CN101998516B - 一种大容量会话边界控制器sbc及其实现方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种大容量SBC，包括信令接入单元SPE和媒体接入单元MPE，其中，SPE，用于在接收到主叫的呼叫建立消息后，将媒体转发所需要的媒体路由表发送给MPE，在收到被叫响应后，将被叫的目的地址和端口添加到所述媒体路由表中，并通知MPE进行相应的媒体路由表修改操作；MPE，用于根据SPE发送来的指示消息对媒体路由表进行保存和修改操作，根据所述媒体路由表独立地进行主叫与被叫之间媒体流的双向转发。本发明使得信令和媒体在转发上真正的做到了物理实体的分离。

Description

一种大容量会话边界控制器SBC及其实现方法
技术领域
本发明涉及通讯领域下一代网络架构技术领域，特别涉及一种大容量SBC及其实现方法。
背景技术
在下一代网络（Next Generation Network，NGN）的架构中，软交换做到了信令和媒体转发的分离，将媒体的转发直接放到了终端或者媒体网关上来实现。为了保护核心网安全，在NGN架构的边界上出现了会话边界控制器（Session Border Controller，SBC）这样一个设备，该设备为核心网的安全提供了相应的保障，同时也承担了信令和媒体的转发工作。
如图1所示，为信令媒体分离下SBC的工作原理示意图。随着NGN业务的大规模使用，接入的设备越来越多，核心网中软交换的容量不断突破，这对于SBC的容量指标和性能都有了新的要求。
但是，在现有的大容量SBC方案中，大多都是设备的简单堆叠，如图2所示，为简单的设备堆叠构成大容量的示意图。对于设备的简单堆叠，也就是在组网时放置多个SBC设备，这些SBC设备是完全独立的，暴露给接入终端，通过在终端上进行配置不同的下一跳来将终端注册到不同的SBC设备上，也就是简单的负荷分担。这种方式实现比较简单，但是，在这种简单的设备堆叠方案中，就单个设备而言，仍然还是信令和媒体转发的结合体，没有摆脱信令和媒体转发的真正在物理实体上分离。由于每个负荷分担的SBC是完全独立的，要求在组网的时候对于终端的配置进行统一规划，实现不灵活。
目前还有一种实现方式就是重定向的实现方式，这个方式较前者在组网配置的时候不需要作规划，将所有的终端的配置的下一跳都配置到重定向服务器上，后后者进行调度，重新分发到对应的SBC设备上，在该方法中，每个SBC仍然是独立的设备，做信令和媒体的下一跳地址都是在该SBC上。这个方案存在的缺陷是存在于重定向的实现上，首先信令流程上会多一次信令的交互，同时要求终端上都支持重定向的实现，这个对于NGN架构中H.248和MGCP的IAD的实现来说有特殊的要求，而且后续终端如果绕过重定向服务器之间向某个之前分配过的SBC注册后那么原先重定向服务器起到的负载均衡作用也会失效。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种大容量SBC，能够使信令和媒体在转发上真正的做到物理实体的分离。
本发明的另一目的在于，提供一种大容量SBC的实现方法，能够使信令和媒体在转发上真正的做到物理实体的分离。
本发明的大容量SBC，包括信令接入单元SPE和媒体接入单元MPE，其中，SPE，用于在接收到主叫的呼叫建立消息后，将媒体转发所需要的媒体路由表发送给MPE，在收到被叫响应后，将被叫的目的地址和端口添加到所述媒体路由表中，并通知MPE进行相应的媒体路由表修改操作；MPE，用于根据SPE发送来的指示消息对媒体路由表进行保存和修改操作，根据所述媒体路由表独立地进行主叫与被叫之间媒体流的双向转发。
其中，所述媒体路由表中包含主叫源地址和端口、SBC接入侧的地址和端口、SBC核心网侧的地址和端口以及主被叫媒体收发模式。
另外，可以包含多个MPE，并由SPE对多个MPE实现调度控制。
其中，所述SPE，用于在接收到主叫发来的呼叫建立消息后，将所述媒体路由表适配成H248协议的Add请求发送至MPE；所述MPE，用于在接收到Add请求消息后，从Add请求消息中获取对应的媒体路由表的相关信息，保存到本地，并根据处理的情况给SPE回复Add应答。
另外，所述SPE，进一步用于在收到MPE的Add应答后，将主叫的呼叫建立消息转给被叫方。
本发明的大容量SBC的实现方法，包括下列步骤：
步骤A：SBC中的SPE在接收到主叫的呼叫建立消息后，将媒体转发所需要的媒体路由表发送给SBC中的MPE；
步骤B：MPE获取并保存所述媒体路由表的相关信息；
步骤C：SBC在收到被叫响应后，将被叫的目的地址和端口添加到所述媒体路由表中，并通知MPE进行相应的媒体路由表修改操作；
步骤D：MPE根据所述媒体路由表独立地进行主叫与被叫之间媒体流的双向转发。
其中，在所述步骤A中，所述媒体路由表中包含主叫源地址和端口、SBC接入侧的地址和端口、SBC核心网侧的地址和端口以及主被叫媒体收发模式。
另外，在所述步骤A中，SPE在接收到主叫发来的呼叫建立消息后，将所述媒体路由表适配成H248协议的Add请求发送至MPE。
另外，在所述步骤B中，包括下列步骤：
步骤B1：MPE设备接收到Add请求消息后，从Add请求消息中获取对应的媒体路由表的相关信息，保存到本地，并根据处理的情况给SPE回复Add应答；
步骤B2：SPE收到MPE的Add应答后，将步骤A中主叫的呼叫建立消息转给被叫方。
另外，本发明支持NGN架构中的媒体网关控制协议MGCP、或者H248协议、或者H323协议。
本发明的有益效果是：依照本发明的大容量SBC及其实现方法，通过一个信令转发设备控制多个媒体转发设备,可以做到容量的进一步提升，同时SPE和MPE是完全独立的两个物理实体，可以同时选择不同的硬件平台，用于最大幅度的提升性能，实现方式比较灵活；后续进行一个多个信令设备的进行负载均衡，又实现了容量的提升，这种提升的关系是乘法的关系，理论上可以实现无限制的提升。
附图说明
图1为信令媒体分离下SBC的工作原理示意图；
图2为简单的设备堆叠构成大容量的一种方法；
图3为本发明的信令媒体分离下的大容量SBC示意图；
图4为本发明的大容量SBC实现方法的流程图；
图5为本发明实施例的SBC接入的SIP终端作为主叫呼叫SBC外的另一个SIP终端被叫的流程；
图6为SBC收到invite消息时填写媒体路由表的情况；
图7为SBC收到180响应时填写媒体路由表的情况。
具体实施方式
以下，参考附图1～7详细描述本发明的大容量SBC及其实现方法。
本发明的会话边界控制器SBC，包括信令接入单元（Signal Portal Element，SPE）和媒体接入单元（Media Portal Element，MPE）。如图3所示，为信令媒体分离下的大容量SBC示意图。
其中，SPE，用于在接收到主叫的呼叫建立消息后，将媒体转发所需要的媒体路由表发送给MPE，在收到被叫响应后，将被叫的目的地址和端口添加到该媒体路由表中，并通知MPE进行相应的媒体路由表添加操作；
其中，媒体路由表中包含：主叫源地址和端口、SBC接入侧的地址和端口、SBC核心网侧的地址和端口以及主被叫媒体收发模式。另外，SPE通过H.248协议将媒体路由表发送给MPE，指示MPE进行对应的资源的准备。
MPE，根据SPE发送来的指示消息对媒体路由表进行保存和添加操作，根据添加操作后的媒体路由表独立地进行主叫与被叫之间媒体流的双向转发，即进行终端ITE-1与终端ITE-2之间媒体流的双向转发。
另外，为了实现更大容量的SBC，SBC可以包含多个MPE，并由SPE控制多个MPE。
如图4所示，为本发明的大容量SBC的实现方法示意图，包括下列步骤：
步骤100：SBC中的SPE在接收到主叫的呼叫建立消息后，将媒体转发所需要的媒体路由表发送给SBC中的MPE。
其中，步骤100中，媒体路由表中包含主叫源地址和端口、SBC接入侧的地址和端口、SBC核心网侧的地址和端口以及主被叫媒体收发模式。
步骤200：MPE获取并保存媒体路由表的相关信息。
步骤300：SBC在收到被叫响应后，将被叫的目的地址和端口添加到媒体路由表中，并通知MPE进行相应的媒体路由表修改操作。
步骤400：MPE根据修改后的媒体路由表独立地进行主叫与被叫之间媒体流的双向转发。
下面，以SIP的呼叫模型来阐述通过SBC接入的SIP终端作为主叫呼叫SBC外的另一个SIP终端被叫时，SBC是如何实现SPE对于MPE的控制的，这个呼叫流程图如图5所示：
步骤1：SBC下的SIP终端发起呼叫，SPE收到invite消息，其中的SDP部分带上主叫自己的会话部分的描述，假设媒体地址为IP1，媒体端口为PORT1。
其中，在步骤1中，此时在SPE上会上生成一个媒体转发路由表，但是这个表在SPE上不是真正的用于媒体转发，后续SPE将这个媒体路由表传输到MPE实体上，这个时候媒体路由表的五元组尚未填写全，对于被叫部分的目的IP+PORT无法填写，如图6所示。SBC将此invite消息缓存，直至等到该媒体路由表成功传输到MPE上。
步骤2：SPE将媒体路由表适配成H248协议的Add请求，告知MPE设备。
步骤3：MPE设备接收到Add请求消息后，再从Add请求消息中获取对应的媒体路由表的相关信息，保存到本地，便于后期的媒体转发用，并根据处理的情况给SPE回复Add应答。
步骤4：SPE收到MPE的Add应答后，知道媒体路由表已经成功的传输到MPE上，此时将之前缓存的invite消息转给被叫方，此时，SDP部分已经替换成SBC的被叫接入侧的地址IP3和端口PORT3。
步骤5：被叫SIP2接收到来自SBC的invite消息后成功处理，并给出180振铃，携带自己的会话描述，假设被叫的地址为IP4，端口为PORT4。
步骤6：SBC接收到被叫SIP2的180响应后，先缓存该响应消息，然后将SDP部分的IP4和PORT4更新到本地的媒体路由表中，至此，媒体路由表项就填全了。SPE将当前新补充进去的路由表项，通过下发一个Modify请求消息通知MPE进行相应的修改操作。
步骤7：MPE接收到Modify请求后，从Modify请求中获取最近修改的IP4+PORT4，更新到本地的媒体路由表中，这样MPE上的媒体路由表也完整了（如图7所示），能够进行后续媒体流的实时转发，最后给SPE回复一个Modify的应答，告知SPE修改成功。
步骤8：SPE收到MPE的Modify应答后，将之前缓存的180响应转发给主叫SIP1，同时将响应的SDP部分替换成SBC的媒体地址和端口（IP2和PORT2）。
步骤9：被叫给主叫回200OK，SBC收到该响应，不带SDP。
步骤10：SBC将该响应直接转发给主叫用户SIP1。
步骤11：主叫用户SIP1收到200OK后，给被叫回Ack证实，SBC收到该Ack消息。
步骤12：SBC直接将该Ack消息转发给被叫用户SIP2。此时呼叫进入通话态，MPE对于两侧的媒体流进行实时的转发。
步骤13：主叫挂机后，给SBC发送bye消息。
步骤14：SBC将这个bye消息直接转给被叫用户SIP2。
步骤15：SPE此时需要通知MPE，关闭媒体通道，此时SPE给MPE发送一个Sub请求来通知MPE设备。
步骤16：MPE收到SPE的Sub请求后，删除对应的媒体路由表，将本次会话相关的流量信息在应答中报给SPE设备。
另外，需要说明的是，对于NGN架构中的媒体网关控制协议MGCP、H248协议、H323协议的呼叫模型，在不同的协议的呼叫模型中，SPE和终端的信令存在差异（当前信令传递的五元组信息之间的先后顺序在不同的协议模型中存在差异，表现为对应的H248的协议的字段也可能存在差异），但是SPE和MPE之间的H248信令的实现模式却是相同的，最终的实现都是将媒体转发的五元组信息全部通过H.248协议转换传输到MPE设备上，由MPE物理实体完成独立的媒体转发工作。
综上所述，依照本发明的大容量SBC及其实现方法，通过一个信令转发设备控制多个媒体转发设备,可以做到容量的进一步提升，同时SPE和MPE是完全独立的两个物理实体，可以同时选择不同的硬件平台，用于最大幅度的提升性能，实现方式比较灵活；后续进行一个多个信令设备的进行负载均衡，又实现了容量的提升，这种提升的关系是乘法的关系，理论上可以实现无限制的提升。
以上是为了使本领域普通技术人员理解本发明，而对本发明所进行的详细描述，但可以想到，在不脱离本发明的权利要求所涵盖的范围内还可以做出其它的变化和修改，这些变化和修改均在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种大容量会话边界控制器SBC，其特征在于，包括信令接入单元SPE和媒体接入单元MPE，其中，
SPE，用于在接收到主叫的呼叫建立消息后，将媒体转发所需要的媒体路由表发送给MPE，在收到被叫响应后，将被叫的目的地址和端口添加到所述媒体路由表中，并通知MPE进行相应的媒体路由表修改操作；
MPE，用于根据SPE发送来的指示消息对媒体路由表进行保存和修改操作，根据所述媒体路由表独立地进行主叫与被叫之间媒体流的双向转发；
其中，所述SPE，用于在接收到主叫发来的呼叫建立消息后，将所述媒体路由表适配成H248协议的Add请求发送至MPE；
所述MPE，用于在接收到Add请求消息后，从Add请求消息中获取对应的媒体路由表的相关信息，保存到本地，并根据处理的情况给SPE回复Add应答。
2.如权利要求1所述的大容量SBC，其特征在于，所述媒体路由表中包含主叫源地址和端口、SBC接入侧的地址和端口、SBC核心网侧的地址和端口以及主被叫媒体收发模式。
3.如权利要求2所述的大容量SBC，其特征在于，包含多个MPE，并由SPE对多个MPE实现调度控制。
4.如权利要求3所述的大容量SBC，其特征在于，所述SPE，进一步用于在收到MPE的Add应答后，将主叫的呼叫建立消息转给被叫方。
5.一种大容量会话边界控制器SBC的实现方法，其特征在于，包括下列步骤：
步骤A：SBC中的SPE在接收到主叫的呼叫建立消息后，将媒体转发所需要的媒体路由表发送给SBC中的MPE；
步骤B：MPE获取并保存所述媒体路由表的相关信息；
步骤C：SBC在收到被叫响应后，将被叫的目的地址和端口添加到所述媒体路由表中，并通知MPE进行相应的媒体路由表修改操作；
步骤D：MPE根据所述媒体路由表独立地进行主叫与被叫之间媒体流的双向转发；
其中，在所述步骤A中，SPE在接收到主叫发来的呼叫建立消息后，将所述媒体路由表适配成H248协议的Add请求发送至MPE；
在所述步骤B中，MPE设备接收到Add请求消息后，从Add请求消息中获取对应的媒体路由表的相关信息，保存到本地，并根据处理的情况给SPE回复Add应答。
6.如权利要求5所述的大容量SBC的实现方法，其特征在于，在所述步骤A中，所述媒体路由表中包含主叫源地址和端口、SBC接入侧的地址和端口、SBC核心网侧的地址和端口以及主被叫媒体收发模式。
7.如权利要求6所述的大容量SBC的实现方法，其特征在于，在所述步骤B中，还包括下列步骤：
SPE收到MPE的Add应答后，将步骤A中主叫的呼叫建立消息转给被叫方。
8.如权利要求6至7中任一项所述的大容量SBC的实现方法，其特征在于，支持NGN架构中的媒体网关控制协议MGCP、或者H248协议、或者H323协议。
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