CN105049230B - 一种基于域名系统的分布式多媒体子系统的车辆容灾方法及其车辆容灾系统 - Google Patents

一种基于域名系统的分布式多媒体子系统的车辆容灾方法及其车辆容灾系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及车辆控制技术领域，具体涉及一种基于域名系统的分布式多媒体子系统的车辆容灾方法及其车辆容灾系统,包括:每辆车配置不同的IMS域名；所有车辆的HSS保存所有车辆IMS用户信息，其中包括归属于本车的IMS用户和非归属本车的IMS用户的签约数据信息；当任意一辆车辆的发现归属车辆发生故障不能到达时，直接注册到拜访地车辆的IMS网络上，S‑CSCF改由拜访地车辆的HSS分配，拜访地车上的HSS更新所有能到达车辆的DNS中有关该用户的IMS域名配置信息；当故障消除时，通信模块进行检测,归属车辆的HSS通知所有能到达车辆的DNS，更新故障消除后车辆的IMS域名配置信息。本发明实现多媒体子系统的容灾方案，规避双归属方案所存在的弊端。

Description

一种基于域名系统的分布式多媒体子系统的车辆容灾方法及 其车辆容灾系统
技术领域
本发明涉及车辆信息控制技术领域，具体涉及一种基于域名系统的分布式多媒体子系统的车辆容灾方法及其车辆容灾系统。
背景技术
通常与本发明相关的应用是将各分布式IMS系统分别部署在不同的车辆上,用户归属于不同的车辆,当多辆部署了IMS系统的车辆联合组网时,要求用户能够在不同车辆之间漫游,并正常使用各种基于IMS的多媒体业务，如VoIP、视频通话、多媒体会议等。而当某辆车出现故障后,要求剩余的车辆依然可以继续联合组网,并且原归属于故障车辆的用户依然可以在剩余车辆所联合组成的网络内继续漫游并正常使用各种基于IMS的多媒体业务。
目前常用的IMS容灾方案是双归属方案，如图1所示，每个用户都有一个主用归属域车辆和备用归属域车辆,其需要有专门的网元实时检测主用归属域IMS网元的可用性，并在确定主用归属域IMS网元不可用的情况下触发主、备倒换。
这种方案的缺点如下:
1)容灾机制比较复杂，要求所有的车辆上的IMS网元都要配置所有用户的主、备用车辆归属域车辆信息。
2)无法实现分布式无中心控制，一旦主、备用车辆归属域同时发生故障，则即使剩下的可用的车辆再多，而归属于该发生故障车辆的用户依然无法使用IMS业务，因此该容灾方案存在风险。
发明内容
为了克服现有技术中的缺陷，本发明采用一种基于域名系统的分布式多媒体子系统车辆容灾方法及其车辆容灾系统，本发明当分布在不同车辆上的IMS系统联合组网时,实现各分布式多媒体子系统的容灾，来实现多媒体子系统的容灾方案，有效规避双归属方案所存在的弊端。
本发明是通过如下技术方案实现的：一种基于域名系统的分布式多媒体子系统的车辆容灾方法，所述方法包括:
步骤1：每辆车配置不同的多媒体子系统域名；
步骤2：所有车辆的归属签约服务器均保存所有车辆多媒体子系统用户信息，其中包括归属于本车的多媒体子系统用户和非归属本车的多媒体子系统用户的签约数据信息；
步骤3：当其中任意一辆车辆的用户终端发现所述归属车辆发生故障不能到达时，则直接注册到拜访地车辆的多媒体子系统网络上，即呼叫会话控制模块改由拜访地车辆的归属签约服务器分配，所述拜访地车上的归属签约服务器同时启动更新所有能到达车辆的域名系统中有关该用户的多媒体子系统域名配置信息的步骤；当故障消除时，由多媒体子系统传输模块进行检测,所述归属车辆的归属签约服务器通知所有能到达车辆的域名系统，并更新其本地关于故障消除车辆的多媒体子系统域名配置信息。
本发明还提供了一种基于域名系统的分布式多媒体子系统的车辆容灾系统，所述车辆容灾系统包括每辆车设置有配置不同的IP多媒体子系统和归属签约用户服务器，所述归属签约用户服务器分别与查询呼叫会话控制模块和呼叫会话控制模块连接，所述查询呼叫会话控制模块与代理查询呼叫会话控制模块连接，所述代理查询呼叫会话控制模块分别与互联网模块、其他车辆多媒体终端和域名模块连接，所述互联网模块与本车多媒体终端进行信号传递，所述域名模块与归属签约服务器连接。
进一步地，所述域名模块为多个。
进一步地，所述其他车辆多媒体终端为多个。
本发明提供的基于域名系统的多媒体车辆容灾方法及其车辆容灾系统与现有技术相比，优越效果在于：本发明是一种分布式自组网方案，当多辆车联合组网时，不论参与组网的车有多少辆发生故障，只要还有正常的车辆IMS网元可用，则所有故障车辆的归属用户，都可漫游到正常的车辆下正常使用IMS业务。
附图说明
图1为现有技术中IMS网络组成及IMS注册工作状态示意图；
图2为本发明所述第一辆车发生故障时，归属该车的IMS用户A漫游到第二辆车下的工作状态示意图；
图3为本发明所述第一辆车发生故障时，用户A做被叫时DNS正在更新的工作状态示意图；
图4为本发明所述第一辆车发生故障时，用户A做被叫时DNS更新完成的工作状态示意图；
图5为本发明所述第一辆车故障恢复时,用户A从拜访地回到归属地重新发起注册的工作状态示意图。
附图标记如下：
图中箭头方向为信号传输方向。
图中N:为正自然数。
具体实施方式：
一)名词解释：
UE：客户端是位于固定或移动设备上的通讯应用软件，是接入CN群组网的基础设施；
IP(internet protocol)：网络互连协议；
AS(Application Server)：应用服务器；
IMS(IP Multimedia Subsystem)：IP多媒体子系统；
SIP(Session Initiation Protocol)：会话发起协议；
DNS(Domain Name System)：域名系统；
HSS(Home Subscriber Server)：归属签约服务器；
P-GW:LTE分组数据网关节点；
S-GW:LTE服务数据网关节点；
P-CSCF(proxy-Call session control Function)：代理呼叫会话控制模块；
I-CSCF(Interrogating-Call Session Control Function)：查询呼叫会话控制模块；
S-CSCF(Serving-Call Session Control Function)：呼叫会话控制模块；
UE(User Equipment)：IMS客户端，手机或PC机；
SIP INVITE：SIP呼叫请求；
Cx接口：HSS与I-CSCF之间以及HSS与S-CSCF之间的接口。
二)专业名词的要求：
1)P-CSCF：
①P-CSCF应支持判断用户A归属IMS的可用性；
②P-CSCF如判断用户A归属IMS网络不可用,则应支持改用该用户完整URI(注意:是“usename@domain”形式，不仅仅是domain还包括username)依次查询所有域名系统(DNS),以确定该用户在其归属车辆发生故障后且尚未故障恢复前期间是否曾经已在其他车辆注册；
③如果所有域名系统(DNS)都没有保存该用户的完整用户(URI)信息,则说明这是用户A在其归属车辆发生故障后且尚未故障恢复前期间的首次注册请求。P-CSCF此时应将SIP Register请求消息转发给本地I-CSCF。
2)S-CSCF：
①P-CSCF应支持判断用户A归属IMS的可用性；
②S-CSCF应支持在发现用户A归属IMS网络不可用后，改用用户A的完整URI依次查询其他DNS，直到查询到用户A的SIP URI与该用户当前临时注册的IMS域(临时归属域)的I-SCSF的IP地址对应关系信息为止；
③S-CSCF应支持将SIP INVITE请求消息转发给用户A临时注册的IMS域(临时归属域)的I-CSCF。
3)HSS：
①HSS在发现有非归属用户A注册时,应通知本地DNS及所有其他可用车辆的DNS更新该用户的域名配置信息，即：通知各DNS先插入用户A的SIP URI与HSS所在车辆的I-SCSF的IP地址对应关系信息，再删除用户A归属域名与用户A归属网络的I-CSCF的IP地址的对应关系信息。HSS与DNS接口遵循rfc2136协议；
②故障恢复时,当有归属用户A首次发起注册请求，故障恢复车辆的HSS应通知所有其他可用车辆的DNS更新用户A的域名配置信息，即：通知各DNS先插入用户A的域名与用户A归属网络的I-CSCF的IP地址的对应关系信息,再删除用户A的SIP URI与用户A之前临时注册的车辆(临时归属域)的I-CSCF的IP地址对应关系信息，其中HSS与DNS接口遵循rfc2136协议。
下面结合附图对本发明具体实施方式作进一步详细说明。
本发明提供一种基于域名系统的多媒体车辆容灾方法，所述方法包括:
步骤1：每辆车配置不同的多媒体子系统(IMS)域名；
步骤2：所有车辆的归属签约服务器(HSS)均保存所有车辆多媒体子系统(IMS)用户信息，其中包括归属于本车的多媒体子系统(IMS)用户和非归属本车的多媒体子系统(IMS)用户的签约数据信息；
步骤3：当其中任意一辆车辆的用户终端(UE)发现所述归属车辆发生故障不能到达时，则直接注册到拜访地车辆的多媒体子系统(IMS)网络上，即呼叫会话控制模块(S-CSCF)改由拜访地车辆的归属签约服务器(HSS)分配，所述拜访地车上的归属签约服务器(HSS)同时启动更新所有能到达车辆的域名系统(DNS)中有关该用户的多媒体子系统(IMS)域名配置信息的步骤；当故障消除时，由底层通信模块进行检测,所述归属车辆的归属签约服务器(HSS)通知所有能到达车辆的域名系统(DNS)，并更新其本地关于故障消除车辆的多媒体子系统(IMS)域名配置信息。
本发明提供的一种基于域名系统的多媒体车辆容灾方法的车辆容灾系统，所述车辆容灾系统包括每辆车设置有配置不同的IP多媒体子系统(IMS)和归属签约服务器(HSS)，所述归属签约服务器分别与相互进行信号传输的查询呼叫会话控制模块和呼叫会话控制模块连接，所述查询呼叫会话控制模块与代理查询呼叫会话控制模块连接，所述代理查询呼叫会话控制模块分别与互联网模块、其他车辆多媒体终端和域名模块连接，所述互联网模块与本车多媒体终端进行信号传递，所述域名模块与归属签约服务器连接，所述域名模块为多个，所述其他车辆多媒体终端为多个。
如图2所示，当第一辆车发生故障时，归属该车的IMS用户A漫游到第二辆车下的工作状态示意图；
步骤1:用户A漫游到第二辆车下，发起注册请求，会话发起协议(SIP)注册(Register)请求消息被直接路由到第二辆车的第二代理呼叫会话控制模块(P-CSCF2)上；
步骤2：第二代理呼叫会话控制模块(P-CSCF2)根据用户A的域名(domain1)，查询DNS2，得到用户A归属车辆的第一查询呼叫会话控制模块(I-CSCF1)的IP地址,随后将会话发起协议(SIP)注册(Register)请求消息转发给第一查询呼叫会话控制模块(I-CSCF1)；
步骤3：由于第一辆车辆有故障,第一查询呼叫会话控制模块(I-CSCF1)无响应,第二代理呼叫会话控制模块(P-CSCF2)判断用户A归属多媒体子系统(IMS)不可用；
步骤4:第二代理呼叫会话控制模块(P-CSCF2)利用用户A的完整URI(注意:是“usename@domain”形式，不仅仅是domain还包括username依次查询所有域名系统(DNS),看用户A在归属车辆-第一辆车发生故障后且尚未故障恢复前期间是否曾经已在其他车辆注册；
步骤5：如果所有域名系统(DNS)都没有保存用户A的完整用户数字邮箱(URI)信息,则说明这是用户A在其归属车辆-第一辆车发生故障后且尚未故障恢复前期间的首次注册请求。第二代理呼叫会话控制模块(P-CSCF2)于是将会话发起协议(SIP)注册(Register)请求消息转发给本地代理呼叫会话控制模块，即第二代理呼叫会话控制模块(P-CSCF2)；
步骤6：第二查询呼叫会话控制模块(I-CSCF2)向HSS2发送Cx用户注册状况查询消息，HSS2向第二查询呼叫会话控制模块(I-CSCF2)返回分配给用户A的第二呼叫会话控制模块(S-CSCF2)的地址；
步骤7：第二查询呼叫会话控制模块(I-CSCF2)将域名系统(SIP)登录(Register)消息发往第二呼叫会话控制模块(S-CSCF2)；
步骤8：第二呼叫会话控制模块(S-CSCF2)通过Cx接口向第二归属签约服务器(HSS2)提交用户A标识和对应的第二呼叫会话控制模块(S-CSCF2)名称，第二归属签约服务器(HSS2)将这些信息进行存储，第二呼叫会话控制模块(S-CSCF2)从第二归属签约服务器(HSS2)处下载用户A的相关信息，每辆车的归属签约服务器(HSS)都事先保存所有用户的签约信息，不论用户是否归属本车,并把这些信息存储在本地数据库中；
步骤9：第二归属签约服务器(HSS2)通知本地第二域名系统(DNS2)及所有其他可用车辆的域名系统(DNS)更新用户A的域名配置信息，即：通知各域名系统(DNS)先插入用户A的SIP URI与第二查询呼叫会话控制模块(I-SCSF2)的网络互连协议(IP)地址对应关系信息，再删除第一辆车的域名(domain1)与第一查询呼叫会话控制模块(I-CSCF1)的网络互连协议(IP)地址的对应关系信息。
如图3所示，本发明所述第一辆车发生故障时，用户A做被叫时域名系统(DNS)正在更新的工作状态如下步骤所述：
步骤1：归属于第三辆车辆的用户B在归属网络呼叫用户A,SIP INVITE请求消息从用户B发送到第三代理呼叫会话控制模块(P-CSCF3)；
步骤2：第三代理呼叫会话控制模块(P-CSCF3)将SIP INVITE请求消息转发给第三呼叫会话控制模块(S-CSCF3)；
步骤3：第三呼叫会话控制模块(S-CSCF3)根据用户A的域名domain1查询第三域名系统(DNS3)获取第一查询呼叫会话控制模块(I-CSCF1)的IP地址,由于正处于域名系统(DNS)更新过程中，第三域名系统(DNS3)尚未删除Domain1与第一查询呼叫会话控制模块(I-CSCF1)的IP地址对应关系信息,因此查询成功；
步骤4：第三呼叫会话控制模块(S-CSCF3)将SIP INVITE请求消息转发给第一查询呼叫会话控制模块(I-CSCF1)，由于车辆1故障,第一查询呼叫会话控制模块(I-CSCF1)不可用；
步骤5：第三呼叫会话控制模块(S-CSCF3)在发现第一查询呼叫会话控制模块(I-CSCF1)不可用后改用用户A的完整(URI)依次查询其他域名系统(DNS)，直到查询到用户A的SIP URI与第二查询呼叫会话控制模块(I-CSCF2)的IP地址对应关系信息为止；
步骤6：第三呼叫会话控制模块(S-CSCF3)将SIP请求(INVITE)消息转发给第二查询呼叫会话控制模块(I-CSCF2)；
步骤7：第二查询呼叫会话控制模块(I-CSCF2)将SIP请求(INVITE)消息转发给第二呼叫会话控制模块(S-CSCF2)，第二呼叫会话控制模块(S-CSCF2)在用户A注册时已经保留了为用户A分配的第二呼叫会话控制模块(S-CSCF2)的信息；
步骤8：第二呼叫会话控制模块(S-CSCF2)将SIP请求(INVITE)消息转发给第二代理呼叫会话控制模块(P-CSCF2)；
步骤9：第二代理呼叫会话控制模块(P-CSCF2)将SIP请求(INVITE)消息转发给用户A，至此呼叫控制面路由打通。
如图4所示，本发明所述第一辆车发生故障时，用户A做被叫时域名系统(DNS)更新完成的工作状态如下所述：
步骤1：归属于第三辆车辆的用户B在归属网络呼叫用户A,SIP请求(INVITE)消息从用户B发送到第三代理呼叫会话控制模块(P-CSCF3)；
步骤2：第三代理呼叫会话控制模块(P-CSCF3)将SIP INVITE请求消息转发给第三呼叫会话控制模块(S-CSCF3)；
步骤3：第三呼叫会话控制模块(S-CSCF3)根据用户A的域名domain1查询第三域名系统(DNS3)获取第一查询呼叫会话控制模块((I-CSCF1)的IP地址,查询失败；
步骤4：第三呼叫会话控制模块(S-CSCF3)改用用户A的完整URI依次查询其他DNS，直到查询到用户A的SIP URI与第二查询呼叫会话控制模块(I-CSCF2)的IP地址对应关系信息为止；
步骤5：第三呼叫会话控制模块(S-CSCF3)将SIP请求(INVITE)消息转发给第二查询呼叫会话控制模块(I-CSCF2)；
步骤6：第二查询呼叫会话控制模块(I-CSCF2)将SIP请求(INVITE)消息转发给第二呼叫会话控制模块(S-CSCF2)，第二查询呼叫会话控制模块(I-CSCF2)在用户A注册时已经保留了为用户A分配的第二呼叫会话控制模块(S-CSCF2)的信息；
步骤7：第二呼叫会话控制模块(S-CSCF2)将SIP请求消息(INVITE)转发给第二代理呼叫会话控制模块(P-CSCF2)；
步骤8：第二代理呼叫会话控制模块(P-CSCF2)将SIP请求消息(INVITE)转发给用户A，至此,呼叫控制面路由打通。
如图5所示，当第一辆车故障恢复时,用户A从拜访地回到归属地重新发起注册的工作状态：
步骤1:用户A回到第一辆车下时，发起注册请求，SIP登录(Register)请求消息被直接路由到第一辆车的第一代理呼叫会话控制模块(P-CSCF1)上；
步骤2：第一代理呼叫会话控制模块(P-CSCF1)根据用户A的域名(domain1)，查询第一域名系统(DNS1)，得到用户A归属车辆的第一查询呼叫会话控制模块(I-CSCF1)的IP地址
步骤3：第一代理呼叫会话控制模块(P-CSCF1)随后将SIP登录(Register)请求消息转发给第一查询呼叫会话控制模块(I-CSCF1)；
步骤4：第一查询呼叫会话控制模块(I-CSCF1)向第一归属签约服务器(HSS1)发送用户注册状况查询消息，第一归属签约服务器(HSS1)向第一查询呼叫会话控制模块(I-CSCF1)返回分配给用户A的呼叫会话控制模块(S-CSCF)的地址；
步骤5：第一查询呼叫会话控制模块(I-CSCF1)将SIP登录(Register)消息发往第一呼叫会话控制模块(S-CSCF1)；
步骤6：第一呼叫会话控制模块(S-CSCF1)通过Cx接口向第一归属签约服务器(HSS1)提交用户A标识和对应的第一呼叫会话控制模块(S-CSCF1)名称，第一归属签约服务器(HSS1)将这些信息进行存储，第一呼叫会话控制模块(S-CSCF1)从第一归属签约服务器(HSS1)处下载用户A的相关信息，每辆车的归属签约服务器(HSS)都事先保存所有用户的签约信息，不论用户是否归属本车,并把这些信息存储在本地数据库中；
步骤7：第一归属签约服务器(HSS1)通知所有其他可用车辆的域名系统(DNS)更新用户A的域名配置信息，即：通知各域名系统(DNS),先插入第一辆车辆的域名(domain1)与第一查询呼叫会话控制模块(I-CSCF1)的IP地址的对应关系信息,再删除用户A的用户会话发起协议(SIP URI)与第二查询呼叫会话控制模块(I-CSCF2)的IP地址对应关系信息。
本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员可以想到的任何变形、改进、替换均落入本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种基于域名系统的分布式多媒体子系统的车辆容灾方法，其特征在于，所述方法包括:
步骤1：对每辆车配置不同的多媒体子系统域名；
步骤2：所有车辆的归属签约服务器均保存所有车辆多媒体子系统用户信息，其中包括归属于本车的多媒体子系统用户和非归属本车的多媒体子系统用户的签约数据信息；
步骤3：当其中任意一辆车辆的用户终端发现归属车辆发生故障不能到达时，则直接注册到拜访地车辆的多媒体子系统网络上，即呼叫会话控制模块改由拜访地车辆的归属签约服务器分配，所述拜访地车上的归属签约服务器同时启动更新所有能到达车辆的域名系统中有关该用户的多媒体子系统域名配置信息的步骤；
当故障消除时，由多媒体子系统传输模块进行检测,所述归属车辆的归属签约服务器通知所有能到达车辆的域名系统，并更新其本地关于故障消除车辆的多媒体子系统域名配置信息，该步骤包括：
当用户回到故障消除的第一辆车时，发起注册请求，SIP登录请求消息被直接路由到第一辆车的第一代理呼叫会话控制模块上；
第一代理呼叫会话控制模块根据用户的域名，查询第一域名系统，得到用户归属车辆的第一查询呼叫会话控制模块的IP地址；
第一代理呼叫会话控制模块随后将SIP登录请求消息转发给第一查询呼叫会话控制模块；
第一查询呼叫会话控制模块向第一归属签约服务器发送用户注册状况查询消息，第一归属签约服务器向第一查询呼叫会话控制模块返回分配给用户的呼叫会话控制模块的地址；
第一查询呼叫会话控制模块将SIP登录消息发往第一呼叫会话控制模块；
第一呼叫会话控制模块通过Cx接口向第一归属签约服务器提交用户标识和对应的第一呼叫会话控制模块名称，第一归属签约服务器将这些信息进行存储，第一呼叫会话控制模块从第一归属签约服务器处下载用户的相关信息，每辆车的归属签约服务器都事先保存所有用户的签约信息，不论用户是否归属本车,并把这些信息存储在本地数据库中；
第一归属签约服务器通知所有其他可用车辆的域名系统更新用户的域名配置信息，包括：通知各域名系统,先插入第一辆车辆的域名与第一查询呼叫会话控制模块的IP地址的对应关系信息,再删除用户的用户会话发起协议与拜访地车上查询呼叫会话控制模块的IP地址对应关系信息。
2.根据权利要求1所述基于域名系统的分布式多媒体子系统的车辆容灾方法的车辆容灾系统，其特征在于，所述车辆容灾系统包括每辆车设置有配置不同的多媒体子系统和归属签约用户服务器，所述归属签约用户服务器分别与查询呼叫会话控制模块和呼叫会话控制模块连接，所述查询呼叫会话控制模块与代理查询呼叫会话控制模块连接，所述代理查询呼叫会话控制模块分别与互联网模块、其他车辆多媒体终端和域名模块连接，所述互联网模块与本车多媒体终端进行信号传递，所述域名模块与归属签约服务器连接；
所述域名模块为多个；所述其他车辆多媒体终端为多个。
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