专利名称：一种rtp资源控制分布式处理方法
技术领域：
本发明涉及一种RTP(Real-time Transport Protocol，实时传输协议)资源控制处理方法，特别是涉及一种应用于承载与控制相分离的通信网络中的RTP资源控制分布式处理方法。
背景技术：
下一代网络即NGN(Next Generation Network)，是一种可以同时提供话音、数据、多媒体等多种业务的综合性的、全开放的网络体系，如WCDMA/CDMA2000/TD-SCDMA/SOFTSWITCH等。NGN通过采用分层的网络结构、标准的协议接口和基于统一协议的分组网络体系，不但实现了网络的融合，更重要的是实现了业务的融合。
H.248协议被3GPP/3GPP2等组织采用，作为NGN网络承载和控制分离的协议标准，主要用于MGC(Media Gateway Controller，媒体网关控制器)和MGW(Media Gateway，媒体网关)之间的网关控制以及承载建立控制，H.248向各种呼叫协议屏蔽对承载的具体操作，实现承载与控制的分离。分离的目标是使业务真正独立于网络，以灵活有效地实现业务的控制和提供。用户和运营商可以自行配置和定义自己的业务特征，不必关心承载业务的网络形式及终端类型。
IP承载控制协议(IP Bear Control Protocol，IPBCP)能够用于媒体流信源/信宿之间的媒体流特征、端口号和源IP地址的交换，以建立和修改IP承载。IPBCP之间的信息交互可以在呼叫建立期间，也可以在呼叫建立之后。IPBCP使用会话描述符协议对信息进行编码。
RTP资源是指本网关的媒体面IP地址，端口及其可支持的媒体格式。当一个IP连接由控制面建立了以后，媒体数据是由RTP和RTCP(Real-timeTransport Control Protocol，实时传输控制协议)来控制传输。
在具体的IP承载操作时，由网关上的H.248向IPBCP发送承载建立和承载释放命令，IPBCP协议通过呼叫控制提供的隧道与对端的IPBCP协议交互承载控制信息，IPBCP进行隧道消息头处理以及隧道消息的编解码处理。IPBCP所发送的隧道消息需要经过承载隧道控制(BCTP)协议来处理，隧道消息内的文本内容需要经过会话描述符(SDP)协议的处理。
然而，在NGN系统中，MGC处理能力有1000呼叫/秒以上的需求(比如3GPP的MSC-SERVER)，简单的单板处理方式由于资源的限制，例如CPU的处理能力的局限，不能满足系统需求的增加，网关的处理能力和呼叫相关，呼叫的数量增加则意味着网关的处理负担也在增加，这就需要整个网关在设计时必须考虑进行多模块处理，RTP资源控制做为媒体网关上控制面的一个重要部分，也需要设计相应的RTP资源控制的分布式处理方法，因此，如何设计一种RTP资源控制处理方法，以便合理利用系统资源，处理平滑升级系统的要求，已经成为业内亟待解决的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种RTP资源控制分布式处理方法，可提供平滑扩充处理能力，以处理大容量网关的需要，解决NGN系统中网关负荷分担的问题。
为了实现上述目的，本发明提供一种RTP资源控制分布式处理方法，用于承载与控制相分离的通信网络中，包括H.248处理模块，IPBCP处理模块以及数据库处理模块，其特征在于所述数据库模块与IPBCP模块采用分布式的处理，一个分布式数据库模块为一个IPBCP处理模块服务，向上为H.248模块屏蔽资源多模块操作，包括如下步骤(1)H.248模块向IPBCP模块发起建链请求；(2)IPBCP模块收到该建链请求后向对应的数据库处理模块发起申请RTP资源的请求；(3)数据库处理模块根据该申请请求进行多模块资源查找；(4)由找到资源的数据库模块向其对应的IPBCP模块发送申请资源应答消息；(5)该IPBCP模块收到该数据库申请RTP资源应答消息后，如果申请资源成功，则为处理该连接而申请数据区；
(6)如果申请数据区成功，则主叫侧向对端IPBCP模块发送建链请求隧道消息，等待对端的隧道消息应答，被叫侧向RTP发送建链命令，等待RTP建立连接的操作应答。
所述步骤(1)中，如果H.248模块使用命令接口向IPBCP模块发起建立连接请求，则被认为是主动建链端；如果H.248模块使用隧道消息接口发起连接请求，则被认为是被动建链端。
所述步骤(2)中，IPBCP模块同时把需要保留的参数全部写入向数据库的请求消息中，在经过所述步骤(3)、步骤(4)后，将资源分配的应答连同该参数一同返回给IPBCP模块。
所述步骤(3)中，所述数据库模块是根据当前RTP资源的使用情况以及分配机制，进行多模块资源查找，当一个模块的资源不足时，向下一个模块申请资源，直到申请到资源。
所述步骤(5)中，收到应答消息后，向发起资源申请的IPBCP模块请求协议数据。
所述步骤(5)中，如果申请资源失败，向H.248模块报告失败消息，根据发起建立消息的类型，如果是主动侧，则向本端的H248模块报告建链失败消息，如果是被动侧，则通过H.248模块向远端的IPBCP报告失败的隧道消息。
所述步骤(6)中，如果申请数据区失败，则根据发起建立消息的类型，如果是主动侧，则向本端的H248模块报告建链失败消息，如果是被动侧，则向远端的IPBCP模块报告失败消息。
本发明依靠网关各处理模块的内部消息交互，来实现RTP资源控制的分布式处理，当一个模块的资源不足时，系统根据设计的资源分配准则向下一个模块申请资源，直到申请到资源，若所有模块都没有可以使用的资源，则向H.248报告申请资源失败，因此合理的利用了系统资源，满足了平滑升级系统的要求，具有处理大容量网关的能力，解决了NGN系统中网关负荷分担的问题，是解决NGN系统中大容量MGW的关键技术。
图1是本发明的网络环境示意图；
图2是RTP和其它协议实体的交互关系；图3是IP承载连接控制状态转换图；图4是本发明RTP资源控制分布式处理方法之原理图；图5是本发明RTP资源控制分布式处理方法之实施例流程图。
具体实施例方式
图1所示为本发明的网络环境示意图，在网关控制器与网关之间有Mc接口，网关中包括有多个H.248模块并对应多个RTP资源控制。
图2是RTP与其它协议实体的关系图。在RTP资源控制同时实现了承载控制隧传协议(BCTP)，将IP连接协议划分成SDP编解码和IP承载连接管理两个部分，这种模块划分有利于RTP资源控制模块与H.248增加或者修改其中的命令接口。
大容量分布式网关的处理模块包括H.248处理模块、RTP资源控制模块、数据库模块，三个模块共同来完成网关上控制面上的协议功能。本发明中的RTP资源控制模块就是结合IPBCP协议来实现对数据库中RTP资源的管理功能，以建立或者删除对应的IP承载链路，实现承载控制的功能，这里的IP承载链路的操作是对一个虚链路的操作，对应于打开或者关闭一个IP端口。
在媒体网关之间的承载是IP承载时，H.248处理模块需要通过RTP资源控制模块对RTP资源进行操作，此时，RTP资源控制模块和数据库模块协同，向上为H.248屏蔽RTP资源多模块的操作。涉及到RTP资源控制模块与H.248的操作接口可能由命令接口发起，也可能由H.248透传的隧道信息来发起。
图3是IP承载连接控制状态转换图。根据实际控制RTP资源的需要，将IP承载连接从逻辑上划分成5个状态初始态，IP承载的初始状态；出建立状态，接受H.248建立IP连接请求的状态；入建立状态，接受对端隧道消息，请求建立IP连接状态；建立态，成功建立IP连接的状态；释放态，收到释放请求，等待RTP操作模块确认的状态。
图4是本发明RTP资源控制分布式处理方法之原理图。在图中为了表示方便，使用了IPBCP来表示RTP资源控制模块，DB对应一个数据库处理模块，H.248用来指示对应的H.248处理模块。在图中，一个虚框对应一个网关分布式处理单元，包含了H.248处理模块，IPBCP处理模块，分布式数据库处理模块，一个分布式数据库模块管理一部分资源，为一个IPBCP服务。当H.248向IPBCP发起建链请求时(步骤1)，若H.248使用命令接口向IPBCP发起建立连接请求，则被认为是主动建链端；若H.248使用隧道消息接口，则被认为是被动建链端。此时IPBCP向对应的数据库处理模块发起申请RTP资源模块的请求(步骤2)，并且把需要保留的参数全部写入向数据库的请求消息，此时IPBCP不建立数据区。数据库进行资源查找，最后把资源分配的应答连同IPBCP捎带的参数一同返回给IPBCP(步骤3，4)，IPBCP此时建立数据区对数据库的应答进行处理(步骤5)。这一方法适合H.248发起建立连接的参数的种类和个数变化不是很大，若参数变化很大，也会导致IPBCP与数据库的接口变化也很大，影响系统稳定。此时做为本方法的扩充，则IPBCP在向数据库发起资源申请的请求时不向数据库捎带相关协议数据，这样就保留了数据库和IPBCP之间的接口统一，IPBCP在收到数据库的应答以后，向发起资源申请的模块请求协议数据(步骤6，7)，在获得相应的协议数据以后，向H.248发送建立连接的应答。
图5是本发明RTP资源控制分布式处理方法之实施例流程图。在这个实施例流程中，采用了比较简单的流程方式，即没有向IPBCP发起模块请求任何协议数据，而是由数据库捎带完成。IPBCP收到H248的建立IP连接命令或者隧传建立IP连接命令后，向本模块数据库进程发送申请RTP资源请求消息。数据库系统根据当前RTP资源的使用情况以及分配机制，进行多模块资源查找，最终由找到资源的模块向其对应的IPBCP模块发送申请资源应答消息。IPBCP收到数据库申请RTP资源应答以后，首先判断是否申请成功，若申请失败，向H.248报告失败消息，根据发起建立消息的类型，向本端的H248包括建链失败消息，或者通过H.248向远端的IPBCP报告失败的隧道消息。若申请成功，则为处理该连接申请数据区，若申请数据区失败，则向本端的H248包括建链失败消息或者向远端的IPBCP报告失败消息。若申请数据区成功，则主叫侧，向对端IPBCP发送建链请求隧道消息，连接状态进入到出建立状态，等待对端的隧道消息应答；被叫侧，向RTP发送建链命令，等待RTP建立连接的操作应答。
权利要求
1.一种RTP资源控制分布式处理方法，用于承载与控制相分离的通信网络中，包括H.248处理模块，IPBCP处理模块以及数据库处理模块，其特征在于所述数据库模块与IPBCP模块采用分布式的处理，一个分布式数据库模块为一个IPBCP处理模块服务，向上为H.248模块屏蔽资源多模块操作，包括如下步骤(1)H.248模块向IPBCP模块发起建链请求；(2)IPBCP模块收到该建链请求后向对应的数据库处理模块发起申请RTP资源的请求；(3)数据库处理模块根据该申请请求进行多模块资源查找；(4)由找到资源的数据库模块向其对应的IPBCP模块发送申请资源应答消息；(5)该IPBCP模块收到该数据库申请RTP资源应答消息后，如果申请资源成功，则为处理该连接而申请数据区；(6)如果申请数据区成功，则主叫侧向对端IPBCP模块发送建链请求隧道消息，等待对端的隧道消息应答，被叫侧向RTP发送建链命令，等待RTP建立连接的操作应答。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述步骤(1)，如果H.248模块使用命令接口向IPBCP模块发起建立连接请求，则被认为是主动建链端；如果H.248模块使用隧道消息接口发起连接请求，则被认为是被动建链端。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述步骤(2)，IPBCP模块同时把需要保留的参数全部写入向数据库的请求消息中，在经过所述步骤(3)、步骤(4)后，将资源分配的应答连同该参数一同返回给IPBCP模块。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述步骤(3)，所述数据库模块是根据当前RTP资源的使用情况以及分配机制，进行多模块资源查找，当一个模块的资源不足时，向下一个模块申请资源，直到申请到资源。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述步骤(5)中收到应答消息后，向发起资源申请的IPBCP模块请求协议数据。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述步骤(5)中，如果申请资源失败，向H.248模块报告失败消息，根据发起建立消息的类型，如果是主动侧，则向本端的H248模块报告建链失败消息，如果是被动侧，则通过H.248模块向远端的IPBCP报告失败的隧道消息。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述步骤(6)中，如果申请数据区失败，则根据发起建立消息的类型，如果是主动侧，则向本端的H248模块报告建链失败消息，如果是被动侧，则向远端的IPBCP模块报告失败消息。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述承载为IP承载，其连接从逻辑上划分为5个状态初始态，IP承载的初始状态；出连接状态，接受H.248建立IP连接请求的状态；入连接状态，接受对端隧道消息，请求建立IP连接状态；建立态，成功建立IP连接的状态；释放态，收到释放请求，等待RTP操作模块确认的状态。
全文摘要
本发明公开了一种承载与控制相分离的RTP资源控制分布式处理方法，首先由H.248向IPBCP发起建链请求，接着IPBCP收到该建链请求后向对应的数据库处理模块发起申请RTP资源的请求，数据库处理模块根据该申请请求进行多模块资源查找，由找到资源的数据库模块向其对应的IPBCP模块发送申请资源应答消息，IPBCP模块收到该数据库申请RTP资源应答消息后，如果申请资源成功，则为处理该连接而申请数据区，如果申请数据区成功，则主叫侧向对端IPBCP模块发送建链请求隧道消息，等待对端的隧道消息应答，被叫侧向RTP发送建链命令，等待RTP建立连接的操作应答，本发明合理的利用了系统资源，满足了平滑升级系统的要求，具有处理大容量网关的能力，解决了NGN系统中网关负荷分担的问题。
文档编号H04L12/66GK1545290SQ200310113480
公开日2004年11月10日 申请日期2003年11月12日 优先权日2003年11月12日
发明者周自春, 宁冬子, 秦长鹏, 李鹏 申请人:中兴通讯股份有限公司