CN102045364A - Ims网络中用户注册的方法、装置及通信系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种IMS网络中用户注册的方法、装置及通信系统，方法包括：ICSCF接收PCSCF发送的来自用户的至少一个注册请求；ICSCF判断HSS是否处于过载的状态；若ICSCF判断出HSS处于过载状态，则按照限呼策略，减少向HSS发送所述用户的用户授权请求UAR；若ICSCF判断出HSS处于不过载状态，则将所述用户的UAR发送给HSS以查询为所述用户服务的服务呼叫会话控制功能SCSCF。本发明在用户进行注册的过程中，若HSS过载，则限制向HSS发送的请求的数量，以此缓解HSS的过载情况，避免了HSS过载时造成的用户注册成功率大幅下降的问题。由此提高了通信系统为用户提供服务的能力。

Description

IMS网络中用户注册的方法、装置及通信系统

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种IMS网络中用户注册的方法、装置及通信系统。

背景技术

IP多媒体子系统(IMS，Internet Protocol Multimedia Subsystem)是电信下一代核心网，是与接入技术无关的核心网。各种类型的客户端通过IMS都可能建立起端到端的互联网协议(IP，Internet Protocol)通信，并可获得所需要的服务质量。可以说IMS提供了业务融合的基础。

服务呼叫会话控制功能(Serving Call Session Control Function，以下简称SCSCF)是IMS网络中处理业务触发的实体。在用户的一次注册过程中，归属用户服务器(Home Subscriber Server，以下简称HSS)参与多次交互，是其中的关键交互过程，当用户注册失败时会重新进行注册或呼叫。如果查询呼叫会话控制功能(interrogating Call Session Control Function，以下简称ICSCF)或SCSCF与HSS多次交互中的任意一次失败都将导致整个流程失败，失败几率在HSS过载时呈几何级数放大，从而用户注册成功率大幅下降，容易导致整个网络的过载情况始终不能收敛而无法恢复。

发明内容

本发明实施例提供一种IMS网络中用户注册的方法、装置及通信系统，以避免在HSS过载的情况下，避免用户注册成功率大幅下降的问题，提高通信系统为用户提供服务的能力。

本发明实施例提供了一种IMS网络中用户注册的方法，包括：

询问会话控制功能ICSCF接收代理会话控制功能PCSCF发送的来自用户的至少一个注册请求；

ICSCF判断归属用户服务器HSS是否处于过载的状态；

若ICSCF判断出HSS处于过载状态，则按照限呼策略，减少向HSS发送所述用户的用户授权请求UAR；若ICSCF判断出HSS处于不过载状态，则将所述用户的UAR发送给HSS以查询为所述用户服务的服务呼叫会话控制功能SCSCF。

本发明实施例还提供了一种询问会话控制功能ICSCF，包括：

接收模块，用于接收代理会话控制功能PCSCF发送的来自用户的至少一个注册请求；

判断模块，用于判断归属用户服务器HSS是否处于过载的状态；

处理模块，用于在所述判断模块判断出HSS处于过载状态时，则按照限呼策略，减少向HSS发送所述用户的用户授权请求UAR；若所述判断模块判断出HSS处于不过载状态，则将所述用户的UAR发送给HSS以查询为所述用户服务的服务呼叫会话控制功能SCSCF。

本发明实施例还提供了一种服务呼叫会话控制功能SCSCF，包括：

接收模块，用于接收询问会话控制功能ICSCF发送的注册请求；

判断模块，用于判断归属用户服务器HSS是否处于过载的状态；

处理模块，用于在所述判断模块判断出所述HSS处于过载状态时，则按照限呼策略，减少向HSS发送所述用户的多媒体鉴权请求MAR。

本发明实施例还提供一种代理呼叫会话控制功能PCSCF，包括：

接收模块，用于接收询问会话控制功能ICSCF发送的注册过载指示；

缓存模块，用于在接收到所述注册过载指示时，保存用户与所述ICSCF的对应关系，

处理模块，用于在收到所述用户的注册请求后，根据所述对应关系，将所述用户的注册请求发送给所述ICSCF。

本发明实施例还提供了一种通信系统，包括：询问会话控制功能ICSCF、代理会话控制功能PCSCF、归属用户服务器HSS和服务呼叫会话控制功能SCSCF；

所述ICSCF，用于在接收PCSCF发送的来自用户的至少一个注册请求时；ICSCF判断HSS是否过载；若ICSCF判断出HSS过载，则按照限呼策略，减少向HSS发送所述用户的用户授权请求UAR；若ICSCF判断出HSS不过载，则将所述用户的UAR发送给HSS以查询为所述用户服务的SCSCF。

本发明在用户进行注册的过程中，若HSS过载，则限制向HSS发送的请求的数量，以此缓解HSS的过载情况，避免了HSS过载时造成的用户注册成功率大幅下降的问题。由此提高了通信系统为用户提供服务的能力。

附图说明

图1a为本发明第一实施例提供的IMS网络中用户注册的方法流程图；

图1b为本发明第一实施例提供的系统负载与注册成功率的关系图；

图2a为本发明第二实施例提供的进行SCSCF切换的方法流程图；

图2b为本发明第二实施例提供的服务器切换过程的流程图；

图3为本发明第三实施例提供的IMS网络中用户注册的方法流程图；

图4为本发明第四实施例提供的ICSCF的结构示意图；

图5为本发明第五实施例提供的SCSCF的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1a为本发明第一实施例提供的IMS网络中用户注册的方法流程图，如图1a所示，本实施例的IMS网络中用户注册的方法包括：

步骤11、ICSCF接收PCSCF发送的来自用户的至少一个注册请求；

在IMS网络中，用户的多个终端设备都可以进行注册，并且同一终端发起的注册鉴权流程一般包含一个初始注册请求和一个挑战注册请求，因此，用户的注册请求可能会有多个。用户先将注册请求发送到PCSCF上，由PCSCF将其转发到ICSCF上，以进行注册的初始步骤。

用户在进行注册时，ICSCF在收到用户的注册请求后，会向HSS发送该用户的用户鉴权请求(User-Authorization-Request，以下简称UAR)以查询为用户服务的SCSCF。

此外，如果之前该用户已尝试过注册并由于HSS过载在本地有缓存信息，则ICSCF查询到本地缓存有为所述用户服务的SCSCF，则可以跳过查询步骤，直接将所述用户的注册请求转发给该SCSCF，以下以用户之前未发起过注册进行说明。

步骤12、ICSCF判断归属用户服务器HSS是否处于过载的状态。若ICSCF判断出HSS过载，则按照限呼策略，比如可以按照预设的限呼比例或消息优先级，减少向HSS发送所述用户的UAR；若ICSCF判断出HSS不过载，则将所述用户的UAR发送给HSS以查询为所述用户服务的SCSCF；

在本实施例中，为避免由于HSS的过载导致注册成功率下降，ICSCF需要根据近期与HSS交互的历史信息，判断HSS是否过载，并采取相应的处理措施以避免HSS过载造成注册成功率下降。具体判断方法可以采用统计与HSS交互的成功率来自适应调节：ICSCF统计近期与HSS交互的历史信息，包括UAR发送速率和HSS返回DIAM_TOO_BUSY的失败率；根据此交互信息推算出HSS的每秒UAR处理能力，当ICSCF需要转发的UAR速率大于该处理能力时，对超出部分限呼并判定HSS为过载状态，该方法属于HTR(Hard to reach)流控算法，容忍一定的UAR过载失败，来达到自动调节和稳定自适应门限的目标，以下不再赘述。

在本发明中，HSS是否处于过载的状态包括HSS是否近期可能过载。

在ICSCF中，当HSS过载时，ICSCF需缓存的数据内容包括：1.经过ICSCF自身处理的用户信息，包括IP多媒体公共标识(IP Multimedia PublicIdentity，以下简称IMPU)，以区分第一条注册消息和挑战后的注册消息；和2.用户的UAR成功后为用户分配的SCSCF。

限呼策略，比如可以包括预设的限呼比例或消息优先级，以下以消息优先级说明：

对ICSCF/SCSCF/HSS装置要求对注册流程有一致的处理优先级策略，来提高端到端成功率：

HSS对SAR、MAR、UAR的过载拒绝策略优先级分配为：优先拒绝第一条注册请求的UAR，其次拒绝MAR，再次拒绝挑战后注册请求的UAR，最后拒绝服务器分配请求SAR。因此，在ICSCF判断出HSS过载，按照限呼策略，会优先降低发送注册请求的UAR的速率，然后降低发送挑战后注册请求的UAR的速率。

限呼策略还可以包括预设的限呼比例，以下以预设的限呼比例说明：

若ICSCF判断出HSS过载，则按照预设的限呼比例，减少向HSS发送所述用户的UAR；比如，ICSCF上接收到了100个注册请求，在HSS过载时，则按照预设的限呼比例，如1/2，限制每次向HSS发送的注册请求对应的UAR为50个。对于限呼的用户注册请求，如果本地没有缓存该用户对应的SCSCF，则通过采用Retry-After的方式，拒绝本次注册，通知用户终端在Retry-After的间隔时间过后再次发出注册请求，再次重复本过程以进行再次注册，由于采用了延迟的方式多次向HSS发送注册请求对应的UAR，由此能够减轻HSS的过载情况。而对于未限呼的注册请求，若HSS能够成功回复响应，则缓存HSS返回的SCSCF信息，以便在后续流程中直接使用该SCSCF。

若ICSCF判断出HSS不过载，则将所述用户的UAR发送给HSS以查询为所述用户服务的SCSCF；HSS收到所述用户的UAR后，查询为所述用户服务的SCSCF。查询到后，将该查询到的SCSCF的信息发送给ICSCF。由所述ICSCF将该用户的注册请求发送到该SCSCF上。进行用户注册的鉴权挑战的相应步骤。

此外，ICSCF判断出HSS过载时，还需要向PCSCF发送注册过载指示，所述PCSCF收到所述注册过载指示后，保存所述用户与所述ICSCF的对应关系。所述PCSCF在预设的时间内收到所述用户的注册请求后，根据所述对应关系，将所述用户的注册请求发送到所述ICSCF上。即在限呼了注册请求后，PCSCF在预设的时间内如半小时内对该用户的注册请求仍采用同一ICSCF处理注册请求。

当ICSCF收到所述HSS返回的查询到的为所述用户服务的SCSCF信息时，则通过所述SCSCF进行用户的注册。

在本实施例中，在SCSCF对用户进行鉴权的过程中，还需要进一步的考虑HSS过载的情况，在HSS过载的情况下，进行如下的处理。

SCSCF也采用HTR流控实现对HSS的过载判断机制，与ICSCF采用HTR流控实现对HSS的过载判断机制类似，不再详述。

SCSCF收到所述ICSCF发送的注册请求后，在鉴权的过程中，SCSCF与HSS进行交互以判断所述HSS是否处于过载的状态；若所述HSS处于过载状态，则SCSCF按照限呼策略，减少向HSS发送所述用户的多媒体鉴权请求(Media-Authorization-Request，以下简称MAR)。以此避免由于HSS过载造成的鉴权成功率不高的问题。

比如采用预设限呼比例的限呼策略，SCSCF中有100个注册请求需要鉴权，当检测到HSS过载时，则按照预设的限呼比例，如1/2，限制每次向HSS进行鉴权挑战的MAR为50个。

比如采用消息优先级的限呼策略，SCSCF在用户注册阶段向会向HSS发送MAR；在对用户鉴权成功后，会向HSS发送服务器分配请求(Server-Assignment-Request，以下简称SAR)。在HSS过载时，SCSCF会优先降低向HSS发送MAR，然后降低向HSS发送SAR。

此外，SCSCF在鉴权过程中检测到HSS过载，则向ICSCF发送HSS鉴权过载指示，该指示可以通过一个扩展的标识以指示HSS处于鉴权过载状态。所述ICSCF收到所述HSS鉴权过载指示后，则缓存所述用户与所述SCSCF的对应关系，缓存的时间应大于Retry-After的时间，如Retry-After为10分钟，则缓存的时间可以为30分钟。所述ICSCF后续再次收到所述用户的注册请求后，根据所述对应关系，将所述用户的注册请求发送到所述SCSCF上。通过在ICSCF上保存的用户与SCSCF的对应关系，使得用户后续的注册请求ICSCF可以在判断HSS过载时直接发送到该SCSCF上，由此可以减少HSS的查询操作，减轻HSS的过载情况。

在HSS将用户的鉴权信息发送给SCSCF后，SCSCF对用户进行鉴权，向ICSCF返回鉴权挑战响应，所述ICSCF收到所述SCSCF发送的鉴权挑战响应后，通过所述PCSCF将所述鉴权挑战响应发送给所述用户，用户收到鉴权挑战响应后，就可以向PCSCF发送鉴权后的注册信息以完成进一步的注册。

PCSCF将用户的鉴权挑战后的注册请求发送到ICSCF，ICSCF收到该用户的鉴权挑战后的注册请求，根据所述鉴权挑战后的注册请求发送对应的UAR到所述HSS，所述HSS收到所述UAR后，根据鉴权前注册过程中SCSCF与HSS交互时保存的信息，查询为所述用户服务的SCSCF；所述HSS将查询到的SCSCF信息发送给ICSCF；所述ICSCF将所述鉴权挑战后的注册请求发送给所述SCSCF；所述SCSCF收到所述注册请求并鉴权成功后，从所述HSS确定所述用户的签约数据以向所述用户提供服务。

其中，在SCSCF获取用户签约数据的过程中，也可能存在HSS过载的情况，通常情况下，可以选择HSS优先进行处理签约数据，即HSS优先向SCSCF返回用户的签约数据信息。但是，考虑到HSS可能严重过载，也可以采用以下的方法：在SCSCF从所述HSS确定所述用户的签约数据之前，还可以检测HSS是否过载，若是或由于HSS过载导致SCSCF获取签约数据失败时，则缓存用户鉴权信息至少一个注册周期，并通过ICSCF和PCSCF向用户发送错误信息，以使得SCSCF后续根据本地缓存直接处理所述用户重新发送鉴权后的注册信息。由此可以在SCSCF获取用户签约数据的过程中，缓解HSS重度过载的情况。此时SCSCF不立即删除用户鉴权信息，而是缓存一段时间，以便用户重试注册时减少对HSS的负载。

本实施例在用户进行注册的过程中，若HSS过载，则限制向HSS发送请求的数量，以此缓解HSS的过载情况，避免了HSS过载时造成的用户注册成功率大幅下降的问题。由此提高了通信系统为用户提供服务的能力。

以下对本实施例的IMS网络的处理能力的变化进行定性分析：

假设HSS对UAR、MAR、SAR需要相同的处理开销(不同也不影响分析过程)，最多能够支持每秒100次请求，则正常情况下，IMS网络每秒可处理25个注册请求，每个注册对HSS产生两个UAR、一个MAR、一个SAR；当注册请求超过HSS能力时，若ICSCF/SCSCF不过载，则在HSS过载时，现有技术系统的处理情况和本申请的系统的处理情况分别如下：

现有技术中，设HSS成功处理X1个第一条注册请求UAR，X2个MAR，X3个挑战后UAR，X4个SAR；有关系

X1＝系统负载×HSS能力/(系统负载+X1+X2+X3)

X2＝X1×HSS能力/(系统负载+X1+X2+X3)

X3＝X2×HSS能力/(系统负载+X1+X2+X3)

X4＝X3×HSS能力/(系统负载+X1+X2+X3)，

X4即为系统端到端的注册成功率。参见图1b所示为系统负载与注册成功率的关系图，在HSS随机拒绝请求的情况下，系统端到端注册成功率将随着系统负载增大迅速减小：

系统负载为每秒100次注册请求，X4＝7.25次每秒

系统负载为每秒200次注册请求，X4＝2.56次每秒

系统负载为每秒300次注册请求，X4＝1.19次每秒

系统负载为每秒400次注册请求，X4＝0.64次每秒

而在本实施例的IMS网络中，假设HSS处理能力与以下描述相同，即最多能够支持每秒100次请求。在系统负载较重时(设系统负载为每秒X次注册请求，且X＞100)。则由于本实施例的IMS网络中采用了限制向HSS发送请求的数量的方式。在系统负载为每秒X次注册请求时，ICSCF可以每秒放过25个第一条注册请求，即向HSS每秒发出25个第一次注册请求的UAR，同时拒绝X-25个注册，则系统端到端的注册成功速率可以始终保持在25次每秒。相比现有技术中的HSS随机拒绝注册请求的方式，用户的注册成功率得到了很大提高。

本发明第二实施例提供了一种IMS网络中用户注册的方法，与第一实施例中的用户注册方法类似，即在HSS过载时都进行限制呼叫的处理。此外，本实施例还进一步的考虑当旧的SCSCF不能为用户提供服务时，HSS查询新的SCSCF为用户提供服务。

本实施例中用户注册的方法与上述实施例类似，不再赘述。

进一步的，本实施例中ICSCF查询为所述用户服务的SCSCF的方法如下：当HSS首次查询到了为用户服务的第一SCSCF，将该SCSCF的信息返回给ICSCF，该ICSCF将用户的注册请求发送到该第一SCSCF上。但ICSCF检测到该第一SCSCF可能出现故障会造成用户注册中断，则ICSCF会向HSS查询用户的SCSCF集合，以重新选择SCSCF，参见图2a所示为本实施例中进行SCSCF切换的方法流程图，包括：

步骤21、当ICSCF查询到为所述用户服务的为第一SCSCF，且检测到所述第一SCSCF不能为所述用户提供服务时，则进一步查询能为所述用户服务的第二SCSCF。

ICSCF从HSS首次查询到的SCSCF可以理解为旧的SCSCF，在该旧的SCSCF不能为用户提供服务时，就需要再次查询新的SCSCF。

步骤22、HSS向所述第二SCSCF返回所述用户的鉴权信息；以通过所述第二SCSCF对用户进行鉴权。

当第二SCSCF发出MAR时，HSS感知到第一SCSCF可能故障，则向第二SCSCF返回鉴权数据，并继续保留第一SCSCF的分配信息。

则HSS此时共查询到两个SCSCF，则说明有两个SCSCF能为用户服务，在本实施例，其中的旧的SCSCF状态为“assigned”，新的SCSCF的状态为“pending”，在新的SCSCF未向HSS发出获取签约数据信息的请求时，仍保留第一SCSCF中关于用户注册的信息。

HSS此时允许用户同时具有两个SCSCF，同时保留两个SCSCF的信息，其中ICSCF对用户进行注册/呼叫查询UAR/LIR时HSS返回第二SCSCF，确保新会话和新注册都由第二SCSCF处理；若用户向第二SCSCF注册失败，第二SCSCF向HSS发送SAR清除“服务器分配关系”时，回退到第一SCSCF，若用户在第二SCSCF注册成功，第二SCSCF发送SAR到HSS确定“服务器分配关系”时，HSS向第一SCSCF发server_changed(服务器变更)通知，以请求第一SCSCF取消用户的注册。

ICSCF将用户的UAR发送到第二SCSCF上进行注册，第二SCSCF向HSS请求鉴权，HSS将鉴权信息发送到SCSCF上以进行鉴权，SCSCF将鉴权挑战响应发送给用户。

步骤23、第二SCSCF获取所述用户鉴权数据后，将鉴权挑战响应发送给所述用户；在所述第二SCSCF接收到所述用户的鉴权挑战后的注册消息后，完成对所述用户的注册。

用户收到鉴权挑战响应后，向PCSCF发送鉴权挑战后的注册请求，然后通过ICSCF发送UAR到HSS，HSS向ICSCF返回第二SCSCF的信息，ICSCF将用户的鉴权挑战后的注册请求对应的UAR发送到第二SCSCF；第二SCSCF根据用户签约数据信息校验注册请求的有效性，向用户返回注册成功消息。并发送SAR通知HSS确定用户与第二SCSCF的分配关系。

步骤24、第二SCSCF通知HSS所述用户注册成功，所述HSS向所述第一SCSF发送取消注册请求，所述第一SCSCF收到所述取消注册请求后，保持与所述用户的业务，并向所述用户发送注册到所述第二SCSCF的通知。

第二SCSCF通知HSS所述用户注册成功后，HSS更新用户在HSS中的状态。

在向第一SCSCF发送取消注册请求时，该注册请求中携带原因值“ServerChange(服务器变更)”，以请求第一SCSCF取消用户的注册。在取消了用户的注册后，第一SCSCF仅清除所述用户在SCSCF中的注册状态，不主动拆除用户在SCSC1中的业务，当用户的所有业务都结束后，向所述用户发送重新注册到所述第二SCSCF上的通知信息。

用户收到所述重新注册的通知信息后，重新注册到第二SCSCF上，由所述第二SCSCF为其提供服务。

服务器的切换过程的流程图可以参见图2b所示，具体描述如下：

1～4)用户发起注册，ICSCF从HSS查询到第一SCSCF为用户服务；

5)第一SCSCF故障，ICSCF发往第一SCSCF的注册请求无法被处理；

6～9)ICSCF实施容灾重选，查询HSS选择第二SCSCF为用户提供服务，第二SCSCF发送MAR向HSS获取用户的鉴权信息；

10)HSS向第二SCSCF发MAA，提供用户鉴权信息供第二SCSCF校验用户注册请求的合法性；HSS不清除第一SCSCF的信息，同时保留为用户服务的两个SCSCF的信息，其中第一SCSCF的状态为assigned，第二SCSCF的状态为”pending”，后续ICSCF向HSS查询为用户服务的SCSCF时，返回第二SCSCF；

11～16)第二SCSCF向用户的注册请求发起挑战，挑战响应通过ICSCF、PCSCF到达用户终端后，用户终端根据挑战信息重新发送注册请求，重复注册流程；

17)在第二SCSCF未向HSS发出SAR前，用户注册请求的UAR返回第二SCSCF，即在第二SCSCF上进行该用户的注册。

18～20)在第二SCSCF上用户注册成功，第二SCSCF发SAR到HSS更改状态为assigned，HSS执行以下步骤完成服务器变更。

21)HSS向第一SCSCF发送Cx-Deregister，Cx-Deregister的定义仍是server changed，即变更服务器为第二SCSCF；

第一SCSCF收到server changed通知后，不主动拆除与该用户的业务；

第一SCSCF在用户所有业务都结束后，向用户发起网络侧鉴权通知；

用户终端收到鉴权通知后，向第二SCSCF重新发起注册，注册成功后，就完成了SCSCF的容灾切换。

22～24)SCSCF发送注册成功响应给用户，完成注册；

25)第二SCSCF上用户注册鉴权失败

26～27)第二SCSCF向HSS发SAR携带鉴权失败指示AUTHENTICATION_FAILURE，以清除“服务器分配”，则HSS恢复为在第一SCSCF上进行该用户的注册，后续UAA响应中携带第一SCSCF。

28)第二SCSCF发送鉴权失败响应给用户。

基于本实施例的上述技术方案可知，在SCSCF的容灾切换时，需要定义一个新的仲裁逻辑功能实体，以监控和管理为用户分配的SCSCF，该逻辑功能实体可以部署在HSS中。

本实施例在用户进行注册的过程中，若某个SCSCF不能为用户提供服务，则查询新的SCSCF为用户提供服务，并通过原有的SCSCF通知用户重新进行注册，以使得用户其它还未到达重注册超时时间的终端重新注册到新的SCSCF上。由此实现了SCSCF的容灾处理能力，保证用户的注册成功率，提高了通信系统为用户提供服务的能力。

参见图3为本发明第三实施例提供的IMS网络中用户注册方法流程图，在本实施例中，增加了PCSCF、ICSCF、SCSCF、HSS的异常处理要求，解决HSS过载时造成的注册成功率下降的问题。同时更新HSS和SCSCF对SCSCF容灾的处理行为，避免容灾引起用户下线、未完成注册鉴权就实施网络侧注销的安全隐患。

参见图3所示，本实施例中IMS网络中用户注册的方法流程如下，

1～2：用户发起注册请求，PCSCF转发注册请求到ICSCF；

3：ICSCF根据最近与HSS的交互情况，判断HSS是否可能过载；若HSS过载，ICSCF以一定比例限呼发送给HSS的UAR，并查看本地缓存中是否有能为用户提供服务的SCSCF，如果缓存中没有，则向PCSCF回错误响应提示HSS过载；PCSCF对指示HSS过载的错误响应，需缓存该用户和ICSCF的对应关系，在一段时间内为该用户选择同一个ICSCF处理注册请求，除非ICSCF故障。如HSS不过载，ICSCF向HSS发查询消息以获取为用户服务的SCSCF。

4：在本实施例中，HSS可以将自己的过载状态分为3个等级：不过载、轻度过载、重度过载；当HSS处于不过载状态，向ICSCF返回SCSCF地址；当HSS处于轻度过载或重度过载状态，回复DIAM_TOO_BUSY(遇忙)指示ICSCF实施流控，减少到HSS的查询；

5：如果ICSCF等不到HSS返回的信息或返回DIAM_TOO_BUSY，向PCSCF回错误响应提示HSS过载，ICSCF更新其记录的HSS过载状态和初始注册限呼比例；否则ICSCF根据HSS返回的信息选择SCSCF，并转发注册请求；同时，如ICSCF判断HSS可能过载但还没达到过载限呼门限，ICSCF缓存用户及其对应SCSCF，以便区分用户发出的第一条注册请求；

6：SCSCF根据最近与HSS的交互情况，先判断HSS是否可能重度过载；如HSS重度过载，SCSCF更新其记录的HSS过载状态和注册限呼比例；向ICSCF回错误响应提示HSS过载；ICSCF在HSS过载时需缓存获取到的SCSCF信息，以便在处理后续注册消息时能够不查询HSS而直接路由到SCSCF；如HSS不过载则向HSS发消息以获取用户的鉴权数据。

7：HSS在收到SCSCF的信息后，仅在重度过载时才返回DIAM_TOO_BUSY拒绝；如果SCSCF等不到HSS返回鉴权数据或返回消息为DIAM_TOO_BUSY，向ICSCF回错误响应提示HSS过载，SCSCF更新其记录的HSS过载状态和初始注册限呼比例；否则SCSCF根据HSS返回的信息发出鉴权挑战响应；

8～10：SCSCF通过ICSCF和PCSCF向用户终端发出鉴权挑战响应；

11～15：用户终端根据网络侧的挑战，重新发起携带正确鉴权数据的注册请求；当网络处于过载状态时，PCSCF、ICSCF、SCSCF、HSS优先处理此注册请求；当HSS处于过载状态时，PCSCF根据缓存信息为用户选择ICSCF，避免因HSS多次故障引起成功率下降；ICSCF根据缓存信息寻址SCSCF，避免因HSS多次故障引起成功率下降；HSS需识别和优先处理ICSCF因用户的后续注册请求发出的鉴权挑战后的注册请求；

16～20：SCSCF对用户鉴权成功后，向HSS发送请求下载用户的签约信息并刷新用户状态；HSS优先处理SCSCF的获取签约数据的请求。此外，若因HSS过载而失败，则SCSCF缓存用户信息至少一个注册周期，并在图中所示的18处携带较短的Retry-After周期回复错误响应，以便用户重新发起注册完成此过程；即用户从图中所示的11处重复上述步骤以实现重新注册。

通过上述方法就实现了用户注册，本实施例中对IMS容灾行为方案如下：

当HSS感知到旧SCSCF可能故障，则向新SCSCF返回鉴权数据，但并不完全对用户的SCSCF分配信息；HSS此时允许用户同时具有两个SCSCF，然后按照上一实施例中的方法实现用户从旧的SCSCF注册到新的SCSCF，方法上一实施例中的方法类似，此处不再赘述。

本实施例在用户进行注册的过程中，若HSS过载，则限制向HSS发送请求的数量，以此缓解HSS的过载情况，避免了HSS过载时造成的用户注册成功率大幅下降的问题。若某个SCSCF不能为用户提供服务，则查询新的SCSCF为用户提供服务，并通过原有的SCSCF通知用户重新进行注册，以使得用户重新注册到新的SCSCF上。由此实现了SCSCF的容灾处理能力，保证用户的注册成功率，提高了通信系统为用户提供服务的能力。

本发明还提供了一种通信系统，包括：ICSCF、PCSCF、HSS和SCSCF；

所述ICSCF，用于在接收PCSCF发送的来自用户的至少一个注册请求时；ICSCF判断HSS是否过载；若ICSCF判断出HSS过载，则按照限呼策略，减少向HSS发送所述用户的用户授权请求UAR；若ICSCF判断出HSS不过载，则将所述用户的UAR发送给HSS以查询为所述用户服务的SCSCF。

所述ICSCF，还用于在HSS可能过载时缓存未限呼注册请求的用户及其对应SCSCF。

所述SCSCF，用于在收到所述ICSCF发送的注册请求，判断所述HSS是否处于过载的状态；若所述HSS处于过载状态，则按照限呼策略，减少向HSS发送所述用户的多媒体鉴权请求MAR。

在用户初始注册的过程中，若HSS过载，则所述ICSCF，还用于在HSS过载时向PCSCF发送注册过载指示；相应的，所述PCSCF在收到所述注册过载指示后，保存所述用户与所述ICSCF的对应关系；在预设的时间内收到所述用户的注册请求后，根据所述对应关系，将所述用户的注册请求发送到所述ICSCF上。

在SCSCF对用户进行鉴权的过程中，若HSS过载，所述SCSCF，还用于在HSS过载时向ICSCF发送鉴权过载指示；相应的，所述ICSCF，收到所述鉴权过载指示后，保存所述用户与所述SCSCF的对应关系；在收到所述用户的注册请求后，根据所述对应关系，将注册请求发送到所述SCSCF上。

所述SCSCF，还用于检测到所述HSS过载时，缓存所述用户信息，并通过ICSCF和PCSCF向用户发送错误信息，以使得SCSCF后续根据本地缓存直接处理所述用户重新发送鉴权后的注册信息。

当HSS感知到旧SCSCF可能故障，则向新SCSCF返回鉴权数据，但并不完全对用户的SCSCF分配信息；HSS此时允许用户同时具有两个SCSCF，并将用户从旧的SCSCF注册到新的SCSCF上。

所述HSS查询到为所述用户服务的为第一SCSCF，并且所述第一SCSCF不能为所述用户提供服务时，则进一步查询能为所述用户服务的第二SCSCF；向所述第二SCSCF返回所述用户的鉴权信息；以通过所述第二SCSCF对用户进行鉴权；由所述第二SCSCF对将所述鉴权挑战响应发送给所述用户，并在接收到所述用户的鉴权挑战后的注册消息后，完成对所述用户的注册。

所述HSS收到所述第二SCSCF发送的通知所述用户注册成功的信息后，向所述第一SCSF发送取消注册请求，由所述第一SCSCF收到所述取消注册请求后，保持与所述用户的业务，并向所述用户发送注册到所述第二SCSCF的通知。

本实施例在用户进行注册的过程中，若HSS过载，则限制向HSS发送请求的数量，以此缓解HSS的过载情况，避免了HSS过载时造成的用户注册成功率大幅下降的问题。若某个SCSCF不能为用户提供服务，则查询新的SCSCF为用户提供服务，并通过原有的SCSCF通知用户重新进行注册，以使得用户重新注册到新的SCSCF上。由此保证了用户的注册成功率，提高了通信系统为用户提供服务的能力。

本发明还提供了一种ICSCF，参见图4所示，包括：

接收模块41，用于接收PCSCF发送的来自用户的至少一个注册请求；

判断模块42，用于判断HSS是否处于过载的状态；

本发明实施例中，HSS是否处于过载的状态包括HSS是否近期可能过载。

处理模块43，用于在所述判断模块42判断出HSS处于过载状态时，则按照限呼策略，减少向HSS发送所述用户的UAR；若所述判断模块42判断出HSS处于不过载状态，则将所述用户的UAR发送给HSS以查询为所述用户服务的SCSCF。

此外，该ICSCF在用户注册请求的过程中，还需要保存用户和为该用户服务的SCSCF的对应关系。该ICSCF还包括：

保存模块44，用于在收到所述SCSCF发送的鉴权过载指示时，保存所述用户与所述SCSCF的对应关系；

保存模块44，还用于在HSS可能过载但未达到限呼门限时，保存所述用户与所述SCSCF的对应关系；

发送模块45，用于在收到所述用户的注册请求后，根据所述保存模块中保存的所述用户与所述SCSCF的对应关系，将所述用户的注册请求发送给所述SCSCF。

可选地，处理模块，还用于在实施限呼策略时，根据保存模块是否保存有所述用户与所述SCSCF的的对应信息，识别是否是第一次注册请求，并在HSS过载时限呼第一类注册请求对应的用户授权请求UAR。

相应的，本发明实施例还提供了一种SCSCF，参见图5所示，包括：

接收模块51，用于接收询问会话控制功能ICSCF发送的注册请求；

判断模块52，用于判断归属用户服务器HSS是否处于过载的状态；

处理模块53，用于在所述判断模块判断出所述HSS处于过载状态时，则按照限呼策略，减少向HSS发送所述用户的多媒体鉴权请求MAR。

此外，该SCSCF还包括：缓存处理模块54，用于在判断出HSS处于过载状态，或因HSS过载拒绝服务器分配请求SAR时，缓存所述用户鉴权信息至少一个注册周期，并通过ICSCF和PCSCF向用户发送错误信息，以使得缓存处理模块54后续根据本地缓存直接处理所述用户重新发送鉴权后的注册信息。可选地，若一个注册周期后用户仍不能成功完成注册，则缓存处理模块54在删除本地缓存时清除HSS上的服务器分配状态。

本实施例在用户进行注册的过程中，若HSS过载，则限制向HSS发送请求的数量，以此缓解HSS的过载情况，避免了HSS过载时造成的用户注册成功率大幅下降的问题，提高了通信系统为用户提供服务的能力。

本发明实施例还一种代理呼叫会话控制功能PCSCF，包括：

接收模块，用于接收询问会话控制功能ICSCF发送的注册过载指示；

缓存模块，用于在接收到所述注册过载指示时，保存用户与所述ICSCF的对应关系，

处理模块，用于在收到所述用户的注册请求后，根据所述对应关系，将所述用户的注册请求发送给所述ICSCF。

所述接收模块，还用于接收用户注册请求和ICSCF返回的带有HSS注册过载指示和Retry-After指示的注册响应；

所述缓存模块，具体用于在所述接收模块接收到ICSCF返回带有HSS注册过载指示时，缓存所述用户及其对应ICSCF信息，缓存时长长于Retry-After所指示的值，使得用户后续注册请求能够选择到保存有用户及其SCSCF信息的ICSCF处理。

本发明实施例还一种归属用户服务器HSS，包括：

接收模块，用于接收来自ICSCF的UAR请求和SCSCF的MAR和SAR请求；

处理模块，用于在本装置过载时，采取不同的优先级拒绝所述接收模块收到的请求：优先拒绝第一条注册请求的UAR，其次拒绝MAR，再次拒绝挑战后注册请求的UAR，最后拒绝服务器分配请求SAR。

以上实施例在用户进行注册的过程中，若HSS过载，则限制向HSS发送请求的数量，以此缓解HSS的过载情况，避免了HSS过载时造成的用户注册成功率大幅下降的问题，提高了通信系统为用户提供服务的能力。

本领域普通技术人员可以理解：附图只是一个实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。

本领域普通技术人员可以理解：实施例中的装置中的模块可以按照实施例描述分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。

Claims (17)

1.一种IP多媒体子系统IMS网络中用户注册的方法，其特征在于，包括：

询问会话控制功能ICSCF接收代理会话控制功能PCSCF发送的来自用户的至少一个注册请求；

ICSCF判断归属用户服务器HSS是否处于过载的状态；

若ICSCF判断出HSS处于过载状态，则按照限呼策略，减少向HSS发送所述用户的用户授权请求UAR；若ICSCF判断出HSS处于不过载状态，则将所述用户的UAR发送给HSS以查询为所述用户服务的服务呼叫会话控制功能SCSCF。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

所述SCSCF收到所述ICSCF发送的注册请求，判断所述HSS是否处于过载的状态；

若所述HSS处于过载状态，则SCSCF按照限呼策略，减少向HSS发送所述用户的多媒体鉴权请求MAR。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

若ICSCF判断出HSS处于过载状态，则所述ICSCF向PCSCF发送注册过载指示，所述PCSCF收到所述注册过载指示后，保存所述用户与所述ICSCF的对应关系；

所述PCSCF收到所述用户的注册请求后，根据所述对应关系，将所述用户的注册请求发送给所述ICSCF。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：

若SCSCF判断出HSS处于过载状态，则所述SCSCF向ICSCF发送鉴权过载指示，所述ICSCF收到所述鉴权过载指示后，保存所述用户与所述SCSCF的对应关系；

所述ICSCF收到所述用户的注册请求后，根据所述对应关系，将所述用户的注册请求发送给所述SCSCF。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：

若SCSCF判断出HSS处于过载状态，或因HSS过载拒绝服务器分配请求SAR时，缓存所述用户鉴权信息至少一个注册周期，并通过ICSCF和PCSCF向用户发送错误信息，以使得SCSCF后续根据本地缓存直接处理所述用户重新发送鉴权后的注册信息。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，HSS查询为所述用户服务的SCSCF的方法包括：

HSS查询到为所述用户服务的为第一SCSCF，

ICSCF检测到所述第一SCSCF是否能为所述用户提供服务，如果不能，则ICSCF进一步向HSS查询能为所述用户服务的第二SCSCF；

第二SCSCF向HSS查询用户鉴权信息，并同时通知HSS将服务器分配信息由第一SCSCF更改为第二SCSCF，HSS向所述第二SCSCF返回所述用户的鉴权信息；以通过所述第二SCSCF对用户进行鉴权；

所述HSS向所述第一SCSF发送取消注册请求，所述第一SCSCF收到所述取消注册请求后，保持与所述用户的业务，并向所述用户发送注册订阅事件通知触发用户的其它终端注册到所述第二SCSCF。

7.一种询问会话控制功能ICSCF，其特征在于，包括：

接收模块，用于接收代理会话控制功能PCSCF发送的来自用户的至少一个注册请求；

判断模块，用于判断归属用户服务器HSS是否处于过载的状态；

处理模块，用于在所述判断模块判断出HSS处于过载状态时，则按照限呼策略，减少向HSS发送所述用户的用户授权请求UAR；若所述判断模块判断出HSS处于不过载状态，则将所述用户的UAR发送给HSS以查询为所述用户服务的服务呼叫会话控制功能SCSCF。

8.根据权利要求7所述的ICSCF，其特征在于，还包括：

保存模块，用于在收到所述SCSCF发送的鉴权过载指示时，保存所述用户与所述SCSCF的对应关系；

发送模块，用于在收到所述用户的注册请求后，根据所述保存模块中保存的所述用户与所述SCSCF的对应关系，将所述用户的注册请求发送给所述SCSCF。

9.一种服务呼叫会话控制功能SCSCF，其特征在于，包括：

接收模块，用于接收询问会话控制功能ICSCF发送的注册请求；

判断模块，用于判断归属用户服务器HSS是否处于过载的状态；

处理模块，用于在所述判断模块判断出所述HSS处于过载状态时，则按照限呼策略，减少向HSS发送所述用户的多媒体鉴权请求MAR。

10.根据权利要求9所述的SCSCF，其特征在于，还包括：

缓存处理模块，用于在判断出HSS处于过载状态，或因HSS过载拒绝服务器分配请求SAR时，缓存所述用户鉴权信息至少一个注册周期，并通过ICSCF和代理会话控制功能PCSCF向用户发送错误信息，以使得缓存处理模块根据本地缓存直接处理所述用户重新发送鉴权后的注册信息。

11.一种代理呼叫会话控制功能PCSCF，其特征在于，包括：

接收模块，用于接收询问会话控制功能ICSCF发送的注册过载指示；

缓存模块，用于在接收到所述注册过载指示时，保存用户与所述ICSCF的对应关系，

处理模块，用于在收到所述用户的注册请求后，根据所述对应关系，将所述用户的注册请求发送给所述ICSCF。

12.一种通信系统，其特征在于，包括：询问会话控制功能ICSCF、代理会话控制功能PCSCF、归属用户服务器HSS和服务呼叫会话控制功能SCSCF；

所述ICSCF，用于在接收PCSCF发送的来自用户的至少一个注册请求时；ICSCF判断HSS是否过载；若ICSCF判断出HSS过载，则按照限呼策略，减少向HSS发送所述用户的用户授权请求UAR；若ICSCF判断出HSS不过载，则将所述用户的UAR发送给HSS以查询为所述用户服务的SCSCF。

13.根据权利要求12所述的通信系统，其特征在于，

所述SCSCF，用于在收到所述ICSCF发送的注册请求，判断所述HSS是否处于过载的状态；若所述HSS处于过载状态，则按照限呼策略，减少向HSS发送所述用户的多媒体鉴权请求MAR。

14.根据权利要求12所述的通信系统，其特征在于，

所述ICSCF，还用于在HSS过载时向PCSCF发送注册过载指示；

所述PCSCF在收到所述注册过载指示后，保存所述用户与所述ICSCF的对应关系；在预设的时间内收到所述用户的注册请求后，根据所述对应关系，将所述用户的注册请求发送到所述ICSCF上。

15.根据权利要求12所述的通信系统，其特征在于，

所述SCSCF，还用于在HSS过载时向ICSCF发送鉴权过载指示；

所述ICSCF，收到所述鉴权过载指示后，保存所述用户与所述SCSCF的对应关系；在收到所述用户的注册请求后，根据所述对应关系，将所述用户的UAR发送到所述SCSCF上。

16.根据权利要求13所述的通信系统，其特征在于，

所述SCSCF，还用于检测到所述HSS过载时，缓存所述用户的鉴权信息，并通过ICSCF和PCSCF向用户发送错误信息，以使得SCSCF后续根据本地缓存直接处理所述用户重新发送鉴权后的注册信息。

17.根据权利要求12所述的通信系统，其特征在于，

所述HSS查询到为所述用户服务的为第一SCSCF，并且所述第一SCSCF不能为所述用户提供服务时，则进一步查询能为所述用户服务的第二SCSCF；向所述第二SCSCF返回所述用户的鉴权信息；以通过所述第二SCSCF对用户进行鉴权；

所述HSS向所述第一SCSF发送取消注册请求，由所述第一SCSCF收到所述取消注册请求后，保持与所述用户的业务，并向所述用户发送注册到所述第二SCSCF的通知。

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