核心網(wǎng)地理容災(zāi)方案

摘要:IMS作為3G 系統(tǒng)核心網(wǎng)的一部分，利用全I(xiàn)P網(wǎng)絡(luò)負(fù)責(zé) 3G系統(tǒng)中的多媒體通信。地理容災(zāi)在核心網(wǎng)建設(shè)中扮演重要角色。文章提出了一個(gè)IMS容災(zāi)業(yè)務(wù)解決方案。

關(guān)鍵詞:IMS 核心網(wǎng) 媒體通信 地理容災(zāi)

0 引言

IMS在3GPP Release 5版本中提出，是對IP多媒體業(yè)務(wù)進(jìn)行控制的網(wǎng)絡(luò)核心層邏輯功能實(shí)體的總稱。3GPP R5主要定義IMS的核心結(jié)構(gòu)，網(wǎng)元功能、接口和流程等內(nèi)容。網(wǎng)絡(luò)在建設(shè)網(wǎng)絡(luò)容災(zāi)在原有的網(wǎng)絡(luò)里面是比較完備的，但I(xiàn)MS憑著用戶數(shù)逐步的增多，針對新接入的IMS用戶里面如何保證網(wǎng)絡(luò)的安全而形成一套地理容災(zāi)系統(tǒng)。

1 地理容災(zāi)

1.1 概念 地理容災(zāi)實(shí)質(zhì)上是指在多個(gè)地方部署設(shè)備，這些設(shè)備相互備份，當(dāng)一個(gè)地方的設(shè)備出現(xiàn)故障后，待處理事務(wù)自動轉(zhuǎn)到其他地方的設(shè)備處理。傳統(tǒng)的容災(zāi)接管實(shí)現(xiàn)由于判斷容災(zāi)接管的時(shí)機(jī)不成熟，需要人工干預(yù)，業(yè)務(wù)恢復(fù)正常的容災(zāi)接管過程一般需要較長時(shí)間。地理容災(zāi)的作用是在出現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)難(地震)、惡性事件(恐怖襲擊、洪水、火災(zāi))、承載網(wǎng)絡(luò)故障、人為操作故障時(shí)，整個(gè)通信系統(tǒng)仍然能夠正常服務(wù)。IMS作為核心網(wǎng)重要組成部分，文章從注冊和會話兩個(gè)階段論述容災(zāi)過程。

1.2 IMS用戶注冊機(jī)制

1.2.1 建立PDP上下文 在GPRS過程中UE在PDP上下文激活中包含P-CSCF地址請求標(biāo)記，并且相應(yīng)P-CSCF的IP地址。在DHCP DNS過程中，UE發(fā)送一個(gè)DHCP請求給IP連接接入網(wǎng)絡(luò)(GPRS)，該網(wǎng)絡(luò)將這個(gè)請求轉(zhuǎn)給DHCP服務(wù)器，UE可以請求一個(gè)SIP服務(wù)器域名形式的P-CSCF列表。

1.2.2 P-CSCF發(fā)現(xiàn) 為了與IMS網(wǎng)絡(luò)通信，UE必須知道P-CSCF的至少一個(gè)IP地址，UE找到機(jī)制就被稱為P-CSCF發(fā)現(xiàn)。可以通過在PDP上下文建立過程向GPRS請求P-CSCF的IP地址。如果GPRS不知道P-CSCF的IP地址，那么UE通過DHCP/DNS方式解析出P-CSCF的IP地址。P-CSCF通過I-CSCF詢問UE的歸屬S-CSCF的地址，并在歸屬S-CSCF上進(jìn)行注冊。

2 注冊時(shí)S-CSCF發(fā)生容災(zāi)

2.1 用戶注冊消息路由 UE和P-CSCF在注冊過程中并不知道S-CSCF的地址，因而必須通過I-CSCF向HSS查詢?yōu)樽杂脩籼峁┓?wù)的S-CSCF。為避免I-CSCF作為下一次消息路由的額外一跳。S-CSCF對REGISTER請求的200(OK)相應(yīng)的Service-Route消息頭中返回它的地址

SIP/2.0 200OK

Service-Route:sip:orig@scscf1.home1，fr;lr

當(dāng)UE接收到200(OK)響應(yīng)時(shí)，就將Service-Route消息頭的保存下來，這樣當(dāng)UE發(fā)出任何REGISTER以外的初始請求時(shí)，它將:Service-Route 消息頭中得到的地址填寫在初始請求的Route消息頭中;把P-CSCF地址放在初始請求Route頭的最頂端。

2.2 用戶注冊容災(zāi)時(shí)消息路由 新分配的S-CSCF收到I-CSCF發(fā)出的REGISTER消息頭中沒有存P-CSCF地址在Route頭的最頂端。因此S-CSCF不能把自己的地址存放Service-Route 消息頭中(圖1)。因此在消息路由過程中I-CSCF始終作為消息路由中關(guān)鍵的一跳。

3 會話過程中S-CSCF發(fā)生容災(zāi)

3.1 主叫容災(zāi)過程 當(dāng)主叫S-CSCF發(fā)生故障時(shí)，借助注冊路由機(jī)制通過I-CSCF向HSS為用戶分配新的S-CSCF。此時(shí)新的S-CSCF無用戶注冊信息，因此必須向HSS重獲用戶登記信息(圖2)。

新分配的S-CSCF收到I-CSCF發(fā)出的Invite消息頭中I-CSCF始終把自己地址放在Route中，因此在消息路由過程中I-CSCF始終作為會話消息路由中關(guān)鍵的一跳。

3.2 被叫容災(zāi)過程 當(dāng)被叫S-CSCF發(fā)生故障時(shí)，借助注冊路由機(jī)制通過I-CSCF向HSS為被叫用戶分配新的S-CSCF(圖3)。

為被叫用戶新分配的S-CSCF收到I-CSCF發(fā)出的Invite消息頭中I-CSCF始終把自己地址放在Route中，因此在消息路由過程中I-CSCF始終作為主叫聯(lián)系被叫用戶會話消息路由中關(guān)鍵的一跳。當(dāng)用戶重新發(fā)起注冊，進(jìn)入呼叫路由時(shí)候，路由從容災(zāi)模式進(jìn)入正常模式。

4 結(jié)論

通過對IMS網(wǎng)絡(luò)中注冊與會話容災(zāi)方案進(jìn)行對比分析， 改方案落實(shí)了地理容災(zāi)中N+1實(shí)時(shí)容災(zāi)形式。

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