一种SN信息上报方法、DSN P2P网络与IMS网络通信方法及设备

摘要

本发明公开一种SN信息上报方法、DSN P2P与IMS网络通信方法及设备，由P2RF收集SN信息，并将作为DSN P2P网络入口节点的SN的信息上报给DNS服务器，为DSN P2P网络与IMS网络之间进行通信提供了保证；当IMS网络用户发起业务呼叫请求后，IMS网络的核心网设备可以通过DNS服务器查询到作为DSN P2P网络入口节点的SN信息，由IMS网络的核心网设备向对应的SN发起业务呼叫请求，从而实现了DSN P2P网络与IMS网络之间的通信。

说明书

技术领域

本发明涉及通信网络技术领域，尤其涉及一种SN信息上报方法、DSN P2P（Distributed Service Network Peer-to-Peer，分布式业务对等网络）与IMS（IP Multimedia Subsystem，IP多媒体系统）网络通信方法及设备。

背景技术

DSN P2P网络是面向未来的移动核心网，需要承载各种不同类型的业务，既面向电信网核心网演进的架构，也面向互联网环境，为互联网业务提供网络能力平台。DSN核心网逻辑节点通过DHT（Distributed Hash Table，分布式哈希表）技术构成不同的P2P环，实现高效、自动化、高可靠性的功能和数据组织管理。SN（Serving Node，服务节点）是DSN P2P网络的基本组成部分，终端用户信息以分布式的方式存储在SN上，SN为终端用户提供包括基本通话在内的各种业务，终端用户只有通过SN才能获得各种业务。

IMS（IP Multimedia Subsystem，IP多媒体系统）网络支持移动和固定的接入，IMS基于全IP（Internet Protocol，网络之间互连的协议）的网络架构，采用SIP（信令控制协议）和SDP（会话描述协议）进行控制，实现移动性管理、多媒体会话信令和载体业务传输，实现端到端的IP业务。

IMS网络已经广泛部署，3GPP（第三代合作伙伴计划）、ETSI（欧洲电信标准化协会）等国际标准组织对IMS网络与其他网络（诸如PSTN（公共交换电话网络）、PLMN（公共陆地移动网络）、软交换网络等）的互通也有相应的技术规范和标准规定，但是，目前还未有DSN P2P网络与IMS网络进行互通的方案和相应的技术规范出现。

由于DSN P2P网络中SN数量众多，在地域上分布广泛，在实现DSN P2P网络与IMS网络通信的过程中，如何正确定位SN是必需考虑的，而如何获取SN的信息则是首先需要解决的问题。

因此，亟需一种SN信息上报方案以及DSN P2P网络与IMS网络通信方案出现，用以解决上述技术问题。

发明内容

本发明实施例提供了一种SN信息上报方法，以使DNS服务器获取DSN P2P网络内的SN信息，保证DSN P2P网络与IMS网络之间的通信。

本发明实施例提供一种SN信息上报方法，应用于分布式对等DSN P2P网络，所述DSN P2P网络中的DSN叠加网Overlay上包括至少1个点对点路由功能实体P2RF，所述方法包括：

P2RF根据其所在的DSN叠加网Overlay，获取DSN Overlay中的SN信息；

所述P2RF根据获取到的SN信息，请求相应SN确认是否同意作为DSN P2P网络的入口节点；

所述P2RF接收到所述SN返回的同意作为DSN P2P网络的入口节点的响应消息，并根据所述响应消息确定出将所述SN作为DSN P2P网络的入口节点后，将所述SN信息发送给域名系统DNS服务器。

本发明实施例提供的SN信息上报方案中，由P2RF收集SN信息，并将作为DSN P2P网络入口节点的SN的信息上报给DNS服务器，为DSN P2P网络与IMS网络之间进行通信提供了保证。

本发明实施例还提供了一种DSN P2P网络与IMS网络通信方法及设备，用以实现DSN P2P网络与IMS网络之间的通信。

本发明实施例还提供一种基于前述SN信息上报方法实现的DSN P2P网络与IMS网络通信方法，所述方法包括：

DNS服务器接收IMS网络的核心网设备发送的DNS查询消息，所述DNS查询消息是所述IMS网络的核心网设备在接收到向DSN P2P网络发起的业务呼叫请求后发送的；

所述DNS服务器根据所述DNS查询消息进行查询，若查询到SN信息，则将查询到的SN信息携带于DNS响应消息中返回给所述IMS网络的核心网设备，以使所述IMS网络的核心网设备向所述SN信息对应的SN发送所述业务呼叫请求。

本发明实施例还提供一种P2RF，应用于分布式对等DSN P2P网络，所述DSN P2P网络中的DSN叠加网Overlay上包括至少1个点对点路由功能实体P2RF，所述P2RF包括：

获取模块，用于根据本设备所在的DSN叠加网Overlay，获取DSN Overlay中的SN信息；

请求模块，用于根据所述获取模块获取到的SN信息，请求相应SN确认是否同意作为DSN P2P网络的入口节点；以及接收所述SN返回的同意作为DSN P2P网络的入口节点的响应消息；

上报模块，用于根据所述请求模块接收到的所述SN返回的同意作为DSN P2P网络的入口节点的响应消息，确定出将所述SN作为DSN P2P网络的入口节点后，将所述SN信息发送给域名系统DNS服务器。

本发明实施例还提供一种DNS服务器，所述DNS服务器包括：

收集模块，用于接收所述P2RF发送的SN信息，并存储所述SN信息；其中，所述SN信息为DSN P2P网络的入口节点信息；

接收模块，用于接收IMS网络的核心网设备发送的DNS查询消息，所述DSN查询消息是所述IMS网络的核心网设备在接收到向DSN P2P网络发起的业务呼叫请求后发送的；

处理模块，用于根据所述DNS查询消息在所述收集模块中查询，若查询到SN信息，则将查询到的SN信息携带于DNS响应消息中，通过发送模块返回给所述IMS网络的核心网设备，以使所述IMS网络的核心网设备向所述SN信息对应的SN发送所述业务呼叫请求。

本发明实施例提供的DSN P2P网络与IMS网络通信方案中，当IMS网络用户发起业务呼叫请求后，IMS网络的核心网设备可以通过DNS服务器查询到作为DSN P2P网络入口节点的SN信息，由IMS网络的核心网设备向对应的SN发起业务呼叫请求，从而实现了DSN P2P网络与IMS网络之间的通信。

附图说明

图1为本发明实施例提供的DSN P2P网络与IMS网络的系统架构示意图；

图2为本发明实施例提供的IMS网络与DSN P2P网络通信流程示意图之一；

图3为本发明实施例提供的存在多个P2RF的DSN P2P网络架构示意图；

图4为本发明实施例提供的IMS网络与DSN P2P网络通信流程示意图之二；

图5为本发明实施例提供的P2RF获取并上报SN信息的流程示意图；

图6为本发明实施例提供的P2RF设备结构示意图；

图7为本发明实施例提供的DNS服务器结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。

以下以图1所示的网络架构为例，详细说明DSN P2P网络与IP多媒体系统IMS网络通信方案。

如图1所示，在DSN P2P网络中的DSN Overlay（叠加网）上包括至少1个P2RF（P2P-Routing Function，点对点路由功能实体)和用于呼叫控制的SN。P2RF为本发明实施例新增的设备，用于通过DSN Overlay收集DSN P2P网络中的SN信息并上报给DNS（Domain Name System，域名服务系统）服务器，以及根据用户ID查询定位用户所注册的SN，P2RF中不存储用户数据；SN中存储有用户数据，为终端用户提供包括基本通话在内的各种业务服务，用户数据以分布式的方式存储于SN中。IMS网络中至少包括核心网设备，在本发明以下实施例中，以S-CSCF（Serving-Call Session Control Function，服务-呼叫会话控制功能实体）作为IMS核心网设备为例进行说明，S-CSCF用于向DNS服务器发起DNS查询以及呼叫控制。

上述网络架构初始部署后，或者因其它原因（如DNS服务器重启），DNS服务器中尚未存储有P2RF上报的SN信息，此种情况下，当有IMS网络用户呼叫DSN P2P网络用户时，如图2所示，该流程可包括：

步骤201，当S-CSCF接收到IMS网络用户向DSN P2P网络发起的业务呼叫请求（Invite消息）后，向DNS服务器发送DNS查询消息（DNS Query消息），用以向DNS服务器查询DSN P2P网络入口节点的路由信息，该DNS Query消息中携带有DSN P2P网络中的被叫用户标识（ID）。

步骤202，DNS服务器根据DNS Query消息在本设备中进行查询，由于此时DNS服务器中还没有P2RF上报的SN信息，因此将P2RF的地址信息携带于DNS响应消息（DNS Reply消息）中返回给S-CSCF。其中，P2RF的地址信息是P2RF在初始化时注册到DNS服务器上的。

步骤203，S-CSCF根据DNS Reply消息中携带的P2RF的地址信息，将接收到的业务呼叫请求（Invite消息）发送给P2RF。

步骤204-步骤205，P2RF收到Invite消息后，根据Invite消息中携带的被叫用户ID，通过DSN Overlay查询目的SN的地址信息。目的SN是指被叫用户所注册的SN，该SN将作为被叫用户的服务SN。

具体的，P2RF可通过向所在DSN Overlay发送P2P Lookup（P2P查询）消息，并根据接收到的P2P Response（P2P响应）消息，得到目的SN的地址信息。

步骤206，P2RF根据查询到的目的SN的地址信息，将接收到的业务呼叫请求（Invite消息）发送给目的SN，以请求与被叫用户建立SIP会话，该Invite消息中携带有被叫用户ID。

此后，目的SN建立发起业务呼叫请求的IMS网络用户与作为被叫用户的DSN P2P网络用户建立业务连接，提供业务服务。

由于用户可以在一个或多个SN上注册，若用户在多个SN上注册，则在步骤205中，P2RF可以通过DSN Overlay查询到注册有被叫用户信息的多个SN的地址信息，在步骤206中，P2RF可以选择其中一个SN作为该被叫用户的服务SN。

在上述流程中，是由P2RF向目的SN转发Invite消息，从而实现IMS网络与DSN P2P网络之间的通信。而在本发明另一实施例中，不是由P2RF转发Invite消息，而是由S-CSCF直接向目的SN发送Invite消息，从而实现IMS网络与DSN P2P网络之间的通信。具体的，当P2RF获取到目的SN地址信息后（步骤205之后），执行以下步骤，以代替步骤206：

P2RF向S-CSCF发送地址重定向消息（302消息），用以告知S-CSCF目的SN的地址信息，即，P2RF将目的SN的地址信息携带于地址重定向消息中，发送给S-CSCF。S-CSCF接收到P2RF发送的地址重定向消息后，根据地址重定向消息中携带的目的SN的地址信息，将接收到的业务呼叫请求（Invite消息）发送给目的SN，从而实现由S-CSCF直接与DSN P2P网络进行通信。

进一步的，为了保证网络通信的可靠性，在本发明另一实施例中，DSN P2P网络可以设置多个P2RF，如图3所示，多个P2RF之间通过DSN Overlay连接，并可以相互定位，各P2RF之间可以实现容灾备份。基于该网络架构，当有IMS网络用户呼叫DSN P2P网络用户，且DNS服务器中当前还没有存储SN信息时，其业务呼叫流程基本与图2所示流程相似，不同之处在于：

在步骤202中，DNS服务器查询到多个P2RF的地址信息，并将其携带于DSN Reply消息发送给S-CSCF；步骤203中，S-CSCF根据DNS Reply消息中携带的各个P2RF的地址信息，选择其中一个P2RF，将接收到的Invite消息发送给该P2RF。其中，DNS服务器在选择P2RF时，选择当前可用的P2RF，例如，当某个P2RF发生故障时，S-CSCF可以选择其他P2RF作为入口节点，实现了P2RF的容灾备份，提高了网络通信的可靠性。

P2RF将收集SN的信息上报给DNS服务器，DNS服务器中存储了作为DSN P2P网络入口节点的SN的信息（如SN标识信息和SN地址信息），在这种情况下，当有IMS网络用户呼叫DSN P2P网络用户时，如图4所示，该流程可包括：

步骤401，当S-CSCF接收到IMS网络用户向DSN P2P网络发起的业务呼叫请求（Invite消息）后，向DNS服务器发送DNS Query消息，用以向DNS服务器查询DSN P2P网络入口节点的SN信息，该DNS Query消息中携带有DSN P2P网络中的被叫用户标识（ID）。

步骤402，DNS服务器根据DNS Query消息查询到作为DSN P2P网络入口节点的SN后，将该SN的信息携带于DNS Reply消息中返回给S-CSCF。

步骤403，S-CSCF根据DNS Reply消息中携带的SN的信息，将接收到的Invite消息发送给该作为入口节点的SN，该Invite消息中携带有被叫用户ID。

步骤404-步骤405，作为入口节点的SN收到Invite消息后，根据Invite消息中携带的被叫用户ID，通过DSN Overlay查询目的SN（即该被叫用户的服务SN）的地址信息。

步骤406，作为入口节点的SN根据查询到的目的SN的地址信息，将接收到的Invite消息发送给该目的SN，以请求与被叫用户建立SIP会话，该Invite消息中携带有被叫用户ID。

上述流程中，若在步骤401中，DNS服务器查询到多个SN可以作为DSN P2P网络入口节点，则DNS服务器向C-CSCF返回的DNS Reply消息中携带该多个SN的信息。在步骤403中，S-CSCF可以根据预设策略，从DNS Reply消息中携带的多个SN信息中选择出1个SN的信息，例如，S-CSCF可以选择负载最小的SN作为DSN P2P网络入口节点的SN，并将接收到的Invite消息发送给选中的作为DSN P2P网络入口节点的SN。

如前所述，DSN P2P网络可以设置多个P2RF，当P2RF过载时可以实现过载转移。具体的，当P2RF接收Invite消息后发现自身过载，则通过DNS Overlay查询未过载的P2RF的地址信息，并向S-CSCF发送重定向消息（302消息），该重定向消息中携带有未过载的P2RF的地址信息；S-CSCF根据接收到的重定向消息中携带有未过载的P2RF的地址信息，将接收到的Invite消息发送给该未过载的P2RF，此后的处理同前述实施例所述，在此不再赘述。

其中，若发现自身过载的P2RF查询到多个未过载的P2RF的地址信息，则将该多个未过载的P2RF的地址信息携带于重定向消息发送给S-CSCF；S-CSCF可根据预设策略，从中选择出一个未过载的P2RF作为入口节点，例如，从多个未过载的P2RF中选择负载小、在线时间短、带宽大的P2RF作为入口节点。

为了保证IMS网络与DSN P2P网络之间的通信，本发明实施例还提供了一种SN信息上报流程，如图5所示，该流程包括以下步骤：

步骤501，P2RF根据其所在的DSN Overlay，获取DSN P2P网络中的SN信息，该SN信息可以包括SN标识和地址信息，并根据获取到的SN信息，请求相应SN确认是否同意作为DSN P2P网络的入口节点。

具体的，由于P2RF设置于DSN Overlay，因此根据DSN Overlay机制，当有SN上线时，P2RF可以获取到该SN的信息。P2RF可通过向SN发送路由节点请求消息（Routing Peer Request消息），以请求SN确认是否同意作为DSN P2P网络的入口节点。

步骤502，SN若确认同意作为DSN P2P网络的入口节点，则向P2RF返回路由节点响应消息（Routing Peer Ack消息），Routing Peer Ack消息中携带有该SN的性能指标参数。本流程以SN同意作为DSN P2P网络的入口节点为例描述。

优选的，SN性能指标参数包括以下其中之一或者任意组合：SN的负载信息、可用带宽大小以及连续在线时长。

步骤503，P2RF根据SN返回的Routing Peer Ack消息中携带的SN的性能指标参数，确定是否将该SN作为DSN P2P网络的入口节点。

优选的，P2RF确定将该SN作为DSN P2P网络的入口节点的依据可以包括以下其中之一或者任意组合：

Routing Peer Ack消息中携带的SN的负载信息（如CPU使用率）小于预设的阈值，Routing Peer Ack消息中携带的SN的带宽大于预设阈值，Routing Peer Ack消息中携带的SN的在线时长大于预设阈值。

步骤504，P2RF确定出作为DSN P2P网络的入口节点的SN后，将所述SN信息携带于DNS更新消息（DNS update消息）中发送给DNS服务器。

考虑到DSN P2P网络是一个动态网络，网络中的SN会发生频繁上线、下线的现象（即抖动，Churn），而抖动的出现将影响通信业务。为了减少SN抖动对通信业务的影响，本发明实施例中，P2RF可将收集到的作为DSN P2P网络的入口节点的SN的信息，周期上报给DNS服务器，例如，当上报周期到达时，P2RF将相应周期（如前一周期）内确定出的作为DSN P2P网络的入口节点的SN的信息，通过DNS update 消息发送给DNS服务器；P2RF也可在确定出的作为DSN P2P网络的入口节点的SN数量达到一定数量（如N个，N的取值可根据网络情况确定）时，将这些SN的信息上报给DNS服务器。

为了保证网络通信的可靠性，DNS update 消息中也可以携带P2RF的地址信息，以表示P2RF当前可用。

通过上述SN信息上报流程可以看出，本发明实施例提供的SN信息上报方案，由P2RF收集SN信息，并将作为DSN P2P网络入口节点的SN的信息上报给DNS服务器，确保了DNS服务器能够获取到DSN P2P网络的入口节点信息，为DSN P2P网络与IMS网络之间进行通信提供了保证。

本发明实施例提供的DSN P2P网络与IMS网络通信方案，当IMS网络用户发起业务呼叫请求后，IMS网络的核心网设备可以通过DNS服务器查询到作为DSN P2P网络入口节点的SN信息，由IMS网络的核心网设备向对应的SN发起业务呼叫请求，从而实现了DSN P2P网络与IMS网络之间的通信。

基于相同的技术构思，本发明实施例还提供了一种P2RF设备，应用于分布式对等DSN P2P网络， DSN P2P网络中的DSN叠加网Overlay上包括至少1个点对点路由功能实体P2RF，如图6所示，该P2RF设备包括：

获取模块61，用于根据本设备所在的DSN叠加网Overlay，获取DSN Overlay中的SN信息；

请求模块62，用于根据获取模块61获取到的SN信息，请求相应SN确认是否同意作为DSN P2P网络的入口节点；以及接收所述SN返回的同意作为DSN P2P网络的入口节点的响应消息；

上报模块63，用于根据请求模块62接收到的SN返回的同意作为DSN P2P网络的入口节点的响应消息，确定出将所述SN作为DSN P2P网络的入口节点后，将SN信息发送给域名系统DNS服务器。

具体的，上报模块63具体用于，在设定周期到达时，根据在设定周期内所确定出的作为DSN P2P网络的入口节点的SN信息生成SN列表，并将SN列表发送给DNS服务器。

上报模块63具体用于，根据响应消息中携带的SN的性能指标参数和预设的阈值，将性能指标参数符合要求的SN确定为DSN P2P网络的入口节点。

其中，SN的性能指标参数包括以下其中之一或者任意组合：SN的负载、可用带宽、连续在线时长。

本发明实施例提供的P2RF设备还包括业务处理模块64，业务处理模块64用于，在接收到IMS网络的核心网设备发送的业务呼叫请求后，根据业务呼叫请求中携带的被叫用户标识，通过DSN Overlay查询被叫用户的服务SN的地址信息，并根据查询到的被叫用户的服务SN的地址信息，向相应SN发送业务呼叫请求；或者，在查询到被叫用户的服务SN的地址信息后，向IMS网络的核心网设备发送携带有被叫用户的服务SN的地址信息的重定向消息，以使IMS网络的核心网设备向相应SN发送业务呼叫请求。

P2RF设备还包括负载均衡模块65，负载均衡模块65用于，在业务处理模块64接收到业务呼叫请求并发现自身过载时，通过DNS Overlay查询未过载的P2RF的信息，并向IMS网络的核心网设备发送携带有未过载的P2RF的信息的重定向消息。

基于相同的技术构思，本发明实施例还提供了一种DNS服务器，如图7所示，该DNS服务器包括：

收集模块71，用于接收P2RF发送的SN信息，并存储SN信息；其中，所述SN信息为DSN P2P网络的入口节点信息；

接收模块72，用于接收IMS网络的核心网设备发送的DNS查询消息，该DSN查询消息是IMS网络的核心网设备在接收到向DSN P2P网络发起的业务呼叫请求后发送的；

处理模块73，用于根据DNS查询消息在收集模块71中查询，若查询到SN信息，则将查询到的SN信息携带于DNS响应消息中，通过发送模块74返回给IMS网络的核心网设备，以使IMS网络的核心网设备向所述SN信息对应的SN发送所述业务呼叫请求。

优选的，处理模块73还用于，若未查询到SN信息，则将P2RF的信息携带于DNS响应消息中，通过发送模块74返回给所述IMS网络的核心网设备。

处理模块73具体用于，将至少2个P2RF的信息携带于DNS响应消息中，通过发送模块74返回给IMS网络的核心网设备。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台终端设备（可以是手机，个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述的方法。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本发明的保护范围。