CN103078873A - 一种消息异步容错方法、装置及设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种消息异步容错方法、装置及设备，应用于IP多媒体子系统，用以在大容量用户、高业务量并发的情况下，依然保证系统中各核心网设备的容错能力和终端侧的用户体验。该方法包括：接收与终端发送的请求消息所对应的第一返回消息；根据该终端的用户信息，查询用于设定消息发送顺序的发送次序表，判断所述发送次序表上比所述第一返回消息发送优先级更高的第二返回消息是否已接收过；如果是，则将所述第一返回消息发送至下一级设备；如果否，则根据设定的阈值时间进行等待，在所述阈值时间内接收到所述第二返回消息后，将所述第二返回消息和所述第一返回消息按照优先级顺序依次发送至下一级设备。

Description

一种消息异步容错方法、装置及设备
技术领域
本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种消息异步容错方法、装置及设备。
背景技术
作为电信级的IP多媒体子系统(IP Multimedia Subsystem，IMS)核心网设备，它必须保证可以为大容量用户（设备需要支持的用户数最高达到千万级别）、高业务量并发（每秒业务并发数达到万级别）提供正常的业务和服务支持。当用户量和业务并发量到达某一程度时，网络设备因为传输或处理的压力的增加使得信令传输的时延也越来越大，导致原本有序的SIP消息业务流程因缺少流程同步机制，出现了部分消息信令异步的现象，传输的先后错乱，从而导致很多原本应该成功进行的业务被异常中断。
以图1所示的用户的注册流程为例，详细的讲解一个发生异步的情况：
1-3：由UE发起的用户注册流程，注册请求Register消息经代理呼叫会话控制功能实体（Proxy Call Session Control Function，P-CSCF）和查询呼叫会话控制功能实体（Interrogating Call Session Control Function，I-CSCF）路由至服务呼叫会话控制功能实体（Serving Call Session Control Function，S-CSCF）；
4：S-CSCF根据用户的初始过滤规则集向应用核心网设备（ApplicationServer，AS）发起第三方注册Third-Register请求消息；
5：S-CSCF通过用户的注册请求，并将注册成功的响应200OK消息发送给I-CSCF；
6：AS对于收到的第三方注册请求向S-CSCF回应200OK注册成功响应；
7：AS向刚注册成功的用户发送Message消息，此消息首先发送到S-CSCF；
8：S-CSCF转发Message消息给用户注册成功对应的P-CSCF；
9：P-CSCF收到Message消息时，此时还没有收到注册成功的200OK响应，因此根据用户注册状态判断此用户尚未注册态成功，于是返回404NotFound错误消息响应给S-CSCF；
10：S-CSCF转发404Not Found响应给AS；
11-12：I-CSCF将收到的200OK响应通过P-CSCF发送给UE。
由于Message请求消息与注册成功的200OK响应消息并没有设定发送顺序的约束关系，所以存在上述流程发生的可能，从而导致用户虽然已经在归属用户核心网设备（Home Subscriber Sever，HSS）等设备中注册成功，但在只收到Message消息，还未收到响应消息时，仍无法正常处理后续业务；同时也导致了已经注册成功的业务，P-CSCF判定为请求失败，向AS返回了业务失败的404Not Found响应，错误的增加了注册的失败率。值得注意的是，S-CSCF也可能在转发200OK消息和Message消息时发生同P-CSCF一样的判定错误。
综上所述，现有技术由于未规定信令发送的先后顺序，导致IMS系统中各核心网设备均有可能出现信令异步的情况时，使得部分本应成功完成的业务请求遭遇了异常中断，用户的体验降低。
发明内容
本发明实施例提供了一种消息异步容错方法、装置及设备，用以在大容量用户、高业务量并发的情况下，依然保证IMS系统中各核心网设备的容错能力和终端侧的用户体验。
本发明实施例提供的一种消息异步容错方法，应用于IP多媒体子系统，该方法包括：
接收与终端发送的请求消息所对应的第一返回消息；
根据该终端的用户信息，查询用于设定消息发送顺序的发送次序表，判断所述发送次序表上比所述第一返回消息发送优先级更高的第二返回消息是否已接收过，所述第二返回消息同样与所述请求消息所对应；
如果是，则将所述第一返回消息发送至下一级设备；如果否，则根据设定的阈值时间进行等待，在所述阈值时间内接收到所述第二返回消息后，将所述第二返回消息和所述第一返回消息按照优先级顺序依次发送至下一级设备。
本发明实施例提供的一种消息异步容错装置，应用于IP多媒体子系统，该装置包括：
接收模块，用于接收与终端发送的请求消息所对应的第一返回消息；
判断模块，用于根据该终端的用户信息，查询用于设定消息发送顺序的发送次序表，判断所述发送次序表上比所述第一返回消息发送优先级更高的第二返回消息是否已接收过，所述第二返回消息同样与所述请求消息所对应；
执行模块，用于在所述判断模块的判断结果为是时，将所述第一返回消息发送至下一级设备；在所述判断模块的判断结果为否时，根据设定的阈值时间进行等待，在所述阈值时间内接收到所述第二返回消息后，将所述第二返回消息和所述第一返回消息按照优先级顺序依次发送至下一级设备。
本发明实施例提供的一种IP多媒体子系统核心网设备，该设备包括上述所述的消息异步容错装置。
本发明实施例，通过对IMS系统中的各核心网设备设定了消息发送顺序的约束规则，使得IMS系统中的各核心网设备在接收到Message请求消息（或者Invite、Info等其他类型的请求消息）或各种返回的响应消息时，能够按照规定的顺序依次进行发送，使得核心网设备具有较强的容错能力，从而也提升了终端侧的用户体验。
附图说明
图1为本发明实施例提供的现有技术下用户的注册流程示意图；
图2为本发明实施例提供的一种消息异步容错方法的流程示意图；
图3为本发明实施例提供的一种消息异步容错装置的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的一种消息异步容错方法及装置的注册流程实施例示意图；
图5为本发明实施例提供的一种消息异步容错方法及装置的订阅流程实施例示意图；
图6为本发明实施例提供的一种消息异步容错方法及装置的第三方注册和短消息业务流程实施例示意图。
具体实施方式
在IMS系统中，针对一个业务请求可能会返回多个消息来告知用户和服务器该业务的处理结果，而现有IMS系统在核心网设备处理压力大的情况下，会发生消息异步的情况，导致了一些成功完成的业务却上报为业务失败，会导致AS错误的统计业务失败率，也降低了终端侧的用户体验。
为了解决上述问题，本发明实施例提供了一种消息异步容错方法、装置及设备，用以在大容量用户、高业务量并发的情况下，依然保证系统中各核心网设备的容错能力和终端侧的用户体验。
首先，在IMS系统中的各核心网设备侧，本发明实施例提供了一种消息异步容错方法，应用于IP多媒体子系统，如图2所示，该方法包括：
S101，接收与终端发送的请求消息所对应的第一返回消息；
S102，根据该终端的用户信息，查询用于设定消息发送顺序的发送次序表，判断所述发送次序表上比所述第一返回消息发送优先级更高的第二返回消息是否已接收过，所述第二返回消息同样与所述请求消息所对应；
S103，如果是，则将所述第一返回消息发送至下一级设备；如果否，则根据设定的阈值时间进行等待，在所述阈值时间内接收到所述第二返回消息后，将所述第二返回消息和所述第一返回消息按照优先级顺序依次发送至下一级设备。
由于一个用户的一个业务请求可能会返回多个消息，所以本发明上述实施例中，在IMS系统中内置了一个消息发送的顺序规则，在接收到用户发出的请求消息所对应的一个返回消息时，先要进行发送次序表的查询，看看针对该业务请求，是否已经接收过了比该返回消息优先级更高的其它返回消息，如果根据记录已经接收过了比此次接收的返回消息优先级更高的其它返回消息，就将该消息发送给下一级设备，如果根据记录，还有其他优先级更高的返回消息未接收过，则根据设定的阈值时间等待接收这些优先级更高的其它返回消息，在阈值时间内如果接收到了这些优先级更高的其它返回消息，则按照发送次序表中的优先级顺序依次将这些返回消息依次发送给下一级设备。
以第一返回消息为用于通知用户业务请求结果的成功通知消息，第二返回消息为用于下一级服务器的业务成功响应消息为例，在IMS系统中某一级设备在接收到成功通知消息时，根据该设备中设置的发送次序表，由于业务成功响应消息的优先级要高于所述成功通知消息，所以先要判断是否接收到了业务成功响应消息，如果还未接收到所述业务成功响应消息，可以先将所述成功通知消息放入缓存中，不会第一时间返回给终端，等业务成功响应消息到来后，将业务成功响应消息和所述成功通知消息依次发送给下一级设备，这样，IMS系统下的各核心网设备不会在短时间内由于消息异步返回错误的业务失败响应，不仅降低了核心网设备的处理压力，而且操作人员不会得到错误的业务失败率统计数据，终端也能正确的接收到这两个消息，第一时间发起业务也不会出现请求失败的现象。
可以理解的是，本发明实施例中所述的第二返回消息可以是多个消息，也就是比第一返回消息优先级更高的返回消息可以为多个。
另外，由于上述实施例提到了发送次序表及发送规则，在此做出解释，发送次序表可以设置在IMS系统的各级服务器中，里面为各种接收到的返回消息在转发时设定了不同的优先级，在服务器发送消息时，需要根据表中设定的优先级顺序进行发送，避免出现发送消息异步的情况。
可以理解的是，由于IMS系统中不同的服务器所需要的发送规则可能不同，所以为不同的服务器设定的发送次序表中的消息优先级可以不同。
作为一种优选的实施方式，所述将所述第二返回消息和所述第一返回消息按照优先级顺序依次发送至下一级设备，具体包括：
向下一级设备发送第二返回消息；
在所述第二返回消息发送设定时长后，再发送所述第一返回消息。在发送上述两个消息之间设置了设定时长的时间间隔有助于进一步的确定终端先收到第二返回消息，后收到第一返回消息，进一步避免消息异步。
可以理解的是，所述设定时长的具体数值选取可以根据实际需要任意进行变换，出于设备处理消息效率的考虑，不应设置过长。
本发明方法还应设有用于避免发生资源挂死的阈值时间，只有所述维持等待直至接收到所述第二返回消息的时间在所述阈值时间内，再将所述第二返回消息与第一返回消息依次发送至下一级设备。
所述阈值时间在接到第一返回消息时开始，以接到对应该终端的第二返回消息时结束，设置阈值时间的目的就在于防止在第二返回消息在层级的下发过程中，在某一层发生丢失的情况下，不会让处于等待的设备的等待时间过长，造成资源挂死的情况。所述阈值时间设定可以根据实际需要进行更改。
进一步地，当在所述阈值时间内，未能接收到所述第二返回消息，则中止该请求消息所对应的请求任务，并向上一级设备返回业务失败响应消息。在超出阈值时间时，视为该业务请求失败，中断与该终端的该业务连接。
在响应消息的层级下发过程中，如果出现了上述实施例中所述的“等待超时”情况，该层设备视为该业务请求失败的，向下发该第二返回消息的上一级设备返回业务请求失败响应消息，通知其业务失败。
该方法适用面广，适用于IMS系统下各种由终端发起的业务请求流程，所述请求消息可以为注册请求消息或订阅请求消息或呼叫请求消息。
为了配合上述方法，本发明实施例提供了一种消息异步容错装置，应用于IP多媒体子系统，如图3所示，该装置包括：
接收模块1，用于接收与终端发送的请求消息所对应的第一返回消息；
判断模块2，用于根据该终端的用户信息，查询用于设定消息发送顺序的发送次序表，判断所述发送次序表上比所述第一返回消息发送优先级更高的第二返回消息是否已接收过，所述第二返回消息同样与所述请求消息所对应；
执行模块3，用于在所述判断模块的判断结果为是时，将所述第一返回消息发送至下一级设备；在所述判断模块的判断结果为否时，根据设定的阈值时间进行等待，在所述阈值时间内接收到所述第二返回消息后，将所述第二返回消息和所述第一返回消息按照优先级顺序依次发送至下一级设备。
在本发明实施例中，在IMS系统中的各核心网设备中设置了所述消息异步容错装置，该装置设定了一个消息发送的顺序规则，设置的接收模块在接收到用户发出的请求消息所对应的用于通知用户业务请求结果的第一返回消息时，先要通过发送次序表判断模块判断是否接收到了优先级更高的对应的第二返回消息，如果还未接收到所述第二返回消息，就先指示执行模块将所述第一返回消息放入缓存中，不会第一时间返回给终端，等第二返回消息到来后，根据发送此表中的优先级顺序，将第二返回消息和所述第一返回消息依次发送给下一级设备，这样，IMS系统下的各核心网设备不会在短时间内由于消息异步返回错误的业务失败响应，不仅降低了核心网设备的处理压力，而且操作人员不会得到错误的业务失败率统计数据，终端也能正确的接收到这两个消息，第一时间发起业务也不会出现请求失败的现象。
进一步地，该装置还包括：
所述执行模块具体用于：在设定阈值时间内，接收到所述第二返回消息后，向下一级设备发送第二返回消息；并
在所述第二返回消息发送设定时长后，再发送所述第一返回消息。
进一步地，该装置还包括定时模块，用于设定避免发生资源挂死的阈值时间，只有所述维持等待直至接收到第二返回消息的时间在所述阈值时间内，再通知所述执行模块将所述第二返回消息与第一返回消息依次发送至下一级设备。
所述定时模块在接到第一返回消息时开始计时，以接到对应该终端的第二返回消息时结束，设置阈值时间的目的就在于防止在业务成功响应消息在层级的下发过程中，在某一层发生丢失的情况下，不会让某一级设备的等待时间过长，造成资源挂死的情况。所述阈值时间设定可以根据实际需要进行更改。
该装置还包括定时模块，用于当在所述阈值时间内，未能接收到所述第二返回消息时，所述定时模块通知所述执行模块中止该请求消息所对应的请求任务，并向上一级设备返回业务失败响应消息；
所述执行模块，还用于接收所述定时模块的通知，中止该请求消息所对应的请求任务。
在超出阈值时间时，视为该业务请求失败，中断与该终端的该业务连接。
在响应消息的层级下发过程中，如果出现了上述实施例中所述的“等待超时”情况，该层设备视为该业务请求失败的，向应下发第二返回消息的上一级设备返回业务请求失败响应消息，通知其业务失败。
所述请求消息可以为注册请求消息或订阅请求消息或呼叫请求消息。
本发明实施例还提供了一种IP多媒体子系统核心网设备，该设备包括上述技术方案中任一技术方案中所述的消息异步容错装置。
换言之，所述消息异步装置与所述IMS系统中的各核心网设备可以集成设置在一起。
该方法适用面广，适用于IMS系统下各种由终端发起的业务请求流程，所述请求消息可以为注册请求消息或订阅请求消息。
为了详细的介绍本发明技术方案，下面通过几个IMS系统的常用流程配合附图进行讲解：
实施例一，如图4所示，IMS系统中由UE发起的向AS进行的注册流程，以业务成功响应消息200OK和对应的成功通知Message消息在由S-CSCF传输至P-CSCF时，发生消息异步的情况为例；
1-3：由UE发起的用户注册流程，注册请求Register消息经P-CSCF和I-CSCF路由至S-CSCF；
4：S-CSCF根据用户的初始过滤规则集向AS发起第三方注册请求消息；
5：S-CSCF通过用户的注册请求消息，并将注册成功的响应200OK消息发送给I-CSCF；
6：AS对于收到的第三方注册请求消息向S-CSCF回应200OK注册成功响应消息；
7：AS向刚注册成功的用户发送成功通知Message消息，此消息首先发送到S-CSCF；
8：S-CSCF转发Message消息给用户注册成功对应的P-CSCF；
9：P-CSCF收到Message消息时，根据该终端的用户信息进行用户查询得到此时还没有收到注册成功的200OK注册成功响应消息，因此判断此用户尚未注册态成功，将此Message消息暂时阻塞和缓存，同时，启动定时器，根据阈值时间开始计时；
10：在阈值时间内，收到了对应的200OK注册成功响应消息；
11-13：将所述200OK注册成功响应消息及缓存的Message消息按照先后顺序间隔延后时长依次返回给UE。
在上述实施例一中是以P-CSCF发生异步消息为例的，实际上S-CSCF也可能发生异步消息，由于过程类似，在此不再赘述。
实施例二，如图5所示，IMS系统中由UE发起的向S-CSCF进行的订阅流程，以业务成功响应消息200OK和对应的成功通知Notify消息在由S-CSCF传输至P-CSCF时，发生消息异步的情况为例；
1-2：由UE发起的用户订阅流程，订阅Subscribe请求消息经P-CSCF路由至S-CSCF；
3-4：S-CSCF收到Subscribe请求消息后，返回200OK订阅成功响应消息，以及发送Notify请求消息；
5：如果P-CSCF在没有收到订阅Subscribe请求消息对应的200OK订阅成功响应消息之前，收到订阅后续的通报Notify消息，则根据该终端的用户信息进行用户查询得到此时还没有收到订阅成功的200OK订阅成功响应消息，因此判断此用户尚未订阅成功，将此Notify消息暂时阻塞和缓存，同时，启动定时器，根据阈值时间开始计时；
6、7：在阈值时间内收到200OK订阅成功响应消息后，将所述200OK订阅成功响应消息及缓存的Notify消息按照先后顺序间隔延后时长依次返回给UE。
在上述实施例二中同样是以P-CSCF发生异步消息为例的，采用本发明方法及装置避免了传统方法中P-CSCF在消息异步时，会向S-CSCF返回错误响应消息的弊端。
最后讲解一个复杂的实施例三，如图6所示，IMS系统中由UE发起的向AS进行的第三方注册和短消息业务流程，以用户数据应答（User Data Answer,UDA）消息和UE发出的短消息Message请求消息在传输至AS时，发生消息异步的情况为例；
1-8：由UE发起的用户注册流程，注册请求Register消息经P-CSCF转发到I-CSCF，I-CSCF通过用户授权请求消息（User Authorization Request，UAR）/用户授权响应消息（User Authorization Answer，UAA）与HSS交互获得给用户提供注册服务的S-CSCF地址，并将此注册Register请求消息路由至S-CSCF；S-CSCF通过服务器分配请求消息（Server Assignment Request，SAR）/服务器响应消息（Server Assignment Answer，SAA）与HSS交互获得用户相关信息，并触发第三方注册请求Third-Register消息到AS。
9：AS向HSS发送用户数据请求（User Data Request,UDR）消息，等待HSS的回应；
10-12：S-CSCF将注册成功响应200OK消息经由I-CSCF和P-CSCF发回给UE。
13-15：UE在收到注册成功响应后，发起短消息Message请求消息，并经过P-CSCF和S-CSCF发送至AS。
16：因为AS此时根据该终端的用户信息进行用户查询得到此时还没有收到HSS返回的用户数据应答（User Data Answer,UDA）消息，所以判断对此用户的第三方注册尚未完成，所以收到此用户的Message请求消息后，将此Message请求消息暂时阻塞和缓存，同时，启动定时器，根据阈值时间开始计时；
17-19：在阈值时间内收到UDA消息后，发送第三方注册成功响应200OK给S-CSCF，间隔延后时长后，将之前缓存的Message请求消息转发给下一跳；
20-23：当收到表示所述Message请求消息处理成功的200OK短消息成功响应消息，AS将此响应消息经由S-CSCF和P-CSCF，发送至UE，从而保证了业务的正常进行。
在上述实施例三中，AS由于设置了本发明方法及装置中采用的等待及顺序发送规则，使得AS在收到来自于UE的Message请求消息且未得到HSS回复的UDA消息时，能够根据阈值时间进行等待，不会立即向UE返回代表请求失败的480Temporarily Unavailable消息，使得核心网设备具有了容错能力，并提升了用户的体验。
综上所述，由于本发明方法及装置对IMS系统中的各核心网设备设定了等待的规则及发送顺序的约束规则，使得IMS系统中的各核心网设备在接收到Message请求消息（或者Invite、Info等其他类型的请求消息）或各种响应消息时，具有较强的核心网设备容错能力，从而也提升了终端侧的用户体验。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种消息异步容错方法，应用于IP多媒体子系统，其特征在于，该方法包括：
接收与终端发送的请求消息所对应的第一返回消息；
根据该终端的用户信息，查询用于设定消息发送顺序的发送次序表，判断所述发送次序表上比所述第一返回消息发送优先级更高的第二返回消息是否已接收过，所述第二返回消息同样与所述请求消息所对应；
如果是，则将所述第一返回消息发送至下一级设备；如果否，则根据设定的阈值时间进行等待，在所述阈值时间内接收到所述第二返回消息后，将所述第二返回消息和所述第一返回消息按照优先级顺序依次发送至下一级设备。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述第二返回消息和所述第一返回消息按照优先级顺序依次发送至下一级设备，具体包括：
向下一级设备发送第二返回消息；
在所述第二返回消息发送设定时长后，再发送所述第一返回消息。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，当在所述阈值时间内，未能接收到所述第二返回消息，则中止该请求消息所对应的请求任务，并向上一级设备返回业务失败响应消息。
4.如权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，所述请求消息为注册请求消息或订阅请求消息或呼叫请求消息。
5.一种消息异步容错装置，应用于IP多媒体子系统，其特征在于，该装置包括：
接收模块，用于接收与终端发送的请求消息所对应的第一返回消息；
判断模块，用于根据该终端的用户信息，查询用于设定消息发送顺序的发送次序表，判断所述发送次序表上比所述第一返回消息发送优先级更高的第二返回消息是否已接收过，所述第二返回消息同样与所述请求消息所对应；
执行模块，用于在所述判断模块的判断结果为是时，将所述第一返回消息发送至下一级设备；在所述判断模块的判断结果为否时，根据设定的阈值时间进行等待，在所述阈值时间内接收到所述第二返回消息后，将所述第二返回消息和所述第一返回消息按照优先级顺序依次发送至下一级设备。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述执行模块具体用于：在设定阈值时间内，接收到所述第二返回消息后，向下一级设备发送第二返回消息；并
在所述第二返回消息发送设定时长后，再发送所述第一返回消息。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，该装置还包括定时模块，用于当在所述阈值时间内，未能接收到所述第二返回消息时，所述定时模块通知所述执行模块中止该请求消息所对应的请求任务，并向上一级设备返回业务失败响应消息；
所述执行模块，还用于接收所述定时模块的通知，中止该请求消息所对应的请求任务。
8.如权利要求5、6或7所述的装置，其特征在于，所述请求消息为注册请求消息或订阅请求消息或呼叫请求消息。
9.一种IP多媒体子系统核心网设备，其特征在于，该设备包括权利要求5-9中任一权项所述的消息异步容错装置。
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