CN1794735A - 基于分布式架构的软交换应用服务器系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于分布式架构的软交换应用服务器系统。本发明包括两种逻辑部件：主控应用服务器1.1和各专署业务服务器1.2。主控应用服务器1.1用于业务路由和消息映射，并负责对资源进行统一管理；各个专署业务服务器1.2则用于对不同的具体业务进行处理。每个专署业务服务器1.2处理一种或几种业务，不同的专署业务服务器1.2也可能处理相同的业务。在一个应用服务器系统中，有且仅有一个主控应用服务器1.1，而专署业务服务器1.2则可能会有多个。本发明具有良好的可伸缩性和可扩展性，可实现无间断的容量和业务能力的扩充；同时能充分利用系统资源，根据实际情况灵活的进行部署，保证系统具有较高的稳定性。

Description

基于分布式架构的软交换应用服务器系统

技术领域

本发明涉及下一代通信领域中一种软交换应用服务器系统，尤其涉及一种基于分布式架构的软交换应用服务器系统；具体地说，涉及主控应用服务器和专署业务服务器。

背景技术

基于统一分组技术的下一代网络(简称NGN)是一个业务驱动的网络。分层、开放和业务驱动的NGN拥有一个支持多媒体业务的体系架构。在这个体系架构中，软交换设备可以从交换层面提供各种语音、视频等多媒体的交换接续功能；但是对于各种电信业务、增值业务，支持得很有限。所以在NGN中，引入了应用服务器(ApplicationServer)，并在应用层上提供增值业务的执行、管理和开发的平台。

随着网络的融合以及信息技术的迅速更新，使得业务不断向宽带化、智能化、个性化方向发展；人们对业务也提出了越来越高的要求，应用服务器不仅要能提供种类繁多的业务，还必须能够动态加载新业务，并达到高可用性的要求，还能够无中断地扩充容量和增加服务类型。

业务种类的不断增加和业务逻辑的不断复杂化都为应用服务器系统的稳定性带来了更多的隐患。现行的应用服务器多采用集中式的方式进行处理，不同的业务处理模块表现为不同的处理函数，一个业务处理模块执行的过程也就是一个函数调用的过程。这种集中式应用服务器其主要的不足在于：

1)由于业务处理模块都运行在一个进程中，当一个业务处理模块出现故障而使该进程异常时，会导致在系统恢复前的一段时间内所有的业务处理都无法进行。

2)业务的处理能力是在编译阶段确定的，在运行的过程中难以实现无中断地扩充和删减应用服务器的业务能力和服务类型。

3)系统部署方式单一，不能充分利用系统资源。

综上所述，集中式应用服务器难以满足业务不断发展的需要。在实际应用中迫切需要一种具有灵活体系架构的应用服务系统，以满足人们对业务需求的不断增长和变化，同时能充分利用系统资源，根据实际情况灵活地进行部署，并保证系统具有较高的稳定性。

发明内容

本发明的目的是克服集中式应用服务器存在的缺点和不足，提供一种基于分布式架构的软交换应用服务器系统。该系统能够方便地无中断的扩充容量，增加、删除业务，满足人们对业务需求的不断增长和变化；同时可根据业务使用和设备投资情况灵活地进行部署，并保证系统具有较高的稳定性；当一个业务处理模块出现故障时，其影响仅是局部的，其他业务处理模块仍能正常进行工作。

本发明的目的是这样实现的：

本发明包括两种逻辑部件：主控应用服务器和专署业务服务器。

在本发明中，有且仅有一个主控应用服务器，而专署业务服务器则可能会有多个。两种逻辑部件可以集中在一台设备上运行，也可以根据需要分布在不同的设备上运行；设备的数量可根据需要灵活地削减和扩充。

具体地说，如图1所示，本发明——应用服务系统1由1个主控应用服务器1.1和n个专署业务服务器1.2组成，n＝1、2、3……100；

主控应用服务器1.1用于业务路由和消息映射，并对资源进行统一管理，负责与媒体网关控制器2和媒体服务器3的交互。

各个专署业务服务器1.2负责业务逻辑的执行；一个专署业务服务器1.2可执行一项或多项业务；同时，出于系统负荷分担及高可用性方面的考虑，不同的专署业务服务器1.2也可以执行相同的业务。

1、主控应用服务器1.1

如图2所示，主控应用服务器1.1由注册管理模块1.1.1、业务路由模块1.1.2、消息映射模块1.1.3、资源管理模块1.1.4组成；

1)注册管理模块1.1.1

注册管理模块1.1.1负责收集业务注册信息，主要包括可处理的业务类型、业务标识、业务优先级、业务触发条件、业务服务器的存活状态等。

注册管理模块1.1.1是各个专署业务服务器1.2与主控业务服务器1.1信息交互的基础，也是业务路由模块1.1.2进行任务派分和业务路由的依据。

2)业务路由模块1.1.2

业务路由模块1.1.2的主要功能是根据业务的类型找到相应的专署业务服务器1.2；业务路由的依据主要是注册管理模块1.1.1中得到各个业务服务器的业务处理类型、处理能力和当前的负荷情况等信息。

3)消息映射模块1.1.3

消息映射模块1.1.3将来自媒体网关控制器2和媒体服务器3的消息正确映射到各个业务服务器，同时将各个专署业务服务器1.2对它们的响应消息正确地映射到媒体网关控制器2和媒体服务器3。

4)资源管理模块1.1.4

资源管理模块1.1.4主要负责媒体资源的管理；为保证媒体资源的充分利用，多个专署业务服务器1.2需共享一个或几个媒体服务器3，因此需要有一个模块来对媒体资源进行统一管理。

2、专署业务服务器1.2

专署业务服务器1.2接收主控应用服务器1.1的消息，完成特殊或者普通业务的逻辑执行过程，是真正控制增值业务实现的实体，在系统中可部署多个专署业务服务器1.2。尽管各个专署业务服务器所处理的业务不尽相同，但其内部结构基本一致。

如图3所示，每个专署业务服务器1.2都由接入管理模块1.2.1和业务处理模块1.2.2两部分组成。

1)接入管理模块1.2.1

接入管理模块1.2.1提供消息传送功能，保证专署业务服务器1.2能够通过消息与其他的功能实体安全、可靠地交换所需信息。它完成专署业务服务器1.2向主控应用服务器1.1的注册，向其通告该业务服务器可以处理的业务类型、业务标识、业务触发条件、业务优先级及其业务的处理能力等信息；此外，它还负责接收主控应用服务器传递的信息，并送至业务逻辑执行环境(简称SLEE)；并将SLEE内部产生的信息进行格式化、排队、并发送给主控应用服务器1.1。

2)业务处理模块1.2.2

业务处理模块1.2.2负责业务的具体执行过程；在接收到主控应用服务器1.1发来的消息后，根据传递的信息和该业务本身的特性，控制业务逻辑的实现。

一个典型的分布式应用服务系统由一个主控应用服务器1.1和若干个专署业务服务器1.2组网构成。它们对外均表现为独立的进程。在系统部署时可根据业务的需求和设备的投资情况灵活部署。

在系统运行期间，允许动态地增删专署业务服务器1.2的数目。当用户有新的业务需求或在业务量增加，现有应用服务系统的处理能力已接近极限时，可以通过增加专署业务服务器1.2的数量来增强应用服务系统的业务处理能力。新增的专署业务服务器1.2通过向主控应用服务器1.1注册的方式获得主控应用服务器1.1的认知，主控应用服务器1.1在接收到了新的注册信息后可据此来将新的满足条件的业务请求派分到新增的专署业务服务器1.2上。整个新增服务器及新的业务派分过程不需要对现有系统运行产生影响，从而了实现动态的业务加/卸载。

本发明具有以下优点和积极效果：

1)系统部署方式灵活，具有良好的伸缩性和可扩展性，可有效地保护用户投资。主控应用服务器1.1和各个专署业务服务器1.2的逻辑部件既可以部署在物理上多台不同的服务器上，也可以部署在一台服务器上。系统在初期实施时，不需要过多投资，可将多个服务器进程部署在一台物理的服务器上，当其处理能力难以满足实际需要时，可再增加服务器的数目来提高整个系统的性能。

2)实现无间断的容量和业务能力的扩充，业务的加/卸载不需要终止现有系统的运行。

3)明显改善系统可用性。当一个专署业务服务器1.2出现故障时，并不会影响其他专署业务服务器的运行。同时，通过让两个或多个专署业务服务器1.2处理相同的业务这种部署方式，可以方便地实现多个专署业务服务器1.2之间的负荷分担和互为备份，提高系统的高可用性。

4)业务的逻辑处理与协议处理隔离开来，可以方便地实现应用服务器系统与支持不同协议的媒体网关控制器2和媒体服务器3的互通。

总之，本发明具有良好的可伸缩性和可扩展性，可实现无间断的容量和业务能力的扩充；同时能充分利用系统资源，根据实际情况灵活的进行部署，保证系统具有较高的稳定性。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是主控应用服务器的结构方框图；

图3是专署业务服务器的结构方框图。

其中：

1-应用服务器系统，

1.1主控应用服务器，

1.1.1-注册管理模块，

1.1.2-业务路由模块，

1.1.3-消息映射模块，

1.1.4-资源管理模块；

1.2-专署业务服务器，

1.2.1-接入管理模块，

1.2.2-业务处理模块；

2-媒体网关控制器(MGC)。

3-媒体服务器(MS)。

主要英文缩略

SIP-会话初始协议；AS-应用服务器；SLEE-业务逻辑执行环境；

TCP-传输控制协议。

具体实施方式

下面结合附图和实施例详细说明。

根据《基于软交换的应用服务器设备技术要求》和系统实施等方面的考虑，在本发明中，媒体网关控制器2和媒体服务器3之间的接口均采用SIP(SessionInitial Protocol)协议来实现。主控应用服务器1.1和各个专署业务服务器1.2之间的接口属于内部接口，可采用私有协议，它们之间的通信建立在TCP连接上。

1、注册管理模块1.1.1

各专署业务服务器1.2需向主控应用服务器1.1注册，即向主控应用服务器1.1报告其可处理的业务类型、业务标识、业务触发条件、业务优先级及其业务的处理能力等信息。主控应用服务器1.1和各专署业务服务器1.2采用私有协议，它们之间的通信建立在TCP连接之上。注册管理模块1.1.1在接受到专署业务服务器1.2的注册请求后，将业务注册信息添加到业务路由模块1.1.2的路由表中，以用作业务路由的重要依据。

各专署业务服务器1.2应定期地向注册管理模块1.1.1注册，即说明其存活状态以及当前的系统处理能力。专署业务服务器1.2的存活状态和当前处理能力也是业务路由模块1.1.2进行业务路由和任务派分的重要依据。

在实际应用中，如果用户有新的业务需求或系统容量已经接近极限需要扩充时，可以通过新增专署业务服务器1.2的方式来实现。

新增的专署业务服务器1.2在启动时就向主控应用服务器的注册管理模块1.1.1注册，注册管理模块1.1.1在收到新的注册信息后，会将其信息加入路由表中。一旦主控应用服务器1.1检测到需要执行新增的专署业务服务器1.2负责实现的业务时，就有可能将来自媒体网关控制器2的请求转移至新增的专署业务服务器1.2令其执行相关的业务逻辑，这样就可以在不影响和终止现有系统运行的情况下，较容易地实现业务的动态加载。

同样，如果在系统运行的过程中，需要卸载某业务时，只需要停止对应的专署业务服务器1.2的运行即可。该专署业务服务器1.2的停止运行不会影响其他专署业务服务器1.2的运行。该专署业务服务器1.2在停止运行后，注册管理模块1.1.1再不能定期收到其注册消息，一段时间后，路由表将清除该专署业务服务器1.2的注册消息，此后，主控应用服务器1.1将不会再将业务处理的任务派分到该专署业务服务器1.2。

两个或多个不同的专署业务服务器1.2可以执行某项相同的业务，即允许两个或多个专署业务服务器1.2在向主控应用服务器1.1的注册管理模块1.1.1注册时关于业务特征的描述是完全相同的。这样，当其中的某个专署业务服务器1.2出现故障时，另一个专署业务服务器1.2仍可以完成该项业务的处理。通过适当冗余地部署专署业务服务器1.2，可以有效地提高系统的可用性。

2、业务路由模块1.1.2

主控应用服务器1.1本身不执行任何业务逻辑，它在收到媒体网关控制器2的消息后，业务路由模块1.1.2首先对其信息进行初步的分析，根据主被叫号码特征，当前呼叫的状态和触发点类型，该触发点执行业务的次序，主被叫号码登记的业务等信息确定本次呼叫需要执行的业务。然后根据路由表的内容，业务路由模块1.1.2选择有能力执行该项业务的专署业务服务器1.2。当有多个专署业务服务器1.2都可以执行该项业务时，业务路由模块1.1.2优先选择当前系统负载轻、处理能力高的专署业务服务器1.2，将来自媒体网关控制器2或媒体服务器3的消息经消息映射模块1.1.3传递给对应的专署业务服务器1.2，并在路由表中登记该呼叫的路由信息。在某个呼叫和业务的执行过程中，可能涉及应用服务系统1与媒体网关控制器2、媒体服务器3的多次交互。在业务路由阶段，如果检测到该呼叫已经在前面的交互过程中被分配到某个专署业务服务器上处理1.2，在该呼叫的后续过程中，业务路由模块1.1.2直接将媒体网关控制器2、媒体服务器3送来的信息路由到该专署业务服务器1.2中，以保证业务执行的完整性。

各专署业务服务器1.2定期注册的信息会更新路由表的内容。定期注册信息主要会修改专署业务服务器1.2的存活状态和当前业务处理能力。当两个或两个以上的专署业务服务器1.2都能处理某种业务时，当前业务处理能力高的较之当前业务处理能力低的获得某呼叫的业务处理的几率要高。通过当前业务处理能力这一因素来调节业务路由策略，可以有效地实现负载均衡。

3、消息映射模块1.1.3

主控应用服务器1.1在收到媒体网关控制器1的消息后，在经过初步的业务分析和路由选择后，通过消息映射模块1.1.3将接收到的消息传递给某个专署业务服务器1.2。主控应用服务器1.1和各个专署业务服务器1.2的接口是统一的，它与具体的业务类型无关。同样，媒体服务器3和应用服务器系统之间的信息交互也需要通过消息映射模块1.1.3来传递。通过消息映射模块1.1.3，本发明中的基于分布式架构的软交换应用服务器系统可以容易地实现对多个媒体网关控制器2和媒体服务器3的支持。

消息映射模块1.1.3实现标准SIP协议和私有协议之间的转换，并记录会话标识及相关资源和设备的映射关系。

通过消息映射模块1.1.3后，主控应用服务器1.1与专署业务服务器1.2之间可采用私有消息进行通信，专署业务服务器1.2上对业务逻辑的处理与具体的协议无关，从而可以更有利于开发新任务。此外，将业务逻辑处理与协议处理相隔离还可以有利于应用服务器系统与其他厂商的媒体网关控制器1的互联。在《基于软交换的应用服务器设备技术要求》中，应用服务器与媒体网关控制器1和媒体服务器2之间的协议有多个可选项，各个厂商在系统实现时可能会采取不同的协议，本发明中的基于分布式架构的软交换应用服务器系统需要与其他厂商支持其他协议(如H.248、MGCP)的设备互联时，只需修改消息映射模块1.1.3即可，各个专署业务服务器1.2对业务的处理部分完全不必修改。

4、资源管理模块1.1.4

多个专署业务服务器1.2需共享一个或几个媒体服务器3，资源管理模块1.1.4用于对媒体资源进行统一管理。在专署业务服务器1.2的业务逻辑执行过程中，常会遇到需要使用媒体资源的情况，典型的如播音、收号、发起呼叫等。专署业务服务器不直接和媒体服务器3交互，而是通过主控应用服务器1.1来获得逻辑上的媒体资源并对其操作。主控应用服务器1.1的资源管理模块1.1.4统一分配和管理媒体资源，并将逻辑上的媒体资源映射到真正的媒体资源上，和专署业务服务器1.2一起，实现应用服务器系统对媒体服务器3的控制。

5、专署业务服务器1.2

专署应用服务器1.2是实际处理各项业务的实体，它接收主控应用服务器1.1的消息，完成对特殊或者普通业务的业务逻辑执行，它不直接与媒体网关控制器2和媒体服务器3交互，与它们的信息交换都需要通过主控应用服务器1.1来完成。

如图3所示，专署业务服务器1.2由接入管理模块1.2.1和业务处理模块1.2.2两部分构成。

1)接入管理模块1.2.1提供消息传送功能和接口，保证专署业务服务器1.2能够通过消息与其他的功能实体安全、可靠地交换所需信息。实体接入管理的主要功能包括：

■完成专署业务服务器1.2向主控应用服务器1.1的注册，向其通告该业务服务器可以处理的业务类型、业务标识、业务触发条件、业务优先级及其业务的处理能力等信息。

■接收主控应用服务器1.1传递的信息，并送至业务处理模块1.2.2；

■将业务处理模块1.2.2内部产生的信息进行格式化、排队、并发送给主控应用服务器1.1；

2)业务处理模块1.2.2是专署业务服务器1.2的关键模块，它包括业务逻辑执行环境和业务逻辑库管理两部分内容。SLEE业务逻辑执行环境是各种业务在应用服务器中触发、执行、维护的支撑环境。在业务逻辑执行环境中，通过查询业务逻辑库，业务被划分为多个业务逻辑的组合，并且创建一个业务逻辑程序实例负责这个业务逻辑组合的全部执行过程。

业务逻辑库是一个业务描述的数据库，记录了每一项业务的业务逻辑，即每一项业务在各个触发点上的业务执行过程描述。当业务管理实体需要增加、修改、删除业务逻辑时，可以通过业务逻辑管理子模块修改业务逻辑库；在业务执行过程中，业务逻辑执行子模块需要查询业务逻辑库。

Claims (3)

1、一种基于分布式架构的软交换应用服务器系统(1)，其特征在于：

由1个主控应用服务器(1.1)和n个专署业务服务器(1.2)组成，n＝1、2、3……100；

主控应用服务器(1.1)用于业务路由和消息映射，并对资源进行统一管理，负责与媒体网关控制器(2)和媒体服务器(3)的交互；

各个专署业务服务器(1.2)负责业务逻辑的执行。

2、按权利要求1所述的应用服务器系统(1)，其特征在于：

主控应用服务器(1.1)由注册管理模块(1.1.1)、业务路由模块(1.1.2)、消息映射模块(1.1.3)、资源管理模块(1.1.4)组成；

注册管理模块(1.1.1)负责收集业务注册信息；

业务路由模块(1.1.2)是根据业务的类型找到相应的专署业务服务器(1.2)；

消息映射模块(1.1.3)将来自媒体网关控制器(2)和媒体服务器(3)的消息正确映射到各个业务服务器，同时将各个专署业务服务器(1.2)对它们的响应消息正确地映射到媒体网关控制器(2)和媒体服务器(3)；

资源管理模块(1.1.4)主要负责媒体资源的管理。

3、按权利要求1所述的应用服务器系统(1)，其特征在于：

每个专署业务服务器(1.2)都由接入管理模块(1.2.1)和业务处理模块(1.2.2)两部分组成；

接入管理模块(1.2.1)提供消息传送功能，保证专署业务服务器(1.2)能够通过消息与其他的功能实体安全、可靠地交换所需信息；

业务处理模块(1.2.2)负责业务的具体执行过程。

Images