CN103024100B - 一种建立偶联的方法和域名系统服务器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种建立偶联的方法及用户设备，所述方法通过扩展DNS协议，标识出SCTP端点的SCTP多归属特征，使得用户设备能识别出多个IP地址属于同一个SCTP端点，当接收所述UE对所述SCTP多归属识别的SCTP端点的服务请求时，能精确返回给所述UE所述SCTP端点的多个IP地址，使得所述UE根据所述SCTP端点的多个IP地址建立偶联，使得用户设备能识别出有多个IP地址的SCTP端点和仅有一个IP地址的SCTP端点，并且因为SCTP协议支持双平面及SCTP协议重传效率高，进一步保证业务信令的传输效率。

Description

一种建立偶联的方法和域名系统服务器

技术领域

本发明属于通信领域，尤其涉及一种建立偶联的方法和域名系统服务器。

背景技术

IP多媒体子系统IMS是3GPP提出的支持IP多媒体业务的子系统，它基于IP互联，采用了域名系统（Domain Name System，DNS）方式寻址。其中网络侧有多种场景需要借助DNS发现业务路由。

IMS的IP承载网大多是双平面，其优势是当一个平面失效时，业务可以无损的倒换到另一个平面上。但是这个能力的发挥需要应用层或传输层发起倒换。

在会话初始化协议（Session Initiation Protocol，SIP）承载在用户数据协议（UserDatagram Protocol，UDP）、采用域名系统寻址的情况下，目前没有办法发挥这个能力，如果一个IP承载网平面不可用，将会出现50%的业务损失，但基于SCTP协议是可用的。

同时，现在的IP网络，尤其是核心网，绝大多数是高带宽、富带宽网络，拥塞已经不是丢包的主要原因，此时SIP等的指数退避已经不再合适，此时保持比较有力的重传才是提高业务成功率的手段,而采用SCTP的重传效率高。

DNS服务器接收偶联设备发送的NAPTR请求消息，在所述NAPTR请求消息中给所述偶联设备返回多个流控制传输协议（Stream Control TransmissionProtocol，SCTP）端点的多个IP地址，但无法分辨一个特定的SCTP端点有几个IP地址，从而无法建立多归属偶联。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种建立偶联的方法，所述方法旨在解决如何让用户设备能识别出有多个IP地址的SCTP端点并建立偶联。

第一方面，一种建立偶联的方法，所述方法包括：

域名系统DNS服务器接收偶联设备发送的名称权威指针NAPTR请求消息；

发送携带有流控制传输协议SCTP多归属标识的NAPTR请求响应消息至所述偶联设备，所述SCTP多归属标识用于表示所述标识对应的SCTP端点具有多个IP地址；

当所述偶联设备支持SCTP多归属偶联时，接收所述偶联设备发送的服务请求；

根据所述接收到的服务请求，发送所述标识对应的SCTP端点的多个IP地址至所述偶联设备，以使所述偶联设备建立所述SCTP端点的多个IP地址之间的偶联。结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述发送携带有流控制传输协议SCTP多归属标识的NAPTR请求响应消息至所述偶联设备之前，还包括:

构建NAPTR请求响应消息，将所述SCTP多归属标识封装进所述请求响应消息中。

结合第一方面或者第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第二种可能的实现方式中，所述发送所述标识对应的SCTP端点的多个IP地址至所述偶联设备之前，还包括：

所述DNS服务器查询预存的IP地址与SCTP端点的对应关系表，确定具有多个IP地址的SCTP端点，获取所述具有多个IP地址的SCTP端点及所述多个IP地址。

结合第一方面或者第一方面的第一种可能的实现方式或者第一方面的第二种可能的实现方式，在第一方面的第三种可能的实现方式中，所述接收所述偶联设备发送的服务请求之前，还包括：

所述偶联设备扩展内部接口，通过所述内部接口对所述标识进行识别，确定多个IP地址属于同一个SCTP的端点。第二方面，一种DNS服务器，所述DNS服务器包括：

接收单元，用于接收偶联设备发送的名称权威指针NAPTR请求消息；

发送单元，用于在所述接收单元接收到所述请求消息后，发送携带有流控制传输协议SCTP多归属标识的NAPTR请求响应消息至所述偶联设备，所述SCTP多归属标识用于表示所述标识对应的SCTP端点具有多个IP地址；

所述接收单元，还用于在所述发送单元发送所述NAPTR请求响应消息后，当所述偶联设备支持SCTP多归属偶联时，接收所述偶联设备发送的服务请求；

所述发送单元，还用于在所述接收单元接收所述服务请求后，根据所述接收到的服务请求，发送所述标识对应的SCTP端点的多个IP地址至所述偶联设备，以使所述偶联设备建立所述SCTP端点的多个IP地址之间的偶联。

结合第二方面，在第二方面的第一种可能的实现方式中，封装单元，用于构建NAPTR请求响应消息，将所述SCTP多归属标识封装进所述请求响应消息中。

结合第二方面或者第二方面的第一种可能的实现方式，在第二方面的第二种可能的实现方式中，所述DNS服务器还包括：

查询单元，用于查询预存的IP地址与SCTP端点的对应关系表，确定具有多个IP地址的SCTP端点；

获取单元，用于获取所述具有多个IP地址的SCTP端点及所述多个IP地址。

与现有技术相比，本发明提供一种建立偶联的方法，所述方法通过通过扩展NAPTR响应消息，标识出SCTP端点的SCTP多归属特征，使得偶联设备能识别出多个IP地址属于同一个SCTP端点，当接收服务请求时，能精确返回给所述偶联设备所述SCTP端点的多个IP地址，使得所述偶联设备根据所述SCTP端点的多个IP地址建立偶联，使得用户设备能识别出有多个IP地址的SCTP端点和仅有一个IP地址的SCTP端点，并且因为SCTP协议支持双平面及SCTP协议重传效率高，进一步保证业务信令的传输效率。

附图说明

图1是IP多媒体子系统中DNS请求的应用场景图；

图2是本发明实施例提供的一种建立偶联的方法流程图；

图3是本发明实施例提供的一种建立偶联的方法示意图；

图4是本发明实施例提供的一种DNS服务器的装置结构图；

图5是本发明实施例提供的一种DNS服务器的装置结构图。

具体实施方式

为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例一

参考图1，图1是IP多媒体子系统中DNS请求的应用场景图。

本发明应用于业务凭借域名发起业务、需要建立SCTP偶联的场景。如注册中用户设备（User Equipment，UE）通过域名系统（Domain Name System，DNS）寻找代理-呼叫会话控制功能（Proxy CSCF，P-CSCF）的过程、呼叫中P-CSCF通过DNS寻找服务-呼叫会话控制功能（Serving CSCF，S-CSCF）的过程、呼叫中问询-呼叫会话控制功能（Interrogating CSCF，I-CSCF）通过DNS寻找应用服务器（Application Server，AS）的过程，不限以上列举。

需要说明的是，在本发明实施例中，将用户设备UE、代理-呼叫会话控制功能实体P-CSCF、呼叫中问询-呼叫会话控制功能I-CSCF和服务-呼叫会话控制功能实体S-CSCF统称为偶联设备。

IP多媒体子系统（IP Multimedia Subsystem，IMS）中DNS请求的过程由一次名称权威指针（Name Authority Pointer，NAPT）请求和一次服务（Serivce，SRV）请求构成。

UE向DNS服务器发送DNS query请求，在所述DNS服务器返回的对所述DNS query请求的DNS Response中，基于DNS协议增加“D2SM”标识，即SCTP多归属（SCTP Multi-home），使之独立于表示UDP协议的“D2U”、表示TCP协议的“D2T”、表示SCTP单归属协议的“D2S”，使得DNS只需要很小的扩展，即可支持SCTP多归属，如图1所示，SCTP端点名为scscf1.domain.com有SCTP多归属标识“D2SM”，表明所述端点名为scscf1.domain.com的SCTP端点有多个IP地址。所述UE基于增加多归属标识的DNS协议识别出所述端点名为scscf1.domain.com的SCTP端点有多个IP地址，向DNS服务器再次发起一次DNS query请求，进一步查询所述所述端点名为scscf1.domain.com的SCTP端点的IP地址，所述DNS服务器接收到所述查询的DNS query请求后，返回所述端点名为scscf1.domain.com的SCTP端点的两个IP地址，所述两个IP地址分别是10.1.0.22及10.1.0.33。如图1所示，所述端点名为scscf1.domain.com的SCTP端点为SCSCF通信设备。

当所述UE获取所述SCSCF通信设备的两种IP地址后，通过SCTP协议和所述SCSCF通信设备建立偶联。

实施例二

参考图2，图2是本发明实施例提供的一种建立偶联的方法流程图。如图2所示，所述图2包括以下步骤：

步骤201，域名系统DNS服务器接收偶联设备发送的名称权威指针NAPTR请求消息；

具体的，所述偶联设备基于DNS协议向所述DNS服务器发送请求，查询SCTP端点的IP地址。

步骤202，发送携带有流控制传输协议SCTP多归属标识的NAPTR请求响应消息至所述偶联设备，所述SCTP多归属标识用于表示所述标识对应的SCTP端点具有多个IP地址；

需要说明的是，在发送携带有流控制传输协议SCTP多归属标识的NAPTR请求响应消息至所述偶联设备之前，DNS服务器构建NAPTR请求响应消息，将所述SCTP多归属标识封装进所述请求响应消息中。

具体的，所述DNS服务器接收所述用户设备发送的请求后，在所述请求的NAPTR响应中，增加SCTP多归属标识，比如“D2SM”，标识所述SCTP端点的多归属的特性，以区别UDP协议、TCP协议等。同时，可配置一条“D2S”记录，使得当所述用户设备无法识别“D2SM”时，也能正常建立SCTP偶联。

同时，所述DNS服务器在所述请求的NAPTR响应中，向所述用户设备返回SCTP端点的标识和对应所述SCTP端的SCTP多归属或者单归属标识，使得所述用户设备接收到所述请求的NAPTR响应后，能基于增加SCTP多归属标识后的SCTP协议识别出所述SCTP多归属标识，从而识别出多个IP地址属于同一个SCTP端点。

步骤203，当所述偶联设备支持SCTP多归属偶联时，接收所述偶联设备发送的服务请求；

具体的，在接收所述偶联设备发送的服务请求之前，所述偶联设备扩展内部接口，通过所述内部接口对所述标识进行识别，确定多个IP地址属于同一个SCTP的端点。

步骤204，根据所述接收到的服务请求，发送所述标识对应的SCTP端点的多个IP地址至所述偶联设备，以使所述偶联设备建立所述SCTP端点的多个IP地址之间的偶联。

需要说明的是，在发送所述标识对应的SCTP端点的多个IP地址至所述偶联设备之前，所述DNS服务器查询预存的IP地址与SCTP端点的对应关系表，确定具有多个IP地址的SCTP端点，获取所述具有多个IP地址的SCTP端点及所述多个IP地址。

可实现的，返回给所述偶联设备所述SCTP端点的多个IP地址，使得所述偶联设备通过SCTP协议建立所述多个IP地址的偶联。

具体的，当P-CSCF客户端需要获得SCTP多归属的SCTP端点的IP地址时，发一次SRV查询，查询所述SCTP多归属的SCTP端点的IP地址，所述DNS服务器收到所述SRV查询后，返回所述SCTP多归属的SCTP端点的多个IP地址，将两个SCTP偶联的域名及IP地址返回，偶联对应一个域名，偶联下的IP地址可以以记录的形式列出，对应在其域名下。所述P-CSCF客户端识别出所述两个偶联，每个偶联下有两个IP地址，并且预先设置第一个IP地址是SCTP的主路径，所述P-CSCF客户端将所述两个偶联下的IP地址通过SCTP协议建立偶联，包括主路径信息。

本发明提供一种建立偶联的方法，通过扩展NAPTR响应消息，标识出SCTP端点的SCTP多归属特征，使得偶联设备能识别出多个IP地址属于同一个SCTP端点，当接收服务请求时，能精确返回给所述偶联设备所述SCTP端点的多个IP地址，使得所述偶联设备根据所述SCTP端点的多个IP地址建立偶联，使得用户设备能识别出有多个IP地址的SCTP端点和仅有一个IP地址的SCTP端点，并且因为SCTP协议支持双平面及SCTP协议重传效率高，进一步保证业务信令的传输效率。

实施例三

参考图3，图3是本发明实施例提供的一种建立偶联的方法示意图。如图3所示，所述图3包括以下步骤：

步骤301：UE完成无线网络附着，P-CSCF发现等过程；

步骤302：UE发起IMS注册，即register消息；

具体的，本发明实施例是在家庭网络中使用的S-CSCF等级的用户的SIPURI。所述UE发起的注册请求被路由到P-CSCF，因为所述P-CSCF是唯一已知的UE的SIP服务器。

步骤303：P-CSCF发起DNS查询，获得I-CSCF的地址；

具体的，DNS服务器基于用户的URI，P-CSCF确定UE被从访问域注册并执行DNS查询，以定位在家庭网络中的I-CSCF，并在DNS查找中请求URI所指定的地址。P-CSCF发送register请求，在本地处理，在请求URI（Request-URI）中指定地址。P-CSCF转发register请求到家庭网络中的协议、端口号和IP地址。P-CSCF通过查询DNS，试图找到这些信息。所述Request-URI没有指定一个数字IP地址，传输协议和端口号不显示，P-CSCF执行NAPTR查询在Request-URI指定的域。

步骤304：P-CSCF向I-CSCF传递register；

具体的，P-CSCF需要在路径中终止用户的请求，为了确保这一点，P-CSCF把自己添加到Path标题为将来请求P-CSCF。添加P的访问次数的网络的P-CSCF的网络标识符的内容ID头，这可能是被访问的网络的域名或者任何其他的在家庭网络中的被访问的网络的标识符。此信令流程图，在归属域的I-CSCF的P-CSCF从注册Register请求。

步骤305：I-CSCF向HSS发起注册状态查询；

具体的，I-CSCF用户注册状态相关的信息发送私有用户标识，公有用户标识，并参考域名的HSS请求，所述HSS请求返回的S-CSCF必须和I-CSCF使用所述信息来选择一个合适的S-CSCF。

步骤306：I-CSCF向S-CSCF传递register；

具体的，I-CSCF不修改路径Path标题，此信令流从I-CSCF、S-CSCF在注册Register请求转发选择。

步骤307：S-CSCF向HSS获得鉴权信息；

具体的，由于Register请求到达时，没有完整性保护，P-CSCF、S-CSCF应挑战。对于这一点，在S-CSCF需要向用户挑战中至少一个可以使用认证矢量，如果一个有效的AV是不可用的，则在S-CSCF请求至少一个AV从HSS。在S-CSCF向HSS指示它已被分配给用户的服务。

步骤308：S-CSCF选择鉴权向量；

具体的，在S-CSCF选择的认证矢量中使用认证挑战。

步骤309-311：网络向UE发起401挑战；

具体的，401Unauthorized响应对UE发送的验证挑战。P-CSCF中移除401未授权的响应和其余转发给UE响应中收到的任何键。

步骤312-313：UE响应挑战，再次向网络注册；

具体的，当接收未经授权响应，UE提取的MAC地址和从AUTN的SQN。UE计算XMAC和检查XMAC相匹配的接收的MAC和SQN是否在正确的范围。如果这两个检查是成功的UE计算认证响应，并且还计算出会话密钥的IK和CK。投入“授权”表头的认证挑战响应，并在Resister请求发回注册。

步骤313-317：同步骤302-306；

步骤318：S-CSCF核对挑战响应；

具体的，当接收注册请求携带所述认证挑战响应的完整性保护，在S-CSCF检查预期的响应相匹配的接收的挑战应答。如果检查成功，则在用户经过身份验证和公有用户标识注册S-CSCF。

步骤319：S-CSCF向用户归属服务器（Home Subscriber Server，HSS）通知注册成功；

具体的，在登记用户的S-CSCF通知从HSS中，所述用户已被注册在本发明实施例中，在被请求的所述S-CSCF，HSS将还包括向S-CSCF发送响应的用户配置文件。

步骤320-322：网络向UE确认注册成功。

具体的，S-CSCF发送一个200（OK）响应到I-CSCF，表示注册成功。

此流程中，本发明仅在步骤303和步骤314的DNS查询处进行扩展，其他步骤仍顺从3GPP的描述，详细可以参考3GPP TS24.228相关部分。另外步骤314为步骤303的重复，交互和内容完全相同。P-CSCF的DNS请求与响应实际为一次NAPTR查询和一次SRV查询。

本发明提供一种建立偶联的方法，通过通过扩展NAPTR响应消息，标识出SCTP端点的SCTP多归属特征，使得偶联设备能识别出多个IP地址属于同一个SCTP端点，当接收服务请求时，能精确返回给所述偶联设备所述SCTP端点的多个IP地址，使得所述偶联设备根据所述SCTP端点的多个IP地址建立偶联，使得用户设备能识别出有多个IP地址的SCTP端点和仅有一个IP地址的SCTP端点，并且因为SCTP协议支持双平面及SCTP协议重传效率高，进一步保证业务信令的传输效率。

实施例四

参考图4，图4是本发明实施例四提供的一种DNS服务器的装置结构图，如图4所示，所述DNS服务器包括以下单元：

接收单元401，用于接收偶联设备发送的名称权威指针NAPTR请求消息；

具体的，所述偶联设备基于DNS协议向所述DNS服务器发送请求，查询SCTP端点的IP地址。

发送单元402，用于在所述接收单元接收到所述请求消息后，发送携带有流控制传输协议SCTP多归属标识的NAPTR请求响应消息至所述偶联设备，所述SCTP多归属标识用于表示所述标识对应的SCTP端点具有多个IP地址；

需要说明的是，在发送单元402发送携带有流控制传输协议SCTP多归属标识的NAPTR请求响应消息至所述偶联设备之前，DNS服务器的封装单元构建NAPTR请求响应消息，将所述SCTP多归属标识封装进所述请求响应消息中。

具体的，所述DNS服务器接收单元401接收所述用户设备发送的请求后，在所述请求的NAPTR响应中，由封装单元添加SCTP多归属标识，比如“D2SM”，标识所述SCTP端点的多归属的特性，以区别UDP协议、TCP协议等。同时，可配置一条“D2S”记录，使得当所述用户设备无法识别“D2SM”时，也能正常建立SCTP偶联。

同时，所述DNS服务器在所述请求的NAPTR响应中，向所述用户设备返回SCTP端点的标识和对应所述SCTP端的SCTP多归属或者单归属标识，使得所述用户设备接收到所述请求的NAPTR响应后，能基于增加SCTP多归属标识后的SCTP协议识别出所述SCTP多归属标识，从而识别出多个IP地址属于同一个SCTP端点。

所述接收单元401，还用于在所述发送单元发送所述NAPTR请求响应消息后，当所述偶联设备支持SCTP多归属偶联时，接收所述偶联设备发送的服务请求；

具体的，在接收单元401接收所述偶联设备发送的服务请求之前，所述偶联设备扩展内部接口，通过所述内部接口对所述标识进行识别，确定多个IP地址属于同一个SCTP的端点。

所述发送单元402，还用于在所述接收单元接收所述服务请求后，根据所述接收到的服务请求，发送所述标识对应的SCTP端点的多个IP地址至所述偶联设备，以使所述偶联设备建立所述SCTP端点的多个IP地址之间的偶联。

需要说明的是，在发送单元402发送所述标识对应的SCTP端点的多个IP地址至所述偶联设备之前，所述DNS服务器的查询单元查询预存的IP地址与SCTP端点的对应关系表，确定具有多个IP地址的SCTP端点，由获取单元获取所述具有多个IP地址的SCTP端点及所述多个IP地址。

本发明提供一种DNS服务器，通过扩展NAPTR响应消息，标识出SCTP端点的SCTP多归属特征，使得偶联设备能识别出多个IP地址属于同一个SCTP端点，当接收单元接收服务请求时，能通过发送单元返回给所述偶联设备所述SCTP端点的多个IP地址，使得所述偶联设备根据所述SCTP端点的多个IP地址建立偶联，使得用户设备能识别出有多个IP地址的SCTP端点和仅有一个IP地址的SCTP端点，并且因为SCTP协议支持双平面及SCTP协议重传效率高，进一步保证业务信令的传输效率。

实施例五

参考图5，图5是本发明实施例五提供的一种DNS服务器的装置结构图。参考图5，图5是本发明实施例提供的一种DNS服务器500，本发明具体实施例并不对所述DNS服务器的具体实现做限定。所述DNS服务器500包括：

处理器(processor)501，通信接口(Communications Interface)502，存储器(memory)503，总线504。

处理器501，通信接口502，存储器503通过总线504完成相互间的通信。

通信接口502，用于与用户设备进行通信；

处理器501，用于执行程序。

具体地，程序可以包括程序代码，所述程序代码包括计算机操作指令。

处理器501可能是一个中央处理器CPU，或者是特定集成电路ASIC（Application Specific Integrated Circuit），或者是被配置成实施本发明实施例的一个或多个集成电路。

存储器503，用于存放程序。存储器503可能包含高速RAM存储器，也可能还包括非易失性存储器（non-volatile memory）。程序具体可以包括发送单元及接收单元，通过上述实施例已介绍，这里不再累述。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种建立偶联的方法，其特征在于，所述方法包括：

域名系统DNS服务器接收偶联设备发送的名称权威指针NAPTR请求消息；

发送携带有流控制传输协议SCTP多归属标识的NAPTR请求响应消息至所述偶联设备，所述SCTP多归属标识用于表示所述标识对应的SCTP端点具有多个IP地址；

当所述偶联设备支持SCTP多归属偶联时，接收所述偶联设备发送的服务请求；

根据接收到的所述服务请求，发送所述标识对应的SCTP端点的多个IP地址至所述偶联设备，以使所述偶联设备建立所述SCTP端点的多个IP地址之间的偶联。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述发送携带有流控制传输协议SCTP多归属标识的NAPTR请求响应消息至所述偶联设备之前，还包括：

构建NAPTR请求响应消息，将所述SCTP多归属标识封装进所述请求响应消息中。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述发送所述标识对应的SCTP端点的多个IP地址至所述偶联设备之前，还包括：

所述DNS服务器查询预存的IP地址与SCTP端点的对应关系表，确定具有多个IP地址的SCTP端点，获取所述具有多个IP地址的SCTP端点及所述多个IP地址。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述接收所述偶联设备发送的服务请求之前，还包括：

所述偶联设备扩展内部接口，通过所述内部接口对所述标识进行识别，确定多个IP地址属于同一个SCTP的端点。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述偶联设备包括用户设备UE、代理-呼叫会话控制功能实体P-CSCF、呼叫中问询-呼叫会话控制功能I-CSCF或服务-呼叫会话控制功能实体S-CSCF。

6.一种域名系统DNS服务器，其特征在于，所述DNS服务器包括：

接收单元，用于接收偶联设备发送的名称权威指针NAPTR请求消息；

发送单元，用于发送携带有流控制传输协议SCTP多归属标识的NAPTR请求响应消息至所述偶联设备，所述SCTP多归属标识用于表示所述标识对应的SCTP端点具有多个IP地址；

所述接收单元，还用于当所述偶联设备支持SCTP多归属偶联时，接收所述偶联设备发送的服务请求；

所述发送单元，还用于根据所述接收单元接收到的服务请求，发送所述标识对应的SCTP端点的多个IP地址至所述偶联设备，以使所述偶联设备建立所述SCTP端点的多个IP地址之间的偶联。

7.根据权利要求6所述的DNS服务器，其特征在于，所述DNS服务器还包括：

封装单元，用于构建NAPTR请求响应消息，将所述SCTP多归属标识封装进所述请求响应消息中。

8.根据权利要求6或7所述的DNS服务器，其特征在于，所述DNS服务器还包括：

查询单元，用于查询预存的IP地址与SCTP端点的对应关系表，确定具有多个IP地址的SCTP端点；

获取单元，用于获取所述具有多个IP地址的SCTP端点及所述多个IP地址。