CN1208934C

CN1208934C - 实现宽窄带信令网互通的一种方法

Info

Publication number: CN1208934C
Application number: CN 02117975
Authority: CN
Inventors: 王佳; 林铭
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2002-05-27
Filing date: 2002-05-27
Publication date: 2005-06-29
Anticipated expiration: 2022-05-27
Also published as: CN1463127A

Abstract

本发明涉及一种实现宽窄带信令网互通的方法，基于引入的一些基本概念，在M3UA本地实体与M3UA目的实体间选择流控制传输协议(SCTP)连接，是一种较为统一的数据配置、状态维护、路由与SCTP连接管理方法。包括：解析信令消息，获得M3UA目的实体，选出一条到达该实体的可用的M3UA路由，按设定的路由优先级选择，和在相同优先级时，根据信令消息中的链路选择掩码(SLS)和用户设定的M3UA路由选择掩码计算选择；根据选择的M3UA路由获得对应的M3UA链路集；根据M3UA链路集的主备用或负荷分担工作方式，选择优先级高的一组可用的M3UA链路，在相同优先级的一组链路中根据SLS和用户设定的M3UA链路选择掩码计算选择M3UA链路；和在与选定的M3UA链路对应的SCTP连接上发送数据消息。

Description

实现宽窄带信令网互通的一种方法

技术领域

本发明涉及电信网络技术，更确切地说是涉及实现宽窄带信令网络互通的一种方法，该技术可应用于宽带电信网络产品中。

背景技术

参见图1，图中示意出宽带信令网络与窄带信令网络之间互通的结构。SP1、SP2、SP3表示窄带信令网络11中的三个信令点，AS1、AS2表示宽带IP核心网络12中的二个应用服务器，SG表示信令网关。

在该宽窄带信令网互通结构中，在信令网关(SG)以及应用服务器(AS)之上运行M3UA协议(M 3UA协议主要用于实现NO.7信令和IP网络互通以及在IP网上承载窄带MTP3的用户信令消息。M3UA有两种基本典型的组网方式：SGP-ASP模式和IPSP-IPSP模式)，用于实现宽带信令网络12与窄带信令网络11之间的无缝交互与信令互通。其互通过程是：对于来自窄带信令网络11侧的七号信令消息，信令网关(SG)上的M3UA根据七号信令消息内容以及SG上配置的AS数据表格，将该消息通过宽带IP核心网络12转发到相应的AS上进行处理；同时进行反向工作，对于来自宽带IP核心网络12上应用服务器(AS)的七号信令消息，应用服务器(AS)上的M3UA根据七号信令消息内容以及AS上配置的到达SG的数据表格，将该消息通过窄带信令网络11转发到相应的信令点(SP)上进行处理。

参见图2，图中示意出信令网关SG与应用服务器AS(SGP-ASP方式，即信令网关进程-应用服务器进程)之间的组网结构，也即信令网关(SG)与应用服务器(AS)之间流控制传输协议(SCTP)连接的管理方法。

在M3UA(第三层消息传送部分用户适配)协议规范中，SG由一个或多个SG进程(P)组成，如图中所示的SGP1、SGP2、SGP3(负荷分担)，不同的SG进程采用主备用或负荷分担方式分布在一个或多个主机上，如分布在一个主机上的SG1(主用)和分布在另一主机(备用)上的SG2；同样，AS由一个或多个AS进程(P)组成，如图中所示的ASP1、ASP2、ASP3(负荷分担)，不同的AS进程采用主备用或负荷分担方式分布在一个或多个主机上，如分布在一个主机(主用)上的AS1和分布在另一主机(备用)上的AS2。采用的是一个SG带两个AS的点到多点方式。

由图中实线所示的每一条SCTP连接，是由SGP以及ASP共同决定的。将ASP以及SGP看作是SCTP连接上的两个端点，在AS侧表现为ASP属性，在SG侧表现为SGP属性。为了管理SGP与ASP之间的SCTP连接，SG上的M3UA需要维护远端AS上的ASP状态，然而AS上的M3UA却不需要维护SGP的状态，只需维护本端ASP状态，当ASP至SGP的SCTP连接存在，则认为SGP可用。因此，在信令网关SG侧，不同SCTP连接之间主备用以及负荷分担的实现，是由SG所维护的组成AS的各个ASP状态决定的。同时，SG为了在不同的AS之间进行路由，SG上的M3UA需要维护远端不同AS的状态。AS为了在窄带信令网侧不同的目的信令点(SP)之间进行路由，AS需要维护到达不同目的信令点(SP)的路由状态，以便确定具体选择哪个SG进行消息转发。因此，信令网关SG与应用服务器AS两端的状态管理存在不一致性与不对称性。同样，在SG侧，需要配置到达AS的相关AS数据表格，在AS侧，需要配置到达SG的相关SG数据表格，因此，数据配置在SG以及AS两侧也存在不一致性以及不对称性。

对于媒体网关控制器(MGC)与媒体网关控制器(MGC)之间现有的路由(IPSP方式，即点对点方式)管理方法和SCTP连接管理方法，与SG与AS之间的管理方法相类似，区别在于MGC-MGC之间SCTP连接对应的本端属性表现为IPSP属性，因此，对于MGC-MGC之间的路由、连接管理方法在此不再详细论述。

以上所介绍的现有技术主要有以下缺点：

SCTP连接的本端属性随设备与组网方式的不同，分别表现为SGP、ASP以及IPSP属性，在SGP、ASP以及IPSP工作方式下，SCTP连接的管理存在不一致性，不对称性；

应用服务器AS与信令网关SG、应用服务器AS与窄带信令网络侧的目的信令点之间的路由管理与维护在SG与AS两端对用户是不统一的；

数据的配置以及状态的维护在信令网关SG以及应用服务器AS端同样存在不一致性与不对称性，在SG侧，需要配置AS上的相关数据表格，并且需要维护ASP以及AS的状态，在AS侧，需要配置SG上的相关数据表格，但不需要维护SGP以及SG的状态；

所涉及的相关概念以及数据表格配置的方式不容易被用户理解与接受；

路由、链路的选择不灵活，不提供按照用户的实际需要选择AS与SG间的连接，即不提供按优先级(人为设定)以及按掩码(人为设定的路由及链路掩码)进行选择的功能。

发明内容

本发明的目的是设计一种实现宽窄带信令网互通的方法，针对以上问题，通过引入类似MTP链路、路由以及目的信令点DPC的维护管理思想，提出一种较为统一的数据配置、状态管理、路由与SCTP连接维护管理方法。

包括：在M3UA协议中，有效解决应用服务器AS与信令网关SG(SGP-ASP方式)之间、或媒体网关控制器MGC与媒体网关控制器MGC之间(IPSP方式)SCTP连接的统一管理与维护；有效解决应用服务器AS与窄带信令网侧目的信令点之间路由的统一管理与维护；有效保证信令网关SG与应用服务器AS(SGP-ASP方式)之间或媒体网关控制器MGC与媒体网关控制器MGC之间(IPSP方式)数据配置以及状态管理的一致性，并能够很容易被用户理解与接受。

为了实现上述目的，本发明提供了一种实现宽窄带信令网互通的方法，引入M3UA本地实体、M3UA目的实体、M3UA路由、M3UA链路集以及M3UA链路等基本概念，在M3UA本地实体与M3UA目的实体间选择流控制传输协议(SCTP)连接，包括以下步骤：

A.选出一条到达M3UA目的实体的可用的M3UA路由；

B.根据选择的M3UA路由获得对应的M3UA链路集；

C.在M3UA链路集内选出一条可用的M3UA链路；

D.在与选定的M3UA链路对应的SCTP连接上发送数据消息，实现信令业务分发。

所述步骤A中的M3UA目的实体是由M3UA本地实体对收到的七号信令消息进行解包，从消息包的解析内容中获知消息发往的M3UA目的实体。

所述的步骤A进一步包括：

A1.优先选择具有最高级别的M3UA路由；

A2.在一组优先级别相同的M3UA路由中，根据接收的七号信令消息中的链路选择掩码(SLS)和用户设定的M3UA路由选择掩码进行计算确定，确定M3UA路由。

所述的步骤B中，一条M3UA路由在应用服务器本端对应一个M3UA链路集。

所述步骤C进一步包括：

C1.在M3UA链路集工作在主备用工作方式下，从主用的M3UA链路集中，根据接收的七号信令消息中的链路选择掩码(SLS)和用户设定的M3UA链路选择掩码进行计算，确定一条M3UA链路；

C2.在M3UA链路工作在负荷分担工作方式下，从M3UA链路集中优先选择优先级高的M3UA链路；

C3.在相同优先级的一组M3UA链路中，根据接收的七号信令消息中的链路选择掩码(SLS)和用户设定的M3UA链路选择掩码进行计算，确定一条M3UA链路。

所述的步骤D进一步包括：在选定的与M3UA链路对应的流控制传输协议(SCTP)连接上，选择一个传输数据消息的SCTP流来构造数据消息；将构造的数据消息通过选定的SCTP连接发送到M3UA目的实体。

本发明中，所述的本地M3UA实体是本端完成特定功能的逻辑单元；所述的M3UA目的实体是目的端完成特定功能的逻辑单元；所述的M3UA链路是信令网关进程与应用服务器进程(SGP-ASP)之间或者IP信令点与IP信令点(IPSP-IPSP)之间通过流控制传输协议(SCTP)连接建立的链路；所述的M3UA链路集是信令网关与媒体网关控制器之间或媒体网关控制器与媒体网关控制器之间，为相同应用服务器服务的所有M3UA链路的集合；所述的M3UA路由是从M3UA源实体到达M3UA目的实体所经过的路径。

本发明的技术方案，在M3UA协议中引入M3UA链路、M3UA链路集、M3UA路由以及M3UA实体等基本概念，并在此基础上提供了较为统一的数据配置、状态管理、路由以及SCTP连接管理方法；

本发明的技术方案，在进行信令业务分发时，可以根据用户设定的优先级选择M3UA路由以及M3UA链路，即优先选择优先级高的M3UA路由或M3UA链路；

本发明的技术方案，可以根据用户设定的M3UA路由选择掩码、M3UA链路选择掩码、以及信令消息中的链路选择掩码(SLS)实现不同M3UA路由与M3UA链路之间的业务负载均衡。

本发明的技术方案与现有技术相比较具有以下有益效果：

有效屏蔽了SCTP连接的本端属性，即SGP、ASP以及IPSP之间的差异性，提出了较为统一的数据配置、状态维护、路由以及SCTP连接管理方法；

与MTP的数据配置、路由与链路管理方法在风格上保持一致，更容易被用户理解与接受；

在信令业务分发时，提供了按照用户设定的优先级选择M3UA路由以及M3UA链路；

可以根据用户设定的M3UA路由选择掩码、根据M3UA链路选择掩码以及根据信令消息中的SLS实现信令业务在不同M3UA路由、M3UA链路间的负载均衡。

附图说明

图1是宽窄带信令网互通结构示意图；

图2是信令网关SG与应用服务器AS组网结构示意图；

图3是本发明的M3UA链路、路由、链路集以及实体与MTP连接间关系示意图；

图4是本发明的M3UA链路选择的计算步骤示意图；

图5是本发明的信令业务分发流程示意图。

具体实施方式

为了理解本发明的技术方案，本发明在M3UA协议基础上引入一些基本概念，包括：M3UA实体、M3UA本地实体、M3UA目的实体、M3UA链路集、M3UA路由和M3UA链路。结合图3说明这些基本概念及这些基本概念之间的关系。图中虚线表示M3UA路由，细实线表示M3UA链路，粗实线表示MTP链路，矩形线框表示M3UA实体，椭园线框表示M3UA链路集。M3UA链路集中的每一条连线都对应一条SCTP连接。

M3UA实体：M3UA实体是能完成特定功能的逻辑单元，如处理特定业务的逻辑单元-应用服务器AS，或者仅完成特定消息转发功能的逻辑单元-信令网关SG。M3UA实体又分为本地实体和目的实体：M3UA本地实体是本端要完成特定功能的逻辑单元；M3UA目的实体是目的端要完成特定功能的逻辑单元。本地实体与目的实体互为对端。

M3UA链路集：将SG与MGC之间或者MGC与MGC(端到端)之间、为相同应用服务器AS服务的所有链路看作M3UA链路集，如图中椭园线框中，由AS的ASP1、ASP2、ASP3至SG1的SGP1、SGP2、SGP3间的细实线和由AS经SGP1至SP间的虚线所指示的M3UA链路集。

M3UA路由：将从源实体AS到达目的实体SP(或七号信令No.7网络的目的信令点)所经过的路径称为一条M3UA路由，一条M3UA路由在AS本端对应一个M3UA链路集。

M3UA链路：把SGP-ASp和IPSP-IPSP之间通过SCTP连接建立的关系称为M3UA链路，如图中的细实线所示，M3UA链路的本端属性可以是SGP、ASP以及IPSP。

本发明在引入上述概念后，SG与AS两端的数据配置、状态维护、路由管理以及SCTP连接管理就可以统一为M3UA链路、M3UA链路集、M3UA路由以及M3UA实体的维护与管理。其中：

M3UA链路状态在SG侧对应ASP状态和SCTP连接的状态，M3UA链路状态的管理与ASP状态的管理相一致；在AS侧，M3UA链路状态对应SCTP连接以及本端ASP的状态。

M3UA链路集状态在SG端对应远端应用服务器AS的状态，M3UA链路集的状态管理与远端应用服务器AS的状态管理保持一致，在AS侧，M3UA链路集的状态是由本端相关ASP以及SCTP的连接状态统一决定。

M3UA路由状态在SG端是由M3UA链路集的状态来决定的，在AS端是由M3UA链路集状态以及窄带七号信令网侧的目的信令点状态共同决定的。

如图3所示，从M3UA源实体到M3UA目的实体，可以通过一条或多条M3UA路由到达，每条M3UA路由在本端对应一条M3UA链路集，不同的M3UA路由之间根据用户设定的M3UA路由，选择掩码以及信令消息中的SLS进行信令业务的负荷分担，同时，每条M3UA路由可以设定不同的优先级，在进行选路时优先选择优先级高的M3UA路由，即按优先级选路。一条M3UA链路集由一条或多条M3UA链路组成，每条M3UA链路对应一条SCTP连接，不同的M3UA链路之间采用主备用或负荷分担两种工作方式。在主备用方式下，只能选择主用的M3UA链路，当主用的M3UA链路有故障时，将备用的M3UA链路上升为主用M3UA链路，并承担由原主用M3UA链路承担的相应业务。在负荷分担工作方式下，每条M3UA链路可以设定不同的优先级，同一M3UA链路集内优先选择优先级高的M3UA链路。同一M3UA链路集内且具有相同优先级的不同M3UA链路之间，可以通过用户设定的M3UA链路选择掩码以及信令消息中的SLS，实现信令业务的负荷均衡，负荷分担的具体计算方法是：

若一个M3UA链路集由n条(1≤n≤16)M3UA链路组成，则“M3UA链路选择掩码”SLS(如果用4个2进制数表示)中‘1’的位数m应该满足条件：2^m≤n＜2^m+1。一个M3UA链路集内M3UA链路数n与M3UA链路选择掩码(用二进制表示)中等于1的位数m之间的关系通过下表列出(选择掩码中1的位数，如选择掩码为1101，则m＝3)：

M3UA链路数	M3UA链路选择掩码中1的位数
M3UA链路数	M3UA链路选择掩码中1的位数	n＝1	m＝0
n＝2	m＝1	n＝1	m＝0
n＝2	m＝1	3≤n≤4	m＝2
5≤n≤8	m＝3	3≤n≤4	m＝2
5≤n≤8	m＝3	9≤n≤16	m＝4

参见图4，结合实例描述本发明的M3UA链路选择计算方法(M3UA路由的选择计算方法与之相同，只是将条件中的M3UA链路选择掩码改为M3UA路由选择掩码)。该计算方法是针对具有相同优先级并且属于同一链路集内的一组M3UA链路进行的。

假设信令消息中给出的M3UA链路选择掩码SLS为1101，M3UA链路集中可用的M3UA链路个数n＝4，则SLS中“1”的位数分别为m＝0、m＝2和m＝3，根据上表所列，M3UA链路集中可用的M3UA链路个数分别对应为n＝1、3≤n≤4和5≤n≤8，由于条件中设定M3UA链路集中可用的M3UA链路个数n＝4，因此用户设置的M3UA链路选择掩码中‘1’的位数m＝2，不失一般性。

假设用户设置的M3UA链路选择掩码为0101(1的位数选择第0位和第2位)，通过计算选择第3条M3UA链路，当第3条M3UA链路不可用时，它上面分担的SLS会依次寻找最空闲的其他可用M3UA链路来分担业务。

信令消息中给出的M3UA链路选择掩码(SLS)是1101，用户设定的M3UA链路选择掩码是0101，图中示出的M3UA链路选择计算过程是：对1101及0101作对位“与”逻辑操作，即掩码中的0均被跳过；经取右边第一位的“1”为最低位和取右边第二位的“1”为次低位后为“11”；再对其高位补零后为0011，写成十六进制为0×3；上述十六进制数0×3对条件中M3UA链路集中可用的链路个数4作取余(％)操作后仍为0×3，故选择第3条M3UA链路(若计算后的十六进制数为0×6，对4作取余操作后的结果为2，则选第2条M3UA链路)。

参见图5，图中示出信令业务分发过程，即如何进行路由：

步骤51，由M3UA本地实体选择M3UA目的实体(如SG或AS)，M3UA本地实体对收到的七号信令消息进行解包，根据消息包的具体内容得知消息发往的M3UA目的实体；

步骤52，选择M3UA路由，根据信令消息中的链路选择掩码(SLS)、用户设定的M3UA路由选择掩码，以及根据人为指定的M3UA路由优先级选出一条到达M3UA目的实体的可用M3UA路由，优先选择优先级高的M3UA路由，在相同优先级的M3UA路由中，利用图4所示计算步骤，根据SLS和用户设定的M3UA路由选择掩码，确定一条M3UA路由；

步骤53，选择M3UA链路集，根据选择的M3UA路由获得对应的M3UA链路集；

步骤54，选择M3UA链路，根据M3UA链路工作方式是主备还是负荷分担、用户设定的M3UA链路选择掩码、信令消息中的SLS以及用户设定的M3UA链路优先级，在M3UA链路集内选出一条可用的M3UA链路；

在M3UA链路集在主备用工作方式下，只从主用的M3UA链路集中选择，利用图4所示计算步骤，根据SLS和用户设定的M3UA链路选择掩码，确定一条M3UA链路；在M3UA链路在负荷分担工作方式下，从M3UA链路集中优先选择优先级高的M3UA链路，在同一M3UA链路集中相同优先级的一组M3UA链路中(可能是多条)，利用图4所示计算步骤，根据SLS和用户设定的M3UA链路选择掩码，确定一条M3UA链路。例如，属于同一M3UA链路集的M3UA链路有6条，即0、1、2、3、4、5，其中0、1、2具有相同优先级0(最高)，3、4、5具有相同优先级1(较高)，在进行链路选择时优先选择优先级高的一组M3UA链路，即0、1、2，在该组M3UA链路中具体选择0、1还是2，通过用户设定的M3UA链路选择掩码以及信令消息中的SLS进行选择，即按照图4所示计算步骤进行链路选择；只有当优先级为0的M3UA链路(0、1、2)全部不可用时，才有可能选择优先级为1的一组M3UA链路(3、4、5)，选择方法根据用户设定的M3UA链路选择掩码以及信令消息中的SLS进行选择，即按照图4所示计算方法进行链路选择；

步骤55，选择SCTP连接，在选定的M3UA链路对应的SCTP连接上选择一个流来传输数据；

步骤56，选择SCTP连接的流，构造DATA消息，根据信令消息中给出的链路选择掩码(SLS)或中继电路识别码(CIC：Circuit Identification code)，把DATA消息通过选定的SCTP连接发送到对端。

步骤55、56是与SCTP连接有关的过程，在本发明中可简单地将其处理成发送数据消息的过程。

本发明的方法，是实现M3UA协议的一种方法，可应用于宽带电信网络产品中。

Claims

1.一种实现宽窄带信令网互通的方法，在M3UA本地实体与M3UA目的实体间选择流控制传输协议SCTP连接，其特征在于包括以下步骤：

A.选出一条到达M3UA目的实体的可用的M3UA路由；

B.根据选择的M3UA路由获得对应的M3UA链路集；

C.在M3UA链路集内选出一条可用的M3UA链路；

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤A中的M3UA目的实体是由M3UA本地实体对收到的七号信令消息进行解包，从消息包的解析内容中获知消息发往的M3UA目的实体。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的步骤A进一步包括：

A1.优先选择具有最高级别的M3UA路由；

A2.在一组优先级别相同的M3UA路由中，根据接收的七号信令消息中的链路选择掩码SLS和用户设定的M3UA路由选择掩码进行计算，确定M3UA路由。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于所述步骤A2中的计算，包括：

A21.从接收的七号信令消息中提取链路选择掩码SLS与由用户设定的M3UA路由选择掩码作对位“与”逻辑操作，跳过两掩码中的“0”位；

A22.将“与”逻辑操作结果中的“1”顺序移到低位并对其高位补零，写成十六进制数；

A23.上述十六进制数对M3UA路由中可用的路由数作取余操作，将取余操作后的结果选择为M3UA路由。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的步骤B中，一条M3UA路由在应用服务器本端对应一个M3UA链路集。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述步骤C进一步包括：

C1.在M3UA链路集工作在主备用工作方式下，从主用的M3UA链路集中，根据接收的七号信令消息中的链路选择掩码SLS和用户设定的M3UA链路选择掩码进行计算，确定一条M3UA链路；

C3.在相同优先级的一组M3UA链路中，根据接收的七号信令消息中的链路选择掩码SLS和用户设定的M3UA链路选择掩码进行计算，确定一条M3UA链路。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于所述的步骤C1中，在主用的M3UA链路发生故障时，将备用的M3UA链路上升为主用的M3UA链路。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于所述步骤C3中的计算步骤包括：

C31.从接收的七号信令消息中提取链路选择掩码SLS与由用户设定的M3UA链路选择掩码作对位“与”逻辑操作，跳过两掩码中的“0”位；

C32.将“与”逻辑操作结果中的“1”顺序移到低位并对其高位补零，写成十六进制数；

C33.上述十六进制数对M3UA链路中可用的链路数作取余操作，将取余操作后的结果选择为M3UA链路。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的步骤D进一步包括：在选定的与M3UA链路对应的SCTP连接上，选择一个传输数据消息的SCTP流来构造数据消息；将构造的数据消息通过选定的SCTP连接发送到M3UA目的实体。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：所述的在选定的与M3UA链路对应的SCTP连接上选择SCTP流，是根据接收的七号信令消息中的链路选择掩码SLS或中继电路识别码CIC进行选择的。