CN100407711C

CN100407711C - 在网络中实现代理的系统及其方法

Info

Publication number: CN100407711C
Application number: CN2005100556579A
Authority: CN
Inventors: 姚鑫
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2005-03-22
Filing date: 2005-03-22
Publication date: 2008-07-30
Anticipated expiration: 2025-03-22
Also published as: CN1838641A

Abstract

本发明涉及一种在网络中实现代理的系统及其方法。本发明主要是在现有的实现代理的系统中增加一个信令分发设备，专门用于对各个信令代理与用户终端间交互的信令进行统一转发处理，而对于媒体代理的处理过程未作调整。这样，使得对于用户终端来说只需要配置一个信令分发设备的地址即可以满足信令处理的需要，从而便于在实现代理的系统中扩展新的用户。因此，本发明可以实现仅以一个IP地址对外提供极其大容量的VoIP Proxy组网应用，从而有利于大规模发展用户。

Description

在网络中实现代理的系统及其方法

技术领域

本发明涉及网络通信技术领域，尤其涉及一种在网络中实现代理的系统及其方法。

背景技术

以软交换和分组交换技术为核心的NGN(下一代网络)技术，由于其具有广阔的应用前景和可以满足人们多样化、个性化的业务需求，已成为业界最关注的热点之一。

PROXY(代理)设备是NGN中的重要设备之一。PROXY设备在NGN网络中的典型组网模式如图1所示，具体包括信令代理和媒体代理，下面将对所述的信令代理和媒体代理作进一步的说明。

(1)所述的信令代理(Signalling Proxy，SP)对NGN网络中的TE(用户终端)来说，可看作是软交换系统。具体为：

在上行方向，用户终端的注册和呼叫消息都会先通过IP网络发送给Proxy设备，Proxy设备经过信令处理后再转发给服务器，如核心软交换系统等；

在下行方向，Proxy设备相对于服务器又可看作是用户，即服务器首先将呼叫被叫的请求先发给Proxy设备，Proxy设备经过信令处理后再转发相应的信令给真正的被叫用户终端。

通常Proxy设备需要支持SIP(会话初始协议)、H.323、MGCP(媒体网关控制协议)、H.248等协议中的一种或多种代理功能。

(2)所述的媒体代理(Media Proxy，MP)在Proxy中用于进行媒体流的代理。所有Proxy设备所代理的用户与外界互通的媒体流都经过Proxy设备进行处理和转发；

当Proxy设备下的用户终端作为主叫时，所看到的被叫来自于Proxy设备。当Proxy设备下的用户终端作为被叫时，主叫用户看到的被叫地址为Proxy设备的地址。

现有技术中，Proxy设备既要代理信令流，又要代理媒体流。因此，Proxy设备相对容易成为组网中的性能瓶颈。例如，在需要接很多用户，即在大容量的情况下，往往仅采用一个Proxy设备无法满足容量需求，这其中主要原因在于Proxy中SP的功能无法完成大量用户的信令处理。

在Proxy中，SP性能比较受限的主要原因在于；

(1)信令协议编解码复杂：如SIP(会话初始协议)，采用文本格式编解码，易于阅读，但是编解码很消耗资源。

(2)SP进行应用层处理：在网络层只需要根据IP地址、端口号等进行处理，可以达到很快的速度。而在应用层处理中，一个应用有很多种状态，比如对于信令协议，存在是否注册成功，是否处于呼叫，呼叫进行到什么程度等等，导致处理过程较为复杂。

考虑到一个单独SP设备的处理能力比较有限，如果能够采用多个SP设备对外提供信令代理功能，则可以解决容量的问题。

因此，为满足大容量的需求，目前采用的一种方式是通过几台Proxy设备对用户的信令和媒体流进行分担处理，具体的实现如图2所示，一部分用户终端TE1、TE2和TE3连接到Proxy1上，另一部分用户终端TE4、TE5和TE6连接到Proxy2上。连接到Proxy1的终端需要配置相应的服务器地址为Proxy1的地址，相应的另外的终端需要配置相应的服务器地址为Proxy2的地址。

而且，对于采用信令与媒体分离方式的组网，一个SP还可以对应多个MP的情况。如图3所示，此时，对于连接不同Proxy设备下的TE仍然需要配置不同的服务器地址。

因此，在NGN网络中，如果存在多个SP，无论每个SP对应1个还是多个MP的情况，对于不同的用户终端均需要配置不同的服务器地址，即SP的地址，也就是Proxy的地址。而用户终端配置的服务器的地址不尽相同，不利于大规模发展新用户，也就是说，上述现有技术提供的VoIP网络中代理的实现方式将影响到网络的容量的扩大，即无法方便地满足大容量用户的需求。

发明内容

鉴于上述现有技术所存在的问题，本发明的目的是提供一种在网络中实现代理的系统及其方法，从而可以在保证大容量用户接入的情况下实现VoIP网络中的代理。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种在网络中实现代理的系统，包括：

信令分发设备：连接于用户终端与各个信令代理之间，用于将用户终端发来的信令转发给相应的信令代理，并将各个信令代理发来的信令统一发送到用户终端；

信令代理：与服务器连接，用于将信令分发设备发来的信令发送给服务器，还用于将服务器发来的信令发送给信令分发设备。

所述的在网络中实现代理的系统还包括.

媒体流代理：与用户终端连接，用于接收发送给用户终端的媒体流，并发送给用户终端，还用于将用户终端的媒体流发送出去。

所述的信令分发设备作为一个逻辑功能实体可以内置于任一网络设备中，或独立设置。

本发明提供了一种在网络中实现代理的方法，包括：

为各个信令代理分别分配相应的私网地址，并为信令分发设备分配公网地址；

为每一个用户终端分配一个信令代理，并利用该信令代理处理该用户终端的所有会话涉及的所有信令；

在下行方向，信令代理获取信令，并发送给信令分发设备，所述信令分发设备将收到的信令中的源地址修改为信令分发设备的公网地址，并发送给用户终端；

在上行方向，信令分发设备收到用户终端发来的信令后，将目的地址替换为相应的信令代理的私网地址，并发送给所述信令代理，所述信令代理将所述的信令发送给服务器。

所述的在网络中实现代理的方法还包括：

为各个用户终端建立相应的媒体代理，各个用户终端通过所述媒体代理进行媒体流的接收和发送处理。

所述的媒体代理采用与信令分发设备处于不同的IP地址段，且媒体代理的地址可以通过信令报文的协商产生。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明的实现使得对于用户终端来说，只需要配置一个信令分发设备的地址即可以满足信令处理的需要，因而，本发明可以实现仅以一个IP地址对外提供极其大容量的VoIP Proxy组网应用，从而有利于大规模发展用户。当然，本发明还可以适用于其他非VoIP应用的网络中解决类似的性能问题。

附图说明

图1为Proxy在NGN网络中的典型组网结构示意图；

图2为多Proxy在NGN网络中的组网结构示意图；

图3为多Proxy、多MP在NGN网络中的组网结构示意图；

图4为本发明提供的实现Proxy的系统结构示意图1；

图5为本发明所述系统的结构示意图2。

具体实施方式

本发明的核心是在现有的代理系统中增加一个信令分发设备专门用于对各个信令代理与用户终端间交互的信令进行统一转发处理。这样，使得对于用户终端来说只需要配置一个信令分发设备的地址即可以满足信令处理的需要，从而便于在实现代理的系统中扩展新的用户。

本发明所述的系统的组网方案如图4所示，为便于对图4的理解，首先对图4中各个标识的含义进行说明，在图4中：

<XY>表示IP地址为X的设备与IP地址为Y的设备之间的报文；

IPNx代表某一终端的IP地址；

IPSP表示信令分发设备的IP地址；

IPSx表示某一SP设备的IP地址；

IPMx表示某一MP设备的IP地址(段)；

与VoIP协议类似，这里所提及的地址在部分情况下不仅仅指IP地址，而是代表设备的IP地址和端口号信息。

SP与MP属于逻辑设备，可以位于同一台物理设备，一一对应设置，也可以一个SP对应多个MP，或者多个SP对应1个MP。为简化处理，图4中仅给出了一个SP对应一个MP的应用。对于其他SP、MP之间的组合应用，本发明同样适用。

图4中各标识的含义描述清楚之后，下面将结合图4和图5对本发明所述的系统进行说明，本发明所述的系统具体是在现有的代理系统的基础上增加相应的信令分发设备，所述的信令分发设备仅统一了针对各个信令代理的处理，而对于各个媒体流代理的处理则仍各自独立进行。

具体如图4和图5所示，本发明所述的系统包括信令分发设备、多个信令代理和多个媒体流代理，所述的多个信令代理实体统一通过信令分发设备及IP网络与用户终端交互信令，所述的多个媒体流则直接通过IP网络与用户终端进行媒体流的交互。

本发明提供的系统中，所述的信令分发设备作为一组SP设备的统一对外出口，外来的信令消息(即通过IP网络来自于用户终端的信令消息)将首先到达信令分发设备，然后由信令分发设备分发到相应的SP上，然后由SP与服务器端进行信令的交互，所述的服务器可以为核心软交换系统等等；同样，由服务器下发到SP的信令，则统一由信令分发设备发送给用户终端；对于用户终端来说，仅通过一个信令分发设备进行信令的收发，因此，用户终端只需要配置信令分发设备的地址作为信令的收发地址即可；

所述的信令分发设备作为一个逻辑功能实体，既可以采用一个专门的设备来实现，也有可能综合在其他网络设备中实现，比如，将其综合在某一台SP设备中。

基于上述系统，本发明还提供了一种在网络中实现代理的方法，所述的方法的具体实现方式描述如下。

由上述本发明提供的系统可知，所述的信令分发设备需要具备替换IP地址的功能；为此，需要为信令分发设备分配一个公网地址，作为信令报文的统一对外接口，为信令代理分别分配相应的私网地址，以便于基于所述地址进行信令交互；

本发明所述的方法中：

1、当信令分发设备收到用户终端通过IP网络发送来的信令时，相应的处理过程如下：

(11)信令分发设备接收用户终端发来的外部的信令流，信令流的目的地址为所述信令分发设备的对外地址，即公网地址；

(12)当外部的信令流到达信令分发设备后，信令分发设备将信令流的目的地址IPSP(信令分发设备的地址)替换为相应的信令代理的地址IPSx，并根据特定的信令分发机制将信令流发送给特定的SP设备。

2、当信令分发设备收到服务器发送来的信令，或需要发送信令报文给信令分发设备时，相应的处理过程如下：

(21)当某一SP设备收到服务器发送来的信令，或需要发送信令报文给信令分发设备时，则向信令分发设备发送所述信令报文，相应的信令报文的源地址为信令代理SP的地址；

(22)信令分发设备收到所述信令报文后，将信令报文的源地址IPSx替换为信令分发设备的地址IPSP，并根据正常的IP转发发送报文。

本发明所述的方法中，对于同一个会话的信令流必须分发到同一台SP设备进行处理。比如，参见图4，对于来自IPN2的所有信令报文均应发送到SP1设备进行处理，而不能一部分由SP1处理，另一部分由SP2处理。如果同一个会话的信令分别在几个不同的SP设备上进行处理，将会导致会话的中断。这是因为会话都是有状态的，SP同样也要保持该会话的状态。如果报文在其他SP设备上进行处理，则该SP上由于没有该会话的状态而无法进行相应信令的处理，导致会话中断。

本发明中，由于信令分发设备不处理应用层内容，而只是在网络层进行分发处理，因此信令分发设备的性能可以做到非常高。以目前的技术水平，一台信令分发设备就可以述到40Gbps或以上的信令报文分发能力。可以实现超大容量的VoIP Proxy的组网，从而可以充分地满足大容量用户的需求。

本发明所述的方法中还包括针对媒体流的代理处理，即媒体代理的处理过程，本发明中，MP设备直接面向外网用户终端，MP设备采用公网地址，可以直接与外网用户进行交互。

媒体代理的处理流程为：在媒体代理上，对于来自外部的媒体流的目的地址已经是特定的MP设备的地址，因此，根据正常的IP转发便可以直接到达该MP设备；同样对于MP设备发出的报文，也可以通过正常的IP转发到达目的地，如用户终端等。

媒体流的接收与发送均不需要信令分发设备的参与。这是因为媒体流采用了独立的IP地址(段)。

而且，媒体流的地址(即媒体代理的地址)是在信令报文中协商的，媒体流的地址可以采用与信令流不同的地址。因此，作为VoIP应用代理设备可以针对信令流以及媒体流采用不同的IP地址。

由于媒体流相对于信令流而言，占用的带宽要大的多；一般1个VoIP应用，需要交互信令报文的数量在几十个左右，而媒体流一秒钟就有几十个或更多的报文。因此，将媒体流单独处理，可以大大减轻分发设备的负担。

综上所述，本发明中，由于对用户终端来说信令报文采用的是一个统一的地址，因此所有的用户可以配置成同一个IP地址(即信令分发设备的地址)，从而利于大规模发展新的用户。

不仅如此，本发明还可以应用于其他非VoIP应用的组网中，并用于解决类似的性能问题。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种在网络中实现代理的系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的在网络中实现代理的系统，其特征在于，该系统还包括：

3.根据权利要求1或2所述的在网络中实现代理的系统，其特征在于，所述的信令分发设备作为一个逻辑功能实体内置于任一网络设备中，或独立设置。

4.一种在网络中实现代理的方法，其特征在于，包括：

5.根据权利要求4所述的在网络中实现代理的方法，其特征在于，该方法还包括：

6.根据权利要求5所述的在网络中实现代理的方法，其特征在于，所述的媒体代理采用与信令分发设备处于不同的IP地址段，且媒体代理的地址通过信令报文的协商产生。