CN1870628A - 提高通信系统可靠性的网络设备及业务传输方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种提高通信系统可靠性的网络设备及业务传输方法。本发明主要包括：至少一个用于实现节点设备中的会话处理的业务处理单元和至少一个用于在节点设备中进行消息的接收和发送处理的连接管理单元。这样，本发明中，当一个单元出现故障时，可以用同一类型的其它处理单元进行处理，以避免因某一类型的处理单元的故障导致整个协议节点无法正常工作，从而有效提高了通信系统的可靠性。另外，本发明中，当系统或者某一类型的处理单元处理能力不足时，可以扩展处理单元来提高处理能力，从而方便地提高了节点的可靠性与扩展能力。

Description

提高通信系统可靠性的网络设备及业务传输方法

技术领域

本发明涉及网络通信技术领域，尤其涉及一种提高通信系统可靠性的网络设备及业务传输方法。

背景技术

Diameter协议是为网络接入(NetWork Access)或者是移动IP(IPmobility)等应用提供认证(Authentication)，鉴权(Authorization)和计费(Accounting)服务即AAA服务的新一代协议。Diameter协议在第三代移动通信网络(3G)中广泛应用作为各个网元间的标准接口。

由于Diameter协议实现的服务都非常重要，因此，对于Diameter协议节点的可靠性要求非常高。所述的协议节点包括两方面的处理功能：一方面为针对传输数据进行处理，另一方面为针对传输数据的连接进行处理。

为提高所述协议节点的可靠性，具体的要求包括：

(1)当协议传输数据的连接发生故障时，能够使用其它的连接来进行数据传输，如图1所示；

(2)当协议处理数据的设备发生故障时，要求能够使用其它的备份的协议节点设备来进行数据处理，如图2所示。

然而，现有的协议Diameter节点通常是通过集中式的系统实现，即由一个物理实体实现，例如一台服务器。采用这种实现方式时，如果系统出现故障，不能正确处理数据时，则不仅Diameter协议的数据处理受到影响，该节点与外部的数据传输也无法继续正常进行，即整个Diameter节点不可用。

另外，当通信系统需要增强处理系统的能力时，则必须提高整个协议节点设备的相关硬件配置，扩展不方便、成本高。

由此，不难看出，采用集中式的Diameter节点设备，导致系统可靠性较低，可扩展性较差，且扩展成本较高。

发明内容

鉴于上述现有技术所存在的问题，本发明的目的是提供一种提高通信系统可靠性的网络设备及业务传输方法，以提高通信系统中协议节点运行的可靠性，且便于针对协议节点进行能力的扩展。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种提高通信系统可靠性的网络设备，包括：

至少一个业务处理单元：用于实现节点设备中的会话处理，并与连接管理单元通信，通过连接管理单元进行消息的接收和发送；

至少一个连接管理单元：与业务处理单元通信，实现节点设备中消息的接收和发送处理。

所述的节点设备为：Diameter协议节点设备。

所述的各个业务处理单元和各个连接管理单元分别设置于相互独立的物理实体上。

所述的物理实体包括：单板。

本发明还提供了一种提高通信系统可靠性的业务传输方法，包括：

A、业务处理单元根据待发送的消息的参数信息为其选择确定相应的工作正常的连接管理单元；

B、将所述的待发送的消息通过确定的连接管理单元进行发送处理。

所述的步骤A包括：

在Diameter节点设备中，业务处理单元根据请求消息的目的地址，和当前连接的状态确定相应的连接管理单元；

或者，

在Diameter节点设备中，业务处理单元接收请求消息的连接管理单元作为发送的对应的响应消息的连接管理单元。

所述的步骤A还包括：

将相应业务处理单元的标识信息承载于待发送的消息中。

本发明还提供了一种提高通信系统可靠性的业务传输方法，包括：

C、在节点设备上，连接管理单元接收消息后确定处理该消息的工作正常的业务处理单元；

D、将所述消息交给相应的业务处理单元进行处理。

所述的步骤C包括：

C1、在Diameter节点设备上，连接管理单元为接收到的启动会话请求消息随机确定对应的业务处理单元；

或者，

C2、在Diameter节点设备上，连接管理单元根据接收到的消息中承载的信息确定对应的业务处理单元；

或者，

C3、在Diameter节点设备上，连接管理单元根据发送该的消息的用户信息确定对应的业务处理单元。

所述的步骤C还包括：

在Diameter节点设备上，识别出接收到的消息的类型，根据所述的消息类型确定执行步骤C1、步骤C2或步骤C3。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明中，当一个单元出现故障时，可以用同一类型的其它处理单元进行处理，以避免因某一类型的处理单元的故障导致整个协议节点无法正常工作，从而有效提高了通信系统的可靠性。另外，本发明中，当系统或者某一类型的处理单元处理能力不足时，可以扩展处理单元来提高处理能力，从而方便地提高了节点的可靠性与扩展能力。同时不难看出，当不需要很高的可靠性或者处理能力时，也可以通过减少处理单元的数量来达到节约成本的目的。

附图说明

图1为现有技术中的节点间通信的示意图1；

图2为现有技术中节点间通信的示意图2；

图3为本发明所述的节点设备的结构示意图；

图4为本发明所述的方法的实施流程图1；

图5为本发明所述的方法的实施流程图2。

具体实施方式

本发明的核心是在一个Diameter节点设备上，通过分布式方式实现，具体为将节点系统由多个单元构成，每一个单元可以独立扩展，每一个单元由一个单独的物理实体实现，当一个单元故障时，其他单元不受影响，从而增强系统的可靠性，同时，本发明可以灵活扩展单元增强整个系统的处理能力，增强了节点设备的可扩展性。

下面首先结合附图对本发明提供的提高通信系统可靠性的网络设备进行说明，以一个Diameter节点设备为例对所述的网络设备进行说明。

如图3所示，所述的Diameter节点设备具体包括：业务处理单元和连接管理单元两部分，而且一个Diameter节点设备可以由多个业务处理单元和连接管理单元组成，而且每一个单元由一个独立的硬件实体实现，例如，可以为一块独立的单板。

在图3中，业务处理单元和连接管理单元各自实现的功能如下：

业务处理单元：用于完成Diameter节点设备中的Diameter协议会话处理，而且，不同的会话可以在不同的业务处理单元中处理，但相同的会话必须在节点设备中的同一业务处理单元中处理；

连接管理单元：用于完成Diameter协议消息接收和发送，即负责与另一个Diameter节点的通信，一个连接在一个单元中管理，不同的连接可以在不同单元中处理。

在所述的Diameter节点设备中，所述的业务处理单元和连接管理单元要定义相关的标识来区分不同的业务处理单元和连接管理单元。

在所述的Diameter节点设备中，当业务处理单元要发送一个Diameter协议消息时，将选择一个连接管理单元发送该消息。同样，连接管理单元收到一个Diameter消息时，将选择一个业务处理单元处理该消息，而且，连接管理单元需要保证相同会话的Diameter消息均送到同一个业务处理单元进行处理。下面再结合附图对本发明所述的方法的具体实现方式进行描述。

首先，将上述两个选择过程定义为分发，并且将业务处理单元选择连接管理单元的过程定义为下行分发，连接管理单元选择业务处理单元的过程定义为上行分发。

在基于Diameter协议的通信处理过程中，一个基于Diameter协议的会话必须由同一个业务处理单元处理，到另一个Diameter节点的一条连接必须由一个连接管理单元管理。基于Diameter协议的会话包括多个Diameter请求和响应消息的交互。

下面分别针应用本发明提供的节点设备的消息分发处理过程进行描述。

首先，本发明中，业务处理单元对需要发送的请求消息的分发处理过程如图4所示，具体包括以下步骤：

步骤41：在Diameter节点设备中，确定需要通过某一个业务处理单元发送一个请求消息；

步骤42：由相应的业务处理单元根据请求消息的目的地址，和当前连接的状态(如连接的空闲状态等)，选择出发送请求消息的连接；

步骤43：确定负责管理该连接的连接管理单元；

步骤44：将所述的请求消息通过选择的连接管理单元进行发送处理。

当业务处理单元发送请求消息时，需要在请求消息中将业务处理单元的标识写入请求消息中，例如，写入请求消息中的逐跳标识(HOP BY HOPID)域中；

步骤45：当与本端Diameter节点设备通信的对端Diameter节点回送该请求消息的响应报文时，将该请求消息中的业务处理单元的标识信息值写回响应报文中并发送；

步骤46：在连接管理单元中，从响应中取出业务处理单元的标识信息，并确定相应的业务处理单元，然后，将响应消息发送到该业务处理单元。

本发明中，连接管理单元对接收到的请求消息的分发处理过程如图5所示，具体包括以下步骤：

步骤51：当连接管理单元收到一个请求消息时，判断是否为启动会话的请求，如果是，则执行步骤52，否则，执行步骤54；

步骤52：如果收到的是一个启动会话的请求，则可以随机选择一块业务处理单元对该请求消息进行处理；

步骤53：当回送针对启动会话请求的响应报文时，将选择的业务处理单元标识，写入到响应报文的属性中，例如，可以写入相应的类属性(ClassAVP)中，以后该会话相关的请求中都包括该属性；

步骤54：当连接管理单元收到会话中，或者结束会话的请求消息，则在请求消息中查找该属性，取出业务处理单元的标识信息，并确定相应的业务处理单元，然后，将请求消息分发到该业务处理单元，同样，在回送的响应报文中需要携带业务处理单元的标识信息，具体的携带业务处理单元标识信息的方式不限；

在步骤53和步骤54中，所述的响应报文是通过收到请求消息的连接管理单元进行处理发送的。

本发明中，连接管理单元对接收到的请求消息还可以采用以下两种方案进行分发处理，具体为：

第一种方案为：在发送端需要发送的启动会话的请求时，将使用的业务处理单元标识，写入到启动会话的请求属性中，例如，可以写入会话标识属性(Session Id AVP)；以后，连接管理单元收到的与该会话相关的请求中都包括该属性。当连接管理单元收到请求时，在请求消息中查找该属性，取出其中的业务处理单元标识，分发到相应的业务处理单元。

第二种方案为：在同一会话的所有请求中包含一个相同的属性，例如，可以为用户名属性(User Name AVP)。配置该属性的值与业务处理单元的对应关系，例如，用户名A在业务处理单元A中处理，用户名B在业务处理单元B中处理；这样，当连接管理单元收到一个请求后，取出该属性的值，然后在配置的数据中查找相应的业务处理单元的标识。

在第二种方案中，具体可以通过一个属性的值查找业务处理单元的功能定义到一个单独的分发单元中，当连接管理单元收到一个请求时，无条件将该请求发送到分发单元中，在分发单元中通过请求中的该属性的值查找业务处理单元标识，然后分发到相应的业务处理单元。

上述过程为各业务处理单元及连接管理单元均工作正常时的处理，本发明中，如果业务处理单元故障，则在进行业务分发的处理过程中，就将业务分发给其他未发生故障的业务处理单元；如果连接管理单元故障，则业务处理单元选择其他未发生故障的连接管理单元进行通讯。具体的实现方式灵活多样，本发明的重点不在于具体如何在某一单元发生故障后采用的处理手段，而在于本发明提供了相应的系统及方法，基于该系统和方法，便可以较为方便地实现当某一单元发生故障时，保证业务传输不受影响。

综上所述，当一个连接管理单元故障，可以继续使用另一个连接管理单元。当一个业务处理单元故障后，可以继续使用另一个业务处理单元，提高了整个系统的可靠性。可以单独扩展连接管理单元或者业务处理单元提高系统的整体性能。每一个单元可以使用成本较低的硬件实现，从而满足整个系统高可靠性和高性能的处理需求，使得整体系统的成本较低。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1、一种提高通信系统可靠性的网络设备，其特征在于，包括：

至少一个业务处理单元：用于实现节点设备中的会话处理，并与连接管理单元通信，通过连接管理单元进行消息的接收和发送；

至少一个连接管理单元：与业务处理单元通信，实现节点设备中消息的接收和发送处理。

2、根据权利要求1所述的提高通信系统可靠性的网络设备，基特征在于，所述的节点设备为：Diameter协议节点设备。

3、根据权利要求1或2所述的提高通信系统可靠性的网络设备，其特征在于，所述的各个业务处理单元和各个连接管理单元分别设置于相互独立的物理实体上。

4、根据权利要求3所述的提高通信系统可靠性的网络设备，其特征在于，所述的物理实体包括：单板。

5、一种提高通信系统可靠性的业务传输方法，其特征在于，包括：

A、业务处理单元根据待发送的消息的参数信息为其选择确定相应的工作正常的连接管理单元；

B、将所述的待发送的消息通过确定的连接管理单元进行发送处理。

6、根据权利要求5所述的提高通信系统可靠性的业务传输方法，其特征在于，所述的步骤A包括：

在Diameter节点设备中，业务处理单元根据请求消息的目的地址，和当前连接的状态确定相应的连接管理单元；

或者，

在Diameter节点设备中，业务处理单元接收请求消息的连接管理单元作为发送的对应的响应消息的连接管理单元。

7、根据权利要求5或6所述的提高通信系统可靠性的业务传输方法，其特征在于，所述的步骤A还包括：

将相应业务处理单元的标识信息承载于待发送的消息中。

8、一种提高通信系统可靠性的业务传输方法，其特征在于，包括：

C、在节点设备上，连接管理单元接收消息后确定处理该消息的工作正常的业务处理单元；

D、将所述消息交给相应的业务处理单元进行处理。

9、根据权利要求8所述的提高通信系统可靠性的业务传输方法，其特征在于，所述的步骤C包括：

C1、在Diameter节点设备上，连接管理单元为接收到的启动会话请求消息随机确定对应的业务处理单元；

或者，

C2、在Diameter节点设备上，连接管理单元根据接收到的消息中承载的信息确定对应的业务处理单元；

或者，

C3、在Diameter节点设备上，连接管理单元根据发送该的消息的用户信息确定对应的业务处理单元。

10、根据权利要求8或9所述的提高通信系统可靠性的业务传输方法，其特征在于，所述的步骤C还包括：

在Diameter节点设备上，识别出接收到的消息的类型，根据所述的消息类型确定执行步骤C1、步骤C2或步骤C3。

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