CN103067906A

CN103067906A - Ims架构中s-cscf对用户签约信息的保存方法

Info

Publication number: CN103067906A
Application number: CN2012105265724A
Authority: CN
Inventors: 姚进华
Original assignee: Datang Mobile Communications Equipment Co Ltd
Current assignee: Datang Mobile Communications Equipment Co Ltd
Priority date: 2012-12-07
Filing date: 2012-12-07
Publication date: 2013-04-24
Anticipated expiration: 2032-12-07
Also published as: CN103067906B

Abstract

本发明涉及通信技术领域，公开了一种IMS架构中S-CSCF对用户签约信息的保存方法。本发明通过将用户身份信息和业务信息分开保存，并在进行业务信息保存时使不同用户共享相同的业务信息，从而减少了系统内存占用，节省了内存资源，降低了设备成本，在相同内存情况下可支持更大的用户容量。作为改进，本发明在保存过程中使用了Hash算法，进一步提高了保存的效率。

Description

IMS架构中S-CSCF对用户签约信息的保存方法

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别是涉及一种IMS架构中S-CSCF对用户签约信息的保存方法。

背景技术

CSCF（Call Session Control Function，呼叫会话控制功能）是IP多媒体子系统内部的功能实体，是整个IMS（IP MultimediaSubsystem，IP多媒体子系统）网络的核心，主要负责处理多媒体呼叫会话过程中的信令控制。它管理IMS网络的用户鉴权，IMS承载面QoS，与其它网络实体配合进行SIP（Session Initiation Protocol，会话启动协议）会话的控制，以及业务协商和资源分配等。CSCF根据功能分为P-CSCF(Proxy CSCF,代理CSCF)，I-CSCF（Interrogating CSCF,查询CSCF），S-CSCF（Serving CSCF,服务CSCF）等。

IMS体系架构中，用户注册成功后，S-CSCF保存用户相关信息（即用户签约信息），包括身份信息和业务信息。由于实际应用中用户的签约业务一般为各种基本业务的组合，导致保存业务信息时占用的存储空间也较大。如何合理有效地保存所有注册用户的业务信息，进而减少对系统内存资源的占用，是S-CSCF实现过程中需要重点关注的问题。一个IMS用户对应一份ServiceProfile数据，因此每个用户注册完毕，S-CSCF需在本地保存一份ServiceProfile。现有技术中对用户相关信息的保存方法实现较简单，但也存在着较大的缺点：对内存占用极大。例如，按照一般组成计算，每个ServiceProfile占用内存为8K左右。按照一块单板支持5万用户计算，则ServiceProfile的保存需要占用内存约400M(50,000*8K=400M)，因而对于内存资源是一种极大的消耗。对于企业通信等小型化应用，其最终目标是在增加单系统处理能力的同时尽可能降低成本。为此，基于IMS体系架构所开发的小型化应用中，S-CSCF可能和其它应用共同部署于同一块单板之上。此时，采用现有保存方法对内存消耗过大，将成为系统优化的瓶颈。

发明内容

（一）要解决的技术问题

本发明首先要解决的技术问题是：如何减少在IMS架构中S-CSCF对保存用户签约信息时对系统内存资源的占用。

（二）技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种IP多媒体子系统IMS架构中服务呼叫会话控制功能S-CSCF对用户签约信息的保存方法，用于在IMS架构中用户注册时，对SAA响应消息中用户签约信息的保存，所述用户签约信息包括用户身份信息和业务信息，包括以下步骤：

S1、所述S-CSCF对所述SAA响应消息进行解码，得到用户身份信息和业务信息，所述业务信息存储于ServiceProfile中；

S2、所述S-CSCF检查所述ServiceProfile是否已存在，若是，则获取已存在ServiceProfile的ID，并根据所述ID将已存在的ServiceProfile与注册用户的用户表相关联；否则在本地ServiceProfile表中新增一条记录，将新的ServiceProfile保存在所新增的记录中，并根据新增记录的ID将新的ServiceProfile与注册用户的用户表相关联。

优选地，所述SAA响应消息由所述S-CSCF从归属用户服务器HSS获取。

优选地，在步骤S1之后还包括所述S-CSCF将所述用户身份信息存储到本地的步骤，且所述用户表中包含所述用户身份信息所对应的用户。

优选地，所述S-CSCF利用遍历算法检查所述ServiceProfile是否已存在。

本发明还提供了另一种IP多媒体子系统IMS架构中服务呼叫会话控制功能S-CSCF对用户签约信息的保存方法，用于在IMS架构中用户注册时，对SAA响应消息中用户签约信息的保存，所述用户签约信息包括用户身份信息和业务信息，包括以下步骤：

S1’、所述S-CSCF对所述SAA响应消息进行解码，得到用户身份信息和业务信息，所述业务信息存储于ServiceProfile中；

S2’、所述S-CSCF根据所述ServiceProfile计算Hash值，并判断所计算出的Hash值在本地ServiceProfile表中是否已存在，若是，则获取所述ServiceProfile的ID，并根据所述ID将所述ServiceProfile与注册用户的用户表相关联；否则，在本地ServiceProfile表中新增一条记录，将所计算出的Hash值插入新增的记录中，并根据新增记录的ID将所述ServiceProfile与注册用户的用户表相关联。

优选地，在步骤S2’之前还包括步骤：所述S-CSCF根据本地ServiceProfile表中每条记录的ServiceProfile计算对应的Hash值。

优选地，利用Hash算法计算所述Hash值。

优选地，所述SAA响应消息由S-CSCF从归属用户服务器HSS获取。

优选地，在步骤S1’之后还包括所述S-CSCF将所述用户身份信息存储到本地的步骤，且所述用户表中包含所述用户身份信息所对应的用户。

（三）有益效果

上述技术方案具有如下优点：本发明通过将用户身份信息和业务信息分开保存，并在进行业务信息保存时使不同用户共享相同的业务信息，从而减少了系统内存占用，节省了内存资源，降低了设备成本，在相同内存情况下可支持更大的用户容量。作为改进，本发明在保存过程中使用了Hash算法，进一步提高了保存的效率。

附图说明

图1是IMS架构中用户注册流程图；

图2是现有ServiceProfile组成结构图；

图3是本发明的第一种实施例的方法流程图；

图4书本发明的第二种实施例的方法流程图；。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

本发明提供了一种IMS架构中S-CSCF对用户签约信息的保存方法，由于其在IMS架构中用户注册时使用，因此首先介绍IMS架构中用户注册流程。如图1所示，IMS架构中用户在归属域采用AKA鉴权方式注册的流程如下：

10、用户设备UE向发现的代理呼叫会话控制功能P-CSCF发送一个SIP REGISTER请求。这个请求会包含一个需要被注册的用户标识符。

20、P-CSCF对这个REGISTER请求进行处理，并把REGISTER请求发送给选择的I-CSCF。

30、查询呼叫会话控制功能I-CSCF接着会联系归属用户服务器HSS，向HSS发出Cx查询（Cx-Query）消息，以查询服务呼叫会话控制功能S-CSCF的地址。

40、HSS选择S-CSCF，并把S-CSCF地址通过Cx查询响应（Cx-Query Response）消息发给I-CSCF。

50、在完成S-CSCF选择之后，I-CSCF把REGISTER请求转发给选择的S-CSCF。

60、当S-CSCF发现用户没有被授权时，向HSS发送Cx鉴权（Cx-Authentication）请求消息。

70、HSS根据Cx鉴权请求消息将鉴权认证数据通过Cx鉴权响应（Cx-Authentication Response）消息返回给S-CSCF。

80、S-CSCF向I-CSCF发送“401未授权（Unauthorized）”应答，用于质疑用户。

90、I-CSCF将“401未授权（Unauthorized）”应答发送给P-CSCF。

100、P-CSCF将“401未授权（Unauthorized）”应答发送给UE。

110、UE给P-CSCF发送一个新的包含这个应答的REGISTER。

120、P-CSCF会再一次找到I-CSCF，并将新的REGISTER消息发送给I-CSCF。

130、I-CSCF接着会联系HSS，向HSS发出Cx查询（Cx-Query）消息，以查询S-CSCF的地址。

140、HSS把选择到的S-CSCF地址通过Cx查询响应（Cx-QueryResponse）消息发给I-CSCF。

150、I-CSCF把新的REGISTER请求转发给选择的S-CSCF。S-CSCF会检查这个应答，如果不正确，则鉴权失败，注册流程终止。如果正确，则鉴权成功，执行步骤160。

160、S-CSCF将向HSS发送SAR请求消息。

170、HSS保存对应该用户的S-CSCF名字，并返回SAA响应消息给S-CSCF。S-CSCF保存SAA响应消息中对应的用户相关信息，包括用户身份信息和业务信息。

180、S-CSCF向I-CSCF发送一个“200OK”消息，表示接受这个注册。

190、I-CSCF向P-CSCF转发该“200OK”消息。

200、P-CSCF向UE发送“200OK”消息。

210、S-CSCF根据ServiceProfile中的初始过滤规则集进行业务触发，触发成功后向对应的应用服务器AS发送注册请求（REGISTER）消息。

220、AS向S-CSCF返回“200OK”消息，表示接受这个注册。

按照协议要求，在上述注册流程的步骤170中，S-CSCF在收到HSS下发的SAA响应消息后，需要将其中的用户身份信息和业务信息保存在本地，以供后续呼叫、短消息等其它业务时使用。从SAA中获取的信息在本地一直保存至用户注销。而SAA响应消息中的业务信息主要保存于ServiceProfile中，现有ServiceProfile组成结构如图2所示，其中的Initial Filter Creteria及下级的各个属性值都属于业务信息。

一个IMS用户对应一份ServiceProfile数据，因此每个用户注册完毕，S-CSCF都需在本地保存一份ServiceProfile。

结合图2中ServiceProfile组成结构，分析实际应用中用户的业务数据组成可发现，尽管每个用户的业务签约数据各不相同，但最终都是由一个个简单的基本业务（如基本呼叫、即时消息、群组、呈现业务、多媒体会议等）组合而成。对基本业务进行组合而形成的业务类型有限。以6个基本业务为例，极端情况下，6个基本业务进行组合的数目为：

C_{6}^{1} + C_{6}^{2} + C_{6}^{3} + C_{6}^{4} + C_{6}^{5} + C_{6}^{6} = 63

如果考虑每种基本业务的优先级，则总共的数目为：

P_{6}^{1} + P_{6}^{2} + P_{6}^{3} + P_{6}^{4} + P_{6}^{5} + P_{6}^{6} = 1956

从理论上分析，注册用户数超过1956时，在内存数据库中所保存的Service Profile有大量重复。在实际应用中，用户常用的业务签约数据基本都相同。

结合以上分析，为减少内存数据库中的冗余数据，本发明的方法考虑对于相同的ServiceProfile只保存一次。基于该思路本发明所提出的第一种实施例的方法流程图如图3所示，包括以下步骤：

S2、所述S-CSCF利用遍历算法检查所述ServiceProfile是否已存在，若是，则获取已存在ServiceProfile的ID，并根据所述ID将已存在的ServiceProfile与注册用户的用户表相关联，从而使得不同用户能够共享相同的业务信息；否则在本地ServiceProfile表中新增一条记录，将新的ServiceProfile保存在所新增的记录中，并根据新增记录的ID将新的ServiceProfile与注册用户的用户表相关联，从而使得不同用户能够共享相同的业务信息。

在步骤S1之后还包括所述S-CSCF将所述用户身份信息存储到本地的步骤，且所述用户表中包含所述用户身份信息所对应的用户。

相比于现有实现的方法，本发明的方法将用户身份信息和业务信息分开保存，并在进行业务信息保存时使不同用户共享相同的业务信息，从而减少了系统内存占用，节省了内存资源，降低了设备成本，在相同内存情况下可支持更大的用户容量。

而在上述方法中，由于在SAA解码后需要将当前注册用户的ServiceProfile与本地数据库中所保存数据用遍历算法进行比较，以检查是否已存在，由于遍历算法是逐个比较ServiceProfile中每个属性的值，效率低，因而会增加部分时延。为此，作为本发明提出的另一种更加优化的方法，可考虑在ServiceProfile表中增加一个字段，用于保存根据当前ServiceProfile值所计算出的Hash值。每次比较时，首先使用相同的Hash算法计算出待比较的ServiceProfile记录的Hash值（该Hash值是根据ServiceProfile记录中每个属性值计算出的关键值），然后使用Hash值与数据库中每个ServiceProfile记录的Hash值进行比较，由于关键值是利用Hash算法计算出的，因此比较当前ServiceProfile值所计算出的Hash值与数据库中的关键值时不会逐个比较，而是通过折半查找等更高效的算法进行比较，从而能够提高比较速度。该优化后的方法流程图如图4所示，包括以下步骤：

S2’、所述S-CSCF根据所述ServiceProfile计算Hash值，并判断利用Hash算法所计算出的Hash值在本地ServiceProfile表中是否已存在，若是，则获取所述ServiceProfile的ID，并根据所述ID将所述ServiceProfile与注册用户的用户表相关联，从而使得不同用户能够共享相同的业务信息；否则，在本地ServiceProfile表中新增一条记录，将所计算出的Hash值插入新增的记录中，并根据新增记录的ID将所述ServiceProfile与注册用户的用户表相关联，从而使得不同用户能够共享相同的业务信息。

在步骤S2’之前还包括步骤：所述S-CSCF根据本地ServiceProfile表中每条记录的ServiceProfile计算对应的Hash值。

在步骤S1’之后还包括所述S-CSCF将所述用户身份信息存储到本地的步骤，且所述用户表中包含所述用户身份信息所对应的用户。

经实际测试，当本地ServiceProfile中有2000条记录时，计算Hash值加上比较Hash值的时间在0.5秒之内，作为注册业务，其时延完全可接受。

由以上实施例可以看出，本发明通过将用户身份信息和业务信息分开保存，并在进行业务信息保存时使不同用户共享相同的业务信息，从而减少了系统内存占用，节省了内存资源，降低了设备成本，在相同内存情况下可支持更大的用户容量。作为改进，本发明在保存过程中使用了Hash算法，进一步提高了保存的效率。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种IP多媒体子系统IMS架构中服务呼叫会话控制功能S-CSCF对用户签约信息的保存方法，用于在IMS架构中用户注册时，对SAA响应消息中用户签约信息的保存，所述用户签约信息包括用户身份信息和业务信息，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述SAA响应消息由所述S-CSCF从归属用户服务器HSS获取。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤S1之后还包括所述S-CSCF将所述用户身份信息存储到本地的步骤，且所述用户表中包含所述用户身份信息所对应的用户。

4.如权利要求1~3中任一项所述的方法，其特征在于，所述S-CSCF利用遍历算法检查所述ServiceProfile是否已存在。

5.一种IP多媒体子系统IMS架构中服务呼叫会话控制功能S-CSCF对用户签约信息的保存方法，用于在IMS架构中用户注册时，对SAA响应消息中用户签约信息的保存，所述用户签约信息包括用户身份信息和业务信息，其特征在于，包括以下步骤：

S2’、所述S-CSCF根据所述ServiceProfile计算Hash值，并判断所计算出的哈希Hash值在本地ServiceProfile表中是否已存在，若是，则获取所述ServiceProfile的ID，并根据所述ID将所述ServiceProfile与注册用户的用户表相关联；否则，在本地ServiceProfile表中新增一条记录，将所计算出的Hash值插入新增的记录中，并根据新增记录的ID将所述ServiceProfile与注册用户的用户表相关联。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，在步骤S2’之前还包括步骤：所述S-CSCF根据本地ServiceProfile表中每条记录的ServiceProfile计算对应的Hash值。

7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，利用Hash算法计算所述Hash值。

8.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述SAA响应消息由S-CSCF从归属用户服务器HSS获取。

9.如权利要求5~8中任一项所述的方法，其特征在于，在步骤S1’之后还包括所述S-CSCF将所述用户身份信息存储到本地的步骤，且所述用户表中包含所述用户身份信息所对应的用户。