KR101046509B1 - 부하 분담 기법을 이용하여 호처리를 수행하는소프트스위치 및 그 호처리 방법 - Google Patents

부하 분담 기법을 이용하여 호처리를 수행하는소프트스위치 및 그 호처리 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 소프트스위치 및 그 소프트스위치에서의 호처리 방법을 개시한다.
본 발명의 부하 분담 기법을 이용하여 호처리를 수행하는 소프트스위치는 회선교환망과의 호 연동을 위해 AS(Application Server)를 실행시켜 신호 게이트웨이와의 연결 구성을 수행하는 다수의 ASP(Application Server Process)들을 구비하는 ASP부; 상기 다수의 ASP들로부터 상태정보를 제공받아 관리하며 상기 상태정보에 따라 호처리 요구 발생시 호처리 수행을 담당할 ASP를 결정하는 ASP 관리부; 상기 ASP들에게 고유의 로컬 포트를 할당하여 상기 로컬 포트를 통해 상기 ASP들과 연결되며 호처리 메시지를 상기 회선교환망에서의 신호전달을 위한 프로토콜에 따라 변화하여 상기 ASP 관리부에 의해 결정된 호처리 담당 ASP와 송수신하는 프로토콜 처리부; 상기 로컬 포트를 통해 상기 ASP들과 연결되며, 상기 회선교환망에서의 신호전달을 위한 프로토콜에 따라 호처리를 위한 메시지를 변환하는 프로토콜 처리부; 착신 신호점을 구분하기 위한 라우팅 관련 정보를 관리하는 AS 관리부; 및 상기 신호 게이트웨이의 IP 주소를 관리하며 IP 망과 연결되어 호처리 메시지를 IP 패킷으로 변환하여 상기 신호 게이트웨이로 전송하는 인터페이스부를 구비하여 안정적인 호 처리를 수행한다.

Description

부하 분담 기법을 이용하여 호처리를 수행하는 소프트스위치 및 그 호처리 방법{Softswitch for calling by load-sharing and method the same}
도 1은 일반적인 차세대 망의 구성을 나타내는 망 구성도.
도 2는 일반적인 소프트스위치와 신호 게이트웨이 사이에서의 ASP 구성 및 연동절차와 연동된 후 호처리가 진행되는 과정을 나타내는 순서도.
도 3은 본 발명에 따른 소프트스위치의 구성을 나타내는 구성도.
도 4는 본 발명에 따른 소프트스위치와 신호 게이트웨이 간 ASP 구성 및 연동절차와 연동 후 호처리 과정을 나타내는 순서도.
본 발명은 소프트스위치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 신호 게이트웨이와 연동을 위한 ASP(Application Server Process)를 다수개 구비하여 호생성시 호를 분배하여 처리토록 하여 보다 안정적으로 호처리 서비스를 제공할 수 있는 소프트스위치에 관한 것이다.
종래 회선교환방식으로 제공되던 음성기반의 다양한 서비스들은 최근 패킷 기반 시스템으로 통합되어 제공되는 차세대 망(NGN)으로 전환되어 가는 중이다.
도 1은 일반적인 차세대 망의 구성을 나타내는 망 구성도이다.
차세대 망 요소로는 호 제어를 담당하는 소프트스위치(Softswitch)(10), 각종 가입자 단말을 수용하여 소프트스위치(10)와의 연결을 위한 프로토콜 처리 및 미디어 변환 등을 담당하는 각종 게이트웨이(11, 12, 13, 14), 가입자에게 다양한 서비스를 제공하는 응용서버(16), 망 요소들간 정보를 전달하기 위한 패킷 전달망(15), 다양한 가입자 서비스에 필요한 안내방송 등의 자원을 저장 및 제공하는 미디어 서버(17) 및 소프트스위치 관리시스템(18)을 포함한다. 액세스 게이트웨이(11)는 기존의 더미 단말 및 다양한 단말을 수용하여 패킷 전달망을 통해 소프트스위치(10)로 전달하고, 트렁킹 게이트웨이(12)는 공중전화통신망(PSTN)에 연결된 기존의 회선 교환기와 연동되어 NGN 가입자에게 연동호를 제공한다.
레지덴셜 게이트웨이(13)는 소규모의 회선을 수용하며, 댁내에 설치되어 패킷망과 연결된다. 차세대 망 단말로는 지능화되어 프로토콜 처리를 하는 IP 폰과 기존에 사용하던 아날로그 폰이 있다. 신호 게이트웨이(14)는 SS7 신호망에 연결되어 SS7 표준 프로토콜을 처리하여 공중회선 교환망과 신호를 송수신한다. 소프트스위치(10)는 IP 전달망을 통해 각종 단말을 수용하여 호처리 및 부가 서비스를 제공하며, IP 망에 수용된 단말들이 기존 회선교환기에 수용된 가입자와 통화를 원하는 경우 신호 게이트웨이(14)와 연동한다. 이때, 회선교환망은 신호전달을 위해 Q.931에 정의된 ISUP 프로토콜을 사용하게 되는데 회선교환망과의 연동을 위해 소프트스위치(10)도 이 메시지를 생성하여 신호 게이트웨이(14)와의 연결 프로토콜인 M3UA 및 SCTP를 통해 실제 착신 가입자가 수용된 회선교환망의 로컬교환기로 전달 한다.
소프트스위치(10)는 물리적으로는 하나의 게이트웨이와 연결되더라도 실제 라우팅되어야 하는 착신점들을 구분하기 위해 라우팅 키(Routing Key)를 담당하는 AS(Application Server) 및 이들을 관리하고 실행하는 ASP(Application Server Process 또는 Processor)를 두고 있다. 이 ASP와 AS는 동일 서브시스템에 구성되며 ASP가 다운되어 사용할 수 없게 되면 해당 서브시스템의 모든 AS들이 영향을 받게 되어 더 이상 관련된 호를 처리할 수 없는 상태가 된다.
도 2는 일반적인 소프트스위치와 신호 게이트웨이 사이에서의 ASP 구성 및 연동절차와 연동된 후 호처리가 진행되는 과정을 나타내는 순서도이다. 본 실시예에서는 연동되는 다양한 정보들 중 ASP를 중심으로 기술한다.
먼저 소프트스위치(10)는 ASP 아이디, IP 주소 등을 입력받아 자신이 관리하는 ASP를 구성한다(S201). 신호 게이트웨이(14)는 소프트스위치(10)와 연동될 경우 ASP의 IP 주소로 연결된다. 소프트스위치(10)는 신호 게이트웨이(14) 생성 및 관련 SCTP 관련 정보를 구성(S202)한 후 ASP를 다운(Down) 상태로 관리한다(S203).
다음에, 소프트스위치(10)가 신호 게이트웨이(14)로 ASPUP 메시지를 송신하면(S204), 이를 수신한 신호 게이트웨이(14)는 해당 ASP 상태를 ASPUP 상태로 관리(S205)한 후 ASPUP 메시지에 대한 응답신호 ASPUP ACK를 소프트스위치(10)로 전송한다(S206). 응답신호 ASPUP ACK를 수신한 소프트스위치(10)도 해당 ASP를 업(UP) 상태로 관리한다(S207). 다음에, 소프트스위치(10)는 RK_AS(Routing Key AS) 구성명령어를 수신(S208)하여 RK_AS들을 구성한 후, RK_AS 관련 정보(RC, ASP 등)를 구성 및 등록한다(S209).
RK_AS 관련 정보 등록이 완료되면, 소프트스위치(10)는 사용자 신호 트래픽이 전송 가능하다는 것을 알리기 위해 ASPAC 메시지를 신호 게이트웨이(14)로 전송한다(S210). 신호 게이트웨이(14)는 소프트스위치(10)의 ASP를 ACT로 관리(S211)한 후 소프트스위치(10)로 응답신호 ASPAC ACK를 전송한다(S212). 응답신호 ASPAC ACK를 수신한 소프트스위치(10)는 ASP의 상태를 ACT로 변경한다(S213). 이에 따라 소프트스위치(10)는 가입자 호처리를 위한 ISUP 메시지를 송수신할 수 있게 된다.
그런데, 이때 만약 ASP가 어떠한 이유로 다운되어 서비스를 수행할 수 없게 되면, 소프트스위치(10)의 ASP 관리부는 해당 ASP가 다운되었음을 감지하여 해당 ASP에 대한 상태정보를 OOS로 변경시킨 후 AS관리부로 그 상태를 통지한다(S214). ASP가 다운되었다는 통지에 따라 AS관리부는 AS의 상태를 OOS로 변경한다(S215).
다음에, 소프트스위치(10)는 신호 게이트웨이(14)로 ASP가 다운되었다는 ASPDN 메시지를 전송(S216)하며, 이를 수신한 신호 게이트웨이(14)도 해당 ASP의 상태를 ASPDN으로 관리(S217)한 후 그 응답신호 ASPDN ACK를 소프트스위치(10)로 전송한다(S218). 이에 따라, 소프트스위치(10)의 호처리부에서는 호처리 요구시 번호번역 후 라우팅 정보를 조회하여 호가 전달되어져야 하는 착신 신호점을 관리하는 AS를 확인한 후 해당 AS로 메시지 전송을 요구하나, AS 상태가 OOS이므로 AS관리부에서는 전송 불가 메시지를 응답한다(S219).
이와 같이, ASP는 소프트스위치와 신호 게이트웨이와의 연동을 위한 프로세서로 이 프로세서가 다운되면 전체 호 처리가 불가한 경우가 발생할 수 있게 된다.
따라서, 상술된 문제를 해결하기 위한 본 발명의 목적은 신호 게이트웨이와 연동을 위한 ASP(Application Server Process)를 다수개 구비하여 호생성시 호를 분배하여 처리토록 하여 보다 안정적으로 호처리 서비스를 제공하는데 있다.
위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 부하 분담 기법을 이용하여 호처리를 수행하는 소프트스위치는 회선교환망과의 호 연동을 위해 AS(Application Server)를 실행시켜 신호 게이트웨이와의 연결 구성을 수행하는 다수의 ASP(Application Server Process)들을 구비하는 ASP부; 상기 다수의 ASP들로부터 상태정보를 제공받아 관리하며 상기 상태정보에 따라 호처리 요구 발생시 호처리 수행을 담당할 ASP를 결정하는 ASP 관리부; 상기 ASP들에게 고유의 로컬 포트를 할당하여 상기 로컬 포트를 통해 상기 ASP들과 연결되며 호처리 메시지를 상기 회선교환망에서의 신호전달을 위한 프로토콜에 따라 변화하여 상기 ASP 관리부에 의해 결정된 호처리 담당 ASP와 송수신하는 프로토콜 처리부; 상기 로컬 포트를 통해 상기 ASP들과 연결되며, 상기 회선교환망에서의 신호전달을 위한 프로토콜에 따라 호처리를 위한 메시지를 변환하는 프로토콜 처리부; 착신 신호점을 구분하기 위한 라우팅 관련 정보를 관리하는 AS 관리부; 및 상기 신호 게이트웨이의 IP 주소를 관리하며, IP 망과 연결되어 호처리 메시지를 IP 패킷으로 변환하여 상기 신호 게이트웨이로 전송하는 인터페이스부를 구비한다.
본 발명의 소프트스위치에서 부하 분담 기법을 이용한 호처리 방법은 상기 다수의 ASP들의 상태를 파악하여 관리하는 제 1 단계; 호 처리 요청 수신시 상기 다수의 ASP들 중 정상적인 서비스 제공이 가능한 ASP들을 조회하는 제 2 단계; 및 상기 정상적인 서비스 제공이 가능한 ASP들을 기 설정된 일정 순서대로 선택하여 호처리를 수행시키는 제 3 단계를 포함한다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 소프트스위치의 구성을 나타내는 구성도이다.
본 발명의 소프트스위치는 ASP부(100), ASP 관리부(200), 프로토콜 처리부(300), AS 관리부(400) 및 인터페이스부(500)를 구비한다.
ASP부(100)는 회선교환망과의 호 연동을 위해 AS를 실행시켜 신호 게이트웨이와의 연결 구성을 수행하는 다수의 ASP들(ASP1 ∼ ASPm)을 구비한다. 이때, 각 ASP(ASP1 ∼ ASPm)는 자신의 상태 정보를 파악하여 ASP관리부(200)에게 보고하며, 내부적으로 사용되는 고유의 로컬 포트를 할당받아 로컬 포트를 통해 프로토콜 처리부(300)와 연결되어 호 처리를 위한 메시지를 송수신한다.
ASP 관리부(200)는 ASP들(ASP1 ∼ ASPm)로부터 상태정보를 제공받아 관리하며, 그 상태 정보에 따라 호처리 요구 발생시 호처리를 수행할 ASP를 결정한다. 이때, ASP 관리부(200)는 정상적인 서비스 제공이 가능한 ASP들을 순차적으로 호처리 담당 ASP로 결정하여, 특정 ASP에게 부하가 집중되지 않고 고르게 분담될 수 있도록 한다.
프로토콜 처리부(300)는 각 ASP들(ASP1 ∼ ASPm)에게 고유의 로컬 포트를 할 당하여 관리하며, 할당된 로컬 포트를 통해 ASP들(ASP1 ∼ ASPm)과 연결되어 ASP 관리부(200)에 의해 결정된 호처리 담당 ASP와 호처리 메시지를 송수신한다. 또한, 프로토콜 처리부(300)는 회선교환망에서의 신호전달을 위한 프로토콜에 따라 호처리를 위한 메시지를 M3UA 및 SCTP 메시지로 변환한다.
AS 관리부(400)는 착신 신호점을 구분하기 위한 라우팅 관련 정보(라우팅 키(RK_AS), 라우팅 컨텍스트(RC:Routing Context) 등)를 관리한다. ASP는 호처리 수행시 AS 관리부(300)에서 라우팅 정보를 조회하여 획득한 후 해당 정보에 따라 프로토콜 처리부(300)로 호처리 메시지를 송신한다.
인터페이스부(500)는 신호 게이트웨이의 IP 주소를 관리하며 IP 망과 단일 포트를 통해 물리적으로 연결되며, 프로토콜 처리부(300)로부터 수신된 메시지를 IP 패킷으로 신호처리하여 IP 망을 통해 신호 게이트웨이로 전송하고 신호 게이트웨이로부터 수신된 IP 패킷을 신호처리하여 프로토콜 처리부(300)로 전송한다.
도 4는 본 발명에 따른 소프트스위치와 신호 게이트웨이 간 ASP 구성 및 연동절차와 연동 후 호처리 과정을 나타내는 순서도이다.
먼저 소프트스위치는 자신이 관리하는 ASP부(100)의 모든 ASP들(ASP1 ∼ ASPm)에 대한 ASP 아이디, IP 주소, 로컬 포트 등을 입력받아 ASP들(ASP1 ∼ ASPm)을 구성한다(S401). 즉, 도 2에서는 1개의 ASP만이 존재하므로 1번의 ASP 구성이 수행되었으나 본 발명에서는 m개의 ASP가 존재하므로 두 m번의 ASP 구성이 수행된다. 이때, ASP들(ASP1 ∼ ASPm)은 외부적으로는 동일한 하나의 IP 주소만을 가지나, 내부적으로는 프토토콜 처리부(300)로부터 서로 다른 고유의 로컬 포트를 할당 받음으로써 구분된다. 따라서, 신호 게이트웨이는 종래와 같이 하나의 ASP IP 주소와만 연결되면 된다.
다음에, 소프트스위치는 연동될 신호 게이트웨이가 사용하는 SCTP 포트번호, IP 주소 등을 입력받아 신호 게이트웨이를 구성한다(S402). 이때, 연동되는 신호 게이트웨이는 하나이므로 ASP와 달리 1회 구성된다.
ASP부(100)의 각 ASP(ASP1 ∼ ASPm)가 사용될 신호 게이트웨이 관련 사항인 신호 게이트웨이 연관(SA:Service Association)을 구성(S403)하면, ASP 관리부(200)는 모든 ASP들(ASP1 ∼ ASPm)을 다운 상태로 관리한다(S404).
다음에, ASP 관리부(200)가 인터페이스부(500)를 통해 모든 ASP들(ASP1 ∼ ASPm)에 대한 ASPUP 메시지 ASPUP(ASP1) ∼ ASPUP(ASPm)를 신호 게이트웨이로 전송(S405)하면, 신호 게이트웨이는 해당 ASP들(ASP1 ∼ ASPm)의 상태를 ASPUP 상태로 관리(S406)한 후 각 ASPUP 메시지에 대한 응답신호 ASPUP ACK(ASP1) ∼ ASPUP ACK(ASPm)를 소프트스위치로 전송한다(S407).
응답신호 ASPUP ACK(ASP1) ∼ ASPUP ACK(ASPm)를 수신한 ASP 관리부(200)는 ASP들(ASP1 ∼ ASPm)의 상태를 업(UP) 상태로 관리(S408)한 후 RK_AS 구성명령어를 수신(S409)하여 RK_AS들을 구성한다. RK_AS들이 구성되면, ASP 관리부(200)는 RK_AS 관련 정보(RC, ASP 등)들을 구성 및 등록한다(S410).
이 후, ASP 관리부(200)는 사용자 신호 트래픽이 전송 가능하다는 것을 알리기 위해 모든 ASP(ASP1 ∼ ASPm)들에 대한 ASPAC 메시지 ASPAC(ASP1) ∼ ASPAC(ASPm)를 신호 게이트웨이로 전송한다(S411). 이에 따라, 신호 게이트웨이는 소프트스위치의 각 ASP들(ASP1 ∼ ASPm)을 ACT로 관리(S412)한 후 소프트스위치로 ASPAC ACK 신호 ASPAC ACK(ASP1) ∼ ASPAC ACK(ASPm)를 전송한다(S413). ASPAC ACK 신호를 수신한 ASP 관리부(200)는 모든 ASP(ASP1 ∼ ASPm)의 상태를 ACT로 변경한다(S414).
이에 따라 소프트스위치는 가입자 호처리를 위한 ISUP 메시지를 송수신할 수 있게 된다.
그런데, 만약 어느 한 ASP(ASPk)가 어떠한 이유로 다운되어 정상적으로 서비스를 수행할 수 없게 되면, 해당 ASP(ASPk)는 그러한 자신의 상태를 감지하게 된다. ASP(ASPk)는 상태정보를 OOS로 변화시킨 후 ASP 관리부(200)로 자신이 OOS 상태임을 통보하는 ASPk OOS 메시지를 전송한다(S415).
ASPk OOS 메시지를 수신한 ASP 관리부(200)에서는 해당 ASP(ASPk)의 상태를 ASPDN으로 상태 변경한 후 ASP(ASPk)에 대해 ASPDN 메시지 송신을 요구한다(S416).
이에 따라, ASP(ASPk)는 ASPDN(ASPk) 메시지를 자신에게 할당된 로컬 포트를 통해 프로토콜 처리부(300)로 전송하며, 프로토콜 처리부(300)는 인터페이스부(500)를 통해 해당 신호를 신호 게이트웨이로 전송한다(S417).
ASPDN(ASPk) 메시지를 수신한 신호 게이트웨이는 해당 ASP(ASPk)의 상태를 다운상태로 관리(S418)한 후, ASPDN(ASPk) 메시지에 대한 응답신호 ASPDN ACK(ASPk)를 소프트스위치로 전송한다(S419).
이 후, 호처리부에서 호처리 요구가 발생하여 ASP 관리부(200)로 호처리를 위한 메시지 전송이 요구되면(S420), ASP 관리부(200)는 정상적으로 서비스를 제공 할 수 있는 ASP들을 조회하여 요구된 호처리를 담당할 ASP를 결정한 후 해당 ASP로 호처리를 요구한다(S421). 이때, ASPDN 상태로 관리되는 ASP 들은 호처리 담당 결정에서 제외되며, ASP 관리부(200)는 ASPDN 상태가 아닌 ASP들을 순차적으로 호처리 담당으로 결정하여 ASP들의 호처리 부하를 고르게 분담시킨다.
결정된 호처리 담당 ASP는 AS 관리부(400)에서 관련 정보(RC, 착신 신호점 등)를 조회한 후 자신의 로컬 포트 정보를 포함하여 AS로 호처리 메시지를 요구한다(S422).
한편, 프로토콜 처리부(300)는 호처리 메시지를 M3UA 및 SCTP 메시지로 변환하여 인터페이스부(500)로 메시지를 송신(S422)하면, 인터페이스부(500)는 메시지를 IP 패킷으로 변환한 후 연동될 신호 게이트웨이의 IP 주소를 조회하여 해당 신호 게이트웨이로 IP 패킷을 전달한다(S424).
상술한 바와 같이, 본 발명의 부하 분담을 이용하여 신호 게이트웨이와 연동하는 소프트스위치는 신호 게이트웨이와의 신호 연동을 처리하는 프로세스(ASP)를 다수로 두어 부하 분담 기법을 이용해 호를 처리함으로써 보다 안정적인 호처리 서비스를 제공할 수 있게 된다.

Claims (7)

  1. 회선교환망과의 호 연동을 위해 AS(Application Server)를 실행시켜 신호 게이트웨이와의 연결 구성을 수행하는 다수의 ASP(Application Server Process)들을 구비하는 ASP부;
    상기 다수의 ASP들로부터 상태정보를 제공받아 관리하며, 호처리 요구 발생시 상기 상태정보에 따라 정상적인 서비스 제공이 가능한 ASP들 중 어느 하나를 호처리 수행을 담당할 ASP를 결정하는 ASP 관리부;
    상기 ASP들에게 고유의 로컬 포트를 할당하여 상기 로컬 포트를 통해 상기 ASP들과 연결되며, 호처리 메시지를 상기 회선교환망에서의 신호전달을 위한 프로토콜에 따라 변환하여 상기 ASP 관리부에 의해 결정된 호처리 담당 ASP와 송수신하는 프로토콜 처리부;
    착신 신호점을 구분하기 위한 라우팅 관련 정보를 관리하는 AS 관리부; 및
    상기 신호 게이트웨이의 IP 주소를 관리하며, IP 망과 연결되어 호처리 메시지를 IP 패킷으로 변환하여 상기 신호 게이트웨이로 전송하는 인터페이스부를 구비하는 부하 분담 기법을 이용하여 호처리를 수행하는 소프트스위치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 ASP는
    자신의 상태 정보를 파악하여 상기 ASP 관리부로 보고하는 것을 특징으로 하는 부하 분담 기법을 이용하여 호처리를 수행하는 소프트스위치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 ASP는
    호처리 수행시 상기 AS 관리부에서 라우팅 정보를 조회하여 획득한 후 획득된 라우팅 정보에 따라 상기 프로토콜 처리부로 호처리 메시지를 송신하는 것을 특징으로 하는 부하 분담 기법을 이용하여 호처리를 수행하는 소프트스위치.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 ASP 관리부는
    상기 상태정보에 따라 정상적인 서비스 제공이 가능한 ASP들을 순차적으로 상기 호처리 담당 ASP로 결정하는 것을 특징으로 하는 부하 분담 기법을 이용하여 호처리를 수행하는 소프트스위치.
  5. 다수의 ASP들을 구비하는 소프트스위치에서의 호처리 방법에 있어서,
    상기 다수의 ASP들의 상태를 파악하여 관리하는 제 1 단계;
    호 처리 요청 수신시 상기 다수의 ASP들 중 정상적인 서비스 제공이 가능한 ASP들을 조회하는 제 2 단계; 및
    상기 정상적인 서비스 제공이 가능한 ASP들 중 어느 하나를 선택하여 호처리를 수행시키는 제 3 단계를 포함하는 부하 분담 기법을 이용한 호처리 방법.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 제 1 단계는
    상기 다수의 ASP들을 관리하는 ASP 관리부를 구비하여, 상기 다수의 ASP들이 자신의 상태정보를 상기 ASP 관리부로 통보하도록 하여 상기 다수의 ASP들의 상태를 파악하여 관리하는 것을 특징으로 하는 부하 분담 기법을 이용한 호처리 방법.
  7. 제 5항에 있어서, 상기 제 3 단계는
    상기 정상적인 서비스 제공이 가능한 ASP들을 순차적으로 호처리 담당 ASP로 결정하여 호처리를 수행시킴으로써 호처리에 대한 부하를 분담시키는 것을 특징으로 하는 부하 분담 기법을 이용한 호처리 방법.
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