專利名稱：一種rtp資源控制分布式處理方法
技術領域：
本發明涉及一種RTP(Real-time Transport Protocol，實時傳輸協議)資源控制處理方法，特別是涉及一種應用于承載與控制相分離的通信網絡中的RTP資源控制分布式處理方法。
背景技術：
下一代網絡即NGN(Next Generation Network)，是一種可以同時提供話音、數據、多媒體等多種業務的綜合性的、全開放的網絡體系，如WCDMA/CDMA2000/TD-SCDMA/SOFTSWITCH等。NGN通過采用分層的網絡結構、標準的協議接口和基于統一協議的分組網絡體系，不但實現了網絡的融合，更重要的是實現了業務的融合。
H.248協議被3GPP/3GPP2等組織采用，作為NGN網絡承載和控制分離的協議標準，主要用于MGC(Media Gateway Controller，媒體網關控制器)和MGW(Media Gateway，媒體網關)之間的網關控制以及承載建立控制，H.248向各種呼叫協議屏蔽對承載的具體操作，實現承載與控制的分離。分離的目標是使業務真正獨立于網絡，以靈活有效地實現業務的控制和提供。用戶和運營商可以自行配置和定義自己的業務特征，不必關心承載業務的網絡形式及終端類型。
IP承載控制協議(IP Bear Control Protocol，IPBCP)能夠用于媒體流信源/信宿之間的媒體流特征、端口號和源IP地址的交換，以建立和修改IP承載。IPBCP之間的信息交互可以在呼叫建立期間，也可以在呼叫建立之后。IPBCP使用會話描述符協議對信息進行編碼。
RTP資源是指本網關的媒體面IP地址，端口及其可支持的媒體格式。當一個IP連接由控制面建立了以后，媒體數據是由RTP和RTCP(Real-timeTransport Control Protocol，實時傳輸控制協議)來控制傳輸。
在具體的IP承載操作時，由網關上的H.248向IPBCP發送承載建立和承載釋放命令，IPBCP協議通過呼叫控制提供的隧道與對端的IPBCP協議交互承載控制信息，IPBCP進行隧道消息頭處理以及隧道消息的編解碼處理。IPBCP所發送的隧道消息需要經過承載隧道控制(BCTP)協議來處理，隧道消息內的文本內容需要經過會話描述符(SDP)協議的處理。
然而，在NGN系統中，MGC處理能力有1000呼叫/秒以上的需求(比如3GPP的MSC-SERVER)，簡單的單板處理方式由于資源的限制，例如CPU的處理能力的局限，不能滿足系統需求的增加，網關的處理能力和呼叫相關，呼叫的數量增加則意味著網關的處理負擔也在增加，這就需要整個網關在設計時必須考慮進行多模塊處理，RTP資源控制做為媒體網關上控制面的一個重要部分，也需要設計相應的RTP資源控制的分布式處理方法，因此，如何設計一種RTP資源控制處理方法，以便合理利用系統資源，處理平滑升級系統的要求，已經成為業內亟待解決的問題。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種RTP資源控制分布式處理方法，可提供平滑擴充處理能力，以處理大容量網關的需要，解決NGN系統中網關負荷分擔的問題。
為了實現上述目的，本發明提供一種RTP資源控制分布式處理方法，用于承載與控制相分離的通信網絡中，包括H.248處理模塊，IPBCP處理模塊以及數據庫處理模塊，其特征在于所述數據庫模塊與IPBCP模塊采用分布式的處理，一個分布式數據庫模塊為一個IPBCP處理模塊服務，向上為H.248模塊屏蔽資源多模塊操作，包括如下步驟(1)H.248模塊向IPBCP模塊發起建鏈請求；(2)IPBCP模塊收到該建鏈請求后向對應的數據庫處理模塊發起申請RTP資源的請求；(3)數據庫處理模塊根據該申請請求進行多模塊資源查找；(4)由找到資源的數據庫模塊向其對應的IPBCP模塊發送申請資源應答消息；(5)該IPBCP模塊收到該數據庫申請RTP資源應答消息后，如果申請資源成功，則為處理該連接而申請數據區；
(6)如果申請數據區成功，則主叫側向對端IPBCP模塊發送建鏈請求隧道消息，等待對端的隧道消息應答，被叫側向RTP發送建鏈命令，等待RTP建立連接的操作應答。
所述步驟(1)中，如果H.248模塊使用命令接口向IPBCP模塊發起建立連接請求，則被認為是主動建鏈端；如果H.248模塊使用隧道消息接口發起連接請求，則被認為是被動建鏈端。
所述步驟(2)中，IPBCP模塊同時把需要保留的參數全部寫入向數據庫的請求消息中，在經過所述步驟(3)、步驟(4)后，將資源分配的應答連同該參數一同返回給IPBCP模塊。
所述步驟(3)中，所述數據庫模塊是根據當前RTP資源的使用情況以及分配機制，進行多模塊資源查找，當一個模塊的資源不足時，向下一個模塊申請資源，直到申請到資源。
所述步驟(5)中，收到應答消息后，向發起資源申請的IPBCP模塊請求協議數據。
所述步驟(5)中，如果申請資源失敗，向H.248模塊報告失敗消息，根據發起建立消息的類型，如果是主動側，則向本端的H248模塊報告建鏈失敗消息，如果是被動側，則通過H.248模塊向遠端的IPBCP報告失敗的隧道消息。
所述步驟(6)中，如果申請數據區失敗，則根據發起建立消息的類型，如果是主動側，則向本端的H248模塊報告建鏈失敗消息，如果是被動側，則向遠端的IPBCP模塊報告失敗消息。
本發明依靠網關各處理模塊的內部消息交互，來實現RTP資源控制的分布式處理，當一個模塊的資源不足時，系統根據設計的資源分配準則向下一個模塊申請資源，直到申請到資源，若所有模塊都沒有可以使用的資源，則向H.248報告申請資源失敗，因此合理的利用了系統資源，滿足了平滑升級系統的要求，具有處理大容量網關的能力，解決了NGN系統中網關負荷分擔的問題，是解決NGN系統中大容量MGW的關鍵技術。
圖1是本發明的網絡環境示意圖；
圖2是RTP和其它協議實體的交互關系；圖3是IP承載連接控制狀態轉換圖；圖4是本發明RTP資源控制分布式處理方法之原理圖；圖5是本發明RTP資源控制分布式處理方法之實施例流程圖。
具體實施例方式
圖1所示為本發明的網絡環境示意圖，在網關控制器與網關之間有Mc接口，網關中包括有多個H.248模塊并對應多個RTP資源控制。
圖2是RTP與其它協議實體的關系圖。在RTP資源控制同時實現了承載控制隧傳協議(BCTP)，將IP連接協議劃分成SDP編解碼和IP承載連接管理兩個部分，這種模塊劃分有利于RTP資源控制模塊與H.248增加或者修改其中的命令接口。
大容量分布式網關的處理模塊包括H.248處理模塊、RTP資源控制模塊、數據庫模塊，三個模塊共同來完成網關上控制面上的協議功能。本發明中的RTP資源控制模塊就是結合IPBCP協議來實現對數據庫中RTP資源的管理功能，以建立或者刪除對應的IP承載鏈路，實現承載控制的功能，這里的IP承載鏈路的操作是對一個虛鏈路的操作，對應于打開或者關閉一個IP端口。
在媒體網關之間的承載是IP承載時，H.248處理模塊需要通過RTP資源控制模塊對RTP資源進行操作，此時，RTP資源控制模塊和數據庫模塊協同，向上為H.248屏蔽RTP資源多模塊的操作。涉及到RTP資源控制模塊與H.248的操作接口可能由命令接口發起，也可能由H.248透傳的隧道信息來發起。
圖3是IP承載連接控制狀態轉換圖。根據實際控制RTP資源的需要，將IP承載連接從邏輯上劃分成5個狀態初始態，IP承載的初始狀態；出建立狀態，接受H.248建立IP連接請求的狀態；入建立狀態，接受對端隧道消息，請求建立IP連接狀態；建立態，成功建立IP連接的狀態；釋放態，收到釋放請求，等待RTP操作模塊確認的狀態。
圖4是本發明RTP資源控制分布式處理方法之原理圖。在圖中為了表示方便，使用了IPBCP來表示RTP資源控制模塊，DB對應一個數據庫處理模塊，H.248用來指示對應的H.248處理模塊。在圖中，一個虛框對應一個網關分布式處理單元，包含了H.248處理模塊，IPBCP處理模塊，分布式數據庫處理模塊，一個分布式數據庫模塊管理一部分資源，為一個IPBCP服務。當H.248向IPBCP發起建鏈請求時(步驟1)，若H.248使用命令接口向IPBCP發起建立連接請求，則被認為是主動建鏈端；若H.248使用隧道消息接口，則被認為是被動建鏈端。此時IPBCP向對應的數據庫處理模塊發起申請RTP資源模塊的請求(步驟2)，并且把需要保留的參數全部寫入向數據庫的請求消息，此時IPBCP不建立數據區。數據庫進行資源查找，最后把資源分配的應答連同IPBCP捎帶的參數一同返回給IPBCP(步驟3，4)，IPBCP此時建立數據區對數據庫的應答進行處理(步驟5)。這一方法適合H.248發起建立連接的參數的種類和個數變化不是很大，若參數變化很大，也會導致IPBCP與數據庫的接口變化也很大，影響系統穩定。此時做為本方法的擴充，則IPBCP在向數據庫發起資源申請的請求時不向數據庫捎帶相關協議數據，這樣就保留了數據庫和IPBCP之間的接口統一，IPBCP在收到數據庫的應答以后，向發起資源申請的模塊請求協議數據(步驟6，7)，在獲得相應的協議數據以后，向H.248發送建立連接的應答。
圖5是本發明RTP資源控制分布式處理方法之實施例流程圖。在這個實施例流程中，采用了比較簡單的流程方式，即沒有向IPBCP發起模塊請求任何協議數據，而是由數據庫捎帶完成。IPBCP收到H248的建立IP連接命令或者隧傳建立IP連接命令后，向本模塊數據庫進程發送申請RTP資源請求消息。數據庫系統根據當前RTP資源的使用情況以及分配機制，進行多模塊資源查找，最終由找到資源的模塊向其對應的IPBCP模塊發送申請資源應答消息。IPBCP收到數據庫申請RTP資源應答以后，首先判斷是否申請成功，若申請失敗，向H.248報告失敗消息，根據發起建立消息的類型，向本端的H248包括建鏈失敗消息，或者通過H.248向遠端的IPBCP報告失敗的隧道消息。若申請成功，則為處理該連接申請數據區，若申請數據區失敗，則向本端的H248包括建鏈失敗消息或者向遠端的IPBCP報告失敗消息。若申請數據區成功，則主叫側，向對端IPBCP發送建鏈請求隧道消息，連接狀態進入到出建立狀態，等待對端的隧道消息應答；被叫側，向RTP發送建鏈命令，等待RTP建立連接的操作應答。
權利要求
1.一種RTP資源控制分布式處理方法，用于承載與控制相分離的通信網絡中，包括H.248處理模塊，IPBCP處理模塊以及數據庫處理模塊，其特征在于所述數據庫模塊與IPBCP模塊采用分布式的處理，一個分布式數據庫模塊為一個IPBCP處理模塊服務，向上為H.248模塊屏蔽資源多模塊操作，包括如下步驟(1)H.248模塊向IPBCP模塊發起建鏈請求；(2)IPBCP模塊收到該建鏈請求后向對應的數據庫處理模塊發起申請RTP資源的請求；(3)數據庫處理模塊根據該申請請求進行多模塊資源查找；(4)由找到資源的數據庫模塊向其對應的IPBCP模塊發送申請資源應答消息；(5)該IPBCP模塊收到該數據庫申請RTP資源應答消息后，如果申請資源成功，則為處理該連接而申請數據區；(6)如果申請數據區成功，則主叫側向對端IPBCP模塊發送建鏈請求隧道消息，等待對端的隧道消息應答，被叫側向RTP發送建鏈命令，等待RTP建立連接的操作應答。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于所述步驟(1)，如果H.248模塊使用命令接口向IPBCP模塊發起建立連接請求，則被認為是主動建鏈端；如果H.248模塊使用隧道消息接口發起連接請求，則被認為是被動建鏈端。
3.如權利要求1所述的方法，其特征在于所述步驟(2)，IPBCP模塊同時把需要保留的參數全部寫入向數據庫的請求消息中，在經過所述步驟(3)、步驟(4)后，將資源分配的應答連同該參數一同返回給IPBCP模塊。
4.如權利要求1所述的方法，其特征在于所述步驟(3)，所述數據庫模塊是根據當前RTP資源的使用情況以及分配機制，進行多模塊資源查找，當一個模塊的資源不足時，向下一個模塊申請資源，直到申請到資源。
5.如權利要求1所述的方法，其特征在于所述步驟(5)中收到應答消息后，向發起資源申請的IPBCP模塊請求協議數據。
6.如權利要求1所述的方法，其特征在于所述步驟(5)中，如果申請資源失敗，向H.248模塊報告失敗消息，根據發起建立消息的類型，如果是主動側，則向本端的H248模塊報告建鏈失敗消息，如果是被動側，則通過H.248模塊向遠端的IPBCP報告失敗的隧道消息。
7.如權利要求1所述的方法，其特征在于所述步驟(6)中，如果申請數據區失敗，則根據發起建立消息的類型，如果是主動側，則向本端的H248模塊報告建鏈失敗消息，如果是被動側，則向遠端的IPBCP模塊報告失敗消息。
8.如權利要求1所述的方法，其特征在于所述承載為IP承載，其連接從邏輯上劃分為5個狀態初始態，IP承載的初始狀態；出連接狀態，接受H.248建立IP連接請求的狀態；入連接狀態，接受對端隧道消息，請求建立IP連接狀態；建立態，成功建立IP連接的狀態；釋放態，收到釋放請求，等待RTP操作模塊確認的狀態。
全文摘要
本發明公開了一種承載與控制相分離的RTP資源控制分布式處理方法，首先由H.248向IPBCP發起建鏈請求，接著IPBCP收到該建鏈請求后向對應的數據庫處理模塊發起申請RTP資源的請求，數據庫處理模塊根據該申請請求進行多模塊資源查找，由找到資源的數據庫模塊向其對應的IPBCP模塊發送申請資源應答消息，IPBCP模塊收到該數據庫申請RTP資源應答消息后，如果申請資源成功，則為處理該連接而申請數據區，如果申請數據區成功，則主叫側向對端IPBCP模塊發送建鏈請求隧道消息，等待對端的隧道消息應答，被叫側向RTP發送建鏈命令，等待RTP建立連接的操作應答，本發明合理的利用了系統資源，滿足了平滑升級系統的要求，具有處理大容量網關的能力，解決了NGN系統中網關負荷分擔的問題。
文檔編號H04L12/66GK1545290SQ200310113480
公開日2004年11月10日 申請日期2003年11月12日 優先權日2003年11月12日
發明者周自春, 寧冬子, 秦長鵬, 李鵬 申請人:中興通訊股份有限公司