专利名称：一种会话控制服务方法、装置和系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信领域，具体涉及一种会话控制服务方法、装置和系统。
背景技术：
SIP (会话初始化协议)是包含多次协商过程的会话协议，用于SIP会话控制服务的SCS(会话控制服务系统)需要将来自同一个UE(用户设备)的完整SIP会话中的所有消息都转发给同一个SS(会话服务)节点，且该SS节点也能将此次完整SIP会话中的SIP 响应消息回送给同一个UE。目前，用以实现上述技术要求的主流做法有两种一种主流做法是提供前端代理形式的LB (负载均衡装置)，该负载均衡装置依据从SIP消息中提取出来的信息转发数据并维护转发记录，以确保UE将本次会话中的所有交互信息都发送到同一个SS节点，使UE和 SS节点之间的本次会话能正确进行。此做法需要记录SIP消息的发送状态，然而当负载均衡装置出现宕机等情况时， 先前进行的会话的后续消息无法正确路由到对应的SS节点；再加上后续会话消息均需要经过此负载均衡装置，所以对于系统的性能影响很大。另一种主流做法是负载均衡装置专门用于IP数据交换，根据数据包源IP地址将 SIP请求消息转发至相应的SS节点，根据均衡配置将来自外部网络的SIP数据业务分配给 SIP业务处理装置。此做法虽然不需要进行网络应用层的SIP协议数据处理，但对硬件要求极高；且仍需要记录SIP消息的发送状态，后续的会话消息也需要通过负载均衡装置。可见，目前的负载均衡装置均需要记录SIP消息的发送状态，且属于同一个会话的后续会话消息也必须经过负载均衡装置才能正确路由，导致负载均衡装置成为整个SCS 的性能瓶颈。这显然不利于SCS的容灾处理，并且会严重影响会话进程的顺利进行。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种会话控制服务方法、装置和系统，以降低负载均衡装置的负载，避免负载均衡装置成为整个SCS的性能瓶颈。为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的一种会话控制服务方法，该方法包括SS节点根据收到的会话初始化信息，将维护的事务状态的源地址修改为SCS上一跳地址；SS节点根据修改后的源地址进行越过LB的后续会话交互。所述SCS上一跳地址为SS节点收到的会话初始化请求消息中via域的received 禾口 rport 值，修改所述源地址的过程包括SS节点读取收到的会话初始化请求消息中via域的received和rport值，并将为当前会话所维护的事务状态的源地址修改为所读取的received和rport值。
进一步包括将发送消息所依据的via域中的sentHost及sentPort值分别赋给所述received 禾口 rportoSS节点进行所述后续会话交互时，与会话发起方进行会话交互的过程包括SS节点根据为当前会话所维护的事务状态的源地址，将来自会话接收方的表明接受和/或结束会话的响应消息越过负载均衡装置直接发送给所述会话发起方。所述LB为应用层非SIP实体。一种会话控制服务装置，该装置包括会话控制服务单元、路由信息维护单元；其中，所述路由信息维护单元，用于根据收到的会话初始化信息，将维护的事务状态的源地址修改为SCS上一跳地址；所述会话控制服务单元，用于根据修改后的源地址进行越过LB的后续会话交互。所述SCS上一跳地址为SS节点收到的会话初始化请求消息中via域的received 禾口 rport 值；所述会话控制服务单元，用于接收所述received和rport值并发送给所述路由信息维护单元；所述路由信息维护单元，用于将为当前会话所维护的事务状态的源地址修改为收到的 received 禾口 rport 值。一种会话控制服务系统，该系统包括SS节点、LB;所述SS节点，用于根据收到的会话初始化信息，将维护的事务状态的源地址修改为SCS上一跳地址；并根据修改后的源地址进行越过LB的后续会话交互。所述SS节点包括路由信息维护单元、会话控制服务单元；其中，所述路由信息维护单元，用于根据收到的会话初始化信息，将维护的事务状态的源地址修改为SCS上一跳地址；所述会话控制服务单元，用于根据修改后的源地址进行越过LB的后续会话交互。所述LB为应用层非SIP实体；所述SCS上一跳地址为SS节点收到的会话初始化请求消息中via域的received禾口 rport值；所述会话控制服务单元，用于接收所述received和rport值并发送给所述路由信息维护单元；所述路由信息维护单元，用于将为当前会话所维护的事务状态的源地址修改为收到的 received 禾口 rport 值。本发明的会话控制服务方法、装置和系统，可以降低负载均衡装置的负载，避免负载均衡装置成为整个SCS的性能瓶颈。
图1为SCS的应用场景示意图；图2为本发明一实施例的SCS的系统图；图3为图2中SCS部署实例的示意图；图4为本发明一实施例的会话控制服务流程图5为本发明另一实施例的会话控制服务流程图；图6为本发明的会话控制服务流程简图。
具体实施例方式下面提出一种新的负载均衡设计思路，主要通过整合利用SIP协议中的应用层路由规则来实现高性能的会话控制服务能力。总体而言，可以将负载均衡装置由单纯的定向转发模式转变为会话分发方式，位于SCS前端的负载均衡装置负责接收新的会话请求消息，并负责转发该消息给位于SCS后端的SS节点，SS节点接收到该消息后根据SIP协议的相关路由规则对支持后续会话的路由信息进行修改，使得此次会话的后续交互过程迁移到该SS节点上，而不再通过前端的负载均衡装置。上述操作方式将传统的负载均衡装置需要定向转发所有会话消息的工作方式，转变为分发会话任务的方式，使会话的进行几乎全在SS节点与UE之间进行，而不再通过负载均衡装置，这样就明显降低了负载均衡装置的负载，并且大幅提升了系统处理能力，因此能够避免负载均衡装置成为整个SCS的性能瓶颈。如果在后续会话过程中负载均衡装置崩溃，只需要启动系统备份以使负载均衡装置恢复正常工作；这样既不影响既有会话，也能快速可靠地启动负载均衡装置，以接收新的会话请求消息，最大程度降低呼损。在实际应用中，本发明SCS运行于融合的下一代高可信网络背景之下，如图1所示的三网融合的下一代高可信网络。SCS能够统一接收并处理来自电信网、广电网、互联网等网络的业务请求，根据接收到的会话型业务请求建立并维护具体的会话连接，使相同或不同网络上的终端之间能够进行会话连接。具体而言，上述的会话型业务请求可以是会话请求消息，该消息以SIP协议承载。通过对SIP信令进行分析处理，SCS能够为会话型业务的会话控制、会话生命周期管理、会话资源的动态分配和优化等提供支持。如图2所示，SCS包括位于前端的负载均衡装置和位于后端的SS节点，由负载均衡装置为SS节点分发SIP消息，SS节点再根据接收到的SIP消息进行会话服务。具体而言，负载均衡装置能够根据从网络中接收的SIP会话请求消息，根据SIP消息特定格式判断该消息是否为会话初始化请求消息，结果是，则依据轮询算法将该会话初始化请求消息转发给SS节点。至此，会话初始化请求消息已转发给SS节点，该会话初始化请求消息所对应的整个会话将迁移到SS节点上，本次会话的后续会话消息将不再经过负载均衡装置。SS节点中的会话控制服务单元能够执行SIP会话处理、生命周期管理以及会话资源的动态分配和优化，并能根据RFC3261规定的SIP路由策略从应用层压入本SS节点通信地址。在现有的应用中，SIP协议栈一般会为SIP事务维护一个事务状态(如resiprocate 协议栈)，该事务状态包含数据包的源地址和目的地址。源地址保存的值一般为上一跳地址。SS节点中的路由信息维护单元能够将SS节点所维护的事务状态的源地址修改为SCS 上一跳地址，使修改后的源地址的值为负载均衡装置收到该消息的SCS上一跳地址，以达到屏蔽负载均衡装置地址的效果，从而使后续的SIP响应、会话请求消息等能够越过负载均衡装置，达到使会话从负载均衡装置迁移到SS节点的目的。所述SCS上一跳地址可以为SS节点中的会话控制服务单元所收到的会话初始化请求消息中via域的received和rport值，并且会话控制服务单元能够将该received和 rport值发送给路由信息维护单元，由路由信息维护单元将为当前会话所维护的事务状态的源地址修改为收到的received和rport值。需要说明的一点是，UE中的SIP软终端依据RFC3261相关规定发送消息时，是依据via域中的sentHost及sentPort发送的；如果遇到特殊的应用场景(如防火墙或子网穿越等情况)，所述消息是依据via域中的received和rport值发送的，这种情况下可以将sentHost及sentPort的值分别赋给received和rport，以保证UE能够顺利实现消息发送。在应用图2所示系统中的负载均衡装置进行通信时，可实现在普通双核PC上高达每秒7000个INVITE以上的转发速率。当SS节点因使用SIP协议栈而产生性能损失时，可如图3所示以多连接SS节点的方式弥补性能损失。由于是分布式会话服务系统，因此负载均衡装置可部署在与SS节点相同的物理节点之上，也可单独部署在物理主机上。当负载均衡装置与SS节点分别部署在不同物理主机上时，负载均衡装置与SS节点之间采用网络地址及传输层地址进行通信。每当启动一个SS节点时，该SS节点会主动注册到负载均衡装置上。之后，即使负载均衡装置因各种原因重启，由于SS节点所发送的心跳heartbeat均为注册型心跳，也可使负载均衡装置拥有所有SS节点的通信信息。因此负载均衡装置可以将会话初始化请求消息正确分发到SS节点，实现时刻监视所有SS节点的能力。并且，负载均衡装置和SS节点均可监听网络中的数据流，以便随时处理会话信令， 不会造成用户请求信令排队导致的时延问题。参见图4，图4为本发明一实施例的会话控制服务流程图，该流程包括以下步骤步骤401 :LB接收网络中的会话请求消息，依据SIP消息格式分析数据包。步骤402 :LB判断所收到的会话请求消息是否为会话初始化请求消息，如果是，进入步骤403 ；否则，返回步骤401。步骤403 将会话初始化请求消息发送给SS节点。步骤404 =SS节点接收会话初始化请求消息以及后续会话消息。步骤405 =SS节点判断收到的消息是否为有效请求，如果是，进入步骤406 ；否则， 进入步骤411。步骤406 :SS节点判断所收到的消息是否为会话初始化请求消息，如果是，进入步骤407 ；否则，进入步骤409。步骤407 =SS节点将维护的事务状态的源地址修改为SCS上一跳地址。步骤408 :SS节点查询被叫用户注册的联系地址，路由寻址被叫所在地；返回404。步骤409 :SS节点判断所收到的消息是否为本地所维持的会话的后续消息，如果是，进入步骤410 ；否则，进入步骤411。步骤410 :SS节点进行后续会话消息处理，返回步骤404。步骤411 :SS节点执行错误处理，记录日志，释放系统占用资源，回应相关消息；返回步骤404。在针对UE的当前会话进行会话控制服务时，图4所示流程的信令交互过程可以表示如图5所示。参见图5，图5为本发明另一实施例的会话控制服务流程图。图5中，整个会话过程中的消息只有会话初始化请求消息经过负载均衡装置，后续的会话消息通过SS节点的处理后，均会越过负载均衡装置而直接与SS节点交互，因此对负载均衡装置的负载压力非常之小，这不仅提高了负载均衡装置的分发能力，也能从另一个角度尽量避免负载均衡装置宕机。图5所示流程包括以下步骤步骤501 当UEA希望呼叫UE B时，UE A向LB发送会话请求消息，该会话请求消息为会话初始阶段的会话初始化请求消息。步骤502 负载均衡装置从网络中接收到UE A的会话请求消息，经过分析确认本消息为会话初始化请求消息，负载均衡装置进而依据轮询算法将此消息分发给可用的SS 节点。并且，SS节点可以根据所收到的会话初始化请求消息，将为当前会话所维护的事务状态的源地址修改为SCS上一跳地址，并维护修改后的源地址；如ss节点读取收到的会话初始化请求消息中via域的received和rport值，并将为当前会话所维护的事务状态的源地址修改为所读取的received和rport值，使得SS节点在后续会话中可以依据修改后的源地址直接与作为自身上一跳的UE A直接通知，而越过LB。当然，如果SS节点的SCS上一跳不是UE A而是连接于UE A和SS节点之间的其它SIP应用层实体，那么SS节点则将为当前会话所维护的事务状态的源地址修改为该SIP 应用层实体地址。步骤503 :SS节点经有效性验证等相关消息处理后，将应用层路由信息压入所收到的会话初始化请求消息中。之后，SS节点将当前会话定位到具体被叫用户UE B，并将此会话初始化请求消息越过负载均衡装置直接发送给UE B。步骤504 =UE B向SS节点直接返回180响铃/200确认等响应消息。步骤505 :SS节点根据为当前会话所维护的事务状态的源地址，将来自UEB的表明接受会话的响应消息越过负载均衡装置直接发送给UEA。步骤506 =UE A收到UE B的180响铃/200确认后，依据RFC3261规定向SS节点回送ACK确认消息。步骤507 =SS节点直接从网络中接收UEA所发送的ACK确认消息，在保存此次会话的状态后将该ACK确认消息发送给被UE B。步骤508 在后续的通话过程中，UE A和UE B均有权终止当前的会话。假设UEA 主动终止当前的会话，UE A向SS节点发送BYE挂机消息，SS节点依据RFC3^1将该BYE挂机消息直接发送给SS节点。步骤509 =SS节点收到UEA发送的BYE挂机消息后，依据RFC3^1将该BYE挂机消息传送给UE B。步骤510 =UE B收到BYE挂机消息后，依据RFC3^1发送200确认等响应消息给SS 节点，结束当前会话。步骤511 :SS节点收到来自UE B的200确认后，保存当前会话的相关信息并结束该会话；并且根据为该会话所维护的事务状态的源地址，将表明结束会话的200确认转发给UE A，使UE A结束当前会话。由图5可见，会话初始化请求消息需经过负载均衡装置外，其他后续会话消息均是直接发送给SS节点而无需经过负载均衡装置；并且，作为应用层非SIP实体，负载均衡装置的分发策略为轮询分发，不再记录和维持任何转发状态，因此减少了传统负载均衡装置需要对消息做定向转发的处理工作，提高了负载均衡装置的对消息转发的处理速度。在实际应用中，负载均衡装置的工作效率能够提高5到10倍。结合以上的系统及流程描述可知，本发明的会话控制服务技术可以表示如图6所示。参见图6，图6为本发明的会话控制服务流程简图，该流程包括以下步骤步骤610 =SS节点根据收到的会话初始化信息，将维护的事务状态的源地址修改为SCS上一跳地址。步骤620 =SS节点根据修改后的源地址进行越过LB的后续会话交互。综上所述可见，本发明通过修改系统所维护的特定会话信息，确保其所维护的事务状态的源地址与SCS上一跳地址一致，使SIP协议栈发送消息时可依据RFC3261正确进行应用层路由，使得属于同一个会话的后续会话消息的传输处理均越过负载均衡装置，最大程度地减轻负载均衡装置的负载压力，因此负载均衡装置不易成为整个服务系统的性能瓶颈。本发明中的负载均衡装置只负责分发SIP会话的会话初始化请求消息且不对SIP 数据包进行任何修改，不记录请求消息的转发状态等。并且，当负载均衡装置宕机时，由于 UE等终端是与SS节点直接通信的，故不会影响当前正在进行的会话；只需启动该负载均衡装置的备份系统，通过一定的后台连接处理即可继续顺利处理后续的会话请求消息，因而在技术实现上更简单有效。以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种会话控制服务方法，其特征在于，该方法包括会话服务SS节点根据收到的会话初始化信息，将维护的事务状态的源地址修改为会话控制服务系统SCS上一跳地址；SS节点根据修改后的源地址进行越过负载均衡装置LB 的后续会话交互。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述SCS上一跳地址为SS节点收到的会话初始化请求消息中via域的received和rport值，修改所述源地址的过程包括SS节点读取收到的会话初始化请求消息中via域的received和rport值，并将为当前会话所维护的事务状态的源地址修改为所读取的received和rport值。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括将发送消息所依据的via域中的sentHost及sentPort值分别赋给所述received和 rportο
4.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，SS节点进行所述后续会话交互时，与会话发起方进行会话交互的过程包括SS节点根据为当前会话所维护的事务状态的源地址，将来自会话接收方的表明接受和 /或结束会话的响应消息越过负载均衡装置直接发送给所述会话发起方。
5.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述LB为应用层非SIP实体。
6.一种会话控制服务装置，其特征在于，该装置包括会话控制服务单元、路由信息维护单元；其中，所述路由信息维护单元，用于根据收到的会话初始化信息，将维护的事务状态的源地址修改为SCS上一跳地址；所述会话控制服务单元，用于根据修改后的源地址进行越过LB的后续会话交互。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述SCS上一跳地址为SS节点收到的会话初始化请求消息中via域的received和rport值；所述会话控制服务单元，用于接收所述received和rport值并发送给所述路由信息维护单元；所述路由信息维护单元，用于将为当前会话所维护的事务状态的源地址修改为收到的 received 禾口 rport 值。
8.一种会话控制服务系统，其特征在于，该系统包括SS节点、LB ；所述SS节点，用于根据收到的会话初始化信息，将维护的事务状态的源地址修改为SCS上一跳地址；并根据修改后的源地址进行越过LB的后续会话交互。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述SS节点包括路由信息维护单元、会话控制服务单元；其中，所述路由信息维护单元，用于根据收到的会话初始化信息，将维护的事务状态的源地址修改为SCS上一跳地址；所述会话控制服务单元，用于根据修改后的源地址进行越过LB的后续会话交互。
10.根据权利要求8或9所述的系统，其特征在于，所述LB为应用层非SIP实体；所述 SCS上一跳地址为SS节点收到的会话初始化请求消息中via域的received和rport值；所述会话控制服务单元，用于接收所述received和rport值并发送给所述路由信息维护单元；所述路由信息维护单元，用于将为当前会话所维护的事务状态的源地址修改为收到的 received 禾口 rport 值。
全文摘要
本发明公开了一种会话控制服务方法、装置和系统，均可由会话服务节点根据收到的会话初始化信息，将维护的事务状态的源地址修改为会话控制服务系统上一跳地址；会话服务节点根据修改后的源地址进行越过负载均衡装置的后续会话交互。本发明的会话控制服务方法、装置和系统，可以降低负载均衡装置的负载，避免负载均衡装置成为整个会话控制服务系统的性能瓶颈。
文档编号H04L12/24GK102263808SQ20101019471
公开日2011年11月30日 申请日期2010年5月28日 优先权日2010年5月28日
发明者于晓燕, 刘京, 刘志晗, 孙其博, 李静林, 杨放春, 林雪华, 赵耀, 起鹏飞, 邹华, 闫丹凤, 龙湘明 申请人:北京邮电大学