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一种新型的分布式IMS(IP多媒体子系统)实现方法

发布时间:2019-05-03 00:54 来源:未知 编辑:admin

  摘要本文介绍了一种基于P2P方式实现分布式HSS和S-CSCF的IMS架构,通过P2P技术对IMS网元进行均质化处理,提高了IMS的可扩展性和可靠性。

  IMS(IP multimediasub system,IP多媒体子系统)是3GPP在R5版本引入的一套系统,目的是在PS域提供的IP承载的基础上,为用户提供基于IP的丰富的多媒体业务。IMS系统具有端到端全IP化、系统架构模块化、业务与控制分离、与接入方式无关等多方面的技术优势。迅速获得了其他标准化组织的广泛认可,已经从最初3GPP针对移动用户定义的系统,扩展为适用于移动、固定宽带、Cable等多种接入方式的统一控制网络,被业界认为是未来基于IP电信网的核心控制层面。

  经过业界多年的努力,IMS标准已经相对成熟,各主流电信设备厂家均能提供符合3GPPR6版本的IMS系列产品。全球已经部署了100多个IMS试点和试商用网络,其中AT&T、Vodafone、BT、Orange/FT、TelecomItalia、匈牙利电信等国外运营商已部署了正式商用网络。但IMS网络架构相对于互联网上的VoIP系统仍然比较复杂,对网络建设和维护的要求比较高,难于应对来自互联网方面的竞争。近年来,P2P(peerto peer)[1]技术获得了明显的进步,基于P2P的VoIP系统取得了显著的成功,例如,Skype在世界范围内得到了广泛的使用。本文将结合P2P技术的最新研究进展,借鉴IMS网络的优点提出了一种分布式的IMS实现方案。

  Napster[2]和Gnutella[3]的广泛应用引起了人们对P2P网络越来越多的关注,与传统的C/S计算模式不同的是,P2P系统中的节点既可以做服务器又可以做客户端,并且P2P利用空闲资源降低了资源共享的开销,提高了共享资源节点的自治性和系统的顽健性。同时,P2P可以分散资源,平衡网络负载,避免单点失效问题。

  P2P自出现以来就被广泛应用于各个领域,比如文件共享、科学计算与协作、数据存储以及实时通信等。由于P2P的种类繁多,很多研究人员从不同角度对它们进行分类。按照P2P的发展历程可以将P2P分为非结构化和结构化。非结构化P2P系统又可以分为集中式和完全分布式的,代表分别是Napster和Gnutella。Napster是最早出现的P2P系统之一,并在短期内迅速成长起来。Napster采用了集中式的目录服务器机制,用于存放对等节点的地址信息和所保存数据的信息,能够对请求数据进行查找并返回最合适的目的节点。与Napster不同,Gnutella采用了完全分布式的策略,利用洪泛算法对数据进行查找。Gnutella无单点失效问题,可扩展性好,但是定位效率低。由于非结构化的不可扩展性,大量的研究集中在如何构造高度结构化的系统,因此,结构化P2P系统应运而生。结构化P2P系统将每个资源定位在确定的节点上,保证在有限步数内定位到资源,比如Chord[4]、CAN[5]、Pastry[6]等。

  SIP(session initiation protocol)是一种信令协议,用于在互联网两个端点之间建立多媒体会话的控制信令,由IETF制定。SIP协议简单、可扩展性好,被很多互联网电话业务采用,成为VoIP的两大协议之一。通常情况下,两个端点使用SIP来协商一次“呼叫”,一旦协商成功,两个端点就会使用选中的方法相互交谈,这就与SIP无关。

  同样是与传输和控制无关,但与P2P不同的是SIP电话系统仍然是基于C/S模式的。SIP服务器保存了用户和他的注册IP地址之间的映射关系。当某一用户发起呼叫时,SIP服务器会把请求直接转发给呼叫申请用户,或者SIP可以看作是处理过的P2P系统,这种系统通过SIP服务器状态设置超级节点(SuperNode),然后基于DNS域名解析发现节点,而不是像P2P一样通过标识符寻找节点。

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