一种基于IMS网络的AS业务实现系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于IMS网络的AS业务实现系统，该系统包括AS服务器，所述AS服务器和S‑CSCF网元通过SIP信令通信连接；IPF节点用于转发SIP信令，将通过第一虚拟IP接收的S‑CSCF报文，通过第二虚拟IP均衡分发至若干BPF节点，确保相同呼叫的信令投递相同的BPF节点；BPF节点用于接收从S‑CSCF网元传输的报文，并作出回应，通过IPF节点传送给S‑CSCF网元；第一虚拟IP用于IPF节点与所述S‑CSCF网元之间的通信，第二虚拟IP用于IPF节点与BPF节点之间的通信连接；该发明专利技术所述的方案具有高可靠性，某一主节点异常时，自动切换至备节点，不影响运营商现网呼叫和AS自身业务；IPF节点采用DPDK+F‑stack进行数据的收发，相对于socket通信，该方案具有更高的处理性能，采用千兆网卡，IPF可达到接收800Mbps的处理性能。

【技术实现步骤摘要】
一种基于IMS网络的AS业务实现系统
本专利技术涉及移动通讯
，具体涉及基于IMS网络的AS业务实现系统。
技术介绍
IMS是IP多媒体子系统，本质上是一种由3Gpp提出的基于IP的网络结构，是一种全新的多媒体业务形式，也是移动通信4G核心网的重要组成部分；IMS的业务能力分为基本能力和增强能力，其中，基本能力由IMS的CSCF等网元提供，而增强能力由AS提供。如图1所示，IMS网络的AS业务普遍采用双机热备方式，AS节点分AS(主)和AS(备)，S-CSCF网元需要触发AS业务时，首先选择AS(主)，当AS(主)异常时，切换至AS(备)，主备之间需要进行SIP会话信息的同步，主备切换不影响进入稳态呼叫的信令接续。在主备AS进程内部，一般采用多线程并发架构以提高处理性能。现有的AS主要通过主备实现高可靠性，将AS节点的功能集成在一个进程中，因AS的业务处理复杂，单AS节点的处理性能有限，且不具有可扩展性，无法通过扩展进程来提供单AS节点的处理能力，并且数据收发一般采用套接字socket，收发性能受限于操作系统内核协议栈。
技术实现思路
专利技术目的：为了克服上述现有技术的不足，本专利技术提供一种基于IMS网络的AS业务实现系统。技术方案：本专利技术所述的基于IMS网络的AS业务实现系统，该系统包括AS服务器，所述AS服务器和IMS网络中的S-CSCF网元通过SIP信令通信连接；所述AS服务器包括多个BPF节点、IPF节点、第一虚拟IP和第二虚拟IP，所述IPF节点用于转发所述SIP信令，将通过第一虚拟IP接收的S-CSCF报文，通过第二虚拟IP均衡分发至若干BPF节点，确保相同呼叫的信令投递相同的BPF节点；所述BPF节点用于接收从所述S-CSCF网元传输的报文，并作出回应，通过所述IPF节点传送给S-CSCF网元；所述第一虚拟IP用于IPF节点与所述S-CSCF网元之间的通信，所述第二虚拟IP用于IPF节点与BPF节点之间的通信连接。进一步地，包括：所述IPF节点包括主IPF节点组件和备IPF节点组件，所述主IPF节点组件和备IPF节点组件布置在不同的服务器上，两者通过socket套接字实现保活连接。进一步地，包括：所述主IPF节点组件包括主IPF节点、与所述主IPF节点端口连接的第一网卡以及与所述主IPF节点端口连接的第二网卡，所述第一网卡用于实现所述主IPF节点与所述S-CSCF网元通信连接的数据转换，所述第二网卡实现所述主IPF节点与BPF节点之间通信连接的数据转换，所述第一网卡和第二网卡与所述主IPF节点均采用基于DPDK的用户态协议栈f-stack的方式实现通信连接。进一步地，包括：所述备IPF节点组件包括备IPF节点、与所述备IPF节点上行端口连接的第三网卡以及与所述备IPF节点下行端口连接的第四网卡，所述第三网卡用于实现所述备IPF节点与所述S-CSCF网元的通信连接的数据转换，所述第四网卡实现所述备IPF节点与BPF节点之间通信连接的数据转换，所述第三网卡和第四网卡与所述备IPF节点均采用基于DPDK的用户态协议栈f-stack的方式实现通信连接.进一步地，包括：正常情况下，所述第一虚拟IP与所述第一网卡的MAC地址绑定，所述BPF节点以及S-CSCF网元均与所述主IPF节点通信连接，若所述主IPF节点出现通信故障，所述备IPF节点组件将所述第一虚拟IP和所述第三网卡绑定，所述备IPF节点与所述BPF节点以及S-CSCF网元通信连接。进一步地，包括：所述BPF节点包括主BPF节点和备BPF节点，所述主BPF节点和备BPF节点部署在不同的服务器上，两者通过socket套接字通信连接。进一步地，包括：正常情况下，所述主BPF节点向所述IPF节点发送TCP保活消息，主BPF节点和备BPF节点进行定时探测消息通信，若IPF节点接收不到主BPF节点的TCP保活消息，则主BPF节点向和备BPF节点进行数据同步后，备BPF节点向所述IPF节点发送TCP保活消息。有益效果：本专利技术与现有技术相比，其显著优点是：1、该专利技术所述的方案具有高可靠性，某一主节点异常时，自动切换至备节点，不影响运营商现网呼叫和AS自身业务；2、本专利技术所述的IPF节点采用DPDK+F-stack进行数据的收发，相对于socket通信，该方案具有更高的处理性能，采用千兆网卡，IPF可达到接收800Mbps的处理性能；3、本专利技术采用IPF节点+BPF节点的架构，使本专利技术具有良好的业务扩展性，当业务处理性能不足时，可通过增加BPF节点的方式，提高AS的业务处理性能。附图说明图1是现有技术提供的AS业务实现的网络架构图；图2是本专利技术所述的基于IMS网络的AS业务实现系统结构图。具体实施方式为了更加清楚明白的说明本专利技术的目的、技术方案和优点，以下结合附图及实施例，对本专利技术做进一步说明。应当理解，此处所描述的具体实例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。首先，本专利技术先对一些基本概念作出解释：IMS：IPMultimediaSubsystemIP多媒体系统；AS：ApplicationServer应用服务器；S-CSCF：ServingCallSessionControlFunction服务-呼叫会话控制功能，S-CSCF是电信IMS网络中的网元设备，非AS中的模块，AS和S-CSCF进行通信；DPDK：DataPlaneDevelopmentKit用于快速数据包处理的函数库和驱动集合F-stack：一个用户态的高性能的网络接入开发包，基于DPDK、FreeBSD协议栈、微线程接口等实现的高性能网络服务器。如图2所示，本专利技术提供一种基于IMS网络的AS业务实现系统，该系统包括AS服务器1，AS服务器1和IMS网络中的S-CSCF网元2通过SIP信令3通信连接。AS服务器1包括N个BPF节点11，其中，N＞1、IPF节点12、第一虚拟IP13和第二虚拟IP14，IPF节点12用于转发SIP信令3，将通过第一虚拟IP14接收的S-CSCF报文，通过第二虚拟IP14均衡分发至若干BPF节点11，确保相同呼叫的信令投递相同的BPF节点11。本专利技术所述的IPF和BPF均为欲实现本专利技术效果申请人所起的节点名称。IPF为接口处理单元，主要负责信令的高性能收发，接收S-CSCF的信令，将信令均衡分发至多个BPF节点；接收BPF的信令，将信令回传至S-CSCF，BPF为业务处理单元，主要负责应用业务的处理和SIP信令的接续，根据实际的性能需求，在单AS节点中，可配置多个BPF节点，实现BPF的可扩展能力，通过对BPF进程的横向扩展，提高AS节点的业务处理性能。AS节点采用IPF+BPF的方式，保证了上层业务处理的可扩展性。单BPF的业务处理性能达到上限时，可通过增加BPF进程的方式，提高AS节点的处理性能。BPF节点11本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于IMS网络的AS业务实现系统，其特征在于，该系统包括AS服务器(1)，所述AS服务器(1)和IMS网络中的S-CSCF网元(2)通过SIP信令(3)通信连接；/n所述AS服务器(1)包括多个BPF节点(11)、IPF节点(12)、第一虚拟IP(13)和第二虚拟IP(14)，所述IPF节点(12)用于转发所述SIP信令(3)，将通过第一虚拟IP(14)接收的S-CSCF报文，通过第二虚拟IP(14)均衡分发至若干BPF节点(11)，确保相同呼叫的信令投递相同的BPF节点(11)；/n所述BPF节点(11)用于接收从所述S-CSCF网元(2)传输的报文，并作出回应，通过所述IPF节点(12)传送给S-CSCF网元(2)；/n所述第一虚拟IP(13)用于IPF节点(12)与所述S-CSCF网元(2)之间的通信，所述第二虚拟IP(14)用于IPF节点(12)与BPF节点(11)之间的通信连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于IMS网络的AS业务实现系统，其特征在于，该系统包括AS服务器(1)，所述AS服务器(1)和IMS网络中的S-CSCF网元(2)通过SIP信令(3)通信连接；
所述AS服务器(1)包括多个BPF节点(11)、IPF节点(12)、第一虚拟IP(13)和第二虚拟IP(14)，所述IPF节点(12)用于转发所述SIP信令(3)，将通过第一虚拟IP(14)接收的S-CSCF报文，通过第二虚拟IP(14)均衡分发至若干BPF节点(11)，确保相同呼叫的信令投递相同的BPF节点(11)；
所述BPF节点(11)用于接收从所述S-CSCF网元(2)传输的报文，并作出回应，通过所述IPF节点(12)传送给S-CSCF网元(2)；
所述第一虚拟IP(13)用于IPF节点(12)与所述S-CSCF网元(2)之间的通信，所述第二虚拟IP(14)用于IPF节点(12)与BPF节点(11)之间的通信连接。


2.根据权利要求1所述的基于IMS网络的AS业务实现系统，其特征在于，所述IPF节点(12)包括主IPF节点组件和备IPF节点组件，所述主IPF节点组件和备IPF节点组件布置在不同的服务器上，两者通过socket套接字实现保活连接。


3.根据权利要求2所述的基于IMS网络的AS业务实现系统，其特征在于，所述主IPF节点组件包括主IPF节点(121)、与所述主IPF节点(121)端口连接的第一网卡(122)以及与所述主IPF节点(121)端口连接的第二网卡(123)，所述第一网卡(122)用于实现所述主IPF节点(121)与所述S-CSCF网元(2)通信连接的数据转换，所述第二网卡(123)实现所述主IPF节点(121)与BPF节点(11)之间通信连接的数据转换，所述第一网卡(122)和第二网卡(123)与所述主IPF节点(121)均采用基于DPDK的用户态协议栈f-stack的方式实现通信连接。


4.根据权利要求3所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄自强，刘晓丹，高云宝，王亚箭，
申请(专利权)人：南京中新赛克科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32