CN101562634A - 一种保障网络电话服务质量的方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种保障网络电话(VoIP)服务质量(QoS)的方法，包括：VoIP客户端向域名解析服务器(DNS)发送DNS服务记录查询请求消息，该请求消息中携带有预先配置的VoIP服务器的统一资源定位符地址；DNS向VoIP客户端返回DNS服务记录查询应答消息，该应答消息中携带有VoIP服务器的因特网协议IP地址列表以及每个IP地址的优先级和权重值；VoIP客户端向优先级和权重值的综合计算值最高的VoIP服务器发起注册请求；注册失败时，依次向优先级和权重值为下一级的VoIP服务器发起注册请求，直至注册成功。本发明还公开了一种保障VoIP QoS的方法。采用本发明可提供更稳定的服务质量。
Description
技术领域
本发明涉及网络电话(VoIP，Voice over IP)语音通信的服务质量(QoS，Quality of Service)技术，尤其涉及一种保障VoIP QoS的方法及系统。
背景技术
二十世纪末因特网(Internet)取得了巨大成功，成为继公共交换电话网络(PSTN，Public Switched Telephone Network)之后的世界范围内的通信网络，其带来的深远影响使得以因特网协议(IP，Internet Protocol)为核心的分组交换数据网络成为当今通信网演化的主流方向之一。
目前，在以数据传输为主的Internet上进行语音、视频等多媒体通信成为了通信技术发展中的热点。这其中IP电话的成功开发和应用使得可以在IP网络上开展语音业务，即VoIP业务，同时也预示着以IP为基础的新一代信息网络的美好前景。但是，一方面，VoIP系统由于具有低廉的成本优势和可以接受的通话质量，因此市场的需求越来越大，相应地，也扩大了对大容量VoIP系统的需求；另一方面，针对会话初始协议(SIP，Session Initiation Protocol)结构的VoIP网络，SIP中给出的参考网络结构过于简单，无法满足大容量的服务要求，这就要求将网络结构进行重新设计，以适应大容量服务的需求。
现有保证VoIP QoS的方法主要从语音压缩包和语音包传输方面入手，例如：
1、综合服务/资源预留协议(RSVP，Resource Reservation Protocol)。
互联网工程任务组(IETF，the Internet Engineering Task Force)定义了RSVP及相应的系列协议，这是IP路由器为提供更好的QoS向前迈进的具有深刻意义的一步。传统的IP路由器只负责包转发，通过路由协议获得邻近路由器的地址，而RSVP则类似于电路交换系统的信令协议一样，为一个数据流通知其所经过的每个节点即IP路由器，与端点协商为分组流提供质量保证。
该策略提出了两种服务：一种是保证型服务，能够提供完全保障的服务，用于需要低延时的业务；另一种是负载受控服务，提供一种类似于网络低负载下的尽力而为的传递服务。
RSVP一出现就获得了广泛的认可，基本上被认为较好地解决了资源预留的问题。但由于RSVP实现起来很复杂，所以这种策略在实际应用中难以推广。
2、区分服务(DiffServ，Differentiated Service)。
DiffServ俗称差分法，是IETF新推出的一种QoS策略：在IP第四版本(IPv4)包头的服务类型(TOS，Type Of Service)字段中有一个三位的区域用以标识此IP包的优先级，此三位的区域可定义八个优先级状态；根据优先级，IP路由器可决定不同IP包的转发优先顺序；也就是说，自IP制定之日起，就已经为日后提供更好的QoS预留了机制保证。但由于传统IP网络对带宽保障的“尽力而为”，仅在TOS字段中设定优先等级保障QoS措施虽然具有线路利用率高的特点，但具体的效果难以预测。
DiffServ区域的主要成员有：核心路由器、边缘路由器和资源控制器(BB，Bandwidth Broker)。在DiffServ中，网络的边缘路由器对每个分组进行分类并标记DS域，用DS域来携带IP分组的需求信息。在网络的核心节点上，核心路由器根据分组的区分服务编码点(DSCP，DiffServ Code Point)选择相应的转发处理。BB配置了管理规则，为客户分配资源，可以通过服务等级协定(SLA，Service Level Agreement)与客户进行相互协调以分享规定的带宽。通过网络的边缘路由器对分组设置DS域以及接纳控制功能可以实现一系列的服务：如加速转发(EF，Expedited Forwarding)服务、确定型转发(AF，Assured Forwarding)服务和优先级(CS，Class Selector)服务。EF服务的延时和延时抖动很小，主要服务于峰值速率恒定的实时业务，如VoIP、视频会议或、虚拟专用网络(VPN，Virtual Private Network)中的虚拟租用线。
3、多协议标签交换(MPLS，Multi-Protocol Label Switching)技术。
MPLS被称为是下一代最具竞争力的通信网络技术，是一种在开放的通信网上利用标签导引数据高速、高效传输的技术。MPLS在一个无连接的网络中引入连接模式的特性，减少了网络的复杂性，并兼容现有的各种主流网络技术，能降低50％的网络成本。MPLS在提供IP业务时能够确保QoS和安全性，并具有流量工程能力。
不仅如此，MPLS也被用来解决VPN的扩展和维护成本问题。MPLS把选路和转发分开，由标签规定一个分组通过网络的途径。MPLS网络由核心标签交换路由器(LSR，Label Switching Router)和边缘标签路由器(LER，Label EdgeRouter)组成，MPLS网络的QoS是由前述两者共同完成的。
另外，采用更快包转发速率的路由器和更宽的带宽也是解决IP网络QoS的措施。更宽的带宽就是经常提到的“带宽保障QoS措施”，也就是这些运营商利用其带宽资源，为VoIP业务开辟一个相对“资源无限”的环境，从而使QoS得到较好的保障。如中国电信、网通等运营商采用的VoIP业务网与Internet业务网隔离的方式，为VoIP业务提供较为充分的带宽预留。
上述方法都是通过在网络传输层改进技术来保障VoIP QoS的方案，现有技术中，也有提出从VoIP服务器方面来保障VoIP QoS的方案，例如：在多VoIP服务器侧增加一个调度服务器，当VoIP客户端发来消息请求接入VoIP服务器时，由调度服务器决定VoIP客户端应接入哪个VoIP服务器。但是，这种方案当同时使用VoIP的客户很多时，会对调度服务器构成相当大的压力，导致服务质量不稳定。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种保障VoIP QoS的方法及系统，能提高和稳定的服务质量。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种保障VoIP QoS的方法，包括：
VoIP客户端向域名解析服务器(DNS，Domain Name Server)发送DNS服务记录查询请求消息，所述请求消息中携带有VoIP服务器的统一资源定位符(URL，Uniform Resource Locator)地址；
DNS向VoIP客户端返回DNS服务记录查询应答消息，所述应答消息中携带有VoIP服务器的IP地址列表以及每个IP地址的优先级和权重值；
VoIP客户端向优先级和权重值的综合计算值最高的VoIP服务器发起注册请求。
其中，所述VoIP客户端向优先级和权重值的综合计算值最高的VoIP服务器注册失败时，所述方法进一步包括：依次向优先级和权重值为下一级的VoIP服务器发起注册请求，直至注册成功。
其中，一个所述统一资源定位符地址对应多个VoIP服务器的IP地址。
其中，所述优先级和权重值的综合计算值最高为优先级和权重值经过算法计算得到的最高值。
其中，该方法进一步包括：预先在DNS上配置所述IP地址的优先级和权重值。
其中，每个IP地址具有不同的优先级和权重值。
一种保障VoIP QoS的系统，包括VoIP客户端、DNS和VoIP服务器，其中：
VoIP客户端，用于向DNS发送DNS服务记录查询请求消息，所述请求消息中携带有VoIP服务器的统一资源定位符地址；
DNS，用于向VoIP客户端返回DNS服务记录查询应答消息，所述应答消息中携带有VoIP服务器的因特网协议IP地址列表以及每个IP地址的优先级和权重值；
所述VoIP客户端，还用于向优先级和权重值的综合计算值最高的VoIP服务器发起注册请求；
VoIP服务器，用于接收VoIP客户端发来的注册请求，并接受或拒绝VoIP客户端的注册请求。
其中，所述VoIP客户端向优先级和权重值的综合计算值最高的VoIP服务器注册失败时，所述VoIP客户端还用于依次向优先级和权重值为下一级的VoIP服务器发起注册请求，直至注册成功。
其中，一个所述统一资源定位符地址对应多个VoIP服务器的IP地址。
其中，所述优先级和权重值的综合计算值最高为优先级和权重值经过算法计算得到的最高值。
将本发明的技术方案与现有技术比较可以发现，由于现有技术是由调度服务器来决定VoIP客户端连接哪台VoIP服务器，当VoIP业务繁忙时，调度服务器的压力相当大，会导致服务质量不稳定；而本发明通过DNS向VoIP客户端返回多个VoIP服务器的IP地址列表，根据各IP地址的优先级和权重值，由VoIP客户端自行决定连接到哪台VoIP服务器；不仅省略了调度服务器，还提高和稳定了服务质量。
此外，本发明与现有技术中使用一个VoIP服务器的方法相比，能避免因为VoIP服务性能瓶颈而发生不稳定和死机等故障，进而影响用户体验的问题。
进一步地，若将本发明的方案与现有技术中从网络传输层保障VoIP QoS的方法配合使用，将能为用户提供更高质量的语音通信服务。
附图说明
图1为本发明实施例从VoIP服务器负载均衡方面保障VoIP QoS的方法的流程示意图；
图2为本发明实施例保障VoIP QoS的流程示意图；
图3为本发明实施例从VoIP服务器负载均衡方面保障VoIP QoS的系统的结构示意图。
具体实施方式
本发明的基本思想是：通过设置DNS，由DNS配合VoIP客户端做DNS服务(SRV，Service)记录查询请求和应答，DNS SRV查询应答消息中携带多个VoIP服务器的IP地址，每个IP地址具有不同的优先级和权重值，VoIP客户端优先选择其中优先级和权重值的综合计算值最高的VoIP服务器进行注册，若注册失败，则继续向优先级和权重值为下一级的VoIP服务器请求注册，直至注册成功。
以下结合附图对本发明的技术方案作进一步详细的说明。
如图1所示，本发明从VoIP服务器负载均衡方面保障VoIP QoS的方法包括以下步骤：
步骤101，VoIP客户端启动后，向DNS发送DNS SRV记录查询请求消息，该请求消息中携带有预先配置的VoIP服务器的URL地址。
步骤102，DNS向VoIP客户端返回DNS SRV记录查询应答消息，该应答消息中携带有VoIP服务器的IP地址列表以及每个IP地址的优先级和权重值。
其中，所述每个IP地址的优先级和权重值由各个VoIP服务器的性能确定，且预先配置在DNS上。
这里，举例描述一下VoIP服务器的URL地址与VoIP服务器的IP地址列表的关系。例如，假设提供一个URL地址，对于不同的VoIP服务器该URL地址都一样；但是，不同的VoIP服务器对应该同一URL地址的IP地址是不同的。而VoIP客户端需要获得这些不同VoIP服务器的IP地址，以在下一步骤通过IP地址向VoIP服务器发起注册请求。
步骤103，VoIP客户端先向优先级和权重值的综合计算值最高的VoIP服务器发起注册请求；若注册失败，则表明优先级和权重值的综合计算值最高的VoIP服务器已达到最大用户数，则VoIP客户端接着向优先级和权重值为下一级的VoIP服务器发起注册请求，依此类推，直至注册成功。
其中，优先向优先级和权重值的综合计算值最高的VoIP服务器发起注册请求是因为：优先级和权重值的综合计算值最高的VoIP服务器的服务性能最好。
另外，优先级和权重值的综合计算值最高在这里并非指优先级和权重值分别最高，而是指将优先级和权重值经过一定算法计算之后得到的最高值。
综合计算值是指将优先级和权重值经过一定算法计算之后得到的最高值。该算法在请求评议(RFC，Request for Comments)2842标准中有具体描述，且有函数实现具体过程。原则上，如果多个服务器权重值一样，这时候优先级所占加权平均系数就会高，反之，如果多个服务器优先级一样，这时候权重值所占加权平均系数就会高。
以下简单举例说明如何将优先级和权重值经过计算得到最终值：某个IP地址的优先级为3，且该IP地址在IP地址列表中所占权重值为0.3，在某个算法中假设IP地址的优先级和权重值各占50％，则(3×50％+0.3×50％)/(50％+50％)＝1.65。这里所列的算法仅仅是为了示例，并不以此限定本发明的实施范围，并且，在实际处理过程中可采用各种不同的算法，所涉及的算法也会比此例所述算法复杂。
下面通过一个实例来描述本发明保障VoIP QoS的方法。
如图2所示，本实例的系统由VoIP客户端、DNS和VoIP服务器群组成，该实例包括以下步骤：
步骤201，VoIP客户端向DNS发送DNS SRV记录查询请求消息，该请求消息中携带预先配置的VoIP服务器的URL地址。
步骤202，DNS向VoIP客户端返回DNS SRV记录查询应答消息，该应答消息中携带VoIP服务器的IP地址列表以及每个IP地址的优先级和权重值。
步骤203，VoIP客户端向优先级和权重值为第一的VoIP服务器发送VoIP注册消息。
步骤204，优先级和权重值为第一的VoIP服务器向DNS返回VoIP注册拒绝消息。
每个VoIP服务器都有最大用户数限制，在VoIP服务器已经达到最大用户数之后，若有VoIP客户端再发来VoIP注册消息，则VoIP服务器将返回VoIP注册拒绝消息。
步骤205，VoIP客户端向优先级和权重值为第二的VoIP服务器发送VoIP注册消息。
步骤206，若优先级和权重值为第二的VoIP服务器还未达到最大用户数，则优先级和权重值为第二的VoIP服务器向VoIP客户端返回VoIP注册成功消息。
步骤207，VoIP客户端准备就绪，接入优先级和权重值为第二的VoIP服务器，之后便可进入正常呼叫状态。
如果优先级和权重值为第二的VoIP服务器也没有注册成功，则依次向下一级的VoIP服务器发起请求注册，直至注册成功。
为实现上述方法，本发明相应提供一种从VoIP服务器负载均衡方面保障VoIP QoS的系统，如图3所示，该系统包括：VoIP客户端10、DNS 20和VoIP服务器30；其中，
VoIP客户端10，用于向DNS 20发送DNS服务记录查询请求消息，该请求消息中携带有预先配置的VoIP服务器30的统一资源定位符地址；
DNS 20，用于向VoIP客户端10返回DNS服务记录查询应答消息，该应答消息中携带有VoIP服务器30的IP地址列表以及每个IP地址的优先级和权重值；
所述VoIP客户端10，还用于向优先级和权重值的综合计算值最高的VoIP服务器30发起注册请求；注册失败时，则依次向优先级和权重值为下一级的VoIP服务器30发起注册请求，直至注册成功；
VoIP服务器30，用于接收VoIP客户端10发来的注册请求，并接受或拒绝VoIP客户端10的注册请求。
这里，虽然图3中仅示出VoIP服务器30为两个，但在实际应用中VoIP服务器30可以为多个。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。
Claims (10)
1、一种保障网络电话VoIP服务质量QoS的方法，其特征在于，该方法包括：
VoIP客户端向域名解析服务器DNS发送DNS服务记录查询请求消息，所述请求消息中携带有VoIP服务器的统一资源定位符地址；
DNS向VoIP客户端返回DNS服务记录查询应答消息，所述应答消息中携带有VoIP服务器的因特网协议IP地址列表以及每个IP地址的优先级和权重值；
VoIP客户端向优先级和权重值的综合计算值最高的VoIP服务器发起注册请求。
2、根据权利要求1所述的保障VoIP QoS的方法，其特征在于，所述VoIP客户端向优先级和权重值的综合计算值最高的VoIP服务器注册失败时，所述方法进一步包括：依次向优先级和权重值为下一级的VoIP服务器发起注册请求，直至注册成功。
3、根据权利要求2所述的保障VoIP QoS的方法，其特征在于，一个所述统一资源定位符地址对应多个VoIP服务器的IP地址。
4、根据权利要求1、2或3所述的保障VoIP QoS的方法，其特征在于，所述优先级和权重值的综合计算值最高为优先级和权重值经过算法计算得到的最高值。
5、根据权利要求1、2或3所述的保障VoIP QoS的方法，其特征在于，该方法进一步包括：预先在DNS上配置所述IP地址的优先级和权重值。
6、根据权利要求1、2或3所述的保障VoIP QoS的方法，其特征在于，每个IP地址具有不同的优先级和权重值。
7、一种保障VoIP QoS的系统，其特征在于，该系统包括VoIP客户端、DNS和VoIP服务器，其中：
VoIP客户端，用于向DNS发送DNS服务记录查询请求消息，所述请求消息中携带有VoIP服务器的统一资源定位符地址；
DNS，用于向VoIP客户端返回DNS服务记录查询应答消息，所述应答消息中携带有VoIP服务器的因特网协议IP地址列表以及每个IP地址的优先级和权重值；
所述VoIP客户端，还用于向优先级和权重值的综合计算值最高的VoIP服务器发起注册请求；
VoIP服务器，用于接收VoIP客户端发来的注册请求，并接受或拒绝VoIP客户端的注册请求。
8、根据权利要求7所述的保障VoIP QoS的系统，其特征在于，所述VoIP客户端向优先级和权重值的综合计算值最高的VoIP服务器注册失败时，所述VoIP客户端还用于依次向优先级和权重值为下一级的VoIP服务器发起注册请求，直至注册成功。
9、根据权利要求8所述的保障VoIP QoS的系统，其特征在于，一个所述统一资源定位符地址对应多个VoIP服务器的IP地址。
10、根据权利要求7、8或9所述的保障VoIP QoS的系统，其特征在于，所述优先级和权重值的综合计算值最高为优先级和权重值经过算法计算得到的最高值。
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