（计算机应用技术专业论文）cti中间件平台软件设计与实现.pdf

独创性( 减创新性) 声明 本人声明所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究 成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不 包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京邮电大学或其他 教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任 何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。 本人签名： 绻盗凄浓 日期： 基! ! 羔：五! 至： 关于论文使用授权的说明 学位论文作者完全了解北京邮电大学有关保留和使用学位论文的规定，即： 研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京邮电大学。学校有权保 留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许学位论文被查阅和借 阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它 复制手段保存、汇编学位论文。( 保密的学位论文在解密后遵守此规定) 保密论文注释：本学位论文属于保密在一年解密后适用本授权书。非保密论 文注萎爻妻薹予兰狻兰竺!本人签名：二兰堡羔瞧 导师签名：巢乒j 垒二 ， ， 适用本授权书。 曰期： 日期： 必口f - i ，限 丕型；王兰 北京邮电大学硕士学位论文：四i 中间件平台软件设计与实现 t j 厶j l 刖雷 本文完成的内容是基于c o m d c o m 的分布式c t i 中间件平台软件 的设计与实现，通过对当前的c t i 的应用模式、主流应用软件系统以 及业务进行分析，在充分兼容当前c t i 应用以及考虑未来c t i 发展趋 势的情况下设计和开发一套具有实用价值，可以平滑扩充，全分布， 能够适用于不同业务场合的平台系统。本课题具有很强的实际应用价 值。 c t i 技术的中间件平台系统长期以来直是业界的研究热点，使 用c t i 中间件平台，可以缩短项目的开发周期、简化应用集成、保护 已有的投资、减少维护费用、提高应用的开发质量、保证技术进步 的连续性，而且还屏蔽了系统各部分组件连接的复杂性，使开发人员 可以面对简单而统一的配置开发环境，专注在自己的业务上，从而减 少技术上的负担和系统的维护、运行和管理的工作量。可以说，一个 设计良好，功能齐全的中间件平台是当前c t i 技术进一步发展的重要 推动力量。 本文主要是阐述c t i 中问件软件系统的设计和丌发。其中平台上 的主要应用是呼叫中心。本人在学期间主要是参与该系统的设计和实 现，获得了成功，并在其上开发了呼叫中心应用实例，通过这些实例 又对完成的中间件平台作了验证。 本文主要内容如下： 第一章绪论 第二章c t i 技术及其相应规范 介绍c t i 技术及其相应的国际标准。 第三章系统分析与接口设计 介绍系统结构选型及实际接口设计。 第四章软件开发 此处论述项目设计、开发的过程，开发中的问题和系统下 一步发展的方向等等内容。 第五章总结 第l 页共8 2 页 北京邮电大学硕：b 学位论文：c t i 中间件平台软件设计与实现 对工作进行总结，同时说明中间件平台今后可能的发展方 向。 由于本人的水平有限，论文中难免会出现这样那样的不足之处， 敬请各位专家和老师加以批评指正。 第2 页共8 2 页 北京邮电大学硕士学位论文：c t i 中间件平台软件设计与实现 摘要 c t i ( c o m p u t e rt e le c o m m u n ic a t i 0 f 1 i n t e g r a t i o n ) 一计算机电信 集成是由传统的计算机电话集成( c o m p u t e rt e l e p h o n ei n t e g r a t i o i l ) 技术演变而来，其包含了数据通信及传统语音通信网络的内容，广泛 应用于企业和政府等部门。 长期以来业界一直致力于研究c t i 中间件系统，以便缩短项目的 开发周期、简化应用集成、保护已有的投资、减少维护费用、提高应 用的开发质量、保证技术进步的连续性，同时屏蔽系统各部分组件连 接的复杂性，使开发人员可以面对简单而统一的配置开发环境，专注 于业务开发，加快应用的开发速度，减少技术上的负攫和系统的维护、 运行和管理的工作量。 基于上述背景，笔者在就学期间研究设计并实现了c t i 中间件软 件，该系统采用面向对象的设计，结合中间件与c o m 技术，为中小型 c t i 呼叫中心的设计应用提供可靠的、分布式的c t i 应用业务平台。 这个平台为开发上层应用搭造了一个较为完整的支撑环境，用户可以 结合实际需求，方便快捷地开发个性化应用：平台在标准的c t i 应用 编程接口( a p i ) 之上，还提供了一些方便的二次开发工具，使用户或 系统集成商能够随心所欲的设计自己的业务；同时平台的模块化设计 以及采用的组件技术，能够快速适应各种业务发展以及底层硬件发展 的需要，能够方便地进行功能的扩充，较好地满足各种新业务的需要。 关键词：c t i ，中间件，c o m ，呼叫中心 第5 页共8 2 页 北京邮电大学硕士学位论文：c t i 中间件平台软件设计与实现 a b s t r a c t c t iist h ea b b r e v i a t i o no f “c o m p u t e rt e l e c o m m u n i c a t i o n i n t e g r a t i o n ”w h i c h is d e v e l o p e d f r o mt h e t e c h n o l o g y o f “c o m p u t e r t e le p h o n e i n t e g r a t i o n ”i t c o m b i n e sd a t a c o m m u n ic a t i o l la n dt r a d i t i o n a lv o ic ec o m m u n i c a t i o n a n dis w i d e l yu s e di ne n t e r p r is e sa n dg o v e r n m e n t c t is e r v ic e p i a t f o r m h a s1 0 n gb e e i t h ef o c u so ft h ec t i t e c h n o l o g ya r e a ，i t c a n b r i n g u sm o t eles s e x p e n s e ，s h o r t d e v e l o p in gp e r i o d ，h ig hq u a l i t ya n dt e c h l l o l o g yc o n t i n u i ty i t a is oh i d e ss o m e m y s t e r i e sf o ru s e r l a y e rd e v e l o p e r s m a k in g t h e mc o n c e l i t r a t eo i it h e iro w ns e r v i c e s t h ed e s i g na n d i m p le m e n t o f c a l lce n t e rw a sb a s e do l lt h e a d p l i c a t i o no r i e n t e df o r m e r l y a c c o r d i n g t ot h ea b o v e id e si g na n d i m p i e m e n t t h ec t i m id w a r e i tisc o m b i n e dw i t ht h et e c h n i q u e so fo b j e c to r ie n t e d a n dc o m i tp r o v i d e sar e l i a b l ea n dd is t r i b u t e dd l a t f o r mt h e a p p l ic a t i o n a n dd e v e l o p m e n t o ft h e 皿i n o rc a l lc e n te r t h e p l a tf o r m a ls o p r o v id e sa n i n t e g r a t e d e n v i r o n m e n tf o rt h e d e v e l o p m e n to fu p p e ra p p lic a t i o n s a n dt h eu s e rc a nd e v e l o p t h e iro w na p p l ic a t i o i lsa c c o r d in gt ot h er e a l1 1 e e d ，fl l r t h e r m o r e t h ep l a t f o r md r o v i d e ss o m et o o lsf o rt h es e c o n dd e v e l o p m e n t e x c e p ts o m ea p ib a s e do nt h es t a n d a r do fc t i a n dt h em o d u l e d e s i g na n dc o mc a nm e e t t h en e e do fd e v e l o p m e n to fh a r d w a r e k e y w o r d ：c t i ，m i d w a r e ，c o m ，c a l l c e n t e r 第6 贾共8 2 页 北京邮电大学硕士学位论文：c t i 中间件平台软件设计与实现 1 1c t i 概念 第一章绪论 c t i 是指”计算机电信集成( c o m p u t e r t e le c o m m u n i c a t i o n i n t e g r a t i o n ) ”，包含数据通信及传统语音通信网络的内容，是由传 统的”计算机电话集成技术( c o m p u t e rt e l e p h o n ei n t e g r a t i 0 1 1 ) ”演 变而来的，国外将其称为”c t ( c o m p u t e rt e l e p h o n y ) ”。 如今的电信网络和数据通信网络正在互相渗透、互相融合，c t i 技术代表着这种发展与融合的趋势，通过不断产生的新应用，扩大着 市场份额。c t i 技术的目的是通过融合电信网络和数据通信网络，从 而能够较传统方式提供更为灵活多样和功能强大的服务，帮助企业更 好地服务用户，在激烈的竞争中占据主动地位，同时带来可观的利润。 其产生的背景首先是市场的需求。另一方面，技术的不断进步也扩大 了c t i 市场的范围，并进一步提高了整个社会的生产力。 1 2c t i 发展概览 早在2 0 世纪7 0 年代，i b m 公司就在其3 6 0 大型计算机和2 7 5 0p b x 这两个主要产品上提供了计算机电话连接方案，通过把计算机和p b x 直接连接起来，能够在上面开发一些简单的应用，但是由于软硬件成 本太高、系统过于复杂，这种系统一直没有得到推广。 进入8 0 年代，许多厂家开始将语音和数据进行融合的工作，人 们不断的发展从物理设备一级将电话和计算机终端集中在一起的系 统，在某些系统上，这些仅仅是一种物理上的集成，但在某些系统上， 也实现某些功能上的集成，如i v d t 。在这段时间里面，也有很多集 成的应用案例，但整个产业没有进入一种快速发展的时期。 在9 0 年代，c t i 技术进入了一种快速发展的时期。9 0 年代初， 标准化组织e c m a 第一次出版了c t i 联接方面的标准，同时，a s n i 也 出版了相应的标准，这两个标准的出台极大的推动了c t i 的发展， 1 9 9 2 年，n o v e l l 公司宣布进入c t i 市场，并迅速推出了n e t w a r e 上 的电话服务和t s a p i 编程接口，同期，微软也出台了t a p i 。各大公 司也相应的推出了自己的产品，c t i 技术进入了蓬勃发展期。 第7 页共8 2 页 北京龆毫大学硕士学位论文tc t i 串阐件乎台软件设汁与实现 1 9 9 9 年6 月1 日，i n t e l 公司收购了c t i 行业最大的板卡供应商 d i a l o g i c 公司。i n t e l 公司的加入从某种程度上标志着c t i 应用领域 发展的一个新阶段。预示着c t i 技术将从传统的电信领域商公众领域 的迈进。今后的c t i 技术，将会发生一些根本性的变化，从硬件上来 说，硬件的功能将更加强大和一体化，标准化进程将加速。从软件上 来讲，由于c t i 技术将逐步向逐步向公众领域向终端用户迈进，大 量的非电信专业人士将投身于c t i ，因此，提供给这些用户一个完整 简单的应用开发平台将是c t i 软件技术发展的重中之重。 1 3c t i 技术发展对c t i 中间件的要求 c t i 技术的进一步发展需要有一个良好的c t i 应用业务平台，这 个平台能够为上层应用的开发搭造一个完整的支撑环境，方便用户快 捷的开发各自的应用。由于大量的非电信专业人士的投入，为了更好 地开发c t i 业务，更加迫切的需要一种便捷、简单的开发平台，在标 准的c t i 应用编程接口( a p i ) 之上，同时也需要一些方便的二次开发 工具，使用户或系统集成商能够随心所欲的设计自己的应用，这样才 能不断地促进c t i 应用的发展。平台应该能够快速适应各种业务发展 以及底层硬件发展的需要，能够方便进行功能的扩充，满足各种新业 务的需要。因此，只有个开放的，可扩充的，灵活和功能全面的中 间件平台作支撑，才齄构建良好的业务平台来真正满足c t i 技术进一 步发展的需要。 第8 页共8 2 页 北京邮电大学硕士学位论文：c t i 中间件平台软件设计与实现 第二章c t i 技术及其规范 传统上计算机和电话代表着两个不同的世界，它们由不同的技术 构成，并开始于两个完全不同的领域。但是融合通信技术发展的如下 三种趋势使得这两个世界越来越近： l 、电话交换机的设计技术越来越多的采用存储程序控制的方法 进行灵活的路由选择控制和加强用户设备的灵活性。 2 、电话交换的方法越来越多的采用数据连接的办法。 3 、世界范围的电话交换系统迅速的转向数据传输，这样可以提 供好的话音质量和数据传输能力。 因此，我们可以看出，除了模拟线路接口等外围设备外，计算机 和电话系统所使用的基本技术是非常相似。两者具有一定程度的功能 重叠，如下图所示： 图2 1 下面，我们首先介绍一下c t i 技术能够提供给我们的那些有价值 的应用服务及其进一步的发展方向。在此基础上，进一步说明为了实 现这些业务，发展了哪些c t i 技术。最后，介绍下相应c t i 技术的 标准。 第9 页共8 2 页 北京邮电大学硕士学位论文：c t i 中间件平台软件设计与实现 2 1c ? z 典型业务及其发展 c t i 技术将计算机和电话技术有效的结合起来，能够为用户提供 各种各样的新业务，随着c t i 技术的进一步发展和c t i 应用的广泛采 用，c t i 技术已经由最初的c o m p u t e rt e l e p h o n ei n t e g r a t i o n 演变 为c o m p u t e rt e l e c o m m u n i c a t i o ni n t e g r a t i o n 下面将简要介绍一下 当前c t i 技术的各种重要应用和发展。 2 1 1基于用户设备的消息系统 基于用户设备的消息系统，包括用户设备端的语音信箱和其它消 息存储及前转技术。这里的消息不仅包括语音、传真和电子邮件，而 且包括寻呼等无线信息和视频信号，同时也应包括i n t e r n e t 和 i n t r a n e t 中的信息内容、从视频到能够通过电话接听的可闻文本以 及基于w e b 的混合媒体消息等( 如电子邮件中包含语音信息) 。 2 1 2交互语音应答( i n t e r a c t i v ev o i c er e s p o n s e ) 交互语音应答是指利用计算机语啻合成技术，向用户播放不同的 语音菜单提示内容，根据用户不同的选择情况播报有关的语音信息， 为用户提供服务。如目前的通过电话进行天气预报、电视节目查询 等，均采用了i v r 技术。 交互语音应答市场的年平均增长率为1 0 l5 ，楣对c t i 其它 的领域而言，该领域发展的速度不是很快，但如果与电子商务结合起 来，又将带来较大的发展机遇。 2 1 3呼叫中心系统 呼叫中心是c t i 技术的典型业务之一。传统的呼叫中心，由一个 较大的电话系统和自动呼叫分配( a c d ) 系统组成，并包括一定数量 的用于提供服务的座席人员。其目标就是要在最短的时间内，处理尽 可能多的呼叫，为用户提供良好的服务。现在呼叫中心又结合了许多 新的技术，如预拨号、自动总机、用户信息显示、“一线通”、电话 电视会议等。提供的功能也越来越多。另一方面，呼u 中心又在向着 小型化和专业化方向发展，其中面向s o h o ( 小型办公和家庭办公) 第1 0 页共8 2 页 北京邮电大学硕士学位论文：c t i 中间件平台软件设计与实现 环境的呼叫中心近年来发展很快。呼叫中心一般提供的系统功能包 括：均匀工作负荷、服务质量监督、灵活的呼叫分配、远端的座席接 入和咨询辅导台等内容。 2 1 4 增值业务功能 增值业务功能具有很大的潜力，据统计北美4 0 0 0 亿美元的电信市 场中，有7 5 是来自增值业务。随着电信市场竞争的不断激化，仅 仅靠低廉的价格已经无法保持竞争力了。如果要在激烈的竞争中保持 自己的特色，就必须大力发展增值业务服务。增值业务的领域涵益很 广，其中有些涉及到基于w e b 的”统一消息“业务，”线通”业务和传 真转移等一系列其它的c t i 应用。该领域每年的增长率在2 5 3 5 。 2 2c t i 体系结构 2 2 1 第一方c t i 体系结构 第一方c t i 系统的组件有应用编程接口，应用程序，交换机，计 算机，电话，终端，附加接口，信令截获，线路信令，体系结构的框 图如下所示： 。+ 。一1 二二受爿 空换机 一一一 在第一方的c t i 体系结构中，每一个应用程序仅仅只能处理一条 电话线路，因此，它的应用软件相对来说简单，图中的交换机可以是 第1 1 页共8 2 页 北京邮电大学硕士学位论文；c t i 中间件平台软件璇计与实现 任何的电话系统，由于第一方c t i 产生并接受的信号和电话产生接受 的信号一模一样，交换机通常不知道连接的是什么设备。在信令截获 这个位置点，计算机可以在此处观察电话和交换机之间传递的消息； 插入信号，发送到交换机；从交换机转发信号到电话本身，信令截获 可以采用p c 卡，数据特种电话，独立应用单元等来完成，通过信令 截获，计算机就能够对电话进行一定的控制功能。 第一方的c t i 结构，以截获电话线路信令为基础，应用一般较为 简单，应用的功能也比较有限。但一般所需要的成本较低。 2 2 2第三方c t i 体系结构 第三方的c t i 体系结构通常由应用程序接口，应用程序，交换机， 计算机，电话，c t i 链路组成，下图描述了带有分布式计算机的第三 方的c t i 结构： 胁翦 妒 嗣 腧 l 一盈 - 、 l 7 1 i 孟f 一、交换机r 了蕊 、f 一，7 卜厂一一 图2 3 与第一方c t i 相比，第三方c t i 中，至少有两个应用程序，一个 应用程序在交换机中，一个应用程序在计算机中，因此，交换机在 第1 2 页共8 2 页 北京邮电大学硕士学位论文：c t i 中间件平台软件设计与实现 定程度上需要知道计算机的存在，也知道它所连的链路。图中的交换 机可以是常见的p b x 或者a c d ，但它们应该有适当的链路或接口使第 三方c t i 能够工作。交换机和计算机之间通过c t i 链路联系，这里的 c t i 链路由三个不同的部分组成：物理链路，通信堆栈和协议，通过 c t i 链路，交换机和计算机之间交换足够的与呼叫有关信息，从而帮 助完成相关的c t i 应用功能。同第一方的c t l 体系结构相比，第三方 的c t i 一般可以构筑比较复杂的应用。 2 2 3第三方c t i 协议 从图2 3 中可以看出，如果没有c t i 链路，第三方c t i 的各个部 分将无法工作，所谓协议，就是一个规则集，它用来规定通信双方如 何进行通信，第三方c t i 协议建立了规则和消息的集合，使得其可以 进行交换机的应用软件程序和计算机应用软件程序之间的双向通信。 在协议设计中，要有足够的范围使程序员实现其要求的应用，这 就很有必要建立一个有意义的，准确的模型，计算机和交换机在模型 规定的范围内完成各自的工作，模型一般包括了一般对象，对象存在 的状态以及操作对象的规则，在c t i 中，存在交换模型和计算模型两 类模型。 交换模型：在c t i 中，计算域需要知道和呼叫，交换机状态有关 信息，交换模型就规定了从计算域向交换域看，所能看到的这些 信息。它不包含交换域如何实现的具体问题。 计算模型：在c t i 中，交换域同样需要和计算域打交道，从计算 域中获得必要的信息，从而完成自己的功能，计算模型实际上就 规定了从交换域向计算域看时，它所看到的东西。 在模型的基础上，c t i 协议通过在计算域和交换域之间交换消息 来实现，大多数c t i 协议是基于请求响应的，在接受系统，任何发 送的消息要被确认，在完成了语法检查后，确认响应要发送出去。请 求端可以通过接受进一步的状态信息以跟踪原始的消息成功与否。在 c t i 中，一般有如下三类信息：功能消息，内务处理消息，网络消息。 2 2 4c t i 中的媒体处理技术 媒体包括语音，视频，图象，图形和文本，媒体处理技术提供的 第1 3 页共8 2 页 北京邮电大学硕士学位论文：c t i 中间件平台软件i 殳计与实现 功能在c t i 环境中是行之有效的，但是这些功能只是对集成的补充， 并不是必不可少的，但是随着商业应用自动化程度的提高，这些功能 将会发挥越来越大的作用。 c t i 中的语音处理系统通常有以下几种：语音消息系统，语音响 应单元，交互式语音应答系统，语音传输系统。其中，语音响应单元， 交互式语音应答系统应用得最为广泛，近阶段，语音压缩，语音识别 等技术在c t i 中也得到了广泛的运用，如“v o ic e x m l ”就利用了语音 识别的技术实现了正常对话控制流程的交互式语音应答系统。 同样，传真和图象，以及其它媒体技术等都可以应用于c t i 系统 中，c t i 技术正向着多媒体方向发展。 2 3c t i 技术国际标准 在c t i 技术发展的早期，没有相应的标准对其进行规范。当各厂 家c t i 产品需要互连互通时就出现了极大的麻烦，这也极大的阻碍 了c t i 技术的进一步发展。于是，人们开始制订相应的c t i 标准。目 前比较流行的c t i 标准主要有c s t a ，s c a ，t a s c 等标准。 c s t a ( 计算机支持的电信应用服务) 是由e c m a ( e u r o p e a n c o m p o u t e rm a n u f a c t u r e sa s s o c i a t i o n ) 于9 0 年代开始的制订的标 准。c s t a 为集成计算机和电信网平台定义了总体结构、要求和协议。 这项技术标准强调了计算和交换的灵活性、双向通信和分布模型。由 于c s t a 起初是针对专用网的，因此它关注的是基于交换的对象，比 如电话、中继线和队列等。c s t a 服务是独立于交换平台的，它并不 知道交换机是如何完成c s t a 服务请求的特殊细节，c s t a 获得了大 多数交换机制造商和呼叫中心开发公司的支持，目前的版本有c s t a i( 1 9 9 2 ) ，c s t ai i ( 1 9 9 4 ) 和c s t ai i i ( 1 9 9 8 ) ，目前第四版的 制定工作正在进行中，主要是在第三版的基础上加入v o i p 等内容。 ( s c a ) ( 交换机计算机应用接口) 是由美国国家标准协会( a n s i ) 制订的。s c a i 详述了一种结构和o s i 应用层协议以便在计算机和交 换机应用程序间进行对等的数据通信，从而实现计算机和电话交换平 台的集成。s c a i 受其它标准的影响。包括i s d n 和智能网i n 的影响。 第一版的s c a i 的目标是实现在公众网和专用网上的呼叫中心应用。 与c s t a 不同的是，s c a i 强调通信集成而不是应用集成。由于c s t a 提供了更多的事件报告能力，因而吸引了更多的应用开发者。 第1 4 页共8 2 页 北京邮电大学硕士学位论文：c t i 中间件平台软件设计与实现 t a s c “交换机和计算机的电信应用”是由i t u ( 国际电联) 制定的 标准，它将欧洲( e c m a ) 和美国( a n s i ) 的标准结合为统一的标准体系。 虽然这些标准对c t i 的系统模型，呼叫流程，状态迁移等做出一 些规范，但它们并没有规定这些是如何实现。全球的各个厂家在这些 标准的基础上，分别提出了自己的一套标准应用编程接口( a p i ) ， 形成了事实上的工业标准，主要的有m i c r o s o f t 的t a p i ，i n t e l 的 c t c ，s u n 的j t a p i 。这些应用编程接口各有优点，得到了广泛的应用。 第1 5 页共8 2 页 北京邮电大学硕士学位论文：c t i 中问件平台软件设计与实现 第三章系统分析与接口设计 3 1系统分析 3 1 - l传统的c t i 应用软件框架结构 下面分析一个传统的基于交换机的第三方的c t i 应用软件( 呼叫 中心) 。传统的呼叫中心系统( 如图3 1 ) 一般由以下几个物理部分 组成： 图3 1 交换机：用来完成基本的电话接续的功能，并与c t i s e r v e r 发生联系，向c t i s e r v e t 上报事件和接受执行从c t i s e r v e t 来的指令信息 媒体服务器：完成各种媒体服务的功能，如录音，放音等功能， 它和交换机真接发生联系，向交换机提供各种媒体流 c t i s e r v e r ：在整个系统中处于核心地位，它将交换机等硬件 和普通的应用程序联系起来，使应用程序能够完成自身功能。 i v r 服务器：自动语音应答服务器，完成语音应答控制和系统 流程控制的功能。 座席a g e n t ：座席应用程序，它通过和c t t s e r v e r 交互完成 应用程序功能。 监视管理程序：用来监视和管理系统。 第1 6 页共8 2 页 北京邮电大学颐士学位论文：c t 中间件平台软件设计与实现 从图中我们可以看出，c t i s e r v e r 在系统中是处于中心位鼍的，它 的性能直接关系到整个系统的性能，同时它的软件结构也宣接关系 到整个系统的软件结构，c t i s e r v e r 完成了如下功能： 消息的接受和转发，所有的消息，无论是交换机，坐席，还是应 用服务器发来的消息，都在c t i s e r v e r 这里做一次中转。 消息的分析和判断及相应的逻辑操作，对一些消息，需要做出相 应的判断分析，向上层应用软件报告消息，执行相应的操作步骤， 帮助整个系统的功能得以实现 呼叫数据的记录：由于c t i s e r v e r 直接和交换机打交道，系统所 需要得到的一些呼叫数据等，需对它们进行记录，在很多系统实 现中，很多都是由c t i s e r v e r 直接将呼叫数据写入数据库中。 显然，这是一种非常典型的c s 结构，也是一种典型的二层结构， 如此多的工作如果由一个单的二层结构的c t i s e f v e r 程序来实 现，在一个需要能够平滑扩充和升级的系统需求中应用显然存在很多 的问题，其主要反映在c n s e r v e r 维护升级困难，系统部署的伸缩 性受到很大限制，无论是用户需求还是交换机底层接口的变化都或多 或少会使c t i s e r v e r 发生修改，随着系统的逐步演化，这样的一个 二层结构的c t i s e r v e r 的程序不能满足系统的进一步发展的需要。 下面我们从系统的软件层次结构来分析各个部件： 各种应用程序( 如a g e n t 应用程 序) 0 应用程序接口函数a p i ： c t i s e r v e r j k 务程序 交换机软件 图3 2 在系统中，应用程序通过调用接口函数a p i 提供给它的方法接口 以及事件接口来实现应用逻辑，这些方法接口和事件接口应该意义明 确并且较为完备。应用程序根据自己的逻辑调用它们而不必关心这些 第1 7 页共8 2 页 北京邮电大学顺士学位论文：c t i 中间件平台软件设计与实现 方法是如何实现以及这些事件是如何产生的。也就是说通过应用程序 接口函数a p i 和c t i s e r v e r 服务器的联合作用，能够屏蔽下层的实 现细节，实际上就构成了一个中间软件层。 从上面的分析可以发现，一方面，从系统本身结构来看 c t i s e r v e r 构造是一个平坦结构的服务器程謦，没有层次关系，修 改维护困难，另一方面，从系统软件层次结构图中我们可以看到 c t i s e r v e r 和其它一些相关的程序起又充当了一个中间软件层的 角色，应用程序逻辑是构筑在它的基础之上，它必须能够提供应用程 序所要求的各种各样的功能，由于一个没有层次结构的的 c t i s e r v e r 程序很难提供一个完备的可扩展的功能接口，因此，上 层需求的变化可能会要求我们相应的对应用程序接口( a p i ) 控件， c t i s er v e r 服务程序，乃至交换机端软件作出变动。实际工程应用 中，大多数情况下是c t i s e r v e r 需要适应应用的变动，不断的修改， 但是c t i s e r v e r 本身结构平坦，没有层次关系，每加入一个新的功 能会使程序出现较大的变动，随着需求的不断变化，程序逻辑变得混 乱复杂，直至最后无法进行下一步的修改。 可以看出，由于传统的c t i 应用程序框架缺乏一个中间件和平台 软件的概念，在很多情况下，应用程序和下层硬件设备不可避免的呈 现出了一种紧耦合的关系，底层硬件的更改可能不仅仅会引起 ct i s e r v e r 等中间层软件的修改，还会对上层应用造成影响，而上 层需求的变化可能会使c t is e r v e r 等发生较大的结构调整。由此可 见，无论是应用需求还是硬件设备本身的少许变动都可能使整个系统 发生较大的变动，在很多情况下，这样的变动具有一定的随意性和不 可预测| 生，不同层次和功能的代码随着这样的修改最终很有可能纠缠 在一起，使整个系统无法进行下一步的扩展。因此，一个完整的可扩 展的应用平台是进一步开发复杂c t i 应用所必需的。 3 1 2c t i 应用框架结构 下面是基于中间件的c t i 系统框架结构图： 第1 8 页共8 2 页 北京邮电大学硕士学位论文：c t i 中间件平台软件设计与实现 坐席应用程序i v r 流程自动生成器管理配置工具数据服务工具其他应用程序 应用层接口函数 核心业务层 lf 警詈i 明；c a u 管理 lm 槐o r t i t o 。lla c t ) 醒ic a l i k e c 。m ； 刍 图3 3 从图中可以看出，c t i 系统明显的分有三个层次，即：硬件设备 层，中间件层，应用层。各层功能结构概述如下： 硬件设备层：这一层就是符合c t i 应用协议的智能语音交换机或 语音板卡，它的主要功能就是完成各种c t i 应用中的交换控制和 语音通话的功能，如呼叫的建立，拆线，呼叫转接，挂断，录放 音等具体的物理上的动作，同时，它必须能够接受执行上层软件 来的命令和在适当的时候产生相应的呼叫事件报告给上层软件。 中简件层：分成以下二个子层： 核心业务层：这一层主要是通过各种功能模块来实现对各种业 务的支持。 l 、 在这一层，主要的作用就是把下层提供的功能进一步进行包 装，提供给用户相对标准的a p i 函数接口或则是o c xc o v i 第1 9 页共8 2 页 北京邮电大学硕士学位论文：c t i 中问件平台软件设计与实现 对象接口或目前中间件市场流行的c o r b a 接口。 2 、 a g e n t 管理：通过此模块实现对a g e n t 资源以及状态的管理 和a g e n t 消息的转发处理。 3 、 i v r 功能：c t i 应用于呼叫中心以及其它业务中，i v r 是一 。 个非常重要的应用，因此一个灵活方便的i v r 应用模式是非 常重要的，在这个模块中，通过基于x m l 的i v r 解析引擎， 充分利用x m l 文档的层次结构实现方便灵活的流程控制，满 足了各种i v r 应用。 4 、 c a l l 管理：通过此功能模块对应用层提供了方便明了的标 准化接口函数，通过这些函数能够直接实现交换域的语音通 信功能，如应答呼叫，外拨，转移，三方会议，回呼等功能。 j 、m o n i t o f 功能：m o n i t o r 功能模块为上层应用提供了丰富的 系统状态监视和管理接口，通过这些接口能够很方便的对系 统各种资源、呼叫过程完成监视和管理。 6 、a c d 功能：在c tr 应用中，a c o 功能的完善程度直接关系到 系统应用的灵活程度，在此模块中实现了丰富多样的a c d 功能，对构建复杂的c t i 应用提供了强有力的支撑。 7 、c a l lr e c o r d 管理：通过此模块完成对呼叫记录管理的支撑， 上层应用通过调用此模块的函数，能够完成对呼h u 过程的全 程记录，从而能够方便的实现系统日志、报表输出的功能。、 日志记录等。 接入层：这一层的功能主要是完成与硬件设备打交道，同时向 上面的核心业务层提供一个相对来说比较抽象一致的方法接 口和事件接口，当底层设备是交换机时，就是将交换机送来的 各种c t i l i n k 消息向上层转化为相应的底层对象方法调用或 反之。在核心业务层看来就是一个功能完整的虚拟交换机，具 体实现上通过加载不同的设备驱动程序，从而完成对多种交换 设备的支持。 1 、 接入层接口函数：这一层通过基于组件的标准化的函数形 式，向核心业务层提供呼叫控制和呼叫事件报告功能，共核 心业务层使用，从而完成上层业务对于交换设备的控制和应 用。 第2 0 页共8 2 页 北京邮电大学硕士学位论文：c t i 中问件。f 台软件设计与实现 2 、c a l lc o r e ：通过设备驱动程序完成最为核心的呼叫控制工 作。如呼叫连接的断开，挂起等。 3 、c a l lc o n t r o l ：通过具体的设备驱动程序完成对交换设备的 操作控制和事件汇报，如会议、转接、呼叫队列管理等。 4 、媒体服务支撑：由其处理与交换设备的各种语音流以及数据 等资源，如语音播放、录音等。 c t i - l i n k ：这一层主耍按照硬件支持的各种网络协议和通信协 议与底层硬件设备建立直接的物理通信链路，直接收发各种消 息并交到上层或把上层发送下来的各种消息交到交换设备执 行。 上层应用层：包含满足系统管理维护和配置需要的工具层和满足 具体应用的业务软件。 _ 工具层： 在应用开发的过程中，我们感受到，一个良好的软件平台应该尽 可能的提取上层软件开发的的共性，给用户提供尽可能多的服务组件 工具，方便和加快用户的二次开发。这些服务组件工具理论上不属于 中间件的范围，而是建立在中间件所提供的功能上面，但实际上，它 在推广平台的应用和方便用户开发的作用是相当巨大的。 对于c t i 应用开发平台，一个重要的应用领域就是呼叫中心系统， 而在呼叫中心系统中，i v r 服务器是一个比较关键的部件，我们以前 的呼叫中心系统的整个流程基本上是由i v r 服务器来控制，因此，如 果给上层软件开发商或则最终用户提供一个基于我们平台的流程生 成器，使用户能够很方便生成自己的流程，那对我们平台的意义是非 常重大的。 管理配置工具：这个工具的主要功能就是用来为上层软件开发商 或则最终用户提供各种管理配置的功能，包括对底层硬件参数的配置 和对软件系统的各种系统参数的配置 数据服务工具：这个工具的目的是为上层软件开发商或则最终用 户提供一些常用的与底层应用平台密切相关的一些数据库功能服务， 其中包括呼叫数据报表，呼叫数据统计等工作。 i v r 流程生成器：通过此工具，能够以图形化的方式灵活的方便 第2 l 页共8 2 页 北京邮电大学硕士学位论文：c t i 中间件平台软件设计与实现 的生成业务流程表及x m l 业务流程文档，此流程文档提交到c t i 服务 器以后，又i v r 模块的业务解析引擎进行解释执行，扶而能够提供方 便易用的业务开发模式。 随着平台应用环境的扩展，还可以推出其它很多服务组件工具， 方便用户的开发。 一业务软件： 座席软件：这也是c t i 应用中非常重要的部分，通过此软件，操作 者能够直接用c t i 平台完成各种业务过程，同时各种业务软件可以灵 活的与之集成，实现业务和平台的无缝连接。 3 ，1 3中间件设计要求 一般来说，一个良好的中间件软件应该满足以下几点要求 软件结构应该具有良好的扩充性：中间件是一个相对底层的大型 软件系统，由于开发成本较高，开发周期教长，一般来说，很难 在一次软件过程中实现所有的功能，几乎所有的平台软件的开发 都是采用增量开发的模式，一个循环又个循环的逐步实现其完 整功能，因此，初期软件结构的规划及其可扩充性显得尤其重要。 同时，为了使其能够适应不断涌现的新的应用的需求，中间件软 件必须保证良好的扩充性。 广泛的适用性：如果一个所谓的中间件对不同的应用要做出相应 的修改，也就不能称为中间件了，而只能算做应用的一部分。为 此中间件需要提供相对完善和标准的编程接口，能够满各种应用 的需要。 满足应用的性能：应用软件的开发完全是在中间件之上的，因此， 应用程序的性能在很大程度上取决于中间件的性能，为了使中间 件能够最大限度的适应于不同应用的需要，良好的性能就是必须 的。 良好的容错性：中间件介乎系统软件和上层应用之间，必须要有 较好的容错性，应用层可能发生一些误操作，中间件应该对这种 误操作进行适当的处理，把误操作带来的影响限制在最小的范围。 良好的鲁棒性：良好的鲁棒性是保证系统长期稳定的运行的关键。 第2 2 页共8 2 页 北京邮电大学硕士学位论文：c t i 中间件平台软件设计与实现 以上几点列出了一个优良的中间件所应该满足的基本要求，无论 在设计和实现平台软件的时候都应该考虑满足这些要求，在进行中间 件软件设计之前先对系统工作流程做一个简单的描述，据此分析设计 原则： 以可编程交换机电话接入为例：当一个电话呼叫进入系统时，首 先是接入层通过c t i 链路与可编程交换机进行交互，将这个电话呼入 事件通知上层软件，交给核心业务层进行处理，核心业务层经过一定 的逻辑处理后，以一种通用的较为标准的a p i 接口通知应用程序，由 应用程序进行进一步处理。 而当上层应用软件需要提出一个呼叫请求时，首先，上层应用通 过中间件平台提供的a p i 函数提出请求，通过核心业务支撑层的处理 后，将这个请求转化成对下层硬件代理的一步或多步操作，然后，就 将这些硬件代理请求转化为与交换机相关的请求，送到接入层，最后， 由接入层通过与交换机的交互完成请求。 结合实际工作流程，以及前面提出的对中间件软件的要求，对系 统从二层结构的计算模型迁移到三层结构计算模型中的如下几个问 题进行评估和分析。 1 、扩充性和灵活性分析；从前面的工作流程我们可以看出，相较 平坦结构的c s 计算模型，基于三层结构计算模型的中间件向上提供 了一个较为完备的功能接口函数集合，通过接入层向下屏蔽具体设备 的差异，一定程度上实现各种交换设备的无差别接入。这样，中间关 键的核心业务支撑层基本上就实现了与上层应用软件无关和与下层 具体硬件功能接口无关，可以独立的进行业务逻辑的开发扩充。由于 软件设计上采用了面向对象以及构件技术，可以很方便的通过增加对 象集合来添加新的功能，也可以通过去掉不需要的对象集合来简化平 台软件，这样的系统具有很高的灵活性。 2 、性能分析：理论上来说，c s 结构的计算性能在小规模部署应 用时是优于三层结构。但这个优势是以系统的扩充性和灵活性为代价 的，在软硬件技术高速发展和应用需求愈发多样化和个性化的今天， 软件的性能已经不能够用软件执行速度这个单一指标来衡量，而应该 把系统的性能和系统的扩充性，灵活性、开发便宜程度以及升级维护 难易度等其它方面结合起来，综合评价软件的性能。从前面的系统结 构图我们看出，当采用中间件概念设计时，系统层次分明，各层所需 第2 3 页共8 2 页 北京邮电大学硕士学位论文；c t i 中闻件平台软件设计与实现 要完成的功能和应该提供的接口明确，从而能够一方面以统一的方式 支持更多的硬件设备，另外一方面还能以更标准和通用的方式提供应 用开发接口，大大简化业务开发和缩短系统部署时间。综合分析部署、 开发、维护、升级等方面的因素，采用中间件的性能是能够满足应用 要求的，尤其是在大规模、分布式应用中更能体现三层结构的优势。 3 、容错性和稳定性分析：在系统的实现中，向上层应用提供符合 工业标准的a p i 函数接口，在这些a p i 函数实现里面，已经充分考虑 了用户可能进行的各种误操作，同时，在系统实现的每一层，均引入 异常上报机制，将各层各种用户引起的错误和系统本身异常分开，方 便错误和异常的处