专利名称：一种大容量h.248协议分布式处理系统和方法
技术领域：
本发明涉及通信领域，具体地说，涉及通信领域中NGN(下一代网络，如WCDMA/CDMA2000/TD-SCDMA/SOFTSWITCH)系统中MGC(媒体网关控制器)和MGW(媒体网关)上大容量的H.248协议的分布式处理系统和方法。
背景技术：
H.248协议被3GPP/3GPP2等组织采用，作为NGN网络承载和控制分离的协议标准，主要用于MGC和MGW之间的网关控制以及承载建立控制。
MGC与MGW之间通过H.248通信，消息可以选择文本方式或二进制方式进行编码。H.248消息长度通常在100到300字节之间。没有经过编码的消息格式如附图1所示，H.248的消息从外向内嵌套依次是事务(Transaction)/动作(Action)/命令(Command)事务事务由若干动作组成，事务具有完整性，同一个事务中的动作和命令要求顺序执行。
动作动作由若干命令组合而成，动作一般有具体的含义，特殊情况下，一个动作由一条命令组成。动作实际上是一组命令的标识。
命令命令是MGC和MGW实现交互信息的基本单位，命令中包括各种命令参数。命令的操作对象是上下文(Context)，上下文以上下文标识(Context ID)区分。上下文与呼叫对应，维护参与呼叫的终结点(Termination)状态。
一个完整的呼叫过程，将会在MGC和MGW之间交互20～60次H.248命令，以完成对同一个上下文的呼叫控制操作，每次命令交互封装到事务中形成H.248消息发送给对方。
目前常用的H.248协议处理方案是如图2MGC或MGW对外有一个到多个接口板，负责接收外部的H.248消息或发送H.248消息；接收到的消息送到H.248协议处理板上解码，并在该板上完成H.248的事务处理、上下文维护以及对外发送消息的编码。这种方案整个系统只有一个板进行协议处理，受处理器能力限制很大，即使处理器能力很强也难以处理大容量的H.248协议。以PENTIUM III700MHZ CPU为例，H.248处理能力通常小于100呼叫/秒。
在NGN系统中，MGC处理能力有1000呼叫/秒以上的需求(比如3GPP的MSC-SERVER)，简单的单板处理H.248的方式不能满足系统需求。上面的简单处理方式并不能进行用增加处理器的方式扩展系统处理能力，因为H.248的消息在没有解码前不知道消息对应的处理器，如果接口板随意的将接收的H.248消息发给各个处理板解码，必然导致大量的解码完的消息不属于本板处理。假设有n(n＞1)个处理器，从概率上来讲(1-1/n)*100％的消息需要转发，转发的次数为1到n-1之间。处理器越多，转发的概率越大，转发至最终上下文处理板的次数越多。以10个处理器处理1000个呼叫/秒的模型来计算，有90％的消息要转发，频繁的消息转发消耗大量处理器和内部通信带宽，另外，由于H.248的消息长度不固定，解码完的消息长度不确定，为通信数据区的分配管理带来困难。目前，尚没有完满地解决上述问题的方案提出。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种H.248协议可平滑扩充处理能力的系统和方法，以处理大容量的H.248协议，解决NGN系统中H.248负荷分担的问题。系统容量的扩充通过扩充分布式处理器和发送/预解码处理器的个数来平滑实现。
本发明所述的大容量H.248协议处理系统，包括一个或多个H.248接口板、一个或多个H.248分布式处理器、H.248集中维护处理器；所述H.248接口板负责接收外部H.248消息和对外发送H.248消息；所述H.248分布式处理器处理所述H.248接口板分发过来的本板H.248消息，生成呼叫相关的H.248消息并通过所述H.248接口板对外发送；所述H.248集中维护处理器处理错误消息和针对整个MGW的维护消息，并维护MGC/MGW之间的正常通信，维护二者之间资源和呼叫状态的一致性。
进一步地，所述H.248接口板还负责对接收到的消息进行预解码，识别每个进入系统的H.248消息的对应的处理器类型。
本发明所述的大容量H.248协议处理方法，包括以下处理步骤第一步，接收外部H.248消息，并进行预解码，对于普通H.248消息，将消息转发到所述H.248分布式处理器；对于集中维护消息，将消息转发到所述H.248集中维护处理器；第二步，所述H.248分布式处理器接收消息，并根据呼叫进展情况产生H.248消息通过所述H.248接口板发送给对端H.248实体；第三步，所述H.248集中维护处理器处理所述集中维护消息，并通过所述H.248接口板告知对端H.248实体。
所述H.248分布式处理器还可以向所述H.248集中维护处理器发送维护请求消息，所述H.248集中维护处理器处理完毕之后通知所述H.248分布式处理器。
采用本发明所述H.248协议处理方法，经过测算，与现有技术相比，能够解决H.248协议无法平滑扩充容量的问题，可以支持的H.248呼叫处理能力至少可以比目前提高20倍，是解决NGN系统中大容量MGW和MGC的关键技术突破。
下面结合附图，对本发明的具体实施作进一步的详细描述。
图1是H.248的消息结构示意图。
图2是现有技术单处理器H.248协议简单处理方式结构图。
图3是本发明H.248处理系统结构示意图。
图4是本发明的几个主要环节之间的交互流程图。
图5是图4中对外消息发送/接收消息预解码分发环节处理流程示意图。
图6是图4中的H.248消息分布处理流程示意图。
具体实施例方式
图1、图2已在背景技术中予以描述，在此不再赘述。
图3是本发明的结构图，包括3个环节对外消息发送/接收消息预解码分发环节、H.248集中维护环节、H.248分布处理环节。这三个环节组合，实现大容量的H.248协议处理，并能够实现平滑的容量扩充。
消息发送/接收消息预解码分发环节对外发送H.248消息；对内接收外部消息，预解码后判断发给分布处理处理器还是发给集中维护处理器，预解码环节识别每个进入系统的H.248消息的处理器，是本发明实现分布式处理分发的关键环节。集中维护处理环节处理消息接收预解码环节不能识别的错误消息，或者处理针对整个MGW的维护消息，集中维护处理环节维护MGC/MGW之间的正常通信，维护它们之间资源和呼叫状态的一致性。分布式处理环节处理预解码环节分发过来的H.248消息，生成呼叫相关的H.248消息并通过消息发送/接收预解码环节单板发送出去。
图4是图3中三个主要处理环节之间的交互流程图。消息发送/接收消息预解码分发环节负责系统对外的消息收发，以及接收消息的预解码判断。集中维护处理环节接收消息分发环节发来的H.248维护消息，或处理分布式处理器发来的维护请求，处理完毕之后通知分布式处理器或通过消息发送环节告知对端H.248实体。分布式处理环节主要处理消息分发环节来的消息，根据呼叫进展情况产生消息发送给对端H.248实体，分布式处理器之间的消息为一个事务中包含多个动作的处理请求和处理应答消息。
图5是图4中对外消息发送/接收消息预解码分发环节的处理流程，该环节可以是分为接口板和预解码板，也可以合而为一成为一块板。本地发出的Transaction ID(事务标识)作为一种资源，为每个H.248分布处理器分配一段区间，在预解码和消息分发点上可以查找到事务ID和处理器的对照表，本H.248实体发出的事务请求在对方处理完毕应答时，预解码首先依据应答ID找到对应处理器。对于MGC，继续解码到EVENT REQUEST ID(事件号标识)，事件号标识作为一种资源，接口板驻留为每个分布处理器预留的事件号标识的分配表，接收到的事件号消息可以依据该表找到对应的分布式处理器。对于MGW，如果收到的消息是对端H.248实体发出的请求，预解码继续进行到找出第一个CONTEXT ID(上下文标识)，如果该上下文标识为新建或空，指定一个分布式处理器处理，该呼叫的上下文标识就落在这个处理器对应的上下文标识区间内，如果该上下文标识符合某个分布处理器的上下文区间范围，消息发给分布式处理器处理。非法的事务标识或事件号标识或上下文标识消息，或者针对ROOT以及“-”标志的消息以及错误消息，由集中维护处理器统一处理。
集中维护处理器维护H.248通信实体之间的状态同步，作为MGC时接受MGW的注册，作为MGW时发起向MGC的注册。本环节同时还完成错误消息处理，资源可用性维护等消息的处理如H.248的SERVICE CHANGE命令。
图6是图3中分布式处理环节的处理流程。分布式处理器之间的关系相互平等，不存在归属关系。分布式处理器上处理的消息有两类，一类是H.248消息中上下文归自己处理，另一类是还有不属于自己管理的上下文。本处理器将会处理完自己的上下文，然后判断该消息是否是其他分布处理器转发来的，如果是，则向该转发处理器应答处理结果，如果不是则编码成H.248消息发送。如果本处理器处理完自己的上下文后发现还有其他处理器处理的上下文，则先向相关分布处理器分发，等其他处理器处理完上下文后一起编码成H.248消息发送。分布式处理器二次分发是为了处理一个事务中出现多个动作的情况，如果这些上下文对应的处理器不一样，首先收到该消息的分布式处理器需要承担起分发、等待应答然后统一编码的任务。
本发明系统和方法的模型中，预解码消息分发和集中维护管理处理器的负荷很少，可以根据需要叠加分布处理器增加H.248处理能力。预解码运算量很小，而一个NGN完整呼叫是大约20到60个H.248消息，集中维护处理器最多只处理其中一个消息(可以根据需要只处理注册消息)，因此理论上该模型的处理能力可以达到简单处理方式的20倍以上，可以满足NGN中所有大容量H.248处理需求。
权利要求
1.一种大容量H.248协议处理系统，其特征在于，所述系统包括一个或多个H.248接口板、一个或多个H.248分布式处理器、H.248集中维护处理器；所述H.248接口板负责接收外部H.248消息和对外发送H.248消息；所述H.248分布式处理器处理所述H.248接口板分发过来的本板H.248消息，生成呼叫相关的H.248消息通过所述H.248接口板对外发送；所述H.248集中维护处理器处理错误消息和针对整个MGW的维护消息，并维护MGC/MGW之间的正常通信，维护二者之间资源和呼叫状态的一致性。
2.根据权利要求1所述的大容量H.248协议处理系统，其特征在于，所述H.248接口板还负责对接收到的消息进行预解码，识别每个进入系统的H.248消息的对应的处理器类型。
3.根据权利要求1所述的大容量H.248协议处理系统的处理方法，其特征在于，所述方法包括以下处理步骤步骤一，接收外部H.248消息，并进行预解码，对于普通H.248消息，将消息转发到所述H.248分布式处理器；对于集中维护消息，将消息转发到所述H.248集中维护处理器；步骤二，所述H.248分布式处理器接收消息，并根据呼叫进展情况产生H.248消息并通过所述H.248接口板发送给对端H.248实体；步骤三，所述H.248集中维护处理器处理所述集中维护消息，并通过所述H.248接口板告知对端H.248实体。
4.根据权利要求3所述的大容量H.248协议处理方法，其特征在于，步骤二中，所述H.248分布式处理器还可以向所述H.248集中维护处理器发送维护请求消息，所述H.248集中维护处理器处理完毕之后通知所述H.248分布式处理器。
5.根据权利要求3或4所述的大容量H.248协议处理方法，其特征在于，所述步骤一中的预解码处理包括以下过程1)对于MGC，解码到获得事件号标识，不再继续解码；2)对于MGW，如果收到的消息是对端H.248实体发出的请求，解码到获得第一个上下文标识，如果该上下文标识为新建或空，指定一个分布式处理器处理，该呼叫的上下文标识就落在这个处理器对应的上下文标识区间内，如果该上下文标识符合某个分布处理器的上下文区间范围，则消息发给该分布式处理器处理；3)非法的事务标识或事件号标识或上下文标识消息，或者错误消息，由H.248集中维护处理器统一处理。
全文摘要
本发明公开了一种大容量H.248协议分布式处理系统和方法，所述系统包括一个或多个H.248接口板、一个或多个H.248分布式处理器、H.248集中维护处理器；外部H.248消息预解码后，对于普通H.248消息，将消息转发到H.248分布式处理器；对于集中维护消息，将消息转发到H.248集中维护处理器进行分布式处理。采用本发明所述方法，能够解决H.248协议无法平滑扩充容量的问题，可以支持的H.248呼叫处理能力大的增加，是解决NGN系统中大容量MGW和MGC的关键技术突破。
文档编号H04L29/06GK1492697SQ0312645
公开日2004年4月28日 申请日期2003年9月28日 优先权日2003年9月28日
发明者周自春 申请人:中兴通讯股份有限公司