[发明专利]会话初始协议网关主备倒换系统及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及网络通信领域中会话初始协议(SIP)网关设备，尤其涉及主备倒换系统及其高可用实现的方法。

背景技术

随着软交换和IP多媒体子系统(IMS)的进一步发展，整个软交换和IMS已经过渡到了以SIP为核心的时代。除了有计划地对大规模部署的SIP网关设备进行日常的维护工作外，应该尽量消除设备因突发性硬件故障等导致较长时间的停机或者服务的临时中断。因此，系统要保证99.999％高可靠性，仅仅靠提高元件的可靠性是无法满足要求的，只有对系统的关键设备进行备份，当这些设备出现故障时，其工作能快速完全倒换到备用设备，使系统能持续稳定运行。

一般系统设计中，通常会对关键部件实现1+1冗余备份。对于1+1冗余备份，还可分为热备份和冷备份两种方式。热备份的主备用板同时工作；冷备份的备用板并不工作，只是在主用板出现故障时，才开始工作。热备份的方式性能更好，但设计上较复杂一些。在通信设备中，热备份方式更常见。

通常，热备份方式的实现有两种方式：

一种方式是事件备份。主备板接收相同的事件消息，做相同的处理，处理后主、备板的内部状态相同从而实现状态同步。只是备板并不真正输出信号，其输出是关闭的，或者是主、备板同时输出，由各受控单板根据主、备指示信号，选择接收。这种方式的优点是实现比较简单，效率较高；缺点是不能实现单板动态插拔，要求主备板同时启动且主备板配置信息完全一致，给运营维护带来一定的难度。因为在主板已经建立了呼叫后备板再启动，如果主板的呼叫未释放前执行主备倒换，这时备板并没有该呼叫的任何信息，也就不能正常释放该呼叫，还可能影响该通道的后续呼叫。

另一种方式是状态备份。主板正常接收和发送消息，当主板的状态变化后，主板实时或定时备份状态变化信息到备板。备板只接受主板的状态备份消息，并修正备板当前的内部状态来达到主备板状态同步。这种方式的优点是对同步前主、备的状态没有要求，缺点是在呼叫过程中如果要保证实时状态同步，则状态备份的消息量很大(对SIP而言，仅可能会重传的消息的状态备份量就达到了事件备份的消息量)；如果要消息量较小，只能采用定时备份，这又可能无法满足同步的实时性要求，当定时备份间隔过大时，甚至无法实现热备份。

发明内容

本发明的目的就在于克服现有技术存在的缺点和不足，提供一种会话初始协议网关主备倒换系统及其方法；具体地说，本发明是针对单独的事件备份或单独的状态备份方式技术不充分、热插拔不可靠、状态备份效率不高等缺点，充分利用事件备份和状态备份方式各自的优点，同时采用状态备份和事件备份、主板向备板提供时钟信号机制来保证主、备板状态同步，针对SIP网关提供一种实现单板主备倒换的系统及其方法，实现稳定可靠高效的单板冗余备份和热插拔。

本发明的目的是这样实现的：

1、SIP网关主备倒换系统

如图1、2，SIP网关主备倒换系统包括主板(10)和备板(20)；

主、备板(10、20)分别包括主、备网络模块(11、21)，主、备SIP协议模块(12、22)，主、备控制模块(13、23)和主、备HA模块(14、24)；

其中：

主、备网络模块(11、21)负责网络消息的收发，

主、备SIP协议模块(12、22)负责SIP协议消息的处理，

主、备控制模块(13、23)包括呼叫控制模块、网管模块等，

主、备HA模块(14、24)负责主、备板(10、20)主备地位的确立、状态备份消息、事件备份消息和时钟消息的发送和接收；

主、备板(10、20)之间通过板卡接口实现系统内部物理链路连通，主、备板(10、20)拥有独立的IP地址和物理地址(MAC)，通过套接字(socket)通信实现内部逻辑链路连通。

2、SIP网关主备倒换方法

SIP网关主备倒换方法包括下列步骤：

①主、备板(10、20)同时或先后上电后，通过竞争机制确定自己的主备状态地位，然后周期不间断地发送心跳消息来检测对端板是否正常运行；

②当主板(10)检测到备板(20)上电启动后，主SIP协议模块(12)把当前内部的状态批量备份到备板备板(20)，备板备板(20)接收到状态备份消息后，删除备SIP协议模块(22)所有与配置、呼叫、注册相关的状态及资源，然后恢复同步状态，做到与主板(10)的状态同步；

③主板(10)向备板(20)提供时钟信号，备板(20)的时钟信号与主板(10)的时钟信号完全一致；