（计算机应用技术专业论文）基于免疫原理在线检测和解决下一代网络业务冲突方法的研究.pdf

北京邮电犬带博士学位论文 摘要 基乎舞疫漂霪在线检瓣黎瓣凑摹一我阚缝叠务漆寞煮法辩研究 摘要 在蕊统夔邀蘩瓣书，盈务羚突舞透载攀嚣雩 莛专家髑麓重撬，撵下一霞 网络中邀个问题并没有因网络熊力的增强和率富的网络佰令而消失。与此相 反，随辫增值业务的提供方式以及业务的个性化，业务冲突问题鼹褥更加突 逛。褒肖瓣遂务净突轿褰嚣静态方法茳鑫嚣安分撬监务逻饕簿粪帮实蠛缨节， 蘧是这黧纲节摄难获褥，焉魏霄静动态方法镪都存在不满程度舔不怒，弼基 于智能体协商的方i j 垫与网络架卡纣不符，基予特征交互管耀器的方法校往只检 澳l 和解决慕一类或精装见类冲突等，故这些方法都只程特定条 孛下疑霄适题 连。 本文以下一代网络中的业势冲突问题为出发点，猩对业务冲突管理系统 与免疫系统之间相似性进行分槲的基础上，对妻跬簿将免疫系统中的搬疫原理 与撬黧畿鍪囊坚务狰衮豁在线糗撼黎缀壤孛爨嚣了深入黥舔究， 论文对研究过糕中取得的主褥创新成果谶行了详细阐述。这些创新工作 简要归纳如下： 。摊窭一释基于受疫系统爹罄晦轳鏊波务津突警邀窳统 通过研究业务挣笊管理系统与免疫系统之间的相似性并建立映射关系， 提出了种基于免疫懋统多层防护的业务冲缎管理系统，借鉴免疫焱统的多 慝防护撬镂，驮多令瑟器进行鼗势潆突的在跤楚涎窝瓣抉。系统狻立子吴箨 藐霜鳋，赣爵浚设嚣在现煮遵穗翳戆交接梳帮餐笺羁平裔之囊，氇爵黻设置 在下一代湖络的软交换和应用服务器之问，娥脊第三代移动通信中m 多媒体 子系统的服务呼叫状漆控制功能实体积应用服务器之间，系统具有熬好酶适 瘦注、扩鼹犍爨逶震羧。 2 。提出一种基予熊疫原理的业务冲突检测方法 在免痰系统多屡黼护枫制基跳上，提出丁一种、监务冲突在线捡测方法， 方法氆婆了受疫系缓鹣撬曩谈臻，兔疫学习，揍蘑裁激，宠篷遥葬激及鬻毪 选择等熊痰原理。实黢和研究缮祭表明该方法不仅能够村赦检测己知的业务 冲突，荫凰能够逐渐识别新的、漱知的业务冲突，具有良好的扩展饿鞠适应 性t 通过乓戳往的梭测方法摆匕袋，该方法濑梭溅能力耧检测燕辜粼蠢霆著 夔褰。 北京邮电犬学问蠕与交换技术糊嫩爨点实验室 北京邮电大学博士学位论文 摘要 3 提出一种基于遗传算法进化业务冲突检测规则的方法 完备和正确的检测规则是业务冲突管理系统在线检测冲突时提高检测率 的关键。考虑到单纯依靠克隆选择过程进化业务冲突检测规则会导致新生成 的检测规则的多样性不好，覆盖能力有限，所以借鉴遗传算法的随机搜索能 力提出一种冲突检测规则进化方法。该方法中加入已知冲突信息作为指导， 并以概率递减选择新业务参与变异提高了系统进化速度，对检测规则集进行 优化降低系统时间和空间复杂度。实验证明此算法提高了系统检测率和检测 效率。 4 提出基于免疫原理的业务冲突解决方法 考虑到不同的用户对同一种业务冲突解决方法不尽相同，提出一种借鉴 免疫系统的输入疫苗方式解决业务冲突的方法，方法适用于对已知业务冲突 的解决以及对未知业务冲突的解决，同时尽可能地满足用户意愿。 而且，针对业务冲突问题中比较重要的共享触发类业务冲突，提出一种 新的解决方法。方法不同于以往从同时触发的业务中选择一个业务解决共享 触发类业务冲突的方法，而是将共享触发的业务分为相容性业务和互斥性业 务，相容性业务可以根据用户意愿和系统策略顺序触发执行，互斥性业务的 优先级确定是借鉴免疫网络理论中免疫细胞相互作用的机制，不仅根据共享 触发的业务本身，而且结合能够提供用户信息的业务，如p r e s e n c e 、l o c a t i o n 业务等，推测用户对业务的执行意愿，根据策略一致性动态选择最佳的业务 执行。实例证明该方法能够有效解决共享触发类业务冲突，更好满足用户需 求。 关键词：下一代网络，业务冲突，免疫原理，在线检测，解决 北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室 望! ! 塑! 曼! 塑! 堕型璺! u ! ! g 型! ! ! ! 坚! 垡旦! ! ! ! 生翌璺! ! 丝塑坐坐! ! ! ! 壁垫坚皇! ! ! ! 苎! ! r e s e a r c ho ni m m u n o l o g y - b a s e d o n l i n ed e t e c t i o na n dr e s o l u t i o nm e t h o d f o rf e a t u r ei n t e r a c t i o n a b s t r a c t i nt h e仃a d i t i o n a lt e l e c o m m u n i c a t i o n n e t w o r k ， t h ei n t e r a c t i o n s a m o n g f e 灿r e sh a v eb e e nr e c o g n i z e da sa ni m p o r t a n ta j l ds e r i o u sp m b l e ma n db e c o m e a n i m p o r t 觚tr e s e a r c h a r e a i nt h en e x tg e n e r a t i o nn e t w o r k ， t h ef e a t u r e i n t e r a c t i o n p r o b l e mh a sn o td i s p e a r e df o rt h ee n h a l l c e m e n to ft h en e t w o r k c 印a b i l i 够a n dt h er i c ho ft h en e t w o r ks i g n a l s ；o nt h ec o n t r a 阱t h ep r o b i e mw i l l b e c o m em u c hm o r es e r i o u sb e c a u s eo ft h ei n d i v i d u a t i o no ft h es e r v i c e sa n dt h e s e i c ep m v i d i n g m o s to fe a r l y r e s e a r c h i n gw o r k su s ef o h l l a lm e 廿1 0 d st o r e s e a r c hf b a t u r ei n t e r a c t i o n t h em a j o rs h o r t a g eo ft h i sk i n dm e t h o di s t h a t i n t e m a li n f o r m a t i o n so fs e n ，i c e l o g i c sa r en e e d e d ，b u tt h e s ei n f o r m a t i o n sa r e h a m l yo b t a i n e db e c a l l s eo ft h ep r i v a c yo fs e r v i c el o g i c a l s ot h e r ea r es o m e s h o r t a g e si nm o s to fc u r r e n to n l i n em e t h o d s ，s u c ha st h em e t h o d so fn e g o t i a t i o n b e t w e e nt h ea g e n t sa r en o tc o m p a t i b l ew i mt h en e t w o r ka r c h i t e c t u r e s ，a n dt h e m e t h o db a s e do nf e a t u r ei n t e r a c t i o nm a n a g e m e n ts y s t e mc a no n l ys u p p o r to n eo r s e v e r a lk i n d so ff e a t u r ei n t e r a c t i o n s n l e ya r ea p p l i c a b l eo n l yu n d e rs o m e s p e c i f i e dc o n d i t i o n s i nt h i st h e s i s ，w ef o c u so nt h ef e a t u r ei n t e r a c t i o np r o b l e mi nn e x t g e n e r a t i o n n e t w o r k b a s e do n a n a l y z i n g t h es i m 订a r i t i e s b e t w e e nf e a t u r ei n t e i a c t i o n m a n a g e m e n ts y s t e ma n di m m u n es y s t e m ，、v em a k ed e 印r e s e a r c h i n ga b o u th o wt o u t i i i z em ep 血c i p l e sa n dm e c h a n i s m so fi m m u n es y s t e mt oo n i i n ed e t e c ta n d r e s o l v ef 色a t u r ei n t e r a c t i o n s t h em a i nc o n t r i b u t i o n sa r ed e s c r i b e di nt h i st h e s i s ，w h i c ha r ef 0 1 l o w i n g 1 a j li m m u n o l o g y b a s e dm u l t i p r o t e c t i o nf e a t u r ei n t e r a c t i o nm a i l a g e m e n t s y s t e m ( i l 皿- f i m s ) m o d e li sp r o p o s e d a f t e rt h es i m i l a r i t i e sa n dm a p p i n gr e l a t i o n sb e t w e e nf e 咖r e i n t e r a c t i o n m a j l a g e m e n ts y s t e ma l l di m m u n es y s t e ma r ea n a l y z e d ，a l li m p - f i m si sp r o p o s e d 北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室 i j i t h es y s t e mr e f b r e n c e st h em u l t i - p r o t e c t i o nm e c h a n i s m so fi 姗u n es y s t e mt 0 o n l i n ed e t e c tf b a t u r e 觚e r a c t i o n s t h ei m p f i m si s a d a p t i n gt o 枷l t i - n e t w o r k w 油h i 曲c x p a n s i b i l 时柚di l n i v e r s a l i t ) r ，w h i c hc a i la p p l yb e 铆e e nm ec u r r e n t s 谢t c h i n ga i l di n t e l l i g e mn e t w o r k ，b e t w e e nt h ep a d a ya p p l i c a t i o ns e r v e r ( a s ) a n dp a r l a yg a t e w a y ，b e t w e e nm e a sa i l ds c s c fo f i m si nm e3 g ，a n ds oo n 2 a ni m m u n o l o g y - b a s e dm u l t i p r o t e c t i o n o m p ) m e t h o df o rf e a t u r e i n t e r a c t i o nd e t e c t i o ni sp r o p o s e d a ni m pm e t h o di sp r o p o s e dt od e t e c ta l lk i n d so ff e a t u r e 协t e r a c t i o n si nt h e n e x tg e n e r a t i o nn e t w o r k ，w h i c hr e f e r e n c e st h em u l t i p m t e c t i o nm e c h a n i s mo ft h e i m m u n es y s t e ma n ds o m ei m m u n ep r i n c i p l e s ，i n c l u d i n gt h ei m m u n er e c o g n i t i o n ， c o - s t i m u l a t i o n ，i m m u n el e a m i n g ，c l o n es e l e c t i o na i l ds e l ft 0 1 e r a n c e t h i sm e t h o d c a nn o to n l yd e t e c tt h ek n o w nf e a t u r ei i l t e r a c t i o i l s ，b u ta l s or e c o g n i z ea i l dm e m o r y m eu 1 1 l m o w nf b a t u r ei n t e r a c t i o ng r a d u a l l y t h es i m u l a t i o na n dr e s e a r c hs h o wm a t m em e t l l o di sc a p a b l eo f e n h a n c i n gt h ed e t e c t i o nr a t i oa n de f f i c i e n c yd y i l a m i c a l l y c o m p a r i n gw i t l ln l et r a d i t i o n a lm e 也o d 3 am e l o do fe v o l v i n gm ed e t e c t i o nm l eo ff e a t l l r e 讧1 t e m c t i o nb yg e n e t i c a l g o r i m mi sp r o p o s e d t h ec o 瑚p l c t e n e s sa n dc o r r e c 缸l e s so fd e t e c t i o nm l es e ta r ek e yp o i n t st 0 e i l l l a i l c em eo n l i n ed e t e c t i o nr a t eo ft h ei m p f i m s c o n s i d 晌gm ed i v e r s i t i e so f t h en e wd e t e c t i o nn l l e sg c n e r a t e db yt h ec l o n es e l e c t i o na r cn o tg o o de n o u 曲t o c o v e rt h eu n k n o w nt 1 1 ef b a t u r ei n t e r a c 廿o n a ne v o l u t i o nm e t h o do fd e t e c t i o nm l e s e ti sp r o p o s e dt or e f e r e n c em em n d o ms e a r c hc a p a b i l i t ) ro ft h eg e n e t i ca l g o r i t l l m i nt 1 1 em e m o d m ek n o w ni l l t e r a c t i o n sa r ea d d e da n dt h en e ws e r v i c e sa r es e l e c t e d t oi n u t a t eb yt h ed e g r c s s i v ep f o b a b i l i 移，w h i c hi m p r o v e 也ee v o l u t i o ns p e e d 0 p t i m i z i l l gt l l ed e t e c t i o nm l es e tc a nr e d u c et h et i m ea n ds p a c ec 伽叩l e x i 够t h e e x p 耐m e n tr e s u l t ss h o wt h a tm ea l g o r i t a d v a n c e sm ep e r f o m a n c eo ft h e i m p f i m s 4 a ni m m u n o l o g y _ b a s e dm e m o df o rf e a t i l r ei n t e r a c t i o nr e s 0 1 u t i o ni s p r o p o s e d a c c o r d i n gt od i 腩r e mi n t e n t i o n so f u s e r sf o rt l l es 锄ef b a t i l r ei n t e r a c t i o n ，t h e v a c c i i l a t i o nm e c h a n i s mo fi m m u n es y s t e mi sa d o p t e dt or e s o l v et h eh l o w n 引l d u n k n o w nf e a t i l r ei n t e r a c t i o n s t h em e 畦l o di sa i mt om e e tt l l eu s e r sd e m a n da s 北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验宣 旦堡! ! ! 型坐塑堕! ! 曼! 垫g 型! ! ! ! 垡业垡呈! ! 堡呈璺! ! ! ! ! ! ! 堡墨些i ! 型l ! 墅 垒! ! ! 翌! p o s s l b l ea sl tc a n m o r e o v e ld i f 诧r e d 行o mt h et r a d i t i o n 猷r e s o l u t i o nm e t h o do fs e l e c t i n ga s e r v i c ew i t hh i g h e s tp r i o r i 哆，an o v e lm e t h o dw a sp m p o s e dt or e s o l v et h es h a r e d t r i g g e ri n t e r a c t i o nb yd i v i d i n g 廿l es e r v i c e si n t oc o n s i s t e ms e r v i c ea n dc o n f l i c t s e i c e t h ec o n s i s t e n ts e r v i c e sw e r ec o n d u c t e di nt u mc o m b i n i n gt h eu s e r s i n t e n t i o nw i t ht h es y s t e m p o l i c y t h ep r i o r i t yo f 廿l ec o n f l i c ts e r v i c ew a s c a l c u l a t e da c c o r d i n gt ot h ei n t e r a c t i o nm e c h a i l i s ma m o n gt h ei m m u n ec e u si nt h e i m m u n en e t w o r kt h e o 巧，i nw h i c hc o n s i d e r e db o t ht h es h a r e dt r i g g e rs e r v i c e sa 1 1 d t h er e l a t i v es e i c e sp r o v i d i n gu s e r si n f o r m a t i o n ，d e d u c e dt h eu s e r si n t e n t i o no n t h es e r v i c ee x e c u t i o n ，a n dd y n a m i c a l l yc h o s et h eb e s ts e i c ew i t hh i 曲e s tp r i o r i 够 a c c o r d i n gt om ec o n s i s t e mp o l i c y t h ee x a m p l ea n a l y s e ss h o wm a tt h em e m o d c a nr e s 0 1 v et h es h a r e dt r i g g e rs e r v i c e se f f b c t i v e l ya n dm e e tt h eu s e r sd e m a n d s k e yw o r d s ： n e x tg e n e r a t i o nn e t w o r k ， f e a t u r ei n t e r a c t i o n ，i m m u n o l o g y ， 0 n l i n ed e t e c t i o n r e s o l u t i o n 北京邮电大学网络与变换技术国家重点实验室 北京邮电大学博士学位论文 独创性( 或创新性) 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。与我一同工作的同学、同事对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的 说明并表示了谢意。 申清学位论文与资料若有不实之处 本人签名：纨毽 本人承担一切相关责任。 日期：望翌! ：! ：! 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) 非保密论文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。 本人签名：翘起日期：圭竺! ：i ：f 十，一 蛳签名：握! 兰匕魄兰堕：! ： 北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室 北京邮电大学博士学位论文 第一章引言 1 1 研究背景 第一章引言 自1 9 8 9 年，贝尔实验室的研究人员b o w e ntf 等人【1 】在研究电信网络中部署增值业 务问题时首次提出业务冲突问题以来，业务冲突问题b l 起了学术界、工业界和国际标准化 组织的关注，纷纷投入大量时间和精力对这一问题进行深入研究，并从各自不同的角度阐 述这个问题【2 】州。 业务之间的交互可能产生冲突，称为业务冲突；也可能不产生冲突，称为业务协作。 业务是由特征组成的，业务问的冲突可以表现为特征间冲突，所以业务冲突也称为特征冲 突，某些业务虽然在功能上没有冲突，但是由于系统结构或者业务开发方式的原因在实际 运行过程中仍然会发生冲突，如多个业务同时满足某一触发条件导致的共享触发类业务冲 突( s t i ：s h a r e dt r i g g e ri n t e m c t i o n ) 【7 a 1 9 9 2 、1 9 9 4 、1 9 9 5 、1 9 9 7 、1 9 9 8 、2 0 0 0 、2 0 0 3 、2 0 0 5 年举办的国际特征冲突讨论会 促进了学术界和工业界对特征冲突问题的研究【8 h 15 】；在1 9 9 8 年和2 0 0 0 年举办国际特征 冲突研讨会的同时，还举办了两届特征冲突竞赛，参赛的几个研究小组分别在特征冲突静 态检测方法的有效性以及效率等方面进行比较。可见，有关特征冲突问题的研究已成为电 信领域中的一个研究热点。 电信系统作为一个庞大的分布式软件系统，其发展目的是为了满足人们日益增长的通 信需求，以最快的速度提供丰富多彩的电信业务。但是任何一个新业务都可能由于与现存 业务之间的相互影响而导致业务功能失效，甚至造成系统崩溃，即产生业务冲突问题。随 着业务数量不断增加，业务之间的冲突使得新业务的引入越来越困难，造成的影响日益突 出。 随着网络技术、软件技术和通信技术的发展，有线和无线电信网、因特网之间的相互 融合而出现的下一代网络( n g n ：n e x tg e n e r a t i o nn e m o r k ) 【1 6 】 1 8 】是以业务为核心的网络， 能够提供融合语音、数据、多媒体等信息的业务。丰富多样的业务一方面极大地满足用户 对于通信的需求，另一方面也对电信网络运营者提出更高的要求。通常人们所说的业务既 包括网络会话控制实体提供的基本功能，同时又包括在基本功能基础上扩充的扩展功能 ( 包括补充业务和增值业务) 。特别是在n g n 中，开放的接口和业务平台将导致大量第 三方增值业务开发商进入业务市场。增值业务的开发和部署往往具有极大的独立性，业务 的个性化、随身性等受到关注，业务种类急剧增加，业务交互问题也更加严重。随着独立 业务开发商不断提供新的业务，共事触发类业务冲突的影响越来越突出，在业务冲突中占 北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室1 北京邮电大学博士学位论文 第一章引言 据重要地位。同时由于业务冲突问题的复杂性，目前尚无法彻底解决，但是若能够解决共 享触发类业务冲突，可以极大地减少业务冲突造成的影响。可以说业务冲突问题不解决， 每一个新业务推出时，业务运营者都不得不花费大量时间、精力对新业务和其他已经存在 的业务间的交互情况进行检测，会极大影响新业务的推出速度，从而成为影响电信业务快 速部署的瓶颈之一，因此n g n 中的业务冲突问题较传统的电话网和智能网相比更加突出。 在本文研究中，将主要考虑部署在n g n 中的业务冲突问题。 特征冲突问题并不仅局限于电信领域，在电梯控制系统、电子邮件系统、数据流系统、 基于规则的系统以及w e bs e r v i c c 等均发现了类似的特征冲突问题。2 0 0 1 年7 月在欧洲 举办的下e a n i n t e r a c t i o ni nc o n l p o s e ds y s t 唧”会议 2 0 ，第一次明确提出了研究电信领域 之外的软件系统中的特征冲突问题，之后2 0 0 3 年在c a n a d a 的o t t a w a 举办“s e v e n t h i n t e m a t i o n a iw o r k s h o po nf e a t u r eh l t e r a c t i 蚰si nt e l e c o m m u n i c a t i o n sa n ds o a w a r es y s t e m s ” 和2 0 0 5 年在u k 的l e i c e s t e r 举办的“e i 曲t hh l t e m a t i o n a lc o n f e r e n c e0 nf e a t u r ei n t e r a c t i o n s i nt e l e c o m m l l l l i c a t i o n sa n ds o 脚a r es y s t e m s ”会议都对电信领域之外的特征冲突问题进行 了深入讨论。电信系统中的特征冲突问题的研究和解决也将对此类存在特征冲突问题的软 件系统的发展产生积极影响。 1 2 研究内容 作者在攻读博士学位期间，主要从事n g n 的软交换技术和业务提供技术的研究工作。 作为主要的研发人员参加了多项n g n 相关的研究与开发项目，包括： ( 1 ) “支持多媒体和移动业务的软交换总体技术和方案”( 国家8 6 3 计划项目，项目 编号：2 0 0 l a a l 2 1 0 2 1 ) ； ( 2 ) “支持多媒体和移动业务的软交换系统” ( 国家8 6 3 计划重大项目，项目编号： 2 0 0 2 a a l 2 1 0 1 2 ) ： ( 3 ) “开放式综合业务支撑网络体系结构的研究” ( 国家杰出青年科学基金项目， 项目编号：6 0 1 2 5 1 0 1 ) 。 本论文是在这些国家项目的支持下完成的。概括起来，作者在攻读博士学位期间的研 发工作主要包括以下几个方面： ( 1 ) 作为主要的研发负责人参加了“支持多媒体业务和移动业务的软交换系统”国家 8 6 3 重大计划项目，参与负责软交换o a m 子系统的总体需求分析、系统功能详细设计、 实现与测试工作； ( 2 ) 作为主要的研发负责人参加了“支持多媒体业务和移动业务的软交换系统”计费 2 北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室 北京邮电大学博士学位论文 第一章引言 子系统的需求分析、详细设计、实现与测试工作； ( 3 ) 研究了基于业务层和控制层相分离的n g n 的网络体系结构和业务提供模式，特 别是对n g n 的业务冲突问题有深入的、独到的研究。 通过参与这些项目，我对n g n 的理解更加清晰，尤其对于n g n 中的业务管理和提 供技术有了深入了解，深刻地感受到业务开发人员每开发一个新的业务，都要花费大量的 时间和精力考虑与已有业务之间可能产生的冲突，极大地阻碍了在电信网中快速部署新业 务。参与项目的经历给我对博士学位论文的研究打下坚实的基础。 1 3 论文结构 本文研究内容是通信系统中的业务冲突问题，包括业务冲突的避免、检测和解决方法， 将免疫系统的多层防护、抗原识别、协同刺激、免疫记忆、克隆选择等原理借鉴到业务冲 突的研究中，对基于免疫原理的业务冲突管理系统架构、基于免疫原理的业务冲突检测和 解决方法进行了深入阐述。论文共分为七章，论文结构简要概述如下： 第一章引言 本章主要介绍了本论文的研究背景、研究工作和论文的整体结构。 第二章业务冲突问题的研究综述 本章主要对电信系统中的业务冲突问题进行了介绍，给出业务冲突相关的术语定义， 综述了学术界和工业界对业务冲突问题的研究现状，分析了研究下一代网络的业务冲突问 题的重要性。尤其分析了近年来在业务冲突的在线检测和解决方法方面的研究成果。 第三章基于免疫原理的业务冲突管理系统架构 本章主要对免疫系统和业务冲突管理系统之间的相似性进行分析，建立二者的映射关 系，设计基于免疫系统多层防护的业务冲突管理系统，分析冲突管理系统在网络中的位置， 并对系统的体系架构、各功能模块的作用、工作流程以及系统特点进行说明。 第四章基于免疫原理的业务冲突检测方法 本章提出了一种基于免疫原理的业务冲突检测方法，方法借鉴免疫系统的多层防护机 制和抗原识别、协同刺激、免疫记忆、克隆选择等原理，不仅能够检测出已知的业务冲突， 而且能够逐渐识别未知的、新的业务冲突，最后通过仿真实验和理论分析验证了方法的正 确性。 第五章基于遗传算法进化业务冲突检测规则的研究 北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室 北京邮电大学博士学位论文 第一章引言 本章提出了一种借鉴遗传算法进化业务冲突检测规则的心方法，借鉴遗传算法的随机 搜索能力逐渐覆盖业务冲突空间，并且根据业务冲突问题本身对遗传算法进行了改进，最 后通过仿真实验说明了方法的有效性。 第六章基于免疫原理的业务冲突解决方法 本章提出了一种基于免疫原理的业务冲突解决方法。通过向系统中输入疫苗的方法解 决各种业务冲突。尤其对于业务冲突问题中比较重要的共享触发类业务冲突，提出了一种 借鉴独特型网络理论解决冲突的新方法。 第七章结束语 本章简要归纳了本论文所研究内容的创新点，提出了作者对于业务冲突问题的下一步 研究方向。 北京龆电大学网络与交换技术国家重点实验室 鞋嘉辩窀太学博士学毽论文 蘩。誊韭务箨突瓣惩麓研究端透 第二章监务；枣突阚蘧的研究综述 本章主器介绍了电储嘲中的业务冲寒的定义、分类，给出业务冲突在n 啪q 中可能的 场景，并鼠从静态和动卷两个方面详绷介绍了已有的渡务冲突研党方法。 2 。l 电信软转麓发曩 电信系统的主要作娜悬为用户提供方便、快捷_ j f h 嵌全的信息燮换功能。早期盼通信网 霞支持籍单懿p o 鹳( p o t s ：p 戮no 撼l 印h 瓣es e 辩耗e ) ，该她舞掇摆主秘鼹户嚣羧打 豹电话号褥，建立主被州之溺的语音连接。p 0 t s 虽然简单，但照它是整个电话变换系统 的基础，完成了最基本的呼叫处理功能，之后的所肖业务都是对p o t s 的增强城扩展。 随饕避镶最平鲍笈鼹，夫镪对监务懿要求也甭舔挺夷，不嚣满是子筵单静遴话琏链， 程控交换瓿瓣出现使运瞽蓠可蔽逶过程交换辊孛添知簿单骜软释珐麓模头彝瘸户提谟牵 充业务，如h 乎叫前转( c f # c a l lf o 刑删) 、呼叫保持( c h ：c a u i o l d i n g ) 、呼叫等彳哿( c w ： c a l lw a i t i n g ) 、号码显示( a d ：a d d r e 8 8d i s p l a y ) 等。这些枣卜充业务郯是以p o t s 为基础， 在蟹叫嚣程中对蜉明楚矮游蒸奉凌麓避 予增强或改送，太大鬟离了酝富系缝靛通信戆杰。 但是随着补充业务的发展，其依赖于交换机的舆体实现所带米的缺点逐渐撼现出来， 任何一个新的补充业务的推出都必须对变换机进行储淑。不同的交换机的具体实溉不尽相 霹，运载譬教了若要撂出一夺瑟毒交换桃下辫露户趣霹蓉傻焉蛉辨懿替充鼗务，就必须嚣 每争交换祝遴 亍浮4 楚麓流程静开茇，农开发完毕嚣，还需要对新商楚换橇避霉亍较伟秀级， 工程量浩犬，业务推出速腋非常缓慢。鞭进步发展瀚信网络，必颁露能够以舅快的速度 为客户提供数量更多、廪燃更好的业务。为了实现这一目标，更热方便、灵活、快捷的生 成薮监务，鬻能丽( ：i n | e l l i 霹鞋裂e t w 簪盘) 矧痊运落生，遣势逻辑跌交挨掇中分离基来， 部署在耐络的业务层的功能实体溉务控制结点( s c p ：s e r v i c ec o n t r 0 1p o i n t ) 上，从 而实现业势控制和呼叫控制相分离，新北务的开发、部署和运营擞加方便、快捷、经济、 灵活。智熊粼技术躲成熬捷褥业务掇供商( 辨：s e 科；酗v i d e r ) 在设计积开发趱蘧蛙务 对蚕必铱赣蒜诲戆交抉桃翻嚣络壤秘，黪够涛更多瓣注意力授入戮s e p 戆控制逻辑串， 而不必纠缄予底层网络的绷节，利用独窥于业务的积术式组件( s i b ：s e r v i c ei n d e p e n d 胁t b u l d i n gb l o c k ) 快速生成用户所需要的业务逻辑，蜮少了薪业务的开发周期以缴修改、 魏缀遂务辩难度窝工锋璧。不霹戆蹙务舞发商还霹臻在器塞穗对猿立热囊：壤下：鸯瑙户提爨 个性稼业务。电蓿系统中增值照务静释擞和数量不断率富，扶而不断提供满足用户需要的 新业务。爨然智能网是为了快速方便地掇供业务而撼出的，其设计的初始目标遐将交换和 业务提供楣分离，使得独立的、韭务提供辩靛够抉速方馕地提供业务，恒是并没有樽燃络能 就京邮电丈学弼络与交按技术鞲窳煎点实验室 北京邮电大学博士学位论文 第二章业务冲突问题的研究综述 力通过业务开发接口彻底开放出来，所以业务开发环境相对封闭。 随着网络技术、软件技术和通信技术的发展，人类社会进入到信息社会，人们的日常 生活、学习工作已经离不开网络，因此人们对业务的需求将日益增长，对不论从网络基础 设施到网络业务都提出了更高的要求，突出表现为网络的带宽、传输速度、业务质量保证 ( q o s ：q u a l 时o fs e i c e ) 、个性化和以用户为中心的网络增值业务等等。下一代网络 中，固定网络、移动网络和h l t e m e t 之间相互融合，各网络的技术相互融合，融合网络的 能力增强，能够提供融合语音、数据、多媒体的业务。n g n 还通过标准的接口，如p a r l a y 应用程序接口( a p i ：a p p l i c a n o n p r o 肼l i i l m i n 9 i n t e r f a c e ) 1 2 2 】、会话发起协议( s i p ：s e s s i o n h l i t i a lp r o t o c 0 1 ) 【2 3 垮将网络能力开放出来，提供一个支持各种宽带业务的、开放的、统 一的业务开发平台，电信市场的进一步开放使大量第三方增值业务开发商和内容提供商 ( c p ：c o n t e mp r o v i d e r ) 进入业务市场相互竞争，所以丰富多样的业务是下代网络的 主要特征之一。通常情况下，增值业务的开发和部署具有相对的独立性。目前，电信网络 主要以语音业务为主。随着网络能力的逐步提高，人们对网络业务个性化的需求日益增加， 部署在下一代网络中的增值业务，无论在业务的种类和数量都将呈几何指数增长。为了方 便下一代网络的研究，人们提出了下一代网络的分层结构：接入层、传输层、控制层和应 用层，从业务所处的位置来讲，部署在下一代网络中的增值业务应包含目前p s t n 网络中 支持话音通信的传统的补充业务，智能业务以及大量的第三方应用程序。 2 2 相关术语定义 为向用户提供多样化的服务，在电信系统中部署多个增值业务，不同的增值业务可能 对同一呼叫进行控制，某些业务特征会出现与业务独立运行时不一致或矛盾的行为，有时 甚至整个系统的正常运行也受到了影响。随着电信系统中业务种类和数量的不断增多，业 务功能越来越复杂，各业务之间的相互影响也日益突出，成为阻碍通信业务发展的主要瓶 颈之一。为了更好的理解业务和业务交互问题，首先给出下述相关术语定义： 定义1 特征( f e a t u r e ) ：特征又称为业务特征或业务属性，很多研究人员从不同的角 度对特征进行了定义：u t 将特征定义为“用户可以感知的业务的最小功能单位”渊； b d l c o r e 【2 习将其看作是“网络提供给用户的一个或多个基于电信或电信管理的能力”； h v e 肋嫡s 等人【”认为特征是“对电信服务的修改或增强”；龚双瑾1 2 ”认为特征是“供 用户或管理员使用的逐步递增的功能包”。总结上述观点可以知道，特征是提供给用户的 一个或多个具有增量和选择性质的功能实体，在没有基本功能集合的情况下无法独立工 作，如路由选择、号码翻译、号码屏蔽等。 定义2 业务( s e r v i c e ) ：r r u t 将业务定义为一个个独立的软件功能实体【2 4 1 。它是提 北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室 北京邮电太学博士学位论文 第二章业务冲突问题的研究综述 供给用户的以满足用户特定电信需求的功能，如预付费( p p s ：p r e p a i ds e r 、，i c e ) 业务等。 通过以上定义可以看到，特征与业务有着密不可分的关系，特征是指业务中不能独立 运行但功能相对完整的功能模块，它是对基本通话业务p o t s 的扩展。业务是由基本业务 功能以及一个或多个业务特征组成的，业务通过增加特征向用户提供多样化的业务。这里 将两者的关系通过特征的定义加以明确化，可以表示如( 2 1 ) 所示： s = b f f 1xf 2x ( 2 一1 ) 其中s 表示业务，b f 表示电信业务基本功能，f ，( 1s f 曼n ) 表示第f 个业务特征。 需要说明的是，n g n 可以为用户提供语音、数据、视频等多媒体业务和应用。从严 格意义上讲，“业务”和“应用”是不同的，业务是网络中的功能模块，应用是在网络业 务的基础上开发的，它不是网络内的组成成分，但它是终端用户可以使用的能力集，例如 可视电话、视频点播、电视广播等。“业务”和“应用”都是指一种结构化的能力集，“应 用”是通过业务所支持的增值功能来提供给用户的能力集，而“业务”则是用于支持应用 的结构化能力集。业务和应用的区别在于：业务是由网络提供者或运营者作为网络内部的 一个成分来提供的，而应用则是由网络使用者在他所使用的业务网络之上提供的。但在很 多时候，很难将业务和应用做个清晰的界定。尤其在n g n 环境下，承载、会话、业务控 制相分离，业务提供方式更加开放、更加灵活，与网络的关系越来越松散，越来越靠近于 应用。因此在本文中如未特别说明，则不严格区分“业务”和“应用”两个概念。 定义3 特征交互( f l ：f e a t u r ei m e m c t i o n s ) ；由于不同的业务开发商在各自相对独立 的环境下为用户开发和提供各种增值业务，这些增值业务被部署到了同一个网络环境中 时，独立设计实现的业务特征之间相互影响和干扰，某些业务特征会出现与独立运行时不 一致甚至相互矛盾的行为，有时甚至整个系统的正常运行也受到了影响，这种现象被称为 特征交互。 广义的特征交互包括以下两种情况：用户期望的特征交互和用户不期望的特征交互。 定义4 特