专利名称：互联网个人号码业务中的认证与计费方法
技术领域：
本发明涉及IP(国际互联网协议Internet protocol)通信技术领域，更确切地说是涉及一种新的互联网个人号码业务(ONLYOne Number Link You)中的认证与计费方法，可以用于ONLY业务等IP通信新业务中。
ONLY业务解决的是PC用户、普通电话用户互通时的号码问题、计费问题、多个电话号码的映射问题及用户移动等问题。使用ONLY业务，用户只需要申请一个ONLY号码(一种虚拟号码，如一特服号码166再加上包括区号的8位数字××××××××)，此后无论该用户走到哪里，其他用户都可以通过使用电话机、PC机等设备并通过使用该ONLY号码的手段联系到他。ONLY用户接收信息的手段可以根据用户自己的设定，以电话、PC的方式与主叫用户建立实时联系，也可以以语音邮箱的方式收听留言。
实现ONLY业务，需要设置一ONLY服务器(ONLY Server)和一用户服务器(User Server，可缩简为US)，ONLY服务器用于完成所有业务用户的接续控制，不管是电话用户还是PC用户，只要拨打了被叫用户的ONLY号码，该呼叫就将先接续到ONLY服务器上，再由ONLY服务器进行后续的接续操作，以确保PC用户与Phone用户的统一管理；用户服务器(US)负责进行呼叫的策略控制，策略控制可以由用户定制(如遇忙转移的规则)，并保存在ONLY数据库中。有ONLY呼叫到来时，ONLY服务器向用户服务器查询，用户服务器通过访问数据库，获得该用户预先定制的呼叫路径，再转移到相应的通话设备上。若是呼叫到普通电话或者移动电话上，则ONLY服务器向被叫号码所在地的IP电话网关(GW)发起呼叫；若是呼叫到PC客户端，则ONLY服务器直接向被叫用户端发起呼叫；若是需要留言，则ONLY服务器将呼叫转移到用户的语音信箱上。
图1中示出实现ONLY业务的组网结构及呼叫流程，主叫方用户呼叫ONLY号码，所有呼叫ONLY号码的呼叫会经网关(GW)102或103全部路由到ONLY服务器104上，ONLY服务器104向用户服务器(US)105发请求，用户服务器(US)105查询数据库，根据被叫用户当前状态与注册数据获取当前应该接续的实际电话号码或者IP地址，并返回给ONLY服务器104，ONLY服务器104在网守(GK)101的支持下经网关(GW)102或103、公众电话网(PSTN)109或123向被叫用户的实际电话号码或者直接向IP地址发起呼叫。用户服务器(US)105向ONLY服务器104返回的是根据被叫用户预先定制的一个或多个电话号码、IP地址。
认证与计费是ONLY业务中一个很重要的功能部分，发生在ONLY服务器与用户服务器(US)之间。当前有关认证与计费的国际标准协议有RFC2138、RFC2139，现有的远程拨号接入服务认证协议(RADIUSRemote Authentication Dial inUser Sevice)主要用于满足接入和传统IP通信业务中AAA(是验证，授权和记账功能的简称Authentication，Authorization and Accounting)功能的实现，但由于该协议是基于用户数据报协议(UDPuser datagram protocol)进行数据报文传输，虽有实现简单的优点，但不能保证数据报文传输的可靠性，而且无法实现向服务器进行登记(注册)与注销、维持服务器与客户端之间心跳等多种功能，因而无法满足ONLY业务的需要，即不能满足ONLY业务多功能的认证与计费要求。
实现本发明目的的技术方案是这样的一种互联网个人号码业务(ONLY)中的认证与计费方法，其特征在于是采用传输控制协议(TCP)在互联网个人号码业务(ONLY)服务器与用户服务器间传输登录请求/注销及应答报文、心跳及回应心跳应答报文、呼叫请求及应答报文、互联网个人号码业务(ONLY)服务器通知及应答报文和计费请求及应答报文进行的。
所述的登录请求及应答报文，是在互联网个人号码业务(ONLY)服务器与用户服务器间建立起传输控制协议(TCP)连接后，由互联网个人号码业务(ONLY)服务器向用户服务器发送登录请求报文，由用户服务器在判断登录信息合法且系统不忙时向互联网个人号码业务(ONLY)服务器发送回应登录应答报文，和由用户服务器在判断登录信息不合法或系统忙时向互联网个人号码业务(ONLY)服务器发送登录拒绝的应答报文。
所述的登录请求报文中至少包括有互联网个人号码业务(ONLY)服务器的标识(ID)号和密码；所述的回应登录应答报文中至少包括有心跳时间间隔及最大重试次数，所述登录拒绝的应答报文中至少包括有登录失败的原因信息。
所述的心跳及回应心跳应答报文，包括在互联网个人号码业务(ONLY)服务器向用户服务器登录成功后，由互联网个人号码业务(ONLY)服务器启动心跳定时器开始计时；在心跳时间间隔内，互联网个人号码业务(ONLY)服务器收到用户服务器的任何回应报文时，复位心跳定时器；和在心跳定时器的计时时间达到心跳时间间隔后，互联网个人号码业务(ONLY)服务器没有收到用户服务器的任何回应报文时，向用户服务器发送心跳报文，并由用户服务器向互联网个人号码业务(ONLY)服务器发送回应心跳应答报文。
所述的任何回应报文包括任何数据报文及回应心跳应答报文。
所述的呼叫请求及应答报文，是在互联网个人号码业务(ONLY)服务器接收到来自网关(GW)的呼叫请求时，向用户服务器发送呼叫请求报文；由用户服务器在判断呼叫请求信息合法且系统不忙时向互联网个人号码业务(ONLY)服务器发送回应呼叫应答报文，和由用户服务器在判断呼叫请求信息不合法或系统忙时向互联网个人号码业务(ONLY)服务器发送呼叫拒绝的应答报文。
所述的呼叫请求报文中至少包括有主叫方和被叫方的号码信息；所述的回应呼叫应答报文至少包括有被叫方预先定制的全部被叫号码；所述的呼叫拒绝的应答报文至少包括有呼叫失败的原因信息。
所述的互联网个人号码业务(ONLY)服务器通知及应答报文，是在互联网个人号码业务(ONLY)服务器接收到来自用户服务器的回应呼叫应答报文后，由互联网个人号码业务(ONLY)服务器直接向被叫用户发起呼叫；在呼叫被叫个人计算机(PC)不成功的情况下，由互联网个人号码业务(ONLY)服务器向用户服务器发送互联网个人号码业务(ONLY)服务器通知报文；再顺序由用户服务器向被叫个人计算机(PC)发出通知信息、被叫个人计算机(PC)向用户服务器发出通知回应信息，和由用户服务器向互联网个人号码业务(ONLY)服务器发送通知应答报文。
所述的计费请求及应答报文，是在呼叫停止时，由互联网个人号码业务(ONLY)服务器向用户服务器发送计费请求报文，供用户服务器生成计费话单；用户服务器接收到计费请求报文，向互联网个人号码业务(ONLY)服务器发送计费应答报文，供互联网个人号码业务(ONLY)服务器删除对应的计费请求报文。
所述的计费请求报文中至少包括有计费标识(ID)，是根据呼叫标识(ID)生成的，计费标识(ID)绝对唯一且可打印。
所述的根据呼叫标识(ID)生成计费标识(ID)，进一步包括A.将计费标识设置成由32个可打印的字符组成，计费标识的每一个字符用4个二进制位表示；B.取由16个字符组成的呼叫标识，呼叫标识的每一个字符用8个二进制位表示；C.让每一个呼叫标识字符与两个计费标识字符对应，用一个呼叫标识字符的8个二进制位中的高4位对应表示一个计费标识字符的4个二进制位，用该呼叫标识字符的8个二进制位中的低4位对应表示另一个计费标识字符的4个二进制位。
所述的注销请求报文，是在互联网个人号码业务(ONLY)服务器停止运行时，向用户服务器发送注销请求报文；用户服务器不对接收到的注销请求报文作出响应。
本发明的多功能的认证与计费方法，参考了有关认证与计费的国际标准协议RFC2138、RFC2139，报文的传输采用传输控制协议(TCPTrahsfer ControlProtocol)，满足了ONLY业务中所需要的注册、注销、维持心跳连接、计费与认证的功能，保证了数据报文的可靠性传输。
图2是利用图1所示组网结构实现ONLY业务的流程示意图。
图3是ONLY服务器与用户服务器之间的TCP连接流程示意图。
参见图1，从原则上讲，实现ONLY业务与具体的网络环境无关，即可在不同的网络下实现，但为了能最大限度地利用目前已有的IP网关功能，可采用如图1所示的组网结构(ONLY系统组网结构之一)，在Internet上实现ONLY业务，实施本发明的新的多功能的认证与计费方法。图中各功能构件的作用是网关(GWGateway)102、103，完成公众电话交换网(PSTN)与国际互联网(IP)之间信令和语音的转换；网守(GKGatekeeper)101，完成接入控制、路由查找、带宽控制等功能，主要完成根据电话号码查询到相应的被叫的GW；ONLY服务器(ONLY server)104，用于完成H·323、SIP(IP语音协议)和MGCP(媒体网关控制协议)协议之间的转换，ONLY server与GW之间一般采用H·323协议，ONLY server与IVR MS、VoiceMsg MS、Resident GW、Fax S&F、PCC之间采用SIP或者MGCP协议，ONLY server同时负责与User server进行交互完成认证与计费功能，ONLY server完成IP网络中呼叫控制的功能，功能相当于PSTN网络中的交换机，只不过位于IP网络中，采用的技术都与IP相关，ONLYserver仅处理信令，不处理语音媒体流；用户服务器(User Service)105，接收ONLY server 104的请求，完成认证和计费功能，包括用户信息登记、查询、修改、删除等；目录服务器(Index Server)106，是一个数据库系统，完成用户信息的保存；Web服务器(Web Server)107，给用户提供一种可以通过Web进行用户信息登记、查询、修改、删除街道等的方法；交互式语音应答媒体服务器(IVR MSInteractive Voice Response MediaServer)114，能够接收用户的按键输入与语音输入，根据不同的应用做出不同的响应，如完成电话银行功能；
语音信箱媒体服务器(VoiceMsg MSVoice Message Media Server)115，能够完成IP网络上的语音信箱功能，108是语音存储服务器(Content Server)，为114、115提供语音存取服务；驻体网关(Resident GWResident Gateway)117，这种网关的特点是能够直接接电话线，连接普通电话，不需要交换机等设备；存储转发传真媒体服务器(Fax S&FFax Store and Forward Media Server)116，能够接收从GW或者其它IP终端来的传真数据，并将它以适当的方式，如E-mail、普通传真等，转发出去；PC客户端(PCCPC Client)118，是运行在PC机上的一个软件，是实现PC客户端语音通讯的软件，能够与其它设备进行语音通话。
图中示出的电话机(Telephone)11O、119，传真机(Fax)111、120，便携式电脑(Laptop computer)113、122及调制解调器(Modem)112、121均为用户端设备。
参见图2，并结合参见图1，图中示出该ONLY业务网的一种基本流程。
(1)主叫用户拿起电话，拨打被叫ONLY用户的ONLY号码，如16612345678，PSTN交换机接收到该ONLY号码16612345678后，根据该ONLY号码用户预先设定的路由，将此电话接续到GW上；(2)GW收到此呼叫，将16612345678号码送给GK，请求路由解析；(3)GK向GW返回ONLY Server的IP地址；(4)GW向ONLY Server发起呼叫；(5)ONLY Server收到呼叫，向US发送呼叫请求报文，即将16612345678ONLY号码送给US进行号码变换；(6)US将虚拟的ONLY号码变换成实际存在的可以联系到被叫用户的号码，假设此用户在定制时首先将16612345678对应到他的PC机，则US返回ONLY Server的回应呼叫应答报文中含有用户PC机的IP地址和端口号；(7)ONLY Server判断返回的号码为PCC后，向PCC发起呼叫；
(8)若PCC此时恰在防火墙内，则本次呼叫失败；(9)ONLY SERVER向US发出一个通知报文；(10)US将根据此消息及用户的设定向PCC发出通知，发送相应的消息；(11)PCC向US发送通知回应；(12)US根据PCC用户的通知回应向ONLY Server发出通知回应报文(应答消息)，假设此时用户的响应是要求呼叫他的临时手机电话01082881234；(13)ONLY Server判断返回的号码为普通手机电话号码后，将此号码送给GK进行路由解析；(14)GK进行路由解析，并向ONLY Server返回路由解析结果，是一个北京的GW的手机号；(15)ONLY Server向北京的GW发起呼叫，GW再向PSTN网络呼出，使号码为01082881234的被叫用户电话开始振铃，网关连接建立；(16)当被叫用户摘机后，话路建立，双方可以进行通话；(17)双方通话过程；(18)当被叫挂机时，话路断开、网关撤线；(19)此时ONLY SERVER向US发送一个计费请求报文，在生成计费报文时生成计费标识(ID)；(20)US向ONLY SERVER发送计费回应报文；(21)主叫挂机。
在上述过程中，共涉及三种报文ONLY SERVER与US间的呼叫请求及应答报文；ONLY SERVER、US与PCC间的通知及应答报文；和ONLY SERVER与US间的计费请求及应答报文。报文的传输采用TCP协议。
关于呼叫请求及应答报文。
ONLY Server向User Server发出呼叫请求，请求信息中包含了主、被叫号码，User Server如果认为该呼叫请求信息合法，并且无其它异常情况(如系统忙)，应该返回应答(Ack)信息，应答信息含有根据被叫号码翻译的列表，该列表中顺序列出被叫在申请ONLY业务时定制的呼叫遇忙转移路由，如固定电话1的电话号码、固定电话2的电话号码...移动电话号码...呼机号码...PC机的IP地址和端口号等；User Server如果认为该呼叫请求信息不合法，或者有其它异常情况(如系统忙)，则向ONLY Server返回拒绝信息(Rej)，拒绝ONLY Server的呼叫请求，该返回拒绝信息(Rej)中应包括呼叫请求失败的原因。
关于通知及应答报文。
当ONLY Server向User Server发出呼叫请求并收到User Server相应的呼叫请求通过应答(Ack)报文后，ONLY Server将直接对被叫用户(包括电话用户或PC用户)进行呼叫，在向PC用户呼叫不成功的情况下，如PC用户的防火墙阻止了ONLY Server的信令呼入时，此时ONLY Server应向User Server发出一个通知消息，User Server将根据此消息及被叫用户的预先设定向User ServerClient发出相应的消息，并根据被叫用户的响应向ONLY Server发出应答消息。
关于计费请求及应答报文。
当呼叫停止时，ONLY Server向User Server发送计费请求报文，供UserServer生成计费话单，该计费请求报文中含有计费标识(ID)，该计费ID是利用网关的呼叫ID生成的唯一的可打印的计费ID。呼叫ID是根据H323协议产生的，由16个不一定可以打印的字符组成，本发明的计费ID根据呼叫ID的16个字符产生32个可以打印的计费ID字符，用每个呼叫ID的1个字符对应两个计费ID字符，其对应关系是每个呼叫ID的字符由8个二进制位表示，用其高4位对应一个计费ID字符，用其低4位对应一个计费ID字符，两个计费ID的字符共4个二进制位表示的范围从0至15，刚好能与字符0-7、A-F对应建立起一一对应的关系。User Server收到ONLYServer发来的计费请求报文后，会向ONLY Server回应计费报文，供ONLYServer删除对应的计费请求报文。
参见图3，图中示出ONLY server与User server进行交互完成TCP连接的流程。
(1)当ONLY SERVER与US间建立起TCP连接后，ONLY SERVER向US发送登录(注册)请求报文；(2)US根据用户标识(ID)和密码进行合法性判断，并返回相应的应答报文；(3)ONLY SERVER注册成功后，向US发送心跳报文；(4)US向ONLY SERVER回应心跳应答报文；(5)ONLY SERVER停止运行时，向US发送注销请求报文。
上述报文的传输采用TCP协议。
在ONLY Server启动时，ONLY Server向User Server发出登录请求，请求信息中包含了ONLY Server的标识(ID)号和密码；User Server如果认为该登录请求信息合法，并且无其它异常情况，如系统不忙时，应该返回登录通过的应答报文，其中含有心跳时间间隔及最大重试次数，系统进入心跳信号流程和呼叫流程(步骤202)；User Server如果认为该登录请求信息不合法，或者有其它异常情况，如系统忙，则向ONLY Server返回拒绝登录的应答报文，拒绝ONLYServer的登录，该应答报文中应同时提供登录请求失败的原因。
ONLY Server应在ONLY Server与User Server间的通信链路空闲一定时间间隔后，发送心跳报文。系统进入心跳信号流程后，启动心跳定时器开始计时，心跳时间间隔及最大重试次数在User Server向ONLY Server提供的登录请求应答报文中指定给出，如缺省值为10秒发送一次，最大重试次数为5，在心跳定时器开始计时至10秒内，若ONLY Server没有收到来自User Server的任何消息，则发送心跳报文，发送5次仍没有收到应答则认为User Server有故障，在心跳定时器开始计时至10秒内，若ONLY Server收到来自User Server的任何消息，则复位心跳定时器，重新开始计时。
当ONLY Server停止运行时，ONLY Server向User Server发出注销请求，User Server收到该消息后应认为ONLY Server已经脱离登录状态，此时UserServer不需要再向ONLY Server发出响应信息。
本发明通过这种包括注册、注销、心跳等在内的多功能的认证与计费过程，实现了ONLY业务中ONLY Server与User Server之间的信息交互，有传输可靠、快速高效的优点。
本发明的多功能的认证与计费方法，采用TCP协议作为传输协议，和使用六种类型的报文实现ONLY Server与User Server之间的多种交互，应用于ONLY业务中，具有极好的实用性。同时还可应用于IP通信新业务中。
权利要求
1.一种互联网个人号码业务(ONLY)中的认证与计费方法，其特征在于是采用传输控制协议(TCP)在互联网个人号码业务(ONLY)服务器与用户服务器间传输登录请求/注销及应答报文、心跳及回应心跳应答报文、呼叫请求及应答报文、互联网个人号码业务(ONLY)服务器通知及应答报文和计费请求及应答报文进行的。
2.根据权利要求1所述的一种互联网个人号码业务(ONLY)中的认证与计费方法，其特征在于所述的登录请求及应答报文，是在互联网个人号码业务(ONLY)服务器与用户服务器间建立起传输控制协议(TCP)连接后，由互联网个人号码业务(ONLY)服务器向用户服务器发送登录请求报文，由用户服务器在判断登录信息合法且系统不忙时向互联网个人号码业务(ONLY)服务器发送回应登录应答报文，和由用户服务器在判断登录信息不合法或系统忙时向互联网个人号码业务(ONLY)服务器发送登录拒绝的应答报文。
3.根据权利要求2所述的一种互联网个人号码业务(ONLY)中的认证与计费方法，其特征在于所述的登录请求报文中至少包括有互联网个人号码业务(ONLY)服务器的标识(ID)号和密码；所述的回应登录应答报文中至少包括有心跳时间间隔及最大重试次数，所述登录拒绝的应答报文中至少包括有登录失败的原因信息。
4.根据权利要求1所述的一种互联网个人号码业务(ONLY)中的认证与计费方法，其特征在于所述的心跳及回应心跳应答报文，包括在互联网个人号码业务(ONLY)服务器向用户服务器登录成功后，由互联网个人号码业务(ONLY)服务器启动心跳定时器开始计时；在心跳时间间隔内，互联网个人号码业务(ONLY)服务器收到用户服务器的任何回应报文时，复位心跳定时器；和在心跳定时器的计时时间达到心跳时间间隔后，互联网个人号码业务(ONLY)服务器没有收到用户服务器的任何回应报文时，向用户服务器发送心跳报文，并由用户服务器向互联网个人号码业务(ONLY)服务器发送回应心跳应答报文。
5.根据权利要求4所述的一种互联网个人号码业务(ONLY)中的认证与计费方法，其特征在于所述的任何回应报文包括任何数据报文及回应心跳应答报文。
6.根据权利要求1所述的一种互联网个人号码业务(ONLY)中的认证与计费方法，其特征在于所述的呼叫请求及应答报文，是在互联网个人号码业务(ONLY)服务器接收到来自网关(GW)的呼叫请求时，向用户服务器发送呼叫请求报文；由用户服务器在判断呼叫请求信息合法且系统不忙时向互联网个人号码业务(ONLY)服务器发送回应呼叫应答报文，和由用户服务器在判断呼叫请求信息不合法或系统忙时向互联网个人号码业务(ONLY)服务器发送呼叫拒绝的应答报文。
7.根据权利要求6所述的一种互联网个人号码业务(ONLY)中的认证与计费方法，其特征在于所述的呼叫请求报文中至少包括有主叫方和被叫方的号码信息；所述的回应呼叫应答报文至少包括有被叫方预先定制的全部被叫号码；所述的呼叫拒绝的应答报文至少包括有呼叫失败的原因信息。
8.根据权利要求1所述的一种互联网个人号码业务(ONLY)中的认证与计费方法，其特征在于所述的互联网个人号码业务(ONLY)服务器通知及应答报文，是在互联网个人号码业务(ONLY)服务器接收到来自用户服务器的回应呼叫应答报文后，由互联网个人号码业务(ONLY)服务器直接向被叫用户发起呼叫；在呼叫被叫个人计算机(PC)不成功的情况下，由互联网个人号码业务(ONLY)服务器向用户服务器发送互联网个人号码业务(ONLY)服务器通知报文；再顺序由用户服务器向被叫个人计算机(PC)发出通知信息、被叫个人计算机(PC)向用户服务器发出通知回应信息，和由用户服务器向互联网个人号码业务(ONLY)服务器发送通知应答报文。
9.根据权利要求1所述的一种互联网个人号码业务(ONLY)中的认证与计费方法，其特征在于所述的计费请求及应答报文，是在呼叫停止时，由互联网个人号码业务(ONLY)服务器向用户服务器发送计费请求报文，供用户服务器生成计费话单；用户服务器接收到计费请求报文，向互联网个人号码业务(ONLY)服务器发送计费应答报文，供互联网个人号码业务(ONLY)服务器删除对应的计费请求报文。
10.根据权利要求9所述的一种互联网个人号码业务(ONLY)中的认证与计费方法，其特征在于所述的计费请求报文中至少包括有计费标识(ID)，是根据呼叫标识(ID)生成的，计费标识(ID)绝对唯一且可打印。
11.根据权利要求10所述的一种互联网个人号码业务(ONLY)中的认证与计费方法，其特征在于所述的根据呼叫标识(ID)生成计费标识(ID)，进一步包括A.将计费标识设置成由32个可打印的字符组成，计费标识的每一个字符用4个二进制位表示；B.取由16个字符组成的呼叫标识，呼叫标识的每一个字符用8个二进制位表示；C.让每一个呼叫标识字符与两个计费标识字符对应，用一个呼叫标识字符的8个二进制位中的高4位对应表示一个计费标识字符的4个二进制位，用该呼叫标识字符的8个二进制位中的低4位对应表示另一个计费标识字符的4个二进制位。
12.根据权利要求1所述的一种互联网个人号码业务(ONLY)中的认证与计费方法，其特征在于所述的注销请求报文，是在互联网个人号码业务(ONLY)服务器停止运行时，向用户服务器发送注销请求报文；用户服务器不对接收到的注销请求报文作出响应。
全文摘要
本发明涉及一种互联网个人号码业务(ONLYOne Number Link You)中的认证与计费方法，用于实现ONLY业务中的注册与注销、维持心跳连接、计费与认证等多种功能，保证数据报文的可靠传输。是采用传输控制协议(TCP)在互联网个人号码业务(ONLY)服务器与用户服务器(US)间传输登录请求/注销及应答报文、心跳及回应心跳应答报文、呼叫请求及应答报文、ONLY服务器通知及应答报文和计费请求及应答报文，实现ONLY服务器与US间的多种交互，满足在ONLY业务中，被叫用户只需申请一个ONLY号码，其它用户就可使用该ONLY号码随时随地地联系到他。
文档编号H04L12/28GK1411245SQ0114164
公开日2003年4月16日 申请日期2001年9月29日 优先权日2001年9月29日
发明者陈水洋 申请人:华为技术有限公司