盧學(xué)奇 趙昊宇
【摘要】本文以當(dāng)前諾西分布式HLR實(shí)現(xiàn)方案為例,論述了HLR的發(fā)展方向及分布式HLR與傳統(tǒng)HLR相比的技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢。
【關(guān)鍵詞】分布式HLROne-NDSDXA容災(zāi)放號系統(tǒng)
前言:
分布式HLR的引入,由于當(dāng)今通信業(yè)務(wù)的不斷發(fā)展和對通信質(zhì)量要求的不斷提高,運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)需要進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化、整合,在網(wǎng)絡(luò)走向融合的同時,用戶數(shù)據(jù)庫也在走向融合?,F(xiàn)網(wǎng)HLR的設(shè)計理念、功能、架構(gòu)等無法滿足網(wǎng)絡(luò)融合的發(fā)展趨勢,有必要及時啟動面向用戶數(shù)據(jù)中心的演進(jìn)。分布式HLR的應(yīng)用正是這方面的有益嘗試,其業(yè)務(wù)處理與用戶數(shù)據(jù)分離的架構(gòu)設(shè)計,可簡化網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹⒓铀倬W(wǎng)絡(luò)的融合,使得全網(wǎng)用戶數(shù)據(jù)的統(tǒng)一存儲、管理和分析成為可能,有利于個性化新業(yè)務(wù)的實(shí)現(xiàn)和推廣。
綜述:
相對于傳統(tǒng)HLR設(shè)備,分布式HLR設(shè)備用戶數(shù)據(jù)庫采用分布式數(shù)據(jù)存儲技術(shù),硬件節(jié)點(diǎn)采用分層架構(gòu),具備以下技術(shù)特點(diǎn):
1、業(yè)務(wù)應(yīng)用和數(shù)據(jù)庫分離,大容量數(shù)據(jù)存儲。分布式HLR采用應(yīng)用和數(shù)據(jù)分離的模式,可以靈活適應(yīng)現(xiàn)網(wǎng)各種組網(wǎng)需求;支持大容量數(shù)據(jù)存儲,具備千萬級以上的用戶處理能力,設(shè)備集成度高。
2、采用分布式軟硬件架構(gòu),業(yè)務(wù)處理節(jié)點(diǎn)和數(shù)據(jù)庫節(jié)點(diǎn)均支持跨地域分布。分布式HLR系統(tǒng)采用完善的軟硬件架構(gòu)支持分布式應(yīng)用模式,業(yè)務(wù)處理和數(shù)據(jù)存儲平面在物理上分離,有完善的機(jī)制最大程度保障業(yè)務(wù)處理節(jié)點(diǎn)和數(shù)據(jù)庫節(jié)點(diǎn)在跨地域分布下對網(wǎng)絡(luò)各種異常情況的適應(yīng)能力。
3、具備靈活有效的容災(zāi)機(jī)制:分布式HLR業(yè)務(wù)處理節(jié)點(diǎn)之間支持N+X負(fù)荷分擔(dān)和備份機(jī)制,數(shù)據(jù)庫節(jié)點(diǎn)之間支持N+X實(shí)時備份和負(fù)荷分擔(dān)機(jī)制,同時,業(yè)務(wù)處理節(jié)點(diǎn)和數(shù)據(jù)庫節(jié)點(diǎn)可采取不同的備份措施。實(shí)際應(yīng)用時,可根據(jù)需要選擇靈活的容災(zāi)備份方案。
4、采用開放的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),提供開放接口,業(yè)務(wù)處理節(jié)點(diǎn)與數(shù)據(jù)庫采用開放接口協(xié)議。分布式HLR系統(tǒng)采用分層的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),在穩(wěn)定提供業(yè)務(wù)功能的前提下層間通信可采用開放的接口,減少各子系統(tǒng)間的耦合,將來隨著融合數(shù)據(jù)中心的演進(jìn),具備開放性的功能。
5、業(yè)務(wù)處理節(jié)點(diǎn)和數(shù)據(jù)庫節(jié)點(diǎn)均具有高度的可擴(kuò)展性。分布式HLR業(yè)務(wù)處理節(jié)點(diǎn)和數(shù)據(jù)庫節(jié)點(diǎn)應(yīng)具備模塊級、板級到子系統(tǒng)網(wǎng)元級的靈活擴(kuò)展性,減低維護(hù)復(fù)雜度。
分布式HLR技術(shù)優(yōu)勢:
從以上對分布式HLR的技術(shù)特點(diǎn)的分析和與現(xiàn)用傳統(tǒng)HLR的比較可以看出,分布式HLR不僅具有傳統(tǒng)HLR的所有功能,還具有以下幾個方面的優(yōu)勢:
1、分布式HLR將數(shù)據(jù)存儲和業(yè)務(wù)處理部分分離,內(nèi)部采用IP網(wǎng)絡(luò)作為承載,符合核心網(wǎng)設(shè)備IP化、大容量、分層架構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)發(fā)展趨勢一致。
2、分布式HLR所有業(yè)務(wù)使用統(tǒng)一的實(shí)時用戶數(shù)據(jù)庫。通過集中的接口對用戶進(jìn)行快速高效管理,能夠為所有業(yè)務(wù)提供一致性的數(shù)據(jù)。與此同時,分布式HLR的用戶屬性和業(yè)務(wù)特定邏輯相對獨(dú)立,具備快速數(shù)據(jù)接人和業(yè)務(wù)導(dǎo)人的能力,能夠在線實(shí)現(xiàn)新的業(yè)務(wù)、在線統(tǒng)計用戶數(shù)據(jù)。
3、分布式HLR采用電信級IT平臺作為硬件平臺,設(shè)備擴(kuò)展性好,集中度高,單位用戶造價和功耗相對較低,占用機(jī)房面積小,能夠有效降低節(jié)點(diǎn)數(shù)量,大幅降低維護(hù)難度和維護(hù)成本。
4、分布式HLR采用開放式的架構(gòu)設(shè)計,業(yè)務(wù)處理節(jié)點(diǎn)(FE)和數(shù)據(jù)庫節(jié)點(diǎn)(BE)均支持N+X實(shí)時備份和負(fù)荷分擔(dān)機(jī)制,在可靠性方面具備很大的優(yōu)勢。
5、分布式HLR作為適應(yīng)長期網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的新技術(shù),提供分離的應(yīng)用和數(shù)據(jù)之間開放標(biāo)準(zhǔn)接口,能夠適應(yīng)3G、IMS等新業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò)的融合,減少網(wǎng)絡(luò)的改造。
對于分布式HLR的實(shí)現(xiàn)方案,諾基亞西門子網(wǎng)絡(luò)提出了兩種技術(shù)實(shí)施方案:Datafull方案和Dataless方案,現(xiàn)就這兩種不同的方案進(jìn)行論述。
諾基亞西門子分布式HLR主要包括以下幾個部分:
2、DXA
DXA基于IBM BladeCenter硬件平臺和諾基亞西門子FlexiPlatform軟件平臺。
Cluster分層:
邏輯上,DXA Cluster設(shè)計成三個不同的層:負(fù)荷均衡層,應(yīng)用層和O&M層。
一對IPD節(jié)點(diǎn)為外部的操作維護(hù)和業(yè)務(wù)承載提供必要的接口功能,同時它也負(fù)責(zé)和外部網(wǎng)絡(luò)之間的負(fù)載均衡功能。多個APP節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)用戶數(shù)據(jù)的處理,APP節(jié)點(diǎn)的數(shù)量可以根據(jù)不同的容量需求而不同;各個APP節(jié)點(diǎn)之間可以工作在負(fù)荷分擔(dān)、主備用等冗余模式下。
3、One-NDS主要包括下列節(jié)點(diǎn):
FE-DS
BE-DS
安裝服務(wù)器(IS)
數(shù)據(jù)庫管理服務(wù)器(DBM)
系統(tǒng)監(jiān)控服務(wù)器(SM)
其中FE-DS節(jié)點(diǎn)存儲數(shù)據(jù)庫分布、分區(qū)信息,提供用戶數(shù)據(jù)的索引、路由功能。BE-DS節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)存放真實(shí)的用戶數(shù)據(jù),在不同站點(diǎn)(地點(diǎn))的BE-DS存放完全相同的用戶數(shù)據(jù),并實(shí)時同步。
安裝服務(wù)器(IS)負(fù)責(zé)對One-NDS進(jìn)行初始安裝的工作,也負(fù)責(zé)對One-NDS軟件系統(tǒng)進(jìn)行管理和升級的工作。
數(shù)據(jù)庫管理服務(wù)器(DBM)管理數(shù)據(jù)庫的整體架構(gòu)和用戶數(shù)據(jù)的存儲結(jié)構(gòu),同時也對數(shù)據(jù)庫狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)管,并且可以對每一個數(shù)據(jù)庫節(jié)點(diǎn)進(jìn)行操作和管理。
系統(tǒng)監(jiān)控服務(wù)器(SM)負(fù)責(zé)One-NDS系統(tǒng)的性能管理和故障管理,是One-NDS和網(wǎng)管系統(tǒng)之間的接口節(jié)點(diǎn)。
一、Datafull方案
諾基亞西門子的Datafull方案的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)采用現(xiàn)網(wǎng)DX200平臺的HLR作為分布式HLR的前端業(yè)務(wù)處理節(jié)點(diǎn),有效地利用了現(xiàn)網(wǎng)資源,保護(hù)了運(yùn)營商前期投資資本。
諾基亞西門子的Datafull方案對于現(xiàn)網(wǎng)的HLR提供了網(wǎng)元級的容災(zāi)機(jī)制:N+X HLR冗余方式。
每個網(wǎng)元內(nèi)部都有自己內(nèi)部的冗余機(jī)制,除此之外,網(wǎng)絡(luò)連接也必須是冗余的,在很多情況下,需要使用網(wǎng)元級的冗余機(jī)制來保證分級業(yè)務(wù)的可用性。N+X HLR冗余功能提供一種從DX HLR到One-NDS目錄的實(shí)時備份用戶數(shù)據(jù)的方式。
在某個HLR宕機(jī)的時候,備份HLR(RHLR)的信令鏈路會激活并通過DXA從One-NDS目錄裝載數(shù)據(jù)到RHLR。冗余備份的機(jī)制的具體過程主要可分為下列兩個階段:
在第一個階段,備份HLR(RHLR)基于來自網(wǎng)絡(luò)的MAP操作來向DXA請求用戶數(shù)據(jù),并將用戶數(shù)據(jù)創(chuàng)到自己的數(shù)據(jù)庫中。這樣,當(dāng)信令切換到RHLR的時候,來自網(wǎng)絡(luò)的操作會馬上被處理,從而不會產(chǎn)生業(yè)務(wù)中斷。
第二個階段,通過后臺運(yùn)行的方式,用戶數(shù)據(jù)會從One-NDS目錄傳送到RHLR。在后臺恢復(fù)的階段,DXA會搜索宕機(jī)的HLR上的還沒有裝載到RHLR的用戶數(shù)據(jù),并將用戶數(shù)據(jù)傳到RHLR。
諾西提供的基于One-NDS的N+X HLR容災(zāi)方案可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)元級容災(zāi)、地理容災(zāi),具有靈活、可靠的優(yōu)點(diǎn)。同時,可以保證當(dāng)現(xiàn)網(wǎng)的HLR出現(xiàn)宕機(jī)故障的時候,備份HLR可以實(shí)時地、無縫地、自動地接替現(xiàn)網(wǎng)HLR的業(yè)務(wù),對于現(xiàn)網(wǎng)HLR的安全有著重大的意義。
二、Dataless方案
Dataless方案的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如下圖所示:
諾基亞西門子的Dataless方案仍然采用DX200平臺的HLR作為前端業(yè)務(wù)處理部分,只是在DXHLR上將不再有用戶數(shù)據(jù)存儲,所有的用戶數(shù)據(jù)都存儲在后端用戶數(shù)據(jù)存儲部分中。對于放號系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方式,與Datafull方案類似,可以通過原有的方式通過DXHLR來進(jìn)行放號,也可以通過與DXA之間的接口,直接放號到后端用戶數(shù)據(jù)存儲部分。
對于網(wǎng)元級容災(zāi)功能,Dataless的方案功能更加強(qiáng)大?,F(xiàn)網(wǎng)將不需要再有固定的容災(zāi)HLR,現(xiàn)網(wǎng)某個負(fù)責(zé)前端業(yè)務(wù)處理的HLR如果出現(xiàn)故障,其業(yè)務(wù)將由其他前端 HLR來處理,可以更好地實(shí)現(xiàn)網(wǎng)元故障情況下的零業(yè)務(wù)損失。
三、兩種方案的比較
由于兩種方案都采用了DX200平臺的HLR作為前端業(yè)務(wù)處理部分,這使得諾基亞西門子分布式HLR方案在從現(xiàn)網(wǎng)HLR平滑演進(jìn)到分布式HLR方面具有一定的優(yōu)勢。
兩種方案都可以實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)處理和用戶數(shù)據(jù)存儲相分離的目的。Dataless方案相對于Datafull方案具有更強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)容災(zāi)能力。表現(xiàn)在HLR的容災(zāi)機(jī)制上面,將不再依賴于專門的容災(zāi)HLR;三個站點(diǎn)的配置方案可以更好的為用戶數(shù)據(jù)提供安全保護(hù)。Dataless方案可以提供更好的業(yè)務(wù)多元化服務(wù),符合3G,LTE,IMS等新技術(shù)的要求。
四、總結(jié)
分布式HLR由于其“大容量,高性能,層次化,標(biāo)準(zhǔn)化,面向融合”等特點(diǎn),可成功解決運(yùn)營商現(xiàn)有用戶數(shù)據(jù)庫的諸多問題。諾基亞西門子提供的分布式HLR兩種實(shí)現(xiàn)方案,為運(yùn)營商向未來的網(wǎng)絡(luò)融合、用戶數(shù)據(jù)庫的融合提供了更多的選擇。尤其在網(wǎng)絡(luò)容災(zāi)方案方面,諾基亞西門子的分布式HLR實(shí)現(xiàn)方案,在后端用戶數(shù)據(jù)存儲部分采用多站點(diǎn)負(fù)荷分擔(dān)的容災(zāi)機(jī)制,單站點(diǎn)具備完全的服務(wù)能力,可以有效地保障網(wǎng)絡(luò)和用戶數(shù)據(jù)的安全。其中Dataless方案在網(wǎng)絡(luò)安全、用戶數(shù)據(jù)存儲安全方面特點(diǎn)更加突出,可以滿足網(wǎng)元統(tǒng)一、用戶數(shù)據(jù)融合、全業(yè)務(wù)融合的要求。
參考文獻(xiàn)
[1]核心網(wǎng)子系統(tǒng)設(shè)備入網(wǎng)測試規(guī)范-分布式HLR部分
[2]中國移動研究院《分布式HLR技術(shù)研討》
[3]現(xiàn)代電信科技《分布式H LR技術(shù)及引入策略研究》