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基于Softswitch的組網(wǎng)及路由

中興通訊南京研究所 馮德娟 李海鵬 2001/11/06

Softswitch網(wǎng)絡架構(gòu)概述

Softswitch體系結(jié)構(gòu)（后文對Softswitch簡稱SS）是目前頗受推崇的面向網(wǎng)絡融合的新一代多媒體業(yè)務整體解決方案，在繼承的基礎(chǔ)上實現(xiàn)了對目前在各個業(yè)務網(wǎng)絡（如PSTN／ISDN、PLMN、IN和Internet等）之間進行互通的思想的突破。它通過優(yōu)化網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)不但實現(xiàn)了網(wǎng)絡的融合，更重要的是實現(xiàn)了業(yè)務的融合，使得包交換網(wǎng)絡能夠繼承原有電路交換網(wǎng)中豐富的業(yè)務功能，同時可以在全網(wǎng)范圍內(nèi)快速提供原有網(wǎng)絡難以提供的新型業(yè)務。

該體系結(jié)構(gòu)將網(wǎng)絡設(shè)備劃分四個主要層次：邊緣接入層、核心傳輸層、控制層、業(yè)務層。

在SS的框架下的呼叫過程，其尋址可以有以下幾種方式達到本SS外用戶：

1.通過本SS控制的TG、SG等設(shè)備上PSTN、PLMN網(wǎng)，依賴龐大的現(xiàn)有電路交換網(wǎng)絡到達被叫（PSTN、PLMN）用戶。

2.直接在數(shù)據(jù)網(wǎng)上定位被叫用戶所受控的SS，向該SS發(fā)起呼叫，完成呼叫，這種尋址方式能定位到被叫SS內(nèi)PSTN、PLMN用戶同時也可到達被叫SS控制的數(shù)據(jù)網(wǎng)智能語言終端、IAD等用戶。

兩種路由方式比較，前者依賴現(xiàn)有的電路交換網(wǎng)絡，路由尋址方式類同于現(xiàn)有的PSTN多級框架，所能涉及用戶僅限于電路交換網(wǎng)絡用戶，無法呼叫數(shù)據(jù)網(wǎng)相關(guān)終端用戶；后者根據(jù)Softswitch的扁平網(wǎng)絡框架結(jié)構(gòu)，理論上講只要一次尋址定位即可，且能呼叫數(shù)據(jù)網(wǎng)、電路交換網(wǎng)任意用戶。

按照最理想的情況，SS的框架中可以只要一個控制設(shè)備，這樣全世界的用戶均在該SS的控制之下，不存在路由問題；實際上我們知道現(xiàn)實是不可能出現(xiàn)這樣情況的，必然會存在多個控制設(shè)備并存的問題，那么控制設(shè)備之間的路由問題即擺在了我們面前：是不是每個控制設(shè)備都需要存放全體用戶所屬SS的相關(guān)信息？否則的話，如何實現(xiàn)這種扁平結(jié)構(gòu)下的尋址一次定位？一個現(xiàn)實的產(chǎn)品是不可能存放全世界用戶的位置信息，即使能存放，也存在當用戶信息改變時如何同時更新全體SS上的相關(guān)信息，以及維護管理上的麻煩；如何合理地解決這個矛盾的同時發(fā)揮SS框架的優(yōu)越性是后文希望解決的問題。

解決方案

• 終極組網(wǎng)路由方案

讓我們首先看看在SS框架體系下整個網(wǎng)絡的組網(wǎng)是如何完成的，所有的語音用戶已經(jīng)構(gòu)架在包交換的網(wǎng)絡上由各類接入設(shè)備完成接入，由SS控制呼叫并支持完成各類業(yè)務，各個SS對控制領(lǐng)域外的用戶呼叫需要一個路由服務器群體提供的服務來完成。

上圖是一個典型的下一代終極網(wǎng)絡圖，所有的SS構(gòu)成一個扁平的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，但是為SS提供路由范圍的RS是具備分層結(jié)構(gòu)的；以公用電信網(wǎng)絡為例來說，每個縣級、大中城市的城區(qū)配置一臺SS，可以為若干個SS配置一個片區(qū)RS提供一個地市范圍的SS的路由服務；同一省的片區(qū)RS彼此之間可以提供路由服務，若話務聯(lián)系較少也可以由主干RS服務而不直接為對方RS提供服務；主干RS群彼此之間均提供路由服務，一個國際長途呼叫需要發(fā)起地的片區(qū)RS、主干RS至國家級RS尋求路由服務，國家RS將向?qū)Ψ絿壹塕S請求路由服務；此時的層次與現(xiàn)在PSTN的層次概念相仿，只是PSTN中有真實的路由電路存在，而Softswitch的RS群提供路由服務時，只有請求信息根據(jù)這個層次有個來回具體呼叫是在確定落地SS后有起呼SS直接向?qū)Χ税l(fā)起呼叫請求，直接建立媒體連接完成呼叫。在落地SS確定后RS就完成了它的任務不再發(fā)揮任何作用。

路由服務器本身是Softswitch框架下的一個重要組成，其功能性能根據(jù)廠家實現(xiàn)的情況或許會存在若干差異，但是下面的特征應該是基本共性的：

1.支持一種或多種協(xié)議信令完成路由服務器本身之間的信息互換；

2.支持一種或多種協(xié)議方式接受路由查詢申請（目前一般采用LDAP協(xié)議）；

3.支持基于E.164、IP地址、URI等等的路由信息；

4.支持類似電路交換網(wǎng)絡中的交換局分層概念，基本可以劃分片區(qū)路由服務器、主干路由服務器、國家級路由服務器等層次；

5.RS接受按照規(guī)范的協(xié)議接口經(jīng)過認證接受所服務的SS發(fā)起的查詢申請；

6.對于收到的查詢不屬于本RS范疇的請求，可以按照預先配置數(shù)據(jù)向其他RS發(fā)起協(xié)查請求或者將請求發(fā)向上級RS；各級RS均可以具備匯接查詢功能；

7.提供安全性服務以及根據(jù)政府等方面的特別需求做出一些監(jiān)控等特殊服務。

路由服務器完全可以根據(jù)網(wǎng)絡容量的大小隨意增刪設(shè)備，如果合理的規(guī)劃好各級RS的管理范疇能很好的解決大型網(wǎng)絡的組網(wǎng)問題。在由SS組建有RS參與的大型VoIP網(wǎng)絡時候，SS本身的配置將會簡化不少，考慮到SS每個呼叫都需要到RS尋找路由信息必然會延長每個連接建立的時間，這個問題并不是難以克服的，SS本身可以保存自己控制范圍內(nèi)的全體用戶完整的路由信息內(nèi)容，這樣本SS控制的用戶呼叫不需要借助RS的幫助，此外SS可以考慮對于一些常用地址建立一個本地映射庫來加快常見呼叫的接通時間，當然SS需要付出維護這個本地映射庫的代價。一個比較好的建議是RS建立這樣的本地映射庫，RS根據(jù)由業(yè)界認可的策略負責同步關(guān)聯(lián)的路由數(shù)據(jù)。

• 演進前期的組網(wǎng)路由方案

在多網(wǎng)并存、PSTN網(wǎng)占據(jù)絕對優(yōu)勢點面的情況下，Softswitch獨立設(shè)點，逐步由點到面，擴展網(wǎng)絡容量，屬于前期演進的狀況。這樣的情況下SS沒有大面積鋪開，能有直接聯(lián)系的SS也有限，更多的用戶互通需要依賴SG、TG上電路交換網(wǎng)絡解決，IP網(wǎng)上的直接數(shù)據(jù)用戶有限，此時我們可以主要采用前面概述中介紹的第一種方案；對于數(shù)據(jù)網(wǎng)上的用戶采用第二種方式互通，由于數(shù)據(jù)網(wǎng)用戶并不多，可以在數(shù)目有限的SS上根據(jù)粗略的局碼或區(qū)域號碼即配置出域到對端SS，此種方式配置并不復雜細致，在早期是很適合的方式。

我們可以稱呼這個演進解決方案為SS域方式，換句話說可以稱分區(qū)域發(fā)展建設(shè)方式，在城市的某一地區(qū)先設(shè)Softswitch點，在SS域內(nèi)使用的是SS框架的語音服務，其他地區(qū)仍然使用PSTN、PLMN等網(wǎng)絡提供語音業(yè)務；我們稱提供SS框架語音業(yè)務的區(qū)域為一個域。

Softswitch框架推行的前期路由服務器與SS是合二為一的，由于幾乎是孤立設(shè)點，一個SS就構(gòu)建了我們前面介紹的一個域；根據(jù)演進前期組網(wǎng)示意圖可以看到，處于同一IP網(wǎng)上的SS之間路由數(shù)據(jù)是全互連的，每個SS／RS都擁有網(wǎng)絡上其他全部SS的相關(guān)路由信息，早期SS較少的時候這是個經(jīng)濟簡便的組網(wǎng)方案，但是SS逐步增多后這樣的路由信息配置會漸漸成為一個繁重的負擔，這時候已經(jīng)進入演進中、后期了，應該啟用演進后期的解決方案。

• 演進后期的組網(wǎng)路由方案

進入到演進后期則是SS控制的包交換網(wǎng)與電路交換網(wǎng)所占用戶面及其接近甚至略勝一籌的局面，舊有的電路交換網(wǎng)繼續(xù)發(fā)揮它的網(wǎng)絡利用價值，數(shù)據(jù)網(wǎng)用戶遍地開花。這個時候要依靠SS本身細化相關(guān)路由的配置已經(jīng)很難實現(xiàn)，且不論SS需要配置及其繁雜龐大的數(shù)據(jù)，日常的路由信息維護將會相當困難，會出現(xiàn)類似某個SS所屬部分用戶改號、升位時其他所有的SS均需要修改配置的情況，顯然這是我們不愿意接受的。此時應該引進相當數(shù)量的RS來負擔起路由服務的重任，RS的出現(xiàn)可以開始是個別的，分別負擔部分SS，這時候RS全部處于一個層次；當網(wǎng)絡容量大到一定程度則網(wǎng)絡組建者可以考慮優(yōu)化網(wǎng)絡添置主干RS甚至國家RS。

當同一地域的SS擴展到一定數(shù)額并感受到路由信息配置的壓力后，應該考慮添置一臺RS為指定一組SS提供路由服務，RS出現(xiàn)后可以取代所服務的域中全體SS的路由壓力，但是某些聯(lián)系密切的本域內(nèi)SS之間可以保持彼此的路由信息以確保快速的呼叫建立。隨著有較多SS的域配置RS后，RS會成為逐步成燎原之勢，這些RS應該說都屬于片區(qū)RS，當RS的個數(shù)增加到一定程度時每個RS會出現(xiàn)當時與SS合二為一時承受的路由維護壓力，此時需要配置主干RS來緩解各個片區(qū)RS的困頓，配置主干RS后隨著網(wǎng)絡的繼續(xù)發(fā)展必然需要引進國家級RS，到這時候應該是已經(jīng)跨越了漫長的歷程進入到NGN的終極網(wǎng)絡局面，網(wǎng)絡已經(jīng)在演進過程中自然形成了前文介紹的終極組網(wǎng)方案的情況。

賽迪網(wǎng) 2001/11/06