（通信与信息系统专业论文）混合网络服务支撑平台理论和方法研究.pdf

2 111r1叫j1一：， 混合网络服务支撑平台理论和方法研究 0 i i l llii l l l li l i li i l l l l i il v 17 6 0 6 0 3 r e s e a r c ho nt h et h e o r i e sa n dm e t h o d sf o rh y b r i d s e r v i c e sp i 。册o r m 博 士后姓名章洋 流动站( 一级学科) 名称信息与通信工程 专业( - - 级学科) 名称通信与信息系统 研究工作起始时间2 0 0 8 年2 月2 1 日 研究工作期满时间2 0 0 9 年1 2 月1 1 日 北京邮电大学网络技术研究院 2 0 0 9 年1 2 月 4 内容摘要 基于s o a 的服务提供技术给下一代网络条件下的电信领域业务提供和业务 开发带来了机遇与挑战。本文根据网络融合条件下的服务和应用特点，以通信 类服务与i t 类服务的“融合 和“开放 为技术主线，对服务支撑平台的实现 模型及其体系结构基础、平台的开放性控制以用户为中心的服务安全、服 务的融合性支撑多运行环境集成、以及基于服务支撑平台的多媒体会议系 统原型等方面进行了深入研究，主要研究内容如下： 1 服务支撑平台的实现模型及其体系结构基础。本文首先研究了服务模型， 明确了面向服务体系结构的含义与内容，并研究了面向服务体系结构的实现模 型s o a 参考体系结构。在此基础上，对服务支撑平台进行了建模，给出了 s o a 服务支撑平台的水平视图、协作视图等。最后，对于s o a 实现的核心机制， 服务总线进行了建模。 2 平台的开放性控制以用户为中心的服务安全。服务的本质决定了消 费者在服务系统中的主导性地位，所以需要在传统的以服务提供者的系统安全 为中心的模型中，加入人的“安全”因素，人的安全集中体现在数字世界中身 份的安全和服务交易过程中敏感与隐私信息的保护，以及人对交易的主导与控 制过程。本文综合了基于关系和基于凭证的服务安全模型，并加以扩展，获得 实用的以用户为中心的服务安全模型和解决方案。 3 服务的融合性支撑多运行环境集成。在电信网与互联网日益相互融 合的时代，没有任何一个单一的运行环境能处理所有类型的服务逻辑，电信类 通信服务具有异步实时的主要特征而r r 类服务具有同步非严格实时的主要特 征，它们的运行环境存在本质的差异，并具有各自独特特性。本文基于此分析， 提出了支持业务融合的服务支撑平台体系结构及其关键机制。 4 基于服务支撑平台的多媒体会议系统原型。提出了基于服务支撑平台的 多媒体会议系统的总体结构，重点研究了会议能力的编排，以及通信能力w e b s e r v i c e 的设计与实现。验证了融合服务支撑平台是对混合服务的开发、部署、 运行、管理提供核心机制支持的软件基础设施。最后给出了测试结果。 关键词：s o a ，服务平台，服务总线，服务安全，服务路由，多媒体会议 5 6 ， k t 。 一 a b s t r a c t t h ed e m a n df o rq u i c k l yd e l i v e r i n gn e ws e r v i c ei si n c r e a s i n g l yb e c o m i n ga b u s i n e s si m p e r a t i v et o d a y h o w e v e r , t h i sd e m a n dc a n n o tb em e tb yc u r r e n ts e r v i c e p r o v i s i o na n ds e r v i c ed e v e l o p m e n tt e c h n o l o g i e s i n s p i r e db yt h es u c c e s s o fw e b s e r v i c et e c h n o l o g i e sf o rt h ed e v e l o p m e n ta n dd e p l o y m e n to fi ts e r v i c e s ，t h e t e l e c o m m u n i c a t i o n sr & dc o m m u n i t ys t a r t sa d o p t i n ga n dd e v e l o p i n gs i m i l a rs e r v i c e d e l i v e r yp l a t f o r m st oc a t c ht h ed y n a m i cc h a n g i n gi nt e l e c o mm a r k e t a c c o r d i n gt o t h ep r i n c i p l eo fs e r v i c ec o n v e r g e n c ea n do p e n n e s sa c r o s s t h ei td o m a i na n d t e l e c o m m u n i c a t i o nd o m a i n ，t h i sr e p o r ts t u d i e sh o w t ob u i l dah y b r i ds e r v i c ep l a t f o r m s o l u t i o n sp r e s e n t e di nt h i sr e p o r tc a nb es u m m a r i z e da sf o l l o w s ： ( 1 ) t h er e a l i z a t i o nm o d e l o fas o a p l a t f o r ma n di t sa r c h i t e c t u r e ：f i r s t ，t h i sr e p o r t d e s c r i b e ss e r v i c em o d e l ，t h ed e f i n i t i o no fs o a ，a n dar e f e r e n c ea r c h i t e c t u r ef o r s o a t h e n ，w eb u i l dt h em o d e lo fas o ap l a t f o r m f i n n a l y , w ed e f i n e t h e r e a l i z a t i o no fas o a ，i e ，t ob u i l dam o d e lf o re n t e r p r i s es e r v i c eb u s ( 2 ) t h eo p e n n e s sc o n t r o l - - u s e rc e n t r i c i t ya c c e s sf o rp l t a f o ms e c u r i t y ：u s e ri sa d o m i n a n ta c t o ri ns e r v i c e b a s e ds y s t e mb e c a u s eo fs e r v i c en a t u r e t h es e r v i c e s e c u r i t yn o t i o ns h o u l da d du s e rs e r c u r i t ya sak e yf a c t o rt os y s t e ms e c u r i t y u s e r s e c u r i t ym e a n si d e n t i t ym a n a g e m e n t ，p r i v a c yp r o t e c t i o n ，a n dc o n t r o lo fp e r s o n a l i n f o r m a t i o nt r a s a c t i o n s i nt h i sr e p o r t ，au n i v e r s a li d e n t i t ym a n a g e m e n tm o d e li s p r o p o s e db a s e d o nr e l a t i o n f o c u s e da n dc r e d e n t i a l f o c u s e di d e n t i t ym o d e l s t h e n ， ad e l e g a t i o ns o l u t i o nf o rt h em o d e li sc o n s t r u c t e d ( 3 ) s u p p o r t o fs e r v i c e c o n v e r g e n c e - - i n t e g r a t i o n o f m u l t i p l e r u n t i m e e n v i r o n m e n t s ： f o rs e r v i c e si nd i f f e r e n td o m a i n ss u c h a si to r t e l e c o m m u n i c a t i o n s ，n os i n g l er u n t i m ee n v i r o n m e n tc a nr u na l ls e r v i c el o g i ct o m e e ta l l q u a l i t yr e q u i r e m e n t s t h e s e r v i c e si ni td o m a i no f t e nh a v e a s y n c r o n o u m o u s ，n o n r e a l t i m ef e a t u r e sw h i l et h eo n e s i nt e l e c o m m u n i c a t i o n d o m a i na r eo p p o s i t e t h e r e f o r e ，w ei n t e g r a t em u l t i p l er u n t i m ee n v i r o n m e n t s ，a n d d e s i g na n di m p l e m e n tad e t a i l a r c h i t e c t u r eo ft h eh y b r i ds e r v i c ep l a t f o r ma n d s o m ek e yq u a l i t ym e c h a n i s m s ( 4 ) l 沁 8 第一章 1 1 1 2 1 3 1 4 1 5 第二章 2 1 2 2 2 3 2 4 第三章 3 1 3 2 3 3 3 4 3 5 3 6 第四章 4 1 4 2 弓l 言1 选题意义1 电信业务支撑平台2 1 2 1智能网业务生成平台。2 1 2 2下一代网络业务交付平台s d p 4 1 2 3下一代服务层叠网协同平台6 主要研究内容9 章节组织结构。1 0 本章参考文献1 0 服务支撑平台实现模型及其体系结构基础1 2 s o a 的体系结构基础1 2 2 1 1面向服务的体系结构1 2 2 1 2服务模型。1 4 2 1 3s o a 参考体系结构1 7 s o a 服务支撑平台模型1 9 2 2 1s o a 服务支撑平台的水平视图1 9 2 2 2s o a 服务支撑平台的协作视图2 0 2 2 3s o a 服务支撑平台的服务交付方法学一2 2 服务总线模型2 4 2 3 1消息代理2 4 2 3 2抽象端点与服务容器2 8 2 3 3服务路由3 0 本章参考文献3 3 平台的开放性控制一以用户为中心的服务安全3 5 概j 2 睦3 5 背景知识3 7 模型与构造3 7 3 3 1基于假名的数字签名方案n 。3 8 3 3 - 2 代理签名方案劬4 0 3 3 3 基于可控假名的签名方案n 谢c 4 1 安全性证明：4 3 集成与部署4 5 本章参考文献4 7 服务的融合性支撑一多运行环境集成5 0 服务支撑平台的分层视图5 0 服务支撑平台的功能性视图。5 5 4 2 1服务总线5 5 4 2 2服务总线与低延迟事件引擎的集成6 0 4 2 3流程执行引擎6 6 4 3服务支撑平台的性能与服务质量6 8 4 3 1流程并发性6 8 4 3 2负载均衡7 1 4 3 3 服务安全7 4 9 参考文献7 7 服务支撑平台的多媒体会议系统原型。7 9 体会议系统总体结构7 9 体会议的流程控制8 1 总流程8 1 子流程8 2 体会议的底层通信服务9 3 测试1 0 0 硬件环境1 0 0 软件环境1 0 1 测试工具1 0 1 测试方法1 0 2 测试结果1 0 3 参考文献1 0 6 总结和未来工作1 0 7 总；! 吉1 0 7 ：【作1 0 8 平台可依赖性增强1 0 8 平台用户安全增强1 0 8 平台动态适变性增强。1 0 9 1 1 0 的学术论文1 1 1 1 0 1 1 选题意义 第一章引言帚一早j li 开放和融合成为当前网络发展的趋势。随着通信技术和i n t e m e t 的快速发展， 网络的融合步伐正在加快，主要体现在各种移动通信技术( 2 g 、3 g 、w l a n 等) 在走向融合，移动网络和固定网络的融合，以及电信网和互联网的融合。未来的 泛在网络环境的特点主要体现在智能化、服务资源的松耦合和动态绑定、无缝互 操作及端到端的网络重构。服务层面能够根据用户的需求和当前的业务上下文环 境，动态执行与管理服务，下层网络根据业务的功能需求以及o o s 协定自动进 行网络资源的分配、调度，完成端到端的网络重构。在网络融合的环境下，电信 网的通信能力，交换与控制处理能力与互联网的计算能力，信息服务能力紧密的 结合在一起，逐渐呈现出向多种异构网络协同工作、资源共享的新型服务计算环 境的发展趋势。这种服务生存环境的巨大变化，对传统的电信服务网络提出了重 大的挑战。 网络是服务的承载，服务是网络的灵魂，两者相辅相成。网络的融合扩展了 原有的通信业务的种类和内涵，逐渐形成了通信服务和互联网服务相结合的新型 融合服务环境，既涵盖了传统单一网络提供的服务，又包含了跨越多个单一网络 的融合服务。融合服务本质上是在异构网络中对业务的信息数据进行跨平台的采 集，聚合，传送，存储和处理的过程，体现出更加复杂的新特点。由电信网、互 联网构成的信息网络技术是当前最活跃，最具创新性的领域之一。信息网络技术 的多样化决定了在整个网络演进过程中，多种技术将长期并存。面对网络演进所 呈现出的异构性和多样性，各种新服务平台技术都层出不穷，如何定义一个良好 的服务支撑平台来实现与管理服务的开放与服务的融合，并保证开放情况下服务 的安全，对提高服务生成能力与提供可靠性高的智能化服务及应用具有迫切的需 求和现实的意义。 近年来，随着软件新技术的发展，服务已成为开放网络环境下资源封装与抽 象的核心概念，通过动态地组合服务实现资源的灵活聚合成为技术发展的自然思 路。面向服务体系架构( s o a ，s e r v i c e o r i e n t e d a r c h i t e c t u r e ) 能够将应用程序的 不同功能单元通过服务之间定义良好的接口和契约联系起来，使用户可以不受限 制地重复使用软件、把各种资源互连起来。支撑s o a 的关键是其消息传递架构 企业服务总线( e s b ) 。e s b 是传统中间件技术与x m l 、w e b 服务等技术相 互结合的产物，是一种在松散耦合的服务和应用之间标准的集成方式。e s b 提供 了一种开放的、基于标准的消息机制，通过简单的标准适配器和接口，来完成粗 粒度应用( 服务) 和其他组件之间的互操作。电信领域的业务提供和业务开发可 以吸收已有技术的成功经验，结合i n t e m e t 、软件领域新技术的优势，更好的满 足人们对新业务的需求。本文研究工作正是上述背景和需求下进行的有意义的尝 试。 1 2 电信业务支撑平台 电信领域的业务是一种基于电信设备之上的软件系统，与一般软件相比，业 务除了在性能、可用性、可靠性等方面要求高之外，还具有以下特点【1 】：业 务运营环境复杂表现为一个单独的电信业务不够构成一个完整的运行系统，必须 在整个网络中和其他各种系统、设备一起运行协作。业务涉及的角色多表现 为业务涉及的角色包括了网络运营者、业务提供者、业务使用者，有的还包括多 个网络运营者、多个业务提供者、业务集团用户等情形。业务运营管理是业 务需求中的基本要求之一。业务的可插拔性表现为业务的开发、测试、加载、 运行和撤销不能中断网络和其他业务的正常运作。综上，业务支撑平台需要满足 以上的需求。 1 2 1 智能网业务生成平台 智能n 2 i ，【1 】是在原有通信网的基础上设置的叠加网络，它使电信运营者能 够经济有效的向用户提供新业务，使用户可以更灵活方便的获取信息。传统电话 交换网以交换机为基础提供业务，交换机除了提供基本呼叫处理，还可以修改交 换机软件程序，提供遇忙前转等较简单的补充业务。如果提供更加复杂的新业务， 那么需要对所有交换机进行相应的改动，这是一种非常繁琐低效的方式。就目前 来讲，智能网提供的业务是最丰富的，目前网络中复杂的语音业务基本上都是利 用智能网来提供的，我国的各大运营商也都在其基础网络上建立了自己的智能网 平台。邮电部在1 9 9 5 年初就开始考虑和尝试在中国的电话网上引入智能网业务， 以满足开展增值业务的市场需要，特别是电话卡业务。由于智能网可通过建立集 中的业务控制点和数据库，并进一步建立集中的业务管理和业务生成环境，而快 速、经济、方便地为现有的p s t n 电话网络、公众分组交换数据网( p s p d n ) ，窄 带综合业务数字网( n i s d n ) ，甚至计算机互联n ( i n t e m e t ) ，移动通信网( 如g s m 网) 和宽带综合业务数字n ( b i s d n ) 等网络提供各种增值业务。它将网络的功能 化为小的、可以重复使用的功能块，当用户申请新的业务时，可以在现有的功能 块的基础上象搭积木一样为用户拼接出所需的业务。智能网的优越性不仅在于能 最优地利用各种电信网络，快速生成各种新业务，而且能够为管理提供方便，为 业务运行者赢得市场并带来丰厚的利润回报，智能网的总体结构如图1 - 1 所示。 2 一 图1 1智能网总体结构 其中s c e 是智能网中业务生成的关键实体，对业务开发提供了多项工具支 持。一般地，一项新业务由业务生成环境s c e 生成，经过验证后由业务管理系 统s m s 提交给业务控制点s c p ，业务逻辑执行由s c p 控制，业务交换点s s p 负 责业务的触发，业务的一次执行是由s c p 和s s p 共同协作完成，还可能包括智 能外设d 提供智能业务所需的专用资源，如语音合成、播放录用通知等。智能 网提供的业务主要是电话业务，包括被叫集中付费、呼叫卡类业务、预付费业务 等等，这些业务已在包括中国在内的国家得到了运行，为运营商带来了很好的经 济效益，满足了人们的生活需求。近年来，智能网的业务提供方式也逐步向非话 务方向扩展，例如可以采用智能网方案提供目前市场上深受欢迎的主叫个性化回 铃音业务。智能网技术将网络的业务呼叫控制功能与业务控制功能分离，从根本 上改变了电信网业务提供的传统方式，是电信网技术发展上的一次重大变革，具 有重要的意义。但智能网在体系结构、业务开发、系统控制、业务种类和客户化 能力这五个方面存在缺陷：体系结构方面：智能网技术在其发展过程中采用 了渐进方式演进，每一阶段针对一个特定方面提出新增强性建议。从一开始，智 能网就与具体的承载网绑定在一起。不同承载网内的智能网技术采用了不同的协 议，这不仅导致不同网络的用户无法共享相同的增值业务，还为跨网络提供综合 业务增加了困难。尽管智能网与i p 网互通的方案尝试提供了有限的跨网业务能 力，但要为此增加很多专用网关和有针对性地增强已有智能网系统的能力。这种 修补性的技术演进依然没有走出封闭智能网的阴影。系统控制方面：传统智 3 能网的业务控制点都是采用集中式控制技术，比较适合业务种类和业务量相对较 少的智能网应用的初期阶段。但这种集中式控制技术使s c p 可扩展性较差，随 着业务量的急剧增长，对s c p 性能的要求越来越来高，s c p 逐渐成为智能网处 理能力的瓶颈。虽然目前存在将分布式技术c o r b a 引入到智能网中研究，但是 c o r b a 化的智能网在智能网触发与c o r b a 事件配合、高性能、实时性等方面 存在一些问题。业务开发方面：目前智能网系统中很难实现s i b 标准化。由 不同厂商开发的s i b 差别很大，而且与智能网业务平台紧密相关，因而业务的开 发始终受制于智能网平台的实现方式。由于业务平台专用性，一般网络运营商只 有在设备供应商的技术支持下才能开发增值业务，封杀了独立业务开发商的生存 空间。业务种类方面：目前的智能网主要提供用户群非常大、生命周期比较 长的通用业务，不适于提供那些用户群较小、生命周期较短的特殊业务，也很难 根据用户的需求随时改变业务的行为。一方面，新业务推向市场速度较慢。另一 方面，来自运营商的业务开发者很难具有各行各业专业知识，从而不了解、也很 难去发现和开发面向不同领域的新业务。客户化程度方面：业务客户化是指 根据用户量身定制业务。由于受集中控制的s c p 的约束，以及电信业务开发封 闭性的限制，决定了当前智能网业务通常是针对绝大多数用户的需求，并且在全 局范围内为所有用户服务，很难满足用户对业务客户化和个性化的各种需求。在 传统智能网的框架下，人们尝试解决这一问题，但由于受智能网基本原理的限制， 无法取得突破。 1 2 2 下一代网络业务交付平台s d p 智能网虽然将业务的控制与交换分离，使得在特定的电信网络上逐步开发和 部署新业务而不需要大规模地升级交换机成为可能，但是智能网也有其固有缺 陷：智能网是一个封闭的系统，智能业务必须由专业的业务开发人员使用专用的 业务开发工具创建，并且只能运行在同一个厂家的s c p 上，这种情况严重阻碍 了电信市场的开放进程。而且，由于业务创建过程需要专业知识，难度较大，业 务提供的周期仍然较长。随着通信技术的快速发展，电话网( p s n 岍s d n ) 、 移动网( g s m c d m a ) 、因特网( i n t e r n e t ) 以及各类广播电视网之间的融合己 经成为大势所趋，人们对网络业务需求也逐步呈现多样化、综合化和个性化的趋 势，各种数据业务、多媒体业务在整个通信市场中正占有越来越大的份额。在这 一背景下，下一代网络【3 】是一个能够提供包括语音、视频、图像和数据等各种 业务在内的融合和开放的网络，下一代网络是业务驱动的网络，业务提供是下一 代网络中最关键的问题。 正是这种需求推动了服务交付平台( s d p ：s e r v i c ed e l i v e r yp l a t f o r m ) 的引 4 进与演进【4 】。服务交付平台这种核心到边缘的s o a 架构使运营商可以快速与 高效的开发、交付与管理业务。服务交付平台打破了“烟囱式 服务架构，提高 服务间协同的效率。s d p 最初的目的是抽象与共享网络资源、集成第三方的内容 与服务、对网络服务提供安全可控的访问。然而，需求本身也推动了s d p 的演 进，服务治理、管理、服务质量、服务安全等也成为s d p 的核心内容。在“围 墙 推倒后，当成千上万的新服务成为s d p 一部分时，质量控制、个性化、隐 私以及身份管理等成为s d p 可用的关键，另外，跨越o s s 与b s s 的工作流和端 到端的生命周期也需要被保证质量。 因此，下一代网络业务支撑平台s d p 2 0 必须进一步采用s o a 架构，同步技 术与商业需求，利用s o a 架构的柔性实现商业的灵活性和快捷性。s d p 2 0 需要 支持的关键能力如表1 1 所示，包括端到端治理、策略控制、会聚服务的透明性 和可管理性，针对的服务包括内部服务与应用、来自第三方的服务、以及使用 w e b 2 0 创建的服务。 s d p 2 0 的基本体系结构如图1 2 所示，它具有5 x 2 维的服务平面体系结构。 最底层是网络与r r 主干，是核心网和r r 硬件与软件基础设施：在该层之上是服 表1 - 1s d p 2 0 的关键能力 能力s d p 2 0 抽象1 对网络资源、1 1 r 资源以及w e b 2 0 服务进行抽象； 2 跨越运营与计费等领域端到端透明的服务治理。 集成1 能够映射w e bs e r v i c e s 到r e s t ，允许不同类型的用户 在应用、社会网络或者w e b 门户中本地化方便的使用 通信服务； 2 在设计时与运行时建立与执行服务策略； 3 跨越批发与零售等价值链的管理。 会聚1 个性化、上下文感知的语音、数据和内容服务，它基于 服务定购者身份与档案管理能力： 2 基于上下文信息共享的社会应用可基于服务形成动态 群，以提高客户的忠诚度。 开放安全的创建、交付和管理成千上万的高度个性化的服务， 并将内容、信息和通信能力组合在一起进行提供与交付。 融合 1 与后台的办公系统无缝的融合，建立融合的环境； 5 2 跨领域的服务编排和管理体系结构，可以快速定位服务 质量的系统事件。 服务控制层面，它们对核心网和r r 基础设施提供控制和管理；服务交付平面， 是基于标准的服务中间件和服务使能器，它们抽象网络资源，并提供面向服务的 会聚的应用；应用平面，直接面向客户和商业应用，由复合服务和m a s h u p 服务 构成；用户设备层，服务定购者设备管理层；o s s 层，是指运营支撑系统：b s s 层，是指业务支撑系统。 对于电信业的服务提供，其服务质量非常关键，因此，服务治理就显得非常 重要，服务治理就是管理服务的一致性、可预见性、相互间的依赖关系和服务的 变更。就是将s o a 的柔性和传统的r r 控制技术结合。服务治理涉及到合作伙伴 管理、注册管理、策略与合同管理、服务目录管理、服务上线管理等等。 s d p 作为一个概念，提出了解决电信服务生成、管理、部署和提供的基础架 构，但是缺乏一个标准的定义，业界最好的实践是使用业务引擎抽象网络与i t 的服务，进行共享与集成。为了对服务进行统一的管理，电信管理论坛t m 定义 了一个支持整个生命周期管理的框架s d f ，为各个具体s d p 实现的提供一个参 图1 - 2一种典型s d p 2 0 体系结构 1 2 3 下一代服务层叠网协同平台 随着无线网络的日益发展，如何在多种类型网络上提供融合的服务日益成为 迫切的需求。需要一种支持服务平面、网络平面、运营与管理能力协同的框架。 6 随着服务的日益丰富以及更丰富用户体验的需求，应该综合利用现有各种网络上 的服务，为了能有效利用这些服务，需要提供一种上下文感知的、动态自适应的、 自组织的框架，来解决服务层和口结构上传输层之间的适应性鸿沟，即构建下 一代服务层叠网的架构。 下一代服务层叠网的架构 s i r e 包含如下元素： 服务：从软件组件到i m s 的服务引擎； 组合服务：由低层的服务组合而成； 商业流程：面向商业应用基于服务的工作流，可以执行在服务提供者环境中 或者执行在协同环境中； 消费者：消费与访问商业流程的客户。 基于以上概念，下一代服务层叠网的协同平台结构如图1 3 所示。在该框架 中，描述了电信级面向服务交互模型应该提供的能力，服务参与者使用这些能力 减少服务创建与交付的时间。n 与通信能力服务在高度分布式环境下的融合是 通过上下文感知的路由、动态策略执行和自组织等能力完成的。 服务相关的能力包括服务寻址，在异构网络环境中服务标识与寻址机制是一 种解决大规模服务协同的核心能力；服务交互，服务之间如何互联与调用，直接 影响服务重用和服务的组合效能；服务路由是根据策略、上下文环境( q o s 级别、 实时性、数据类型等) 进行服务选择与转发，i 服务注册与发现；服务协商，通过 7 服务协商，自组织层叠网；资源元数据的注册与发现，可以解耦服务与资源间的 关系；服务q o s ；服务安全与信任；自组织能力，自组织是一种功能结构，结构 是指一个系统的组成元素按一定顺序排列，元素间存在连接，集成各部分可以形 成整体，分裂可以形成子系统，功能说明该结构需要满足一定的目的。 传输相关的能力包括服务感知，服务感知高效识别服务、服务类型、q o s 需求等参数，有利于提高服务质量；上下文感知；安全；动态策略执行；自组织 由蟹 专宁0 另外，欧盟已于2 0 0 7 开始实施第七框架计划( f p 7 ) ，到2 0 1 3 年结束，该 阶段的主要技术目标是提供“泛在和大容量的通讯网络”。预期的研究活动将着 眼于泛在地接入各种异构网络( 固定，移动，无线和广播网络) ，跨越多个域、 区域和全球范围的大容量数据和服务的无缝提供技术。f p 7 阶段成立了信息与通 信技术( i 工作计划，其题目为“普适和可信的网络和服务基础架构( p e r v a s i v e a n dt r u s t e dn e t w o r ka n ds e r v i c ei n f r a s t r u c t u r e s ) ，其主要目标就是提供集成通信、 计算和媒体资源的泛在融合网络和服务基础架构，将主要克服可扩展性、灵活性 和可信性和安全所面临的瓶颈。f p 7 阶段重点将推动f p 6 成果的标准化，加强在 业界的领导地位，推动相关产业发展。欧盟已经完成的第六框架计划( f p 6 ) ( 2 0 0 2 2 0 0 6 ) 在通信方面主要进行了b 3 g 的研究，其研究规模巨大，研究内容 广泛，形成了包括了大学、科研机构、标准化组织、运营商、设备厂商、业务提 供商等众多参与者在内的产学研一体化联盟。f p 6 在服务层面，为服务平台建立 了项目集群，包括a m b i e n tn e t w o r k s 、s p i c e 、e 2 r 、m i d a s 、m o 咖、 d a i d a l o s 。a m b i e n tn e t w o r k s 提出了一个基于环境控制空间、环境空间接口、 环境网络接口、环境资源接口规范的面向服务的体系结构，通过控制层，进行网 络的动态合成，无缝的扩展网络规模，支持新的服务在异构、动态的无线自组织 网络环境中快速部署与运行。s p i c e 提出了一个覆盖体系结构，可以隐藏底层环 境的复杂性。它的目标是在后3 g 网络上，建立创新性的服务生成与运行平台， 支持服务快速开发、部署与运营。该平台的特征是支持分布式通信世界管理、智 能服务支持、服务漫游、自适应内容递交和多域访问控制等。e 2 r 提出了一个端 到端的重配置解决方案，通过端到端重配置来综合利用各种网络，即通过具有重 配置管理、软件下载管理、上下文管理、策略提供、服务提供、性能管理、访问 与安全管理、收费与记账管理等能力的平台来实现服务提供的目标。m i d a s 提 出了基于中间件和服务体系结构来构造在多用户的异构网络上快速开发与部署 8 移动服务的方案，该平台解决了异构网络的连接、在不可靠网络上分布式数据共 享、生成综合的上下文、基于上下文的消息路由等。m o t i v e 提出了一个监视 体系结构，包含数据抓取设备和服务器，基于这个监视体系结构，构造服务层， 解决终端本地处理、用户控制、数据传输、实时与离线数据收集，增强端到端用 户的服务体验。d a i d a l o s 提出了一个基于个性化、自学习和上下文管理的服 务部署与自适应框架，它使用公共网络协议提供普适的、用户为中心服务访问。 1 3 主要研究内容 基于s o a 的服务提供技术给下一代网络条件下的电信领域业务提供和业务 开发带来了机遇与挑战。本文根据网络融合条件下服务和应用的特点，以通信类 服务与r r 类服务的“融合 和“开放”为技术主线，对基于s o a 的服务支撑平 台的实现模型及其体系结构基础、平台的开放性控制以用户为中心的服务安 全、服务的融合性支撑多运行环境集成、以及基于服务支撑平台的多媒体会 议系统原型等方面进行了深入研究，主要研究内容和贡献如下： 1 基于s o a 的服务支撑平台的实现模型及其体系结构基础。为了研究服务 运行的基础理论，本文首先分析了服务的本质，研究了服务模型，并明确了面向 服务体系结构的含义与内容，在此基础上研究了面向服务体系结构的实现模型一 一s o a 参考体系结构。s o a 的实施，需要有平台作支撑，实现服务的生成、部 署、运行与生命周期管理。本文对服务支撑平台进行了建模，给出了s o a 服务 支撑平台的水平视图、协作视图，以及服务交付方法学。最后，对于s o a 实现 的核心机制，服务总线进行了建模，从消息代理、服务容器、服务路由三个方面 对其进行了分析。 2 平台的开放性控制以用户为中心的服务安全。服务安全涉及系统安 全与参与者的安全，参与者包括服务提供者、消费者以及第三方代理。服务的本 质决定了消费者在服务系统中的主导性地位，所以需要在传统的以服务提供者的 系统安全为中心的模型中，加入人的“安全 因素，人的安全集中体现在数字世 界中身份的安全和服务交易过程中敏感与隐私信息的保护，以及人对交易的主导 过程。在s o a 中，以用户为中心的身份管理系统可分为基于关系与基于凭证的。 然而，由于服务的复杂性，复合服务大量存在，纯粹的以用户为中心的服务安全 必然是低效的而且未必能带来良好的用户体验。本文综合基于关系与基于凭证的 对开放服务进行控制的模型，并加以扩展，获得实用的以用户为中心的服务安全 模型和解决方案。 3 服务的融合性支撑多运行环境集成。针对在电信网与互联网融合的 9 需求，以及通信服务与i t 服务无缝集成的挑战，不存在一个单一的运行环境能 处理所有类型的服务逻辑，电信类通信服务具有异步实时的主要特征而r r 类服 务具有同步非严格实时的主要特征，它们的运行环境存在本质的差异，并具有各 自独特特性。1 1 r 领域的s o a 运行环境一般不要求直接访问网络协议相关的特定 信息，可以支持例如运营支撑系统和基于短消息的天气预报之类的服务。而在电 信领域，服务往往涉及到复杂网络协议的处理，例如v p n 、会议服务等，需要 处理暴露到i t ( s o a ) 环境中的业务接口与网络底层相关执行过程的交互。使 用这种技术思路，提出了支持业务融合的服务支撑平台体系结构及其关键机制， 以提供统一的服务运行环境，完成融合服务的生成、部署、执行和管理。 4 基于服务支撑平台的多媒体会议系统原型。提出了基于服务支撑平台的 多媒体会议系统的总体结构，重点研究了会议能力的编排，以及通信能力及其它 w e bs e r v i c e 接口的设计与实现。验证了融合服务支撑平台是对增值服务的开发、 部署、运行、管理提供核心机制支持的软件基础设施。 1 4 章节组织结构 本文各章安排如下： 第一章是绪论，分析了电信业务支撑平台的研究背景、研究现状及发展趋势， 并对本项研究的意义与内容作了分析。 第二章首先分析讨论了服务运行的基础理论，强调了其技术本质和特点，深 入分析研究了s o a 体系结构基础、s o a 服务支撑平台模型、服务总线模型。 第三章提出了以用户为中心的服务安全，给出了以用户为中心服务安全的概 念与模型，并给出了构造方案和部署方法。 第四章针对大规模用户的并发请求以及服务融合需求，从平台功能结构和性 能结构两个方面给出了实现机制和关键技术设计。 第五章提出了基于服务支撑平台的多媒体会议系统原型。以验证融合服务支 撑平台对增值服务的开发、部署、运行、管理提供核心机制支持的可行性。 1 5 本章参考文献 【1 】程渤基于s o a 的服务生成理论和方法研究，博士后出站报告，北京邮电大 学，2 0 0 8 【2 】王柏智能网教程北京邮电大学出版社2 0 0 0 【3 】i t u t d r a f tr e c o m m e n d a t i o ny n g n - o v e r v i e w ，g e n e r a lo v e r v i e wo fn g n f u n c t i o n sa n dc h a r a c t e r i s t i c s 1 0 【4 】t h em o r i a n ag r o u p s d p 2 0 ：s e r v i c ed e l i v e r yp l a t f o r m si nt h ew e b 2 0e r a ，f r e e o p e r a t o rg u i d e ，2 0 0 8 【5 】t h en g s o nw o r k i n gg r o u p o ft h ei e e es t a n d a r d sc o m m i t t e e n e x tg e n e r a t i o n s e r v i c eo v e r l a yn e t w o r k ，i e e ep 1 9 0 3 伽d 1d r a f t ，2 0 0 8 1 1 第二章服务支撑平台实现模型及其体系结构基础 虽然我们的服务支撑平台主要解决通信类服务与r r 类服务融合与开放的问 题，但其基础是s o a ，我们按照s o a 理念来设计服务平台的基础架构。s o a 沟 通了业务到技术的鸿沟，适用于变化的业务与需求环境。本章主要关注基于s o a 的服务支撑平台应该具有什么样的体系结构，其实现模型是什么，如何将s o a 变成可部署与可运行的环境。本章首先阐述了s o a 的体系结构基础及其实现的参 考体系结构，其次对基于s o a 的服务支撑平台进行了建模，最后对s o a 平台实现 的关键服务总线进行了定义与建模。从而为服务支撑平台的构造提供了体系 结构基础。 2 1s o a 的体系结构基础 2 1 1 面向服务的体系结构 s o a 是一种基于服务的体系结构风格【1 】【2 】【3 】【4 】，该体系结构创建了一种 必要的环境，使在企业范围内生成和使用可组合的服务变得容易。也就是说，s o a 可以满足使不同的组织独立的实现他们需要的服务，同时这些服务能够组合成更 高层商