專利名稱：一種呼叫數(shù)據(jù)主備同步的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于通訊領(lǐng)域，特別涉及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中呼叫IP語(yǔ)音包NAT(Network Address Translation)功能接口板IPI(IP Interface)相關(guān)呼叫動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)主備同步的一種方法。
背景技術(shù)：
在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中，以下以媒體信令網(wǎng)關(guān)為例，但不限于媒體信令網(wǎng)關(guān)設(shè)備，還適用于其他網(wǎng)關(guān)，交換設(shè)備處理實(shí)時(shí)呼叫的功能單元。以媒體信令網(wǎng)關(guān)為例，IP接口單板作為IP接入處理線卡，網(wǎng)關(guān)通過(guò)該接口板提供媒體報(bào)文的負(fù)荷分擔(dān)轉(zhuǎn)發(fā)以及NAT替換功能，實(shí)現(xiàn)將外部IP/UDP/RTP(Real-timeTransportProtocol實(shí)時(shí)傳輸協(xié)議)包轉(zhuǎn)發(fā)至處理電路交換的TDM(Time Division Multiplexed)時(shí)隙語(yǔ)音與分組交換的IP/UDP/RTP包接口設(shè)備VTC(Voice TransCoder)，同時(shí)反向接收并轉(zhuǎn)發(fā)VTC設(shè)備產(chǎn)生的IP語(yǔ)音包到網(wǎng)關(guān)外部接口設(shè)備。
在由H.248(網(wǎng)關(guān)控制協(xié)議)協(xié)議的控制下，IPI單板上語(yǔ)音包轉(zhuǎn)發(fā)通道，伴隨著呼叫實(shí)時(shí)變化，在呼叫建立，呼叫參數(shù)修改，以及呼叫結(jié)束情況下，IPI完成相關(guān)呼叫轉(zhuǎn)發(fā)通道的創(chuàng)建(Open)，修改(Modify)，關(guān)閉(Close)等操作。對(duì)于大容量媒體信令網(wǎng)關(guān)設(shè)備中與呼叫密切相關(guān)的硬件，將IPI單板進(jìn)行主備1+1配置，并保持主備數(shù)據(jù)的一致性，對(duì)于防止硬件或者其他異常引起呼叫功能故障是十分必要的。
以往參與呼叫的單板的主備同步，采用的實(shí)時(shí)同步或定時(shí)緩沖同步方式。實(shí)時(shí)同步即主板除完成必要的呼叫消息業(yè)務(wù)邏輯處理之外，必須將消息實(shí)時(shí)同步到備板，此時(shí)主板采用阻塞等待備板響應(yīng)，或者直接返回處理新的呼叫消息兩種模式，這種處理方法最大限度的保證了主備板相關(guān)數(shù)據(jù)的高度一致性。但是由于與呼叫的高度相關(guān)性，大規(guī)模的用戶呼叫與硬件處理能力存在矛盾，上述做法不可避免的引入了一些問(wèn)題。首先，對(duì)于主板，每條消息需要進(jìn)行額外的同步操作，增加了單板的處理負(fù)荷，對(duì)于板間通訊占用大量CPU時(shí)間的情況尤為突出，直接導(dǎo)致在大量呼叫存在情況下，呼叫消息處理延遲；另外隨著呼叫量加大，主備之間消息增多，將導(dǎo)致通訊隊(duì)列的溢出，消息丟失，增加了系統(tǒng)的不穩(wěn)定因素。這些問(wèn)題在板級(jí)CPU能力弱的情況下，尤為突出。
傳統(tǒng)的定時(shí)緩沖同步采用將所有待同步數(shù)據(jù)緩存的模式，此種模式下主用設(shè)備開(kāi)辟一個(gè)以呼叫決定的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，設(shè)定一個(gè)定時(shí)器，接收呼叫數(shù)據(jù)后，除控制呼叫而保存呼叫的數(shù)據(jù)外，另分配一個(gè)跟呼叫數(shù)據(jù)大小一致的緩沖區(qū)域，將所有呼叫相關(guān)數(shù)據(jù)保存在該緩沖區(qū)中，如此反復(fù)，直至定時(shí)器超時(shí)，將所有緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)同步至備板，釋放緩沖區(qū)。由于消息長(zhǎng)度的不確定性，以及發(fā)生頻度的隨機(jī)性，另外在同步定時(shí)間隔內(nèi)產(chǎn)生的所有呼叫數(shù)據(jù)要完全保存兩份，從而產(chǎn)生的緩沖區(qū)過(guò)大的問(wèn)題，單板級(jí)設(shè)備資源不能滿足該模式需求。
此外還有一種方式，除本地必須保存的數(shù)據(jù)外，另外創(chuàng)建一個(gè)失步數(shù)據(jù)區(qū)以及一個(gè)失步數(shù)據(jù)索引隊(duì)列，每次失步數(shù)據(jù)產(chǎn)生，將相關(guān)失步數(shù)據(jù)特征保存入失步數(shù)據(jù)區(qū)，同時(shí)將數(shù)據(jù)索引追加到對(duì)尾。也由相應(yīng)的定時(shí)器控制，定時(shí)器超時(shí)，同步過(guò)程開(kāi)始。在同步過(guò)程中，遍歷該隊(duì)列，根據(jù)隊(duì)列索引查失步數(shù)據(jù)區(qū)取失步數(shù)據(jù)特征，然后根據(jù)失步特征再?gòu)谋４鏀?shù)據(jù)提取數(shù)據(jù)，生成同步數(shù)據(jù)包，進(jìn)行同步。該方法的缺點(diǎn)是，對(duì)所有失步索引均進(jìn)行入隊(duì)操作，不能針對(duì)呼叫數(shù)據(jù)的連續(xù)性特征，對(duì)頻繁變化的呼叫索引進(jìn)行歸并，即如果對(duì)于某一特定呼叫頻繁產(chǎn)生變更操作，則對(duì)于同一呼叫在隊(duì)列中的索引記錄在某一時(shí)間段內(nèi)產(chǎn)生很多重復(fù)，隊(duì)列長(zhǎng)度不可控，資源浪費(fèi)嚴(yán)重。極端的情況下，如果呼叫通道Open(打開(kāi))，Modify(修改)，Close(關(guān)閉)在很短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生，根據(jù)此種方式在同一失步隊(duì)列中會(huì)有多條索引相同的記錄。造成同步過(guò)程中不必要的數(shù)據(jù)流。實(shí)際上，此種方法主要用于數(shù)據(jù)相對(duì)穩(wěn)定，變更不頻繁的數(shù)據(jù)庫(kù)表的同步，即數(shù)據(jù)庫(kù)表本身即為本地保存數(shù)據(jù)，而數(shù)據(jù)表?xiàng)l目變化特征保存于失步數(shù)據(jù)區(qū)。不適用于實(shí)時(shí)大話務(wù)量呼叫數(shù)據(jù)的同步。
因此，提出一種更為高效的主備同步方法，是十分必要的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的所要解決的技術(shù)問(wèn)題是通過(guò)提供一種采取主備數(shù)據(jù)冗余的呼叫數(shù)據(jù)主備同步的方法，最大限度的降低單板CPU使用率以及板間通訊消息流量，同時(shí)保證對(duì)正常呼叫業(yè)務(wù)邏輯處理的影響降至最低。滿足資源有限，而實(shí)時(shí)性，健壯性要求高的呼叫處理單板的數(shù)據(jù)同步要求。
本發(fā)明提出的呼叫數(shù)據(jù)主備同步的方法，包括以下步驟完成第一步，設(shè)定循環(huán)同步定時(shí)器，為后續(xù)同步提供觸發(fā)開(kāi)關(guān)；第二步，設(shè)立呼叫數(shù)據(jù)緩存和同步索引緩存，呼叫數(shù)據(jù)緩存和同步索引緩存通過(guò)呼叫通道索引相對(duì)應(yīng)。
第三步，接收各種呼叫相關(guān)的操作消息；第四步，主板根據(jù)呼叫相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行邏輯處理，例如建立呼叫轉(zhuǎn)發(fā)通道，或其他業(yè)務(wù)相關(guān)操作，同時(shí)保存全部(通道打開(kāi))或者部分(通道修改)數(shù)據(jù)到呼叫數(shù)據(jù)緩存；
第五步，保存呼叫索引到同步索引緩沖區(qū)，如果同步定時(shí)器超時(shí)，或者索引緩沖區(qū)滿，則根據(jù)緩沖索引組織取出呼叫數(shù)據(jù)，向備板同步，否則繼續(xù)處理下一個(gè)呼叫。
進(jìn)一步的，為了最大限度減少板間消息，將緩沖索引指向的待同步數(shù)據(jù)打包發(fā)出到備板。
同步定時(shí)器時(shí)長(zhǎng)(在大話務(wù)量呼叫的情況下，例如每秒60到100個(gè)呼叫，通常設(shè)定為100ms到200ms。)的設(shè)定比較重要，如果設(shè)定時(shí)間間隔比較長(zhǎng)，則導(dǎo)致索引緩沖區(qū)滿而引發(fā)同步操作的幾率增大。通常呼叫數(shù)據(jù)的同步以定時(shí)器觸發(fā)為主，突發(fā)大量呼叫情況下，索引緩沖區(qū)滿作為補(bǔ)充的同步觸發(fā)機(jī)制。
本發(fā)明采取主備數(shù)據(jù)冗余的呼叫數(shù)據(jù)主備同步的方法，最大限度的降低單板CPU使用率以及板間通訊消息流量，同時(shí)保證對(duì)正常呼叫業(yè)務(wù)邏輯處理的影響降至最低，以解決現(xiàn)有呼叫數(shù)據(jù)同步模式所產(chǎn)生的問(wèn)題。也可為資源，處理能力有限的板級(jí)設(shè)備的動(dòng)態(tài)呼叫數(shù)據(jù)主備同步提供參考。
下面仍以媒體信令網(wǎng)關(guān)為例，進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)運(yùn)用本發(fā)明定時(shí)同步方法，媒體信令網(wǎng)關(guān)IP接口處理板，處理能力得到了很大的提高。在相同呼叫情況下(200(主叫)*200(被叫)，間隔0.1s，呼叫時(shí)長(zhǎng)持續(xù)4s)，實(shí)時(shí)同步情況下的CPU占有率比非同步CPU平均占用率高20％以上，而定時(shí)同步方式CPU平均占用率幾乎沒(méi)有增加。
同時(shí)以單板支持最大同時(shí)存在3600路RTP通道計(jì)算，每個(gè)通道存在時(shí)長(zhǎng)為1分鐘。則每秒RTP通道創(chuàng)建為60/s，以一個(gè)RTP通道伴隨3個(gè)操作，即打開(kāi)，修改，關(guān)閉呼叫通道，則每秒鐘實(shí)時(shí)同步方案主備通訊消息個(gè)數(shù)為60*3＝180/s。
由于定時(shí)同步緩存只需保存呼叫相關(guān)索引，而對(duì)于同一個(gè)呼叫，其呼叫生命周期索引ID(Identification標(biāo)識(shí))不變，且呼叫后續(xù)消息對(duì)相同呼叫前一個(gè)控制消息存在繼承關(guān)系，則當(dāng)一個(gè)呼叫到達(dá)修改通道階段，不必同步前面的通道打開(kāi)操作，最后到達(dá)的關(guān)閉通道消息，則不必同步此前產(chǎn)生的打開(kāi)，修改通道操作。因此，對(duì)于每秒需處理的消息量可計(jì)為60(Modify)+60(Close)＝120/s(以每秒產(chǎn)生以及關(guān)閉60個(gè)呼叫為例)。以定時(shí)同步間隔100ms，每同步間隔產(chǎn)生同步數(shù)據(jù)12個(gè)，定時(shí)同步索引緩沖區(qū)為32，同時(shí)每次定時(shí)同步將呼叫消息打包(以32為單位)，則板間消息不超過(guò)10/s，低于實(shí)時(shí)同步方案。
本發(fā)明提供的同步方案，為提高業(yè)務(wù)邏輯處理速度，減少通訊隊(duì)列提供了較好的優(yōu)化。
與傳統(tǒng)的定時(shí)緩沖以及失步隊(duì)列緩沖方式相比，節(jié)省了待同步數(shù)據(jù)保存空間，減少了由于呼叫連續(xù)性，相關(guān)性而導(dǎo)致的同步數(shù)據(jù)冗余，保證了呼叫數(shù)據(jù)同步的實(shí)時(shí)性，為呼叫主備單板提供了高可靠性。


附圖對(duì)本發(fā)明方法的結(jié)構(gòu)和流程進(jìn)行了闡述圖1是本發(fā)明方法中IPI板呼叫相關(guān)轉(zhuǎn)發(fā)通道建立，拆除示意圖；圖2是本發(fā)明方法中IPI板呼叫數(shù)據(jù)緩存以及同步索引鏈表關(guān)系示意圖；圖3是本發(fā)明方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式
下面對(duì)本發(fā)明方法作具體說(shuō)明圖1是本發(fā)明方法中IPI板呼叫相關(guān)轉(zhuǎn)發(fā)通道建立，拆除示意圖，簡(jiǎn)單說(shuō)明本單板的呼叫數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)基本原理。如圖1所示，單板主板接收外部H248呼叫相關(guān)消息，上層軟件運(yùn)行于StrongArm芯片上，根據(jù)不同的消息建立，修改刪除相關(guān)呼叫通道(轉(zhuǎn)發(fā)表)，同時(shí)底層的MicroEngine(微引擎)根據(jù)相應(yīng)的呼叫通道(轉(zhuǎn)發(fā)表)處理來(lái)自單板外部的以及來(lái)自VTC的媒體包，完成呼叫媒體包的出入向轉(zhuǎn)發(fā)處理。每次呼叫都伴隨呼叫通道打開(kāi)，修改，媒體轉(zhuǎn)發(fā)，呼叫通道關(guān)閉的過(guò)程。
圖2是本發(fā)明方法中IPI板呼叫數(shù)據(jù)緩存以及同步索引鏈表關(guān)系示意圖。
如圖2所示，單板緩存呼叫相關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，保存了呼叫相關(guān)數(shù)據(jù)，為呼叫通道建立，修改，完成提供依據(jù)，與呼叫密切相關(guān)，本方案中為最大限度增加業(yè)務(wù)邏輯處理速度，直接利用呼叫索引(由配置容量可預(yù)知其取值范圍)決定呼叫通道數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，直接按照索引保存數(shù)據(jù)。同時(shí)由于呼叫消息前后相關(guān)性以及連續(xù)性，例如呼叫建立階段，通道Open(打開(kāi))，Modify(修改)是連續(xù)出現(xiàn)的，后續(xù)Modify(修改)消息是對(duì)前面的Open(打開(kāi))操作的部分參數(shù)修正，因此某一特定呼叫數(shù)據(jù)每次的變化，只需將相應(yīng)數(shù)據(jù)區(qū)部分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行修改，并將消息類型保存在消息類別字段中，完成了多個(gè)呼叫消息的合并，相對(duì)于實(shí)時(shí)同步模式，減少了需同步消息個(gè)數(shù)。另外對(duì)于該結(jié)構(gòu)的另一個(gè)作用，就是在主備單板通訊狀態(tài)中斷，重新恢復(fù)后，作一次性同步使用。
圖2右側(cè)的同步索引緩存對(duì)同步過(guò)程提供了很大的優(yōu)化。該結(jié)構(gòu)采用了靜態(tài)表結(jié)構(gòu)，直接按照呼叫索引定位存在標(biāo)志位，即如果該呼叫索引已經(jīng)存在于靜態(tài)鏈表，則無(wú)需分配新的鏈表單元，否則分配新鏈表單元，置位索引標(biāo)志位。本方法即節(jié)省了數(shù)據(jù)空間，又避免了索引重復(fù)記錄。
如上所述，圖2所示的同步結(jié)構(gòu)，在資源，處理能力有限的單板設(shè)備上，特別針對(duì)板間通訊損耗CPU過(guò)多的情況下，最大限度的利用了呼叫數(shù)據(jù)的相關(guān)性，連續(xù)性特點(diǎn)，從根本上減少了數(shù)據(jù)區(qū)中待同步呼叫數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)。
圖3是本發(fā)明方法的流程圖。如圖所示1.首先，單板接收由H.248獲取的打開(kāi)，更新，關(guān)閉呼叫轉(zhuǎn)發(fā)通道的操作；2.根據(jù)操作的不同對(duì)單板轉(zhuǎn)發(fā)表作相應(yīng)的改變，同時(shí)對(duì)操作數(shù)據(jù)作必要的保存或者修改。關(guān)于業(yè)務(wù)邏輯操作的細(xì)節(jié)與同步無(wú)關(guān)，只有按照呼叫通道索引緩存的操作數(shù)據(jù)與同步相關(guān)。
3.如果通道索引已經(jīng)存在于索引緩存表中，則返回步驟1繼續(xù)處理其他操作。否則繼續(xù)步驟4。
4.分配索引緩存空閑元素，保存通道索引。
5.索引緩存表元素增1，如果表滿，則依次讀取索引緩存，根據(jù)通道索引取得相關(guān)操作數(shù)據(jù)，構(gòu)造同步數(shù)據(jù)包，操作數(shù)據(jù)與操作類型關(guān)聯(lián)。最終將索引緩存表清空，將打包數(shù)據(jù)發(fā)往備板，本次同步結(jié)束。
6.索引緩存表未滿情況下，同步定時(shí)器超時(shí)，也觸發(fā)同步流程。
另外，可以調(diào)整同步數(shù)據(jù)包大小，以及同步定時(shí)器間隔時(shí)長(zhǎng)，以適應(yīng)不同的話務(wù)呼叫環(huán)境。具體環(huán)境中，如果呼叫量在每秒70至100個(gè)，建議同步定時(shí)器間隔時(shí)長(zhǎng)為100至200ms，同步索引緩存數(shù)量建議為32個(gè)。
本文的發(fā)明的方法是以媒體信令網(wǎng)關(guān)中H.248呼叫實(shí)例數(shù)據(jù)同步進(jìn)行說(shuō)明的，同時(shí)對(duì)其他種類的呼叫數(shù)據(jù)主備同步也適用。
綜上所述，本發(fā)明提出的主備同步方法結(jié)合了呼叫過(guò)程的特點(diǎn)，利用了呼叫數(shù)據(jù)的相關(guān)性及連續(xù)性，最大限度的降低了單板CPU使用率以及板間通訊消息流量，同時(shí)保證了對(duì)正常呼叫業(yè)務(wù)邏輯處理的影響降至最低。滿足了資源有限，而實(shí)時(shí)性，健壯性要求高的呼叫處理單板的數(shù)據(jù)同步要求。
權(quán)利要求
1.一種呼叫數(shù)據(jù)主備同步的方法，包括以下步驟第一步，設(shè)定循環(huán)同步定時(shí)器，為后續(xù)同步提供觸發(fā)開(kāi)關(guān)；第二步，設(shè)立呼叫數(shù)據(jù)緩存和同步索引緩存，呼叫數(shù)據(jù)緩存和同步索引緩存通過(guò)呼叫通道索引相對(duì)應(yīng)；第三步，接收各種呼叫相關(guān)的操作消息；第四步，主板根據(jù)呼叫相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行邏輯處理，例如建立呼叫轉(zhuǎn)發(fā)通道，或其他業(yè)務(wù)相關(guān)操作，同時(shí)保存全部或者部分?jǐn)?shù)據(jù)到呼叫數(shù)據(jù)緩存；第五步，保存呼叫索引到同步索引緩沖區(qū)，如果同步定時(shí)器超時(shí)，或者索引緩沖區(qū)滿，則根據(jù)緩沖索引組織取出呼叫數(shù)據(jù)，向備板同步，否則繼續(xù)處理下一個(gè)呼叫。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的呼叫數(shù)據(jù)主備同步的方法，其特征在于所述的第五步包括下述步驟A、如果通道索引已經(jīng)存在于索引緩存表中，則返回第三步繼續(xù)處理其他操作。否則繼續(xù)步驟B；B、分配索引緩存空閑元素，保存通道索引；C、索引緩存表元素增1，如果表滿，則依次讀取索引緩存，根據(jù)通道索引取得相關(guān)操作數(shù)據(jù)，最終將索引緩存表清空，將數(shù)據(jù)向備板同步，本次同步結(jié)束；D、索引緩存表未滿情況下，同步定時(shí)器超時(shí)，也觸發(fā)同步流程。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的呼叫數(shù)據(jù)主備同步的方法，其特征在于上述的向備板同步是將緩沖索引指向的待同步數(shù)據(jù)打包發(fā)出到備板。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種呼叫數(shù)據(jù)主備同步的方法，包括以下步驟第一步，設(shè)定循環(huán)同步定時(shí)器，為后續(xù)同步提供觸發(fā)開(kāi)關(guān)；第二步，設(shè)立呼叫數(shù)據(jù)緩存和同步索引緩存，呼叫數(shù)據(jù)緩存和同步索引緩存通過(guò)呼叫通道索引相對(duì)應(yīng)；第三步，接收各種呼叫相關(guān)的操作消息；第四步，主板根據(jù)呼叫相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行邏輯處理，例如建立呼叫轉(zhuǎn)發(fā)通道，或其他業(yè)務(wù)相關(guān)操作，同時(shí)保存全部(通道打開(kāi))或者部分(通道修改)數(shù)據(jù)到呼叫數(shù)據(jù)緩存；第五步，保存呼叫索引到同步索引緩沖區(qū)，如果同步定時(shí)器超時(shí)，或者索引緩沖區(qū)滿，則根據(jù)緩沖索引組織取出呼叫數(shù)據(jù)，向備板同步，否則繼續(xù)處理下一個(gè)呼叫。本發(fā)明提供的方案，為提高業(yè)務(wù)邏輯處理速度，減少通訊隊(duì)列提供了較好的優(yōu)化。
文檔編號(hào)H04L12/56GK1901501SQ20051003611
公開(kāi)日2007年1月24日 申請(qǐng)日期2005年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月20日
發(fā)明者魏含宇, 張兵, 孫福清 申請(qǐng)人:中興通訊股份有限公司