAS 412和SIP 414都可以访问由另一方所保存的信息，并当为进程422提供服务时使用该信息。在某些实施例中，数据库是虚拟服务器，并通过把一个NAS访问呼叫状态记录416双向链接420到一个SIP呼叫状态记录418而被创建。NAS访问呼叫记录416和SIP呼叫记录418可以是登记由NAS 412和SIP 414通常使用的信息的记录。

【0024】图5是根据本发明的某些实施例的集成的NAS/SIP的另一个实施例的图示。如图所示，模块504、506和508被进一步细分。模块504包括进程510、NAS 512和SIP 514。模块506和508类似地包括进程516、NAS 518和SIP 520，或者是进程522、NAS 524和SIP 526。每个模块被双向链接到或映射到至少另一模块。模块504由链接528映射到模块506，并且模块506由链接530映射到模块508。链接528和530可以通过软件实现，例如通过指针或存储器引用。软件实现的数据结构或对象可以形成模块504、模块506和模块508。模块可以使用功能呼叫或者把其它对象初始化，从而在该进程期间提供NAS功能和SIP功能。当一个进程开始时创建一个模块。例如，当用户设备开启并向网络注册时，NAS 512可以处理该请求和诸如从服务器下载电子邮件等某些特定数据请求。当用户设备发起会话以开始VoIP呼叫时，可以由SIP 514发送表演信息，或者开始多用户游戏会话。进程510可以包括其它功能，如列出深度包检验清单、病毒扫描、防火墙保护和流量警戒/优化/调度。进程510、进程516和进程522是在本发明的某些实施中处理来自用户设备的请求的软件实例。进程510还可以把任务指派或分配给诸如NAS 512和SIP 514的部件。模块的链接可以创建一个能够被查询以获得信息的数据库。

【0025】图6是根据本发明的某些实施的用于集成用户管理和呼叫控制功能的方法的流程图。当来自用户设备的数据在NAS中被处理时，该方法从步骤610开始。该处理过程可以包括数据包过滤、数据隧穿、数据包检验、数据加密和列表信息。在步骤612，针对一个给定用户由处理数据检测到呼叫会话。呼叫会话可以是由用户对SIP信令的检测。在步骤614，在NAS中找到相关的访问方信息。在某些实施中，软件已经根据软件结构而被链接，在这种情况下，“找到”是一个验证或确认步骤。在步骤616，来自NAS和SIP的信息被链接或映射到一起。链接或映射可以在包含模块或存储器中的链接的呼叫状态记录的数据库或虚拟数据库中发生。

【0026】图7是根据本发明的某些实施例的在网络中具有多个集成的NAS和SIP设备的网络拓扑700的示意图。网络拓扑700包括网络710，具有SIP功能的PDSN 712、714和716，以及RAN 718、720和722。具有SIP功能的、表示为712、714和716的单独的PDSN中的每一个可以分别维护一个针对NAS和SIP信息的数据库。由于每个用户设备可以被唯一地识别，数据库可以分布式设置，或者集中设置而没有重叠。

【0027】图8示出根据本发明的某些实施例的具有集中设置的数据库的网络拓扑800。网络拓扑800包括网络810、具有SIP功能的PDSN 812、814和816、数据库818和RAN 818、820和822。数据库818可以在与具有SIP功能的PDSN分开的服务器上实现，或者可以在另一个具有SIP功能的PDSN上实现。数据库可以查询PDSN/SIP设备812、814和816，以便更新和更改数据库，从而反应变化情况。作为替代，PDSN/SIP设备812、814和816可以发送更新到数据库818。这些更新可以是基于事件的，如当发生变化时，或者是基于时间的，如每秒发送。PDSN/SIP设备可以查询数据库818以查找关于所链接的SIP功能的信息。

【0028】图9是根据本发明的某些实施例的集成的NAS/SIP服务器的实施例的图示。服务器910、NAS 912和SIP 941以与服务器310、NAS 312和SIP 314类似的方式实现。在某些实施例中，NAS呼叫元件和SIP呼叫元件形成一个虚拟数据库。虚拟数据库可以用存储NAS呼叫记录信息的NAS呼叫元件916、918、920和922以及存储SIP呼叫记录信息的SIP呼叫元件924、926、928和930实现。指针932、934和936链接NAS呼叫元件916、918、920和922。指针938、940和942链接SIP呼叫元件924、926、928和930。如图所示，NAS呼叫元件可以和相关的SIP呼叫元件相连接。通过双向链接或映射946把NAS呼叫元件918连接到SIP呼叫元件926，通过双向链接948把NAS呼叫元件922连接到SIP呼叫元件928。所示的NAS呼叫元件920没有被连接到SIP呼叫元件，因为在该时刻不存在SIP呼叫元件。如果检测到请求SIP会话的SIP信令，可以创建一个SIP呼叫元件。在创建SIP呼叫元件之后，服务器910可以将新创建的SIP呼叫元件连接到NAS呼叫元件920。所示的SIP呼叫元件930不连接到NAS呼叫元件。

【0029】在某些实施例中，把NAS和支持SIP代理服务器/背对背用户代理(B2BUA)的SIP功能集成到一起可以管理带宽应用。SIP代理器/B2BUA可以通过检查存在于会话描述协议(SDP)请求和应答中的代码和所请求的QoS来计算潜在的带宽使用。集成的NAS/SIP设备可以拒绝建立新的会话和对要求比可由带宽计算得到的带宽更多带宽的已有会话的更新。因此，允许把已有会话维持在期望的QoS水平。

【0030】在某些实施例中，当用户设备掉线或退出注册时，集成的NAS/SIP设备可以减少诸如SIP存储器的断线网路资源的数量。典型地，当用户设备掉线或退出注册时，相应的SIP会话直到一个协议定时器超时之后才退出注册。该延迟占用了否则可能被重新调配的资源。集成的NAS/SIP设备还可以阻止网络试图把呼叫发送到仍在注册但其会话在NAS处不再可用的用户。这可能发生在非集成的设备中，因为协议定时器还没有超时。在某些实施例中，集成的NAS/SIP设备允许SIP功能拒绝SIP邀请而不联络移动节点，因为SIP功能知道从NAS功能没有足够的可用资源以与移动节点通信。NAS知道用户的状态，并当SIP功能与NAS集成在一起时，SIP功能可以退出注册会话，而不必等待定时器触发会话超时。在某些实施例中，这种集成允许跨越异类设备共享信息。

【0031】此外，发生故障的集成NAS/SIP设备的恢复是相干的，因为NAS功能和SIP功能都在相同时刻发生故障。当采用分开的NAS和SIP服务器时，在故障状况下可能存在数据不一致性，这使得恢复管理变得更加复杂。在某些实施例中，来自集成NAS/SIP设备的NAS和SIP信息被镜像映射到另一服务器，并且当这个服务器被替代时，该服务器可以用相同的网络身份来激活。镜像服务器可以部分或全部地备份原始服务器的NAS和SIP功能。当事件发生时，或者周期性地，原始服务器可以把更新消息发送到镜像服务器。镜像服务器也可以用NAS和/SIP功能服务于激活的用户设备。

【0032】在某些实施例中，利用集成的NAS/SIP设备，可以检测出媒体的损失，并且可以重新调配或者释放网络资源。NAS功能可以检测到媒体中止(inactivity)并通知SIP功能，因此SIP可以发布一条消息以结束会话并释放资源。媒体中止可能发生在一个终端断开呼叫、但断开连接的消息丢失或者终端崩溃而没有发布断开连接的消息时。此外，SIP功能可以根据在发送媒体的多媒体呼叫建立期间获得的会话描述协议(SDP)中的源信息和目的地信息将信息提供给NAS功能。NAS功能可以使用该信息以优化实时传输协议(RTP)路径路由。

【0033】在其它实施例中，利用集成的NAS/SIP设备，可以省去冗余安全处理并可以缩短呼叫建立时间。例如，当SIP功能与使用移动IP和IPSec的本地代理集成在一起时，不再需要至SIP服务器的加密隧道连接，因为SIP功能与本地代理集成在一起。这节省了建立IPSec隧道所需的时间，并且省去了隧穿的MIP数据内附加的IPSec有效载荷的开销。集成的NAS/SIP设备还避免了NAS和SIP服务器之间的不安全通信。

【0034】在一些实施例中，利用集成的NAS/SIP设备，关于用户跨越多层(例如在一层上接入，而SIP服务位于另一层上)的活动性的管理信息可以被一起显示和/或报告。这包括针对接入服务和SIP服务的账目记录的合并。

【0035】在某些实施例中，当集成的NAS/SIP设备还与决策功能相结合时，可以减少NAS、决策功能和SIP功能之间进行QoS授权所需的消息传递。这能够改善呼叫建立时间，并减少或消除为重新注册而消耗空中链接资源的需要。NAS可以向从用户终端周期性地查验地址(ping)或请求重新注册的SIP应用表明用户设备的状态，SIP功能可以基于它已经访问的信息代表用户设备采取行动，因此不需要由用户设备应答该消息。

【0036】在某些实施例中，用于实现一个进程所需的软件包括高层程序语言或面向对象的语言，如C、C++、C#、Java或Perl。如果需要的话，软件也可以通过汇编语言实现。链接或映射可以通过指针、存储器引用或者任意其它可应用的方法来实现。数据库或虚拟数据库可以通过多种不同的数据结构来创建，如数组、链表、树、关联数组、堆栈和队列。在某些实施例中，软件被存储在存储介质或存储设备上，如只读存储器(ROM)、可编程只读存储器(PROM)或者可由通用或专用处理单元读取的磁盘，以执行本文件中所描述的处理过程。

【0037】以上描述的集成的用户管理和呼叫控制功能在某些实施例中在底架(chassis)中实现。这种底架可以实现多重不同的集成功能。在某些实施例中，接入网关、分组数据服务节点(PDSN)、外部代理(FA)或本地代理(HA)可以在底架上实现。在其它实施例中，其它类型的功能也可以在底架上实现，包括网关通用分组无线服务器服务节点(GGSN)、服务于GPRS的支持节点(SGSN)、分组数据内部运行功能(PDIF)、接入服务网络网关(ASNGW)、基站、接入网络、用户平台实体(UPE)、IP网关、接入网关、会话发起协议(SIP)服务器、代理服务器呼叫会话控制功能(P-CSCF)和询问呼叫会话控制功能(I-CSCF)。在某些实施例中，上面提到的其它类型的功能中的一个或多个被集成在一起或由相同的功能提供。例如，接入网络可以与PDSN集成到一起。底架可以包括PDSN、FA、HA、GGSN、PDIF、ASNGW、UPE、IP网关、接入网关或者任何其它可应用的访问接口设备。在某些实施例中，底架由马萨诸塞州Tewksbury的Starent网络公司在ST16或ST40多媒体平台中提供。

【0038】根据某些实施例，实现企业接入网关的底架的特征在下面进一步描述。该底架包括用于载入应用卡和线卡的插槽。可以在底架中使用中段平面(midplane)以提供底架内部的通信、电源连接和各种已安装的卡之间的传输路径。中段平面可以包括诸如开关构造、控制总线、系统管理总线、冗余总线和时分复用(TDM)总线的总线。开关构造是基于IP的传输路径，用于通过建立应用卡和线卡之间的卡内部通信而使用户数据在整个底架内传输。控制总线使底架内的控制处理器和管理处理器互连。底架管理总线提供对系统功能的管理，如供电、监控温度、主板状态、数据路径错误、卡重置和其它故障特征。当硬件发生故障时，冗余总线保证用户数据的传输和冗余链接。TDM总线为系统上的语音服务提供支持。

【0039】底架支持至少两种类型的应用卡：交换机处理器卡和分组加速器卡。交换机处理器卡用作底架的控制器，并负责诸如对底架进行初始化以及将软件配置载入到底架中的其它卡中这类事项。分组加速器卡提供分组处理和转发能力。每个分组加速器卡能够支持多重环境。硬件引擎可以配置这种卡，以支持对压缩、分类流量调度、转发、数据包过滤和统计编译的并行分布的处理。

【0040】分组加速器卡通过使用控制处理器和网络处理单元执行分组处理操作。网络处理单元确定分组处理的要求；从各种物理接口用户数据帧并向各种物理接口发送用户数据帧；做出IP转发判别；实现数据包过滤、流量插入、删除和修改；执行流量管理和流量工程；修改/添加/剥离数据包的包头；以及管理线卡插槽和内部数据包传输。同样位于分组加速器卡上的控制处理器提供基于分组的用户服务处理。当载入到底架中时，线卡提供输入/输出连接性，还可以提供冗余连接。

【0041】操作系统软件可以基于Linux软件内核并在底架中运行诸如监控任务和提供协议栈的特定应用程序。该软件允许底架资源被单独地分配给控制路径和数据路径。例如，某些分组减速器卡可以专用于执行路由或安全控制功能，而其它分组减速器卡专用于处理用户会话流量。当网络需求发生变化时，硬件资源可以被动态地调配以满足某些实施例中的要求。系统可以被虚拟化以支持服务的多种逻辑实例，如技术功能(例如，PDSN、ASNGW、PDIF、HA、GGSN或IPSG)。

【0042】底架的软件可以被分成一系列执行特定功能的任务。当需要时，这些任务与彼此通信，以共享整个底架内的控制和数据信息。一种任务是执行与系统控制或会话处理相关的特定功能的软件进程。在某些实施例中，在底架内运行三种类型的任务：关键性任务、控制器任务和管理员任务。关键性任务控制与底架处理呼叫的能力有关的功能，如底架初始化、错误检测和恢复任务。控制器任务向用户隐藏软件发布的属性并且执行诸如监控从属管理员状态、在相同的子系统内提供管理员间通信、以及通过与属于其它子系统的控制器进行通信使内部子系统之间能够相互通信的任务。管理员任务可以控制系统资源并维持系统资源之间的逻辑映射。

【0043】在应用程序卡中的处理器上运行的各个任务可以被划分成子系统。一个子系统是执行特定任务的软件单元或者是多个其它任务的顶点。一个单个的子系统可以包括关键性任务、控制器任务和管理员任务。某些可以在底架上运行的子系统包括系统初始化任务子系统、高可用性任务子系统、恢复控制任务子系统、共享配置任务子系统、资源管理子系统、虚拟私有网络子系统、网络处理单元子系统、卡/插槽/端口子系统和会话子系统。

【0044】系统初始化任务子系统负责在系统开启时启动一组初始化任务，并当需要时提供各个任务。高可用性任务子系统与恢复控制任务子系统相关联地工作，以通过监控底架的各软件和硬件单元来维持底架的操作状态。恢复控制任务子系统负责执行针对在底架中发生的故障的恢复动作，并从高可用性任务子系统接收恢复动作。共享配置任务子系统为底架提供设置、索取和接收底架配置参数变化的通知的能力，并负责存储用于在底架内运行的应用程序的配置数据。资源管理子系统负责把资源(例如处理器和存储器能力)分配给各种任务，并负责监控任务对资源的使用情况。

【0045】虚拟私有网络(VPN)子系统管理在底架内的VPN相关实体的管理和操作的各方面，其包括创建单独的VPN环境、在VPN环境中启动IP服务、管理IP池和用户IP地址、以及在VPN环境中分配IP流量信息。在某些实施例中，在底架中，IP操作在特定的VPN环境中完成。网络处理单元子系统负责以上针对网络处理单元所列举的许多功能。卡/插槽/端口子系统负责协调与卡活动相关发生的事件，如找到和配置新插入的卡上的端口，确定线卡如何映射到应用卡。在某些实施例中，会话子系统负责处理和监控移动用户的数据流。针对移动数据通信的会话处理任务例如包括：用于CDMA网路的A10/A11端接、用于GPRS和/或UMTS网络的GSM隧道协议端接、异步PPP处理、数据包过滤、数据包调度、Difserv代码点标记、统计收集、IP转发和AAA服务。这些项目中的每一项的责任可以在从属任务(被呼叫的管理员)之间分配，以提供更加有效的处理和更大的冗余度。一个单独的会话控制器任务用作集成的控制节点，以调节和监控管理员并与其它激活的子系统进行通信。该会话子系统还管理特定的用户数据处理，如有效载荷变换、过滤、统计收集、警戒和调度。

【0046】尽管已经描述并且在上述示例性实施例中说明了本发明，应该理解，这里公开的内容仅仅是通过举例的方式给出的，也可以对本发明的实施例的细节做出许多改动而不偏离由以下的权利要求所限定的本发明的构思和保护范围。

Claims (20)

1.一种提供集成的用户管理和呼叫控制功能的设备，包括：

包括至少一个计算机可读介质的服务器；

驻留在所述服务器中的网络接入服务器(NAS)功能；

驻留在所述服务器中的会话发起协议(SIP)功能；和

在所述至少一个计算机可读介质中的至少一个数据库，NAS功能和SIP功能在所述数据库中存储信息，其中在所述至少一个数据库中NAS功能信息被映射到SIP功能信息。

2.如权利要求1中所述的设备，还包括计算SIP呼叫会话的潜在带宽使用的SIP功能和拒绝要求比可用带宽更多的带宽的呼叫会话的NAS功能。

3.如权利要求1中所述的设备，其中至少一个数据库由包括NAS功能和SIP功能的模块创建。

4.如权利要求1中所述的设备，还包括检测SIP信令并把SIP功能双向映射到NAS功能的CPU。

5.如权利要求1中所述的设备，其中SIP功能基于来自所述至少一个数据库的信息释放资源。

6.如权利要求1中所述的设备，其中SIP功能是SIP代理服务器，所述至少一个数据库是虚拟数据库。

7.如权利要求1中所述的设备，其中NAS功能是实现移动IP的本地代理。

8.一种用于提供集成的用户管理和呼叫控制功能的方法，包括：

处理网络接入服务器(NAS)功能中的数据；

在NAS功能和SIP功能所驻留的服务器上检测针对用户的会话发起协议(SIP)呼叫会话；

找到与该SIP呼叫会话相关的访问方NAS信息；和

将SIP呼叫会话信息映射到NAS信息。

9.如权利要求8中所述的方法，其中映射发生在至少一个数据库中。

10.如权利要求8中所述的方法，还包括创建包括NAS功能和SIP功能的模块。

11.如权利要求8中所述的方法，还包括：

计算SIP呼叫会话的潜在带宽使用；和

拒绝要求比可用带宽更多的带宽的呼叫会话。

12.如权利要求8中所述的方法，还包括作为SIP代理服务器实现SIP功能。

13.如权利要求8中所述的方法，还包括当检测到用户设备掉线时释放网络资源。

14.如权利要求8中所述的方法，还包括建立至NAS功能和SIP功能的IP安全协议(IPSec)隧道。

15.一种提供集成的用户管理和呼叫控制功能的设备，包括：

用于提供包括至少一个计算机可读介质的服务器的装置；

用于提供驻留在所述用于提供服务器的装置中的网络接入服务器(NAS)功能的装置；

用于提供驻留在所述用于提供服务器的装置中的会话发起协议(SIP)功能的装置；和

在所述至少一个计算机可读介质中的至少一个数据库，所述用于提供NAS功能的装置和所述用于提供SIP功能的装置在所述数据库中存储信息，其中在所述至少一个数据库中NAS功能信息被映射到SIP功能信息。

16.如权利要求15中所述的设备，还包括用于提供计算SIP呼叫会话的潜在带宽使用的SIP功能的装置，以及用于提供拒绝要求比可用带宽更多的带宽的呼叫会话的NAS功能的装置。

17.如权利要求15中所述的设备，其中所述至少一个数据库由包括用于提供NAS功能的装置和用于提供SIP功能的装置的模块创建。

18.如权利要求15中所述的设备，还包括检测SIP信令并把用于提供SIP功能的装置双向映射到用于提供NAS功能的装置的CPU。

19.如权利要求15中所述的设备，其中用于提供SIP功能的装置基于来自所述至少一个数据库的信息释放资源。

20.如权利要求15中所述的设备，其中用于提供SIP功能的装置是SIP代理服务器。

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