李 旭，胡國慶

(1.中國電子科技集團公司第五十四研究所，河北石家莊 050081;2.總參信息化部駐石家莊地區(qū)軍事代表室，河北石家莊 050081)

0 引言

隨著通信技術(shù)和網(wǎng)絡技術(shù)的快速發(fā)展，能夠融合多種異構(gòu)網(wǎng)絡、提供多媒體綜合業(yè)務和開放網(wǎng)絡資源能力的下一代網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)逐漸形成。IP多媒體子系統(tǒng)(IP Multimedia Subsystem，IMS)是下一代網(wǎng)絡的核心技術(shù)，IMS采用了控制和業(yè)務相分離的水平式分層架構(gòu)。IMS既支持傳統(tǒng)電信網(wǎng)、智能網(wǎng)的業(yè)務，又為新業(yè)務的開發(fā)和部署提供了開放的平臺，從而進一步簡化了第三方業(yè)務的開發(fā)和部署。實驗證明，業(yè)務之間存在著特征交互，可能會延遲業(yè)務部署，從而給業(yè)務的快速提供帶來不便。隨著新業(yè)務的大量部署，在下一代網(wǎng)絡中業(yè)務之間的特征交互問題將會更加突出。

1 業(yè)務沖突的研究現(xiàn)狀

1.1 業(yè)務沖突解決方案

根據(jù)著眼點的不同，業(yè)務沖突的研究內(nèi)容可以從2個角度進行歸納:①根據(jù)業(yè)務的生命周期將其分為離線(Off-Line)研究和在線(On-Line)研究2類;②根據(jù)業(yè)務沖突的研究目的將其分為避免(Avoidance)、檢測(Detection)和解決(Resolution)3類。這2個方面的研究內(nèi)容互為重疊，共同組成了業(yè)務沖突問題的整體解決方案。

1.2 業(yè)務沖突的解決方法

為了有效控制和處理IMS網(wǎng)絡架構(gòu)下的業(yè)務沖突檢測與解決問題，3GPP在規(guī)范TS 23.218中，為IMS體系引入了業(yè)務能力交互管理器(Service Capability Interaction Manager，SCIM)來專門負責協(xié)調(diào)業(yè)務交互問題。之后，3GPP在TR 23.810中又引入了Service Broker功能實體?？傮w來說，Service Broker提供了一個可管理、可控制的手段讓多個業(yè)務能夠按照用戶預想的方式執(zhí)行，根據(jù)用戶業(yè)務的簽約情況，明確這些業(yè)務的觸發(fā)順序，并對存在的業(yè)務沖突進行協(xié)調(diào)。但是3GPP對SCIM和Service Broker僅提出了概念，并沒有進一步的定義，也沒有給出具體的功能結(jié)構(gòu)和實現(xiàn)方式的說明。

文獻［3］提出了一種解決離線業(yè)務沖突的方法，定義了業(yè)務的描述方式以及檢測業(yè)務沖突的準則。通過比較2個業(yè)務的描述信息進行沖突檢測，一旦發(fā)現(xiàn)沖突，就采用事先定義的解決算法選擇一個業(yè)務來執(zhí)行。這種方法主要局限于離線業(yè)務沖突的檢測和解決，不能處理在線的業(yè)務沖突。文獻［4－7］介紹了 Lucent Service Broker的設計方案。Lucent Service Broker的消息處理邏輯是由Steplets控制的，Steplets是可以動態(tài)加載的程序片段。Lucent Service Broker是一種層次化架構(gòu):最核心的部分是Steplets集合;在此之上由SIP層和HTTP層調(diào)用Steplets協(xié)調(diào)業(yè)務關(guān)系。文獻［8，9］介紹了一種基于免疫學的多層防護業(yè)務沖突檢測規(guī)則和管理系統(tǒng)，將免疫識別過程中的一些重要原理(抗原識別、協(xié)同刺激和克隆選擇等)借鑒到業(yè)務沖突的在線檢測和解決中，對業(yè)務沖突具有較好的適應性和擴展性。然而由于專家經(jīng)驗知識有限和業(yè)務沖突問題本身的復雜性，這種方法往往存在較大的漏報和誤報。

2 一種新的Service Broker的設計方案

2.1 Service Broker架構(gòu)圖

Service Broker位于S-CSCF與AS之間，Service Broker與S-CSCF和AS進行交互，如圖1所示。通過對上述文獻的分析，設計了一個新的 Service Broker架構(gòu)，如圖2所示。

圖1 Service Broker在IMS中的位置

圖2 一種新的Service Broker架構(gòu)

架構(gòu)主要包括:呼叫控制模塊和核心處理模塊2個模塊。呼叫控制模塊接收來自S-CSCF和應用服務器的SIP消息，并通過與核心控制模塊的交互獲得系統(tǒng)內(nèi)部的消息;通過消息分類功能將消息交給不同的消息處理模塊進行處理;當收到S-CSCF會話建立的消息時，呼叫控制模塊記錄該消息的會話ID并初始化狀態(tài)機以跟蹤會話狀態(tài)，然后將消息發(fā)送到核心處理模塊進行沖突檢測，當核心處理模塊指示業(yè)務觸發(fā)完畢或業(yè)務沖突導致無法繼續(xù)執(zhí)行業(yè)務時，由會話管理模塊負責尋找默認的S-CSCF地址進行轉(zhuǎn)發(fā);當收到來自AS的消息時，將此消息發(fā)送到核心處理模塊進行沖突檢測從而判定是否需要繼續(xù)觸發(fā)業(yè)務。

核心處理模塊通過與呼叫控制模塊交互，并利用沖突檢測模塊提供的接口，控制完成IMS系統(tǒng)中用戶訂閱的一組業(yè)務的業(yè)務觸發(fā)及沖突檢測和處理。接收會話控制模塊的調(diào)用，從傳入的消息中獲得本次的會話 ID，讀取對話的觸發(fā)階段 Trigger-Stage和已觸發(fā)業(yè)務列表Service-List，據(jù)此將消息分發(fā)到不同的模塊進行處理;首先調(diào)用業(yè)務觸發(fā)接口，然后調(diào)用沖突檢測接口，如果有沖突則繼續(xù)調(diào)用業(yè)務觸發(fā)接口;通過業(yè)務觸發(fā)接口查詢用戶的自定義規(guī)則和初始過濾準則(initial Filter Criteria，iFC)文件查詢下一個需要觸發(fā)的業(yè)務編號返回給調(diào)用接口;業(yè)務沖突檢測模塊則通過離線業(yè)務沖突和在線業(yè)務沖突管理子模塊對業(yè)務沖突進行檢測和解決。

2.2 業(yè)務沖突檢測子模塊

Service Broker分析和研究的重點就是業(yè)務沖突檢測子模塊，主要包括:離線業(yè)務沖突檢測模塊和在線業(yè)務沖突檢測模塊2個部分。業(yè)務沖突檢測子模塊如圖3所示。

圖3 業(yè)務沖突檢測子模塊

離線沖突管理模塊負責離線業(yè)務沖突的檢測和解決，離線沖突檢測模塊由離線規(guī)則庫和離線業(yè)務沖突檢測算法組成。借鑒傳統(tǒng)的二維表業(yè)務沖突檢測方法，在這里把傳統(tǒng)的靜態(tài)二維表擴展成動態(tài)二維表。

動態(tài)二維表沖突檢測算法的原理:在靜態(tài)二維表的基礎上增加了發(fā)現(xiàn)沖突時的執(zhí)行策略，即在發(fā)現(xiàn)沖突時，根據(jù)預先設定的方案解決該業(yè)務沖突。如果業(yè)務之間沒有沖突，則依次進行觸發(fā)。處理流程如下:

①當系統(tǒng)啟動時，將業(yè)務二維表從數(shù)據(jù)庫中調(diào)入到內(nèi)存中，完成數(shù)據(jù)的初始化存儲;

②根據(jù)用戶文檔，核心處理模塊得知會話將要觸發(fā)的業(yè)務，由動態(tài)二維分析表來檢查這些業(yè)務之間是否存在業(yè)務沖突;

③如果存在沖突，則根據(jù)預先制定的解決方案來解決該業(yè)務沖突;

④如果沒檢測到業(yè)務沖突則將用戶請求消息交給在線業(yè)務沖突管理器進一步處理。

在線沖突管理模塊由在線規(guī)則庫業(yè)務沖突分類模塊和循環(huán)沖突檢測算法組成。根據(jù)在線規(guī)則庫判斷該業(yè)務是否存在沖突;然后通過業(yè)務沖突分類模塊判斷是否為循環(huán)業(yè)務沖突;如果不是，就把該業(yè)務沖突信息返回給離線沖突檢測模塊，擴展動態(tài)二維表;如果是循環(huán)沖突，就采用循環(huán)檢測算法進行業(yè)務沖突檢測。

循環(huán)沖突檢測算法的原理:在系統(tǒng)中保存2個字段(Source-List和Destination-List)的定義，Source-List保存每次轉(zhuǎn)發(fā)時的源地址列表，每次轉(zhuǎn)發(fā)時把源地址和最終目的地址添加到Source-List末尾。Destination-List保存每次轉(zhuǎn)發(fā)時的下一跳地址列表，每次轉(zhuǎn)發(fā)時添加下一跳地址和最終目的地址到列表。若

即Destination-List列表中的地址集合是Source-List列表中的子集，則認為出現(xiàn)循環(huán)，即檢測到?jīng)_突。然后對其該消息，并釋放會話，結(jié)束本次沖突檢測。

3 實驗結(jié)果

為了驗證該Service Broker架構(gòu)檢測解決業(yè)務沖突的有效性，按照圖4所示驗證平臺進行了試驗驗證，將 X-Lite軟終端(A、B、C)、CSCF服務器、HSS、SIP服務器和 Service Broker連接到交換機。在SIP服務器上部署了2個業(yè)務:呼叫前轉(zhuǎn)業(yè)務和呼叫代答業(yè)務。

圖4 Service Broker驗證平臺

情景1:設用戶B同時訂閱了呼叫代答業(yè)務和呼叫前轉(zhuǎn)業(yè)務，用戶B注冊為呼叫前轉(zhuǎn)用戶C。

用戶A呼叫用戶B，首先在離線業(yè)務沖突檢測模塊中調(diào)用動態(tài)二維表算法，檢測到呼叫代答和呼叫前轉(zhuǎn)業(yè)務之間存在沖突。根據(jù)預先制定的策略執(zhí)行呼叫前轉(zhuǎn)業(yè)務。

情景2:設用戶A、B、C均訂閱了呼叫前轉(zhuǎn)業(yè)務，其中用戶A注冊為呼叫前轉(zhuǎn)用戶B，用戶B注冊為呼叫前轉(zhuǎn)用戶C，用戶C注冊為呼叫前轉(zhuǎn)用戶A。這是一個典型的活鎖類業(yè)務沖突。

當用戶A、B、C中的任何一個用戶撥打其中的另外一個用戶時，首先在離線業(yè)務沖突檢測模塊中調(diào)用動態(tài)二維表算法，沒有檢測到業(yè)務沖突，然后將業(yè)務請求消息轉(zhuǎn)交給在線沖突檢測模塊;在線沖突檢測模塊調(diào)用循環(huán)沖突檢測算法，求出Source-List={A，B，C}，Destination-List={B，C，A}，因為

即Destination-List是Source-List的子集，由此判斷出本次呼叫存在活鎖類業(yè)務沖突，放棄本次會話。

4 結(jié)束語

依據(jù)3GPP針對SCIM和Service Broker提出的功能需求，參考現(xiàn)有的業(yè)務沖突檢測和解決方法，提出了一個Service Broker架構(gòu)。該架構(gòu)的業(yè)務沖突檢測子模塊對業(yè)務沖突采用二級檢測，先對離線業(yè)務沖突進行檢測，然后對在線業(yè)務沖突進行檢測和解決。通過動態(tài)二維分析表方法進行離線業(yè)務沖突檢測和解決;通過循環(huán)檢測算法進行在線業(yè)務沖突的檢測和處理。并通過離線規(guī)則庫和在線規(guī)則庫之間的交互對動態(tài)二維表進行擴展，以解決新的業(yè)務沖突。該架構(gòu)能夠提高業(yè)務沖突檢測的效率和成功率。 ■

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