IMS网络容灾机制研究

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1、IMS网络容灾机制研究DisasterToleranceSolutionResearchinIMSNetwork摘要本文介绍了IMS网络中容灾原理及容灾方式。在网络整体容灾方案、设备容灾、放通机制等方面进行了研究并给予了相应的容灾建议，并指出了容灾可能给业务带来的影响。AbstractThisthesisresearchedindiastertolerancetheoryandsomedisastertolerancemodeinIMSnetwork,andputsomeadviceingeneraldisas

2、tertolerancesolution，devicedisastertolerance，straightthroughmechanism.atthesametime,thisthesisindicatedpossibleeffectsinservice.关键词IMS；容灾；心跳KeywordsIMS，disastertolerance，heartbeat1前言IMS（IPMultimediaSubsystem，IP多媒体子系统）网络的出现伴随着人们对无缝通信的要求：用户期望在任何地方、任何时候，使用多种终端设

3、备得到具有相同体验的多媒体通信服务。这种服务不仅仅限于话音，还包括视频在内的多媒体应用；同时，用户还要求同一号码、同一账单、单一接入。这就决定电信运营商将不再限于提供简单的网络服务，而是必须将包括终端、内容、应用、服务等在内的整个产业链带动起来，整个电信网络架构需要从传统的电路交换向IP多媒体演进，从业务的开发部署角度看，也可以说是将基于IP的互联网引入到电信网，由此带来理念和技术方面的重大变化。IMS融合网络架构为运营商面对上述挑战提供了理想的解决方案。由于IMS是一个基于全IP分组传送网络架构，主要由呼叫会

4、话控制功能CSCF（CallSessionControlFunction）、出口网关控制功能BGCF（BreakoutGatewayControlFunction）、媒体网关控制功能MGCF（MediaGatewayControlFunction）、归属用户服务器HSS（HomeSubscriberServer）、多媒体资源功能MRF（MultimediaResourceFunction）等众多网元共同完成一个业务，因此众多网元之间如何监测与对端网元的连接状态，如何建立并启动整网的容灾机制，如何最大限度保证网络

5、的畅通无阻和服务的正常提供，是IMS网络发展必然需要解决的重要问题。1IMS容灾概述1.1容灾原理IMS网络中容灾主要通过利用网元之间的协议传送心跳实现，一旦网元之间心跳异常，则一方网元即认为链路或对端网元出现了问题，这时根据开始启动容灾机制，一方网元将和对端备份网元进行联系。在IMS网络中，心跳分为应用层心跳和传送层心跳两种。网元间的应用层消息包括为会话初始协议SIP（SessionInitiationProtocol）、H.248、Diameter、域名系统/E.164号码到URI的映射DNS/ENUM（D

6、omainNameSystem/E.164NumberURIMapping）协议，其各自可启用心跳机制，具体见图2-1。另外网元间也可以通过传送层的传输控制协议/流控制传输协议TCP/SCTP的链路检测机制本身来完成故障检测。在IMS网络中使用TCP/SCTP作为传送层的应用层协议主要有Diameter，DNS。图2-1IMS网络中各应用层协议一览图1.1.1Diameter容灾Diameter协议在IMS网络中主要用于S-CSCF(Serving-CSCF)和HSS之间（Cx接口），以及S-CSCF和SLF之

7、间（Dx接口）。Cx接口主要用于完成S-CSCF的指派、从HSS提取路由信息、认证（如：检查漫游协定）、鉴权相关信息传送、从HSS向S-CSCF传送iFC等。Dx接口能够根据用户归属域名（Destination-Realm）检索用户归属HSS的路由信息，并返回给请求发送者。因此监测Cx和Dx接口是否正常对呼叫的建立或业务的触发起着至关重要的作用。由于Diameter运行在能够提供拥塞控制（如TCP，SCTP）的可靠传送平台上。因此，Diameter既可以利用TCP连接的链路管理实现故障检测。TCP协议提供可靠的

8、连接服务，采用三次握手建立一个连接。Diameter也可以通过Diameter心跳机制设备监督请求（DWR）（Device-Watchdog-Request）和设备监督应答(DWA)（Device-Watchdog-Answer）来进行心跳监测。一旦传送层或应用层发生故障，Diameter需要立即发现并采取正确的行动。Diameter检测故障的机制基于应用层监督。当两个Diameter