CN103703744A - 用于传送属于多个sip会话的状态信息的方法 - Google Patents
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Abstract
一种用于从第一SIP服务器向第二SIP服务器传送属于多个SIP会话的状态信息的方法,所述第一SIP服务器和所述第二SIP服务器被操作地连接至一个或多个SIP网关,所述方法包括在控制节点处:监测所述第一SIP服务器,直至正在进行的事务被终止;在所述正在进行的事务的终止之后,从所述第一SIP服务器获取属于由所述第一SIP服务器所管理的会话的对话状态信息;以及将获取的所述对话状态信息存储在所述第二SIP服务器处。
Description
技术领域
本发明涉及被适配为支持会话初始协议(SIP)会话的网络的领域。
背景技术
虚拟化技术使得计算系统能够通过基于所需来供应附加的虚拟机以处理负载的剧增。因此,替代过度增加计算系统的尺寸来处理(潜在的)峰值负载,云计算使得这些计算系统能够根据它们目前的需要来获取并且释放资源。这种类型的可扩展系统在下文中将被称作“弹性(elastic)”系统。
被用于在诸如互联网的基于分组的网络上建立并且控制端点之间的多媒体通信会话的会话初始协议(SIP)是有状态的协议。这意味着协议交换中的参与方必须记得交换的状态,以适当地响应协议事件。此外,大部分的SIP服务器是有状态的—例如,因为它们维护表示两个SIP用户代理(UA)之间SIP关系的“对话”,该“对话”持续一段时间。此外,SIP能够在各种传送协议上运行,包括本身就是状态敏感协议的传送控制协议(TCP)。
发明内容
在以申请人的名义的、名称为“Method and apparatus forinterconnecting a user agent to a cluster of servers”的专利申请中提供了一种方法,该方法用于将SIP服务器从它们的(非弹性的)同族以及从SIP UA上解耦,以使得在不危害正在进行的呼叫的情况下能够动态地向外扩展以及聚集SIP服务器,特别是呼叫有状态的SIP服务器,该申请与本申请于同一天被提交,其内容在此通过引用的方式而结合于此。本申请引入了客户端弹性网关(CEG)和服务器弹性网关(SEG)的概念。
在提供SIP弹性的网络中,虚拟SIP服务器可以被动态地添加或移除,以应对负载的变化。可能会发生这样的情形,其中单个正在进行的会话或少数几个正在进行的会话推迟了另外的不需要的虚拟服务器的移除,这可能会导致相当大的分配的低效率。因此,需要方法来将正在进行的SIP会话从一个弹性SIP服务器可靠地传送至另外一个,尤其是在呼叫有状态的SIP服务器的情况下。
根据本发明的方面,提供了一种用于从第一SIP服务器向第二SIP服务器传送属于多个SIP会话的状态信息的方法,所述第一SIP服务器和所述第二SIP服务器被操作地连接至一个或多个SIP网关,该方法包括在控制节点处监测所述第一SIP服务器,直至正在进行的事务被终止;在所述正在进行的事务的终止之后,从所述第一SIP服务器获取属于由所述第一SIP服务器所管理的会话的对话状态信息;以及将获取的所述对话状态信息存储在所述第二SIP服务器处。
在实施例中,根据本发明的方法进一步包括抑制所述第一SIP服务器处的新会话的创建。
在具体的实施例中,根据本发明的方法进一步包括识别所述第一SIP服务器的现存会话;发起由所述一个或多个SIP网关进行的对属于在被识别的现存会话内部的新事务的消息的拦截,所述拦截发生在所述监测期间;以及在所述存储之后,将被拦截的所述消息释放至所述第二SIP服务器。
在更具体的实施例中,所述抑制包括指示所述一个或多个SIP网关将属于新会话的消息重新定向至所述第二SIP服务器。
在另一个更具体的实施例中,所述抑制包括指示所述一个或多个SIP网关将所述第二SIP服务器投入使用。更具体地,所述指示通过域名系统更新和发布-订阅事件之一而发生。
在另一个更特别的实施例中,所述抑制包括指示所述第一SIP服务器在所述监测之前,将背压信号发送至所述一个或多个SIP网关;其中,在所述监测期间,所述第一SIP服务器从所述一个或多个SIP网关接收传送中的消息,并且将接收到的所述消息返回至相应的SIP网关。
在更具体的实施例中,所述抑制包括指示所述一个或多个SIP网关将所述第二SIP服务器投入使用。更具体地,所述指示通过域名系统更新和发布-订阅事件之一而发生。
在实施例中,根据本发明的方法进一步包括将第一信号和第二信号发送至所述第一SIP服务器,所述第一信号和所述第二信号中的至少一个信号包括对所述第二SIP服务器的标识;其中在接收所述第一信号之后,所述第一SIP服务器存储从所述一个或多个SIP网关所接收到的消息;并且其中,在接收所述第二信号之后,所述第一SIP服务器将存储的所述消息转发至所述第二SIP服务器。
在具体的实施例中,该方法进一步包括指示所述一个或多个SIP网关将所述第二SIP服务器投入使用。所述指示通过域名系统更新和发布-订阅事件之一而发生。
根据本发明的一个方面,提供了一种用于在上面所描述的方法中使用的控制节点。
根据本发明的另一个方面,提供了一种用于在上面所描述的方法中使用的SIP服务器。
根据本发明的另一个方面,提供了一种计算机程序,被配置为使得可编程设备执行上面所描述的方法。
附图说明
根据本发明的实施例的装置和/或方法的一些实施例现在仅通过示例的方式并且参照附图进行描述,其中:
图1图示了包括单个SIP域的示例性网络;
图2a至2c图示了包括处于执行根据本发明的方法的不同阶段中的两个SIP域的示例性网络;
图3给出了根据本发明的实施例的方法的流程图;
图4-6给出了根据本发明的各种实施例的方法的协议交换,尤其是在从簇中移除弹性SIP服务器的背景下;以及
图7-9给出了根据本发明的各种实施例的方法的协议交换,尤其是在向簇中增加弹性SIP服务器的背景中。
具体实施方式
本发明除了其他之外,还基于这样的认识,即如果将正在进行的会话从一个服务器移动至另一个服务器是有可能的,那么会话能够在(虚拟的)弹性SIP服务器的簇之中被更有效地分配。
图1图示了包括由单个SIP域100互接的两个示例性用户代理101、102的示例性网络。SIP域100包括屏蔽服务器簇的第一客户端弹性网关(CEG)111和第二CEG211。在不失一般性的情况下,簇被图示为包含三个弹性SIP服务器121-123。
在不失一般性的情况下,我们考虑第一SIP CEG 111和拓扑上相邻的UA 101之间的交互。SIP CEG 111在所有它与UA 101的通信中充当用户代理服务器(UAS)的角色,并且在它与弹性SIP簇的SIP服务器121-123的关系中充当用户代理客户端(UAC)的角色。因此SIP CEG 111通过作为单个SIP服务器而对客户端101隐藏起弹性SIP服务器121-123。根据本发明的原理,这可以通过与弹性控制系统(ECS)进行交互来包括负载均衡支持和/或故障转移(failover)支持。此外,SIP CEG 111终止源自于弹性SIP簇121-123的弹性控制消息,所以它对于UA 101隐藏起弹性SIP簇的动态—包括将消息重新定向至另一个SIP服务器的指令。
传统的负载平衡器只处理到来的消息。由于SIP CEG 111试图控制对弹性SIP簇121-123的所有接入,它还将外出的消息转发至UA101。因此,UA 101将响应送还至SIP CEG 111,而不是先前处理这个消息的实际SIP服务器。这使得CEG 111能够在新的SIP服务器被获得时,或者在多余的SIP服务器被释放时,透明地重新定向消息。
在第二SIP CEG 211和拓扑上相邻的UA 201之间的交互是完全类似的。
将CEG实例部署为接近于SIP UA是有利的—在毫微微小区(Femtocell)上、在归属网关上、或者在甚至作为SIP UA自己上单独的服务的最极端情况下。通过部署(多个)CEG接近于客户端(替代仅少量CEG接近于弹性SIP服务器),CEG必须满足较不严格的可拓展性和高可用性的需求。由于只有少量UA依赖于它们的功能,失败的影响是有限的。
相反,被部署为接近于客户端的CEG将容纳更多数量的UA,并且因此将必须满足更严格的可拓展性和高可用性的需求。
本发明还基于这样的认识,即专用的SIP服务器弹性网关(SIPSEG)能够被用于将SIP服务器从非弹性或属于不同域的同类中解耦。
图2a至图2c图示了包括由若干SIP域互连的两个示例性用户代理101、201的示例性网络。在不失一般性的情况下,两个互连的SIP域100、200被示出。每个所图示的SIP域100、200包括面对用户代理的CEG 111、211,以及面对域边界的SEG 131、231。每个域100、200的CEG和SEG屏蔽服务器簇。在不失一般性的情况下,每个簇被图示为包含三个弹性SIP簇121-123、221-223。
SEG 131、132的角色类似于CEG 111、211;它将到来的消息重新定向至合适的服务器,它终止源自于弹性SIP服务器121-123、221-223的弹性控制消息,并且它将消息转发至下一跳(以隐藏起实际处理这个消息的弹性SIP服务器,并且确保响应被送还至SEG)。
虽然CEG和SEG的目标是类似的,但是它们的实施和部署模型略有不同。这已经是区别CEG(其将弹性SIP服务器从SIP UA中解耦)和SEG(其将弹性SIP服务器从非弹性或属于不同域的同类中解耦)的主要原因。
动态地向外拓展(scale out)SIP簇的主要问题之一来自于这样的事实,即SIP协议本质上是有状态的——也就是说,它定义了在SIP会话的过程中消息被交换的严格顺序。为了促进对正在进行的SIP会话的管理,被影响的(呼叫有状态的)SIP服务器通常表示使用SIP对话的这些会话的当前状态。因此,在SIP会话的过程中两个或更多SIP UA之间的所有通信必须由容纳被影响的SIP对话的同一SIP服务器来处理。
这使得弹性SIP场(farm)的开发和部署变得复杂。例如,在弹性控制系统(ECS,负责监测弹性SIP场的负载,以及负责响应于这些测量而创建和移除节点)决定减少弹性SIP场中的SIP服务器的个数,它不能删除处理由SIP对话所表示的正在进行的会话的服务器。在ECS决定增加弹性SIP场中的SIP服务器的个数时,被引入的新的服务器并不接管其他服务器的负载的部分,而是在新的呼叫被建立时逐渐地被投入使用。
为了以最佳的方式应对瞬时负载的变化,根据本发明的系统能够,例如在面对服务器创建/删除时,在弹性SIP场的服务器之间传送SIP对话。在ECS决定从弹性SIP场中移除(虚拟的)SIP服务器时,它将该服务器的对话传送去往剩余的SIP服务器。在向弹性SIP场增加新的(虚拟的)SIP服务器时,ECS能够通过将其他SIP服务器的对话迁移去往这个新增加的SIP服务器来立即重新平衡SIP场的负载。在这些对话迁移的同时,ECS指示弹性SIP场将属于对话的会话的消息重新定向至新的服务器。
示例性SIP会话在图2a和图2c中通过在第一用户代理101和第二用户代理201之间的粗体虚线被图示。会话相关的数据路径经由全部属于第一域100的CEG 111、ESS 121、SEG 131传递,并且进一步穿过全部属于第二域200的SEG 231、ESS 221和SEG 211。SIP服务器ESS 121和221在图2a中用黑色星形进行标记,表明了属于在考虑中的SIP对话的状态信息被存储在这些服务器中。为了完整性,弹性控制系统150被示出在图2a至图2c的SIP网络附近,以表明控制在考虑的网络中的切换的系统存在。但是,虽然这个实体被示出为不同的元件,但是技术人员将理解,ECS 150实际上可以被实施为单独的网络节点或者被实施为已经在图中被图示的任何其他网络元件的一部分。特别地,ECS 150可以是ESS 121、122的一部分,或者是CEG 111和SEC131之一的一部分。
现在转到根据本发明的方法的效果,应当假设,在时间上的某点,ECS 150决定被表示的对话必须从活跃的ESS 121迁移至不同的服务器。出于说明的目的,ESS 122被假设为目的地服务器。ECS 150的将会话从ESS 121迁移至ESS 122的决定可能是受负载平衡的考虑的激发,受原始服务器121的失败的激发,受例如由于非常低的负载而期望将ESS 121从服务中除去的激发,或者受例如由于ESS 122最近在合适的主平台上被创建为虚拟服务器而期望在ESS 122中吸引更多的流量的激发。作为ECS 150的将正在进行的会话从ESS 121移动至ESS 122的决定的结果,根据下面将更详细地描述的方法,状态信息将必要从ESS 121被传送至ESS 122。
图2b示意性地图示了为了执行切换,ESS 121将如何与目标ESS122进行通信,并且可选地,取决于所选择的方法,与CEG 111和SEG131进行通信。为了保证这能够在不具有信息的损失或损坏的情况下发生,有必要避免任何以下的瞬时状态,在该瞬态状态中ESS 121和ESS 122二者被认为要负责同一会话。本发明的实施例是基于发明人这样的认识,即暂时地抑制最初由服务器121所管理的会话内的新事务的发生,并且允许在将与会话相关的状态信息从ESS 121移动至ESS 122之前正在进行的事务被完成,这样是有利的。
图2b通过去掉表示对话路径的粗体虚线来示意性地图示没有新的事务,并且进一步表明由黑色星形所表示的状态信息现在由目标服务器ESS 122来承载。一旦状态信息已经被移动,并且相邻节点CEG111和SEG 131已经被适当地通知这个会话的移动,那么在图2c中图示的结束状态已经被实现,并且会话能够沿着在该图中所图示的路径进行恢复。
一般来说,根据本发明的方法的实施例由图3的流程图来图示,其中在第一步骤310中,作为弹性控制系统ECS 150的结果,第一SIP服务器121处的新会话的创建被抑制(在出现时,这个抑制步骤可以采用来自弹性SIP服务器的背压的形式,或者采用在CEG或SEG处被实施的重新定向的形式)。在第二步骤320中,ECS 150启动监测在第一SIP服务器121处的活动,直至所有正在进行的事务被终止。在第三步骤330中,ECS 150从第一SIP服务器读取对话状态信息,并且最后在第四步骤340中,ECS 150将所获取的对话状态信息存储在第二SIP服务器121处。在这一点处,这个状态信息已经被安全地从第一ESS 121传送至第二ESS 122,并且正常的事务能够在被传送的会话中恢复。
现在参照图4对示例性场景进行描述。
ECS 150首先指示所有CEG 111和SEG 131重新定向将在被影响的服务器121上启动新会话(创建新对话)的消息(例如,INVITE消息)去往另一个服务器122。接下来,ECS 150获得被影响的服务器121当前正在处理的正在进行的会话的对话规范(以及其他状态信息)。对于每个对话(其表示正在进行的呼叫),ECS 150指示被影响的CEG 111和SEG 131截取以下的消息(例如,BYE消息),该消息启动新事务,该新事务作为在承载对话的服务器上的正在进行的会话的一部分的—所有其他消息被传送至被影响的服务器121,以使得正在进行的事务能够完成。接下来,ECS 150监测被影响的服务器,直至每个正在进行的事务被完成。注意,(SIP)会话可以包括多个事务(例如,INVITE和BYE事务),并且因此,完成正在进行的事务并不意味着相关联的会话也被完成。一旦每个正在进行的事务被完成(与等待直至相关联的会话被完成相比,这将在有限的时间内发生),ECS 150将剩余的对话(以及所有其他的会话状态)从被移除的服务器121传送至一个或多个剩余的SIP服务器122。一旦这被完成,ECS 150指示CEG 111和SEG 131释放所有被截取的消息,并且将它们重新定向至这些新的服务器122。ECS 150现在能够安全地移除旧的SIP服务器121。
现在参照图5对另一个示例性场景进行描述。
ECS 150指示被移除的SIP服务器121停用。响应于这个请求,被影响的SIP服务器121在接收启动新会话(对话)的消息时发送背压(backpressure)。这可能是SIP 503服务不可用的响应,或者封装初始请求的专用背压消息。接收到这样的背压消息时,CEG 111或SEG 131将初始请求重新定向至弹性簇中的另一个SIP服务器122,并且将发送该背压的SIP服务器121从可用服务器的列表中排除。
在指示SIP服务器121停用之后,ECS 150监测这个服务器,直至每个正在进行的事务完成(例如,使用发行订阅(PUBLISHSUBSCRIBE)机制)。接下来,ECS 150将剩余的对话(以及所有其他会话状态)从被移除的服务器121传送至一个或多个剩余的SIP服务器122。如果在这个状态传送的过程中,旧的服务器121接收到另一个消息(诸如BYE消息),那么它将这个消息送还至承载这个消息的始发CEG 111或SEG 131,直至状态迁移完成。一旦这被完成,ECS 150指示被影响的CEG 111和SEG 131释放所截取的消息,并且将它们重新定向至新的服务器122。
现在参照图6对另一个示例性场景进行描述。
ECS 150指示被影响的SIP服务器121启动对话切换,并且监测这个服务器121,直至每个正在进行的事务被完成。一旦达到这个状态,SIP服务器121截取所有剩余的消息。在ECS 150已经将会话状态数据传送至新的SIP服务器122之后,ECS 150指示旧的服务器121转发所有被截取的消息以及新到达的消息。ECS 150然后指示CEG111和SEG 131将消息重新定向至新的服务器122,并且移除旧的服务器121。
注意,ECS 150没有必要必须被部署为单独的服务器。它的功能也能够被部署在被影响的服务器121、122上,或者被集成为这个服务器功能的一部分。
现在参照图7对图4中所图示的场景的变形进行描述。
在创建新的(虚拟的)SIP服务器122之后,ECS 150更新所有的CEG 111和SEG 131,以将这个服务器122投入使用(这能够通过域名系统DNS以间接的方式被完成,或者使用像发行-订阅这样的技术以直接的方式被完成)。然后,ECS 150获得将被迁移至这个新的SIP服务器122的对话(会话)的规范。ECS 150获得将被迁移的对话的规范。对于每个对话(其表示正在进行的会话),ECS 150指示被影响的CEG 111和SEG 131截取在承载对话的服务器121上启动新事务(作为这些正在进行的会话的一部分)的消息(例如,BYE消息)。在ECS 150确定所有正在进行的事务已经被完成之后,它将被影响的对话传送至新的SIP服务器122。最后,ECS 150指示CEG111和SEG 131释放所有被截取的消息,并且将它们重新定向至目的地服务器122。
现在参照图8对图5中所图示的场景的变形进行描述。
在创建新的(虚拟的)SIP服务器122之后,ECS 150更新所有的CEG 111和SEG 131,以将这个服务器122投入使用。接下来,ECS150监测所有的节点121(其是正在被传送至这个新的SIP服务器122的处理会话),直至每个正在进行的事务被完成,并且将剩余的对话(以及所有其他的会话状态)传送至新的SIP服务器122。如果在这个状态传送的过程中,消息到达在旧的服务器121处,那么这些服务器将这些消息送还至始发的CEG 111或SEG 131(其保留它们,直至状态迁移完成)。一旦这个完成,ECS 150指示被影响的CEG 111和SEG 131释放所截取的消息,并且将它们重新定向至新的服务器122。
现在参照图9对图6中所图示的场景的变形进行描述。
在创建新的(虚拟的)SIP服务器122之后,ECS 150更新所有的CEG 111和SEG 131,以将这个服务器122投入使用。接下来,ECS150指示被影响的SIP服务器121(其是正在被传送至这个新的SIP服务器122的处理会话)以启动对话切换,并且监测这些服务器121,直至每个正在进行的事务被完成。一旦达到这个状态,SIP服务器121截取所有剩余的消息。在ECS 150已经将会话状态数据传送至新的SIP服务器122之后,ECS 150指示旧的服务器121转发所有被截取的消息以及新到达的消息。最后,ECS 150然后指示CEG 111和SEG131将消息重新定向至新的服务器。
注意,类似于可移除的场景,ECS 150没有必要必须被部署为单独的服务器。它的功能也能够被部署在被影响的服务器121、122上,或者被集成为这个服务器功能的一部分。
本领域的技术人员将容易地认识到,各种上述方法的步骤能够由被编程的计算机来执行。在本文中,一些实施例还旨在涵盖程序存储设备,例如机器或计算机可读的数字数据存储介质,并且对指令的机器可执行或计算机可执行程序进行编码,其中所述指令执行所述上述的方法的一些或所有步骤。程序存储设备可以是,例如数字存储器、诸如磁盘和磁带的磁存储介质、硬盘、或光学可读数字数据存储介质。实施例还旨在涵盖被编程以执行上述的方法的所述步骤的计算机。
在图中被示出的各种元件的功能,包括被标示为“处理器”的任何功能模块,可以通过专用硬件以及与合适的软件相关联而能够执行软件的硬件的使用来提供。在由处理器提供时,功能可以由单个专用处理器、单个共享处理器或多个单独的处理器(其中的一些可以被共享)来提供。此外,术语“处理器”或“控制器”的明确使用不应当被解释成是排外地指能代够执行软件的硬件,并且可以不加限制地含蓄包括数字信号处理器(DSP)硬件、网络处理器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、用于存储软件的可读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)以及非易失性存储器。常规的和/或定制的其他的硬件也可以被包括之内。类似的,在图中所示出的任何交换机只是概念上的。它们的功能可以通过程序逻辑的操作、通过专用逻辑、通过程序控制和专用逻辑的交互,或者甚至人工地,如更具体地从背景中所理解地,通过由实施者可选择的特定技术,来执行。
Claims (15)
1.一种用于从第一SIP服务器向第二SIP服务器传送属于多个SIP会话的状态信息的方法,所述第一SIP服务器和所述第二SIP服务器被操作地连接至一个或多个SIP网关,所述方法包括在控制节点处:
-监测所述第一SIP服务器,直至正在进行的事务被终止;
-在所述正在进行的事务的终止之后,从所述第一SIP服务器获取属于由所述第一SIP服务器所管理的会话的对话状态信息;以及
-将获取的所述对话状态信息存储在所述第二SIP服务器处。
2.根据权利要求1所述的方法,进一步包括抑制所述第一SIP服务器处的新会话的创建。
3.根据权利要求2所述的方法,进一步包括:
-识别所述第一SIP服务器的现存会话;
-发起由所述一个或多个SIP网关进行的对属于在被识别的现存会话内部的新事务的消息的拦截,所述拦截发生在所述监测期间;以及
-在所述存储之后,将被拦截的所述消息释放至所述第二SIP服务器。
4.根据权利要求3所述的方法,其中所述抑制包括指示所述一个或多个SIP网关将属于新会话的消息重新定向至所述第二SIP服务器。
5.根据权利要求3所述的方法,其中所述抑制包括指示所述一个或多个SIP网关将所述第二SIP服务器投入使用。
6.根据权利要求5所述的方法,其中所述指示通过域名系统更新和发布-订阅事件之一而发生。
7.根据权利要求2所述的方法,其中所述抑制包括指示所述第一SIP服务器在所述监测之前,将背压信号发送至所述一个或多个SIP网关;其中,在所述监测期间,所述第一SIP服务器从所述一个或多个SIP网关接收传送中的消息,并且将接收到的所述消息返回至相应的SIP网关。
8.根据权利要求7所述的方法,其中所述抑制包括指示所述一个或多个SIP网关将所述第二SIP服务器投入使用。
9.根据权利要求8所述的方法,其中所述指示通过域名系统更新和发布-订阅事件之一而发生。
10.根据权利要求1所述的方法,进一步包括将第一信号和第二信号发送至所述第一SIP服务器,所述第一信号和所述第二信号中的至少一个信号包括所述第二SIP服务器的标识;其中在接收所述第一信号之后,所述第一SIP服务器存储从所述一个或多个SIP网关所接收的消息;并且其中,在接收所述第二信号之后,所述第一SIP服务器将存储的所述消息转发至所述第二SIP服务器。
11.根据权利要求10所述的方法,进一步包括指示所述一个或多个SIP网关将所述第二SIP服务器投入使用。
12.根据权利要求11所述的方法,其中所述指示通过域名系统更新和发布-订阅事件之一而发生。
13.一种用于在根据前述权利要求中的任一项所述的方法中使用的控制节点。
14.一种用于在根据权利要求1至12中的任一项所述的方法中使用的SIP服务器。
15.一种计算机程序,被配置为使得可编程设备执行根据权利要求1至12中的任一项所述的方法。
Applications Claiming Priority (3)
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