Servidor de sesiones de llamada basado en el SIP y método de encaminamiento de mensajes.

Método de encaminamiento de mensajes del Protocolo de Inicio de Sesión (SIP) dentro de un Servidor de Sesiones de Llamada basado en SIP (12),

estando asociados los mensajes SIP a una sesión de llamada, y en donde el Servidor de SIP recibe un mensaje SIP entrante (14, 24, 22, 23) desde un nodo (11, 13) de origen y envía un mensaje SIP saliente a un nodo (13, 11) de terminación, caracterizado el método por las etapas de:

generar (16) por medio de una Infraestructura de Encaminamiento de Mensajes SIP algorítmica (52) en el Servidor de SIP (12), un identificador de sesión, al que se hace referencia como Clave-Encaminamiento, sobre la base de por lo menos un campo de encabezamiento en el mensaje SIP entrante;

utilizar la Clave-Encaminamiento para identificar (17), por parte del Servidor de SIP, una instancia (19) del Agente de Usuario Encarado a Ambos Extremos (B2BUA) responsable de la sesión de llamada;

enviar el mensaje SIP entrante a la instancia identificada (19) del B2BUA; y

crear (20) el mensaje SIP saliente por medio de la instancia del B2BUA, en donde la instancia del B2BUA utiliza la Clave-Encaminamiento para generar un campo de encabezamiento en el mensaje SIP saliente;

en donde la Infraestructura de Encaminamiento de Mensajes SIP (52) no es compatible con las sesiones de llamada.

Servidor de sesiones de llamada basado en el SIP y mïtodo de encaminamiento de mensajes Antecedentes La presente invenciïn se refiere a sistemas de comunicaciïn. Mïs particularmente, y sin ningïn sentido limitativo, la presente invenciïn se refiere a un Servidor de Sesiones de Llamada basado en el Protocolo de Inicio de Sesiïn (SIP) y a un mïtodo de encaminamiento de mensajes dentro del servidor.

Un Servidor de Sesiones de Llamada basado en el SIP con carga equilibrada, distribuido y flexible, tal como un nodo de CSCF del Subsistema Multimedia IP IMS, puede implementar una Funciïn de Control de Sesiïn de Llamada (CSCF) . El servidor estï diseïado para gestionar muchas llamadas en conferencia y llamadas de uno a uno simultïneas, al mismo tiempo que proporcionando sus servicios por medio de solamente una o unas pocas interfaces externas publicitadas (por ejemplo, el puerto normalizado SIP 5060 y unas pocas direcciones IP designadas) . La CSCF crea mïltiples instancias del Agente de Usuario Encarado a Ambos Extremos (B2BUA) sobre posiblemente mïltiples elementos de procesador para gestionar las llamadas simultïneamente, y tïpicamente estï diseïada para procesar no solamente llamadas que se ajustan al protocolo SIP normalizado (RFC3261) , sino tambiïn llamadas basadas en variantes y/o extensiones de la normativa RFC3261, algunas de las cuales pueden ser privativas. Tambiïn puede que sea necesario que la CSCF soporte simultïneamente (dentro de la misma sesiïn de llamada) una combinaciïn de llamadas RFC3261 puras y llamadas basadas en mïltiples variantes y/o extensiones del RFC3261. La CSCF tambiïn puede usar un protocolo basado en el SIP para controlar recursos relacionados con llamadas. Por ejemplo, una CSCF que actïa como controlador de pasarela de medios puede controlar los recursos de medios en una pasarela/servidor multimedia usando un protocolo basado en el SIP.

Cuando se crean mïltiples instancias del B2BUA sobre mïltiples elementos de procesador por detrïs de un conjunto limitado de interfaces externas para gestionar mïltiples llamadas simultïneas, los mensajes de seïalizaciïn que entran desde nodos externos se deben correlacionar y encaminar a la instancia correcta del B2BUA para cada llamada. Para lograr esto, la CSCF habitualmente implementa una infraestructura de encaminamiento de mensajes SIP compatible con sesiones de llamada. Es decir, para cada llamada, la infraestructura de encaminamiento de mensajes SIP debe compartir la totalidad de la informaciïn de la sesiïn de llamada (tal como los valores de parïmetros de mensajes generados por una instancia del B2BUA) con la instancia correspondiente del B2BUA.

Las soluciones existentes para el encaminamiento de mensajes SIP en las implementaciones tïpicas de las funciones de CSCF del Servidor de Sesiones de Llamadas se basan en los parïmetros “Call-ID”, “branch”, y/o “tag” de los encabezamientos de los mensajes del protocolo SIP. El RFC3261 requiere que estos parïmetros sean aleatorios y exclusivos en cuanto a longitud, espacio y tiempo. Cuando una pasarela genera estos parïmetros para solicitudes salientes, se requiere que las pasarelas remotas/pares implicadas en la sesiïn de llamada los repitan de vuelta con cierto formato en las respuestas entrantes al Servidor de Sesiones de Llamada.

Una CSCF tïpica genera varios parïmetros de mensajes SIP, tales como los parïmetros Call-ID, branch y tag, como cadenas arbitrarias de longitudes arbitrarias, de manera que los mismos son exclusivos y aleatorios en el espacio y el tiempo, y por mïltiples llamadas. No obstante, debido a la naturaleza del proceso de generaciïn y a la aleatoriedad de los diversos parïmetros, los mismos habitualmente no presentan ninguna propiedad o patrïn distintivo que se pueda usar por parte de la infraestructura de encaminamiento de mensajes para correlacionar los mensajes con las sesiones de llamada y determinar la instancia correspondiente del B2BUA dentro de la CSCF a la cual se va a encaminar el mensaje. Por esta razïn, con el fin de ayudar a la infraestructura de encaminamiento en la correlaciïn y el encaminamiento de los mensajes SIP, los diversos parïmetros generados para cada sesiïn de llamada por su instancia de B2BUA son compartidos con la infraestructura de encaminamiento de mensajes SIP. No obstante, los valores de los diversos parïmetros de una sesiïn de llamada podrïan presentar una correlaciïn mutua pequeïa o inexistente. Por otra parte, la existencia y los valores de los parïmetros tambiïn dependen del estado de la sesiïn de llamada en la mïquina de estados, que puede ser especïfica del tramo de llamada, y de si un tramo de llamada cumple con el RFC3261 puro o una variante/extensiïn del mismo. Por lo tanto, para utilizar los valores de los parïmetros de manera efectiva con el fin de correlacionar y encaminar los mensajes, en los valores de los parïmetros se incorporan subcadenas comunes a travïs de mïltiples encabezamientos, y la informaciïn de estado de la llamada se comparte tambiïn entre el B2BUA y la capa de encaminamiento.

El compartir informaciïn entre instancias del B2BUA y la infraestructura de encaminamiento se realiza tïpicamente usando mecanismos de Comunicaciïn entre Procesos (IPC) y/o una base de datos distribuida. En la infraestructura de encaminamiento, el uso de la base de datos proporciona tambiïn flexibilidad, tolerancia a fallos, y equilibrado de la carga con los parïmetros de las sesiones de llamada insertados en registros de sesiones de llamada y que se comprueban en la base de datos distribuida, la cual se duplica por todos los procesadores en el nodo (lo cual se conoce tambiïn como duplicaciïn total) . La infraestructura de encaminamiento estï diseïada de manera que consta de mïltiples instancias del proceso de encaminamiento, con redundancia, esparcidas por mïltiples elementos de procesador. Las instancias del B2BUA y la infraestructura de encaminamiento almacenan y recuperan los registros de sesiones de llamada a partir de la base de datos en cualquier procesador.

El uso de subcadenas comunes en los valores de los parïmetros y el compartir informaciïn entre las instancias del B2BUA y la infraestructura de encaminamiento de mensajes SIP, cuando se intenta conseguir que la infraestructura de encaminamiento sea compatible con sesiones de llamada, presentan problemas de diseïo significativos. Los problemas se sitïan en tres categorïas principales. En primer lugar, los procedimientos suman ineficiencias tanto en la capa del B2BUA como en la infraestructura de encaminamiento dentro de la CSCF debido a la tara significativa y a la complejidad de la comparticiïn de informaciïn de sesiones de llamada y el mantenimiento entre las dos capas. En segundo lugar, puesto que a la Infraestructura de Encaminamiento se le obliga a mantener la informaciïn de sesiïn de llamada para cada llamada (por la flexibilidad, la tolerancia a fallos, y el equilibrado de la carga) , si una instancia del proceso de encaminamiento se cuelga, la informaciïn de sesiïn de todas las sesiones de llamada afectadas se debe trasladar a otro proceso de encaminamiento, posiblemente en otro elemento de procesador. Esto implica tambiïn guardar y recuperar la informaciïn de sesiones de llamada correspondiente a las llamadas afectadas en una base de datos distribuida. No obstante, esto incurre en una tara y un coste significativos en la gestiïn de los procesos de encaminamiento y la gestiïn de las bases de datos en el plano de seïalizaciïn. Adicionalmente, cuando se produce un fallo en la infraestructura de encaminamiento, las instancias del B2BUA de las sesiones de llamada afectadas se deben reasociar a las nuevas instancias del proceso de encaminamiento, y se produce una tara adicional en la que se incurre para gestionar las asociaciones. Esto derrocha recursos del procesador y de memoria, e incrementa la latencia del procesado de llamadas, influyendo negativamente en el rendimiento y la capacidad del sistema, al mismo tiempo que convirtiendo el diseïo total de la CSCF en complejo, y por lo tanto caro.

En tercer lugar, no se puede confiar siempre en los parïmetros de los encabezamientos de mensajes SIP, tales como Call-ID, branch y tag, en relaciïn con la exclusividad y la aleatoriedad y que, al mismo tiempo, presenten tambiïn propiedades distintivas en las porciones de subcadena para identificar una sesiïn de llamada. Esto es debido a que, si las subcadenas de las cadenas de los valores de parïmetros aleatorios se usan como subcadenas comunes y se mezclan con otras cadenas aleatorias de los parïmetros de encabezamientos SIP, entonces se destruye la entropïa total de las cadenas de los parïmetros de encabezamiento SIP, lo cual conduce a una mayor probabilidad de colisiones en la infraestructura de encaminamiento.... [Seguir leyendo]

1. Mïtodo de encaminamiento de mensajes del Protocolo de Inicio de Sesiïn (SIP) dentro de un Servidor de Sesiones de Llamada basado en SIP (12) , estando asociados los mensajes SIP a una sesiïn de llamada, y en donde el Servidor de SIP recibe un mensaje SIP entrante (14, 24, 22, 23) desde un nodo (11, 13) de origen y envïa un mensaje SIP saliente a un nodo (13, 11) de terminaciïn, caracterizado el mïtodo por las etapas de:

generar (16) por medio de una Infraestructura de Encaminamiento de Mensajes SIP algorïtmica (52) en el Servidor de SIP (12) , un identificador de sesiïn, al que se hace referencia como Clave-Encaminamiento, sobre la base de por lo menos un campo de encabezamiento en el mensaje SIP entrante;

utilizar la Clave-Encaminamiento para identificar (17) , por parte del Servidor de SIP, una instancia (19) del Agente de Usuario Encarado a Ambos Extremos (B2BUA) responsable de la sesiïn de llamada;

enviar el mensaje SIP entrante a la instancia identificada (19) del B2BUA; y

crear (20) el mensaje SIP saliente por medio de la instancia del B2BUA, en donde la instancia del B2BUA utiliza la Clave-Encaminamiento para generar un campo de encabezamiento en el mensaje SIP saliente;

en donde la Infraestructura de Encaminamiento de Mensajes SIP (52) no es compatible con las sesiones de llamada.

2. Mïtodo segïn la reivindicaciïn 1, en el que la etapa de generar (16) una Clave-Encaminamiento incluye las etapas de:

determinar (32) si el mensaje SIP entrante es un mensaje de solicitud o un mensaje de respuesta;

cuando el mensaje SIP entrante es un mensaje de solicitud y hay presente un To-Tag, recuperar (34) la Clave-Encaminamiento utilizando el To-Tag del mensaje SIP entrante;

cuando el mensaje SIP entrante es un mensaje de solicitud y el To-Tag no estï presente, generar (35) la Clave-Encaminamiento como una cadena alfanumïrica globalmente exclusiva de una manera tal que se ajuste a las propiedades estocïsticas de etiquetas, segïn la secciïn 19.3 del RFC3261, utilizando el Call-ID del mensaje de solicitud SIP entrante, el From-Tag del mensaje de solicitud SIP entrante, o ambos; y

cuando el mensaje SIP entrante es un mensaje de respuesta, recuperar (36) la Clave-Encaminamiento utilizando el From-Tag del mensaje SIP entrante.

3. Mïtodo segïn la reivindicaciïn 2, en el que las etapas de recuperar la Clave-Encaminamiento utilizando el To-Tag de un mensaje de solicitud entrante o el From-Tag de un mensaje de respuesta entrante incluyen recuperar la Clave-Encaminamiento utilizando un algoritmo de recuperaciïn, el cual es un inverso algorïtmico y/o matemïtico de un algoritmo de generaciïn utilizado por el servidor de SIP para generar el From-Tag o el To-Tag en un mensaje SIP saliente.

4. Mïtodo segïn la reivindicaciïn 3, en el que el algoritmo de generaciïn se define como:

un cifrado AES (Clave-Encaminamiento, p) , donde p es una frase contraseïa usada para el cifrado; y el algoritmo de recuperaciïn se define como:

un descifrado AES (T, p) , donde T es o bien el From-Tag o bien el To-Tag, y p es una frase contraseïa para el descifrado.

5. Mïtodo segïn la reivindicaciïn 3, en el que el algoritmo de generaciïn se define como:

dada la Clave-Encaminamiento de longitud N, generar una cadena aleatoria de caracteres alfanumïricos y prefijar la Clave-Encaminamiento a ella de tal manera que el resultado tenga la Clave-Encaminamiento como los primeros N caracteres;

y el algoritmo de recuperaciïn se define como:

recopilar los primeros N caracteres del From-Tag o del To-Tag.

6. Mïtodo segïn la reivindicaciïn 3, en el que el algoritmo de generaciïn se define como:

generar una cadena arbitraria de caracteres alfanumïricos de longitud igual a la Clave-Encaminamiento, y a continuaciïn intercalar la Clave-Encaminamiento en ella, de tal manera que, los caracteres de posiciïn con numeraciïn par de la cadena resultante sean los correspondientes de la Clave-Encaminamiento;

y el algoritmo de recuperaciïn se define como:

recopilar todos los caracteres de posiciïn con numeraciïn par del From-Tag o del To-Tag, y concatenar los

caracteres recopilados.

7. Mïtodo segïn la reivindicaciïn 1, en el que la etapa de crear (20) el mensaje SIP saliente incluye las etapas de:

determinar (41) si el mensaje SIP saliente es un mensaje de solicitud o un mensaje de respuesta;

cuando el mensaje SIP saliente es un mensaje de solicitud, generar (42) el From-Tag en el mensaje SIP saliente basïndose en la Clave-Encaminamiento; y

cuando el mensaje SIP saliente es un mensaje de respuesta, generar (43) el To-Tag en el mensaje SIP saliente basïndose en la Clave-Encaminamiento.

8. Mïtodo segïn la reivindicaciïn 7, en el que las etapas de generar el From-Tag de un mensaje de solicitud o el To-Tag de un mensaje de respuesta incluyen generar el From-Tag o el To-Tag utilizando un algoritmo de generaciïn, el cual es un inverso algorïtmico y/o matemïtico de un algoritmo de recuperaciïn utilizado por el servidor de SIP para recuperar la Clave-Encaminamiento a partir del From-Tag o el To-Tag en un mensaje SIP entrante.

9. Mïtodo segïn la reivindicaciïn 1, en el que:

el Servidor de SIP recibe el mensaje SIP entrante (14, 24, 22, 23) en una capa (53) de Red y Transporte;

la capa (53) de Red y Transporte reenvïa el mensaje SIP entrante a una de una pluralidad de instancias (56a a 56n) del proceso de encaminamiento de mensajes SIP en la Infraestructura de Encaminamiento de Mensajes SIP (52) que no es compatible con las sesiones de llamada, en donde la capa (53) de Red y Transporte equilibra en cuanto a carga mensajes SIP entrantes basïndose en cada mensaje a travïs de la pluralidad de instancias (56a a 56n) del proceso de encaminamiento de mensajes SIP;

la instancia (56) del proceso de encaminamiento de mensajes SIP de recepciïn genera la Clave-Encaminamiento basïndose en por lo menos un campo de encabezamiento en el mensaje SIP entrante;

sobre la base de la Clave-Encaminamiento, la Infraestructura de Encaminamiento de Mensajes SIP (52) envïa el mensaje SIP entrante a la instancia identificada (19) del B2BUA en una Infraestructura de Control de Sesiones de Llamada (51) , en donde la Infraestructura de Encaminamiento de Mensajes SIP (52) equilibra en cuanto a carga mensajes SIP entrantes basïndose en cada sesiïn de llamada a travïs de la pluralidad de instancias (54a a 54n) del B2BUA;

la instancia identificada del B2BUA crea (20) el mensaje SIP saliente utilizando la Clave-Encaminamiento para generar el campo de encabezamiento en el mensaje SIP saliente en funciïn de un tipo del mensaje SIP saliente; y

la instancia identificada del B2BUA (20) reenvïa el mensaje SIP saliente a la capa (53) de Red y Transporte por medio de la Infraestructura de Encaminamiento de Mensajes SIP (52) para su envïo al nodo de terminaciïn.

10. Mïtodo segïn la reivindicaciïn 9, en el que la etapa de generar la Clave-Encaminamiento incluye las etapas de:

recuperar la Clave-Encaminamiento utilizando un algoritmo de recuperaciïn con un To-Tag como entrada, cuando el mensaje SIP entrante es un mensaje de solicitud; y

recuperar la Clave-Encaminamiento utilizando un algoritmo de recuperaciïn con un From-Tag como entrada, cuando el mensaje SIP entrante es un mensaje de respuesta.

11. Mïtodo segïn la reivindicaciïn 9, en el que la etapa de crear un mensaje SIP saliente incluye las etapas de:

generar un From-Tag en el mensaje SIP saliente sobre la base de la Clave-Encaminamiento, cuando el mensaje SIP saliente es un mensaje de solicitud; y

generar un To-Tag en el mensaje SIP saliente sobre la base de la Clave-Encaminamiento, cuando el mensaje SIP saliente es un mensaje de respuesta.

12. Servidor de Sesiones de Llamada (50) basado en el Protocolo de Inicio de Sesiïn (SIP) para encaminar mensajes SIP, en donde el Servidor de SIP incluye una capa (53) de Red y Transporte para recibir un mensaje SIP entrante desde un nodo de origen y para enviar un mensaje SIP saliente a un nodo de terminaciïn, caracterizado el Servidor de SIP por:

una Infraestructura de Encaminamiento de Mensajes SIP algorïtmica (52) en comunicaciïn con la capa (53) de Red y Transporte, en donde la Infraestructura de Encaminamiento de Mensajes SIP no es compatible con las sesiones de llamada, e incluye una pluralidad de instancias (56a a 56n) del proceso de encaminamiento de mensajes SIP; y

una Infraestructura de Control de Sesiones de Llamada (51) en comunicaciïn con la Infraestructura de Encaminamiento de Mensajes SIP (52) , incluyendo la Infraestructura de Control de Sesiones de Llamada una pluralidad de instancias (54a a 54n) del Agente de Usuario Encarado a Ambos Extremos, B2BUA;

en donde la capa (53) de Red y Transporte estï configurada para reenviar el mensaje SIP entrante a una de la pluralidad de instancias (56) del proceso de encaminamiento de mensajes SIP en la Infraestructura de Encaminamiento de Mensajes SIP (52) , en donde la capa de Red y Transporte equilibra en cuanto a carga mensajes SIP entrantes basïndose en cada mensaje a travïs de la pluralidad de instancias (56a a 56n) del proceso de encaminamiento de mensajes SIP;

en donde la instancia del proceso (56) de encaminamiento de mensajes SIP de recepciïn estï configurada para generar un identificador de sesiïn, al que se hace referencia como Clave-Encaminamiento, basïndose en por lo menos un campo de encabezamiento en el mensaje SIP entrante, y basïndose en la Clave-Encaminamiento, reenvïa el mensaje SIP entrante a una seleccionada de la pluralidad de instancias (54) del B2BUA en la Infraestructura de Control de Sesiones de Llamada (51) , en donde la Infraestructura de Encaminamiento de Mensajes SIP equilibra en cuanto a carga mensajes SIP entrantes basïndose en cada sesiïn de llamada a travïs de la pluralidad de instancias (54a a 54n) del B2BUA;

en donde la instancia seleccionada (54) del B2BUA estï configurada para crear un mensaje SIP saliente utilizando la Clave-Encaminamiento con el fin de generar un campo de encabezamiento en el mensaje SIP saliente en funciïn de un tipo del mensaje SIP saliente;

en donde la instancia seleccionada del B2BUA reenvïa el mensaje SIP saliente a la capa (53) de Red y Transporte por medio de la Infraestructura de Encaminamiento de Mensajes SIP (52) para enviar el mensaje SIP saliente al nodo de terminaciïn.

13. Servidor de SIP segïn la reivindicaciïn 12, en el que la instancia del proceso de encaminamiento de mensajes SIP de recepciïn incluye un elemento de procesador programado para:

recuperar la Clave-Encaminamiento utilizando un algoritmo de recuperaciïn con el To-Tag, en caso de que estï presente, como entrada cuando el mensaje SIP entrante es un mensaje de solicitud, en donde el algoritmo de recuperaciïn es un inverso algorïtmico y/o matemïtico del algoritmo utilizado por el servidor de SIP para generar el From-Tag en un mensaje de solicitud SIP saliente o el To-Tag en un mensaje de respuesta SIP saliente; y

si el To-Tag no estï presente en el mensaje de solicitud SIP entrante, entonces generar la Clave-Encaminamiento como una cadena alfanumïrica normalmente exclusiva de tal manera que se ajuste a las propiedades estocïsticas de etiquetas, segïn la secciïn 19.3 del RFC3261, utilizando el Call-ID del mensaje de solicitud SIP entrante, el From-Tag del mensaje de solicitud SIP entrante, o ambos; y

recuperar la Clave-Encaminamiento utilizando un algoritmo de recuperaciïn con el From-Tag como entrada cuando el mensaje SIP entrante es un mensaje de Respuesta, en donde el algoritmo de recuperaciïn es un inverso algorïtmico y/o matemïtico del algoritmo utilizado por el servidor de SIP para generar el To-Tag en un mensaje de respuesta SIP saliente o el From-Tag en un mensaje de solicitud SIP saliente.

14. Servidor de SIP segïn la reivindicaciïn 12, en el que la instancia seleccionada del B2BUA incluye un elemento de procesador programado para:

generar un From-Tag en el mensaje SIP saliente sobre la base de la Clave-Encaminamiento utilizando un algoritmo de generaciïn cuando el mensaje SIP saliente es un mensaje de solicitud, en donde el algoritmo de generaciïn es un inverso algorïtmico y/o matemïtico de un algoritmo de recuperaciïn utilizado por el servidor de SIP para recuperar la Clave-Encaminamiento a partir del To-Tag, cuando estï presente, en el mensaje de solicitud SIP entrante; y

generar un To-Tag en el mensaje SIP saliente sobre la base de la Clave-Encaminamiento utilizando un algoritmo de generaciïn cuando el mensaje SIP saliente es un mensaje de respuesta, en donde el algoritmo de generaciïn es un inverso algorïtmico y/o matemïtico de un algoritmo de recuperaciïn utilizado por el servidor de SIP para recuperar la Clave-Encaminamiento a partir del From-Tag en el mensaje de respuesta SIP entrante.