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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(luò)架構(gòu)概述

Softswitch體系結(jié)構(gòu)（后文對(duì)Softswitch簡(jiǎn)稱(chēng)SS）是目前頗受推崇的面向網(wǎng)絡(luò)融合的新一代多媒體業(yè)務(wù)整體解決方案，在繼承的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了對(duì)目前在各個(gè)業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)（如PSTN／ISDN、PLMN、IN和Internet等）之間進(jìn)行互通的思想的突破。它通過(guò)優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不但實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)的融合，更重要的是實(shí)現(xiàn)了業(yè)務(wù)的融合，使得包交換網(wǎng)絡(luò)能夠繼承原有電路交換網(wǎng)中豐富的業(yè)務(wù)功能，同時(shí)可以在全網(wǎng)范圍內(nèi)快速提供原有網(wǎng)絡(luò)難以提供的新型業(yè)務(wù)。

該體系結(jié)構(gòu)將網(wǎng)絡(luò)設(shè)備劃分四個(gè)主要層次：邊緣接入層、核心傳輸層、控制層、業(yè)務(wù)層。

在SS的框架下的呼叫過(guò)程，其尋址可以有以下幾種方式達(dá)到本SS外用戶(hù)：

1.通過(guò)本SS控制的TG、SG等設(shè)備上PSTN、PLMN網(wǎng)，依賴(lài)龐大的現(xiàn)有電路交換網(wǎng)絡(luò)到達(dá)被叫（PSTN、PLMN）用戶(hù)。

2.直接在數(shù)據(jù)網(wǎng)上定位被叫用戶(hù)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(hù)同時(shí)也可到達(dá)被叫SS控制的數(shù)據(jù)網(wǎng)智能語(yǔ)言終端、IAD等用戶(hù)。

兩種路由方式比較，前者依賴(lài)現(xiàn)有的電路交換網(wǎng)絡(luò)，路由尋址方式類(lèi)同于現(xiàn)有的PSTN多級(jí)框架，所能涉及用戶(hù)僅限于電路交換網(wǎng)絡(luò)用戶(hù)，無(wú)法呼叫數(shù)據(jù)網(wǎng)相關(guān)終端用戶(hù)；后者根據(jù)Softswitch的扁平網(wǎng)絡(luò)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(hù)。

按照最理想的情況，SS的框架中可以只要一個(gè)控制設(shè)備，這樣全世界的用戶(hù)均在該SS的控制之下，不存在路由問(wèn)題；實(shí)際上我們知道現(xiàn)實(shí)是不可能出現(xiàn)這樣情況的，必然會(huì)存在多個(gè)控制設(shè)備并存的問(wèn)題，那么控制設(shè)備之間的路由問(wèn)題即擺在了我們面前：是不是每個(gè)控制設(shè)備都需要存放全體用戶(hù)所屬SS的相關(guān)信息？否則的話，如何實(shí)現(xiàn)這種扁平結(jié)構(gòu)下的尋址一次定位？一個(gè)現(xiàn)實(shí)的產(chǎn)品是不可能存放全世界用戶(hù)的位置信息，即使能存放，也存在當(dāng)用戶(hù)信息改變時(shí)如何同時(shí)更新全體SS上的相關(guān)信息，以及維護(hù)管理上的麻煩；如何合理地解決這個(gè)矛盾的同時(shí)發(fā)揮SS框架的優(yōu)越性是后文希望解決的問(wèn)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(gè)網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)是如何完成的，所有的語(yǔ)音用戶(hù)已經(jīng)構(gòu)架在包交換的網(wǎng)絡(luò)上由各類(lèi)接入設(shè)備完成接入，由SS控制呼叫并支持完成各類(lèi)業(yè)務(wù)，各個(gè)SS對(duì)控制領(lǐng)域外的用戶(hù)呼叫需要一個(gè)路由服務(wù)器群體提供的服務(wù)來(lái)完成。

上圖是一個(gè)典型的下一代終極網(wǎng)絡(luò)圖，所有的SS構(gòu)成一個(gè)扁平的網(wǎng)絡(luò)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(luò)為例來(lái)說(shuō)，每個(gè)縣級(jí)、大中城市的城區(qū)配置一臺(tái)SS，可以為若干個(gè)SS配置一個(gè)片區(qū)RS提供一個(gè)地市范圍的SS的路由服務(wù)；同一省的片區(qū)RS彼此之間可以提供路由服務(wù)，若話務(wù)聯(lián)系較少也可以由主干RS服務(wù)而不直接為對(duì)方RS提供服務(wù)；主干RS群彼此之間均提供路由服務(wù)，一個(gè)國(guó)際長(zhǎng)途呼叫需要發(fā)起地的片區(qū)RS、主干RS至國(guó)家級(jí)RS尋求路由服務(wù)，國(guó)家RS將向?qū)Ψ絿?guó)家級(jí)RS請(qǐng)求路由服務(wù)；此時(shí)的層次與現(xiàn)在PSTN的層次概念相仿，只是PSTN中有真實(shí)的路由電路存在，而Softswitch的RS群提供路由服務(wù)時(shí)，只有請(qǐng)求信息根據(jù)這個(gè)層次有個(gè)來(lái)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(qǐng)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(wù)不再發(fā)揮任何作用。

路由服務(wù)器本身是Softswitch框架下的一個(gè)重要組成，其功能性能根據(jù)廠家實(shí)現(xiàn)的情況或許會(huì)存在若干差異，但是下面的特征應(yīng)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(wù)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(xún)申請(qǐng)（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(lèi)似電路交換網(wǎng)絡(luò)中的交換局分層概念，基本可以劃分片區(qū)路由服務(wù)器、主干路由服務(wù)器、國(guó)家級(jí)路由服務(wù)器等層次；

5.RS接受按照規(guī)范的協(xié)議接口經(jīng)過(guò)認(rèn)證接受所服務(wù)的SS發(fā)起的查詢(xún)申請(qǐng)；

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

7.提供安全性服務(wù)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(wù)。

路由服務(wù)器完全可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)容量的大小隨意增刪設(shè)備，如果合理的規(guī)劃好各級(jí)RS的管理范疇能很好的解決大型網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)問(wèn)題。在由SS組建有RS參與的大型VoIP網(wǎng)絡(luò)時(shí)候，SS本身的配置將會(huì)簡(jiǎn)化不少，考慮到SS每個(gè)呼叫都需要到RS尋找路由信息必然會(huì)延長(zhǎng)每個(gè)連接建立的時(shí)間，這個(gè)問(wèn)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(hù)完整的路由信息內(nèi)容，這樣本SS控制的用戶(hù)呼叫不需要借助RS的幫助，此外SS可以考慮對(duì)于一些常用地址建立一個(gè)本地映射庫(kù)來(lái)加快常見(jiàn)呼叫的接通時(shí)間，當(dāng)然SS需要付出維護(hù)這個(gè)本地映射庫(kù)的代價(jià)。一個(gè)比較好的建議是RS建立這樣的本地映射庫(kù)，RS根據(jù)由業(yè)界認(rèn)可的策略負(fù)責(zé)同步關(guān)聯(lián)的路由數(shù)據(jù)。

• 演進(jìn)前期的組網(wǎng)路由方案

在多網(wǎng)并存、PSTN網(wǎng)占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢(shì)點(diǎn)面的情況下，Softswitch獨(dú)立設(shè)點(diǎn)，逐步由點(diǎn)到面，擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)容量，屬于前期演進(jìn)的狀況。這樣的情況下SS沒(méi)有大面積鋪開(kāi)，能有直接聯(lián)系的SS也有限，更多的用戶(hù)互通需要依賴(lài)SG、TG上電路交換網(wǎng)絡(luò)解決，IP網(wǎng)上的直接數(shù)據(jù)用戶(hù)有限，此時(shí)我們可以主要采用前面概述中介紹的第一種方案；對(duì)于數(shù)據(jù)網(wǎng)上的用戶(hù)采用第二種方式互通，由于數(shù)據(jù)網(wǎng)用戶(hù)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(hào)碼即配置出域到對(duì)端SS，此種方式配置并不復(fù)雜細(xì)致，在早期是很適合的方式。

我們可以稱(chēng)呼這個(gè)演進(jìn)解決方案為SS域方式，換句話說(shuō)可以稱(chēng)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(diǎn)，在SS域內(nèi)使用的是SS框架的語(yǔ)音服務(wù)，其他地區(qū)仍然使用PSTN、PLMN等網(wǎng)絡(luò)提供語(yǔ)音業(yè)務(wù)；我們稱(chēng)提供SS框架語(yǔ)音業(yè)務(wù)的區(qū)域?yàn)橐粋�(gè)域。

Softswitch框架推行的前期路由服務(wù)器與SS是合二為一的，由于幾乎是孤立設(shè)點(diǎn)，一個(gè)SS就構(gòu)建了我們前面介紹的一個(gè)域；根據(jù)演進(jìn)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(gè)SS／RS都擁有網(wǎng)絡(luò)上其他全部SS的相關(guān)路由信息，早期SS較少的時(shí)候這是個(gè)經(jīng)濟(jì)簡(jiǎn)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(huì)漸漸成為一個(gè)繁重的負(fù)擔(dān)，這時(shí)候已經(jīng)進(jìn)入演進(jìn)中、后期了，應(yīng)該啟用演進(jìn)后期的解決方案。

• 演進(jìn)后期的組網(wǎng)路由方案

進(jìn)入到演進(jìn)后期則是SS控制的包交換網(wǎng)與電路交換網(wǎng)所占用戶(hù)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(luò)利用價(jià)值，數(shù)據(jù)網(wǎng)用戶(hù)遍地開(kāi)花。這個(gè)時(shí)候要依靠SS本身細(xì)化相關(guān)路由的配置已經(jīng)很難實(shí)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(hù)將會(huì)相當(dāng)困難，會(huì)出現(xiàn)類(lèi)似某個(gè)SS所屬部分用戶(hù)改號(hào)、升位時(shí)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(shí)應(yīng)該引進(jìn)相當(dāng)數(shù)量的RS來(lái)負(fù)擔(dān)起路由服務(wù)的重任，RS的出現(xiàn)可以開(kāi)始是個(gè)別的，分別負(fù)擔(dān)部分SS，這時(shí)候RS全部處于一個(gè)層次；當(dāng)網(wǎng)絡(luò)容量大到一定程度則網(wǎng)絡(luò)組建者可以考慮優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)添置主干RS甚至國(guó)家RS。

當(dāng)同一地域的SS擴(kuò)展到一定數(shù)額并感受到路由信息配置的壓力后，應(yīng)該考慮添置一臺(tái)RS為指定一組SS提供路由服務(wù)，RS出現(xiàn)后可以取代所服務(wù)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�？焖俚暮艚薪ⅰｋS著有較多SS的域配置RS后，RS會(huì)成為逐步成燎原之勢(shì)，這些RS應(yīng)該說(shuō)都屬于片區(qū)RS，當(dāng)RS的個(gè)數(shù)增加到一定程度時(shí)每個(gè)RS會(huì)出現(xiàn)當(dāng)時(shí)與SS合二為一時(shí)承受的路由維護(hù)壓力，此時(shí)需要配置主干RS來(lái)緩解各個(gè)片區(qū)RS的困頓，配置主干RS后隨著網(wǎng)絡(luò)的繼續(xù)發(fā)展必然需要引進(jìn)國(guó)家級(jí)RS，到這時(shí)候應(yīng)該是已經(jīng)跨越了漫長(zhǎng)的歷程進(jìn)入到NGN的終極網(wǎng)絡(luò)局面，網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)在演進(jìn)過(guò)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