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【摘要】 福建空管分局即将建设的NGN系统将为整个长乐机场提供通讯语音网服务。为了确保NGN系统的可靠性、安全性及降低运行风险，需要系统提供良好的容灾技术，因此了解NGN容灾技术，对维护人员而言具有很重大的意义。本文系统阐述了NGN系统容灾关键技术，希望对相关维护人员有所帮助。
【关键词】 NGN 软交换 容灾
一、概述
NGN是指一个统一的、多业务的、以数据网络为中心的、在开放的业务平台上提供不同服务质量业务的下一代网络。NGN的关键技术是软交换技术。软交换又称为媒体网关控制器、呼叫代理，其基本思想是硬件软件化，通过服务器或者网络上的软件实现呼叫选路、连接控制、管理控制、信令胡同等基本呼叫控制功能。本文介绍的NGN容灾技术采用双归属机制。
二、容灾技术分析
NGN系统的容灾是指当某一地方发生灾难，造成该地软交换功能失效时，该控制域内的网关设备（包含IAD设备、AG、TG、SG等）能够切换到异地正常运行的容灾软交换设备上。
为了确保NGN系统可靠性、安全性，降低单汇接局运行的风险，软交换设备成对建立、两套软交换设备间采用异地容灾，而TG/SG设备均支持双归属，当一个软交换设备出现故障时，其下属的TG/SG可以切换到另外一个地方的软交换设备继续为用户提供正常的业务，更好的提高了网络的安全性和容灾性。SS容灾组网方案如图1：
正常情况下，两个软交换分担控制两个域的用户群以及相关的网关设备（TG、SG、AG等）。对于一个软交换控制域内的一个网元设备而言，只受该域的软交换控制。
当某一节点发生故障后，受该域控制的各种网关设备重新向备分的软交换节点注册，使得该域的业务还能正常进行。如图1，SS1控制“网络1”的IAD、TG、SG、AG等设备，SS2 控制“网络2”的IAD、TG、SG、AG等设备。当SS1设备发生故障后，域内的设备如IAD、TG设备等设备可以“主动感知”SS1的故障后向SS2重新注册，保障原有业务。另外SS1也可以主动向本域内的设备发出“向SS2重新注册的命令”。被控制的网元收到这类“切换命令”后，执行“重新注册命令”将业务切换到新的SS中。
NGN系统实现的软交换双归属功能中，网关具有故障检测功能，在判定故障的情况下网关设备可以切换到另一个软交换设备。
2.1 软交换间的心跳信息
软交换目前支持的心跳信息包括软交换间的SIP心跳信息、数据同步链路的心跳信息以及软交换与网关间的心跳信息。根据这些心跳信息，软交换确定当前各网元的状态，作为呼叫路由和切换过程等的依据。
软交换间的心跳信息目前有两种：（1）软交换间通过SIP协议的OPTION消息实现的，在一定时间间隔内（可配置），多次（可配置）发送OPTION消息，若收不到对方的200响应消息，则认为对方不在线。该心跳信息不局限于互为异地容灾的两个软交换，可以应用于所有与软交换通过SIP协议互通的网元。其作用主要有：软交换在收到手动切换命令或者切回命令时，会判断对端软交换的在线状态，若此时对端软交换不在线，则不向网关发送切换命令。作为第三方软交换，会将互为异地容灾的一对软交换配置为直达和迂回路由。在选路时，会判断软交换的在线状态，若直达路由的软交换不在线，则将呼叫迂回路由到另一软交换。（2）软交换间基于TCP连接的数据同步链路上的心跳消息，该心跳是软交换间的数据同步模块间的心跳消息，若在配置的时间间隔内收不到对端的心跳消息，则认为数据链路中断。在进行软交换间的数据同步时，会据此判断对端软交换的数据同步模块是否可用，在可用的情况下实时同步数据，否则继续尝试心跳消息。
2.2 软交换与网关的心跳信息
软交换下发的和中继网关、接入网关等之间的心跳消息是H248协议的Audit消息，根据配置的最大重传次数，重传定时器，和最大的断路次数进行网关状态的判断。每一个事务如果没有收到应答，在定时器到的时候就会重传，达到了重传的最大次数后，就会认为是一次断路次数；如果达到了最大的断路次数，就会拆除此时网关上的呼叫，置网关为退出服务状态。如果在此之后还有消息发送过来，软交换会要求网关再次重新注册。
软交换根据链路检测消息确定网关的状态，作为呼叫路由的依据，在软交换双归属实现中其作用包括：（1）当发现本地网关不在线，并且无迂回路由可用时，若此时互为异地容灾的软交换在线，则会将呼叫路由到互为异地容灾的软交换上。（2）同样对于需要路由到异地容灾软交换的呼叫，软交换首先也会判断异地网关在本地的状态是否为在线，若在线则在本地接续，否则按原路由到异地软交换。（3）网关发送的心跳消息为空的ServiceChange命令或者Notify命令，并根据心跳信息判断当前注册的软交换是否发生故障，当通过心跳检测发现软交换出现故障时，自动向软交换列表中的下一个软交换进行注册。
2.3 切换和切回过程
双归属方案实际上有两种动作，一种是当故障发生时，发生故障软交换下的用户需要注册到归属软交换，此过程称为切换规程；当发生故障的软交换恢复正常时，其所属用户需要切回到本软交换，此过程称为切回过程。
软交换目前支持切换方式包括：（1）自动切换；（2）手动切换；（3）自动切回；（4）手动切回；
软交换支持切换的策略控制和配置。软交换可以配置策略，在容灾软交换之间心跳检测正常的情况下，选择不允许或允许某网关设备的切换。（1）业务切换机制：网关故障检测自动切换及软交换人工命令的方式。自动实现方式：网关自动检测到当前注册的软交换出现故障，自动向软交换列表中的下一个软交换注册。人工实现方式：根据需要，通过人机命令方式，由软交换主动向网关发送Service Change命令，强制其向另一个软交换注册。（2）业务切回机制：异地的软交换恢复正常后，可以在备用软交换采取人工命令或者定时启动的方法命令其所属网关等设备切回，在此之前先判断软交换之间的心跳是否正常。切回的人工方式：通过人工命令的方式，即维护人员通过人机命令，向在本地注册的异地网关发送向另一个软交换注册的命令。切回的自动方式：可以设定定时方式或在某个时刻，系统向在本地注册的异地网关发送向另一个软交换注册的命令。
三、结语
民航福建空管分局拟建设的NGN系统是为整个长乐机场提供语音网服务的，因此其重要性不言而喻。作为设备维护保障人员，只有对系统容灾技术有了深刻的理解，才能使NGN系统运行更加可靠、稳定，从而使用户得到更加优质的服务。
参 考 文 献
[1] 陈建亚，余浩. 软交换与下一代网络. 北京邮电大学出版社. 2003.第一版
[2] 李喜明. 基于NGN的软交换容灾系统额研究与实现. 吉林大学硕士学位论文
[3] 张庆林，梁焱. NGN容灾技术在中平能化专用通信网中的应用.科技信息. 2011年第17期
【关键词】 NGN 软交换 容灾
一、概述
NGN是指一个统一的、多业务的、以数据网络为中心的、在开放的业务平台上提供不同服务质量业务的下一代网络。NGN的关键技术是软交换技术。软交换又称为媒体网关控制器、呼叫代理，其基本思想是硬件软件化，通过服务器或者网络上的软件实现呼叫选路、连接控制、管理控制、信令胡同等基本呼叫控制功能。本文介绍的NGN容灾技术采用双归属机制。
二、容灾技术分析
NGN系统的容灾是指当某一地方发生灾难，造成该地软交换功能失效时，该控制域内的网关设备（包含IAD设备、AG、TG、SG等）能够切换到异地正常运行的容灾软交换设备上。
为了确保NGN系统可靠性、安全性，降低单汇接局运行的风险，软交换设备成对建立、两套软交换设备间采用异地容灾，而TG/SG设备均支持双归属，当一个软交换设备出现故障时，其下属的TG/SG可以切换到另外一个地方的软交换设备继续为用户提供正常的业务，更好的提高了网络的安全性和容灾性。SS容灾组网方案如图1：
正常情况下，两个软交换分担控制两个域的用户群以及相关的网关设备（TG、SG、AG等）。对于一个软交换控制域内的一个网元设备而言，只受该域的软交换控制。
当某一节点发生故障后，受该域控制的各种网关设备重新向备分的软交换节点注册，使得该域的业务还能正常进行。如图1，SS1控制“网络1”的IAD、TG、SG、AG等设备，SS2 控制“网络2”的IAD、TG、SG、AG等设备。当SS1设备发生故障后，域内的设备如IAD、TG设备等设备可以“主动感知”SS1的故障后向SS2重新注册，保障原有业务。另外SS1也可以主动向本域内的设备发出“向SS2重新注册的命令”。被控制的网元收到这类“切换命令”后，执行“重新注册命令”将业务切换到新的SS中。
NGN系统实现的软交换双归属功能中，网关具有故障检测功能，在判定故障的情况下网关设备可以切换到另一个软交换设备。
2.1 软交换间的心跳信息
软交换目前支持的心跳信息包括软交换间的SIP心跳信息、数据同步链路的心跳信息以及软交换与网关间的心跳信息。根据这些心跳信息，软交换确定当前各网元的状态，作为呼叫路由和切换过程等的依据。
软交换间的心跳信息目前有两种：（1）软交换间通过SIP协议的OPTION消息实现的，在一定时间间隔内（可配置），多次（可配置）发送OPTION消息，若收不到对方的200响应消息，则认为对方不在线。该心跳信息不局限于互为异地容灾的两个软交换，可以应用于所有与软交换通过SIP协议互通的网元。其作用主要有：软交换在收到手动切换命令或者切回命令时，会判断对端软交换的在线状态，若此时对端软交换不在线，则不向网关发送切换命令。作为第三方软交换，会将互为异地容灾的一对软交换配置为直达和迂回路由。在选路时，会判断软交换的在线状态，若直达路由的软交换不在线，则将呼叫迂回路由到另一软交换。（2）软交换间基于TCP连接的数据同步链路上的心跳消息，该心跳是软交换间的数据同步模块间的心跳消息，若在配置的时间间隔内收不到对端的心跳消息，则认为数据链路中断。在进行软交换间的数据同步时，会据此判断对端软交换的数据同步模块是否可用，在可用的情况下实时同步数据，否则继续尝试心跳消息。
2.2 软交换与网关的心跳信息
软交换下发的和中继网关、接入网关等之间的心跳消息是H248协议的Audit消息，根据配置的最大重传次数，重传定时器，和最大的断路次数进行网关状态的判断。每一个事务如果没有收到应答，在定时器到的时候就会重传，达到了重传的最大次数后，就会认为是一次断路次数；如果达到了最大的断路次数，就会拆除此时网关上的呼叫，置网关为退出服务状态。如果在此之后还有消息发送过来，软交换会要求网关再次重新注册。
软交换根据链路检测消息确定网关的状态，作为呼叫路由的依据，在软交换双归属实现中其作用包括：（1）当发现本地网关不在线，并且无迂回路由可用时，若此时互为异地容灾的软交换在线，则会将呼叫路由到互为异地容灾的软交换上。（2）同样对于需要路由到异地容灾软交换的呼叫，软交换首先也会判断异地网关在本地的状态是否为在线，若在线则在本地接续，否则按原路由到异地软交换。（3）网关发送的心跳消息为空的ServiceChange命令或者Notify命令，并根据心跳信息判断当前注册的软交换是否发生故障，当通过心跳检测发现软交换出现故障时，自动向软交换列表中的下一个软交换进行注册。
2.3 切换和切回过程
双归属方案实际上有两种动作，一种是当故障发生时，发生故障软交换下的用户需要注册到归属软交换，此过程称为切换规程；当发生故障的软交换恢复正常时，其所属用户需要切回到本软交换，此过程称为切回过程。
软交换目前支持切换方式包括：（1）自动切换；（2）手动切换；（3）自动切回；（4）手动切回；
软交换支持切换的策略控制和配置。软交换可以配置策略，在容灾软交换之间心跳检测正常的情况下，选择不允许或允许某网关设备的切换。（1）业务切换机制：网关故障检测自动切换及软交换人工命令的方式。自动实现方式：网关自动检测到当前注册的软交换出现故障，自动向软交换列表中的下一个软交换注册。人工实现方式：根据需要，通过人机命令方式，由软交换主动向网关发送Service Change命令，强制其向另一个软交换注册。（2）业务切回机制：异地的软交换恢复正常后，可以在备用软交换采取人工命令或者定时启动的方法命令其所属网关等设备切回，在此之前先判断软交换之间的心跳是否正常。切回的人工方式：通过人工命令的方式，即维护人员通过人机命令，向在本地注册的异地网关发送向另一个软交换注册的命令。切回的自动方式：可以设定定时方式或在某个时刻，系统向在本地注册的异地网关发送向另一个软交换注册的命令。
三、结语
民航福建空管分局拟建设的NGN系统是为整个长乐机场提供语音网服务的，因此其重要性不言而喻。作为设备维护保障人员，只有对系统容灾技术有了深刻的理解，才能使NGN系统运行更加可靠、稳定，从而使用户得到更加优质的服务。
参 考 文 献
[1] 陈建亚，余浩. 软交换与下一代网络. 北京邮电大学出版社. 2003.第一版
[2] 李喜明. 基于NGN的软交换容灾系统额研究与实现. 吉林大学硕士学位论文
[3] 张庆林，梁焱. NGN容灾技术在中平能化专用通信网中的应用.科技信息. 2011年第17期