CN103329499A - 服务网络节点的动态分配 - Google Patents

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Abstract

描述了用于通信网络中服务网络节点的动态分配的方法和***，优选地，所述通信网络为基于IMS的通信网络，其中所述通信网络包括预定数量的服务网络节点，并且其中所述方法包括：接收与用户设备、另一个网络或网络节点关联的服务请求，优选地所述网络节点为应用服务器；提供与所述服务网络节点关联的负载信息；并且响应于所述服务请求，基于所述负载信息来分配所述预定数量的服务网络节点之一给所述用户设备、所述另一个网络或所述网络节点。

Description

服务网络节点的动态分配
技术领域
本发明大体上涉及通信网络中服务网络节点的动态分配，并且特别地、不过并不一定，涉及用于通信网络中服务网络节点的动态分配的方法和***，涉及被配置用于通信网络中服务网络节点的动态分配的网络节点、用于与此类网络节点一起使用的订户数据库服务器和位置服务器以及使用此类方法的计算机程序产品。
背景技术
由于信令业务的随机性质和/或与通信网络中的节点关联的软件和硬件故障，不可避免的具有可能能够导致过载情形或甚至是通信网络的部分崩溃的网络异常。在诸如基于3GPP IMS架构的通信网络之类的基于IP的下一代网络（NGN）中，诸如S-CSCF之类的服务网络节点功能处理控制层中所有重要的任务，包括注册和信令的路由、利用应用服务器（AS）协助的会话控制和服务路由。因此，此类服务网络节点（例如，S-CSCF）的过载或其他类型的故障因而可以引起严重的性能衰退、激活分组重传、不可恢复的服务器崩溃或甚至是网络的部分崩溃。这种对网络中重要元件故障的敏感性也可能被攻击者通过与多SIP会话建立和清除（tear-down）信令关联的恶意攻击所利用以便中断IMS网络。
已经提出用于防止此类故障的提案。例如，针对过载情形，尤其是S-CSCF的过载，在TR 23.812v1.1.2中提出了依赖于注册过程的方案。在该方案中，传统的3GPP IMS架构提供负载均衡的形式，其中在注册时I-CSCF可以选择对于UE最合适的S-CSCF。然而在注册之后，P-CSCF、S-CSCF和信令路径在通常可以高达24小时或更多的整个注册时段中严格耦合于UE。S-CSCF在注册时段期间的任何故障可能导致严重的网络问题。
由Liang Xu等人在其文章“De-registration based S-CSCF load balancing in IMS core network” IEEE International Conference 14-1 8 June 2009 ICC’09 Dresden中描述了另外的基于注册的过载防止方案。作者提出了基于当在S-CSCF处检测到过载情况时强迫注销并向另一个负载较轻的S-CSCF重注册的负载均衡方案。
然而此类过载防止方案具有以下缺点：在当前的3GPP IMS架构中IMS注册过程是相对信令密集的过程。多个注销可能导致重注册的崩塌，这继而可能导致IMS核心的不期望的性能衰退。此外，由于注册过程十分复杂，它相当缓慢并且可能很少发生，这样它提供了更不适合于对出现的过载情形生成快速并有效的响应的机制。
此外，这些提出的负载均衡方案不能处理诸如业务中继（business trunking）服务之类的不依赖于或只部分依赖于传统的IMS注册过程的服务。例如，在基于IP的企业网络中（通常称为下一代企业网络（NGCN）），一个或多个IP专用交换分机（IP-PBX）可以管理企业通信设备（例如，有线电话、无线电话、软客户端）之间的连接以及电路或分组交换网络的互操作性。NGCN可以通过中继线连接到PSTN或基于IP的网络，其表示两个网络之间的单个逻辑连接。
在此类星座（constellation）中，通常可以经由单个中继线来服务许多用户，由此活动的终端用户数量可以在时间上以及跨此类中继线显著变化。由于诸如增长的家庭工作和灵活的办公时间的可用性之类的最近趋势，中继线的负载非常不可预测并且对使用传统IMS网络时可能导致拥塞问题的巨大变化敏感。
如例如ETSI TS 182.025所述，例如如果NGCN依赖于IMS网络中基于预订的业务中继方案，那么由NGCN服务的单独终端用户经由与业务中继关联的“代理注册”静态连接到IMS网络。代理注册，或也称为隐式注册，可以基于HSS中的通配符（wild card）机制，导致终端用户组在IMS网络中被注册为单个实体。隐含的是往来于该NGCN的所有服务请求在注册时段期间由相同的S-CSCF服务。在此，通过重注册进行的建议的S-CSCF负载均衡会导致选择相同的在与NGCN的活动会话的情况下已经分配的S-CSCF。由于用于业务中继的注册方法的这些组特性，因此在IMS网络中不同的S-CSCF实体上分布IMS网络中信令业务的路由对于组内的单独终端用户是不可能的。
可替代地，如果NGCN依赖于基于对等操作（peering）的业务中继方案，则在IMS网络中没有NGCN所服务的终端用户的任何特定身份的注册。
传统的电信工程已经示出了在诸如PSTN之类的基于TDM的网络中呼叫建立（或呼叫到达）信令具有泊松分布。然而在IMS中S-CSCF处的到达分布受P-CSCF和IBCF（通常实现在SBC上的两个功能）的影响，尤其在由到SBC和/或P-CSCF或IBCF的中继线来服务用户的情形中，其中P-CSCF或IBCF可以被高度利用以使在S-CSCF处到达的请求的分布不必表现泊松分布。此外，诸如存在更新（presence update）、消息传送、视频共享和其他（例如，RCS）之类的具有信令消息的高度不可预测的到达分布的新服务进一步提高了该不可预测性。因此，用于防止过载情况的传统解决方案不能或至少很难在诸如IMS之类的基于IP的通信网络中实现。
由Makaya等人在文章“Load balancing support for self-organizing IMS networks”（提交为  IEEE Consumer Communications and Networking Conference January 9-11, 2011）中提出了用于IMS网络的方案，其中实现了诸如P-CSCF或S-CSCF之类的网元故障后的会话的连续性。然而该方案只处理故障期间的支持而不解决防止由于例如过载引起的网络节点故障的问题。
因此，本领域内需要用于服务网络节点的动态分配的改进的方法和***。特别地，本领域内需要用于允许动态分配服务网络节点给用户设备或网络节点的方法和***，以使可以避免或至少最小化IMS核心中的过载或故障情形。
发明内容
本发明的目标是减少或消除现有技术中的缺陷至少之一。在一个方面，本发明可以涉及用于包括预定数量的服务网络节点的通信网络中服务网络节点的动态分配的方法。在一个实施例中，通信网络可以涉及基于IMS的通信网络。所述方法可以包括：接收与用户设备、另一个网络或网络节点关联的例如SIP INVITE（邀请）请求的服务请求，优选地所述网络节点为应用服务器；提供与所述服务网络节点关联的负载信息；以及，响应于所述服务请求，基于所述负载信息来分配所述预定数量的服务网络节点之一给所述用户设备、所述另一个网络或所述网络节点。因此，该方法允许应每个由网络接收到的发起和/或终止服务请求来基于与服务网络节点关联的实际的信令负载和状态信息而选择服务网络节点。然而，在现有技术中响应于接收到注册请求（其是与服务请求不同的请求且导致在用户设备或所述另一个网络的完整的注册时段期间服务网络节点的固定分配）来分配服务节点，用根据本发明的方法，该分配是灵活的并且可以只在接收到来自相同的用户设备（或其他的网络）的连续的服务请求之间的时段是固定的。因此，该解决方案大体上提供了用于对经由服务网络节点路由的信令业务进行负载均衡和/或用于诸如CPU负载之类的服务网络节点的处理负载的负载均衡的更细粒度的方法。
在实施例中，此类服务请求是基于SIP的服务请求，不是用于注册或重注册的基于SIP的请求。
在进一步实施例中，此类服务请求是初始对话请求，优选地是SIP INVITE消息。
在一个实施例中，按规律的时间间隔提供所述负载信息。这具有以下优势：基于选择的时间间隔、根据预定的时间方案，将负载信息保持最新。
在进一步实施例中，所述负载信息是响应于所述服务请求而提供的。这允许使用在该请求的时间附近的分配过程中最新可用的负载信息。
在进一步实施例中，所述负载信息的提供可以由负载检测功能（LDF）执行，优选地如3GPP TR23.812所述的一个。以这种方式可以避免负载情形或故障情况（例如，分配UE给（部分）缺陷的S-CSCF）。此外，单独S-CSCF的总体响应时间可以保持较低以使得在所有环境下实现信令消息的良好吞吐。此外，提出的解决方案进一步允许过载情况期间网络的稳定并且防止诸如S-CSCF之类的一个或多个服务网络节点的完全崩溃。
在又进一步实施例中，所述负载信息的提供可以进一步包括由负载均衡功能从负载检测功能（例如，3GPP TR23.812所述的功能）来接收所述负载信息，优选地应负载均衡功能的请求。
在一个实施例中，由负载均衡功能响应于接收到服务请求而做出此类请求。
在一个实施例中，所述通信网络可以进一步包括至少一个位置数据库，所述位置数据库包括与所述预定数量的服务网络节点关联的位置信息，优选地所述位置信息为网络地址；以及，可选地，识别分配给所述预定数量的服务网络节点的至少一个的用户设备或网络节点的分配信息。位置数据库可以包括分配给特定的UE或IP-PBX（NGCN）的网络节点的位置信息。
在另一个实施例中，所述位置信息可以包括与所述服务网络节点的至少部分关联的响应时间信息和/或CPU资源信息。负载信息允许通信网络应UE的每个服务请求而基于最新的信息和/或与先前分配的S-CSCF关联的信息来选择最合适的服务网络节点（例如，S-CSCF）。此类***因而能够迅速响应通信网络的单独网络节点中的负载变化，因而能够有效防止过载情形。
在根据本发明的方法的进一步实施例中，由前述负载均衡功能来执行服务网络节点的分配。
在又进一步实施例中，应请求网络节点的请求而响应于所述请求网络节点接收到服务请求来执行所述分配，优选地所述请求网络节点为P-CSCF、I-CSCF、或I-BCF。
在进一步实施例中，将关于分配的服务网络节点的信息发送到请求网络节点，优选地响应于根据本发明的分配。这使得请求网络节点能够将服务请求转发给分配的服务网络节点。
在实施例中，对于连续的操作或对于选择的时间间隔期间的操作，用于服务网络节点的动态分配的方法可以是可调整的。这具有以下优势：根据本发明要求保护的动态分配方法可以在峰值负载时间自动开启并且在低使用期间（夜间）可以关闭。在又其他实施例中，前述方法可以适合于在接收的服务请求之间的区分，因而只为一个或多个预定的服务和/或一个或多个预定的UE、或者可以从其发起服务请求的其他网络（例如，NGCN）动态分配根据本发明要求保护的服务网络节点。这具有选择性地使用如要求保护的方法的进一步优势。例如，可以将频繁用户（换句话说，重度用户，频繁地生成新服务请求的那些用户）与不频繁用户区分开来，由此动态分配方法只应用于频繁用户。
在又另一个实施例中，所述方法可以进一步包括：接收识别所述预定数量的服务节点的至少部分的列表，所述列表进一步包括与所述服务节点关联的位置信息；接收与所述预定数量的服务节点的至少部分关联的负载信息；基于选择规则和所述负载信息来选择服务网络节点；分配所述选择的服务网络节点给所述用户设备或所述应用服务器。
在一个实施例中，所述方法可以包括：基于接入网络节点来注册用户设备，优选地所述接入网络节点为与所述通信网络关联的P-CSCF；以及，可选地在所述位置数据库中存储与所述分配的服务网络节点关联的位置信息，优选地所述位置信息为网络地址。
在另一个实施例中，所述方法可以包括：分配所述通信网络的边界处的接入网络节点给所述用户设备，优选地所述接入网络节点为P-CSCF或会话边界控制器；执行与所述接入网络节点关联的注册功能。在包括与所述通信网络的服务的订户关联的用户简档（profile）的订户数据库中存储所述注册，优选地所述订户数据库为UPSF/HSS；在位置数据库中存储位置信息，优选地所述位置信息为与所述接入网络节点关联的网络地址。在该实施例中，使得能够经由诸如P-CSCF或SBC之类的位于管理域边缘的注册网络节点直接向通信网络注册到HSS。以这种方式可以消除由于注册过程引起的S-CSCF的信令负载并且可以避免或至少显著减少源自旨在干扰IMS核心的恶意意图的重复注册和注销的威胁。
注册进一步提供了以下效果：在注册时，只有UE（IP-PBX）和注册网络节点（P-CSCF或SBC）在相当长的注册时段期间彼此紧密耦合。在由注册计时器计时的该注册时段中，***可以允许基于在IMS核心中单独网络节点的信令负载的服务UE的服务网络节点的改变。
在根据本发明的方法的可替代实施例中，其中服务请求是用于发起服务的请求，分配服务网络节点的步骤包括服务网络节点的任何先前分配的驳回，由此在用户设备或另一个网络注册时执行此类先前分配。
该实施例的好处是其允许服务网络节点在用户设备或另一个网络的注册过程期间的诸如在IMS标准3GPP TS 23.228和TS 24.229中定义的普通分配（ordinary assignment）。因此现有技术的该部分，优选地IMS，注册过程不需要修改。注册时的该普通分配不用于路由目的，以防接收到用于发起服务的服务请求，通过根据本发明的方法的分配过程将这些路由到服务网络节点。然而，用于终止服务的服务请求仍然可以被路由到在用户设备或另一个网络的注册期间分配的服务网络节点。因此，该实施例使得能够以负载均衡方式处理用于发起服务的服务请求，而同时允许以传统方式处理用于终止服务的服务请求。
在进一步实施例中，所述方法可以包括：发送所述服务请求到所述分配的服务网络节点；如果所述分配的服务网络节点的存储器不包括与所述用户设备关联的用户简档，则分配的服务网络节点请求所述用户简档。
在又另一个实施例中，所述方法可以进一步包括：将所述服务请求路由到包括与服务请求关联的服务的应用服务器。
在一个变体中，所述服务请求可以是终止服务请求，其中所述位置数据库进一步可以包括与分配给向通信网络注册的用户设备的接入网络节点关联的位置信息。所述方法可以进一步包括：如果与所述终止服务请求关联的终止用户设备向所述通信网络注册，则向所述位置数据库请求所述关联到终止用户设备的接入网络节点的位置信息。
在另一个变体中，所述方法可以包括：经由所述接入网络节点将所述终止服务请求路由到所述终止用户设备。
在又另一个变体中，所述方法可以包括：更新与所述通信网络的服务的订户关联的用户简档；响应于所述用户简档更新，删除在所述预定数量的服务网络节点的至少部分的存储器中存储的用户简档。在进一步变体中，所述方法可以包括：发送用户简档更新消息给包括与所述通信网络的服务的订户关联的用户简档的订户数据库，优选地所述订户数据库为UPSF/HSS；更新所述订户数据库中的所述用户简档；所述订户数据库请求与所述预定数量的服务网络节点的至少部分关联的位置信息；发送用户简档刷新消息给所述服务网络节点；如果所述用户简档被存储在存储器中，则从所述存储器移除所述用户简档条目。该变体保证了服务网络节点不基于不再有效的用户简档来处理消息。以这种方式，服务网络节点将总是使用UPSF/HSS中可用的最新的用户简档。
在进一步变体中，所述服务请求可以由SBC、P-CSCF、IBCF、S-CSCF或I-CSCF来接收。该方法因而实现了可以被实现在通信网络的各种网络节点处的过载防止机制。
在又进一步变体中，所述位置数据库可以与所述UPSF/HSS位于相同的位置或其中所述位置数据库位于单独的网络节点上。
在另一个方面，本发明可以涉及被配置用于通信网络中服务网络节点的动态分配的网络节点，优选地所述网络节点为SBC、P-CSCF、IBCF、S-CSCF或I-CSCF，优选地所述通信网络为基于IMS的通信网络，其中所述网络节点可以包括：用于接收与用户设备、IBCF或网络节点关联的服务请求的装置，优选地所述网络节点为应用服务器；用于提供与所述预定数量的服务网络节点的至少部分关联的负载信息的装置，优选地所述负载信息包括响应时间信息和/或CPU资源信息；用于当所述接收器接收到服务请求时分配所述预定数量的服务网络节点之一给所述用户设备或所述网络节点的装置，所述分配基于所述负载信息。
在一个实施例中，所述网络节点可以进一步包括：用于发送识别分配给所述预定数量的服务网络节点的至少一个的用户设备或网络节点的分配信息的装置。
在另一个实施例中，所述网络节点可以进一步包括：用于接收用户简档刷新消息的装置；用于如果所述网络节点的存储器包括在所述用户简档刷新消息中识别出的用户简档，则从所述存储器移除用户简档条目的装置。
在另外的方面，本发明可以涉及包括订户数据库的服务器，所述订户数据库包括与通信网络的订户关联的用户简档，优选地所述订户数据库为UPSF/HSS，所述通信网络包括预定数量的服务网络节点和被配置用于动态分配服务网络节点给用户设备、另一个网络或应用服务器的至少一个网络节点，优选地所述网络节点为SBC、P-CSCF、IBCF、S-CSCF或I-CSCF，其中所述服务器可以包括：用于更新存储在所述服务器的存储器中的用户简档的装置；用于接收与所述预定数量的服务网络节点的至少部分关联的位置信息的装置；用于发送用户简档刷新消息给所述服务网络节点，以使得如果所述用户简档存储在所述服务网络节点的一个或多个的存储器中，则所述服务网络节点将从所述存储器移除所述用户简档条目的装置。
在又另外的方面，本发明可以涉及用于与如上所述的网络节点一起使用的位置服务器，所述服务器包括位置数据库，所述位置数据库包括与所述预定数量的服务网络节点关联的位置信息，优选地所述位置信息为网络地址；识别分配给所述预定数量的服务网络节点的至少一个的用户设备、另一个网络或网络节点的分配信息；以及与分配给向通信网络注册的用户设备的接入网络节点关联的位置信息，其中所述位置服务器可以包括：用于接收和发送识别分配给所述预定数量的服务网络节点至少之一的用户设备、另一个网络或网络节点的分配信息的装置；用于接收和发送与所述预定数量的服务网络节点和/或与分配给向通信网络注册的用户设备的所述接入网络节点关联的位置信息的装置。
本发明还可以涉及计算机程序产品，其中计算机程序产品包括软件代码部分，其被配置用于，当被计算机运行时，执行根据任何上述方法的方法。
将进一步参考附图来说明本发明，所述附图示意性地示出根据本发明的实施例。这将理解为本发明不以任何方式局限于这些特定实施例。
附图说明
图1描述了下一代网络的至少部分的示意图。
图2描述了用于向IMS核心注册UE的传统***的示意图。
图2b描述了根据本发明的实施例与向IMS核心注册UE关联的修改后的信令流程。
图3描述了根据本发明的一个实施例用于向IMS核心注册UE的***的示意图。
图4描述了与实现方式关联的信令流程，在所述实现方式中注册功能RF位于P-CSCF中。
图5描述了与向IMS的重注册关联的信令流程。
图6描述了根据本发明的一个实施例用于路由终止服务请求的***的示意图。
图7描述了根据本发明的另一个实施例用于路由发起服务请求的***的示意图。
图8描述了与用于建立会话的发起侧的过程关联的信令流程。
图9描述了根据本发明的另一个实施例用于路由终止服务请求的***的示意图（S-CSCF已知）。
图9b描述了根据本发明的一个实施例用于路由终止服务请求的***的替代示意图。
图10描述了根据本发明的又另一个实施例用于路由终止服务请求的***（S-CSCF未知）。
图11描述了根据各种实施例用于P-CSCF定位的***。
图12描述了与用于建立会话的终止侧的过程关联的信令流程。
图13描述了根据本发明的进一步实施例用于路由终止服务请求的***（S-CSCF未知；UE未注册）。
图14描述了与用于基于发起自另一个网络的服务请求而建立会话的过程关联的信令流程。
图15描述了与在漫游情形下用于建立会话的第一部分的过程关联的信令流程。
图16描述了与在漫游情形下用于建立会话的第二部分的过程关联的信令流程。
图17描述了与用于建立会话的过程关联的信令流程，其中应用服务器发起会话服务请求。
图18描述了根据本发明的一个实施例用于更新用户简档的方案。
具体实施方式
图1描述了NGN服务提供***100的至少部分的示意图。特别地，基于IMS的服务提供***包括连接到IMS核心106的单独用户设备UE 1021,2和/或诸如例如不同的公共网络运营商的基于IP的网络的其他公共网络105之类的一个或多个其他网络、和/或NGCN 1041,2（即基于IP的企业网络）。
通常UE可以涉及有线和/或无线电话、SIP电话等。与企业网络关联的IP专用交换分机（IP-PBX）1101-2可以负责控制企业驻地上的端点（End Point）以及所需服务的管理。在企业网络中使用的端点（EP，即终端）1081-4可以包括有线和/或无线电话、SIP电话等。图1中UE和NGCN使用会话边界控制器（SBC）1111-4连接到IMS核心以用于处理SIP信令接口、拓扑隐藏和与非IMS网络的交互工作。
IMS核心通常可以包括呼叫/会话控制功能（CSCF），其包括代理CSCF（P-CSCF）116、查询CSCF（I-CSCF）114和服务CSCF（S-CSCF）112。P-CSCF通常是IMS核心内首先接触的元件之一。其使用在注册到IMS核心期间建立的路由信息将信令消息（例如，SIP INVITE）路由到与UE关联的S-CSCF。IBCF（130）（或I-CSCF）位于域的边缘并且识别对于传入SIP请求的正确的S-CSCF并且转发请求到该S-CSCF。其IP地址在域的DNS（未示出）中公布以使得远程服务器能够找到它。IBCF是通常实现在SBC上的功能（并且P-CSCF可以实现在用户网络接口（UNI）上的SBC上），由此SBC也可以主控（host）其他功能。在图1中示出IBCF与SBC分离，由此SBC仅仅将传入消息转发给IBCF功能。此外S-CSCF执行会话控制服务并且（在传统的IMS架构中）充当SIP注册服务器（registrar）。
根据传统的IMS注册过程向IMS注册UE涉及将与IMS网络的订户关联的用户（服务）简档传送到S-CSCF。用户简档被储存在数据库118（通常称为归属订户服务（HSS）数据库或用户简档服务器功能（UPSF））中并且可以通过标准化XML格式的Cx接口被发送给S-CSCF。用户简档包括用于路由源自或发送给特定UE或者一个或多个可信应用服务器120、122的信令消息的路由信息。
IMS***可以包括像DNS 124、MGCF 126和BGCF 128的不必为了实现本发明而改变其操作模式的其他元件（功能实体或功能）。
图2描述了传统的IMS注册过程的示意图200。注册过程可以涉及UE 202经由SBC（未示出）和P-CSCF 206将例如SIP REGISTER（注册）消息的注册消息204、208发送给IMS核心的I-CSCF 210。在接收到注册消息204、208时，I-CSCF可以将对能力信息的请求212发送给HSS 214，作为响应HSS将请求的能力信息发送给I-CSCF（步骤216）。该信息随后被I-CSCF使用以选择合适的S-CSCF 220。能力信息可以包括与可用的S-CSCF关联的负载信息，以使可以避免注册时重负载S-CSCF的分配。注册消息然后可以被转发给服务UE的所选择的S-CSCF（步骤218），其随后向HSS认证用户（步骤222）。在认证和注册成功之后，HSS可以向S-CSCF载入包括路由信息的UE的服务简档（步骤224）。
图2b描述了根据本发明的一个实施例用于修改后的注册过程的信令流程。在该信令流程中，UE发布SIP REGISTER请求（204b）给先前发现的P-CSCF（根据传统的IMS注册过程）。P-CSCF随后将REGISTER请求（208b）转发给归属网络的I-CSCF（根据传统的IMS注册过程）。I-CSCF经由向HSS的用户认证请求（UAR）（212b）/用户认证应答（UAA）（216b）查询来选择适当的S-CSCF（根据传统的IMS注册过程）。I-CSCF随后将REGISTER请求转发给所选择的S-CSCF（218b）（根据传统的IMS注册过程）。S-CSCF随后经由服务器分配请求（SAR）（222b）/服务器分配应答（SAA）（224b）查询来通知HSS当前的注册（根据传统的IMS注册过程）。除了传统的IMS注册过程之外，根据本发明的一个实施例在注册过程中S-CSCF在给HSS的SAR消息中现在包括接收的REGISTER消息中的SIP路径报头（header）信息。HSS存储与注册的用户设备的用户简档关联的该路径报头信息以供以后在根据本发明的实施例如图9b进一步详述的在终止服务请求处理期间使用。
可以通过用户服务简档中或与其关联的初始过滤准则（iFC）的集合来识别服务。iFC一般可以被认为是包括过滤部分和决策部分的服务路由规则，其中过滤部分包括定义应用于传入服务消息的一个或多个过滤准则的所谓的触发点（Trigger Point）。决策部分规定了当传入消息与规则的过滤准则匹配时要执行的一个或多个动作。iFC从而包括用于确定SIP消息是否应该被路由到位于特定应用服务器中的服务的信息。在文档3GPP TS 129 228的段落B.2.2中的标准中定义了iFC，因此通过引用将其合并入本申请。
现在返回图1，应用服务器（AS）120、122可以包括例如以语音为中心（VoIP）和/或多媒体服务的服务。VoIP应用服务器可以提供最小特征集合以支持往来于UE或NGCN的呼叫路由以及管理（regulatory）和计费需求。此外，至少一个应用服务器可以包括诸如溢出行为服务之类的中继服务，其中某些连接被分组在有序列表中来以指定的方式处理业务和/或处理负载行为服务，其中将以指定方式使用作为相同中继线的部分的连接列表来处理业务。
如果NGCN 1041依赖于基于预订的业务中继方案，则向IMS核心注册IP-PBX可以涉及SBC 1113代表NGCN（IP-PBX和与IP-PBX关联的所有单独终端）经由P-CSCF 116向IMS核心注册。此类注册过程可以涉及以如上所述有关单独UE的类似的方式经由SBC和P-CSCF向IMS核心的I-CSCF传输例如SIP REGISTER消息的注册消息。在认证和注册成功后，HSS可以给S-CSCF提供服务路由信息，从而允许S-CSCF通过发送注册消息（例如SIP REGISTER消息）给服务路由信息中识别出的应用服务器而向一个或多个应用服务器中的一个或多个服务注册IP-PBX。
NGCN不必根据基于预订的业务中继方案而连接到IMS平台。NGCN也可以被配置成不向IMS核心注册。而是NGCN 1042可以经由至少一个中继线直接连接到可以与SBC 1114位于相同位置的互连边界控制功能（IBCF）130。
使用NGCN和NGN之间通过IBCF的直接互连提供了以下优势：与NGCN关联的IP-PBX和单独用户不需要向IMS核心注册。因此可以避免关于通过SBC“代理注册”的问题并且允许NGN给NGCN提供包括中继服务的服务。在未决的欧洲专利申请号EP10177037.8和EP10177055.0中描述了此类基于对等操作的业务中继方案的使用和相关优势，通过引用将其合并于此。
在如图1描述的NGN中，在注册后，单独注册的UE 102和基于预订的NGCN 104在通常可以为24小时或更长的注册时段期间紧密地耦合于P-CSCF、I-CSCF和选择的S-CSCF。只有在注册时段之后，UE和/或NGCN才可以向IMS核心重注册，其中I-CSCF 114可以通过基于与可用的S-CSCF关联的能力信息来选择不同的更合适的S-CSCF而执行某种形式的负载均衡或故障控制。可替代地，如前所述，在不使用传统注册过程的情况下NGN也可以与一个或多个NGCN（其他网络）直接互连。在此类方案中，基于注册过程的负载均衡是根本不可能的。
因此，基于注册过程的传统的负载均衡方案只能够提供非常有限的形式的负载均衡和/或故障控制，其不适合于响应快速负载波动或节点故障以及防止IMS核心中的单独网络节点过载。特别地，这些方案不适合于防止由于例如过载引起的网络节点故障。通过配置IMS核心以使可以经服务请求来选择网络节点可以解决该问题，特别地所述网络节点为IMS核心中的诸如S-CSCF之类的服务网络节点。然而，为了本发明的目的的服务请求不被理解为（重）注册请求（或者（重）注册消息）。以这种方式，应IMS核心接收到的每个发起和/或终止服务请求，可以基于在请求时间附近与服务网络节点关联的实际的信令负载和状态信息来选择网络节点以使得可以避免过载情形或故障情况（例如，分配UE给（部分）缺陷的S-CSCF）。以这种方式，单独S-CSCF的整体响应时间可以保持较低以使在所有环境下实现信令消息的良好吞吐。提出的解决方案进一步允许过载情况期间网络的稳定并且防止一个或多个S-CSCF的完全崩溃。
以下参考图3来描述根据本发明的实施例的用于高效均衡信令负载的IMS***的详情。
为了本发明的目的，术语NGCN和IP-PBX可以互换使用。二者指代基于对等操作的布置（图1中的1042）或基于预订的布置（图1中的1041）。后者可以以等价于由单独用户设备对服务请求的注册/发送的方式向IMS***发送服务请求。术语另一个网络包括术语NGCN或IP-PBX以及任何公共网络（图1中的105）。
图3A和3B描述了根据本发明的一个实施例用于向IMS核心注册UE或NGCN的***的示意图。特别地，在图3A中UE或NGCN 302可以发送例如SIP REGISTER消息的注册消息给包括注册功能306（RF）的与IMS核心关联的注册网络节点304。
可以以各种方式实现注册网络节点。在一个实施例中，注册网络节点可以涉及包括用于向IMS核心注册和认证UE的RF的P-CSCF。在另一个实施例中，注册网络节点可以被实现为包括RF的SBC。然而在另一个实施例中，注册网络节点可以被实现为包括P-CSCF功能的SBC。
当注册网络节点接收到注册消息时，根据适当标准的要求，激活随后向USSF/HSS 308注册或认证UE的RF。当成功注册时，RF向位置服务器310查询包括为其分配UE或IP-PBX（NGCN）的网络节点（P-CSCF或SBC）上的位置信息（通常为IP地址）的位置更新。在注册成功后，HSS中的用户简档反映了向IMS核心注册了UE并且位置数据库包括在注册时段期间为其分配UE的P-CSCF或SBC（包括P-CSCF功能）的位置信息。包括位置数据库的位置服务器可以被实现为单独的实体或与HSS（未示出）位于相同位置。
图3B描述了与图3A中描述的方案不同的替代的注册方案，其中RF向修改的USSF'/HSS' 312注册和认证UE或IP-PBX（NGCN），以使在注册期间与为其分配UE或IP-PBX的网络节点（P-CSCF或SBC）关联的位置信息被存储在用户简档中，以使当S-CSCF请求用户简档时，S-CSCF也将接收到分配给UE的P-CSCF的位置。
因此，根据图3A和3B中描述的注册方案，在信任域的边界（即，P-CSCF或SBC）执行认证（作为注册过程的部分）。此类注册过程与当前3GPP IMS注册过程不同，其中认证由恰好在信任域中心的S-CSCF执行，这使得核心网易受行为不正常的UE、IP-PBX和其他恶意袭击的攻击。
当直接经由例如P-CSCF或SBC（包括P-CSCF功能）的位于管理域的边缘的注册网络节点注册到HSS时，可以消除由于注册过程引起的S-CSCF的信令负载并且可以避免或至少显著减小源自旨在干扰IMS核心的恶意意图的重复注册和注销的威胁。
图3A/B中描述的注册***进一步以下效果：在注册时，只有UE（IP-PBX）和注册网络节点（P-CSCF或SBC）在相当长的注册时段（也称为“注册时段”）期间彼此紧密耦合。在由注册计时器计时的该注册时段期间，***可以允许基于IMS核心中单独服务网络节点的信令负载的服务UE的服务网络节点（S-CSCF）的改变。
图4和5描述了根据本发明的一个实施例与注册过程关联的信令流程。特别地，图4描述了与实现方式关联的信令流程400，在该实现方式中注册功能RF位于P-CSCF中并且其中RF被配置成向HSS注册和认证并且在位置数据库（其可以被包含在位置服务器中）中存储分配给UE的P-CSCF的位置（例如，其IP地址）。
在该过程中，与UE关联的SBC可以向位置服务器请求可用的P-CSCF列表，或可替代地位置服务器可以例如如3GPP TR23.812中提出的基于来自负载检测功能的信息以规律的间隔给SBC提供可用的P-CSCF的列表（步骤402）。然后，当未注册UE发送注册消息给SBC时（步骤404），SBC可以根据某个策略功能来选择P-CSCF（步骤406）并且将注册消息中转给选择的P-CSCF（步骤408）。P-CSCF随后存储SBC地址并且向HSS请求（步骤410）包括认证参数（即，随机值RAND）、认证令牌AUTN、签名结果（signed result）XRES、加密密钥CK和完整性密钥IK的一个或多个认证向量。P-CSCF和HSS之间的信息交换可以基于从3GPP TS 29.228和TS 29.229已知的使用UAA/UAR、MAA/MAR和/或SAA/SAR消息的Diameter协议。这些向量可以存储在P-CSCF中。RF可以选择认证向量并且将包括RAND（步骤412）和AUTN的质询（challenge）发回给UE用于用户的认证。
在接收到该质询时，UE计算在进一步的注册消息中经由SBC发送给P-CSCF的响应RES（步骤414）。在P-CSCF处，RF可以比较XRES与RES并且当它们匹配时判定认证成功（步骤416）。RF此后告知HSS在预定的注册时段期间向IMS核心注册了UE（步骤418）并且给位置服务器提供分配给UE的P-CSCF的IP地址（步骤420）。通过发送SIP 200 OK（确认）给UE来结束该注册过程（步骤422）。
图5描述了根据本发明的一个实施例与重注册过程500关联的信令流程。在该过程中，在注册时段期满时，UE可以发送用于向IMS核心重注册的注册消息给SBC（步骤504）。然后，基于由位置服务器提供给SBC的P-CSCF列表（步骤502），SBC可以选择初始分配给UE的P-CSCF（步骤506）并且发送注册消息给P-CSCF（步骤508）。P-CSCF可以与HSS联系以便检查UE的注册状态（步骤510）。基于该信息，可以确定已经向IMS核心注册并认证了UE以使得不需要认证质询。P-CSCF然后以在预定时间内重注册UE的预定值来更新注册计时器（步骤512）。
与传统的IMS注册方案相反，参考图3到5描述的IMS注册方案导致在整个注册时段内不严格分配给S-CSCF的注册的UE，因此允许在短于注册时段的时段内附条件的分配S-CSCF给UE，例如，与会话关联的时段（期间）。在注册时段期间，UE可以发起多个会话，其中在每个会话建立时，IMS***可以分配最合适的S-CSCF给UE。因此，此类方案允许在IMS网络中可用的S-CSCF资源上会话的实时的负载分布。可以同时或顺序地或二者结合地建立这些会话。它们可以进一步涉及由UE或另一个网络请求的相同类型或不同类型的服务。
图6描述了根据本发明的一个实施例用于对服务请求进行路由的***600的示意图。特别地，该***包括被配置用于将例如非注册请求的基于SIP的服务请求的服务请求610发送给包括负载均衡功能（LBF）608或与其关联的网络节点604的UE和IP-PBX 602，所述LBF 608被配置成在例如N个S-CSCF的池606（即，具有相关联的网络地址IP#S1-IP#Sn的S-CSCF#1-S-CSCF#N 6051-605n）的可用服务网络节点池中选择合适的服务网络节点。
在一个实施例中，LBF可以被包括在例如与UE关联的P-CSCF或SBC的注册网络节点中。在其他实施例中，LBF可以位于在可以通过P-CSCF接入的IMS核心中或与其关联的一个单独的网络节点上，例如服务器。
LBF可以被配置成请求或接收来自被配置成监视由于路由和处理信令业务而由IMS核心中的网络节点所承受的负载（例如处理器负载（CPU）和/或响应时间）的外部网络服务器的负载信息，特别地所述网络节点是S-CSCF的可用集合。可替代地和/或附加地，如3GPP TR23.812所述，LBF可以与负载检测功能（LDF）612交互。LDF可以运行在位于IMS网络中某处的单独的服务器上用于为LBF获得相关负载信息使得能够选择最合适的S-CSCF。
图6的插图描述了LDF从IMS核心中的S-CSCF收集负载信息的一个实施例。在该实施例中，LDF可以将SIP OPTIONS（选项）消息614发送到第一S-CSCF1来请求S-CSCF1在200OK SIP响应消息626中返回处理器（CPU）负载信息。可替代地和/或附加地，LDF可以测量S-CSCF的响应时间。例如其可以测量例如SIP OPTIONS消息或另一个合适的消息的SIP消息的响应时间，并且使用发送SIP消息和接收SIP消息的响应之间的时间作为用于确定网络节点的负载的参数。提交了可以被用于本发明的目的的用于收集负载信息的任何合适的方案。
LBF可以以规律的方式请求或接收与IMS中可用的S-CSCF关联的负载信息。该信息可以被存储在LBF表（存储器高速缓存）中并且以使得每次需要负载信息以便基于当前负载信息确定IMS核心中合适的S-CSCF或另一个网络节点时对其进行更新。LBF可以以各种方式处理负载信息并基于负载信息来选择合适的S-CSCF。
例如，它可以选择负载最小的S-CSCF、在预定的时间窗内负载最小的S-CSCF或可以随机从具有低于某个阈值的负载的S-CSCF集合中选择S-CSCF。更一般地，LBF可以基于选择规则的集合和负载信息来选择合适的S-CSCF。
在一个实施例中，P-CSCF或SBC可以在存储器中存储关于UE及其S-CSCF的信息（例如，UE-ID、S-CSCF ID和S-CSCF的网络地址），例如，可以被P-CSCF或SBC使用以便将与相同的UE关联的进一步的服务请求直接路由到S-CSCF的服务节点表。
以这种方式，当服务请求被P-CSCF或SBC接收到时，它可以首先检查服务节点表是否已经注册了最后被UE使用的S-CSCF。如果是这种情况，则P-CSCF或SBC可以分配该S-CSCF给UE。如果不是这种情况，则可以触发LBF以基于LBF表中当前的负载信息来选择S-CSCF。可以随后将服务请求转发到因此选择的S-CSCF。作为响应，选择的S-CSCF可以发送更新请求给位置服务器以便存储分配给UE的S-CSCF的位置（IP地址）。在其他实施例中，可以由P-CSCF或SBC来更新位置服务器。
因此，LBF允许IMS核心应UE的每个服务请求基于当前的负载信息和/或与先前分配的S-CSCF关联的信息来选择最合适的S-CSCF。因而此类***能够快速响应IMS核心的单独网络节点中的负载变化，由此有效地防止过载情形。
图7描述了根据本发明的另一个实施例用于路由发起服务请求的***700的示意图。特别地，图7描述了***，其中UE或IP-PBX（NGCN）702使用参考图3-5所述的注册过程而被注册到IMS核心。在从UE接收到服务请求710时，包括负载均衡功能（LBF）706或与其关联的P-CSCF或SBC 704可以基于服务节点表来识别特定的S-CSCF先前被UE使用。P-CSCF然后可以给UE分配识别出的S-CSCF。在一个实施例中，LBF可以首先检查与识别出的S-CSCF关联的负载在它被分配给UE之前是否在预定的级别以下。
此后，服务请求被中转到分配的S-CSCF 708。在接收到服务请求时，S-CSCF可以首先检查在其高速缓存中是否有UE或IP-PBX的服务简档可用。如果不是这种情况，则S-CSCF可以发送服务简档请求712给UPSF/HSS 710，所述UPSF/HSS 710在响应714中返回简档。此外，鉴于S-CSCF的分配的更新，S-CSCF（或P-CSCF；未示出）可以更新位置数据库。
然后，基于用户简档中的iFC，S-CSCF将服务请求716路由到应用服务器718或包括如服务请求中所指示的发起服务的多链应用服务器（O-AS）。该服务可以被执行并且服务请求720可以被进一步中转到IMS核心的终止侧。
因此，与IMS核心中路由发起请求的传统方式不同，在UE的初始注册中并不涉及的S-CSCF首先检查是否应该请求UE或IP-PBX的用户简档。在一些情况下，服务简档可能已经在较早会话中被存储在高速缓存中。在该情况下，不向HSS发布服务简档请求。
图8描述了与用于建立会话的发起侧的过程关联的信令流程800。在该方案中，P-CSCF可以从位置服务器规律地接收包括位置信息（即，可用S-CSCF的IP地址）的列表（步骤802）并且优选地基于来自负载检测功能（LDF）的信息，如3GPP TR 23.812提出的。然后，如果UE将服务请求发送到IMS核心，则经由SBC将消息中转到其注册到的P-CSCF（步骤804）。在接收到服务请求时，P-CSCF可以发起最合适的S-CSCF的选择。选择可以包括检查哪个S-CSCF先前被分配给UE。如果识别出这样的S-CSCF，则P-CSCF可以将服务请求直接路由到识别出的S-CSCF。
可替代地，LBF可以基于负载信息来检查与识别出的S-CSCF关联的负载是否在某个阈值之下。如果所述负载在阈值之上或如果没有找到S-CSCF，则可以触发LBF基于负载信息来选择合适的S-CSCF（步骤806），如参考图6更详细描述的。在选择S-CSCF之后，服务请求被转发到S-CSCF，如果S-CSCF不能在其高速缓存中找到与UE关联的用户简档，则其向HSS请求该简档（步骤808）。此外，并且用分配给发起UE的S-CSCF来更新位置数据库（步骤810）。在评估用户简档中的iFC之后（步骤812），服务请求被转发到包括发起服务的应用服务器（步骤814）。在执行发起服务之后（步骤816），服务请求进一步被S-CSCF路由到终止侧（步骤818）。
图9描述了根据本发明的一个实施例用于路由终止服务请求的***900的示意图。在该情况下，当与发起侧关联的S-CSCF(O) 902接收到终止服务请求时，其首先可以向位置服务器908查询第一位置请求904以便查明S-CSCF(T)是否已经被分配给终止侧的UE，并且如果这样则接收关于终止UE最后使用（分配的）S-CSCF的信息。
如果是这种情况，则位置服务器可以在响应消息906中发送S-CSCF(T)的位置信息给S-CSCF(O)，S-CSCF(O)随后将终止服务请求转发给该终止服务节点910。在接收到时，S-CSCF(T)将终止服务请求912转发给包括终止服务的一个或多个应用服务器（T-AS）914。此外，S-CSCF(T)可以向位置服务器查询关于分配给终止UE的当前S-CSCF(T)的位置更新915。
在执行终止服务之后，服务请求916被发回给S-CSCF(T)用于进一步完成会话建立。
为了那个目的，S-CSCF(T)发送服务请求给I-CSCF 918，作为响应其可以发送查询920给位置服务器（其可以与UPSF/HSS位于相同的位置；未示出）以便检索关于分配给终止UE的P-CSCF的位置信息。在已经收到分配的P-CSCF的位置信息之后，经由P-CSCF 922将终止服务请求发送给目的地，例如终止UE或IP-PBX 924。
图9b描述了根据本发明的一个实施例用于路由终止服务请求的***900b的示意图。在该情况下，当与发起侧关联的S-CSCF(O)902b需要转发服务请求到终止侧时，其首先可以发送对于终止侧的I-CSCF（或IBCF）的地址的第一位置请求904b给通用位置服务器908b（即DNS）。在接收到终止服务请求时，该I-CSCF 910b然后将位置请求905b发送给终止侧的位置服务器909b以便查明S-CSCF(T)是否已经被分配给终止侧的UE并且如果这样则接收关于终止UE的最后使用的（分配的）S-CSCF的信息。如果是这种情况，则位置服务器909b可以将先前分配的S-CSCF(T)的位置信息在响应消息907b中发送给I-CSCF(T)，I-CSCF(T)随后将终止服务请求转发给该终止服务网络节点（S-CSCF(T)）910b。在接收到时，S-CSCF(T)将终止服务请求912b转发给为会话建立的目的地提供一个或多个应用服务分配的一个或多个应用服务器（T-AS）914b。此外，S-CSCF(T)可以告知位置服务器909b关于分配给终止UE的当前S-CSCF(T)的位置更新915b。
在执行终止服务之后，服务请求916b被发回给S-CSCF(T)用于进一步完成会话建立。
为了那个目的，如果终止UE的用户简档不存在于所选择的S-CSCF(T)的高速缓存中，则S-CSCF向位置服务器909b（其可以与UPSF/HSS位于相同的位置；未示出）查询920b以便检索例如网络地址的位置信息用于定位分配给终止UE的P-CSCF，所述位置信息在注册时基于路径报头由所选择的S-CSCF存储在HSS/UPSF中（见图2b）。在接收到分配的P-CSCF的位置信息之后，经由P-CSCF 922b将终止服务请求发送到目的地，例如终止UE或IP-PBX(NGCN) 924b。
图10描述了根据本发明的另一个实施例用于路由终止服务请求的***的信令流程1000。在该示例中，终止I-CSCF（或IBCF）1002应请求而接收来自位置服务器1004的消息：没有S-CSCF(T)被分配给终止UE。因此，在该情况下，I-CSCF可以触发LBF 1006以基于当前的负载信息1012从可用S-CSCF池1010中选择合适的终止S-CSCF(T)1008。在LBF选择了合适的S-CSCF(T)之后，服务请求1014可以被路由到该S-CSCF(T)，该S-CSCF(T)可以发送通知1015给位置服务器用于更新其存储的关于分配给终止UE的实际的S-CSCF(T)的信息。
然后，如果终止UE的用户简档不存在于选择的S-CSCF(T)的高速缓存中，则可以由S-CSCF(T)发送用户简档请求1016给UPSF/HSS 1018，作为响应1020其发送所请求的用户简档给S-CSCF(T)。随后基于用户简档中的iFC将服务请求1022发送给一个或多个终止应用服务器1024。然后可以将服务请求1025路由回S-CSCF(T)。此外，S-CSCF(T)可以发送查询1026给位置服务器用于请求用于定位分配给终止UE的P-CSCF的位置信息，例如网络地址。基于所请求的位置信息，随后经由P-CSCF 1028将服务请求发送给终止UE 1030。
图11A-11C描述了根据本发明的各种实施例用于P-CSCF定位的方案。图11A描述了实施例，其中响应于从UE 11021发起的服务请求，I-CSCF 1104被用于向位置数据库请求与终止UE关联的P-CSCF的地址。在此类方案中，位置数据库与UPSF/HSS 1106位于相同的位置，以使I-CSCF和UPSF/HSS之间传统的基于Diameter的Cx接口可被用于请求位置信息。
图11B描述了实施例，其中响应于来自UE 11022的服务请求，S-CSCF(T) 1108可以使用基于SAA/SAR消息的简档下载经由S-CSCF和UPSF'/HSS' 1110之间的基于Diameter的Cx接口来请求P-CSCF位置。因此，在该情况下，下载的用户简档包括与终止UE关联的P-CSCF位置。尽管此类位置检索在信令方面可能是高效的，但是该解决方案需要UPSF/HSS中的用户简档还包括P-CSCF的位置。
最后，图11C描述了实施例，其中响应于来自UE 11023的服务请求，S-CSCF(T) 112使用Diameter消息位置信息请求（LIR）和位置信息应答（LIA）来向SIP位置服务器1114请求P-CSCF的位置。
图12描述了与用于建立会话的终止侧的过程关联的信令流程1200。因此该信令流程是如参考图8所述的发起会话建立的逻辑序列。在该情况下，信令以AS向发起S-CSCF(O)返回服务请求而开始（步骤1202），S-CSCF(O)随后查询位置服务器（DNS；步骤1204）以便找到终止侧（目的地域）的位置并且然后将请求转发到终止网络侧的入口，I-CSCF或IBCF（未示出）。终止I-CSCF确定是否给终止UE分配了S-CSCF(T)。如果不是这种情况，则I-CSCF(T)可以触发LBF以便检索合适的S-CSCF(T)，如参考图10更详细描述的。在选择了合适的S-CSCF(T)之后（步骤1206），将服务请求路由到该终止S-CSCF(T)，如果与终止UE关联的用户简档不存在于S-CSCF(T)的高速缓存中，则其请求用户简档下载（步骤1208）。在接收到用户简档并且评估iFC之后（步骤1210），服务请求被中转到适当的AS用于执行一个或多个终止服务（步骤1212）。然后将服务请求返回到S-CSCF(T)，所述S-CSCF(T)向与HSS位于相同位置的位置服务器请求分配给终止UE的P-CSCF的位置（步骤1214）。在找到P-CSCF之后（步骤1216），随后经由P-CSCF将服务请求中转到终止UE（步骤1218）。
图13描述了根据本发明的进一步实施例用于路由终止服务请求的***1300的示意图。在该情况下，***被配置成执行类似于参考图10所描述的信令方案。因此，I-CSCF(T)1302在从位置服务器1306接收到没有给终止UE分配S-CSCF(T)的响应之后触发LBF 1304。由LBF基于负载信息1309从可用S-CSCF池1310中选择的S-CSCF(T)1308向位置服务器查询1312其已经被分配给终止UE并且以类似于图10所述的方式发起从UPSF/HSS 1318的用户简档下载1314、1316。然而，在这种情况下，终止UE的用户简档中的信息指示了终止UE没有向IMS核心注册。然后S-CSCF(T)基于iFS将服务请求1320中转到终止AS 1322用于处理与非注册终止UE关联的会话，例如语音邮件服务。然后进一步将服务请求1324中转给多媒体资源功能控制器（MRFC）1326用于会话的进一步处理。在该示例中，其中终止UE没有向IMS核心注册，MRFC将提供适当的故障处理，像给发起呼叫者的语音通知：终止用户不可到达。
图14描述了根据本发明的又另一个实施例与用于建立会话的过程关联的信令流程1400。特别地，图14的实施例描述了信令流程，其中基于从另一个网络发起的服务请求来建立会话。
在该实施例中，过程开始于I-CSCF（或IBCF）接收从另一个网络发起的服务请求（步骤1404），优选地所述网络支持SIP（例如，能够通过使用SIP消息来发送信令）。如果另一个网络执行发起功能，则IBCF（或I-CSCF）是终止侧的入口，如参考图6至10详细描述的。
然而在该实施例中，描述了特殊的情况，例如基于对等操作的业务中继，其中（IMS）网络被组织以执行发起网络（例如，诸如NGCN/IP-PBX、公共网络之类的另一个网络）的发起服务。然后，在如参考图6所述的基本情况下，IBCF（或I-CSCF）可以被配置成以类似于P-CSCF的方式工作。所以I-CSCF或IBCF可以被配置成规律地从位置服务器接收包括位置信息（即，可用S-CSCF的IP地址）的列表（步骤1402）。在接收到服务请求时，I-CSCF可以首先验证发起网络的证书并且如果将不提供发起服务，则由IBCF/I-CSCF将带有强迫S-CSCF执行发起功能的所添加的适当指示（例如，3GPP 23.228和24.229所述的发起参数（orig-parameter））的服务请求转发给S-CSCF，例如所述服务请求为会话建立的请求（SIP INVITE消息）。与图8中所示的过程相比，IBCF（或I-CSCF）将基于来自位置服务器的信息而选择S-CSCF。
所以，在选择S-CSCF之后，带有强迫S-CSCF执行发起过程的指示的服务请求被转发到S-CSCF(O)（步骤1410）。此后，用选择的S-CSCF(O)来更新位置服务器，并且以与参考用于发起的会话建立的流程的图8和用于终止部分的信令流程的图12类似的方式建立会话。
图15描述了与用于在漫游情形中建立会话的第一部分的过程关联的信令流程1500。在该方案中，拜访和归属网络二者都被配置成响应于例如SIP INVITE消息的服务请求来选择服务网络节点S-CSCF。在该情况下，发起UE可以使用例如图4中所示的注册过程来将其自身注册到其归属网络（步骤1502），其中，将由与P-CSCF或SBC（包括P-CSCF功能）关联的注册功能RF在发起拜访网络中执行注册，并且其中分配的P-CSCF(V)或SBC(V)的位置被存储在发起归属网络的位置数据库中。
当漫游UE想要与终止UE建立会话时，经由P-CSCF(V)将服务请求发送到发起归属网络的I-CSCF(H)（步骤1504）。此后，以类似于参考图14所示的方式处理归属网络的发起部分和终止部分的会话建立过程（在图16中详细示出）。
图17描述了与用于与终止UE建立会话的过程关联的信令流程1700，其中应用服务器（网络节点）充当服务请求的源。在该情况下，过程开始于AS发送服务请求给I-CSCF 1702，所述服务请求带有该服务请求被当作发起请求（例如，用于会话建立的请求，例如SIP INVITE）的指示（例如，如3GPP 23.228和24.229中所述的发起参数）。
I-CSCF基于可用的（提供的）负载信息1704来选择最合适的发起S-CSCF(O)（步骤1706），其中，选择可以包括检查哪个S-CSCF先前被分配给AS。如果识别出这样的S-CSCF，则I-CSCF可以将服务请求直接发送给识别出的S-CSCF。
可替代地，I-CSCF可以请求LBF检查与识别出的S-CSCF关联的负载是否在某个阈值之下。如果是这种情况，并且I-CSCF已经从LBF接收到反馈，则可以由I-CSCF将服务请求发送给识别出的S-CSCF。
如果与识别出的S-CSCF关联的负载太高或者如果没有找到先前分配的S-CSCF，则可以触发LBF并且可以基于提供的负载信息来选择合适的S-CSCF（步骤1706），如参考图6详细描述的。在选择S-CSCF之后，将服务请求转发给分配的S-CSCF（步骤1708），如果S-CSCF不能在其高速缓存中找到与AS关联的简档，则在轮到它的时候向HSS请求该简档（步骤1710）。此外，它可以用分配给AS的S-CSCF来更新位置数据库（步骤1710）。此后，将服务请求转发给终止侧，并且在那里以与参考用于终止部分的会话建立的信令流程的图12所述的类似的方式处理服务请求。
图18描述了根据本发明的一个实施例用于更新用户简档的方案1800。特别地，图18描述了被配置用于向UPSF/HSS 1806发送对于用户简档更新的请求1804的网络节点1802。响应于该请求，触发UPSF/HSS中的简档更新功能（PUF）1808。PUF通过将修改的简档存入简档数据库来处理更新。此外，其向位置服务器1810请求所有可用的S-CSCF 18121-n的位置信息。此后，其基于位置信息来发送包括用户简档标识符的刷新消息18141-n给所有S-CSCF。在接收到刷新消息时，每个S-CSCF基于标识符检查（旧的）用户简档是否被存储在其存储器（高速缓存）中并且如果是这种情况，则删除该用户简档条目。
如图18所示的简档更新方案保证了S-CSCF不基于不再有效的用户简档来处理消息。以这种方式，S-CSCF将总是使用UPSF/HSS中可用的最新的用户简档。
应该理解的是，与任何一个实施例联系描述的任何特征可以被单独、或与所述其他特征结合使用，并且也可以与任何其他实施例的一个或多个特征或者任何其他实施例的任何组合结合使用。本发明的一个实施例可以被实现为用于与计算机***一起使用的程序产品。程序产品的一个或多个程序定义了实施例的功能（包括本文所述的方法）并且被包含在各种计算机可读存储介质上。说明性的计算机可读存储介质包括但不限于：(i)其上永久存储信息的不可写存储介质（例如，诸如可由CD-ROM驱动器读取的CD-ROM光盘、闪存、ROM芯片或任何类型的固态非易失性半导体存储器之类的计算机内的只读存储设备）；以及(ii)其上存储可改变的信息的可写存储介质（例如，软盘驱动器内的软盘或硬盘驱动器或任何类型的固态随机存取半导体存储器）。此外，本发明不限于上述实施例，其可以在附加的权利要求的范围内变化。

Claims (23)

1.用于包括预定数量的服务网络节点的通信网络中服务网络节点的动态分配的方法，优选地，所述通信网络为基于IMS的通信网络，所述方法包括：
接收与用户设备、另一个网络或网络节点关联的服务请求，优选地所述网络节点为应用服务器；
提供与所述服务网络节点关联的负载信息；
响应于所述服务请求，基于所述负载信息来分配所述预定数量的服务网络节点之一给所述用户设备、所述另一个网络或所述网络节点。
2.如权利要求1所述的方法，其中，响应于所述服务请求而提供所述负载信息。
3.如权利要求1所述的方法，其中，以预定的时间间隔来提供所述负载信息。
4.如权利要求1-3中任何一项所述的方法，其中，所述通信网络进一步包括位置数据库，所述位置数据库包括与所述预定数量的服务网络节点关联的位置信息；以及，可选地，识别分配给所述预定数量的服务网络节点的至少一个的用户设备、另一个网络或网络节点的分配信息。
5.如前述权利要求中任何一项所述的方法，其中，所述位置信息包括与所述服务网络节点的至少部分关联的与所述服务网络节点的至少部分关联的响应时间信息和/或CPU资源信息。
6.如前述权利要求中任何一项所述的方法，包括：
接收识别所述预定数量的服务网络节点的至少部分的列表，所述列表进一步包括与所述服务网络节点关联的位置信息；
接收与所述预定数量的服务网络节点的至少部分关联的负载信息；
基于选择规则和所述负载信息来从所述列表中选择服务网络节点；
分配所述选择的服务网络节点给所述用户设备、所述另一个网络或所述应用服务器。
7.如前述权利要求中任何一项所述的方法，进一步包括：
基于与所述通信网络关联的接入网络节点来注册用户设备；并且，可选地，
在所述位置数据库中存储与所述分配的服务网络节点关联的位置信息，优选地所述位置信息为网络地址。
8.如权利要求7所述的方法，包括：
分配所述通信网络的边界处的接入网络节点给所述用户设备，优选地所述接入网络节点为P-CSCF或会话边界控制器；
执行与所述接入网络节点关联的注册功能；
在包括与所述通信网络的服务的订户关联的用户简档的订户数据库中存储所述注册，优选地所述订户数据库为UPSF/HSS；
在位置数据库中存储位置信息，优选地所述位置信息为与所述接入网络节点关联的网络地址。
9.如前述权利要求中任何一项所述的方法，进一步包括：
发送所述服务请求到所述分配的服务网络节点；
如果所述分配的服务网络节点的存储器不包括与所述用户设备关联的用户简档，则所述分配的服务网络节点请求所述用户简档。
10.如前述权利要求中任何一项所述的方法，进一步包括：
将所述服务请求路由到包括与服务请求关联的服务的应用服务器。
11.如权利要求4所述的方法，其中，所述服务请求是终止服务请求，并且其中所述位置数据库进一步包括与分配给向通信网络注册的用户设备的接入网络节点关联的位置信息，所述方法进一步包括：
如果与所述终止服务请求关联的终止用户设备向所述通信网络注册，则向所述位置数据库请求与分配给所述终止用户设备的所述接入网络节点关联的位置信息。
12.如权利要求11所述的方法，包括：
经由所述接入网络节点将所述终止服务请求路由到所述终止用户设备。
13.如前述权利要求中任何一项所述的方法，包括：
更新与所述通信网络的服务的订户关联的用户简档；
响应于所述用户简档更新，删除在所述预定数量的服务网络节点的至少部分的存储器中存储的一个或多个用户简档。
14.如权利要求13所述的方法，进一步包括：
发送用户简档更新消息给包括与所述通信网络的服务的订户关联的用户简档的订户数据库，优选地所述订户数据库为UPSF/HSS；
更新所述订户数据库中的所述用户简档；
所述订户数据库请求与所述预定数量的服务网络节点的至少部分关联的位置信息；
发送用户简档刷新消息给所述服务网络节点；
如果所述用户简档被存储在存储器中，则从所述存储器移除所述用户简档条目。
15.如前述权利要求中任何一项所述的方法，其中，所述服务请求由SBC、P-CSCF、IBCF、S-CSCF或I-CSCF来接收。
16.如前述权利要求中任何一项所述的方法，其中，所述位置数据库与所述UPSF/HSS位于相同的位置或其中所述位置数据库位于单独的网络节点上。
17.被配置用于通信网络中服务网络节点的动态分配的网络节点，优选地所述网络节点为SBC、P-CSCF、IBCF、S-CSCF或I-CSCF，优选地所述通信网络为基于IMS的通信网络，所述网络节点包括：
用于接收与用户设备、另一个网络或网络节点关联的服务请求的装置，优选地所述网络节点为应用服务器；
用于提供与所述预定数量的服务网络节点的至少部分关联的负载信息的装置，优选地所述负载信息包括响应时间信息和/或CPU资源信息；
用于当所述接收器接收到服务请求时分配所述预定数量的服务网络节点之一给所述用户设备或所述网络节点的装置，所述分配基于所述负载信息。
18.如权利要求16所述的网络节点，进一步包括：
用于发送识别分配给所述预定数量的服务网络节点的至少一个的用户设备或网络节点的分配信息的装置。
19.如权利要求17或18所述的网络节点，进一步包括：
用于接收用户简档刷新消息的装置；
用于如果所述网络节点的存储器包括在所述用户简档刷新消息中识别出的用户简档，则从所述存储器移除用户简档条目的装置。
20.包括与通信网络的订户关联的用户简档的订户数据库服务器，优选地，所述订户数据库服务器为UPSF/HSS，所述通信网络包括预定数量的服务网络节点和被配置用于动态分配服务网络节点给用户设备或应用服务器的至少一个网络节点，优选地所述网络节点为SBC、P-CSCF、IBCF、S-CSCF或I-CSCF，所述服务器包括：
用于更新存储在所述服务器的存储器中的用户简档的装置；
用于接收与所述预定数量的服务网络节点的至少部分关联的位置信息的装置；
用于发送用户简档刷新消息给所述服务网络节点，以使得如果所述用户简档存储在所述服务网络节点的一个或多个的存储器中，则所述服务网络节点将从所述存储器移除所述用户简档条目的装置。
21.用于与如权利要求17-19中任何一项所述的网络节点一起使用的位置服务器，所述服务器包括位置数据库，所述位置数据库包括与所述预定数量的服务网络节点关联的位置信息，优选地所述位置信息为网络地址；识别分配给所述预定数量的服务网络节点的至少一个的用户设备、另一个网络或网络节点的分配信息；以及与分配给向通信网络注册的用户设备的接入网络节点关联的位置信息，所述位置服务器包括：
用于接收和发送识别分配给所述预定数量的服务网络节点的至少一个的用户设备、另一个网络或网络节点的分配信息的装置；
用于接收和发送与所述预定数量的服务网络节点和/或与分配给向通信网络注册的用户设备的所述接入网络节点关联的位置信息的装置。
22.被配置用于动态分配服务网络节点给至少一个用户设备、另一个网络或网络节点的通信***，优选地所述通信***为基于IMS的通信***，所述通信网络包括如权利要求17-19中任何一项所述的至少一个网络节点、如权利要求20所述的订户数据库服务器以及如权利要求21所述的位置服务器。
23.一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括软件代码部分，其被配置用于当被计算机运行时执行如权利要求1-16中任何一项所述的方法。
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