專利名稱：一種基于軟交換的媒體服務器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種基于軟交換的媒體服務器，確切地說，涉及一種在下一代網絡(NGN，Next Generation Network)中用于提供各種媒體資源的服務器；屬于電信網絡中的媒體信息處理裝置技術領域。
背景技術：
在各種電信業(yè)務中，有相當一部分業(yè)務需要一些特殊的媒體資源進行配合(例如放音資源、錄音資源、語音合成資源等)，因此，在電信網絡中，用于提供各種媒體資源的設備是不可或缺的重要網元。
交互式語音應答系統(tǒng)(IVR，Interactive Voice Response)和智能外設(IP，Intelligent Peripheral)是當前電信網絡中用于提供多種媒體資源的兩種典型設備。該兩者都能提供放音資源、錄音資源、語音合成資源、文語轉換資源、電話會議橋等五種資源，其中智能外設還具有提供傳真、電視會議橋、導航菜單、協(xié)議轉換器、視頻服務器、呼叫承載控制網關等資源的能力。
但是，交互式語音應答系統(tǒng)屬于傳統(tǒng)固定電信網絡的邊緣技術，智能外設屬于傳統(tǒng)智能網體系，它們兩者所支持的網絡體系結構、協(xié)議、功能和性能等都與下一代網絡體系不符合。例如首先，交互式語音應答系統(tǒng)和智能外設都是使用7號信令，尚不支持基于互聯(lián)網協(xié)議IP的新型協(xié)議，例如會話初始協(xié)議(SIP，Session Initiation Protocol)、信令傳輸H.248協(xié)議族(SIGTRAN，SignalingTransport)等。其次，交互式語音應答系統(tǒng)和智能外設在業(yè)務提供上屬于封閉型，只對運營商開放，不符合下一代網絡所要求的業(yè)務開發(fā)能力向第三方開放的發(fā)展趨勢。再者，交互式語音應答系統(tǒng)和智能外設都是基于電路交換，不能應用于基于分組交換的下一代網絡環(huán)境中。另外，從物理層和數據鏈路層來說，交互式語音應答系統(tǒng)和智能外設對外的信令和承載接口一般是E1接口，而該類接口在從傳統(tǒng)網絡向下一代網絡的演進過程中將會被逐步淘汰。因此，交互式語音應答系統(tǒng)和智能外設已經不能滿足以互聯(lián)網協(xié)議IP為基礎、基于分組交換的下一代網絡的要求。
雖然，中國發(fā)明專利申請《無縫、可擴縮的分布式媒體服務器》(公開號CN1324461A)提供了一種用于因特網領域的多媒體服務器，以便降低系統(tǒng)的瓶頸效應。但是，該發(fā)明專利申請解決的問題是針對因特網領域的，不適用于電信網絡，尤其不適用于下一代電信網絡對媒體服務器的特殊技術要求。因此，研究和開發(fā)一種基于軟交換的媒體服務器，以適應電信網絡向下一代網絡NGN的發(fā)展方向，已經成為一個急需解決的技術問題。

發(fā)明內容
有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種基于軟交換的媒體服務器，該媒體服務器能夠支持下一代網絡中的各種信令協(xié)議，為下一代網絡中的各種基本電信業(yè)務和增值業(yè)務提供廣泛的媒體資源的支持。
為了達到上述目的，本發(fā)明提供了一種基于軟交換的媒體服務器，其技術方案是該裝置包括有一臺用作主機的前置機、多臺用作從機的后置機和多臺操作維護機；所述前置機包括有通用消息模塊，以及與該通用消息模塊分別連接的協(xié)議棧模塊、資源控制模塊和操作維護接入模塊；后置機包括有相互連接的通用消息模塊和資源處理模塊；其中前置機與各個后置機的通用消息模塊之間，以及前置機的操作維護接入模塊與各個操作維護機之間都通過通信線路實現(xiàn)信息交互。
所述前置機的功能是通過協(xié)議棧模塊與外部網絡實體進行包括但不限于SIP信令或H.248信令的收發(fā)傳送；對該媒體服務器的各種媒體資源進行統(tǒng)一管理、分配和控制；對各個后置機進行流量控制和負荷均衡控制；通過操作維護接入模塊與操作維護機進行信息交互，接收并執(zhí)行操作維護機發(fā)出的針對前置機的各種操作/維護命令，并返回執(zhí)行結果；并代表后置機接收操作維護機發(fā)出的針對后置機的各種操作/維護命令，并轉發(fā)給相應的后置機。
所述前置機可以選配資源處理模塊，該資源處理模塊的功能是用于提供各種媒體資源，并與外部網絡實體進行至少包括實時傳輸協(xié)議RTP(Real-timeTransport Protocol)和實時傳輸控制協(xié)議RTCP(Real-time Transport ControlProtocol)媒體承載協(xié)議消息的接收和發(fā)送，實現(xiàn)音頻/視頻媒體信息的雙向交換；接受資源控制模塊的控制，通過底層硬件板卡資源或者調用軟件型式的數字信號處理DSP的應用編程接口API(Application Programming Interface)來控制媒體資源的使用，使得資源控制模塊能夠適應各種不同的底層應用編程接口API。
所述協(xié)議棧模塊包括兩個子模塊完成標準信令消息的傳輸層及以下協(xié)議層的消息包處理的協(xié)議棧前端子模塊，以及完成標準信令消息的編解碼的協(xié)議棧代理子模塊；該協(xié)議棧模塊的功能是在外部控制實體和內部資源控制模塊之間進行協(xié)議轉換，完成信令消息的編解碼。
所述協(xié)議棧代理子模塊由H.248協(xié)議棧代理子模塊H248PAM(H.248Protocol stack Agent Module)和SIP協(xié)議棧代理子模塊SIPPAM(SIP Protocolstack Agent Module)兩部分組成，該兩個協(xié)議棧代理子模塊利用通用消息協(xié)議GMP分別對解碼以后的H.248協(xié)議消息或SIP協(xié)議消息進行封裝，并通過通用消息模塊分別提供給H.248應用子模塊H248AppM或SIP應用子模塊SIPPAM；H248應用子模塊H248AppM或SIP應用子模塊SIPAppM用GMP對自身產生的未經過編碼的H.248協(xié)議消息或SIP協(xié)議消息的必需信息分別進行封裝，并通過通用消息模塊分別傳送給該兩個協(xié)議代理子模塊，再由該兩個協(xié)議代理子模塊將消息進行編碼后發(fā)給媒體服務器的控制設備。
所述前置機的通用消息模塊包括兩個子模塊完成信令及其它實時消息的分發(fā)和路由控制的實時消息子模塊，以及完成至少包括操作維護消息和網管消息的分發(fā)和路由控制的非實時消息子模塊；該通用消息模塊功能是作為前置機各個模塊之間和前置機與后置機之間的通信樞紐，為各個模塊之間的通信提供路由并轉發(fā)消息。
所述資源控制模塊包括資源管理子模塊RMM(Resource Management Module)，用于管理該裝置中涉及SIP和H.248資源能力的管理和控制協(xié)議本身的各種資源；該子模塊通過資源配置文件獲得媒體服務器的硬件板卡能力和軟件形式的數字信號處理DSP能力的加載；并為H.248應用子模塊H248AppM和SIP應用子模塊SIPAppM提供資源的各種描述(例如根據撥號音，忙音等語音的標識符toneId獲得語音文件的名字，存取用于承載實時傳輸協(xié)議RTP的傳輸層協(xié)議即用戶數據報協(xié)議UDP的端口號，存取前述端口的編解碼能力等)以及與協(xié)議相關的資源(例如H.248協(xié)議的終結點標識terminationId，上下文標識contextId，預先加載的電話撥號數字串格式digitMap等)；H.248應用子模塊H248AppM(H.248 Application Module)，負責實現(xiàn)H.248的協(xié)議功能，指揮資源處理模塊實現(xiàn)媒體服務器的資源功能；對從H.248協(xié)議棧代理子模塊H248PAM送來的H.248消息進行解釋，并將該子模塊與資源部分進行相關操作形成的內部資源控制協(xié)議IRCP消息發(fā)送給資源處理模塊；該模塊還包含各種與呼叫和協(xié)議相關的數據結構，能在媒體服務器的外部控制實體的控制下對呼叫進行管理；SIP應用子模塊SIPAppM(SIP Application Module)，負責實現(xiàn)SIP的協(xié)議功能，指揮資源處理模塊實現(xiàn)媒體服務器的資源功能；對從SIP協(xié)議棧代理子模塊SIPPAM送來的SIP消息進行解釋，并將該子模塊與資源部分進行相關操作形成的IRCP消息發(fā)送給資源處理模塊；該模塊還包含各種與呼叫和協(xié)議相關的數據結構，能在媒體服務器的外部控制實體的控制下對呼叫進行管理；通用消息封裝子模塊GMEM(General Message Encapsulation Module)，負責將IRCP消息封裝成通用消息協(xié)議GMP(General Message Protocol)消息，并負責將GMP消息解包成IRCP消息，提供給IRCP消息使用者；總控子模塊(OCM，Overall Control Module)，作為總體運行調度子模塊，負責其他各個子模塊的初始化，然后以輪詢方式分別調用H248AppM和SIPAppM，檢查各個輸入消息流，并進行相應的處理。
所述資源控制模塊的功能是負責所有媒體資源的分配和釋放；對經由通用消息模塊封裝后的信令消息進行后臺分布式處理；對經由與協(xié)議棧模塊交互后所獲取的外部控制設備發(fā)送的命令進行處理，然后，再與資源處理模塊進行交互，控制媒體資源的使用，以使資源處理模塊能夠適應各種不同的外部控制協(xié)議。
所述操作維護接入模塊的功能是接收操作維護機發(fā)來的操作維護命令，通過和通用消息模塊的交互實現(xiàn)對各個其他模塊的操作維護功能。
所述后置機的功能是接受前置機的控制，根據前置機的指令對媒體資源執(zhí)行分配、回收、標識和其它操作，并返回操作結果；按照設定策略向前置機報告各個后置機當前的各種工作狀態(tài)，以配合前置機實現(xiàn)負載均衡和流量控制；接收和執(zhí)行由前置機轉發(fā)來的操作維護命令，并返回執(zhí)行結果；通過例檢消息發(fā)現(xiàn)前置機發(fā)生單機故障時，選擇其中一臺后置機作為主機，并啟動主機進程，重新向外部控制實體注冊。
所述后置機的通用消息模塊包括兩個子模塊完成信令及其它實時消息的分發(fā)和路由控制的實時消息子模塊，以及完成至少包括操作維護消息和網管消息的分發(fā)和路由控制的非實時消息子模塊；該通用消息模塊功能是與前置機中的通用消息模塊進行通信交互，在前置機和后置機之間轉發(fā)消息。
所述后置機的資源處理模塊的功能是用于提供各種媒體資源，并與外部網絡實體進行至少包括實時傳輸協(xié)議RTP和實時傳輸控制協(xié)議RTCP媒體承載協(xié)議消息的接收和發(fā)送，實現(xiàn)音頻/視頻媒體信息的雙向交換；接受前置機的資源控制模塊的控制，通過底層硬件板卡資源或者調用軟件形式的數字信號處理DSP的應用編程接口API來控制媒體資源的使用，使得前置機的資源控制模塊能夠適應各種不同的底層應用編程接口API。
所述操作維護機的功能是對前置機和后置機進行操作與維護，通過操作維護接入模塊接入前置機，將所有命令都發(fā)送給前置機，由前置機判斷命令的最終接收者；用作操作維護人員的人機界面。
所述H.248應用子模塊H248AppM與資源處理模塊之間和SIP應用子模塊SIPAppM與資源處理模塊之間采用自定義的內部資源控制協(xié)議IRCP(InternalResource Control Protocol)進行通信；該媒體服務器的其余各個模塊之間采用自定義的通用消息協(xié)議GMP(General Message Protocol)進行通信。
本發(fā)明是一種基于軟交換的媒體服務器，其結構特點是采用前置機和后置機的組合形式，配置靈活、方便，工作可靠。既能夠保證在系統(tǒng)容量需求提高時，可以動態(tài)增加后置機的數量來實現(xiàn)服務器的可擴展性；又能夠在前置機一旦發(fā)生單機故障，而其他后置機通過例檢消息發(fā)現(xiàn)該故障時，系統(tǒng)可以選擇其中一臺后置機替代原來的前置機，再通過必要的模塊配置，啟動前置機所需進程，重新向外部控制實體注冊成為功能完好的媒體服務器，保證電信業(yè)務的暢通。
本發(fā)明后置機中的資源處理模塊是必選的，與此不同的是，前置機中的資源處理模塊則是可選的。這樣，在話務量較低時，前置機可以激活該模塊，保證了資源控制模塊和資源處理模塊在同一臺物理計算機中，減少了兩個模塊之間的通信開銷，進一步提高了媒體服務器的處理功能和效率；而當話務量增加較多時，前置機可以不再激活該模塊，減少了前置機的工作量，同時將資源處理模塊放在具有可擴展性的后置機中，大大提高了媒體服務器的總體處理能力。
本發(fā)明后置機的操作維護命令是由前置機通過其操作維護接入模塊接收來自操作維護機的命令后，再轉發(fā)給后置機；而不是由操作維護機直接與后置機交互，保證了前置機與后置機組成的統(tǒng)一體的內部配置結構對操作維護機的透明性，也保證了操作維護機的單點接入，簡化了接入過程。
本發(fā)明對于資源控制模塊與資源處理模塊之間的信息交互采用自定義的內部資源控制協(xié)議IRCP消息，使得資源控制模塊對于資源處理模塊來說，可以屏蔽外部控制協(xié)議的差異；即資源處理模塊不會感知媒體服務器與外部設備交互所使用的信令協(xié)議的具體類型(如SIP和H.248)，資源處理模塊都以統(tǒng)一方式進行處理，使得資源處理模塊與具體的信令協(xié)議無關，減少了信令協(xié)議的升級維護工作量。同時，在資源控制模塊與資源處理模塊之間采用IRCP協(xié)議，使得資源處理模塊對于資源控制模塊來說，可以屏蔽底層API的差異；即資源控制模塊不會感知當前資源處理模塊所使用的具體API類型(如硬件板卡資源API或者軟件DSPAPI)，資源控制模塊都以統(tǒng)一方式進行處理，減少了媒體資源的升級維護工作量。
此外，本發(fā)明在該裝置內部使用的自定義的通用消息協(xié)議GMP消息和內部資源控制協(xié)議的IRCP消息，使得該裝置可以根據將來的需要，靈活地增加對新的信令協(xié)議(例如媒體網關控制協(xié)議MGCP)的支持，保證了媒體服務器對標準信令協(xié)議的透明性。


圖1是本發(fā)明基于軟交換的媒體服務器的結構組成示意圖；圖2是本發(fā)明基于軟交換的媒體服務器與其他網絡設備的連接關系示意圖；圖3是本發(fā)明實施例中的基于軟交換的媒體服務器的內部網絡連接示意圖；圖4是本發(fā)明基于軟交換的媒體服務器中IRCP/GMP協(xié)議棧結構示意圖。
具體實施例方式
為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的詳細描述。
參見圖1，本發(fā)明是一種基于軟交換的媒體服務器，該裝置包括有一臺用作主機的前置機1、多臺用作從機的后置機(圖中展示有三臺，分別標注為2、3、4)和多臺操作維護機(圖中展示有兩臺，分別標注為5、6)；其中前置機1包括有通用消息模塊12，以及與該通用消息模塊12分別連接的協(xié)議棧模塊11、資源控制模塊13、操作維護接入模塊14和可選配的資源處理模塊15；后置機2、3、4分別包括有相互連接的通用消息模塊21、31、41和資源處理模塊22、32、42；其中前置機1的通用消息模塊12與各個后置機2、3、4的通用消息模塊21、31、41之間，以及前置機1的操作維護接入模塊14與各個操作維護機5、6之間都通過通信線路實現(xiàn)信息交互。
本發(fā)明的前置機1功能主要包括通過協(xié)議棧模塊11與外部網絡實體進行SIP，H.248等信令的接收和發(fā)送；統(tǒng)一管理、分配和控制整個媒體服務器的各種媒體資源(如收號器，混音設備，視頻編解碼器等)。如當有呼叫進入媒體服務器時，前置機就會分配合適種類、合適數量的空閑的媒體資源給該呼叫使用，并在呼叫進行過程中，前置機也會按照需要和設定的算法增減該呼叫使用的媒體資源，而在呼叫結束時，前置機就會回收此前分配的媒體資源，并使之處于空閑狀態(tài)，以供后續(xù)的其他呼叫使用。在媒體資源發(fā)生故障時，前置機1將該資源標識為不可用狀態(tài)，當失效的媒體資源被修復后，又將其標識為可用狀態(tài)。對各后置機進行負荷均衡控制和流量控制；具體做法是前置機根據當前各個后置機的總的處理能力、各個后置機的空閑處理能力、新接入呼叫所需的處理能力等因素進行綜合處理，以決定將當前新接入的呼叫分配給哪個后置機處理，以實現(xiàn)各個后置機間的負荷均衡，提高媒體服務器總的吞吐量，避免發(fā)生某些后置機負荷過重而另一些后置機負荷較輕的情況。當進入媒體服務器的呼叫量很大時，前置機會根據當前各后置機的負荷情況，按照設定策略和算法有選擇地接納一部分新呼叫，并轉發(fā)給后置機，以保證后置機不會因為負荷太大而癱瘓。與操作維護機進行交互，接收和執(zhí)行操作維護機針對前置機的各種操作與維護命令，并返回執(zhí)行結果；同時代表后置機接收針對后置機的各種操作與維護命令，并轉發(fā)給相應的后置機，并由相應的后置機負責具體執(zhí)行。其中可選配的資源處理模塊用于提供各種媒體資源，并與外部的網絡實體進行實時傳輸協(xié)議RTP/實時傳輸控制協(xié)議RTCP等媒體承載協(xié)議消息的接收和發(fā)送，達到雙向交換音頻、視頻等媒體信息的目的。
后置機的功能主要包括設有資源處理模塊用于提供各種媒體資源，并與外部的網絡實體進行RTP/RTCP等媒體承載協(xié)議消息的接收和發(fā)送，達到雙向交換音頻，視頻等媒體信息的目的。接受前置機的控制，根據前置機的指令執(zhí)行媒體資源的分配、回收、標識等具體操作，并返回操作結果。按照設定策略向前置機報告各個后置機當前的狀態(tài)，如正常態(tài)，故障態(tài)，輕負荷態(tài)，過負荷態(tài)等，以配合前置機實現(xiàn)負載均衡、流量控制等機制；接收由前置機轉發(fā)過來的操作維護命令并執(zhí)行，返回執(zhí)行結果。如果前置機發(fā)生了單機故障，則其他后置機通過例檢消息發(fā)現(xiàn)該故障，并且選擇其中一臺作為主機，啟動主機所需進程，重新向外部控制實體注冊。
操作維護機的功能主要是對前置機和后置機進行操作與維護，按需接入前置機，所有命令都發(fā)給前置機，由前置機判斷命令的最終接收者；用作操作維護人員的人機界面。
本發(fā)明的媒體服務器在網絡系統(tǒng)中的安裝位置如圖2所示。軟交換設備可以控制媒體服務器，應用服務器通過Parlay網關同樣也可以控制媒體服務器。媒體服務器在控制設備(例如軟交換設備，或應用服務器/Parlay網關)的控制下，可以與語音可擴展標記語言VoiceXML文檔服務器交互通信，獲取VoiceXML形式的業(yè)務邏輯，以指示下一步對媒體資源的操作；也可以與文語轉換TTS(Text To Speech)/自動語音識別ASR(Automatic Speech Recognition)服務器交互通信，以完成文語轉換或者自動語音識別功能。媒體服務器還可以通過媒體網關與傳統(tǒng)網絡中的終端進行通信，雙向傳遞各種媒體信息，也可以在該媒體服務器與下一代網絡中支持IP協(xié)議的終端之間建立直接承載通道。
參見圖3，本發(fā)明已經在北京郵電大學網絡與交換國家重點實驗室中進行了試驗實施，該媒體服務器試驗樣機的前置機1采用1臺HP小型機RP3410(2個CPU，CPU主頻為800MHz，操作系統(tǒng)為HPUX 11i，內存為1G，硬盤為2×72G)組成，后置機2、3、4有3臺，分別采用1臺凌華CSP-9801工控機(CPU為Intel奔騰III 1GHz，操作系統(tǒng)為solaris 8，內存為512M，硬盤為36G，資源板卡為NMS CG6000)組成，操作維護機5采用1臺PC機(CPU主頻為Intel2.2GHz，操作系統(tǒng)為Windows XP，內存為256M，硬盤為40G)。其中前置機1、后置機2、3、4以及操作維護機5之間都通過一個以太網交換機7構成一個局域網，以實現(xiàn)前置機1與后置機2、3、4、前置機1與操作維護機5之間的通信。
再參見圖1，下面以一個基本的放音收號過程為例，具體介紹本發(fā)明媒體服務器內部各個模塊的配合過程當前置機1中的協(xié)議棧模塊11從外部控制實體接收到一個要求建立新呼叫的消息(第1條消息)時，協(xié)議棧模塊11將該消息用GMP協(xié)議封裝后，發(fā)送給通用消息模塊12；通用消息模塊12根據GMP消息頭中的信息將該消息轉發(fā)給資源控制模塊13；資源控制模塊13對接收到的GMP消息進行解封裝，再根據當前所掌握的全局資源使用情況的數據，使用負荷均衡機制和流量控制機制，以決定是否要將該新呼叫分配給資源處理模塊進行處理，以及分配給哪個資源處理模塊；假設上述兩個機制的控制處理結果是將該新呼叫分配給后置機3中的資源處理模塊32，則資源控制模塊13首先更新由自身管理的呼叫實例動態(tài)數據，將擬分配的媒體資源狀態(tài)標記為占用，然后用GMP協(xié)議封裝IRCP消息，發(fā)送給通用消息模塊12；前置機1中的通用消息模塊12根據GMP消息頭中的信息將該消息轉發(fā)給后置機3中的通用消息模塊31；通用消息模塊31將該消息進一步轉發(fā)給資源處理模塊32，資源處理模塊32解封裝接收到的GMP消息，并根據接收到的IRCP消息給該新呼叫分配合適的放音資源，建立一個RTP的收發(fā)端口。操作成功之后，資源處理模塊32返回操作結果首先用GMP協(xié)議封裝攜帶操作結果的IRCP消息，然后發(fā)送給通用消息模塊31；后續(xù)的消息傳遞路徑與剛才建立新呼叫的消息傳遞路徑相同，但方向正好相反，在此不再贅述。
當前置機1中的協(xié)議棧模塊11從外部控制實體接收到一個要求放音并收號的消息(第2條消息)時，其消息轉發(fā)過程與上述第1條消息的轉發(fā)過程類似，所不同的是資源控制模塊13不再使用負荷均衡機制和流量控制機制，而是查詢自身管理的呼叫實例動態(tài)數據，將該消息發(fā)送給處理該呼叫的后置機3的資源處理模塊32；資源處理模塊32解封裝接收到的GMP消息，并根據接收到的IRCP消息向已經建立的RTP端口播送指定的語音文件；同樣，操作成功之后資源處理模塊32返回操作結果，其過程與返回第1條消息對應的操作結果的傳遞過程相同，不再贅述。
此時，業(yè)務用戶就可以聽到媒體服務器發(fā)送的語音提示了；如果此時用戶通過終端的鍵盤輸入雙音多頻數字信號，媒體服務器的資源處理模塊32就能從與該呼叫相關聯(lián)的RTP端口中接收到輸入的數字信號；資源處理模塊32接收到完整的數字信號之后，就將這些數字放在IRCP消息包中，沿著返回操作結果的傳遞路徑，將它們發(fā)送給外部控制實體。
當前置機1中的協(xié)議棧模塊11從外部控制實體接收到一個要求結束呼叫的消息(第3條消息)時，其消息轉發(fā)過程與第2條消息的轉發(fā)過程類似，所不同的是當資源處理模塊32接收到對應的IRCP消息時，將釋放分配給該呼叫的媒體資源，并返回操作結果。資源控制模塊13在接收到資源處理模塊32發(fā)出的操作結果消息時，更新自身管理的呼叫實例動態(tài)數據，將對應的媒體資源狀態(tài)標記為空閑；媒體服務器最終通過協(xié)議棧模塊11將第3條消息的操作結果返回給外部控制實體。
參見圖4，以前置機1中的資源控制模塊13與后置機3中的資源處理模塊32之間的信息交互為例，簡要介紹本發(fā)明基于軟交換的媒體服務器中的IRCP/GMP協(xié)議棧結構通用消息協(xié)議GMP是由IP協(xié)議之上的傳輸控制協(xié)議TCP承載，內部資源控制協(xié)議IRCP則進一步由GMP承載。資源控制模塊13和資源處理模塊32之間不僅要處理GMP協(xié)議，還需要同時處理IRCP協(xié)議；而它們的通用消息模塊12和31之間只需要處理GMP協(xié)議，也即對于這兩個通用消息模塊來說，IRCP協(xié)議的內容是透明的，不可見的。GMP是一個逐跳處理(hop by hop)的協(xié)議，而IRCP是一個端到端(end to end)的協(xié)議。
權利要求
1.一種基于軟交換的媒體服務器，其特征在于該裝置包括有一臺用作主機的前置機、多臺用作從機的后置機和多臺操作維護機；所述前置機包括有通用消息模塊，以及與該通用消息模塊分別連接的協(xié)議棧模塊、資源控制模塊和操作維護接入模塊；后置機包括有相互連接的通用消息模塊和資源處理模塊；其中前置機與各個后置機的通用消息模塊之間，以及前置機的操作維護接入模塊與各個操作維護機之間都通過通信線路實現(xiàn)信息交互。
2.根據權利要求1所述的媒體服務器，其特征在于所述前置機的功能是通過協(xié)議棧模塊與外部網絡實體進行包括但不限于SIP信令或H.248信令的收發(fā)傳送；對該媒體服務器的各種媒體資源進行統(tǒng)一管理、分配和控制；對各個后置機進行流量控制和負荷均衡控制；通過操作維護接入模塊與操作維護機進行信息交互，接收并執(zhí)行操作維護機發(fā)出的針對前置機的各種操作/維護命令，并返回執(zhí)行結果；并代表后置機接收操作維護機發(fā)出的針對后置機的各種操作/維護命令，并轉發(fā)給相應的后置機。
3.根據權利要求1或2所述的媒體服務器，其特征在于所述前置機可以選配資源處理模塊，該資源處理模塊的功能是用于提供各種媒體資源，并與外部網絡實體進行至少包括實時傳輸協(xié)議RTP和實時傳輸控制協(xié)議RTCP媒體承載協(xié)議消息的接收和發(fā)送，實現(xiàn)音頻/視頻媒體信息的雙向交換；接受資源控制模塊的控制，通過底層硬件板卡資源或者調用軟件形式的數字信號處理DSP的應用編程接口API來控制媒體資源的使用，使得資源控制模塊能夠適應各種不同的底層應用編程接口API。
4.根據權利要求1所述的媒體服務器，其特征在于所述協(xié)議棧模塊包括兩個子模塊完成標準信令消息的傳輸層及以下協(xié)議層的消息包處理的協(xié)議棧前端子模塊，以及完成標準信令消息的編解碼的協(xié)議棧代理子模塊；該協(xié)議棧模塊的功能是在外部控制實體和內部資源控制模塊之間進行協(xié)議轉換，完成信令消息的編解碼。
5.根據權利要求4所述的媒體服務器，其特征在于所述協(xié)議棧代理子模塊由H.248協(xié)議棧代理子模塊H248PAM和SIP協(xié)議棧代理子模塊SIPPAM兩部分組成，該兩個協(xié)議棧代理子模塊利用通用消息協(xié)議GMP分別對解碼以后的H.248協(xié)議消息或SIP協(xié)議消息進行封裝，并通過通用消息模塊分別提供給H.248應用子模塊H248AppM或SIP應用子模塊SIPPAM；H248應用子模塊H248AppM或SIP應用子模塊SIPAppM用GMP對自身產生的未經過編碼的H.248協(xié)議消息或SIP協(xié)議消息的必需信息分別進行封裝，并通過通用消息模塊分別傳送給該兩個協(xié)議代理子模塊，再由該兩個協(xié)議代理子模塊將消息進行編碼后發(fā)給媒體服務器的控制設備。
6.根據權利要求1所述的媒體服務器，其特征在于所述前置機的通用消息模塊包括兩個子模塊完成信令及其它實時消息的分發(fā)和路由控制的實時消息子模塊，以及完成至少包括操作維護消息和網管消息的分發(fā)和路由控制的非實時消息子模塊；該通用消息模塊功能是作為前置機各個模塊之間和前置機與后置機之間的通信樞紐，為各個模塊之間的通信提供路由并轉發(fā)消息。
7.根據權利要求1所述的媒體服務器，其特征在于所述資源控制模塊包括資源管理子模塊RMM，用于管理該裝置中涉及SIP和H.248資源能力的管理和控制協(xié)議本身的各種資源；該子模塊通過資源配置文件獲得媒體服務器的硬件板卡能力和軟件形式的數字信號處理DSP能力的加載；并為H.248應用子模塊H248AppM和SIP應用子模塊SIPAppM提供資源的各種描述以及與協(xié)議相關的資源；H.248應用子模塊H248AppM，負責實現(xiàn)H.248的協(xié)議功能，指揮資源處理模塊實現(xiàn)媒體服務器的資源功能；對從H.248協(xié)議棧代理子模塊H248PAM送來的H.248消息進行解釋，并將該子模塊與資源部分進行相關操作形成的內部資源控制協(xié)議IRCP消息發(fā)送給資源處理模塊；該模塊還包含各種與呼叫和協(xié)議相關的數據結構，能在媒體服務器的外部控制實體的控制下對呼叫進行管理；SIP應用子模塊SIPAppM，負責實現(xiàn)SIP的協(xié)議功能，指揮資源處理模塊實現(xiàn)媒體服務器的資源功能；對從SIP協(xié)議棧代理子模塊SIPPAM送來的SIP消息進行解釋，并將該子模塊與資源部分進行相關操作形成的IRCP消息發(fā)送給資源處理模塊；該模塊還包含各種與呼叫和協(xié)議相關的數據結構，能在媒體服務器的外部控制實體的控制下對呼叫進行管理；通用消息封裝子模塊GMEM，負責將IRCP消息封裝成通用消息協(xié)議GMP消息，并負責將GMP消息解包成IRCP消息，提供給IRCP消息使用者；總控子模塊OCM，作為總體運行調度子模塊，負責其他各個子模塊的初始化，然后以輪詢方式分別調用H248AppM和SIPAppM，檢查各個輸入消息流，并進行相應的處理。
8.根據權利要求1或7所述的媒體服務器，其特征在于所述資源控制模塊的功能是負責所有媒體資源的分配和釋放；對經由通用消息模塊封裝后的信令消息進行后臺分布式處理；對經由與協(xié)議棧模塊交互后所獲取的外部控制設備發(fā)送的命令進行處理，然后，再與資源處理模塊進行交互，控制媒體資源的使用，以使資源處理模塊能夠適應各種不同的外部控制協(xié)議。
9.根據權利要求1所述的媒體服務器，其特征在于所述操作維護接入模塊的功能是接收操作維護機發(fā)來的操作維護命令，通過和通用消息模塊的交互實現(xiàn)對各個其他模塊的操作維護功能。
10.根據權利要求1所述的媒體服務器，其特征在于所述后置機的功能是接受前置機的控制，根據前置機的指令對媒體資源執(zhí)行分配、回收、標識和其它操作，并返回操作結果；按照設定策略向前置機報告各個后置機當前的各種工作狀態(tài)，以配合前置機實現(xiàn)負載均衡和流量控制；接收和執(zhí)行由前置機轉發(fā)來的操作維護命令，并返回執(zhí)行結果；通過例檢消息發(fā)現(xiàn)前置機發(fā)生單機故障時，選擇其中一臺后置機作為主機，并啟動主機進程，重新向外部控制實體注冊。
11.根據權利要求1或10所述的媒體服務器，其特征在于所述后置機的通用消息模塊包括兩個子模塊完成信令及其它實時消息的分發(fā)和路由控制的實時消息子模塊，以及完成至少包括操作維護消息和網管消息的分發(fā)和路由控制的非實時消息子模塊；該通用消息模塊功能是與前置機中的通用消息模塊進行通信交互，在前置機和后置機之間轉發(fā)消息。
12.根據權利要求1或10所述的媒體服務器，其特征在于所述后置機的資源處理模塊的功能是用于提供各種媒體資源，并與外部網絡實體進行至少包括實時傳輸協(xié)議RTP和/或實時傳輸控制協(xié)議RTCP媒體承載協(xié)議消息的接收和發(fā)送，實現(xiàn)音頻/視頻媒體信息的雙向交換；接受前置機的資源控制模塊的控制，通過底層硬件板卡資源或者調用軟件形式的數字信號處理DSP的應用編程接口API來控制媒體資源的使用，使得前置機的資源控制模塊能夠適應各種不同的底層應用編程接口API。
13.根據權利要求1所述的媒體服務器，其特征在于所述操作維護機的功能是對前置機和后置機進行操作與維護，通過操作維護接入模塊接入前置機，將所有命令都發(fā)送給前置機，由前置機判斷命令的最終接收者；用作操作維護人員的人機界面。
14.根據權利要求1所述的媒體服務器，其特征在于所述H.248應用子模塊H248AppM與資源處理模塊之間和SIP應用子模塊SIPAppM與資源處理模塊之間采用自定義的內部資源控制協(xié)議IRCP進行通信；該媒體服務器的其余各個模塊之間采用自定義的通用消息協(xié)議GMP進行通信。
全文摘要
一種基于軟交換的媒體服務器，包括有一臺用作主機的前置機、多臺用作從機的后置機和多臺操作維護機；其中前置機由通用消息模塊，以及與該通用消息模塊分別連接的協(xié)議棧模塊、資源控制模塊、操作維護接入模塊和可選配的資源處理模塊組成；后置機包括有相互連接的通用消息模塊和資源處理模塊；前置機與各個后置機的通用消息模塊之間，以及前置機的操作維護接入模塊與各個操作維護機之間都通過通信線路實現(xiàn)信息交互。該媒體服務器能夠支持下一代網絡中的各種信令協(xié)議，為下一代網絡中的各種基本電信業(yè)務和增值業(yè)務提供廣泛的媒體資源的支持；同時其結構配置靈活、方便，工作可靠，擴展性好，能夠大大提高媒體服務器的總體處理能力。
文檔編號H04L29/06GK1633129SQ200510002059
公開日2005年6月29日 申請日期2005年1月12日 優(yōu)先權日2005年1月12日
發(fā)明者廖建新, 王晶, 王純, 李煒, 朱曉民, 吳乃星, 雷正雄, 徐鵬, 沙振宇, 武家春, 張磊, 樊利民, 程莉 申請人:北京郵電大學, 杭州東信北郵信息技術有限公司