在信令网络层的用户适配层实现IP域信令转接点的方法

摘要

一种在信令网络层的用户适配层实现IP域信令转接点的方法，包括下列步骤：(1)在IP网络节点上增加数据配置，即在信令网络层的用户适配层M3UA维护的目的信令点表中增加与其没有直联关系的IP域目的信令点的信息；(2)根据该目的信令点表中的信令点信息选择可用的路由，实现信令转接，从而使IP网络信令点能够充当IP网络信令转接点IPSTP。该方法使IP域上的信令节点可以实现信令转接点的功能，从而解决目前IP域中的所有信令点都没有转接功能，不能作为IP域的信令转接点的缺陷，使得运营商可以灵活组网，减少投资成本，并保证网络安全。

说明书

所属领域

本发明涉及一种在信令网络层的用户适配层实现IP域信令转接点的方法，确切地说，涉及一种在宽带电信网络、下一代网络(NGN，Next GenerationNetwork)网络或宽窄带互通网络利用信令网络层的用户适配层M3UA实现IP域信令转接点的方法，属于数字信息传输中的以信号形式表征的信道技术和信令系统技术领域。

背景技术

众所周知，信令系统是现代通信网的关键技术，也是用户与通信网以及通信网中各节点之间相互交换信息的共同语言。电信设备对信令消息的可靠传输是保证电信网络高可靠性地运行的关键。在传统电信网络中已经有一系列规范与技术措施来保证信令系统运行的可靠性，如目前已经很成熟的用于窄带NO.7信令系统。随着IP分组网络技术的逐步成熟，IP分组网络的优势已经凸现，IP分组网络可以用于承载语音、数据、图像、多媒体等多种业务。目前，传统的电路交换网络与分组网络正处于融合阶段，为实现传统电路交换网络与IP分组网络的互通，出现了在IP网络上传输ISDN、TUP、SCCP信令等电路交换信令协议的需求。为了满足在IP网络上传输信令协议的需求，因特网工程任务组(IETF)成立一个专门的信令传输小组，他们所制定的信令传输(SIGTRAN，SignallingTransport)协议集支持通过IP网络传输电路交换信令。SIGTRAN协议栈支持电路交换信令协议分层模型定义中的层间标准原语接口，从而保证已有的电路交换信令可以未经修改地使用，同时也利用标准的IP传输协议作为传输底层，通过增加自身的功能来满足电路交换信令的特殊传输要求。SIGTRAN协议栈由三部分组成，如图1所示：即对所承载的特定高层电路交换信令(SCCP、TUP、ISUP、BICC)进行适配的信令适配子层；用于IP网络的通用信令传输协议，保证信令消息的可靠、顺序传输的通用传输层(可以是流控制传输协议SCTP、TCP或UDP)；以及IP层。标准的SIGTRAN协议包括图1的三个部分。

而从七号信令系统整体结构中的用户部分(TUP、ISUP、SCCP)来看，消息传递部分(MTP，Message Transfer Part)只是一个消息传递的通道，用于保证可靠、准确无误地把用户部分的消息传到目的信令点的用户部分。消息传递部分MTP包括信令数据链路层MTP1，信令链路层MTP2和信令网络层MTP3三个部分。M3UA是信令传输协议(SIGTRAN)中MTP3用户适配层协议，其适配的是MTP3和MTP3上层用户之间的接口原语。M3UA协议主要用于实现NO.7和IP网络的互通以及在IP网上承载窄带MTP3的用户信令消息。M3UA有两种基本典型的组网方式：SGP-ASP模式(如图2所示)和IPSP-IPSP模式(如图3所示)。

参见图2，在M3UA的组网中，信令网关SG是一个信令代理，能够在IP网络边缘接收/发送交换电路网络SCN内部信令。SS7-Internet网关中的信令网关SG功能包括SS7信令的中继、翻译或终结，其功能也可以与媒体网关MG功能共存于媒体网关MG设备中，处理与设备相关的SCN信令。媒体网关控制器MGC负责处理媒体网关MG上资源的注册和管理。对于信令传输而言，媒体网关控制器MGC有终结和发起SCN信令协议的功能。通常媒体网关控制器MGC是一个独立设备，一个媒体网关控制器MGC设备上可以运行一个或多个应用服务器进程ASP(或IP服务器进程IPSP)。一个或多个MGC设备上的一个或多个ASP进程(或IPSP)进程可以为一个或多个应用服务器AS服务。应用服务器(AS：Application Server)是一个逻辑实体，代表一定的资源或业务。例如：一个AS可以是处理一定范围的PSTN中继电路的呼叫业务的虚拟交换单元，也可以是处理某种查询事务的虚拟数据库单元。而应用服务器进程ASP和IP服务器进程IPSP都是为AS服务的进程，两者在功能和本质上都是一样的，只是在不同的网络模型中被称作为不同名字而已。为了统一叙述和方便理解，在本发明中，IPSP和ASP是等价的，所有在IPSP-IPSP组网模式中出现的“ASP”跟“IPSP”具有完全相同的含义。

无论M3UA用于SGP-ASP模式或IPSP-IPSP模式的哪一侧，M3UA都需要保证原有的MTP3与上层用户之间的接口不变。图4是M3UA的SGP-ASP模式组网模型及协议栈结构示意。图5则是M3UA的IPSP-IPSP模式组网模型及协议栈结构示意。图6、图7分别是M3UA的典型SGP-ASP组网模型和典型IPSP-IPSP组网模型。在图6、图7中的粗实线表示SCTP连接，虚线表示服务关系，点划线则表示组织关系。无论在SGP-ASP组网模型下，还是在IPSP-IPSP组网模型下，M3UA发送数据时的选路都包括有两方面的内容。下面对不同的组网模型分别阐述其数据发送时的选路过程。

其中SGP-ASP组网模型的选路过程是：

(1)在信令网关进程(SGP，Signalling Gateway Process)侧，为了把从窄带七号信令网络收到的MTP3用户消息发送到正确的IP网络节点，SGP必须能够从收到的七号信令MTP3用户消息所携带的信息实现正确的消息分发功能。为此，SGP必须具备以下功能：SGP必须负责维护应用服务器进程ASP侧的“网络地址翻译表”，包括应用服务器(AS，Application Server)信息表和应用服务器进程(ASP，Application Server Process)信息表。SGP应能根据收到的七号信令网络传来MTP3用户消息所携带的信息(如网络标识NI+源信令点OPC+目的信令点DPC+业务标识SI+电路标识码CIC+字系统号SSN的组合)，与指向应用服务器AS的路由键(Routing Key)比较，获得相应的AS。由于AS是由一组应用服务器进程ASP构成，因此SGP必须根据组成AS的ASP之间的业务处理方式(主备/负荷分担)和ASP的当前状态(激活/去消激活、准备激活/准备去消激活等)来确定具体的处理实体应用服务器进程ASP。在确定具体的ASP后，就确定了由SGP和ASP共同构成的一条流传输控制协议(SCTP，Stream ControlTransport Protocol)的连接，然后根据具体的算法选择一条流来发送数据到IP网络节点。

(2)在ASP侧，为了把从ASP侧M3UA的上层用户收到的MTP3用户消息发送到适当的七号信令网络节点，ASP必须能够从收到的MTP3用户消息所携带的信息实现正确的消息分发功能。为此，ASP必须具备以下功能：ASP必须负责维护对端“网络地址翻译表”，其中包括：七号信令网络目的信令点的状态、SG信息表和SGP信息表。ASP通过对从上层用户来的MTP3用户消息进行解析，获得该用户消息所携带的目的信令点(DPC，Destination Point Code)，并根据ASP维护管理的“网络地址翻译表”中的各种信息：如DPC的状态(通过不同SG的可达、不可达、受限传递、拥塞情况)、SG的可用状态情况(在现有M3UA协议，只要SCTP连接建立，ASP就认为SG是可用)、SG之间的业务处理方式(主备方式或负荷分担方式)和信令链路选择码(SLS，Signalling link select)：或电路标识码(CIC，Circuit Identifier Code)的值，再按照某种算法选择一个可用SG。如果SG之间的业务处理方式是主备方式，则选择主用SG；如果SG之间的业务处理方式是负荷分担方式，则根据SLS或CIC的值，以及某种算法选择一个可用SG，但需要保证业务在不同SG间的均衡负载。

由于SG是由一组SGP构成，因此ASP必须根据SGP的业务处理方式(主备/负荷分担)、SGP的当前状态是否可以处理业务(主要取决于跟它连接的ASP状态是否是ACTIVE，如果是ACTIVE状态，则认为该SGP可以处理业务)、SLS或CIC的值及按照某种算法来确定具体的处理实体SGP。在如果构成SG的SGP之间的业务处理方式是主备方式，选择主用SGP；如果SGP之间的业务处理方式是负荷分担方式，则根据SLS或CIC的值和某种算法选择一个可用SGP，但需要保证业务在不同SGP间的均衡负载。在确定具体的SGP后，就确定了由SGP和ASP共同构成的一条SCTP连接，然后根据具体的算法选择一条流来发送数据到SS7网络节点。

而在M3UA的IPSP-IPSP组网模型下的选路过程是：

在IPSP-IPSP组网模型的选路过程跟上述SG-ASP组网模型中SG侧的选路过程是一样的，即先选择AS再选择ASP。不同的仅仅是：后者在SG侧从上层用户收到发往IP网络节点的消息是从七号信令网络来的；而前者在IPSP侧从上层用户收到发往IP网络节点的消息是从该IPSP所在的IP网络来的。但无论是在SGP侧还是在IPSP侧，M3UA对于从上层用户收到发往IP网络的消息处理都是一样的。因此SGP-ASP组网模型的数据分发选路功能同样适合IPSP-IPSP的组网模型。所以M3UA的选路可以分成两类：

(1)先选AS，再选ASP。因为这种选路过程是在IPSP-IPSP组网模型和SGP-ASP组网模型下SGP侧实现，为了叙述方便，通常把这种选路过程称之为SGP/IPSP侧的选路过程。

(2)先选SG，再选SGP。因为这种选路过程是在SGP-ASP组网模型下ASP侧实现，为了叙述方便，通常把这种选路过程称之为ASP侧的选路过程。

由于应用服务器AS代表一定的资源，而应用服务器进程ASP是AS的一个进程实例。为了能够清晰明了地阐述现有技术的缺陷和本发明的具体技术方案，本发明把ASP处理的AS资源看作是一个信令点：本端AS称为本地信令点，目的端AS称为目的信令点。在IP网络中，把SG和AS之间或本地AS和远端AS之间的路由称之为M3UA路由，把该某SG-AS或本地AS-远端AS的所有SGP-ASP或IPSP-IPSP之间的SCTP连接称之为M3UA链路。

在现有的M3UA技术中，无论是SGP-ASP组网方式还是IPSP-IPSP组网方式，都存在下述两个缺点：

(1)不能实现IP网络中的信令点具有转接功能：因为无论是SG还是MGC，为了能够正确实现数据分发功能，选择正确的AS和ASP，把数据正确发送到期望的目的信令点，必须维护完整的目的信令点信息表和M3UA路由信息表。但是在现有M3UA技术和数据配置下，SG和MGC维护的所有目的信令点相对该SG或MGC来说都是最终目的点，它们跟SG和MGC之间都是直联关系。因此SG和MGC只维护与其有直联关系的IP网络目的信令点。在现有技术和数据配置管理下，如果SG或MGC的M3UA收到发送IP网络的消息，M3UA就根据消息所携带的目的信令点DPC与其维护的目的信息表比较，如果没有匹配项，则表示该消息是无效的；否则，获得该消息所需发往的目的信令点，然后在到达该目的信令点的所有可用路由中选出一条可用路由来承载业务。由于在SG和MGC目的信令点表中的目的信令点信息都是与它们有直联关系的信令点，所以在SG或MGC获得的目的信令点都是IP网络域上的终节点。因此在现有M3UA技术下，所有IP域中的信令点都没有转接功能，不能作为IP域的信令转接点。也就是说，在现有技术下，在图8所示的组网模型中，IPSEP2不能实现信令转接功能，即从IPSEP1的消息只能到达IPSEP2，而不能通过IPSEP2转发到IPSEP3。同样，IPSEP3的消息也只能到达IPSEP2，也不能通过IPSEP2转发到IPSEP1。

(2)如果IP域上的信令点比较多，由于SG和MGC维护的所有目的信令点都是与其有直联关系IP网络节点，而且SG和MGC维护的信令点又比较多，这样就会导致组网方式比较呆板、不灵活，增大运营商的投资成本。另外，由于通过某个IP网络节点到达目的IP网络节点只有一条直联路由，因此不能确实保证网络安全。

发明内容

本发明的目的是提供一种在信令网络层的用户适配层实现IP域信令转接点的方法，使IP域上的信令节点可以实现信令转接点的功能，从而解决目前IP域中的所有信令点都没有转接功能，不能作为IP域的信令转接点的缺陷，使得运营商可以灵活组网，减少投资成本，并保证网络安全。

本发明的目的是这样实现的：一种在信令网络层的用户适配层实现IP域信令转接点的方法，其特征在于：

(1)在IP网络节点上增加数据配置，即在信令网络层的用户适配层M3UA维护的目的信令点表中增加与其没有直联关系的IP域目的信令点的信息；

(2)根据该目的信令点表中的信令点信息选择可用的路由，实现信令转接。

所述的第(1)步骤中在信令网络层的用户适配层M3UA维护的目的信令点表中增加的与其没有直联关系的IP域目的信令点的信息是指所有需要与该网络节点交互的IP域网络节点的信息。

所述的第(1)步骤中在信令网络层的用户适配层M3UA维护的目的信令点表中不仅包括有与该网络节点有直联关系的相邻信令点信息，也包括与该网络节点不是直联关系的、非相邻目的信令点信息。

所述的增加数据配置的IP网络节点包括信令网关SG和应用服务器AS。

所述的应用服务器AS具有一个或多个应用服务器进程ASP或者IP服务进程IPSP。

所述的第(2)步骤进一步包括有下列步骤：

(A)根据收到消息中所携带的信息，与M3UA维护的目的信令点表进行比较，如果没有找到匹配项，则说明该消息是无效的，抛弃不处理，结束其选路过程；如果找到相应的匹配项，则获得相应的目的信令点或IP网络节点号，继续进行下述操作；

(B)根据获得的目的信令点或IP网络节点号，从可以到达该IP网络节点的多条路由中选择其中一条可用的路由；

(C)根据该可用的路由，获得该路由的相邻目的信令点或相邻IP网络节点，再把消息发送到该相邻IP网络节点或目的信令点，由该相邻IP网络节点对消息进行处理；

(D)继续上述处理过程，直至将该消息发送到期望的目的IP网络节点。

所述的第(A)步骤中的收到消息中所携带的信息是网络标识NI、源信令点OPC、目的信令点DPC、业务标识SI、电路标识码CIC和字系统号SSN的组合。

所述的第(A)步骤中的收到消息中所携带的信息至少包括有网络标识NI、源信令点OPC和目的信令点DPC，其余信息则为可选。

所述的第(C)步骤中的由该相邻IP网络节点对从其它IP网络节点发来的消息进行的处理过程是：将从该消息中获得的所携带的目的信令点DPC与该相邻IP网络节点的点码进行比较，如果两者的点码相等，则说明该消息要发往的目的IP网络节点跟信令网关SG或IP服务进程IPSP有直联关系，由该相邻IP网络节点直接处理：该相邻IP网络节点把收到的消息打包成相应的原语送给M3UA的上层用户；如果两者的点码不相等，则说明该消息所要发往的目的IP网络节点需要通过该相邻IP网络节点作为信令转接点进行转发。

所述的该相邻IP网络节点作为信令转接点对要发往的目的IP网络节点的消息进行转发的过程是：该相邻IP网络节点把从消息中获得的目的信令点DPC信息和其维护的目的信令点表进行比较，如果没有找到匹配项，说明该相邻IP网络节点收到的消息是无效的，则抛弃之，结束该选路过程；否则选择一个可以到达该消息期望目的信令点的路由把消息发送出去。

本发明的主要特点是通过增加IP网络节点(包括信令网关SG、具有一个或多个应用服务器进程ASP或者IP服务器进程IPSP的应用服务器AS)的数据配置，使IP网络节点能够维护与其有直联关系或没有直联关系的IP域上信令点的信息。这样，该IP网络节点就不需要跟其它所有期望交互的IP域信令点建立直联关系，而是可以通过IP域上的某些具有转发功能的信令点把消息转发到期望的IP网络节点，从而实现IP域上的信令节点充当IP信令转接点的功能。由于IP网络节点可以充当IP网络转接点，实现IP网络节点的转接功能，不同IP网络运营商就可以根据实际情况，进行灵活组网，减少投资成本。同时，由于通过数据的灵活配置，可以选择经由多条不同路由到达IP网络的目的信令点，从而增加了网络的安全性。

附图说明

图1是信令传输协议的协议栈结构示意图。

图2是SG-ASP组网模型结构示意图。

图3是IPSP-IPSP组网模型结构示意图。

图4是M3UA的SGP-ASP模式组网模型及协议栈结构示意图。

图5是M3UA的IPSP-IPSP模式组网模型及协议栈结构示意图。

图6是M3UA的典型网络组织(SGP-ASP组网模型)的结构示意图。

图7是M3UA的典型网络组织(IPSP-IPSP组网模型)的结构示意图。

图8是在信令网络层的用户适配层M3UA中的IP域组网模型示意图。

图9是本发明的在信令网络层的用户适配层M3UA中IP网络节点充当信令转接点的组网实施例示意图。

具体实施方式

本发明是一种在信令网络层的用户适配层实现IP域信令转接点的方法，其包括下列步骤：

(1)在IP网络节点上增加数据配置，即在信令网络层的用户适配层M3UA维护的目的信令点表中增加与其没有直联关系的IP域目的信令点的信息；这里增加的与其没有直联关系的IP域目的信令点的信息是指所有需要与该网络节点交互的IP域网络节点的信息。因此，在本发明的信令网络层的用户适配层M3UA维护的目的信令点表中不仅包括有与该网络节点有直联关系的相邻信令点信息，也包括与该网络节点不是直联关系的、非相邻目的信令点信息，即能够通过某些IP网络节点转发的IP网络节点信息。

(2)根据信令网关SG或媒体网关控制器MGC的信令网络层的用户适配层M3UA的选择路由的方法，使IP网络信令点实现信令转接功能，从而使IP网络信令点能够充当IP网络信令转接点IPSTP。本发明的上述选择路由的方法与传统的选择路由方法是相同的，其包括有下列步骤：

(A)根据收到消息中所携带的信息(该信息是网络标识NI、源信令点OPC、目的信令点DPC、业务标识SI、电路标识码CIC和字系统号SSN的组合，但至少包括网络标识NI、源信令点OPC和目的信令点DPC，其余信息为可选)，与M3UA维护的目的信令点表进行比较，如果没有找到匹配项，则说明该消息是无效的，抛弃不处理，结束其选路过程；如果找到相应的匹配项，则获得相应的目的信令点或IP网络节点号，继续进行下述操作。也就是说，当某个IP网络节点需要发送消息到与它没有直联关系的其它IP网络节点时，需要通过其它IP网络节点转发。此时该消息所携带的目的信令点DPC为源IP网络节点期望发往的与其没有直联关系的目的信令点码DPC，而不是与其有直联关系的相邻目的信令点码。但是该消息可以通过与其有直联关系的相邻IP网络节点转发。当相邻IP网络节点收到发往其它IP网络节点的消息时，通过查找其维护的目的信令点表时可以找到匹配的表项，获得匹配的目的信令点号，从而进行下面的操作，而不是把消息简单丢弃。

(B)根据获得的目的信令点或IP网络节点号，从可以到达该IP网络节点的多条路由中选择其中一条可用的路由。

(C)根据该可用的路由，获得该路由的相邻目的信令点或相邻IP网络节点，再把消息发送到该相邻IP网络节点或目的信令点，由该相邻IP网络节点对消息进行处理。

该处理过程是：将从该消息中获得的所携带的目的信令点DPC与该相邻IP网络节点的点码进行比较，如果两者的点码相等，则说明该消息要发往的目的IP网络节点跟信令网关SG或媒体网关控制器MGC有直联关系，不需要通过该相邻IP网络节点转发，而由该相邻IP网络节点直接处理：由其打包成相应的原语送给M3UA的上层用户；如果两者的点码不相等，则说明该消息所要发往的目的IP网络节点需要通过该相邻IP网络节点作为信令转接点进行转发。

该转发过程是：该相邻IP网络节点把从消息中获得的目的信令点DPC信息和其维护的目的信令点表进行比较，如果没有找到匹配项，说明该相邻IP网络节点收到的消息是无效的，则抛弃之，结束该选路过程；否则选择一个可以到达该消息期望目的信令点的路由把消息发送出去。

(D)继续上述处理过程，直至将该消息发送到期望的目的IP网络节点。

参见图9，使用本发明的方法，在IP网络中，网络节点IPSEP4可以采用三种不同方式的路由到达同一目的信令点或网络节点IPSEP5，也就是说，网络节点IPSEP4可以通过具有转接功能的网络节点IPSTP1转发而到达目的信令点IPSEP5，也可以通过具有转接功能的网络节点IPSTP2转发而到达目的信令点IPSEP5，还可以通过直联路由到达IPSEP5。

由此可见，使用本发明，既可以把消息发送到与该IP网络节点没有直联关系的其它IP网络节点，也可以接收处理来自其它与该IP网络节点没有直联关系的其它IP网络节点的消息。这种转接功能为IP网络的组网提供了灵活性、方便性，也增加了网络的安全性。