分布式IMS网络中的用户数据可用性研究

摘要

在电信网与互联网互相融合的过程中，分布式 IMS网络作为未来移动互联网的发展方向，具有网络结构灵活、易于引入新业务等优势。由于分布式 IMS网络的思想刚刚起步，因此其中存在很多问题尚待解决。其中，如何保证用户数据的高可用性即为其中的关键问题之一。本文即主要从用户数据存储层面来考虑如何提升分布式IMS网络中的数据可用性。通过设计 DHT形式的分布式 HSS系统及相关优化算法，实现业务对用户数据的高可用性，降低通信网络对单点设备的性能要求，提高网络的自组织自管理能力，同时大大简化现有的信令处理复杂度，提高网络处理效率。
　　 研究分布式 IMS网络中用户数据的可用性问题，首先需要解决的是如何在分布式的网络环境下实现用户数据的合理保存，从而保证业务的可行性。其次，还应从多方面综合考虑如何更好的提高用户数据的可用性，如用户数据在各 HSS节点之间存储的是否均衡；网络中是否存在有效的数据冗余机制等。针对上述问题，本文重点从分布式 IMS网络中用户数据的存储方式，数据存储的负载均衡以及数据的冗余等方面进行了深入的探讨。并取得了以下创新性成果：
　　 1、提出了基于区域划分的分布式 HSS网络结构，实现了用户数据的本地保存和查询流量的地理位置优化。
　　 2、提出了基于分割标识的 DHT负载均衡算法，在实现负载均衡效果的同时，避免了传统虚拟服务器方式带来的路由开销增大的问题。
　　 3、设计了 HSS节点分割标识的静态生成方式与负载的动态调整算法，实现了更好的负载均衡效果。
　　 4、提出了域内与域间相结合的数据冗余机制，在域内发生大规模节点故障时，也可保证较高的数据可用性。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 课题研究背景及意义

1.2 论文的主要工作和章节安排

第二章 分布式网络数据可用性研究

2.1 网络数据可用性概述

2.1.1 网络数据可用性的定义及其影响因素

2.1.2 提高网络数据可用性的方法

2.2 分布式网络中的数据可用性问题

2.2.1 数据分片

2.2.2 数据分配

2.2.3 数据冗余备份

2.3 本章小节

第三章 分布式IMS网络中用户数据的存储方式研究

3.1 分布式IMS网络概述

3.1.1 IMS网络及其缺点

3.1.2 分布式IMS网络的提出

3.2 网络环境及需求分析

3.2.1 网络环境

3.2.2 需求分析

3.3 分布式IMS网络中用户数据的存储方式

3.3.1 用户数据存储结构

3.3.2 用户数据存储方式

3.4 分布式IMS网络中用户数据的查找过程

3.4.1 分布式HSS架构中的DHT路由算法设计

3.4.2 用户数据的查找过程

3.5 性能分析

3.5.1 网络性能分析

3.5.2 节点性能分析

3.6 本章总结

第四章 分布式IMS网络中用户数据存储的负载均衡问题的研究

4.1 分布式HSS网络中的负载不均衡问题

4.2 基于分割标识的负载均衡算法

4.2.1 节点标识与分割标识

4.2.2 数据查找与路由

4.3 负载均衡算法详细设计

4.3.1 分割标识的静态生成方式

4.3.2 负载的动态调整

4.4 仿真实验与分析

4.4.1 仿真方案设计

4.4.2 仿真结果分析

4.5 本章总结

第五章 分布式IMS网络中用户数据的冗余问题研究

5.1 分布式IMS网络中用户数据的冗余方法

5.1.1 基于复制的用户数据冗余方法

5.1.2 域间数据冗余策略

5.2 用户冗余数据的分发机制

5.2.1 基于HSS节点的备份方式

5.2.2 基于用户数据的备份方式

5.2.3 两种备份方式的对比分析

5.3 错误检测与维护机制

5.4 分析与仿真

5.4.1 用户数据可用性分析

5.4.2 两种数据备份方式的开销对比

5.5 本章总结

第六章 总结与展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间已发表学术论文