CN1874264A - 归属用户服务器的备份实现方法及ip多媒体网络 - Google Patents

Abstract

一种归属用户服务器的备份实现方法，采用主用和备份归属用户服务器进行备份，主用和备份归属用户服务器同时保存用户数据；主用归属用户服务器正常运行时，由主用归属用户服务器提供用户数据的查询或更新，并将更新的数据发送到备份归属用户服务器；主用归属用户服务器故障时，由备份归属用户服务器提供用户数据的查询或更新。本发明同时提供一种IP多媒体网络，其中归属用户服务器至少包括一个主用归属用户服务器和一个备份归属用户服务器，服务申请设备如呼叫控制功能模块、应用服务器等分别与主用和备份归属用户服务器连接，主用和备份归属用户服务器互为相连。本发明可保证在HSS故障时，用户的业务不中断，提高了通信网络的可靠性。

Description

归属用户服务器的备份实现方法及IP多媒体网络

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种归属用户服务器的备份实现方法及IP多媒体网络。

背景技术

IMS(IP多媒体系统)作为3GR5(第三代移动通信网络版本五)主要内容之一，是3G移动网实现分组话音和分组数据，提供统一的多媒体业务和应用的最终目标；如图1所示为IMS的网络架构图。

IMS系统的最大特点之一是：用户数据的分离集中，传统的软交换一般将用户数据放置在软交换设备自身之中，IMS将这些用户数据从软交换中分离出来，并将用户数据与其相关联的业务数据集中到称为HSS(归属用户服务器)的设备之中。这种用户数据的分离集中更加有利于业务的实现和提供。

HSS是归属网络中保存IMS用户的签约信息，包括基本标识、路由信息以及业务签约信息等集中综合数据库，位于IMS核心网络架构的最顶层，HSS中保存的主要信息包括：

IMS用户标识(包括公共及私有标识)、号码和地址信息；

IMS用户安全上下文：用户网络接入认证的密钥信息、漫游限制信息；

IMS用户的路由信息：HSS支持用户的注册，并且存储用户的位置信息；

IMS用户的业务签约信息：包括其他AS的增值业务数据。

HSS存储运营商开户时设定的上述IMS签约信息，同时支持通过与业务管理系统的接口由运营商或终端用户对签约数据进行的定制和修改。

HSS提供与I-CSCF(查询呼叫控制功能)间基于Diameter协议的Cx接口，在IMS注册过程中HSS通过该接口可执行用户接入/漫游权限的判别，I-CSCF则可通过该接口获取用户所要求的S-CSCF(服务呼叫控制功能)能力信息，由此作为该用户服务S-CSCF的依据，并为IMS用户被叫流程提供查询被叫路由(S-CSCF域名或地址信息)的服务。

HSS通过与S-CSCF间基于Diameter(认证，鉴权，计费协议)协议的Cx接口实现IMS注册过程中对S-CSCF域名路由信息的登记，并支持通过该接口将基本IMS签约信息下载到S-CSCF。

HSS依据用户安全下文信息进行鉴权元组计算并通过基于Diameter协议的Cx接口为S-CSCF提供用户/网络鉴权所需的鉴权元组信息。

HSS提供与SIPAS(会话初始协议应用服务器)间基于Diameter协议的Sh接口，为增值业务SIPAS提供签约数据、业务逻辑脚本的远程数据库访问接口，HSS仅负责对特定签约用户AS增值业务数据的透明存储，但语义上不做解析。

HSS提供与IM_SSF(IP多媒体业务交换功能)间基于MAP(移动应用部分协议)协议的Si接口，在用户注册过程及被叫业务触发中为IM_SSF提供IMS CAMEL(IP多媒体系统用户增强应用逻辑)智能签约数据，实现电路域CAMEL(移动网增强逻辑的客户化应用)/INAP(智能网应用协议)业务在IMS域的继承。向用户提供现有的无线智能网增值业务。

现有技术中，如图2所示，一个运营商网络中可能有多个HSS，每一个HSS保存多个用户数据。运营商网络中的多个CSCF(呼叫控制功能)和AS(应用服务器)与HSS相连，进行数据更新和查询的相关操作。

(1)当CSCF或者AS查询用户数据的过程：

如图3所示，当CSCF或者AS查询用户数据时，将查询请求发送到存放用户数据的HSS，HSS返回CSCF或者AS要查询的数据。

(2)当CSCF或者AS更新用户数据的过程

如图4所示，当CSCF或者AS需要更新用户数据时，向HSS更新用户数据请求，将新用户数据发向HSS。HSS更新完成后向CSCF或者AS回送响应，确认用户数据修改成功。

(3)当用户签约数据变化的过程：

如图5所示，用户签约数据发生变化时，运营商的维护支持中心将数据发送到HSS，HSS将更新的数据，根据需求发送到CSCF或者AS。CSCF或者AS回送响应。

由于HSS保存了用户数据，处于网络核心位置，如果HSS故障，那么CSCF和AS就不能查询用户数据，那么用户的业务将无法提供。虽然运营商网络中可以有多个HSS，但是它们保存的是不同的用户数据，当一个HSS故障，其管理的所有用户将业务中断。由于HSS处于网络核心的位置，当HSS出现故障，那么其管理的所有用户的业务将不能开展，例如用户不能打电话，这将给用户造成极大的损失。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：克服现有网络中当一个HSS故障，其管理的所有用户将业务中断的缺点，提供一种归属用户服务器的备份实现方法及IP多媒体网络，保证在HSS故障时，用户的业务不中断，从而提高通信网络的可靠性。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案为：

这种归属用户服务器的备份实现方法，包括以下步骤：

采用主用和备份归属用户服务器进行归属用户服务器的备份，所述主用归属用户服务器和备份归属用户服务器同时保存用户数据；

主用归属用户服务器正常运行时，由主用归属用户服务器提供用户数据的查询或更新，并将更新的数据发送到所述备份归属用户服务器；

所述主用归属用户服务器故障时，由所述备份归属用户服务器提供用户数据的查询或更新。

其中，所述主用归属用户服务器正常运行时，服务申请设备需要查询用户数据时，向主用归属用户服务器查询用户数据；所述主用归属用户服务器故障时，服务申请设备向备份归属用户服务器查询用户数据。

其中，所述主用归属用户服务器正常运行时，运营维护支持中心将用户签约数据同时更新到主用归属用户服务器和备份归属用户服务器，只由主用归属用户服务器向服务申请设备发送更新用户数据请求。

其中，所述主用归属用户服务器故障时，运营维护支持中心将用户签约数据更新到备份归属用户服务器，由备份归属用户服务器向服务申请设备发送更新用户数据请求。

其中，当服务申请设备需要更新用户数据时，如果主用归属用户服务器正常运行，则服务申请设备将更新的用户数据发送到主用归属用户服务器，主用归属用户服务器将用户更新的数据发送到备份归属用户服务器上，备份归属用户服务器同步更新用户数据。

其中，当服务申请设备需要更新用户数据时，如果主用归属用户服务器故障，则向备份归属用户服务器发送更新用户数据请求，将新用户数据发向备份归属用户服务器。

其中，当所述备份归属用户服务器投入使用时，向主用归属用户服务器发送数据同步请求，主用归属用户服务器将其更新的用户数据更新到备份归属用户服务器上。

其中，所述服务申请设备包括呼叫控制功能模块、应用服务器、或IP多媒体业务交换功能模块。

其中，当所述主用归属用户服务器故障恢复时，备份归属用户服务器将其更新的用户数据同步到主用归属用户服务器上，同步完成后，才接受服务申请设备发起的建立连接。

其中，主用和备份归属用户服务器通过之间建立的连接的状态来判断设备之间的故障，当主用归属用户服务器故障，备份归属用户服务器不断向主用归属用户服务器发起建立连接，直到连接被主用归属用户服务器接受，这时判断为主用归属用户服务器故障恢复。

其中，当主用归属用户服务器投入使用时，通过在一段时间内是否接受到备份归属用户服务器的建立连接请求判断自己是故障恢复还是开始投入使用，如果在所述时间内没有接受到备份归属用户服务器的建立连接请求，认为是该主用归属服务器为开始投入使用，立即接受服务申请设备的连接；如果在所述时间内接收到备份归属用户服务器连接请求判断为故障恢复，需要等待与备份归属用户服务器的数据同步，同步完成后才能接受与服务申请设备的连接。

相应的一种IP多媒体网络，包括归属用户服务器、向归属用户服务器申请服务的设备，所述归属用户服务器至少包括一个主用归属用户服务器和一个备份归属用户服务器，服务申请设备分别与所述主用归属用户服务器和备份归属用户服务器连接，所述主用归属用户服务器和备份归属用户服务器互为连接。

其中，所述的服务申请设备包括呼叫控制功能模块、应用服务器、或IP多媒体业务交换功能模块。

本发明的有益效果为：本发明提供了一种归属用户服务器的备份实现方法及IP多媒体网络，使用主用HSS和备份HSS保证用户通信的安全和可靠，当主用HSS故障时，备份HSS将接管，从而保证了用户的业务不中断，提高通信网络的可靠性，保证了用户的通信安全。

附图说明

图1为IMS的网络架构图；

图2为现有网络中存在多个HSS的网络结构示意图；

图3为现有CSCF或AS查询用户数据的处理流程示意图；

图4为现有CSCF或AS更新用户数据的处理流程示意图；

图5为现有用户签约数据发生变化的处理流程示意图；

图6为本发明使用主用HSS和备份HSS的通信网络结构示意图；

图7为本发明主用HSS正常运行时，CSCF或AS查询用户数据的处理流程示意图；

图8为本发明主用HSS故障时，CSCF或AS查询用户数据的处理流程示意图；

图9为本发明主用HSS正常运行时，用户签约数据更新处理流程示意图；

图10为本发明主用HSS故障时，用户签约数据更新处理流程示意图；

图11为本发明主用HSS正常运行时，CSCF或AS发起更新用户数据处理流程示意图；

图12为本发明主用HSS故障时，CSCF或AS发起更新用户数据处理流程示意图；

图13为本发明主用HSS故障恢复时的处理流程示意图；

图14为本发明备份HSS投入运行时的处理流程示意图。

具体实施方式

下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明：

为了提高HSS设备的可靠性，HSS设备进行设备级备份，即设置一个主用HSS和备份HSS，主用HSS和备份HSS同时保存用户的数据，当主用HSS故障，可以继续使用备份HSS，从而保证用户的业务不中断，同时保证用户数据的安全和可靠。

如图6所示，本发明提供一种IMS网络，在IMS中使用主用HSS和备份HSS，CSCF、AS或IM_SSF(IP多媒体业务交换功能)等向HSS申请服务的设备需要跟主用HSS和备份HSS相连，主用HSS和备份HSS互为相连。

本发明IMS网络中HSS实现备份的方法如下：

(1)CSCF或者AS查询用户数据过程：

如图7所示，主用HSS正常运行时，当CSCF或者AS需要查询用户数据时，向主用HSS发送查询用户数据请求，主用HSS接收请求，将查询到的用户数据发送到CSCF或者AS，响应CSCF或AS。

如图8所示，当主HSS故障时，CSCF或者AS需要查询用户数据，则CSCF或者AS向备份HSS发送查询用户数据请求，备份HSS接收请求，将查询到的用户数据发送给CSCF或者AS，响应CSCF或者AS。

在CSCF/AS上会分别与主用HSS和备份HSS建立连接，当CSCF/AS发现到主用HSS的连接故障，判断为主用HSS故障。连接故障通过传输层协议TCP(传输控制协议)、SCTP(流控制传输协议)检查。然后CSCF/AS就将以后消息发送给备份HSS。当主用HSS的连接恢复(CSCF/AS在连接故障后，总是不断向主用HSS发起建立连接，直到该连接被主用HSS接受，即连接建立成功)，CSCF/AS判断为主用HSS故障恢复，便使用主HSS为其提供服务。

(2)用户签约数据更新(包括删除、增加、修改)过程：

用户签约数据的更新一般是由于用户开通一个业务(例如用户到营业厅开通呼叫前转业务)，或者运营商的网络规划(例如运营商增加一台计费服务器，要求把该用户的计费数据发送到该计费服务器)等原因触发。

如图9所示，当主用HSS正常运行时，运营商的维护支持中心，将用户签约数据更新到主用HSS和备份HSS。主用HSS向CSCF或者AS发送更新用户数据请求，CSCF或者AS更新用户数据，向主用HSS返回更新用户数据响应。如图10所示，当主用HSS故障时，运营商维护支持中心的用户签约数据更新到备份HSS，备份HSS向CSCF或者AS发送更新用户数据请求，CSCF或者AS更新用户数据，向备份HSS返回更新用户数据响应。

主用和备份HSS也是通过之间建立的连接的状态来判断设备之间的故障。如果备份HSS发现到主用HSS连接故障，当收到维护支持中心的数据更新时，就发送给CSCF/AS。当发现到主用HSS连接状态为好时，就不更新到CSCF/AS。

(3)CSCF或者AS发起更新用户数据过程：

如图11所示，在主用HSS正常运行时，CSCF或者AS会将更新的用户数据发送到主HSS，主用HSS更新用户数据，返回响应。主用HSS需要将用户更新的数据发送到备份HSS上，备份HSS更新用户数据。

如图12所示，当主用HSS故障时，CSCF或者AS需要更新用户数据，CSCF/AS向备份HSS发送更新用户数据，将备份HSS更新新用户数据。HSS更新完成后向CSCF或者AS回送响应，确认用户数据修改成功。

(4)主用HSS故障恢复其过程：

如图13所示，当主用HSS故障恢复时，备份HSS需要将CSCF和AS更新的所有用户数据，全部更新到主用HSS上，主用HSS发送更新用户数据响应完成信息。

当主用HSS故障，备份HSS总是不断向主用HSS发起建立连接，直到连接被主用HSS接受，这时判断为主用HSS故障恢复，备份HSS就主动向主用HSS发送更新的数据。

当主用投入使用时，通过在一段时间内是否接收到了备份HSS的建立连接请求判断自己是故障恢复还是开始投入使用。如果在这段时间内没有接收到备份HSS的建立连接请求，认为是自己先投入使用，那么可以立即接受CSCF/AS的连接。如果在这段时间接收到备份HSS的连接请求判断为故障恢复，需要等待与备份HSS的数据同步，同步完成后才能接受与CSCF/AS的连接。即主用和备份HSS的关系始终不变，主用好时，永远使用主用HSS，只有主用故障时才使用备份HSS。

主用HSS恢复过程中，在主用HSS和备份HSS间，必须确认数据同步后，主用HSS才接受CSCF/AS发起的建立连接。即主用HSS和备份HSS间的连接先建立，然后主用和备份HSS间先同步更新的用户数据。同步数据完成后，主用HSS才接受CSCF/AS发起的建立连接。

(5)备份HSS投入运行过程

如图14所示，当备份HSS投入使用时，主用HSS需要将CSCF和AS更新的所有用户数据，更新到备份HSS上，备份HSS发送更新用户数据响应完成信息。

主用和备份HSS间的数据同步过程中，备份HSS投入使用时，建立连接后，向主用HSS发送数据同步请求，主用HSS就将其更新的数据发送到备份HSS。一般是要求主用和备份HSS同时投入使用，然后主用HSS故障，备份HSS投入使用，然后主用HSS抢修，再恢复。

本发明提供了一种归属用户服务器的备份实现方法及IP多媒体网络，利用主用和备份HSS组网，其它设备CSCF和AS与主用和备份的HSS都相连，主用和备份的HSS互连。保证了用户通信的安全和可靠，当主用HSS故障时，备份HSS将接管，从而保证用户的业务不中断，提高了通信网络的可靠性，保证了用户的通信安全。

本领域技术人员不脱离本发明的实质和精神，可以有多种变形方案实现本发明，以上所述仅为本发明较佳可行的实施例而己，并非因此局限本发明的权利范围，凡运用本发明说明书及附图内容所作的等效变化，均包含于本发明的权利范围之内。

Claims (13)

1、一种归属用户服务器的备份实现方法，其特征在于，包括以下步骤：

采用主用和备份归属用户服务器进行归属用户服务器的备份，所述主用归属用户服务器和备份归属用户服务器同时保存用户数据；

主用归属用户服务器正常运行时，由主用归属用户服务器提供用户数据的查询或更新，并将更新的数据发送到所述备份归属用户服务器；

所述主用归属用户服务器故障时，由所述备份归属用户服务器提供用户数据的查询或更新。

2、根据权利要求1所述的归属用户服务器的备份实现方法，其特征在于：所述主用归属用户服务器正常运行时，服务申请设备需要查询用户数据时，向主用归属用户服务器查询用户数据；所述主用归属用户服务器故障时，服务申请设备向备份归属用户服务器查询用户数据。

3、根据权利要求1所述的归属用户服务器的备份实现方法，其特征在于：所述主用归属用户服务器正常运行时，运营维护支持中心将用户签约数据同时更新到主用归属用户服务器和备份归属用户服务器，只由主用归属用户服务器向服务申请设备发送更新用户数据请求。

4、根据权利要求3所述的归属用户服务器的备份实现方法，其特征在于：所述主用归属用户服务器故障时，运营维护支持中心将用户签约数据更新到备份归属用户服务器，由备份归属用户服务器向服务申请设备发送更新用户数据请求。

5、根据权利要求1所述的归属用户服务器的备份实现方法，其特征在于：当服务申请设备需要更新用户数据时，如果主用归属用户服务器正常运行，则服务申请设备将更新的用户数据发送到主用归属用户服务器，主用归属用户服务器将用户更新的数据发送到备份归属用户服务器上，备份归属用户服务器同步更新用户数据。

6、根据权利要求5所述的归属用户服务器的备份实现方法，其特征在于：当服务申请设备需要更新用户数据时，如果主用归属用户服务器故障，则向备份归属用户服务器发送更新用户数据请求，将新用户数据发向备份归属用户服务器。

7、根据权利要求1所述的归属用户服务器的备份实现方法，其特征在于：当所述备份归属用户服务器投入使用时，向主用归属用户服务器发送数据同步请求，主用归属用户服务器将其更新的用户数据更新到备份归属用户服务器上。

8、根据权利要求1至7中任一项所述的归属用户服务器的备份实现方法，其特征在于：所述服务申请设备包括呼叫控制功能模块、应用服务器、或IP多媒体业务交换功能模块。

9、根据权利要求8所述的归属用户服务器的备份实现方法，其特征在于：当所述主用归属用户服务器故障恢复时，备份归属用户服务器将其更新的用户数据同步到主用归属用户服务器上，同步完成后，才接受服务申请设备发起的建立连接。

10、根据权利要求9所述的归属用户服务器的备份实现方法，其特征在于：主用和备份归属用户服务器通过之间建立的连接的状态来判断设备之间的故障，当主用归属用户服务器故障，备份归属用户服务器不断向主用归属用户服务器发起建立连接，直到连接被主用归属用户服务器接受，这时判断为主用归属用户服务器故障恢复。

11、根据权利要求9所述的归属用户服务器的备份实现方法，其特征在于：当主用归属用户服务器投入使用时，通过在一段时间内是否接受到备份归属用户服务器的建立连接请求判断自己是故障恢复还是开始投入使用，如果在所述时间内没有接受到备份归属用户服务器的建立连接请求，认为是该主用归属服务器为开始投入使用，立即接受服务申请设备的连接；如果在所述时间内接收到备份归属用户服务器连接请求判断为故障恢复，需要等待与备份归属用户服务器的数据同步，同步完成后才能接受与服务申请设备的连接。

12、一种IP多媒体网络，包括归属用户服务器、向归属用户服务器申请服务的设备，其特征在于：所述归属用户服务器至少包括一个主用归属用户服务器和一个备份归属用户服务器，服务申请设备分别与所述主用归属用户服务器和备份归属用户服务器连接，所述主用归属用户服务器和备份归属用户服务器互为连接。

13、根据权利要求12所述的IP多媒体网络，其特征在于：所述服务申请设备包括呼叫控制功能模块、应用服务器、或IP多媒体业务交换功能模块。

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