CN1863131A - 业务设备交换网络及交换方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及通信技术，公开了一种业务设备交换网络及交换方法，使得在业务层面的交换得以实现，业务间的交互方式可以独立于业务的实现方式。本发明中，通过业务路由器和保存有业务路由信息的业务信息中心向业务服务器之间的业务交互提供路由。通过业务控制中心进行全网各种业务的调度和策略控制；通过业务转译器为业务服务器之间的通信提供业务层协议转译服务；业务路由器在收到业务交互请求时进行鉴权。

Description

业务设备交换网络及交换方法

技术领域

本发明涉及通信技术，特别涉及业务设备之间的交换技术。

背景技术

随着通信技术的日益发展，以公用电话交换网(Public SwitchedTelephone Network，简称“PSTN”)为代表的固定通信网络和以全球移动通信系统(Global System for mobile Communication，简称“GSM”)为代表的移动通信网络已经是很成熟的技术，可以为用户提供完善的语音通信服务。在PSTN和GSM中解决了电话的呼叫、漫游等等基础呼叫业务。通过固定智能网、移动智能网解决了通话类业务的特殊路由、寻址等通话需求。

目前的用户已不满足于单一的语音通话需求，而追求彩信、上网、视频等更高级更复杂的服务。为了提供这些复杂的应用服务，在网络侧可能需要多个业务服务器的协同工作，也就是多个业务服务器之间可能需要相互调用对方提供的业务。本发明所称的业务是指业务服务器所提供的一种服务功能，可以是直接面对用户的服务，如短消息，也可以是为网络内部的其它业务服务器提供的服务功能，如在线或离线计费功能。一台业务服务器可以提供一种或多种业务，一种业务可以由一台业务服务器单独提供，也可由多台服务器以分布式方式联合提供。

网际协议多媒体子系统(IP Multimedia Subsystem，简称“IMS”)的体系给出了一种目前典型的业务系统。IMS是第三代合作伙伴项目(3rdGeneration Partnership Project，简称“3GPP”)R5/R6标准定义的WCDMA网络中的一个IP多媒体子系统，是3G移动网实现分组话音和分组数据、提供统一的多媒体业务和应用的目标网络。IMS采用IP分组域作为其控制信令和媒体传输的承载通道，采用会话初始化协议(Session Initation Protocol，简称“SIP”)协议作为呼叫控制信令，实现了业务管理、会话控制及承载接入的三者分离。IMS的结构如图1所示，其中涉及到的设备有呼叫会话控制功能(Call Session Control Function，简称“CSCF”)、应用服务器(ApplicationServer，简称“AS”)、归属签约用户服务器(Home Subscriber Server，简称“HSS”)、开放业务接入(Open Service Access，简称“OSA”)、网际协议多媒体业务交换功能(IP Multimedia Service Switching Function，简称“IM-SSF”)和媒体资源功能控制器(Multimedia ResourceFunction Controller，简称“MRFC”)。在IMS中，业务系统是基于CSCF的业务触发模式，采用了多媒体类的呼叫协议，可以完成更多的业务功能。在IMS中，当业务服务器1(例如AS)需要调用业务服务器2的业务A时，在业务服务器1中预先设置了业务服务器2的地址和提供业务A的端口，通过向该地址和端口发送请求消息以获得业务服务器2的业务服务。

这种通过向作为业务提供者的业务服务器实际地址发送消息以获取其服务的作法在PSTN固定智能网和GSM移动智能网中也被普遍采用。

上述方案存在维护困难的问题。例如，如果改由业务服务器3提供业务A，那就要修改业务服务器1中与业务A相关的设置，如果需要调用业务A的业务服务器不只是业务服务器1，而是有几十台、上百台，那就需要修改每一台中的设置，工作量相当大

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种业务设备交换网络及交换方法，使得在业务层面的交换得以实现，业务间的交互方式可以独立于业务的实现方式。

为实现上述目的，本发明提供了一种业务设备交换网络，包含：

至少两个业务服务器，用于提供至少一种业务的处理能力；

业务信息中心，用于存储每一个所述业务服务器所处理的各种业务的路由信息；

至少一个业务路由器，用于根据所述业务信息中心内的路由信息，对来自所述业务服务器的基于业务的业务交互请求及其应答进行路由和转发。

其中，所述路由信息包含每一个所述业务服务器所处理的各种业务的逻辑地址、物理位置地址及两者的对应关系；

所述业务路由器的路由和转发功能包含：

根据来自所述业务服务器的业务交互请求中所请求业务的目的逻辑地址，从所述业务信息中心查找到对应的物理位置地址，再根据该物理位置地址转发该业务交互请求，并将所收到的对该业务交互请求的应答转发给发起该业务交互请求的业务服务器。

此外，还包含业务控制中心，用于全网各种业务的调度和策略控制；

所述业务路由器还用于在所收到的所述业务交互请求中的内容满足预置条件时，将该业务交互请求路由到所述业务控制中心进行策略控制，并根据来自该业务控制中心的指令完成与该业务交互请求相关的后续的路由。

此外，还包含业务转译器，用于为所述业务服务器之间的通信提供业务层协议转译服务。

此外，所述业务的逻辑地址用于唯一识别一个业务服务器上提供的一种业务，采用域名方式编址；

所述业务的物理位置地址包含提供该业务的业务服务器地址及相应端口号。

此外，在每一个所述业务服务器中配置与该业务服务器直连的业务路由器的物理地址及相应的端口号，该业务服务器将业务交互请求发送到所配置的物理地址及相应的端口号。

此外，所述业务路由器还用于在对所述业务交互请求及其应答进行路由和转发前，对该业务交互请求及其应答进行修改。

本发明还提供了一种业务设备交换方法，应用于上文所述的网络，业务信息中心存储的路由信息包含每一个业务服务器所处理的各种业务的逻辑地址、物理位置地址及两者的对应关系；

所述方法包含以下步骤：

所述业务服务器向业务路由器发送业务交互请求；

所述业务路由器根据来自所述业务服务器的业务交互请求中所请求业务的目的逻辑地址，从所述业务信息中心查找到对应的物理位置地址，再根据该物理位置地址转发该业务交互请求，并将所收到的对该业务交互请求的应答转发给发起该业务交互请求的业务服务器。

其中，所述业务服务器在收到业务交互请求时还进行鉴权，拒绝没有通过鉴权的业务交互请求。

此外在所述方法中，还包含以下步骤：

所述业务路由器收到所述业务交互请求时，如果该业务交互请求的内容满足预置条件，则将该业务交互请求路由到业务控制中心；

所述业务控制中心对收到的业务交互请求进行策略控制，并向所述业务路由器发送指令；

所述业务路由器根据来自业务控制中心的指令完成与所述业务交互请求相关的后续路由。

此外在所述方法中，还包含以下步骤：

当两个所述业务服务器之间的业务通信协议无法直接匹配时，业务服务器将业务数据发送到业务转译器，由该业务转译器进行业务通信协议的转换，再将转换后的业务数据发送到另一个业务服务器。

通过比较可以发现，本发明的技术方案与现有技术的主要区别在于，通过业务路由器和保存有业务路由信息的业务信息中心向业务服务器之间的业务交互提供路由。具体地说，为业务服务器可提供的每一种业务分别设置唯一的逻辑地址，将业务的逻辑地址与提供该业务的物理位置地址的对应关系保存在业务信息中心，业务服务器需要请求某项业务时，向业务路由器发送业务交互请求，其中包含要请求的业务的逻辑地址，业务路由器从业务信息中心查到该逻辑地址所对应的物理位置地址，向该地址转发该业务交互请求，并将相应的应答转发给请求的发起者。

此外，通过业务控制中心进行全网各种业务的调度和策略控制；通过业务转译器为业务服务器之间的通信提供业务层协议转译服务；业务路由器在收到业务交互请求时进行鉴权。

这种技术方案上的区别，带来了较为明显的有益效果，即实现了业务层内部的交换。因为将业务用逻辑地址标示了出来，需要调用一个业务时只要使用该业务的逻辑地址即可，不需要指向实际提供业务的业务服务器的物理位置地址，所以可以大大方便用户的设置。特别是在提供业务的业务服务器变更后，需要调用相应业务的用户不需要作任何设置变更，只要由运营商在业务信息中心修改一下该业务的逻辑地址和物理位置地址的对应关系就可以了，大大降低了用户的维护成本。在业务服务器上只要配置业务路由器的物理地址即可，业务路由器会将业务服务器对业务的调用自动路由到提供该业务的业务服务器。

引入业务控制中心后，对业务的路由过程可以作策略控制，使得路由的过程更为灵活，可以完成业务分担调用、同一业务不同版本的控制等更为高级的功能。

引入业务转译器后，两个使用不同业务通信协议的业务服务器也可以顺利地进行通信，从而使现有的业务处理资源可以得到充分的利用。

总之，应用本发明的方案后，一方面给予了用户选择内容的自由，另一方面运营商还保持了对业务本身的控制。

附图说明

图1是现有技术中IMS的网络结构示意图；

图2是根据本发明一个较佳实施方式的业务设备交换网络结构示意图；

图3是根据本发明一个较佳实施方式的业务路由时消息交互的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

根据本发明一个较佳实施方式的业务设备交换网络如图2所示。该实施方式只描述了在IP网络中的组网和信令，本技术领域的普通技术人员可以理解，对于固定PSTN网络、移动GSM/CDMA(码分多址)网络、第三代移动通信(The Third Generation，简称“3G”)全IP网络、因特网等同样适用。

该网络包含业务服务器S1、S2、S3，业务信息中心I，业务路由器R1、R2，业务控制中心C，和业务转译器T。下面对每一个设备的功能分别进行描述。

业务服务器用于提供至少一种业务的处理能力，例如在线计费业务、离线计费业务等。业务服务器与业务路由器直接连接，每一个业务服务器中配置与该业务服务器直连的业务路由器的物理地址(例如IP地址)及相应的端口号，该业务服务器将业务交互请求发送到所配置的物理地址及相应的端口号。例如业务服务器S1、S2中配置业务路由器R1的物理地址及相应的端口号，而业务服务器S3中配置业务路由器R2的物理地址及相应的端口号。

业务信息中心用于存储每一个业务服务器所处理的各种业务的路由信息。这里的路由信息包含每一个业务服务器所处理的各种业务的逻辑地址、物理位置地址及两者的对应关系。业务的逻辑地址用于唯一识别一个业务服务器上提供的一种业务，关于具体如何编制业务的逻辑地址将在下文中详细说明。业务逻辑地址不是对应业务服务器，而是对应业务功能，业务功能可以是一个服务器完成，也可以由多个服务器以分布式方式完成。业务的物理位置地址可以是提供该业务的业务服务器的IP地址和相应的端口号，例如对于业务服务器S1所提供的在线计费业务的物理位置地址可以是63.123.13.2：1900，业务服务器S1从1900端口收到在线计费请求时就会触发在线计费处理，并向请求者返回处理结果。

业务路由器用于基于业务调用协议实现业务交互请求及其应答的路由和转发，以及连接不同网络。路由和转发的大致过程为，根据来自业务服务器的业务交互请求中所请求业务的目的逻辑地址，从业务信息中心查找到对应的物理位置地址，再根据该物理位置地址转发该业务交互请求，并将所收到的对该业务交互请求的应答转发给发起该业务交互请求的业务服务器。业务路由器还可以增加鉴权功能，即收到来自业务服务器的业务交互请求时判断该业务服务器是否有权限请求该业务，如果没有权限就拒绝该请求。业务路由器在对所述业务交互请求及其应答进行路由和转发前，可以对该业务交互请求及其应答进行修改。

业务控制中心用于全网各种业务的调度和策略控制，与业务路由器连接。为了能够将业务交互请求触发到业务控制中心，需要在业务路由器中预先设置触发条件，例如从目的逻辑地址上判断请求的业务是否为特定的业务。当业务路由器收到业务交互请求时，判断其中的内容是否满足预先设置的触发条件，如果是则将该业务交互请求触发到业务控制中心，由业务控制中心进行策略控制。业务控制中心完成策略控制后，向相关的业务路由器发送指令，该业务路由器根据收到的指令完成后续的相关路由。

业务转译器用于为业务服务器之间的通信提供业务层协议转译服务。在两个业务服务器之间不能直接通过业务协议通信的时候，需要一个业务转译的服务。该业务转移可以将两个或者多个业务协议翻译成各自服务器可以认识和理解的内容。

这里定义的是一个具有通用功能的业务转译功能，用于在业务网络体系下，解决两种或者多种服务器之间的协议接口或者参数接口差异的问题。举例来说：业务服务器S1使用了一种基于IN(智能网)协议的远程访问数据调用接口，业务服务器S2使用了一种基于XML(可扩充标记语言)的远程访问数据调用接口，虽然在逻辑上两者是可以互相配合完成业务数据的互访功能，然而由于接口定义的不同，使得不能直接互联。这个时候我们将业务服务器S1和S2都连接到一个业务转译的服务器T，由T来负责将两个接口的适配工作，使得这一类的业务服务器都可以交互访问了。

上面说明了业务设备交换网络中主要设备，其中提到了逻辑地址的编址，这里详细说明一下。在业务网络中为了便于寻找目的功能实体(主要指业务服务器)，需要有一套业务级的编址体系。这个编址系统是不同于已有的基础网络(例如IP网络)编址，必须是独立于基础网络的编址方法。因此这个编址是与基础网络无关的编址方法。

但是需要说明的是，在不同的承载网络的时候，有可能有具体的承载协议。例如，如果是业务网络通过基于包交换的网络，则承载网络采用IP协议；如果是业务网络通过七号信令协议(Signalling System No.7，简称“SS7”)网络承载，则承载网络采用事务处理能力应用部分(Transaction CapabilitiesApplicatiom part，简称“TCAP”)协议。

以下专门叙述的是业务层编址方法，可以参考互联网工程任务组(Internet Engineering Task Force，简称“IETF”)的统一资源标识(UniformResource Identifier，简称“URI”)机制，重要的是具体定义与对业务的分类。业务服务器地址采用类似于域名服务系统(DOMAIN NAME SYSTEM，简称“DNS”)的域名机制，业务类别名/服务器名/域1/域2/业务种类/业务子项/业务参数

比如中国移动的彩铃服务器地址可以如下编址：CRBT.CMCC.CN

这个彩铃的扣费业务处理地址：CRBT.CMCC.CN/Charge/Parameter1...

由于业务层存在层出不穷的业务种类，因此每种业务需要有一个业务编址代号，我们采用的是基于文本机制的业务编址，而不是采用基于数字机制的编址。当然，在具体需要与数字机制编码互通时，可以引入类似于业务ENUM(电子编码)的数字与文本地址的翻译服务。

从电路域调用的方法可以是七号点码或者GT码的方式，但是这个业务增强型地址翻译服务器(类似ENUM服务器)可以将七号体系的地址翻译成类似域名机制的地址。例如可以把7F8CED翻译成CRBT.CMCC.CN/Charge/Parameter1...

上面说明了对业务的编址，下面说明路由过程。

在业务网络中为了便于寻找到目的的功能实体，已建立编址体系。如何通过这个编址体系寻找到对端实体，是一个具体的业务路由功能。

通常来说在点对点的环境下，相当于路由是静态配置，服务器之间事先配置好需要联系的地址信息，这可能是一个静态路由表。里面描述了业务层的编码信息与对应的实际物理网络地址与端口。

在单一业务路由器的环境下，各个服务器只需要配置业务路由器的实际物理地址以及相应的端口。

在树状的业务网络连接环境下，各个服务器实际上是只需要配置直连的业务路由器。业务路由器之间通过互相配置或者访问中心的业务信息中心。由业务信息中心向业务路由器返回实际需要访问的业务服务器路径信息。

业务路由除了要完成同种网络之间的业务协议路由之外，还要处理在不同网络之间的业务路由功能，比如从IP网络的业务协议封装到七号网络的业务协议。但是原则上对数据包里面的内容不予处理或者修改。

业务服务器之间需要互访的时候，需要一个公知的协议来建立双方之间的联系通道，这种业务网络请求协议用于联系通道的建立确认，本身并非真正的应用协议。应用协议则是在业务网络请求协议获得接受之后由双方共同建立的。

在本发明中业务调用请求与业务调用交互相分离。也就是分为业务调用协议(Service Invoke Protocol)与业务交互描述协议(Service InteractionDescription Protocol)。业务调用协议主要用于规定两个业务层设备间的交互方式，例如需要几次握手，每一次握手起什么作用等等。业务交互描述协议用于规定消息中的内容格式，例如第一字段占多少比特，代表什么含义，第二个字段占多少比特，代表什么含义，等等。业务交互描述协议在作用上类似于公知的会话描述协议(Session Description Protocol，简称“SDP”)。

图3示出一个业务路由时消息交互流程图。如图所示，在步骤301，业务服务器S1向业务路由器R1发送了业务交互请求，其中包含了业务请求描述1。

此后进入步骤302，业务路由器R1收到该业务交互请求后，向业务信息中心I发送业务路由查询消息，其中携带了业务服务器S1所请求业务的目的逻辑地址。

此后进入步骤303，业务信息中心I根据该逻辑地址找到对应的物理位置地址，也就是可提供业务服务器S1所请求业务的业务服务器S2的IP地址和端口，并将业务服务器S2的IP地址和端口作为查询结果返回给业务路由器R1。

此后进入步骤304，业务路由器R1根据收到的查询结果，将业务交互请求转发给业务服务器S2。在转发业务交互请求前可以对该请求进行修改，将修改后的请求转发出去。

此后进入步骤305，业务服务器S2将业务交互请求应答回应给业务路由器R1，其中携带业务请求描述2。

此后进入步骤306，业务路由器R1根据先前业务服务器S1的IP地址将收到的业务交互请求应答转发给业务服务器S1。至此完成了整个路由过程。

此后进入步骤307，业务服务器S1收到业务交互请求应答后，可以知道业务服务器S2的IP地址，所以直接向业务服务器S2发送应答确认消息，表示已收到业务交互请求应答。

此后，在业务服务器S1和S2之间建立起真正的业务应用协议，直接进行业务实体交互。

在上述步骤302中，业务路由器R1收到来自业务服务器S1的业务交互请求后，可以增加一个鉴权的子步骤，也就是说判断业务服务器S1是否有权限请求该业务，如果有权限就继续下面的步骤，如果没有权限就拒绝该业务交互请求。拒绝的方式可以是向业务服务器S1回复一个拒绝消息，也可以是直接抛弃该业务交互请求。业务路由器R1判断的依据可以是本地预先配置的与权限相关的信息，也可以是从第三方服务器获得的相关信息。

在业务服务器之间联系与交互的时候，业务路由器可以发现与检测出需要网络业务控制中心协调和参与的过程，然后由业务控制中心发出对业务路由器等的指令，达到完成综合业务的目标。

比如同一种业务的分担调用能力，可以通过业务控制的辅助下，分布到多个业务服务器上。

业务控制的功能有些类似智能网，业务控制中心相当于智能网中的业务控制点(Service Control Point，简称“SCP”)，每一个业务相关于一个终端，业务A呼叫业务B，业务B可能升级或发生了故障，在业务路由器上作一个设置，可以由业务路由器在收到对该业务的请求时触发到控制中心，进行策略控制，再继续后续的流程。

本发明优势在于大大减少了业务层的维护工作。例如多个业务服务器要调用一个计费功能组件，目前的实现方式是这些业务服务器都指向这个计费功能组件所在的地址，如果计费组件的地址发生变化则需要调整所有的业务服务器。在本发明中，所有的业务服务器都指向计费功能组件的标识，业务路由器根据计费功能的标识从信息中心查到计费功能组件的地址，再根据这个地址将消息路由到计费功能组件。当计费功能组件的地址发生变化时，只要调整信息中心里的设置就可以了，业务服务器中无需任何变化，所以大大降低了网络维护的成本。

虽然通过参照本发明的某些优选实施方式，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (11)

1.一种业务设备交换网络，其特征在于，包含：

至少两个业务服务器，用于提供至少一种业务的处理能力；

业务信息中心，用于存储每一个所述业务服务器所处理的各种业务的路由信息；

至少一个业务路由器，用于根据所述业务信息中心内的路由信息，对来自所述业务服务器的基于业务的业务交互请求及其应答进行路由和转发。

2.根据权利要求1所述的业务设备交换网络，其特征在于，所述路由信息包含每一个所述业务服务器所处理的各种业务的逻辑地址、物理位置地址及两者的对应关系；

所述业务路由器的路由和转发功能包含：

根据来自所述业务服务器的业务交互请求中所请求业务的目的逻辑地址，从所述业务信息中心查找到对应的物理位置地址，再根据该物理位置地址转发该业务交互请求，并将所收到的对该业务交互请求的应答转发给发起该业务交互请求的业务服务器。

3.根据权利要求2所述的业务设备交换网络，其特征在于，还包含业务控制中心，用于全网各种业务的调度和策略控制；

所述业务路由器还用于在所收到的所述业务交互请求中的内容满足预置条件时，将该业务交互请求路由到所述业务控制中心进行策略控制，并根据来自该业务控制中心的指令完成与该业务交互请求相关的后续的路由。

4.根据权利要求3所述的业务设备交换网络，其特征在于，还包含业务转译器，用于为所述业务服务器之间的通信提供业务层协议转译服务。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的业务设备交换网络，其特征在于，所述业务的逻辑地址用于唯一识别一个业务服务器上提供的一种业务，采用域名方式编址；

所述业务的物理位置地址包含提供该业务的业务服务器地址及相应端口号。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的业务设备交换网络，其特征在于，在每一个所述业务服务器中配置与该业务服务器直连的业务路由器的物理地址及相应的端口号，该业务服务器将业务交互请求发送到所配置的物理地址及相应的端口号。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的业务设备交换网络，其特征在于，所述业务路由器还用于在对所述业务交互请求及其应答进行路由和转发前，对该业务交互请求及其应答进行修改。

8.一种业务设备交换方法，应用于权利要求1所述的网络，其特征在于，业务信息中心存储的路由信息包含每一个业务服务器所处理的各种业务的逻辑地址、物理位置地址及两者的对应关系；

所述方法包含以下步骤：

所述业务服务器向业务路由器发送业务交互请求；

所述业务路由器根据来自所述业务服务器的业务交互请求中所请求业务的目的逻辑地址，从所述业务信息中心查找到对应的物理位置地址，再根据该物理位置地址转发该业务交互请求，并将所收到的对该业务交互请求的应答转发给发起该业务交互请求的业务服务器。

9.根据权利要求8所述的业务设备交换方法，其特征在于，所述业务服务器在收到业务交互请求时还进行鉴权，拒绝没有通过鉴权的业务交互请求。

10.根据权利要求8所述的业务设备交换方法，其特征在于，还包含以下步骤：

所述业务路由器收到所述业务交互请求时，如果该业务交互请求的内容满足预置条件，则将该业务交互请求路由到业务控制中心；

所述业务控制中心对收到的业务交互请求进行策略控制，并向所述业务路由器发送指令；

所述业务路由器根据来自业务控制中心的指令完成与所述业务交互请求相关的后续路由。

11.根据权利要求8至10中任一项所述的业务设备交换方法，其特征在于，还包含以下步骤：

当两个所述业务服务器之间的业务通信协议无法直接匹配时，业务服务器将业务数据发送到业务转译器，由该业务转译器进行业务通信协议的转换，再将转换后的业务数据发送到另一个业务服务器。

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