软交换网络双归属机制研究

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1、软交换网络双归属机制研究陈健（中国电信股份有限公司上海研究院上海200122）摘要“双归属”概念是伴随软交换网络的应用产生的，为软交换网络提供异地容灾备份的安全保护。本文从软交换网络双归属实现原理出发，分析和描述了双归属的关键要素和切换流程，并指出了现阶段双归属功能应用中存在的问题。关键词　软交换；双归属；容灾备份；心跳1　引言由于网络和业务的运行质量直接关系到客户的感受，因此网络安全对于电信运营商来说永远是一个重要的话题。PSTN演进到软交换网络后，巨型节点的出现使安全问题更加突出。从运行维护层面来看，网络安全主要包括网

2、元本身的安全和网络安全两个方面。传统的电信网络在网元层面只能靠设备本身的安全机制来保证设备的稳定运行，网络层面的安全一般通过负荷分担和双路由来保证。从网络实际运行情况来看，重要网元故障时有发生，这些重要网元一旦不可达，业务损失不可避免。同时，灾害或者大话务量冲击造成区域内负荷分担或双路由节点全部瘫痪也是网络的重大威胁。对于以上问题，软交换网络双归属是很好的解决办法。2　软交换双归属原理目前，软交换网络的双归属是指两个SS（软交换）设备之间互为容灾备份关系，为对方提供接入层以下的各种网关、SIP设备、IAD设备等的注册、呼叫

3、路由、计费和全业务逻辑等服务。也就是说，这里所说的容灾备份功能主要是对软交换网络接入层而言的，应用层设备（如应用服务器、SHLR、IP外设等）的安全性仍通过负荷分担、1+1或N+1等方式来保证。软交换网络实现双归属的前提是两个容灾软交换系统间建立互为备份的容灾数据库。网关与SS之间通过H.248心跳检测来判断主用SS的工作状态，决定是否发起容灾双归属切换；容灾侧SS根据设置的容灾策略决定是否接受切换到容灾状态。简单地说就是：网关是容灾切换动作的发起方，SS是容灾双归属切换的控制方。决定双归属异地容灾能否成功的因素有：心跳检

4、测机制，包括网关与SS之间的容灾心跳交互以及SS之间的心跳交互；网关和SS的容灾配置；双归属容灾策略的组合应用；容灾备份数据库策略；双归属切换的路由组织（切换前后的网络组网和路由组织策略的影响主要有：切换前网关的正常呼入、呼出路由走向；切换后出入网关的呼叫路由走向）。3　心跳检测机制软交换网络容灾备份机制涉及的心跳机制有SIP容灾心跳、路由心跳和H.248心跳。SIP容灾心跳是指主用SS和容灾SS之间的心跳，路由心跳是指可路由直达的SS设备间的心跳。两者都采用SIP的OPTIONS消息，区别是SIP容灾心跳OPTIONS消

5、息中From域的userinfo部分为redundancy。H.248心跳包括SS到MG的心跳（AuditValue）和MG到SS的心跳（Servicechange）。（1）SS到MG的心跳（AuditValue）每个心跳周期，SS向MG终结点发送一个AuditValue消息。最大沉默时间设为8个心跳周期（可设置），当SS连续8个心跳周期没有从MG收到任何消息时，就判定MG发生故障。（2）MG到SS的心跳（Servicechange）主动检测软交换故障的过程：每30s（定时器可调）发一次心跳，没有收到回复就在5s内重发4次

6、心跳，如果仍未收到回复，则在70s的链路保护时间以后向备用SS注册。MG也可以采用较简单的单向被动心跳机制，即不主动向SS发送心跳消息，只记忆SS向自己发送的心跳，在8个心跳周期（可设置）后如果没有收到SS发来的AuditValue消息，就认为主用SS发生故障，向配置的其他SS进行注册。4　双归属容灾配置和策略4.1　容灾配置要点软交换网络的容灾配置决定了各个容灾相关节点的容灾方式。容灾配置主要包括MG、SS和容灾数据库3个部分。（1）MG切换控制配置MG切换控制包括两方面内容，一是MG对可注册的SS地址的设置，二是自动和

7、手动切换控制，一些MG设备（如中兴的TG设备）可以设置开关来控制心跳消失时是自动向备用SS切换还是人工命令控制切换。（2）SS切换控制配置SS切换控制配置内容包括：检测容灾心跳是否正常，决定接受或者不接受容灾双归属MG的注册请求；对请求容灾双归属注册的MG的数量进行检测，决定是否接受注册请求；对请求容灾双归属注册的MG的重要性进行检测，决定是否接受注册请求。（3）容灾备份数据库配置策略容灾备份数据库设置在容灾SS内，数据库应该包括：需要双归属接入设备的地址和注册信息；需要双归属切换的所有接入用户的业务代码和属性。容灾备份数

8、据库配置包括以下内容：容灾数据库备份的完整性和实时性，容灾计费话单的处理和传送；容灾数据库双向同步和校验（正常情况下和容灾切换后的数据备份功能）；容灾数据库激活策略（按照MG节点激活，或者等定义的若干比例的MG注册完成后激活，或者等所有MG都注册完成后激活）。4.2　容灾策略将采用不同容灾配置的MG、S