CN1463116A - 实现宽窄带信令网互通的全分布式管理方法 - Google Patents

实现宽窄带信令网互通的全分布式管理方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种实现宽窄带信令网互通的全分布式管理方法，对多块业务处理板管理的多条M3UA链路资源进行全分布式管理，保证不同业务处理板上M3UA路由、链路状态的一致性。包括：为每一块业务处理板设置一板号和为每一块业务处理板管理的每一条M3UA链路设置两个编号：M3UA物理链路号和M3UA逻辑链路号；对于接收的信令业务数据消息，根据业务处理板板号分发，由相应板号的业务处理板处理或转发到其它板号的业务处理板处理；对于接收的M3UA逻辑链路状态管理消息与M3UA路由状态管理消息，根据业务处理板板号分发并处理，在该业务处理板的状态管理消息发生改变时，向其它业务处理板广播，收到该消息的业务处理板，进行状态更新和向背板总线发送广播应答消息。

Description

实现宽窄带信令网互通的全分布式管理方法
技术领域
本发明涉及网络通信技术，更确切地说是涉及M3UA协议(第三层消息传送部分用户适配协议)全分布式管理的方法，是宽窄带信令网互通的全分布式管理的一种方法。
背景技术
为了满足信令业务在IP承载网络中实现大容量、高性能处理以及高可靠性传输的要求，M3UA一般分布在不同的业务处理板上，不同业务处理板上的M3UA采用全分布式管理方式实现资源全局共享以及状态维护管理的一致性(M3UA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)。
如图1所示的M3UA全分布式管理体系结构，有n块业务处理板，业务处理板1、业务处理板2、...、业务处理板n，每块业务处理板上都运行相同的M3UA协议，每块业务处理板上的M3UA模块独自管理属于自己板的一部分资源。不同业务处理板上的M3UA模块通过背板总线(如图中粗实线所示)进行板间通信(如图中细实线所示)，以此实现资源共享以及状态管理的一致性。
现有技术中，M3UA协议模块一般运行在同一块业务处理板上，还没有一个完善的M3UA全分布式管理方案。
此外，为了避免单点故障以及保证可靠性传输，现有技术一般是通过设置冗余的SG(信令网关)或SCTP连接来实现的，没有形成一种完整的M3UA全分布式状态维护与资源全局共享实现方案。
综上所述，为了满足信令业务在IP承载网络中实现大容量、高性能处理以及高可靠性传输要求，M3UA需要采用全分布式管理方式，即对于分布在不同业务处理板上的M3UA资源，实现对不同业务处理板上M3UA资源的统一管理，和保证不同业务处理板上M3UA路由状态、M3UA链路状态的完全一致性。
发明内容
针对以上情况，本发明的目的是设计一种实现宽窄带信令网互通的全分布式管理方法，是一种M3UA全分布式状态管理以及资源全局共享实现方案，实现大容量、高性能处理，和易于扩展、避免单点故障，最终实现信令业务的可靠性传输。
实现本发明目的的技术方案是这样的：一种实现宽窄带信令网互通的全分布式管理方法，对由一块以上的业务处理板管理的一条以上的M3UA链路资源进行全分布式管理，一块以上的业务处理板通过背板总线连接，其特征在于包括：
A.为每一块业务处理板设置一板号；为每一块业务处理板管理的每一条M3UA链路设置两个编号，包括M3UA物理链路号和M3UA逻辑链路号；每一M3UA逻辑链路号唯一地对应一块业务处理板板号和该板号业务处理板上的一条M3UA物理链路号；
B.对于接收到的信令业务数据消息，根据业务处理板板号分发，由相应板号的业务处理板处理，或转发到其它板号的业务处理板处理；
C.对于从背板总线上接收到的M3UA逻辑链路状态管理消息与M3UA路由状态管理消息，根据业务处理板板号分发，由相应板号的业务处理板处理，在该业务处理板的状态管理消息发生改变时，通过背板总线向其它业务处理板广播该变化后的状态管理消息，收到该状态改变广播消息的业务处理板，进行状态更新和向背板总线发送广播应答消息。
本发明将M3UA链路进一步划分为M3UA物理链路以及M3UA逻辑链路，并在此基础上提出了一种完善的M3UA全分布式管理实现方案。
在本发明中，提供了一种不同业务处理板之间可靠的通信机制及其实现流程，这种通信机制能够保证不同业务处理板上M3UA逻辑链路状态、M3UA路由状态的一致性，并且在某块业务处理板发生故障时，整个M3UA通信部分受到的影响最小。
在本发明中，提供了一种不同业务处理板之间的业务传递方法，实现了不同业务处理板间业务数据的转发。
本发明技术方案中，每块业务处理板可以将其他业务处理板管理的M3UA物理链路纳入本业务处理单板的管辖范围，即看作本业务处理板上的一条M3UA逻辑链路。因此在分发信令业务数据消息时，就可根据业务处理板上维护的当前M3UA逻辑链路状态，选择一条可用的M3UA逻辑链路，根据该逻辑链路对应的业务处理板号再将该数据消息转发到相应业务处理板进行处理，以此达到管理资源全局共享的目的。
附图说明
图1是M3UA全分布式管理体系结构示意图；
图2是M3UA物理链路与M3UA逻辑链路间的关系示意图；
图3是M3UA全分布式管理处理流程框图。
图4是根据SLS和用户设定的M3UA链路选择掩码计算M3UA逻辑链路的过程示意图。
具体实施方式
为了方便维护管理，我们在M3UA协议基础上引入了一些基本概念：包括M3UA链路、M3UA链路集、M3UA路由以及M3UA实体。将SGP-ASP(信令网关进程-应用服务器进程)和IPSP-IPSP(IP信令点)之间，通过SCTP(流控制传输协议)连接建立的关系称为M3UA链路；把SG(信令网关)与MGC(媒体网关控制器)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；将完成特定功能的逻辑单元称为M3UA实体，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实体又分为由本端完成特定功能的逻辑单元-本地实体，和由目的端完成特定功能的逻辑单元-目的实体；将从源M3UA实体到达目的M3UA实体所经过的路径称为一条M3UA路由。
在本发明中，我们还将M3UA链路进一步划分为M3UA物理链路以及M3UA逻辑链路，并在此基础上提出了一种完善的M3UA全分布式管理实现方案。
本发明的关于M3UA全分布式管理实现方案的描述都是在对M3UA链路、M3UA链路集、M3UA路由以及M3UA实体基本概念定义的基础之上。
参见图2，为了实现M3UA分布式状态管理以及资源全局共享，将M3UA每块业务处理板管理的资源即M3UA链路进一步划分为M3UA物理链路以及M3UA逻辑链路。图2中业务处理板1的M3UA物理链路号分别为0、1、2，业务处理板2的M3UA物理链路号分别为0、1、2，业务处理板3的M3UA物理链路号分别为0、1、2、3；业务处理板1、业务处理板2、业务处理板3的M3UA逻辑链路号分别为(0、1、2)(3、4、5)和(6、7、8、9)。
M3UA物理链路号是在各业务处理板内部对其所管理的M3UA链路进行统一编号形成的M3UA物理链路号，即业务处理板板内链路号，用户可以设定每块业务处理板所能管理的最大M3UA物理链路数。
M3UA逻辑链路号是以业务处理板为基准，对分布在不同业务处理板上的M3UA链路进行全局统一编号，从而形成的M3UA逻辑链路号。
因此，对于每一条M3UA链路都具有两个编号：M3UA物理链路号即板内链路编号和M3UA逻辑链路号即板间链路编号。图2中示出M3UA物理链路与M3UA逻辑链路的具体对应关系：一条M3UA物理链路对应唯一一条M3UA逻辑链路：一个M3UA逻辑链路号是由业务处理板号以及M3UA物理链路号即业务处理板板内链路号共同决定。M3UA逻辑链路在不同的业务处理单板间进行全局统一编号，对外体现统一状态，因此，不同业务处理板上的M3UA逻辑链路状态必然保持一致。同时，各块业务处理板可以将其他业务处理板管理的M3UA物理链路纳入本业务处理单板的管辖范围，即看作本业务处理板上的一条M3UA逻辑链路。因此在分发信令业务数据消息时，就可根据业务处理板上维护的当前M3UA逻辑链路状态，选择一条可用的M3UA逻辑链路，根据该逻辑链路对应的业务处理板号再将该数据消息转发到相应业务处理板进行处理，以此达到管理资源全局共享的目的。
参见图3，图中示出M3UA全分布式管理的一个具体流程。
步骤301至306，对于从背板总线上收到的数据消息，如果属于本板处理的，则进行正常处理，否则，通过背板总线转到其他相关单板进行处理。包括：根据M3UA链路优先级、接收的信令消息中的M3UA链路选择掩码(SLS)和用户选择的M3UA链路选择掩码选择M3UA逻辑链路(步骤302)；根据选择的M3UA逻辑链路获得业务处理板板号(步骤303)；根据获得的业务处理板板号判断是否由该板号的业务处理板处理(步骤304)；属于本业务处理板处理的数据消息，则由本业务处理板处理(步骤306)；不由本业务处理板处理的数据消息，则通过背板总线转到其它相关业务处理板处理(步骤305)。
步骤311至314，对于从背板总线上收到的状态管理消息，在本板进行正常处理，如果状态发生改变，则通过背板总线立即向其他相关单板广播变化后的状态。包括：对于状态管理消息则进行正常处理(步骤311、312)；判断M3UA逻辑链路与M3UA路由的状态是否发生改变(步骤313)；如果M3UA逻辑链路与M3UA路由状态发生了改变，则通过背板总线向其他相关单板广播状态变化消息(步骤314)。
步骤321、322，当从背板总线上接收到由其他单板转发的数据消息时进行正常处理；
步骤331、322、323，当从背板总线上收到其他单板的状态改变广播消息时(步骤331)，进行正常的状态更新处理(步骤322)，并通过背板总线发送广播应答消息(步骤323)。
上述步骤302中，先按用户选择的优先级选路，优先选择具有最高级别的逻辑链路；在优先级相同的一组链路中，根据SLS和用户选择的M3UA链路选择掩码计算选择，其计算步骤包括：
对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链路选择掩码作对位“与”逻辑操作，从而跳过两掩码中的“0”位；
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；
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逻辑链路。
参见图4，如信令消息中给出的M3UA链路选择掩码(SLS)是1101，用户设定的M3UA链路选择掩码是0101，其计算过程是：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逻辑链路)。
以图2为例说明，假设业务处理板2上的三条M3UA物理链路发生故障，不能用来传送业务，即M3UA逻辑链路3、4、5不可用，业务处理板2会将状态变化后本板维护的M3UA逻辑链路状态(逻辑链路3、4、5)向业务处理板1与业务处理板3进行逻辑链路状态广播，防止其他信令消息再经过本板上的M3UA物理链路进行发送。同时，对于来自高层的七号信令消息，业务处理板2会选择它所维护的其他可用的M3UA逻辑链路进行发送，如M3UA逻辑链路6、7或8，业务处理板2会根据该逻辑链路对应的业务处理板号(逻辑链路6、7或8对应的业务处理板号为3)将来自高层的七号信令消息转发到对应的业务处理板上进行处理(业务处理板3)。
为了保证板间M3UA逻辑链路状态、M3UA路由状态的完全一致性，除了采用立即发送状态广播消息以外，系统同时采用以下方法：
1.系统定时广播：系统周期性地向其他业务处理板发送M3UA逻辑链路状态广播消息，无论本板上的M3UA链路状态是否发生改变，可以防止一些未知因素导致的链路状态不一致，定时广播不需要对方进行应答。
2.状态异常纠错：当本业务处理板M3UA链路状态不正常，但又收到其它业务处理板转发来的数据消息时，立即通过背板总线向其他相关业务处理板广播当前链路状态，如本业务处理板负责维护的M3UA链路已有故障，但又收到其它业务处理单板转发的需经过此故障链路的数据消息，则立即广播此故障链路状态。
3.每块业务处理板需要定期检查其他业务处理板的当前单板状态，其他单板状态发生改变时也需要立即向本板上报变化后的单板状态，M3UA根据当前业务处理板的单板状态对M3UA链路状态以及路由状态进行相应调整。
4.一块业务处理板接收到路由消息时，向其它所有业务处理板广播该路由消息，路由消息包括：TFP、TFA、TFC等。在需要向其它局发送TFP、TFA、TFC等路由消息时，由当前可用的最小业务板号的业务板发送这些消息。
本发明的实现宽窄带信令网互通的全分布式管理的方法，对于分布在不同业务处理板上的M3UA，实现M3UA资源的统一管理，保证在不同业务处理板上的M3UA路由状态、M3UA链路状态的完全一致性。可应用于宽带电信网络产品中。
本发明的技术方案，实现了大容量、高性能处理，易于扩展，避免单点故障，实现信令业务的可靠性传输。
在本发明中，提供了一种非常完善的M3UA全分布式管理实现方案，有效解决不同业务处理板上资源的全局共享以及状态维护的一致性问题。
在本发明中，提供了一种不同业务处理板之间的通信机制，这种通信机制能够保证在某块业务处理板发生故障时，整个M3UA通信部分受到的影响最小。

Claims (10)

1.一种实现宽窄带信令网互通的全分布式管理方法，对由一块以上的业务处理板管理的一条以上的M3UA链路资源进行全分布式管理，其特征在于包括：
A.为每一块业务处理板设置一板号；为每一块业务处理板管理的每一条M3UA链路设置两个编号，包括M3UA物理链路号和M3UA逻辑链路号；每一M3UA逻辑链路号唯一地对应一块业务处理板板号和该板号业务处理板上的一条M3UA物理链路号；
B.对于接收到的信令业务数据消息，根据业务处理板板号分发，由相应板号的业务处理板处理，或转发到其它板号的业务处理板处理；
C.对于从背板总线上接收到的M3UA逻辑链路状态管理消息与M3UA路由状态管理消息，根据业务处理板板号分发，由相应板号的业务处理板处理，在该业务处理板的状态管理消息发生改变时，通过背板总线向其它业务处理板广播该变化后的状态管理消息，收到该状态改变广播消息的业务处理板，进行状态更新和向背板总线发送广播应答消息。
2.根据权利要求1所述的一种实现宽窄带信令网互通的全分布式管理方法，其特征在于：还包括在背板总线上周期性地发送各M3UA逻辑链路的状态广播消息，接收到该广播消息的各业务处理板无需对其进行应答。
3.根据权利要求1所述的一种实现宽窄带信令网互通的全分布式管理方法，其特征在于：还包括由每一块业务处理板定期地检查其它业务处理板的当前单板状态；在一块业务处理板的当前单板状态发生改变时，通过背板总线向其它业务处理板报告其变化后状态；和由该接收到状态变化消息的业务处理板根据当前单板状态对M3UA链路状态和M3UA路由状态进行相应调整。
4.根据权利要求1所述的一种实现宽窄带信令网互通的全分布式管理方法，其特征在于：还包括在一块业务处理板接收到路由消息时，向其它所有业务处理板广播该路由消息，和在需要时由当前可用的最小板号的业务处理板向其它局发送这些路由消息。
5.根据权利要求1所述的一种实现宽窄带信令网互通的全分布式管理方法，其特征在于：所述步骤A中的M3UA物理链路号是在各业务处理板内部对其所管理的M3UA链路进行统一编号排序形成的；所述的M3UA物理链路号是按全体业务处理板上的M3UA链路进行全局统一编号形成的。
6.根据权利要求1所述的一种实现宽窄带信令网互通的全分布式管理方法，其特征在于所述的步骤B进一步包括：
B1.根据接收的信令消息中的M3UA链路选择掩码(SLS)、用户设定的M3UA链路选择掩码和优先级，选择M3UA逻辑链路，获得业务处理板板号；
B2.根据选择的业务处理板板号将数据消息转发到对应板号的业务处理板上；
B3.由接收到转发消息的其它板号的业务处理板对数据消息进行处理。
7.根据权利要求6所述的一种实现宽窄带信令网互通的全分布式管理方法，其特征在于所述步骤B1进一步包括：
B11.从M3UA逻辑链路中优先选择优先级高的M3UA逻辑链路；
B12.在相同优先级的一组M3UA逻辑链路中，对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链路选择掩码作对位“与”逻辑操作，跳过两掩码中的“0”位；
B13.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；
B14.上述十六进制数对M3UA链路中可用的逻辑链路数作取余(％)操作，将取余操作后的结果选择为M3UA逻辑链路。
8.根据权利要求6所述的一种实现宽窄带信令网互通的全分布式管理方法，其特征在于所述步骤B2进一步包括：
B21.在业务处理板上的M3UA逻辑链路状态变为不可用时，由本板维护和向其它业务处理板广播，断开本业务处理板上的物理链路；
B22.选择由本板所能维护的其它可用的M3UA逻辑链路；
B23.根据所选择的M3UA逻辑链路对应找到对应板号的业务处理板，将数据消息转发给该板号的业务处理板。
9.根据权利要求6所述的一种实现宽窄带信令网互通的全分布式管理方法，其特征在于：所述的步骤B3中，在接收到数据转发消息的业务处理板的M3UA链路状态不正常时，通过背板总线向其它相关业务处理板广播该M3UA链路状态。
10.根据权利要求1所述的一种实现宽窄带信令网互通的全分布式管理方法，其特征在于：所述的M3UA链路是信令网关进程(SGP)至应用服务器进程(ASP)、IP信令点(IPSP)至IP信令点(IPSP)间通过流控制传输协议(SCTP)建立的连接关系；所述的M3UA路由是由源M3UA实体至目的M3UA实体所经过的路径；所述的M3UA实体是完成特定逻辑功能的逻辑单元。
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