油田通信专网软交换双归属方案及风险分析

黄飞飞

【摘要】 双归属特性是为保护软交换设备而设计的一种容灾机制，通过使用备份的软交换来承载故障软交换的业务，在发生极端异常情况下，系统启动双归属控制机制后，能够恢复绝大部分的通信能力和业务。本文从双归属的原理入手，结合西南油气田现网运行的软交换设备的部署情况以及下一步软交换系统的发展规划，对今后几年可能实施的双归属的技术方案进行了探讨。

【关键词】 软交换 容灾 双归属 倒换 心跳 承载网

一、引言

软交换体系的大容量在给企业带来网络简化、成本降低等好处的同时，也带来了风险：一旦核心设备发生故障（例如板卡故障、设备故障、传输网络中断、地震和火灾等情况），将引起大范围的通信故障。如何保障油气田生产调度通信的畅通，对已建或拟建的软交换系统实施容灾备份，成为亟待解决的问题。

二、双归属技术

双归属（Dual Home）业务是一种用于保障MSC Server（Mobile Switching Center—server，软交换呼叫控制功能节点，即：本文中指SoftX-3000）安全性的解决方案。双归属业务的常用工作模式主要包括：1+1主备和1+1互助。

双归属1+1主备模式（组网方式如图1），是指一个媒体网关MGW（Media Gateway，如AG、TG、IAD、SIP终端等）连接到两个MSC Server上，两个MSC Server设置为主备方式。主MSC Server与备MSC Server同时运行相同的软件和数据，备用MSC Server可以认为是主用MSC Server的镜像，备用MSC Server与外部网元如SHLR/MG/SCP/SMSC/STP的信令链路处于非激活态，一旦主用的MSC Server出现故障，备用将激活为主用，MGW注册接入新的MSC Server，业务在短时间的中断后很快恢复，保证网络继续正常运行。

双归属1+1互助模式，是指一个MGW连接到两个MSC Server上，两个MSC Server设置为互助方式。两个MSC Server都预留部分资源给对方作为非激活态的资源，一旦对方MSC Server出现故障，就激活预留的资源，接管对方管理的MGW等资源，把两个原来独立运行的软交换局合二为一，涉及到多信令点、多个MSC Server的IP地址、多VLR地址等复杂的配置[1]。

三、西南油气田软交换系统双归属方案讨论

通过对众多实施案例的分析，双归属1+1主备模式最浪费资源，因为每个主用MSC Server都要对应一个备用MSC Server；双归属1+1互助模式实质上是负荷分担方式，这种模式比较经济，不用专门设置备份点，而且组网相对容易[2]。下面，我们以油田通信专网内的成都和重庆汇接节点为例，来探讨互助双归属的实施。

3.1 成都、重庆软交换系统异地互助双归属

考虑综合安全性因素和投入产出比，作为双归属的成都和重庆的SoftX-3000应该是互助关系而非主备关系，组网拓扑如图2所示，且成都SoftX-3000的IP地址为IP1，重庆SoftX-3000的IP地址为IP2：

在正常情况下，成都和重庆的SoftX-3000分别承担着各自的话务负荷，即：成都地区的用户和设备注册到IP1；重庆地区的用户和设备注册到IP2。成渝两地软交换互为备份，运行在主/备模式，其中单个软交换的容量必须考虑满足成渝两地软交换的负载总和，并各控制50%的MGW、TG以及AG。2个软交换中必须包括成渝两地软交换系统内的全部用户配置数据，利用网管系统同步用户数据。这两个软交换有各自的局向号和信令点编码，通过上述两个属性参数对各自的软交换进行区分。当故障发生时，成渝两地软交换系统中正常运行的SoftX-3000将替代出现故障的SoftX-3000，并对其所负荷的MGW、TG以及AG进行接管，从而承载成渝两地的全部业务。

3.2 双归属应用场景及潜在风险

3.2.1 双归属在西南油气田的应用分析

硬件故障或各种情况造成SoftX-3000下的MGW或用户终端无法正常注册。

易于开局和部署，尤其对于大量数据频繁变化的端局，主用SoftX-3000只需要备份数据库导入备用SoftX-3000，大部分数据同步就完成了。

辅助SoftX-3000实施跨版本升级，在升级时可将业务切换到备用SoftX-3000上，升级主用SoftX-3000，当主用SoftX-3000升级完成后，再将业务从备用SoftX-3000上倒回，这样可尽量减少业务中断时间。或者升级备用软交换，直接倒换到已升级的备用软交换，再升级主用软交换，再倒换回来。

3.2.2 实施双归属的潜在风险

在实际双归属应用中，能否实现双归属特性依赖于核心软交换设备对双归属功能的支持以及接入终端设备对双归属功能的支持，但是接入终端设备如IAD，可能存在多种规格，部分设备不能支持双归属，对于此种情况只能通过手动方式切换。

SoftX-3000上与心跳联动的模块较多，可能出现心跳正常，但切换已被触发的情况，此时会导致与故障SoftX-3000相连的其他软交换系统不会将呼入请求发送给备用SoftX-3000；另外，与之正好相反的情况是心跳已中断，但切换未被触发，导致无法正常实现双归属。

切换过程中，当发生故障的SoftX-3000恢复上线或上线后短时间内又宕机，此时会造成MGW或用户终端的注册分散在两个SoftX-3000上，从而导致出现路由混乱，必须进行手动清理。

启用双归属功能并非就能一劳永逸，它不是对原有呼叫和接续过程不产生任何影响，而是包含有应急通信的应急恢复机制，极端情况下可恢复80%至90%的通信能力。另外一方面，从保护企业自身在信息系统投资上的考虑，对于西南油气田来讲应重点保障生产调度通信业务。

手动或自动切换模式的选择。就西南油气田软交换系统目前实施的进度来看，双归属的重庆局点还未采购设备，泸州、遂宁节点也尚未投产使用，今后较长的时间内全网将处于网络频繁调整期，手动控制更加可靠，因此手动控制的级别应该高于自动控制，否则一味仅仅使用自动控制很可能会造成全网的大面积瘫痪，尤其会影响总部机关的生产调度通信业务。

四、结论

双归属是整个软交换网络进行容灾保护的核心技术，企业根据自身特点正确选择和运用恰当的双归属模式，可以进一步提高整个网络的安全可靠性。西南油气田在完成对PSTN用户割接后，可以将汇接局的软交换设备进行双归属组网，组建成都汇接局与重庆汇接局双归属，泸州汇接局与遂宁汇接局双归属，从而实现油田通信专网系统的异地容灾，进一步确保西南油气田生产调度通信网的稳定性和可靠性。

参 考 文 献

[1] L. Ramnath. The lucent technologies softswitch-realizing the promise of convergence. Bell Labs Technical Journal，1999：15～18

[2] 邢燕霞，赵慧玲. 基于 IMS 的网络融合研究进展[J]. 电信科学，2005，（3）：17-19endprint

【摘要】 双归属特性是为保护软交换设备而设计的一种容灾机制，通过使用备份的软交换来承载故障软交换的业务，在发生极端异常情况下，系统启动双归属控制机制后，能够恢复绝大部分的通信能力和业务。本文从双归属的原理入手，结合西南油气田现网运行的软交换设备的部署情况以及下一步软交换系统的发展规划，对今后几年可能实施的双归属的技术方案进行了探讨。

【关键词】 软交换 容灾 双归属 倒换 心跳 承载网

一、引言

软交换体系的大容量在给企业带来网络简化、成本降低等好处的同时，也带来了风险：一旦核心设备发生故障（例如板卡故障、设备故障、传输网络中断、地震和火灾等情况），将引起大范围的通信故障。如何保障油气田生产调度通信的畅通，对已建或拟建的软交换系统实施容灾备份，成为亟待解决的问题。

二、双归属技术

双归属（Dual Home）业务是一种用于保障MSC Server（Mobile Switching Center—server，软交换呼叫控制功能节点，即：本文中指SoftX-3000）安全性的解决方案。双归属业务的常用工作模式主要包括：1+1主备和1+1互助。

双归属1+1主备模式（组网方式如图1），是指一个媒体网关MGW（Media Gateway，如AG、TG、IAD、SIP终端等）连接到两个MSC Server上，两个MSC Server设置为主备方式。主MSC Server与备MSC Server同时运行相同的软件和数据，备用MSC Server可以认为是主用MSC Server的镜像，备用MSC Server与外部网元如SHLR/MG/SCP/SMSC/STP的信令链路处于非激活态，一旦主用的MSC Server出现故障，备用将激活为主用，MGW注册接入新的MSC Server，业务在短时间的中断后很快恢复，保证网络继续正常运行。

双归属1+1互助模式，是指一个MGW连接到两个MSC Server上，两个MSC Server设置为互助方式。两个MSC Server都预留部分资源给对方作为非激活态的资源，一旦对方MSC Server出现故障，就激活预留的资源，接管对方管理的MGW等资源，把两个原来独立运行的软交换局合二为一，涉及到多信令点、多个MSC Server的IP地址、多VLR地址等复杂的配置[1]。

三、西南油气田软交换系统双归属方案讨论

通过对众多实施案例的分析，双归属1+1主备模式最浪费资源，因为每个主用MSC Server都要对应一个备用MSC Server；双归属1+1互助模式实质上是负荷分担方式，这种模式比较经济，不用专门设置备份点，而且组网相对容易[2]。下面，我们以油田通信专网内的成都和重庆汇接节点为例，来探讨互助双归属的实施。

3.1 成都、重庆软交换系统异地互助双归属

考虑综合安全性因素和投入产出比，作为双归属的成都和重庆的SoftX-3000应该是互助关系而非主备关系，组网拓扑如图2所示，且成都SoftX-3000的IP地址为IP1，重庆SoftX-3000的IP地址为IP2：

在正常情况下，成都和重庆的SoftX-3000分别承担着各自的话务负荷，即：成都地区的用户和设备注册到IP1；重庆地区的用户和设备注册到IP2。成渝两地软交换互为备份，运行在主/备模式，其中单个软交换的容量必须考虑满足成渝两地软交换的负载总和，并各控制50%的MGW、TG以及AG。2个软交换中必须包括成渝两地软交换系统内的全部用户配置数据，利用网管系统同步用户数据。这两个软交换有各自的局向号和信令点编码，通过上述两个属性参数对各自的软交换进行区分。当故障发生时，成渝两地软交换系统中正常运行的SoftX-3000将替代出现故障的SoftX-3000，并对其所负荷的MGW、TG以及AG进行接管，从而承载成渝两地的全部业务。

3.2 双归属应用场景及潜在风险

3.2.1 双归属在西南油气田的应用分析

硬件故障或各种情况造成SoftX-3000下的MGW或用户终端无法正常注册。

易于开局和部署，尤其对于大量数据频繁变化的端局，主用SoftX-3000只需要备份数据库导入备用SoftX-3000，大部分数据同步就完成了。

辅助SoftX-3000实施跨版本升级，在升级时可将业务切换到备用SoftX-3000上，升级主用SoftX-3000，当主用SoftX-3000升级完成后，再将业务从备用SoftX-3000上倒回，这样可尽量减少业务中断时间。或者升级备用软交换，直接倒换到已升级的备用软交换，再升级主用软交换，再倒换回来。

3.2.2 实施双归属的潜在风险

在实际双归属应用中，能否实现双归属特性依赖于核心软交换设备对双归属功能的支持以及接入终端设备对双归属功能的支持，但是接入终端设备如IAD，可能存在多种规格，部分设备不能支持双归属，对于此种情况只能通过手动方式切换。

SoftX-3000上与心跳联动的模块较多，可能出现心跳正常，但切换已被触发的情况，此时会导致与故障SoftX-3000相连的其他软交换系统不会将呼入请求发送给备用SoftX-3000；另外，与之正好相反的情况是心跳已中断，但切换未被触发，导致无法正常实现双归属。

切换过程中，当发生故障的SoftX-3000恢复上线或上线后短时间内又宕机，此时会造成MGW或用户终端的注册分散在两个SoftX-3000上，从而导致出现路由混乱，必须进行手动清理。

启用双归属功能并非就能一劳永逸，它不是对原有呼叫和接续过程不产生任何影响，而是包含有应急通信的应急恢复机制，极端情况下可恢复80%至90%的通信能力。另外一方面，从保护企业自身在信息系统投资上的考虑，对于西南油气田来讲应重点保障生产调度通信业务。

手动或自动切换模式的选择。就西南油气田软交换系统目前实施的进度来看，双归属的重庆局点还未采购设备，泸州、遂宁节点也尚未投产使用，今后较长的时间内全网将处于网络频繁调整期，手动控制更加可靠，因此手动控制的级别应该高于自动控制，否则一味仅仅使用自动控制很可能会造成全网的大面积瘫痪，尤其会影响总部机关的生产调度通信业务。

四、结论

双归属是整个软交换网络进行容灾保护的核心技术，企业根据自身特点正确选择和运用恰当的双归属模式，可以进一步提高整个网络的安全可靠性。西南油气田在完成对PSTN用户割接后，可以将汇接局的软交换设备进行双归属组网，组建成都汇接局与重庆汇接局双归属，泸州汇接局与遂宁汇接局双归属，从而实现油田通信专网系统的异地容灾，进一步确保西南油气田生产调度通信网的稳定性和可靠性。

参 考 文 献

[1] L. Ramnath. The lucent technologies softswitch-realizing the promise of convergence. Bell Labs Technical Journal，1999：15～18

[2] 邢燕霞，赵慧玲. 基于 IMS 的网络融合研究进展[J]. 电信科学，2005，（3）：17-19endprint

【摘要】 双归属特性是为保护软交换设备而设计的一种容灾机制，通过使用备份的软交换来承载故障软交换的业务，在发生极端异常情况下，系统启动双归属控制机制后，能够恢复绝大部分的通信能力和业务。本文从双归属的原理入手，结合西南油气田现网运行的软交换设备的部署情况以及下一步软交换系统的发展规划，对今后几年可能实施的双归属的技术方案进行了探讨。

【关键词】 软交换 容灾 双归属 倒换 心跳 承载网

一、引言

软交换体系的大容量在给企业带来网络简化、成本降低等好处的同时，也带来了风险：一旦核心设备发生故障（例如板卡故障、设备故障、传输网络中断、地震和火灾等情况），将引起大范围的通信故障。如何保障油气田生产调度通信的畅通，对已建或拟建的软交换系统实施容灾备份，成为亟待解决的问题。

二、双归属技术

双归属（Dual Home）业务是一种用于保障MSC Server（Mobile Switching Center—server，软交换呼叫控制功能节点，即：本文中指SoftX-3000）安全性的解决方案。双归属业务的常用工作模式主要包括：1+1主备和1+1互助。

双归属1+1主备模式（组网方式如图1），是指一个媒体网关MGW（Media Gateway，如AG、TG、IAD、SIP终端等）连接到两个MSC Server上，两个MSC Server设置为主备方式。主MSC Server与备MSC Server同时运行相同的软件和数据，备用MSC Server可以认为是主用MSC Server的镜像，备用MSC Server与外部网元如SHLR/MG/SCP/SMSC/STP的信令链路处于非激活态，一旦主用的MSC Server出现故障，备用将激活为主用，MGW注册接入新的MSC Server，业务在短时间的中断后很快恢复，保证网络继续正常运行。

双归属1+1互助模式，是指一个MGW连接到两个MSC Server上，两个MSC Server设置为互助方式。两个MSC Server都预留部分资源给对方作为非激活态的资源，一旦对方MSC Server出现故障，就激活预留的资源，接管对方管理的MGW等资源，把两个原来独立运行的软交换局合二为一，涉及到多信令点、多个MSC Server的IP地址、多VLR地址等复杂的配置[1]。

三、西南油气田软交换系统双归属方案讨论

通过对众多实施案例的分析，双归属1+1主备模式最浪费资源，因为每个主用MSC Server都要对应一个备用MSC Server；双归属1+1互助模式实质上是负荷分担方式，这种模式比较经济，不用专门设置备份点，而且组网相对容易[2]。下面，我们以油田通信专网内的成都和重庆汇接节点为例，来探讨互助双归属的实施。

3.1 成都、重庆软交换系统异地互助双归属

考虑综合安全性因素和投入产出比，作为双归属的成都和重庆的SoftX-3000应该是互助关系而非主备关系，组网拓扑如图2所示，且成都SoftX-3000的IP地址为IP1，重庆SoftX-3000的IP地址为IP2：

在正常情况下，成都和重庆的SoftX-3000分别承担着各自的话务负荷，即：成都地区的用户和设备注册到IP1；重庆地区的用户和设备注册到IP2。成渝两地软交换互为备份，运行在主/备模式，其中单个软交换的容量必须考虑满足成渝两地软交换的负载总和，并各控制50%的MGW、TG以及AG。2个软交换中必须包括成渝两地软交换系统内的全部用户配置数据，利用网管系统同步用户数据。这两个软交换有各自的局向号和信令点编码，通过上述两个属性参数对各自的软交换进行区分。当故障发生时，成渝两地软交换系统中正常运行的SoftX-3000将替代出现故障的SoftX-3000，并对其所负荷的MGW、TG以及AG进行接管，从而承载成渝两地的全部业务。

3.2 双归属应用场景及潜在风险

3.2.1 双归属在西南油气田的应用分析

硬件故障或各种情况造成SoftX-3000下的MGW或用户终端无法正常注册。

易于开局和部署，尤其对于大量数据频繁变化的端局，主用SoftX-3000只需要备份数据库导入备用SoftX-3000，大部分数据同步就完成了。

辅助SoftX-3000实施跨版本升级，在升级时可将业务切换到备用SoftX-3000上，升级主用SoftX-3000，当主用SoftX-3000升级完成后，再将业务从备用SoftX-3000上倒回，这样可尽量减少业务中断时间。或者升级备用软交换，直接倒换到已升级的备用软交换，再升级主用软交换，再倒换回来。

3.2.2 实施双归属的潜在风险

在实际双归属应用中，能否实现双归属特性依赖于核心软交换设备对双归属功能的支持以及接入终端设备对双归属功能的支持，但是接入终端设备如IAD，可能存在多种规格，部分设备不能支持双归属，对于此种情况只能通过手动方式切换。

SoftX-3000上与心跳联动的模块较多，可能出现心跳正常，但切换已被触发的情况，此时会导致与故障SoftX-3000相连的其他软交换系统不会将呼入请求发送给备用SoftX-3000；另外，与之正好相反的情况是心跳已中断，但切换未被触发，导致无法正常实现双归属。

切换过程中，当发生故障的SoftX-3000恢复上线或上线后短时间内又宕机，此时会造成MGW或用户终端的注册分散在两个SoftX-3000上，从而导致出现路由混乱，必须进行手动清理。

启用双归属功能并非就能一劳永逸，它不是对原有呼叫和接续过程不产生任何影响，而是包含有应急通信的应急恢复机制，极端情况下可恢复80%至90%的通信能力。另外一方面，从保护企业自身在信息系统投资上的考虑，对于西南油气田来讲应重点保障生产调度通信业务。

手动或自动切换模式的选择。就西南油气田软交换系统目前实施的进度来看，双归属的重庆局点还未采购设备，泸州、遂宁节点也尚未投产使用，今后较长的时间内全网将处于网络频繁调整期，手动控制更加可靠，因此手动控制的级别应该高于自动控制，否则一味仅仅使用自动控制很可能会造成全网的大面积瘫痪，尤其会影响总部机关的生产调度通信业务。

四、结论

双归属是整个软交换网络进行容灾保护的核心技术，企业根据自身特点正确选择和运用恰当的双归属模式，可以进一步提高整个网络的安全可靠性。西南油气田在完成对PSTN用户割接后，可以将汇接局的软交换设备进行双归属组网，组建成都汇接局与重庆汇接局双归属，泸州汇接局与遂宁汇接局双归属，从而实现油田通信专网系统的异地容灾，进一步确保西南油气田生产调度通信网的稳定性和可靠性。

参 考 文 献

[1] L. Ramnath. The lucent technologies softswitch-realizing the promise of convergence. Bell Labs Technical Journal，1999：15～18

[2] 邢燕霞，赵慧玲. 基于 IMS 的网络融合研究进展[J]. 电信科学，2005，（3）：17-19endprint