（通信与信息系统专业论文）移动通信交换机计费数据采集和仿真命令控制系统.pdf

山东大学母! 士学位论文 中文摘要 本文是移动交换网络与移动业务运营支撑系统间接口系统的 实际开发研究课题。其主要内容包括交换机计费数据采集系统和 仿真命令控制系统的开发和研究。在对该课题的研究中我们主要 提出了利用路由器汇集技术和c m n s 方式实现远程集中数据采集 的技术方案和采用中间件技术与终端仿真技术实现交换机自动命 令控制的技术方案。 ， f 交换机计费数据采集系统的基本原理是使用约定的通信协议 、 和物理连接从交换机指定计费数据源输出端口获取原始数据。目 前各种交换机提供的采集接口主要包括r s 2 3 2 ( e i a t i a2 3 2 ) 、 r s 4 4 9 ( e i a t i a4 4 9 ) 、x 2 1 、v 2 4 同步异步、v 3 5 v 3 6 、i e e e 8 0 2 3 等采集物理接口，采用f t a m 、m t p 、h d l c 、f t p 、c m i s e 、磁 带仿真等采集协议，在采集过程中所使用的底层传输协议主要为 x 2 5 和t c p i p 。从采集网络组织结构划分，数据采集系统可分为 分散采集、集中采集两种，在某些情况下还可将两种方式结合使 用。 由于目前大多数移动交换机所提供的采集接口为串行接口上 的x 2 5 协议，这种接口实现起来也较为复杂，因此本文主要以这 种采集接口为研究对象。一般要使用通用计算机设备实现x 2 5 通 信，必须在通用计算机上配备专用x 2 5 网卡。路由汇集技术的核 心思想是利用通用路由器模拟x 2 5 交换机，将多路采集通信链路 汇集到一条高速线路上采集。c m n s 方式主要是利用o s i 通信协议 栈的开放性设计，实现在以太网卡这种非串行设备上运行x 2 5 协 4 山j i = 大学硒l 士学位论文 议与传统x 2 5 网络通信，并通过路由器的协议拆装和路由功能， 将来自串行接口的x 2 5 信息包发送到非串行设备以太网卡上，完 成不同媒体之上的x 2 5 通信。此外，本文还提出了通过常用t c p i p 网络透明转发x 2 5 通信包的方式x o t ( x 2 5o v e rt c p ) 。通过以上 三种技术的灵活组合应用，从而使整个数据采集网络所采用的设 备更具通用性、速度更快、组网更加灵活且节省投资。本文还以 e r i c s s o ng s m 交换机为例，详细介绍了计费数据采集系统的软件 设计。 交换机仿真命令控制系统的基本原理是利用终端仿真或 s o c k e t 进程通信等接口方式将以计算机网络为基础的业务运营支 撑系统和交换网络系统相联接，接受从业务运营系统发出的业务 申请指令，将其翻译为真实的交换机操作指令自动提交h l r a u c 执行，以实现业务系统对交换系统的自动控制和数据交换。其主 要通信控制方式有串口终端仿真、t e l n e t 仿真和s o c k e t 进程服务 三种方式。为了提高仿真命令控制系统的准确性和效率，我们提 出了采用国际流行的中间件技术实现业务系统主动触发接口机操 作的方式，并通过中间件完成从业务系统到命令控制接口机的信 息传输。文中详述了仿真命令控制系统对h l r a u c 操作的程序流 程_ i ， 关键词：数据采集、仿真命令控制、路由汇集、c m n s 、h l r a u c 山东大学硕士学位论文 a b s t r a c t i nap r a c t i c a lp r o j e c tr e g a r d i n gt h ei n t e r f a c eb e t w e e nt h em o b i l e s w i t c hn e t w o r ka n dt h eb u s i n e s so p e r a t i o ns u p p o r ts y s t e m ，w ef o c u s o nt h er e s e a r c h & d e v e l o p m e n to ft h es w i t c hb i l l i n gd a t ac o l l e c t i n g s y s t e ma n ds w i t c hs i m u l a t i o nc o n t r 0 1s y s t e m t w oc r e a t i v es c h e m e s a r ep r o p o s e d ：u s i n gr o u t ec o l l e c t i n gt e c h n i q u ea n dc m n st or e a l i z e r e m o t eb i l l i n gd a t ac e n t r a l i z e dc o l l e c t i n g ；u s i n gm i d d l ew a r et e c h n i q u e a n dt e r m i n a ls i m u l a t i o nt e c h n i q u et or e a l i z es w i t c ha u t o m a t i cc o n t r 0 1 s w i t c hb i l l i n gd a t ac o l l e c t i n gs y s t e mr e c e i v e sr a wd a t af r o mt h e d e d i c a t e ds o u r c ep o r to fs w i t c ht h r o u g hp r e d i f i n e dc o m m u n i c a t i o n p r o t o c o l sa n dp h y s i c a ll i n k s c o l l e c t i n gp h y s i c a li n t e r f a c e sp r o v i d e d b yn o w a d a y ss w i t c h e si n c l u d er s 2 3 2 ( e i a t i a2 3 2 ) 、r s 4 4 9 ( e i a t i a 4 4 9 ) 、x 2 1 、v 2 4s y n c h r o n o u s a s y n c h r o n o u s 、v 3 5 ，v 3 6 、i e e e 8 0 2 3 e t c c o l l e c t i n gp r o t o c o l sa d o p t e db ys w i t c h e si n c l u d ef t a m 、m t p 、 h d l c 、f t p 、c m i s e 、t a p e s i m u l a t i o ne t c a n dx 2 5a n dt c p i pa r e u s e da st h e u n d e r l y i n gt r a n s p o r tp r o t o c 0 1 r e g a r d i n g d i f i e r e n t s t r u c t u r e s d a t ac o l l e c t i n gs y s t e m sc a l lb ec l a s s i f i e di n t ot w oc a t e g o r i e s ： d i s t r i b u t e dc o l l e c t i n ga n dc e n t r a l i z e dc o l l e c t i n g i ns o m ec a s et h et w o s t r u c t u r e sa l s oc a nb eu s e d t o g e t h e r s i n c em o s to fn o w a d a ys w i t c h e su s ex 2 5p r o t o c o lb a s e do n s e r i a lp o r ta st h e i ri n t e r f a c e a n di ti sd i f f i c u l t yt oi m p l e m e n t w ef i x o u ra t t e n t i o no nt h i sk i n d o f i n t e r f a c e g e n e r a l l ys p e a k i n g ，t o i m p l e m e n tx 2 5c o m m u n i c a t i o no nc o m p u t e r s w em u s ta d dx 2 5 a d a p t o r so nt h e m t h ec o r ei d e ao fr o u t ec o l l e c t i n gi st ou s eg e n e r a l r o u t e ra sx 2 5 s w i t c h a s s e m b l i n gm u l t ic o l l e c t i n g c o m m u n i c a t i o n l i n k si n t oo n eh i g h s p e e d l i n k b a s e do nt h eo s ic o m m u n i c a t i o n p r o t o c o ls t a c k c m n si su s e dt oi m p l e m e n tc o m m u n i c a t i o nb e t w e e n n o n s e r i a ld e v i c es u c ha se t h e r n e tn e t w o r ka d a p t o ra n dt r a d i t i o n a l x 2 5n e t w o r k w i t ht h ep r o t o c o la s s e m b l i n g d i s a s s e m b l i n gf u n o t i o n a n dr o u t i n gf u n c t i o no ft h er o u t e r , c m n sc a ns e n dd a t ap a c k e tf r o m s e f i a l p o r tt o e t h e r n e tn e t w o r ka d a p t o r b e s i d e s w ep r o p o s e dt h e x o t ( x 2 5o v e rt c p ) s c h c ew h i c hm e a n sw ec a nr e s e n dx 2 5 d a t a g r a mt h r o u g ht r a n s p a r e n t t c p i pn e t w o r k w i t hf l e x i b l e c o m i b i n a t i o n so fa b o v e t e c h n o l o g i e s ， w ec a n i m p r o v e t h e 6 山东大学硕士学位论文 c o m p a t i b i l i t ya n ds p e e do f d e v i c e su s e di nd a t ac o l l e c t i n gn e t w o r ka n d m a k et h en e t w o r km o r ef l e x i b l ea n dc o s t e f f e c t i v e t od i s s c u st h e s o f t w a r eo f b i l l i n gd a t ac o l l e c t i n gs y s t e mi nd e t a i l w eu s ee r i c s s o n g s ms w i t c ha sa ne x a m p l e s w i t c hs i m u l a t i o nc o n t r o ls y s t e mc o n n e c tb u s i n e s so p e r a t i o n s u p p o r ts y s t e mw i t hs w i t c hn e t w o r kb yt e r m i n a ls i m u l a t i o nm o d e o r s o c k e tp r o c e s sm o d e ，r e c e i v i n gt h eb u s i n e s si n s t r u c t i o nf r o mb o s s ， t r a n s l a t i n gt h e mi n t or e a ls w i t c ho p e r a t i o n i n s t r u c t i o na n ds u b m i t i n gt o h l r a u c a u t o m a t i c a l l y b yt h i sw a y b u s i n e s ss y s t e mc a n e x c h a n g e d a t aw i t hs w i t c hs y s t e ma n dc o n t r 0 1i ta u t o m a t i c a l l y c o m m u n i c a t i o n a n dc o n t r 0 1c a nb e p e r f o r m e dt h r o u g h s e r i a li n t e r f a c et e r m i n a l s i m u l a t i o n 、t e l n e ts i m u l a t i o na n ds o c k e tp r o c e s ss e r v i c e u s i n gw o r l d p r e v a i l i n g m i d d l ew a r e t e c h n i q u e b u s i n e s s s y s t e m c a nm l t l a t e i n t e r f a c e c o m p u t e ro p e r a t i o n a n dt r a n s f e ri n f o r m a t i o nt oi n t e r f a c e c o m p u t e r b yt h i sw a y , w ei m p r o v e t h e v e r a c i t y a n d e f f i c i e n c y o f s w i t c hs i m u l a t i o nc o n t r o ls y s t e mg r e a t l y f i n a l l yd e t a i l e df l o wc h a t a r e g i v e nt o d i s c u s st h ec o n t r o lp r o c e s so fs i m u l a t i o nc o n t r o is y s t e mt o h l r ，a u c 。 k e yw o r d s ：d a t ac o l l e c t i n g 、s i m u l a t i o n c o n t r o l 、r o u t ec o l l e c t i n g 、 c m n s 、h l r a u c 7 山东大学硕士学位论文 符号、缩写说明 b o s s ：b u s i n e s so p e r a t i o ns u p p o r ts y s t e m 业务运营支撑系统 m s c ：m o b i1 es w i t c hc e n t e r 移动交换中心 g m s c ：g a t e w a ym o b i l es w i t e hc e n t e r 移动交换网关 c f g ：c h a r g i n gg a t e w a yf u n c t i o n a l i t y 计费网关功能体 f t a m ：f i1 et r a n s f e ra c c e s sa n dm a n a g e m e n tp r o t o c o l 文件传 输、访问、管理协议 f t p ：f i l et r a n s f e rp r o t o c o l 文件传输协议 m t p ：m e s s a g et r a n s f e rp r o t o c o l 消息传输协议 c m i s e ：c o m m o nm a n a g e m e n ti n f o r m a t i o i ls e r v i c ee l e m e n t 公共 管理信息服务元素 n s a p ：n e t w o r ks e r v i c ea c c e s s p o i n ta d d r e s s e s 网络服务访问 指向地址 c l n s ：c o n n e c t i o n l e s sn e t w o r ks e r v i e e 无连接网络服务 n i p ：n e t w o r ki n t e r f a c ep r o t o c o l 网络接口协议 x o t ：x 2 5o v e rt c p h l r ：h o m el o c a t i o nr e g i s t e r 归属位置寄存器 a u c ：a u t h e n t i c a t i o nc e n t e r 鉴权中心 g p r s ：g e n e r a p a c k e tr a d i0s e r v ic e 通用分组无线业务 w a p ：w i r e l e s sa p p l i c a t i o np r o t o c o l 无线应用协议 c d r ：c a l ld e t a i lr e c o r d 呼叫详单 8 山东大学硕士学位论文 前言 随着世界移动通信领域技术及产品的飞速发展，我国的移动 通信网络也走过了从模拟t a c s 制式到数字g s m 制式的转变，并且 现在己开始c m d a 网络的建设，从2 g 到2 5 g 、3 g 的演进正在进行。 同时，我国的移动通信业务经营也打破了独家垄断，各移动运营 商之间的激烈市场竞争，进一步加快了我国移动通信事业的发展， 如何为客户提供优质、多样、快捷、个性化的服务，成为所有移 动运营商的最大目标。 一般说来，为了给用户提供优质的通信服务，移动运营商必 须建立两大系统，第一是负责提供语音、数据等基本通信服务的 通信网络系统，也就是指我们通常所讲的t a c s 、g s m 、c d m a 网络， 它包括交换机、基站、传输链路、网关等：第二是直接面向用户 提供业务管理服务的业务运营支撑系统( b o s s ) ，它包括计费、帐 务、结算、营业、综合业务管理、决策支持等功能。 计费数据采集系统和仿真命令控制系统位于交换系统和业务 运营支撑系统的接合部，是交换系统与业务运营支撑系统的接口， 是业务支撑系统的重要环节。计费帐务系统必须根据采集系统提 供的采集数据进行计费，而营业系统、客服系统运行都依赖于计 费帐务系统提供的业务数据。如果采集系统运行不正常，就会对 相关系统带来很大的影响，造成话单延迟甚至丢失。仿真命令控 制系统负责业务系统对交换系统的指令控制，通过它实现前台业 务受理或后台自动处理等系统对用户手机的开、停机、修改特服、 新增业务等功能，实现业务运营支撑系统列交换系统的自动数据 9 d i 东大学碗士学位论文 交换和命令控制，以便为用户提供最便捷快速的业务申请和变更 服务。因此，采集系统和仿真命令控制系统是整个移动通信运营 平台的重要的支持系统，也是提高、影响运营商服务质量的关键。 本文分别对移动通信交换机计费数据采集和仿真命令控制系 统的原理和功能进行了分析、论述，并在此基础上根据作者多年 在这一领域方面的设计、开发经验，提出了套新型交换机计费 数据采集方案和对当前交换机仿真命令控制系统的改进建议。 0 山东大学硕士学位论文 第一章计费数据采集系统概述 移动交换机计费数据采集系统作为交换网络系统和业务运营 支撑系统的接口子系统，其主要功能是使用约定的通信协议和物 理连接从交换机指定计费数据源输出端口获取原始数据，供其他 业务系统后续处理、使用。 移动通信交换机上的计费数据是移动用户( 包括本地用户、 漫游来访用户) 在使用由移动通信网络提供的各种业务服务时由 交换机( m s c 、g m s c 等) 产生的服务使用记录，通常也把这种服务 使用记录称为话单。这些服务使用记录以文件的方式直接存储在 交换机上。交换机数据源接口就是业务运营支撑系统( b o s s ) 同 交换机传递服务使用记录的接口。交换机上的服务使用记录被采 集到b o s s 系统以后，可以进行预处理、划价、合帐等操作。 计费数据采集总体框架如图卜l 所示： 图卜1 计费数据采集总体框架示意图 山东大学母! 士学位论文 计费数据源指通信网络中可以为外部系统提供服务记录输出 的各类网元设备，如m s c 、g m s c 、c g f 等。 计费数据源接口定义了计费采集系统同计费数据源之间的连 接方式、连接协议以及接口数据内容。 采集系统同计费数据源的连接分为联机方式和脱机方式。联 机方式是指采集系统和计费数据源直接相连，直接从计费数据源 读取数据；脱机方式是指采集系统和计费数据源通过介质来传输 数据，例如磁盘、磁带等。 采集系统同计费数据源的物理层连接协议包括x 2 1 、v 2 4 同 步、v 3 5 v 3 6 、8 0 2 3 等；网络层连接协议包括x 2 5 、t c p i p 等； 应用层连接协议包括f t a m 、f t p 、m t p 等。 计费数据源接口的数据内容主要是各类业务的服务使用记录 或代收帐务的帐单数据，这些数据在接口中以文件方式进行传递。 采集系统从计费数据源采集到的数据是b o s s 系统计费、帐务 处理、统计、结算、客户服务等的主要依据。 1 i 交换机计费数据采集方式 各类交换机随生产厂家和交换机版本的不同，其所能提供的 数据采集连接方式也各不相同，常见的几种数据采集方式有： 联机实时采集 磁带仿真采集 计费网关采集 网络采集 脱机磁带采集 光盘采集 1 2 山东大学硕士学位论文 1 联机实时采集 图卜2 联机数据采集示意图 联机实时采集方式跟交换机具体的机型有关，与交换机的生 产厂家、交换机的软件版本都有较为密切的关系。且随着交换机 的升级、软件版本的更换，联机实时采集可能要做相应的调整或 更换，但由于联机实时采集具有良好的实时性，因此被广泛的运 用在数据采集中。 在这种方式下，要求交换机支持f t a m c m i s e 、m t p 、f t p 等 联机通信协议，另外交换机还应提供标准的x 2 5 接口或8 0 2 3 接 口。交换机应能对计费原始数据文件的大小及生成间隔在一定范 围内定义，并对计费原始数据文件同时进行磁带备份。 2 磁带仿真联机采集 甘ue 雾、， 采集处理机 图卜3 磁带仿真采集示意图 山东大学硕士学位论文 磁带仿真机就是通过连接到交换机的磁带机接口进行数据联 机采集的计算机设备，磁带仿真机可以在不对交换机内部进行任 何改变的情况下实现联机数据采集功能。 磁带仿真机本身具有完整的双向磁带机接口，可以模拟真正 的磁带机的全部工作方式，接收各种控制命令，提供诸如b o t ( 磁 带开始) 等状态型号，并实现与交换机接口的握手信号。对于交 换机来说，在磁带机接口上接的就是一台真正的磁带机，而磁带 仿真机与真正磁带机的区别在于其内部是将数据写入到内部数据 文件中以供网络传送。磁带仿真机除有磁带机接口外，通常有相 应的处理器、内存以及缓存通话数据的硬盘，和网络通讯接1 3 ， 磁带仿真机由内部的操作系统和应用软件来控制，可适应不同的 交换机，并提供运行维护接口。磁带仿真机虽然占用了一个交换 机的磁带机接口，但它不存在手工上带、卸带的操作，可以脱离 人工干预，长期自动运行，对于集中计费系统有利于保证数据的 完整性和正确性。磁带仿真机有两种工作方式： 被动方式： 磁带仿真机与一个真正的磁带机并接在交换机的磁带机接 口上，磁带仿真机监听交换机与磁带机之间的信号进行工作，被 动工作依赖于对磁带机的操作，应用操作不够灵活。 主动方式： 磁带仿真机与交换机的控制台接口相连，可定义操作日程， 根据需要配置时间间隔，通过仿真终端方式向交换机发出控制命 令，定时向交换机发命令获取数据，完成通话记录文件的传送。 4 山东大学硕士学位论文 3 计费网关采集 图卜4计费网关采集示意图 有些交换机如m o t o r o l ae m x 2 5 0 0 等提供计费网关设备 ( b i l l i n gg a t e w a y ) ，可利用计费网关与交换机之间已建立的连 接采集交换机的计费数据，通常计费网关与计费系统之间采用 t c p i p 协议通信，采集的计费原始数据通过网关传送到采集系统， 完成计费采集工作，如图1 - 4 所示，此种方式安全、简单，但由 于我国目前的主流移动交换机大多为国外产品，而进口的b “l i n g g a t e w a y 又相对十分昂贵，因此采用较少。 1 5 山东大学硕士学位论文 4 网络采集 图1 - 5 网络采集示意图 网络采集如图卜5 所示，一般用于业务运营系统与其他相关 系统的数据交换，如接收省际、国际漫游结算数据、接收其他通 信运营商提供的计费数据等。网络数据采集依赖于双方约定的通 信协议和数据格式。 5 磁带数据采集 图卜6 磁帚数据采集示意图 1 6 脱机磁带数据采集方式是目前应用最为1 泛的数据采集方 式，基本上常见的大中型移动交换机都提供磁带机接口，这也是 它应用广泛的根本原因。如图l 一6 所示，在脱机磁带采集方式中， 磁带由交换机定期输出，交换机输出的磁带通过人工的方式送到 计费数据采集机房，由机房集中读取、采集。 此种工作方式存在一些明显的弊端：磁带的输出通过交换机 的人机交互来完成，容易引起人为的错误，如出现数据部分遗漏、 部分重叠等；磁带的传输采用人工的方式，耗费一定的人力物力， 而且往往不能及时传送，一旦发现数据错误，必须返回重做，然 后再以人工方式送过来，造成数据不及时，影响后期的帐务处理； 不便于原始资料的核对，分拣出来的数据只能通过人工的手段与 交换机房的数据对比，不便于及时发现数据错误。但由于这种方 式通用性强、安全可靠，所以常作为备用数据采集手段，以备应 急之用。 6 光盘数据采集 爨- 采集处理机1 ，- 图卜7 光盘数据采集示意图 随着部分移动交换机、智能网交换机的软件升级，光盘已替 代磁带成为新的计费数据介质。光盘相对磁带彳丁检索速度快，易 存储，可重写次数多等优点，成为将来交换机计费数据备份的主 要介质。 山东大学动! 士学位论文 7 各种采集方式的比较 、比较指标实时性通用性经济性可靠适用性 采集方式性 联机实时采集好目前较差经济较高适应发展 趋势 磁带仿真采集较好好经济目适用范丽 吉一 适用范围计费网关采集一般好c 口贝目 网络采集差依赖于约较经济较高与其他系 定的通信统交换数 协议和数据时使用 据格式 磁带数据采集很差好经济较高备份手段 光盘数据采集很差好经济较高备份手段 表卜1 各种采集方式性能比较 综合上述各种因素比较，联机实时采集已成为当前移动通信 交换系统的主流计费数据采集方式。 1 2 联机计费数据采集接口与协议 采集机与交换机之问的物理连接视相关的物理接口不同，一 【u 东大学坝士学位论文 般有以下四种方式，如图卜8 所示 峨燃v24v一厘西卜21v 3 5 塾! 一些彗j i m o d e m 交换机 v 3 5 v 2 4 、2 1 n u l lm o d i 孙0 蝎l e 一$ c p i 蛾图 交换机 8 0 2 3 采集机 v 3 j v 2 4 v 2 】 采集机 8 0 2 3 图卜8 采集机与交换机的物理连接方式 目前各种交换机提供的采集接口主要包括r s 2 3 2 、r s 4 4 9 、x 2 l 、 v 2 4 同步异步、v 3 5 v 3 6 、i e e e8 0 2 3 等采集物理接口。 某些交换机可以同时支持2 - 3 种采集接口，而某些交换机的某 些版本中只支持1 种接口。大多数交换机的采集接口数为1 - 2 个， 个别交换机的采集接口数最高可以达8 个。 以e r i c s s o n 交换机为例，在r 6 1 、r 7 等版本中，交换机一般 都只提供一个v 3 5 接口。而在r 8 版本中，交换机将可提供x 2 1 、 v 3 5 、e l3 种共8 个接口。 个别类型的交换机提供一个采集网关，原始话单数据已经下载 驾 争 山东大学硕士学位论文 到采集网关计算机上，然后通过e t h e r n e t 端口将原始话单数据传 递给采集前置机。如m o t o r o l a 的采集网关s w i t c hm a t e ，即是以 此种方式实现。 各种交换机支持的采集协议也不尽相同。目前在网交换机大多 支持f t a m 、m t p 、h d l c 、f t p 、c m i s e 、磁带仿真等采集协议。在采 集过程中所使用的底层传输协议主要为x 2 5 和t c p i p 。 m t p 是e r i c s s o n 的专用协议，大多数e r is s s o n 交换机都支持 该协议。而f t a m 协议是国际标准，各种品牌、型号的交换机大多 都支持该协议。如m o t o r o l a 、s i e m e n s 、n o r t e l 等交换机都支持 f t a m 协议。在高版本的e r i c s s o n 交换机中，也支持使用f t a m 协 议进行采集。对于m o t o r o l a 的t a c s 交换机，如e 似2 5 0 0 ，通过 h d l c 协议采集。而某些交换机如a 】c a t e l ，采用通过磁带仿真的 方式实现交换机的话单数据采集。对于有些提供采集网关的交换 机，通过f t p 协议直接从采集网关的e t h e r n e t 口中来实现采集。 1 f t a m 协议 f t a m ( f i l et r a n s f e ra c c e s sa n dm a n a g e m e n tp r o t o c 0 1 ) ， 是i s o 组织为实现异质系统间文件资源共享而制定的标准协议。 其主要功能是实现异质系统间的文件传输、访问和控制。在i s o 七层协议模型中，f t a m 位于第七层，属于高层协议，需要底层网络 的支持。由于f t a m 是采用公开的国际标准建立的网络协议，因此 受到了众多交换机厂商的支持，目前绝大多数交换机都支持f t , 叫i 方式采集。 山东大学影! 士学位论文 2 c 肼i s e 协议 c r i s e ( c o m m o nm a n a g e m e n ti n f o r m a t i 0 1 2s e r v i c ee 1 e m e n t ) 协议在i s o 七层协议模型中位于应用层，主要用于o s i 网络的管 理，在数据采集时采用c m i s e ，将交换机的计费数据文件和文件池 作为被管对象，随时监控计费文件的状态。 c m i s e 支持a s n 1 ( a b s t r a c ts y n t a xn o t a t i o no n e ) 编码， 可以方便地定义各种复杂的通信应用。在电信行业，c m i s e 可以 应用于各种复杂的网络管理系统，例如可以实现用户管理以及热 计费等。c m i s e 协议遵循国际标准，开放性高。 3 卿协议 m t p 协议( m e s s a g et r a n s f e rp r o t o c 0 1 ) 是e r r i c s o n 公司的 文件传输协议，其功能类似于f t a m 协议。m t p 规定了用于两个系 统之间的访问和数据传输协议，它在卜3 层遵从c c i t t x 2 5 协议 标准。 m t p 指定两个系统之间端到端数据交换的处理过程，如a o m 和 a x e 系统之间。m t p 层使用分组层提供的服务，并提供应用层用户 处理的会话服务。用户处理可以是应用程序，也可以是内部的依 赖于系统的高层处理。 m t p 支持以下五种不同的会话类型： o p e r a t o rc o m m u n i c a t i o n 。c m d g s p o n t a n e o u sp r j n t o u t ，s p r r e s u l td r i nl o u t ，r p r r e a d i n ga f i l e s f i 山东大学硕士学位论文 4 x 2 5 协议 x 2 5 协议是由国际标准化组织( i s o ) 和国际电报电话咨询委 员会( c c i t t ) 制定的标准协议之，它定义了数据终端设备( d t e ) 和数据终接设备 d c e )之间的接口规程，其内容包含接口通信 过程、信息格式及其含义等几个方面，这个协议在欧洲、加拿大 和中国等许多国家和地区都得到广泛应用。目前许多绝大多数采 集方式的底层协议都是由x + 2 j 来实现的。 5 h d l c ( l a p b ) x 2 5 的链路层协议采用的是h d l c 的帧结构，h d l c 是x 2 5 的个子集。h d l c 有几个主要子集，如l a p ( 链路访问规程) 、l a p b ( 平衡型链路访问规程) 、l a p d ( i s d n 的d 信道链路访问规程) 等。 某些交换机( 如m o t o r o l ae m x x x ) 不提供高层的网络数据 采集协议和传输手段，因此需要通过底层的数据获取手段来取得 交换机的数据。交换机通过x 2 5 端1 ：3 向网管系统发送数据，采集 机使用h d l c 通过侦听网管机与交换机的数据报文来截取c d r 信 息，从而实现交换机的数据采集。 6 其他协议( n f s 、f t p 、r s 2 3 2 ) 部分移动计费系统需要与移动智能网、移动短信等网络系统 关联并从他们的系统中采集相关数据，这些系统通常选择一些简 单的传输协议，并且只提供接r | 而不允许修改其系统程序。有 些交换机通过采集劂关设备采集，采集机只需从采集网关中将数 山茑、夫学硕士学位论文 据传输出来。因此，这些情况比较适于使用f t p ，n f s 这种较简单 的协议。f t p ，n f s 都是应用层协议，都是简单的文件传输协议。 某些m o t o r o l a 小型t a c s 交换机通过r s 2 3 2 串口直接采集。r s 2 3 2 是种物理、电器规范，是在o s i 物理层上定义的一种接口规范。 j 3 采集网络组织结构 联机实时数据采集方案建立在数据读取环节、传输环节、数 据处理环节三个方面。在集中型方式中，数据通过x 2 5 d d n f r 网络由各地交换机集中传递到采集机，生成原始数据文件后递交 计费中心：分散型则每台交换机均配备一台采集机，先由采集机 将数据从交换机上读取原始数据文件之后，通过传输网络送到计 费中心。 1 分散采集 所谓分散采集，就是采集机的部署根据交换机的分布而定。 采集机与交换机之间通过电缆直接连接。 d i 东大学坝士学位论文 图1 - 9 分散采集连接示意图 优点： 分散采集稳定性高，一个采集系统出现问题不会影响其他的采 集系统。 开关机系统可不用增加新设备，与采集机共同构成与交换机互 联的前置系统。 可以进行数据压缩，提高传输线路的利用率。 增强主机处理能力，减轻主机负担，在前置机进行数据预处理， 任务分担，以及开关机数据处理：如命令翻译、与h l r 通信等。 根据需要，增加数据备份手段：如大容量硬盘、磁带机等。 缺点： 对采集机的维护管理相对复杂 单点故障率高 投资大 山东大学硕：七学位论文 2 集中采集 所谓集中采集是针对分散采集而言，取消数目繁多的采集机 将交换机通过网络汇集到一起，集中进行联机采集。 图卜1 0 集中采集连接示意图 优点： 管理维护简单 节约投资 提高对采集机等设备利用率 由于集中采集，可以将中心采集机配置档次较高，网络设备和 线路采用冗余备份，从而最大限度的减少故障时间。 缺点： 设备冗余度低，各交换机的采集相对集中，互相关联，一旦采 集系统出现故障，造成的影响面较分散采集要大( 如：中心采 集机出现故障，所有交换机的采集会受到影响。当然，这是在 设备没有进行冗余备份的情况下的极端的情况) 。 开关机需要另外增加系统与交换机相连，但考虑到h l r 设备每 个省有限，在提供开关机功能时并不需要增加很多的设备。 山东大学硕士学位论文 由于传输的数据没有经过预处理，所以线路利用率不高，而且 对中心的主机的处理能力提出更高的要求。 从上面对两种采集方案的分析可以看出，每一种方案都有它的 使用的范围，不能简单地确定哪种方案好，哪种方案都不能通用。 分散采集适用于交换机非常分散，而且广域网线路不很稳定的 情况，这种条件下，分散采集比集中采集有更多的优势。体现在： ( 1 ) 可以较好的解决网络线路出现故障时，采集系统照常运 行的问题。 ( 2 ) 单点故障仅影响单一交换机，并不影响全局。 集中采集适用于交换机数量多，且分布相对集中，网络线路质 量好的条件下采用。这种情况下的其优势体现在： ( 1 ) 可以有效的减少维护人员的工作量。 ( 2 ) 可以方便的实现数据的集中处理。 ( 3 ) 可以最大限度实现资源共享，节省投资。 3 本地网集中+ 省级汇集( 集中+ 分散) 由于目前我国移动运营商多采用国家中心、省中心、地市本地 网三级业务管理体制，且业务管理、处理和网络管理多集中于省 中心，但交换机又以地市本地网规划分部，因此实际中还可结合 分散采集和集中采集两种方式，将两种采集方式有机地融合在一 起，最大限度地减少每种单独采集方案的不足之处，使得整个采 集系统具有很大的灵活性，如图1 一1 1 所示。 山东大学硕士学位论文 图t - 11 本地网集中+ 省级汇集连接示意图 4 交换机数据采集网络带宽测算 由于各地市移动交换机分散在各地市区不同地点，无论采用分 散采集方式还是采用集中采集方式，各自的计费原始数据都需分 别通过d d n 线路或以太网等方式传输到业务处理中心进行处理。 如果以每用户平均每天1 0 张话单计，漫游话单为本地话单量 的1 4 ，每张话单按2 0 0 字节考虑，取忙时每小时的话务量为全天 的1 5 ，每1 5 分钟传输一次数据，则每1 0 万用户每次( 1 5 分钟) 传输的数据量最大值的估算如下： 用户数* 2 0 0 ( 字节) * 1 0 ( 张) 1 1 4 * 1 5 4 = 1 0 0 0 0 0 $ 2 0 0 l o * 1 1 4 1 5 4 = 8 5 5 0 k b 数据传输时考虑2 ：1 压缩。考虑2 0 的传输开销( 传输管理、 差错重发等) 则根据有效信息量，可以计算出不同传输速率下的 传输时间，从而选择合适的传输速率和网络带宽。其传输时间的 计算方法为： 每次传输时间( 分钟) = 每次传输的数据量最大值2 8 1 2 传输速率6 0 ( 秒) 山东大学硕士学位论文 如此可推算山在不同速率线路上，数据量最大值时传输所需时 问如下表 用户每1 5 分专输时间( 分钟) 数钟信息 6 41 2 82 5 65 1 21 0 2 4 2 0 4 8 ( 万)量( k b )k b s k b s k b ，s k b sk b sk b s l o8 5 5 01 0 75 42 71 4o 70 4 2 01 7 1 0 02 1 4l o 75 42 71 4o 7 3 02 5 6 5 03 2 11 6 18 1421 4 0 3 4 2 0 0 4 2 82 1 41 0 75 42 7 1 4 5 04 2 7 5 05 3 52 6 81 3 46 73 41 7 6 0 5 1 3 0 0 6 4 23 2 11 6 18 142 7 05 9 8 5 07 4 93 7 41 8 79 44 72 4 8 06 8 4 0 08 5 64 2 82 1 41 0 75 42 7 9 0 7 6 9 5 09 6 24 8 12 41 263 1 0 0 8 5 5 0 01 0 75 42 71 473 5 1 2 0 1 0 2 6 0 01 2 8 36 4 13 2 11 684 1 5 0 1 2 8 2 5 01 6 08 04 02 01 05 表卜2 数据采集网络带宽测算表 第二章基于路由汇集及c 心s 技术实现远程集中数 据采集 2 1 基本原理 1 开放系统互联( o s i ) 协议 o s i 参考模型是国际标准化组织i s o ( i n t e r n a t i o n a s t a n d a r do r g a n i z a t i o n ) 制定的网络体系模型，全称是开放系统 互连( o p e ns y s t e mi n t e r c o n n e c t i o n ) 模型，它提供了网络互