利用异地备份提高软交换机可靠性的方法及系统 【技术领域】
本发明涉及一种软交换系统及其可靠性的维护方法，具体的说，涉及一种软交换(Soft Switch)机备份的方法及系统。
背景技术
软交换网络由边缘接入层、控制层和业务应用层组成，其中边缘接入层包括AG(接入网关)、SG(信令网关)、TG(中继媒体网关)、IAD(综合接入设备)、网络电话等等设备，控制层包括软交换机，业务应用层包括各种应用服务器。上述各层中的软交换网网元通过IP承载网络连接起来。
软交换机(SS，Soft Switch)是软交换网络的核心设备，也是下一代电信网络的重要设备之一。它独立于底层承载协议，主要完成呼叫控制资源分配、协议处理、路由认证、计费等主要功能，并可以向用户提供现有电路交换机所能提供的所有业务以及第三方业务。软交换机和边缘接入层的设备之间通过H.248协议通信，软交换机局间采用SIP协议通信。在软交换机的控制下，边缘接入层设备之间通过RTP协议传送用户的语音、数据、视频等各种媒体流。
在以软交换技术为核心的下一代网络中，软交换的容量都十分巨大，单台设备要支持上百万用户，一旦因电力中断、自然灾害、网络故障等原因，该软交换机出现问题，则该软交换机控制的所有用户的一切语音、视频、数据的业务都无法进行，影响巨大。因而，需要一种实现软交换机地异地容灾备份的方法，同时为方便电信运营商组网运营，需要支持异种软交换机(不同厂家所生产的设备)之间的备份。
【发明内容】
本发明要解决的技术问题是提供一种利用异地备份提高软交换机可靠性的方法，可以实现软交换机的异地容灾备份，保证一台软交换机出现故障时，另一台备份的软交换机可以自动接替完成相关的呼叫控制。本发明还要提供一种可实现软交换机异地备份的软交换系统。
为了解决以上技术问题，本发明提供了一种利用异地备份提高软交换机可靠性的方法，应用于至少有两台互为主备的异地软交换机的软交换系统中，且两地的终端设备之间，终端设备与软交换机之间均可通过承载网络相互通讯，该方法包括以下步骤：
(a)在互为主备的每台异地软交换机上设置两地所有用户的数据，并实现数据同步；
(b)在两地的终端设备安装时，设定一个指向本地软交换机的主用软交换地址，以及一个指向备份软交换机的备份软交换地址；
(c)终端设备定时向本地的软交换机注册，如果注册失败次数达到设定值，则改向备份软交换机注册，注册成功后其呼叫改由备份软交换机处理；
(d)所述软交换机对在本机注册的本地或异地的终端用户的呼叫请求，根据事先设置的用户数据，实现呼叫接续和其它呼叫控制过程。
上述方法中，还包括步骤：当所述异地软交换机局间通讯故障时，其中一台软交换机通知所属终端设备向备份软交换机注册。
为了实现异种软交换机之间的备份，上述方法中，所述步骤(a)中，对所述每台软交换机的用户数据配置和同步是网管中心通过网管接口实现的。
上述方法中，所述步骤(d)中，当所述软交换机接收到注册的异地用户发起的呼叫请求时，如果被叫是本地用户，直接在本地接续。
上述方法中，所述步骤(d)中，当所述软交换机接收到注册在本机的异地用户发起的呼叫请求时，如果被叫也是异地用户，先把呼叫路由到局向，通过异地的软交换机呼叫被叫用户，如果局向接续失败或者找不到被叫用户时，再把呼叫重新路由到本地，在本地完成接续。如果系统已检测到局间故障，则所述软交换机接收到注册在本机的异地用户发起的呼叫请求时，如果被叫也是异地用户，直接在本地接续。
为了解决上述技术问题，本发明提供的可实现软交换机异地备份的软交换系统，包括至少两台互为主备的异地软交换机，且两地的终端设备之间，终端设备与软交换机之间均可通过承载网络相互通讯，其中：
所述互为主备的每台软交换机上均具有一个包含两地所有用户数据的数据库；
所述两地的终端设备中，均有一个指向本地软交换机的主用软交换地址和一个指向备份软交换机的备份软交换地址，并且还有一个注册控制单元，用于定时向本地的软交换机注册，如果注册失败次数达到设定值，则改向备份软交换机注册，注册成功后其呼叫改由备份软交换机处理；
所述软交换机的呼叫控制单元，用于对在本机注册的本地或异地的终端用户的呼叫请求，根据所述用户数据库进行呼叫接续和其它呼叫控制过程。
为了实现异种软交换机之间的备份，上述系统可采用网管中心对所述软交换机进行用户数据配置和数据同步。
上述系统中，所述终端设备中的注册控制单元还用于在接收到本地软交换机的注册切换指令后，向备份软交换机注册。
由上可知，本发明的方法和系统，保证了软交换网络具有较高的稳定性和可靠性，一旦软交换网络中的某个软交换机出现局部故障或完全失效，可以由网络中的备份软交换机接替其工作，从而保证通信网络的正常运行。并且在采用网管中心对两台软交换机进行数据维护后，电信运行商可以采用不同厂家的软交换机实现异地容灾备份，便于组网运营。
【附图说明】
图1是运营商构建软交换通信网的结构图。
图2是运营商软交换网络的组网示意及同城用户之间呼叫的示意图。
图3是两城市用户之间呼叫的示意图。
图4是终端设备(IAD)自动切换到备份软交换的流程图。
图5是当一台软交换机全部失效时，异地容灾备份的呼叫示意图。
图6是当一台软交换机出现局部故障时，异地容灾备份的呼叫示意图。
图7是SS1故障，IAD2通过SS 2呼叫IAD3的接续流程图。
图8是SS1故障，IAD2通过SS 2呼叫IAD1的接续流程图，
【具体实施方式】
图1是本发明实施例软交换网络的结构图。如图所示，运营商首先构建了一个覆盖A、B两个城市的宽带IP数据网络，再在A、B两个城市各放置一台软交换机SS1和SS2，这两台软交换机可以不是同一个厂家生产的，根据用户实际需要在两个城市放装IAD用户，图中IAD1和IAD2是在A城市放装的，IAD3和IAD4是在B城市放装的，各软交换机和各IAD之间均通过IP网相连。此外，还建有一个与SS1和SS2相连的集中维护网管中心AS，实现对SS1和SS2统一的运营维护管理。
运营商的具体组网图如图2所示，A、B两个城市中的IAD，通过H.248协议与本城市的软交换机通信，正常情况下，一个城市内的电话呼叫由该城市内的软交换机控制。例如，IAD1到IAD2的呼叫，先由IAD1连接到SS1，再由SS1连接到IAD2(如箭头所示)，呼叫控制功能由SS1完成，在SS1的指导下，IAD1和IAD2进行端与端的通信，IAD1将接入的媒体信息流转换为采用IP协议的数据包(RTP媒体流)，通过IP网络传送到IAD2。
A、B两个城市的软交换机SS1和SS2之间通过SIP协议通信，SIP协议是一种软交换机之间的互连互通的标准协议，可以用于异种软交换机的互通，从而实现两个城市之间的长途呼叫。
正常情况下，IAD1到IAD3的呼叫接续过程如图3中的箭头所示，先由IAD1连接到SS1，再由SS1通过SIP协议连接到SS2，最后通过SS2连接到IAD3。
在本实施例中，运营商为保证网络的可靠运行，采用SS1和SS2异地容灾备份方式。通过网管中心在SS1和SS2上同时设置A、B两城市所有用户的数据，保证SS1和SS2分别可以独自处理两个城市所有用户的呼叫。当某个用户的数据需要修改时，网管中心通过标准网管接口，同时修改该用户在SS1和SS2中的数据。上述两个交换机之间的用户数据同步如果通过构建一个统一的数据库来实现，软交换机和这个数据库的接口将是私有的，无法实现异种软交换之间的备份。而本实施例采用网管接口来操作则可以实现异种软交换之间的备份。
为实现一台软交换机故障时，其所属的用户可以备份到其备份软交换机上，首先要求所有终端设备在安装时要设定一个主用的软交换地址，用于正常的呼叫通讯，再设定一个备份的软交换地址，用于异常时的通讯。主用和备份软交换地址分别对应于一个主用软交换机和一个备份软交换机。在正常情况下，A城市的IAD用户(如IAD1～IAD2)在SS1注册，相关呼叫由SS1处理，其主用的软交换地址设为SS1，备份的软交换地址设为SS2；而B城市的IAD用户(如IAD3～IAD4)在SS2注册，相关呼叫由SS2处理，其主用的软交换地址设为SS2，备份软交换地址设为SS1。
本发明实施例的IAD的切换有两种方式，一种是IAD发现无法与软交换机联系，在主备软交换机之间自动倒换；一种是发生局间故障等情况时，软交换机通知IAD切换。如SS1和SS2的通讯发生中断时，SS1自动通知SS1本地的IAD切换到SS2上(SS1和SS2不可同时设定该功能)。在故障解除后，SS1也可以通知本地的IAD再切换回来。
为了实现终端在主用和备份软交换机之间的自动切换，在用户终端IAD正常的情况下，IAD即使空闲，也定时向主用的软交换机进行通讯握手联络，一旦通讯握手3次失败，IAD自动切换主用和备份的软交换地址，开始向备份软交换进行握手联络。其中具体的流程图如图4所示，包括以下步骤：
步骤100，软交换机工作正常时，本地的IAD设备都注册在本地的软交换机上；
步骤110，IAD设备定时向本地软交换机注册(即进行通讯握手联络)；
步骤120，判断是否三次注册不上，如果是，执行下一步，否则，返回执行步骤100；
步骤130，IAD向备份软交换机注册；
步骤140，判断向备份软交换机的注册是否成功，如果是，执行步骤150，否则，执行步骤160；
步骤150，IAD的呼叫改由备份软交换机处理，并结束；
步骤160，IAD向主用软交换机注册；
步骤170，判断向主用软交换机注册是否成功，如果是，返回执行步骤100，否则执行步骤130。
SS1出现故障全部失效时，SS1所属的用户无法正常和SS1通讯，如上所述，当A城市的IAD用户检测到无法连接上SS1，会通过IP网络自动注册到SS2；或者SS1和SS2之间通讯中断后，SS1会通知A城市的IAD切换到SS2。这样两个城市的所有用户都由SS2负责处理，从而保证用户通信不中断，其组网形式如图5所示。
SS1局部故障时，如果局向通讯正常，一部分IAD在向SS1注册失败后，会向SS2注册，而另一部分IAD与SS1之间的通信则可能是正常的，如图6所示。图中SS1与SS2之间通信正常，IAD1仍注册在SS1上，而IAD2已注册到SS2上。
图7是SS1故障(全部或局部)，IAD2注册到SS2后，IAD2向IAD3呼叫接续的流程图，包括以下步骤：
步骤200，IAD2注册到SS2；
步骤210，IAD2连接SS2，请求发起呼叫；
步骤220，SS2根据事先设置的IAD2的用户数据，允许IAD2呼叫；
步骤230，SS2判断IAD2呼叫的IAD3是本地用户，直接本地接续IAD3，完成呼叫接续流程。
图5中右侧的箭头示出了其呼叫接续的过程。
图8是SS 1故障(全部或局部)，IAD2注册到SS2后，IAD2向IAD1呼叫接续的流程图，包括以下步骤：
步骤300，IAD2注册到SS2；
步骤310，IAD2连接SS2，请求发起呼叫；
步骤320，SS2根据事先设置的IAD2用户数据，允许IAD2呼叫；
步骤330，SS2判断IAD2呼叫的IAD1是SS1的用户，把呼叫路由到SS1的局向上；
步骤340，判断SS1局向是否可以接续，如果是，执行下一步；否则，执行步骤400；
步骤350，SS2通过SIP协议向SS1呼叫IAD1用户；
步骤360，判断是否找到IAD1，如果是，执行下一步，否则，执行步骤380(可以判断IAD1已经在其备份软交换机上注册，这里即本地SS2)；
步骤370，IAD2通过SS2、SS1接续IAD2，结束呼叫接续流程；
步骤380，SS2把呼叫重新路由到SS1的备份局向，在这里即本地；
步骤390，SS2本地接续IAD1和IAD2，结束呼叫接续流程；
步骤400，SS1局向故障(可以判断IAD1已经在SS2上注册)，SS2把呼叫重新路由到本地；
步骤410，SS2本地接续IAD1和IAD2，结束呼叫接续流程。
IAD2经SS2到IAD1的接续如图5中左侧箭头所示，IAD2经SS2、SS1到IAD1的接续如图6中的箭头所示。
上述流程的各步骤并非是固定不变的，如果系统已检测到SS1和SS2局间无法通讯时，会主动要求SS1(或SS2)的用户进行切换，注册到SS2上，相应的，在步骤330中，SS2判断IAD2呼叫的IAD1是SS1的用户后，可直接检查IAD1是否已在本地注册，如果已经注册，则本地接续IAD1和IAD2。
上述实施例虽然是以IAD为例，但从逻辑上看AG、TG、网络电话等终端设备和IAD都是一样的，只是容量不同，也可以采用本发明方法处理。
此外，在本发明的系统中，软交换机的个数可以是2个以上，在多个软交换机的情况下，可以两两组合互为主备，只要互为主备的软交换机的用户之间能通过承载网络进行端端通讯，即可采用本发明的异地备份方法。至于三台及以上异地软交换机互为主备的情况，应当视为本发明两两组合互为主备方法的多次使用。
通过上述方法，保证了软交换网络具有较高的稳定性和可靠性，一旦软交换网络中的某个软交换出现局部故障或完全失效，可以由网络中的其它软交换接替其工作，从而保证通信网络的正常运行。电信运行商可以采用不同厂家的软交换机实现异地容灾备份，便于组网运营。