WO2018201765A1 - 基于异构计算的MMTel应用服务器、会话系统及方法 - Google Patents

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WO2018201765A1
WO2018201765A1 PCT/CN2018/074555 CN2018074555W WO2018201765A1 WO 2018201765 A1 WO2018201765 A1 WO 2018201765A1 CN 2018074555 W CN2018074555 W CN 2018074555W WO 2018201765 A1 WO2018201765 A1 WO 2018201765A1
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server
user data
call control
control server
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段成德
于治楼
金长新
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济南浪潮高新科技投资发展有限公司
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    • H04W8/00—Network data management
    • H04W8/02—Processing of mobility data, e.g. registration information at HLR [Home Location Register] or VLR [Visitor Location Register]; Transfer of mobility data, e.g. between HLR, VLR or external networks
    • H04W8/08—Mobility data transfer
    • H04W8/14—Mobility data transfer between corresponding nodes

Definitions

  • the present invention relates to the field of IMS networks, and in particular to MMTel application servers, session systems and methods based on heterogeneous computing.
  • IMS International Mobile Subscriber Identity
  • IMS Chinese full name IP Multimedia Subsystem, Chinese translation for IP Multimedia Subsystem
  • MMTel MultiMedia Telephony
  • MMTel MultiMedia Telephony
  • ETSI/TISPAN 3GPP standardization organizations. It is a global standard specification that enables telecom operators to evolve traditional circuit-switched services into IP-based real-time multimedia.
  • Telephone services including voice and video calls, messaging services and video image sharing, support both fixed and mobile broadband access.
  • the MMTel application server When the MMTel application server is used, the core network element of the IMS network is connected to the charging network element in the IMS network through the RF interface, and through the SH interface and the HSS (English name is Home Subscriber) Server, Chinese translation is the home subscriber network server) The server is connected, and the user data is obtained by sending a UDR/PUR message to the HSS server.
  • Heterogeneous computing mainly refers to the way in which computing systems (CPUs, GPUs, FPGAs, etc.) of different systems are used to form a computing system.
  • Proprietary computing units operate at lower frequencies, but have higher parallel computing power and lower overall performance and power consumption.
  • the user data is downloaded from the HSS to the MMTel application server and stored in the RDB module of the MMTel application server.
  • the user data stored in the RDB module is directly read. Call service processing, data storage is not secure, and the number of users is easily falsified.
  • the end user data can be encrypted and protected by encryption to ensure the security of the user data user data stored locally.
  • data encryption and decryption consume CPU performance, especially in large-scale call concurrency, data is frequently read, and the system CPU rises to cause an alarm, and call loss occurs.
  • MMTel application server based on heterogeneous computing, including call control server and data storage server
  • data storage server includes RDB module and FPGA chip with heterogeneous computing, call control server, RDB module and FPGA (English full name Field Programmable Gate Array, Chinese translation for field programmable logic gate array) chips are connected in sequence; call control server is used to receive and process request messages from user terminals and user data from HSS server; RDB module is used to accept user data and call OpenCL (English full name is Open Computing Language, Chinese translation is open computing language, is a framework for writing programs for heterogeneous platforms, this heterogeneous platform can be composed of CPU, GPU or other types of processors) interface to transfer user data to FPGA chip And storing the encrypted user data; the FPGA chip acts as a heterogeneous accelerator, and is connected to the CPU through the PCIE interface, and is used for performing encryption calculation and decryption calculation on the user data.
  • RDB module and FPGA chip English full name Field Programmable Gate Array, Chinese translation for field programmable
  • the RDB module is a user data storage module. After receiving the user data, the user data is transmitted to the FPGA chip for encryption calculation, and the FPGA chip returns the encrypted user data to the RDB module for storage.
  • the request information includes a registration request message and a call request message.
  • a heterogeneous computing-based session system comprising a user terminal and an IMS network, the IMS network comprising a P/S-CSCF module, an MMTel application server and an HSS server, the MMTel application server being heterogeneous computing according to any of the above
  • the MMTel application server, the user terminal, the P/S-CSCF module and the call control server in the MMTel application server are sequentially connected, and the call control server in the MMTel application server is connected to the HSS server through the SH interface, which can complete the user registration; the user terminal
  • the P/S-CSCF module and the call control server in the MMTel application server are sequentially connected, and the above can complete the user call.
  • CSCF Voice Call Session Control Function, Chinese translation for call session control
  • IMS IP Multimedia Subsystem
  • the internal functional entity of Subsystem is the core of the entire IMS network. Mainly responsible for handling signaling control during multimedia call sessions. It manages user authentication of the IMS network, QoS of the IMS bearer plane, coordination with other network entities for SIP session control, and service negotiation and resource allocation.
  • the CSCF is divided into proxy CSCF (P-CSCF: Proxy CSCF) according to functions, and queries CSCF (I-CSCF: Interrogating).
  • the P-CSCF is the unified entry point for the IMS visited network. All session messages originating at the IMS terminal and terminating at the IMS terminal are passed through the P-CSCF.
  • the P-CSCF is responsible for user authentication and IPSec management related to the access network, network anti-attack and security protection, SIP signaling compression and decompression for saving wireless network resources, and user roaming control through PDF ( Policy Decision Function) performs functions such as NAT and QoS on the bearer plane.
  • PDF Policy Decision Function
  • the main functions include: forwarding the SIP registration request sent by the UE to the I-CSCF, determining the I-CSCF by the domain name provided by the UE, and forwarding the SIP message sent by the UE to the S-CSCF, where the P-CSCF determines when the UE initiates the registration process.
  • S-CSCF The S-CSCF is at the core of IMS network session control. It accepts registration requests forwarded from the visited network through the P-CSCF, and cooperates with the HSS for user authentication. And download the business data signed by the user from the HSS. The S-CSCF performs route management on the calling and called sides of the user, according to the initial filtering rules signed by the user (IFC: Initial).
  • Filter Criteria performs SIP AS triggering to implement rich IMS service functions.
  • the main functions include: registration function, after receiving the registration request, the registration request is validated by the HSS; the message flow processing controls the registered session terminal, which can be used as a Proxy-Server, after receiving the request, for internal processing or forwarding, or as a UA Interrupt or initiate SIP transactions; interact with the service platform to provide multimedia services.
  • the heterogeneous computing-based session method is configured to configure the METHel application server based on the heterogeneous computing according to any one of the preceding items in the IMS network.
  • the user data is downloaded from the HSS server to the RDB module, and the RDB module is The user data is transmitted to the FPGA chip for encryption storage by calling the OpenCL interface.
  • the RDB module calls the OpenCL interface to transfer the encrypted user data to the FPGA chip for decryption calculation, and sends the decryption to the call control server.
  • User data is configured to configure the METHel application server based on the heterogeneous computing according to any one of the preceding items in the IMS network.
  • the user data is encrypted by the FPGA chip, and the encrypted user data is stored in the RDB module sink; in the user call flow, the encrypted user data is decrypted by the FPGA chip, and the decrypted user data is decrypted.
  • the user data is returned to the RDB module, and the RDB module passes the decrypted user data to the call control server.
  • the user registration process includes the following steps:
  • the call control server After the user terminal initiates a Registe message to the IMS network, the call control server sends a UDR/PUR request message carrying the IMPU of the user to the HSS server.
  • the HSS server returns a UDA/PUA response message to the call control server, and the call control server acquires user data.
  • the call control server sends the user data to the RDB module by using a PUT_User_Data message.
  • the S4 and RDB modules pass the user data parameters and the kernel function to be encrypted by calling the OpenCL interface clEnqueueNDRange function to transfer the user data to the FPGA chip for encryption calculation;
  • the FPGA chip returns the encrypted user data to the RDB module for storage.
  • step S1 the user terminal initiates a registration request to the IMS network server, and after receiving the Registe message from the P/S-CSCF module, the call control server locally constructs a UDR/PUR request message and uses the SH interface to UDR/ The PUR request message is sent to the HSS server; the Registe message carries the registration time of the user, and the UDR/PUR request message carries the IMPU of the user.
  • step S2 the HSS server sends the user data to the call control server in whole or in part through the UDA/PUA response message, and the registration time of the user carried by the Registe message after the call control server receives the UDA/PUA response message. Update to local.
  • the user call process includes the following steps:
  • the L3 and RDB modules send the decrypted user data to the call control server.
  • the big data multi-application search service method and system of the invention has the following advantages: introducing heterogeneous computing of the FPGA chip into the data storage of the MMTel application server, encrypting and storing the stored user data, and ensuring the security of the data storage, At the same time, based on the advantages of low power consumption, dynamic reconstruction, parallel processing and high throughput, the FPGA chip can reduce the CPU usage, prevent call loss, increase call completion rate, and improve the reliability of the entire MMTel application server.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the working principle of the MMTel application server based on heterogeneous computing in Embodiment 1;
  • the call control server can receive the Registe message and the Invite message initiated by the user terminal, and after receiving the Registe message, the call control server can locally construct the UDR/PUR request message and send the UDR/PUR request message to the HSS server, and can receive User data from the HSS server, and can send data request messages like the RDB module, and transfer the user data to the RDB module for storage.
  • the RDB module can receive user data, call the OpenCL interface to transfer user data to the FPGA chip for encryption and store the encrypted user data, and can receive data request messages from the call control server, and can call the OpenCL interface to encrypt the user data.
  • the FPGA chip is passed in for decryption and receives the decrypted user data.
  • the FPGA chip is capable of receiving user data from the RDB module and encrypting the user data, and is capable of receiving encrypted user data from the RDB module and decrypting the encrypted user data.
  • the heterogeneous computing-based MMTel application server of the present invention can be applied to an IMS network.
  • the user data downloaded in the HSS server can be stored in the RDB module in the MMTel application server, and
  • the FPGA chip encrypts the user data, so that the user data stored in the RDB module in the MMTel application server is the encrypted user data;
  • the MMTel application server decrypts the user data stored in the RDB module through the FPGA chip, and the RDB module sends the decrypted user data to the call control server.
  • the heterogeneous computing-based session system of the present invention comprises a user terminal and an IMS network
  • the IMS network comprises a P/S-CSCF module, an MMTel application server and an HSS server
  • the MMTel application server is based on the heterogeneous computing in the embodiment 1.
  • the MMTel application server, the user terminal, the P/S-CSCF module and the call control server in the MMTel application server are sequentially connected, and the call control server in the MMTel application server is connected to the HSS server through the SH interface, which can complete the user registration; the user terminal
  • the P/S-CSCF module and the call control server in the MMTel application server are sequentially connected, and the above can complete the user call.
  • the heterogeneous computing-based session system of the present invention can implement user registration and call.
  • the user data is encrypted and stored, and the encrypted user data is decrypted when the user calls.
  • the heterogeneous computing-based session method of the present invention is configured with the heterogeneous computing-based MMTel application server according to any one of the above-mentioned items in the IMS network.
  • the user data is downloaded from the HSS server to the RDB module.
  • the RDB module sends the user data to the FPGA chip for encryption storage by calling the OpenCL interface.
  • the RDB module calls the OpenCL interface to transmit the encrypted user data to the FPGA chip for decryption calculation, and to the call control server. Send the decrypted user data.
  • the user registration process includes the following steps:
  • the user terminal sends a Registe message to the P/S-CSCF module in the IMS network, where the Registe message carries the registration time of the user;
  • the call control server constructs a UDR request message locally, and sends the UDR request message to the HSS server through the SH interface, where the UDR request message carries the IMPU of the user;
  • the call control server After receiving the UDA response message, the call control server updates the registration time of the user carried by the Registe message to the local, and sends the user data to the RDB module through the PUT_User_Data_Req message;
  • the call control server sends a 200 OK response message to the P/S-CSCF module to inform the user that the data is encrypted and stored;
  • the P/S-CSCF module sends a 200 OK response message to the user terminal to inform the user that the data is encrypted and stored.
  • the user terminal sends an Invite message to the P/S-CSCF module in the IMS network, where the Invite message carries the IMPU of the user;
  • the P/S-CSCF module sends the Invite message to the call control server
  • the call control server sends a Get_User_Data_Req message to the RDB module, and requests the RDB module to read the user data;
  • the RDB module After receiving the Get_User_Data_Req message, the RDB module sends the encrypted user data to the FPGA chip for decryption calculation by calling the OpenCL interface clEnqueueNDRange function to input the user data parameters and the kernel function to be decrypted;
  • the clEnqueueMapBuffer function returns the decrypted user data to the RDB module
  • the RDB module After receiving the decrypted user data, the RDB module sends the decrypted user data to the call control server by sending a Get_User_Data_Req message to the call control server;
  • step (3) the call control server constructs a UDR request message locally, and correspondingly, in step (4), the HSS server sends the user data to the call through the UDA response message as a whole or in segments.
  • Control server In an actual application, in step (3), the call control server locally constructs a PUR request message.
  • step (4) the HSS server sends the user data to the call control server through the PUA response message as a whole or in segments.

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Abstract

本发明公开了基于异构计算的MMTel应用服务器、会话系统及方法，属于 IMS网络领域，要解决的技术问题为如何同时保证数据存储的安全性以及MMTel应用服务器的可靠性，包括呼叫控制服务器和数据存储服务器，数据存储服务器包括RDB模块和具备异构计算的FPGA芯片，呼叫控制服务器、RDB模块和FPGA芯片依次连接；呼叫控制服务器用于接收并处理来自用户终端的请求消息以及来自HSS服务器的用户数据； RDB模块用于接受用户数据并调用OpenCL接口将用户数据传入FPGA芯片以及存储加密后的用户数据； FPGA芯片作为异构加速器，通过PCIE接口与CPU连接，用于对用户数据进行加密计算和解密计算。

Description

基于异构计算的MMTel应用服务器、会话系统及方法 技术领域
本发明涉及IMS网络领域，具体地说是基于异构计算的MMTel应用服务器、会话系统及方法。
 背景技术
IMS（英文全称为IP Multimedia Subsystem，中文翻译为IP多媒体子系统）是一种全新的多媒体业务形式，它能够满足现在的终端客户更新颖、更多样化多媒体业务的需求。
MMTel（MultiMedia Telephony）是由ETSI/TISPAN和3GPP两大标准化组织联合开发的基于IMS的多媒体电话业务标准，是一个全球标准规范，支持电信运营商将传统的电路交换业务演进为基于IP的实时多媒体电话业务，包括话音和视频呼叫、消息业务和视频图像共享等，同时支持固定和移动宽带接入。MMTel应用服务器时IMS网络的核心网元，通过RF接口与IMS网络中的计费网元相连接，通过SH接口与HSS（英文全称为Home Subscriber Server，中文翻译为归属签约用户服务器）服务器相连，并通过发送UDR/PUR消息至HSS服务器获取用户数据。
异构计算主要是指使用不同体系的计算单元（CPU、GPU、FPGA等）组成计算系统的方式。专有的计算单元工作频率较低，但是具备更高的并行计算能力，总体性能和功耗较低。
在IMS网络中，当用户发起注册时，用户数据从HSS上下载至MMTel应用服务器中并存储至MMTel应用服务器的RDB模块中，当用户发起呼叫时，直接读取RDB模块中存储的用户数据进行呼叫业务处理，数据存储得不到安全保护，用户数容易被篡改。
可以通过加密的方式，对终端用户数据进行加密保护，保证用户数据用户数据存储在本地的安全性。同时由于数据加密和解密非常消耗CPU的性能，特别是在大规模呼叫并发中，频繁的读取数据，系统CPU上升导致告警，出现呼损。
如何同时保证数据存储的安全性以及MMTel应用服务器的可靠性，是需要解决的技术问题。
 技术问题
本发明的技术任务是针对以上不足，提供基于异构计算的MMTel应用服务器、会话系统及方法，来解决如何同时保证数据存储的安全性以及MMTel应用服务器的可靠性的问题。
 技术解决方案
本发明的技术任务是按以下方式实现的：
基于异构计算的MMTel应用服务器，包括呼叫控制服务器和数据存储服务器，数据存储服务器包括RDB模块和具备异构计算的FPGA芯片，呼叫控制服务器、RDB模块和FPGA（英文全称为Field Programmable Gate Array，中文翻译为现场可编程逻辑门阵列）芯片依次连接；呼叫控制服务器用于接收并处理来自用户终端的请求消息以及来自HSS服务器的用户数据； RDB模块用于接受用户数据并调用OpenCL（英文全称为Open Computing Language，中文翻译为开放运算语言，是一个为异构平台编写程序的框架，此异构平台可由CPU，GPU或其他类型的处理器组成）接口将用户数据传入FPGA芯片以及存储加密后的用户数据；FPGA芯片作为异构加速器，通过PCIE接口与CPU连接，用于对用户数据进行加密计算和解密计算。
其中，RDB模块为用户数据存储模块，接收到用户数据后，将用户数据传入FPGA芯片进行加密计算，FPGA芯片将加密后的用户数据返回RDB模块进行存储。
进一步的，请求信息包括注册请求消息和呼叫请求消息。
基于异构计算的会话系统，包括用户终端和IMS网络，IMS网络包括P/S-CSCF模块、MMTel应用服务器和HSS服务器，所述MMTel应用服务器为如上述任一项所述的基于异构计算的MMTel应用服务器，用户终端、P/S-CSCF模块和MMTel应用服务器中的呼叫控制服务器依次连接，MMTel应用服务器中的呼叫控制服务器通过SH接口与HSS服务器连接，上述能够完成用户注册；用户终端、P/S-CSCF模块和MMTel应用服务器中的呼叫控制服务器依次连接，上述能够完成用户呼叫。
其中，CSCF（英文全称为Call Session Control Function，中文翻译为呼叫会话控制功能）是IP多媒体子系统（IMS：IP Multimedia Subsystem）内部的功能实体，是整个IMS网络的核心。主要负责处理多媒体呼叫会话过程中的信令控制。它管理IMS网络的用户鉴权、IMS承载面QoS、与其它网络实体配合进行SIP会话的控制，以及业务协商和资源分配等。CSCF根据功能分为代理CSCF（P-CSCF：Proxy CSCF ），查询CSCF（I-CSCF：Interrogating CSCF），服务CSCF（S-CSCF：Serving CSCF），紧急CSCF（E-CSCF： Emergency CSCF），本质上它们都是SIP服务器，处理SIP信令。P-CSCF是IMS拜访网络的统一入口点。所有发起于IMS终端和终止于IMS终端的会话消息都要通过P-CSCF。P-CSCF作为一个SIP Proxy，负责与接入网络相关的用户鉴权与IPSec管理，网络防攻击与安全保护，为节约无线网络资源进行SIP信令压缩与解压，用户的漫游控制，通过PDF（Policy Decision Function）进行承载面的NAT与QoS等功能等。主要功能包括：转发UE发来的SIP注册请求给I-CSCF，由UE提供的域名决定I-CSCF；转发UE发来的SIP消息给S-CSCF，由P-CSCF在UE发起注册流程时确定S-CSCF。S-CSCF在IMS网络会话控制中处于核心地位，它接受来自拜访网络通过P-CSCF转发来的注册请求，与HSS配合进行用户鉴权。并从HSS处下载用户签约的业务数据。S-CSCF对于用户主叫及被叫侧进行路由管理，根据用户签约的初始过滤规则（IFC：Initial Filter Criteria），进行SIP AS触发，实现丰富的IMS业务功能。主要功能包括：注册功能，接收注册请求后，通过HSS使注册请求生效；消息流处理，控制已注册的会话终端，可作为Proxy-Server，接收请求后，进行内部处理或转发，也可作为UA，中断或发起SIP事务；与业务平台进行交互，提供多媒体业务。
基于异构计算的会话方法，在IMS网络中配置如上述任一项所述的基于异构计算的MMTel应用服务器，在执行用户注册流程中，用户数据从HSS服务器下载至RDB模块中，RDB模块通过调用OpenCL接口将用户数据传入FPGA芯片中进行加密存储；在执行用户呼叫流程中，RDB模块调用OpenCL接口将加密后的用户数据传入FPGA芯片进行解密计算，并向呼叫控制服务器发送解密后的用户数据。
其中，在用户注册流程中，通过FPGA芯片对用户数据进行加密，RDB模块汇中存储加密后的用户数据；在用户呼叫流程中，通过FPGA芯片对加密后的用户数据进行解密，并将解密后的用户数据返回RDB模块中 ，RDB模块将解密后的用户数据传入呼叫控制服务器。
进一步的，用户注册流程包括如下步骤：
S1、用户终端向IMS网络发起Registe消息后，呼叫控制服务器向HSS服务器发送携带有用户的IMPU的UDR/PUR请求消息；
S2、HSS服务器向呼叫控制服务器返回UDA/PUA响应消息，呼叫控制服务器获取用户数据；
S3、呼叫控制服务器通过PUT_User_Data消息将用户数据发送至RDB模块中；
S4、RDB模块通过调用OpenCL接口clEnqueueNDRange函数传入待加密的用户数据参数和核函数将用户数据传入FPGA芯片进行加密计算；
S5、FPGA芯片将加密后的用户数据返回RDB模块存储。
进一步的，步骤S1中，用户终端向IMS网络服务器发起注册请求，呼叫控制服务器接收到来自P/S-CSCF模块的Registe消息后，在本地构造UDR/PUR请求消息，并通过SH接口将UDR/PUR请求消息传入HSS服务器；所述Registe消息携带有用户的注册时间，所述UDR/PUR请求消息携带有用户的IMPU。
进一步的，步骤S2中，HSS服务器通过UDA/PUA响应消息整体或者分段将用户数据发送至呼叫控制服务器中，呼叫控制服务器接收到UDA/PUA响应消息后，将Registe消息携带的用户的注册时间更新至本地。
进一步的，用户呼叫流程包括如下步骤：
L1、用户终端向IMS网络发起Invite消息后，呼叫控制服务器向RDB模块发送Invite消息，所述Invite消息携带有用户的IMPU；
L2、RDB模块通过调用OpenCL接口clEnqueueNDRange函数传入待解密的用户数据参数和核函数将加密后的用户数据传入FPGA芯片进行解密计算；
L3、RDB模块将解密后的用户数据发送至呼叫控制服务器。
 有益效果
本发明的一种大数据多应用搜索服务方法及系统具有以下优点：将FPGA芯片的异构计算引入MMTel应用服务器的数据存储中，对存储的用户数据进行加密存储，保证数据存储的安全性，同时基于FPGA芯片具有低功耗、动态重构、并行处理和高吞吐量的优势，能够降低CPU的占用率，防止出现呼损，增加呼叫接通率，提高整个MMTel应用服务器的可靠性。
 附图说明
下面结合附图对本发明进一步说明。
附图1为实施例1基于异构计算的MMTel应用服务器的工作原理框图；
附图2为实施例3基于异构计算的会话方法中用户注册流程的工作原理框图；
附图3为实施例3基于异构计算的会话方法的用户呼叫工作流程的工作原理框图。
 本发明的实施方式
参照说明书附图和具体实施例对本发明的基于异构计算的MMTel应用服务器、会话系统及方法以下详细地说明。
实施例1：
如附图1所示，本发明的基于异构计算的MMTel应用服务器，包括呼叫控制服务器和数据存储服务器，数据存储服务器包括RDB模块和具备异构计算的FPGA芯片，呼叫控制服务器、RDB模块和FPGA芯片依次连接；呼叫控制服务器用于接收并处理来自用户终端的请求消息以及来自HSS服务器的用户数据； RDB模块用于接受用户数据并调用OpenCL接口将用户数据传入FPGA芯片以及存储加密后的用户数据； FPGA芯片作为异构加速器，通过PCIE接口与CPU连接，用于对用户数据进行加密计算和解密计算。
其中，呼叫控制服务器能够接收用户终端发起的Registe消息以及Invite消息，呼叫控制服务器接收到Registe消息后，能够在本地构造UDR/PUR请求消息并将UDR/PUR请求消息发送至HSS服务器，并能够接收来自HSS服务器的用户数据，并能够像RDB模块发送数据请求消息，将用户数据传送至RDB模块进行存储。
RDB模块能够接收用户数据、调用OpenCL接口将用户数据传入FPGA芯片进行加密接并存储加密后的用户数据，以及能够接收来自呼叫控制服务器的数据请求消息，能够调用OpenCL接口将加密后的用户数据传入FPGA芯片进行解密并接收解密后的用户数据。
FPGA芯片能够接收来自RDB模块的用户数据并对用户数据进行加密，以及能够接收来自RDB模块的加密后的用户数据并对加密后的用户数据进行解密。
本发明的基于异构计算的MMTel应用服务器可应用于IMS网络中，用户终端向IMS网络发起注册请求时，HSS服务器中下载的用户数据可存储在该MMTel应用服务器中的RDB模块中，并通过FPGA芯片对用户数据进行加密，使得MMTel应用服务器中的RDB模块中存储的用户数据为加密后的用户数据；
用户终端向IMS网络发起呼叫请求时，该MMTel应用服务器中通过FPGA芯片对RDB模块中存储的用户数据进行解密，RDB模块将解密后的用户数据发送至呼叫控制服务器。
实施例2：
本发明的基于异构计算的会话系统，包括用户终端和IMS网络，IMS网络包括P/S-CSCF模块、MMTel应用服务器和HSS服务器，所述MMTel应用服务器为实施例1中的基于异构计算的MMTel应用服务器，用户终端、P/S-CSCF模块和MMTel应用服务器中的呼叫控制服务器依次连接，MMTel应用服务器中的呼叫控制服务器通过SH接口与HSS服务器连接，上述能够完成用户注册；用户终端、P/S-CSCF模块和MMTel应用服务器中的呼叫控制服务器依次连接，上述能够完成用户呼叫。
其中，在用户注册中，用户终端发起注册请求，P/S-CSCF模块能够接收来自用户终端的Registe消息并将Registe消息传入呼叫控制服务器；呼叫控制服务器能够接收Registe消息后构造本地UDR/UDA消息并将UDR/UDA消息发送至HSS服务器，以及能够接收来自HSS服务器的用户数据并将用户数据传入至RDB模块进行存储；RDB模块能够调用OpenCL接口将用户数据传入FPGA芯片进行加密计算并存储经FPGA芯片加密后的用户数据。
在用户呼叫中，用户终端发起呼叫请求，P/S-CSCF模块能够接收来自用户终端的Invite消息并将Invite消息传入呼叫控制服务器；呼叫控制服务器能够接收Invite消息后向RDB模块发送数据请求消息；RDB模块能够通过调用OpenCL接口将其存储的加密后的用户数据传入FPGA芯片进行解密，并能够将解密后的用户数据传入呼叫控制服务器。
本发明的基于异构计算的会话系统可实现用户的注册和呼叫，在用户注册时，对用户数据进行加密存储，在用户呼叫时对加密后的用户数据解密。
实施例3：
本发明的基于异构计算的会话方法，在IMS网络中配置如上述任一项所述的基于异构计算的MMTel应用服务器，在执行用户注册流程中，用户数据从HSS服务器下载至RDB模块中，RDB模块通过调用OpenCL接口将用户数据传入FPGA芯片中进行加密存储；在执行用户呼叫流程中，RDB模块调用OpenCL接口将加密后的用户数据传入FPGA芯片进行解密计算，并向呼叫控制服务器发送解密后的用户数据。
其中，用户注册流程包括如下步骤：
（1）、用户终端向IMS网络中的P/S-CSCF模块发送Registe消息，Registe消息携带有用户的注册时间；
（2）、P/S-CSCF模块将Registe消息发送至呼叫控制服务器；
（3）、呼叫控制服务器在本地构造UDR请求消息，并通过SH接口将UDR请求消息传入HSS服务器， UDR请求消息携带有用户的IMPU；
（4）、HSS服务器通过UDA响应消息整体或者分段将用户数据发送至呼叫控制服务器中；
（5）、呼叫控制服务器接收到UDA响应消息后，将Registe消息携带的用户的注册时间更新至本地，并通过PUT_User_Data_Req消息将用户数据发送至RDB模块中；
（6）、RDB模块通过调用OpenCL接口clEnqueueNDRange函数传入待加密的用户数据参数和核函数将用户数据传入FPGA芯片进行加密计算；
（7）、FPGA芯片对用户数据加密后，通过调用OpenCL接口
clEnqueueMapBuffer函数将加密后的用户数据返回RDB模块；
（8）、RDB模块存储加密后的用户数据后，向呼叫控制服务器发送
PUT_User_Data_Rsp消息响应；
（9）、呼叫控制服务器向P/S-CSCF模块发送200 OK响应消息，告知用户数据加密存储；
（10）、P/S-CSCF模块向用户终端发送200 OK响应消息，告知用户数据加密存储。
用户呼叫流程包括：
（1）、用户终端向IMS网络中的P/S-CSCF模块发送Invite消息，Invite消息携带有用户的IMPU；
（2）、P/S-CSCF模块将Invite消息发送至呼叫控制服务器；
（3）、呼叫控制服务器向RDB模块发送Get_User_Data_Req消息，向RDB模块请求读取用户数据；
（4）、RDB模块接收到Get_User_Data_Req消息后，通过调用OpenCL接口clEnqueueNDRange函数传入待解密的用户数据参数和核函数将加密后的用户数据传入FPGA芯片进行解密计算；
（5）、FPGA芯片对加密后的用户数据解密后，通过调用OpenCL接口
clEnqueueMapBuffer函数将解密后的用户数据返回RDB模块；
（6）、RDB模块接收到解密后的用户数据后，通过向呼叫控制服务器发送Get_User_Data_Req消息，将解密后的用户数据传入呼叫控制服务器；
（7）、呼叫控制服务器获取用户数据后，向P/S-CSCF模块发送200 OK消息，确认读取用户数据成功；
（8）、P/S-CSCF模块向用户终端发送200 OK消息，确认呼叫成功。
本实施例中，用户注册流程中，步骤（3）中，呼叫控制服务器在本地构造UDR请求消息，对应的，步骤（4）中HSS服务器通过UDA响应消息整体或者分段将用户数据发送至呼叫控制服务器中。在实际应用中，步骤（3）中，呼叫控制服务器在本地构造PUR请求消息，对应的，步骤（4）中HSS服务器通过PUA响应消息整体或者分段将用户数据发送至呼叫控制服务器中。
通过上面具体实施方式，所述技术领域的技术人员可容易的实现本发明。但是应当理解，本发明并不限于上述公开的具体实施方式。在公开的实施方式的基础上，所述技术领域的技术人员可任意组合不同的技术特征，从而实现不同的技术方案。
除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。

Claims (8)

  1. 基于异构计算的MMTel应用服务器，其特征在于包括呼叫控制服务器和数据存储服务器，数据存储服务器包括RDB模块和具备异构计算的FPGA芯片，呼叫控制服务器、RDB模块和FPGA芯片依次连接；
    呼叫控制服务器用于接收并处理来自用户终端的请求消息以及来自HSS服务器的用户数据；
    RDB模块用于接受用户数据并调用OpenCL接口将用户数据传入FPGA芯片以及存储加密后的用户数据；
    FPGA芯片作为异构加速器，通过PCIE接口与CPU连接，用于对用户数据进行加密计算和解密计算。
  2. 根据权利要求1所述的基于异构计算的MMTel应用服务器，其特征在于请求信息包括注册请求消息和呼叫请求消息。
  3. 基于异构计算的会话系统，包括用户终端和IMS网络，IMS网络包括P/S-CSCF模块、MMTel应用服务器和HSS服务器，其特征在于所述MMTel应用服务器为如权利要求1或2所述的基于异构计算的MMTel应用服务器，用户终端、P/S-CSCF模块和MMTel应用服务器中的呼叫控制服务器依次连接，MMTel应用服务器中的呼叫控制服务器通过SH接口与HSS服务器连接，上述能够完成用户注册；用户终端、P/S-CSCF模块和MMTel应用服务器中的呼叫控制服务器依次连接，上述能够完成用户呼叫。
  4. 基于异构计算的会话方法，其特征在于在IMS网络中配置如权利要求1或2所述的基于异构计算的MMTel应用服务器，在执行用户注册流程中，用户数据从HSS服务器下载至RDB模块中，RDB模块通过调用OpenCL接口将用户数据传入FPGA芯片中进行加密存储；在执行用户呼叫流程中，RDB模块调用OpenCL接口将加密后的用户数据传入FPGA芯片进行解密计算，并向呼叫控制服务器发送解密后的用户数据。
  5. 根据权利要求4所述的基于异构计算的会话方法，其特征在于用户注册流程包括如下步骤：
    S1、用户终端向IMS网络发起Registe消息后，呼叫控制服务器向HSS服务器发送携带有用户的IMPU的UDR/PUR请求消息；
    S2、HSS服务器向呼叫控制服务器返回UDA/PUA响应消息，呼叫控制服务器获取用户数据；
    S3、呼叫控制服务器通过PUT_User_Data消息将用户数据发送至RDB模块中；
    S4、RDB模块通过调用OpenCL接口clEnqueueNDRange函数传入待加密的用户数据参数和核函数将用户数据传入FPGA芯片进行加密计算；
    S5、FPGA芯片将加密后的用户数据返回RDB模块存储。
  6. 根据权利要求5所述的基于异构计算的会话方法，其特征在于步骤S1中，用户终端向IMS网络服务器发起注册请求，呼叫控制服务器接收到来自P/S-CSCF模块的Registe消息后，在本地构造UDR/PUR请求消息，并通过SH接口将UDR/PUR请求消息传入HSS服务器；所述Registe消息携带有用户的注册时间，所述UDR/PUR请求消息携带有用户的IMPU。
  7. 根据权利要求6所述的基于异构计算的会话方法，其特征在于步骤S2中，HSS服务器通过UDA/PUA响应消息整体或者分段将用户数据发送至呼叫控制服务器中，呼叫控制服务器接收到UDA/PUA响应消息后，将Registe消息携带的用户的注册时间更新至本地。
  8. 根据权利要求4所述的基于异构计算的会话方法，其特征在于用户呼叫流程包括如下步骤：
    L1、用户终端向IMS网络发起Invite消息后，呼叫控制服务器向RDB模块发送Invite消息，所述Invite消息携带有用户的IMPU；
    L2、RDB模块通过调用OpenCL接口clEnqueueNDRange函数传入待解密的用户数据参数和核函数将加密后的用户数据传入FPGA芯片进行解密计算；
    L3、RDB模块将解密后的用户数据发送至呼叫控制服务器。
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