（计算机系统结构专业论文）基于corba的分布式智能网研究与incorba网关的实现.pdf

摘要 摘要 本文提出了基于c o r b a ( 公共对象请求代理体系结构) 的分布式智能网( i n ) 体系结构，完成了呼叫控制层的设计，给出了该体系结构实现智能业务的流程。 本文还完成了这种分布式智能网的呼叫控制层与传统公共交换电话网( p s t n ) 互 连所需的i n c o r b a 网关的设计和实现。实现了i n a p ( 智能网应用协议) 从a s n1 ( 抽象语法描述) 的格式转化为与平台无关、与编程语言无关的i d l ( 接口定义语 言) 描述( 即协议翻译) 。此外，网关还定义了一组c o r b a 对象，通过对象间的 交互，完成i n a p 的消息传送机制到c o r b a 对象方法调用机制的转化( 即交互翻 译) 。另外对如何提高网关的性能进行了分析。 关键词：智能网c o r b a p a r l a y p p l 网关 a b s t r a c t a b s t r a c t t h i sp a p e rp r o p o s e st h ea r c h i t e c t u r eo fc o r b a b a s e d ( c o m m o no b j e c tr e q u e s t b r o k e ra r c h i t e c t u r e ) d i s t r i b u t e di n t e l l i g e n tn e t w o r k , d e s i g n st h ec a l lc o n t r o ll a y e ri n t h ea r c h i t e c t u r e , a n dp r e s e n t st h ei n t e l l i g e n ts e r v i c ef l o wa l s o ，t h ei m p l e m e n t a t i o no f t h ei n c o r b ag a t e w a yr e q u i r e db yt h ec o n n e c t i o nb e t w e e nt h ed i s t r i b u t e di na n dt h e t r a d i t i o n a lp s t ni sg i v e ni n a p ( i n t e l l i g e n tn e t w o r ka p p l i c a t i o np r o t o c 0 1 ) d e s c r i b i n g i na s n1i st r a n s l a t e di n t oi d l ( i n t e r f a c ed e f i n i t i o nl a n g u a g e ) ，ie s p e c i f i c a t i o n t r a n s l a t i o nm o r e o v e r , ag r o u po fc o r b a o b j e c t sa l ed e f i n e di nt h eg a t e w a y t h r o u g h t h ei n t e r a c t i n ga m o n gt h e s eo b j e c t s ，t h em e c h a n i s mo fm e s s a g et r a n s m i s s i o ni ni n a pi s c o n v e n e dt ot h em e c h a n i s mo fm e t h o dc a l l i n gi nc o r b 久iei n t e r a c t i o nt r a n s l a t i o n t h e a n a l y s eo f h o w t oi m p r o v et h ep e r f o r m a n c eo f t h eg a t e w a yi sa l s og i v e n k e y w o r d ：i n c o r b a p a r l a y p p l g a t e w a y 第一章绪论 第一章绪论 1 1 智能网的特点及其缺陷 信息技术的快速发展要求网络业务的实现更加灵活，智能网( i n ，i n t e l l i g e n t n e t w o r k ) 的出现正是适应了这种要求。智能网的基本思想是把业务交换功能与业 务控制功能相分离并使业务生成独立于业务运行环境。它的最大特点是将网络的 交换功能与控制功能分离，把电话网中原来位于各个交换机的业务控制功能集中 到了新设定的功能部件( 称为业务控制点) 上，而让原有的交换机仅完成基本的 交换和业务接入功能，不再为新业务的引入做任何改动。由于网络的业务控制功 能己不再分散于各个交换机上，因此一旦需要增加或修改新业务，只需在业务控 制点中增加新的业务逻辑，并在大型集中式数据库中增加新的业务数据和用户数 据即可。智能网的另一个特点是业务生成独立于业务运行环境，这使得业务的提 供不依赖于智能网系统供应商，保证了业务平台开放性，为业务的快速提供奠定 了基础。 将网络的业务控制处理和呼叫交换彻底分离以及将业务生成独立于业务运行 环境是电信业务提供方式的一大进步。它把复杂的系统简单化了。使智能业务的 提供者无需在每次设计业务时都仔细考虑复杂的交换机软件。智能网集中和快速 提供业务的优点与以往基于各个交换系统提供业务的分散方式和漫长的新业务提 供周期形成鲜明对照，使原来需要数年开发的业务缩短为数月甚至数个星期即可 实现。 智能网虽然在固定电信网和移动网中取得了很好的应用，但是它固有的一些 缺陷如集中控制、客户化不方便等问题暴露得也越来越明显。当前智能网存在的 问题包括： 1 体系结构 智能网在发展过程中采用了渐进方式，国际电联组织( i t u t ) 每一时期针对 一个特定的方面提出新的建议，即智能网能力集( c s ，c a p a b i l i t ys e t ) 标准，这导 致了智能网的体系结构总是随着底层网络的变化而变化。i nc s 1 “1 是针对公共交 换电话网( p s t n ) 提出的第一套智能网体系结构。i nc s 2 “1 主要研究网间互连 以及网间业务，是第二套智能网体系结构。i nc s 一3 、i nc s 一4 标准的研究内容包 括移动网，宽带综合业务数字网( b i s d n ) 和因特网( i n t e r n e t ) 与智能网的综合， 又分别提出了基于b 一1 s d n 和i n t e m e t 的智能网体系结构。 2 智能网业务逻辑的设计方法 !基于c o r b a 的分布式智能网研究与i n i c o r b a 网关的实现 在智能网中定义了若干独立于业务的可重用功能块，即业务独立构件( s i b ， s e r v i c ei n d e p e n d e n c eb l o c k s ) 。通过将不同的s i b 按业务逻辑串联在一起而达到快 速创建业务的目的。但目前的智能网系统中普遍存在的一个问题是s i b 没有实现 完全的标准化，不同厂商开发的s i b 差异很大，而且s i b 的使用与智能网平台紧 密相关。这带来了如下问题：不同厂商的s i b 无法作到通用，业务的开发不能真 正独立于智能网平台，因此业务的开发仍然受制于智能网平台的实现方式。 3 控制方法 传统智能网的业务控制点都是采用集中式控制方法，虽然易于实现和控制， 但使得业务控制点( s c p ，s e r v i c ec o n t r o lp o i n t ) 的负荷非常大，对s c p 的性能要 求很高，成为智能网的瓶颈。 1 2 智能网的发展趋势 随着i n t e m e t 的迅速发展，应用领域逐步扩大，出现了许多跨越不同网络的新 型智能业务“”，如点击拨号( c l i c kt od a i l ) 、i n t e m e t 呼叫等待( i n t e m e tc a l lw a i t i n g ) 、 统一消息( u n i f i e dm e s s a g i n g ) 等。i n t e r n e t 与传统电信网( p s t n 和i s d n ) 的融 合已成为网络发展的必然趋势。这为智能网技术的发展提出了新的研究课题。同 时，在计算机领域，新的软件开发技术和分布式计算技术得到了很大发展，出现 了与平台无关编程语言j a v a 和分布环境下的软件集成技术c o r b a 。“”1 ( c o m m o n o b j e c tr e q u e s t b r o k e r a r c h i t e c t u r e ，公共对象请求代理体系结构) 。这些技术为智能 网技术的发展提供了新的思路和解决方案。 目前，关于智能网的发展方向，国内外一些知名的研究机构和电信公司已基 本达成共识，即下一代智能网应该是一个融合、开放、分布的网络体系结构。它 不仅能为传统的电话用户提供丰富的业务，也能为i n t e r n e t 用户和无线用户提供业 务。它提供了一套标准的、开放的应用编程接口( a p i ) ，通过这些编程接口，业 务开发者在不必了解底层网络的情况下，就可以开发新业务。将来的智能网一定 是在分布式计算环境下的计算机系统，这样通过简单地增加相应的软件模块，就 可以达到提高网络性能和扩容的目的。 智能网的最终发展目标是”1 ：智能网将逐步扩展到数据通信、移动通信和宽 带通信领域，且与电信管理网( t m n ) 、电信信息网络体系结构( t i n a ) 相融合， 以形成一种更灵活、适应更新技术发展的通信系统。 1 3 新技术及应用 现今的网络内，应用和业务都是网络运营商领域的一部分，这种网络集中方 第一章绪论 式对于简单的大规模市场应用是很出色的，如8 0 0 业务。但是网络正在改变，未 来的通信网将包括分组网络( i p 和a t m ) 、电路交换网( p s t n 和i s d n ) 和无线 网。现在所需要的是一种解决方法，使之能结合网络集中方式的大规模和高可靠 的经济优势以及i t 行业的创造性。这意味着，网络应用可在网络领域以外由企业 创建、测试和操作。这可以通过一组可编程接口实现，使应用可以一种安全的方 式访问网络功能和通用支撑功能。 在很多种实现第三方应用供应的途径中，p a r l a y 组织采用了开放应用编程接口 ( a p i ) 方法“钉解决这个问题。a p i 方法的优势在于通过定义一组安全的可扩展 的实时接口，p a r l a ya p i 在网络运营商和第三方应用供应商之间提供了一个清晰的 划分。外部的或第三方公司通常是典型的最终用户、业务供应商、企业和其他的 网络运营商，p a r l a ya p i 为处在可信任的网络运营商空间之外的第三方应用提供了 接入和控制核一1 1 , 网络资源的标准方法。本文将把p a r l a y 技术引入下一代智能网的 体系结构中。 c o r b a 是由对象管理集团( o m g ，o b j e c tm a n a g e m e n tg r o u p ) 制订的一个 典型的分布对象模型规范。c o r b a 的核心思想是采用标准的接口定义语言( i d l ， i n t e r f a c ed e f i n i t i o nl a n g u a g e ) 将软件接口与软件实现相分离；采用o r b ( 对象请 求代理) 实现异构环境下对象透明的发送请求和接收响应的基本机制。c o r b a 还 提供了许多对象服务( 如名字服务、事件服务和安全服务等) 来扩展基本的c o r b a 体系结构。到目前为止，o m g 已经制订了c o r b a ( l0 ，2 0 ，3 0 ) 规范，定义 了i d l 语言到其他语言的映射、单个o r b 的体系结构和o r b 间的互操作机制。 c o r b a 是目前被电信界普遍接受的中间件规范，作为面向对象的分布式计算 平台，它对于解决传统智能网遇到的问题是一个强大的工具，建立在c o r b a 平 台之上的分布式s c p 有如下优点： l 可扩展性 建立在c o r b a 平台之上的s c p 由于是分布式应用，可以很好地解决系统的 扩容问题。 2 面向对象的体系 c o r b a 提供了一个面向对象的体系结构，可以充分利用面向对象技术带来的 好处。c o r b a 还提供了完善的对象服务设施，可以最大限度的利用其提供的各种 服务和功能设施，可以迅速地引入新的业务。 3 通用接口 c o r b a 使用o m g 的i d l 定义对象的界面，使对象的接口和实现分离开来， 便于不同厂商之间的产品的兼容和它们在产品的实现方面的竞争。 4 多种承载网的支持 由于采用c o r b a 作为中间件，使s c p 的实现与具体的承载网分离开来，可 一4 基于c o r b a 的分布式智能网研究与i n c o r b a 网关的实现 以预计将来各种承载网上的应用都通过c o r b a 使用s c p 上实现的服务。 另外，在c o r b a 领域处于领导地位的供应商i o n a 公司2 0 0 1 年2 月发布了 其旗舰产品1 0 r b i x 2 0 0 0 ，一个实时c o r b a 产品，这为c o r b a 在电信领域获得 真正应用提供了有利条件。 p p l ( p r o g r a m m a b l ep r o t o c o ll a n g u a g e ，可编程协议语言) “1 是由美国e x c e l 通讯公司开发的一种用于交换机编程的软件环境。它作为e x c e l 通讯公司所开发的 交换机的配套产品之一，提供给其用户前所未有的开放编程能力，使得开发者不 需要交换机销售厂家的干预，就可以完成对交换机的系统软件定制。 p p l 最初开发出来，是用于对全世界的e 1 信令协议不同之处进行寻址。由于 它的灵活性，成为e x c e l 开发所有新的和增强的网络信令的标准工具。目前，e x c e l 通讯公司开发的p p l 环境和工具已可支持e 1 、s s 7 、i s d n 等常用信道信令的编程 开发。 当前对网络融合过程中，面临的一个重要问题是底层网络资源采用的是各不 相同的信令协议，如智能网中的1 - n a p ( 智能网应用协议) 、分组网中的h 3 2 3 s 邛、 无线网中的m a p c a p 等。p p l 的设计思想为解决网络融合提供了很好的启发。本 文将参考p p l 的软件体系结构来设计下一代智能网的体系结构。 1 4 论文完成的工作 本论文在研究了智能网的发展方向的基础上，提出了一种分布式智能网的体 系结构，以实现网络融合。并对这种分布式智能网与传统p s t n 网络互连所需的 网关进行了详细分析和设计。 具体工作如下： 1 基于c o r b a 的分布式智能网的研究 在参考国际上一些组织的相关研究成果的基础上，提出了一种基于c o r b a ( 使用的c o r b a 环境是o o c 公司的o r b a c u s ) 的分布式智能网体系结构，底层 融合了各种网络资源，采用p a r l a ya p i s 作为开放式接口，为业务开发商方便地访 问和控制网络资源，快速生成新业务提供了一个呼叫控制平台。并详细介绍了这 种分布式智能网的层次结构，主要是完成对呼叫控制平台各功能模块的设计。 2 1 n c o r b a 网关的实现 重点是完成了这种分布式智能网的呼叫控制层与传统p s t n 的业务交换点 ( s s p ) 之间的i n c o r b a 网关的设计和实现；对如何提高网关的性能进行了分 析；并给出了一个8 0 0 号业务的流程实例。 第二章相关技术背景 第二章相关技术背景 2 1 智能网基本原理 智能网是在原有通信网的基础上设置的一层附加网络，是快速、方便、经济、 灵活、有效的生成和实现各种新业务的体系结构。其目标是为现在、未来的所有 通信网络服务，包括电话网、综合业务数字网，移动通信网( g s m ，c d m a 等) 、 宽带综合业务数字网、因特网等，不断为各种网络提供满足用户需要的新业务。 智能网这一特点深受网络运营者和用户的青睐，智能网业务因此得到了迅速的发 展，引起了世界各国电信部门的重视，智能化也成为了电信网发展目标之一。 1 智能网概念模型( i n c m ，i n t e l l i g e n tn e t w o r kc o n c e p t u a lm o d e l ) 在i t u ti nc s 一1 建议中，给出了智能网的概念模型，用于智能网体系结构 的设计和描述。i n c m 本身并不是一个体系，它只是设计和描述智能网体系的一个 框架。从原则上讲，i n c m 适用于智能网的其他能力集。如图2 1 所示，i n c m 由 4 个平面组成，每一个平面都分别面向不同的相关人员，概括地表达了由智能网所 构成的网络在不同方面所提供的能力。这四个平面分别为： i ) 业务平面( s p ，s e r v i c ep l a n e ) 从业务用户和业务提供者的角度出发，是面向业务的视图。每种业务由一个 或多个业务特征( s f ，s e r v i c ef e a t u r e ) 构成。 c s 1 和c s 一2 提供的是单端的、单控制点的业务( 即a 类业务) 。其他非单端 的、单控制点的业务称为b 类业务。所谓单端的业务，是指在一个呼叫的过程中， 该业务中所有的业务特征仅与一个呼叫方相关，而与这次呼叫的另一方( 或参与 呼叫的其他用户) 的业务和网络布局无关。所谓单控制点，指的是一种控制关系， 即呼叫的各个方面，仅受个业务控制功能的影响，但两个没有相互作用的业务 控制功能作用在同一呼叫的不同部分时也属于a 类业务的范围。 2 ) 全局功能平面( g f p ，g l o b a lf u n c t i o np l a n e ) 面向业务的设计者，它将i n 结构网看成一个完整的实体，由s i b 构成业务。 智能网业务生成就是按照一定顺序组合些s i l 3 和相关的业务支持数据实现的。 这种由若干有序的s i b 组成的链接叫做全局业务逻辑( g s l ，g l o b a ls e r v i c el o g i c ) 。 g s l 是g f p 上唯一与业务有关的内容。在众多的s i b 中，有一个特殊的s i b 用来 完成基本的接续呼叫，这个s i b 被称为基本呼叫过程( b c p ，b a s i cc a l lp r o c e s s ) 。 业务逻辑与b c p 的功能接口有起始点( p o i ，p o i n t o f i n i t i a t i o n ) 和返回点( p o r ， p o i n to f r e t u r n ) ，p o i 和p o r 规定了s i b 链的开始和结束( 见图2 2 ) 。 ! 基于c o r b a 的分布式智能网研究与 n c o r b a 网关的实现 业务平面 全局功能平 g f p 分布功能平 d f p 物理平面 p p s f ：业务属性s i b ：业务独立构件b c p ：基本呼叫处理 p o i ：起始点p o r ：返回点 f e ：功能实体 f e a ：功能实体动作i f ：信息流 p e ：物理实体 图2 1 智能网的概念模型 图2 2b c p 与s i b 链模型 面向 用户层 面向智 能网层 第二章相关技术背景 3 ) 分布功能平面( d f p ，d i s t r i b u t e df u n c t i o np l a n e ) 面向智能网的设计者和实现者，它模拟了i n 结构图的分布式视图。其中的单 元称为功能实体( f e ，f u n c t i o ne m i t y ) ，一个或多个功能实体动作( f e a ，f u n c t i o n e n t i t ya a i o n s ) 及功能实体间的信息流( i f ，i n f o r m a t i o nf l o w ) 构成s i b ，提供给 业务设计者。 4 ) 物理平面( p p ，p h y s i c a lp l a n e ) 面向网络运营者和设备提供者，它模拟i n 结构网的物理内容，识别那些可存 在于实际i n 结构网中的不同物理实体( p e ，p h y s i c a le n t i t y ) 和规程，说明哪 个f e 在哪个p e 中实现。 2 物理结构 图2 3 给出了一个典型智能网的物理结构，从物理实体及功能实体的角度描 述了各实体间的互连关系，并以此说明一个新的智能业务从创建到使用的全过程。 图中各个功能实体和物理实体介绍如下： c c f ( c a l lc o n t r o lf u n c t i o n ) 是呼叫控制功能，它处理所有呼叫，包括识别智 能业务。通常位于交换机中。 c c a f ( c a l lc o n t r o la g e n tf u n c t i o n ) 是呼叫控制代理功能，它提供用户使用 智能网的标准接口和功能。通常是终端呼叫设备，如电话机。 s s f ( s e r v i c es w i t c h i n gf u n c t i o n ) 是业务交换功能，它处理c c f 和s c f 之间 的通信，即它接收c c f 发来的i n 业务识别，做相应的处理后转发给s c f ，并且 执行s c f 返回的命令。 s c f ( s e r v i c ec o n t r o lf u n c t i o n ) 是业务控制功能，它是i n 的核心。在s c f 中 存有业务逻辑和业务数据，而且可以通过标准接口和s s f 、s r f 、s d f 通信，在 s c f 的控制下实现完整的一次智能业务呼叫。 s r f ( s p e c i a l i z e dr e s o u r c ef u n c t i o n ) 是专用资源功能，它向用户提供网络的 专用资源，如语音提示、二次收号、会议电话等。 s d f ( s e r v i c ed a t a f u n c t i o n ) 是业务数据功能，它是智能网的数据库，提供用 户和网络配置的数据。 s m f ( s e r v i c em a n a g e m e n tf u n c t i o n ) 是业务管理功能，它完成智能网的全部 管理功能，包括对业务的管理、网络的管理和用户的管理。 s m a f ( s e r v i c em a n a g e m e n ta g e n tf u n c t i o n ) 是业务管理代理功能，它是与 s m f 接口的人机界面。 s c e f ( s e r v i c ec r e a t i o ne n v i r o n m e n tf u n c t i o n ) 是业务生成环境功能，它完成 新的业务的生成、验证和测试功能。 分布功能平面中的功能实体可以映射到物理平面中定义的如下物理实体： s s p ( 业务交换点) ，它具有c c f s s f 功能，也可包括c c a f 功能和s r f 功能。 ! 基于c o r b a 的分布式智能网研究与i n c o r b a 网关的实现 至本网或其他网中 的另一个s c p 或s i ) p o 功能实体 任选功能实体 传送 一 信令 一一 管理、提供和控制 一个s s c p 物理实体，含有s c f 和s i ) f 的核心单元 图2 3 智能网的物理体系结构 s c p ( 业务控制点) ，它具有s c f 功能，也可包括s d f 功能。 s d p ( 业务数据点) ，它具有s d f 功能。 i p ( 智能外设) ，它具有s r f 功能，也可包括c c f s s f 功能。 a d ( 辅助控制点) ，它的作用与s c p 相同，但与s s p 直接相连。 s n ( 业务节点) ，它具有s c f 、s d f 、c c f s s f 、s r f 功能。 s m p ( 业务管理点) ，它具有s m f 功能。 s c e p ( 业务生成环境点) ，它具有s c e f 功能。 s m a p ( 业务管理接入点) ，它具有s m a f 功能。s m a p 直接与s m p 相连，也 离 第二章相关技术背景 可包括在s m p 中。 一般地，一项新业务由s c e 生成，经过验证后由s m p 提交给s c p 。业务在 s c p 内执行，业务的一次执行由s c p 与s s p 共同协作完成。口提供智能网业务所 需的专用资源。在业务执行的过程中，s c p 控制m 向用户播放录音通知和收集拨 号数据等。 结构网中，s c p 与s s p 、1 9 通过标准s s 7 ( 7 号信令系统) 互连，完成业 务的呼叫控制；s c p 与s m p 经公用数据网( 如x 2 5 ) 连接，完成系统的业务管理、 网络管理及接入管理的控制。 2 2c o r b a 技术 随着电信网络的不断开放，电信业务提供商面对的是一个不断发展变化的环 境。在这样的环境中，要求业务能够快速引入并真正实现客户化。为达到这一目 的，业务提供商希望高层业务提供能够透明于底层的软件和硬件。c o r b a 在这一 方面有独特的优势，它对于底层平台是透明的。目前，c o r b a 己经广泛应用于一 些非实时领域的应用中，它在电信领域的应用也正越来越引起重视。 c o r b a 是为了实现分布式计算而引入的。与过去的面向过程的远程过程调用 ( r p c ，r e m o t e p r o c e d u r e c a l l ) 不同，c o r b a 是基于面向对象技术的，它能解决远 程对象之间的互操作问题。c o r b a 是一种异构平台下的语言无关的对象互操作模 型。 c o r b a 提供了一些基本的服务，主要包括： 命名服务：采用一种分层命名树的结构，对对象进行有效的组织和管理。 生命周期服务：对象生命周期服务提供创建、复制、传送和删除对象的操 作。 事件服务：支持c o r b a 对象的通信。 另外还有一些其他服务。如：事物服务、安全服务、计时服务、关系服务、 消息服务等。通过这些服务可以大大加速软件的开发进程。 下面将简要介绍c o r b a 中的两个重要概念。 1 c r b c o r b a 体系结构的核心就是o r b 。o r b 就是使得客户应用程序能调用远端 对象方法的一种机制。其关键属性就是客户对象通信的透明性( 隐藏对象位置、 对象实现、对象执行状态和对象通信机制) 。 通过o r b ，当客户程序要调用远程对象上的方法时，首先得到这个远程对象 的引用，之后就可以像调用本地方法一样调用远程对象的方法。 2i d i ， 里基于c o r b a 的分布式智能网研究与i n c o f u 3 a 网关的实现 在异质平台上开发灵活的分布式应用要求严格区分接口和实现。在c o r b a 中，这通过接口定义语言( i d l ) 来实现。i d l 是c o r b a 体系中的另一个重要概 念。i d l 是一种面向对象的接口定义语言。它是一种描述性语言，而不是编程语言， 用于指定包含操作和属性的接口，使对象行为与对象实现分离。 设计i d l 的过程也是设计对象模型的过程。它是编写c o r b a 应用的第一步， 在整个软件设计过程中至关重要。 总的来说，c o r b a 具有以下优点： 支持多种现存语言，可在一个分布应用中混用多种语言。 支持分布对象，实现计算的分布。 提供高度的可互操作性。 提供实时特性，为在电信领域应用打下基础。 2 3p a r l a y 技术 1 9 9 8 年3 月由b t 、u l t i c o m 、m i c r o s o f t 、n o r t d 和s i e m e n s 等5 家公司联合发 起成立了p a r l a y 研究组，主要研究支持外部应用访问安全网络内部资源的网络接 口规范，以拓宽网络智能化的范围。 p a r l a ya p i 规范是开放的和独立于具体技术的，p a r l a y 研究组的目标“”是要开 放电信领域的能力，以使最大范围内的市场参与者可开发和提供先进的电信业务。 p a r l a ya p i 包括两类接口：业务接口( s e r v i c ei n t e r f a c e ) 和框架接口( f r m e w o r k i n t e r f a c e ) 。 业务接口提供应用程序接入一定范围内的网络能力和信息。业务接口提供的 能力允许访问传统网络的功能如呼叫管理、消息管理和用户交互管理。业务接口 也包括通用应用程序接口以方便通信应用的部署。 框架接口提供业务接口必需的安全和可管理支撑能力，提供对业务接口的安 全管理。当前p a r l a y a p i 规范的框架接口提供的功能包括：业务注册、订购和查找， 认证和鉴权，完整性管理。 目前p a r l a y 研究组定义的a p i 己得到大多数工业组织的引用。很可能成为未 来网络开放的标准接口。 p a r l a ya p i 以网络接口和客户端应用程序回调( c a l l b a c k ) 接口的形式在网络 侧和客户端应用程序侧定义了面向对象的接口。第三方应用程序供应商在应用程 序中作为应用程序的一部分实现回调，以处理在p a r l a y 会话中从网络侧向客户端 应用程序侧发起的远端方法调用。 p a r l a y 具有如下的优点：p a r l a y 以抽象的方式跨越多种技术领域( p s t n 、i p 和无线网) ，p a r l a y 使应用程序可以在多种网络中运行或被多种网络调用，应用程 第二章相关技术背景 序的可移植性是p a r l a y 的必然结果。p a r l a ya p i 目前已被很多研究项目采用，如 j a i n ”1 3 0 1e r o u c o m 的p 9 0 9 1 等。 2 4p p l 技术 p p l 是e x c e l 公司为增强交换机的功能而提供的一种软件环境，通过它提供的 a p i 给用户提供了前所未有的开放编程能力。 p p l 解决了个所有交换环境普遍存在的问题。当用户需要一个通过修改交 换软件才能实现的性能时，传统的做法是，开发人员必须向交换机的销售厂家提 出修改软件的要求，并且等待他们提供新的软件来实现新的性能。对于分布在世 界各地，而且信令协议各不相同的系统，这种费时的过程是不能被接受的。有了 p p l ，开发人员就能掌握主动权，当需要修改交换软件时，编程人员就具有修改的 工具而不需要厂家的介入。 具有p p l 功能的交换机的软件体系结构采用如图2 4 所示的分层模型“1 。底 层接入t l 、e 1 、i s d n 、s s 7 等各种信令协议，通过上层的消息接口转化为统一的 p p l 消息，由呼叫控制管理层进行统一管理，该层为应用层提供了一套开放的编 程接口a p i ，使得开发人员能够定制交换机系统软件。本文将利用这种体系结构的 设计思想来构建下一代的智能网体系结构。 图2 4 p p l 体系结构图 里基于c o r b a 的分布式智能网研究与i n c o r b a 网关的实现 第三章基于c o r b a 的分布式智能网 3 1 分布式智能网体系结构 对下一代智能网的体系结构的研究已成为工业界和学术界的热点。国际上在这 一领域的跨国研究组织或论坛主要有j a i n 、p a r l a y 和e r o u c o m 等。综合这些组 织的研究成果，可以得出下一代智能网至少应该有以下特点： 1 可以为固定电话网、移动通信网以及口网络为一体的融合网络提供丰富快 捷的智能业务。 2 为用户提供标准化的、开放的业务开发接口( a p i ) ，使用户无需了解网络 细节就可以快速开发出自己的特色业务。 3 基于分布式环境的网络计算平台，易于扩容、升级，采用负荷分担的办法， 使系统具有很好的防灾能力。 受p p l 软件体系结构的启发，下一代智能网业务开发体系结构应包括三个层 次：业务层( 或应用层) 、呼叫控制层和网络资源层，不同层之间的互操作通过标 准化的应用编程接口a p i 来进行。业务层为用户提供面向融合网络的智能业务， 这些业务是通过呼叫控制层提供的业务编程接口来构建的。业务通常由业务供应 商来提供，也可以由不同领域的第三方来提供。呼叫控制层对不同的网络资源发 起的呼叫进行了抽象，从而形成一个统一的呼叫控制模型，并为业务层定义了一 组标准的a p i ，这样业务逻辑就可以方便地访问并控制底层网络资源，但又不必了 解其细节。网络资源层包含所有的网络以及由业务和控制组件控制的特殊资源。 网络资源层可以提供标准化协议a p i s ，通过这些a p i s ，呼叫控制层可以访问并控 制不同的网络资源。 将来智能网的业务开发体系结构可以用图3 1 来表示。 整个体系是按照交换与控制分离的思想，将不同的网络中的交换控制功能抽 象出来，在高层提供一个统一的基于c o r b a 总线的分布式呼叫控制平台，通过 与网络资源层中具有向高层汇报交换状态和接受高层对呼叫控制的指示的实体的 交互，实现对异质网络中呼叫的统一控制。类比于传统的智能网，呼叫控制层类 似于s c p 的功能，网络资源层中具有上述功能的实体类似于s s p 。 在网络资源层和呼叫控制层之间有一层适配层，其功能是将不同的网络中非 c o r b a 化的异质网络资源接入到构建于c o r b a 总线上的统一的呼叫控制层中， 实现呼叫控制层对不同网络资源的控制。 适配层是针对于具体的底层网络的，也即对于不同的底层网络，适配层与呼 第三章基于c o 认的分布式智能网 叫控制层之间的接口只是形式上统一为c o r b a 总线的标准接口( i d l 接口) ，但 是接口中的方法是与底层网络密切相关的( 显然适配层与底层网络之间交互采用 的是底层网络协议) 。对于不同的底层网络，构建不同的适配功能，我们称之为网 关。这样适配层表现为一系列位于不同网络和呼叫控制平台之间的网关。 图3 1 下一代智能网业务开发体系结构 在本文中，只考虑底层网络是p s t n 的情况，网络通过业务交换点s s p 与呼 叫控制层通信。在s s p 和呼叫控制层之间是一个i n c o r b a 网关，将i n a p ( 智 能网应用协议) 从a s n 1 “”的格式转化为与平台无关、与编程语言无关的i d l 描 述。此外，网关还定义了一组c o r b a 对象，通过对象问的交互，完成1 - n a pp d u ( 协议数据单元) 的消息传送机制到c o r b a 对象方法调用机制的转化。本章只 讨论呼叫控制层及其与网关是如何交互的，网关的具体实现在第四章给出。 考虑到p a r l a y 研究组在工业界的广泛代表性，所以采用p a r l a y 提出的呼叫模 型作为呼叫控制服务层的呼叫模型。该模型提供了一组开放的、网络无关的和可 扩展的呼叫控制和业务编程接口( 即p a r l a ya p i s ) ，通过这组a p i s ，业务开发商就 可以方便地访问和控制网络资源，快速生成新业务。 3 2 呼叫控制层的总体描述 1 呼叫模型 在图3 1 描述的智能业务体系结构中，呼叫控制层是系统的核心所在。其作 用是对异构网络的呼叫控制进行抽象，形成一个呼叫模型，为业务逻辑提供访问 1 4 基于c o r b a 的分布式智能网研究与i n c o r b a 网关的实现 异构网络资源和控制呼叫的能力。呼叫控制部分的主要特点是集成具有不同呼叫 模型和协议的混合网络资源，从而为业务逻辑提供统一的公共呼叫控制a p i 。呼叫 控制部分不仅能够为当前所有的通信网络提供呼叫控制的功能，而且还应该具有 适应将来网络发展的能力。 用标准a p i 访问异构网络资源、控制呼叫的关键是建立一个能使用于各种通 信网络的呼叫模型。p a r l a y 研究组提出的呼叫模型具有很好的通用性和开放性，它 采用面向对象的技术，将访问网络资源、控制呼叫的功能分布到相互关联的对象 之中，并通过继承的方法，为业务供应商或业务开发者提供了一套丰富、完备、 可扩展性的编程接口( p a r l a ya p i s ) 。同时，p a r l a y 呼叫模型采用统一的呼叫控制 和管理办法，可以覆盖几乎所有的网络信令协议，如i t u - t 的i n a p 、i s u p 、q9 3 1 、 h 3 2 3 ，i e t f 的m g c p 、s i p 以及其他的呼叫控制规程。可见，采用基于p a r l a y 呼 叫模型的呼叫控制平台，可以在现有的电话交换网和分组交换网上方便快捷地构 建跨网络的智能业务。 p a r l a y 呼叫模型实际上是一组对象组成的软件系统，主要包括以下几类对象： 1 1c a l l 对象 c a l l 对象表示连接两个或多个呼叫方的逻辑实体，它为应用程序提供完整的呼 叫视图，如在c a l l 对象上调用r e l e a s e 操作会导致整个呼叫被释放。对同一个呼叫， 不同的应甩有不同的视图，如分别对应呼叫发起方和终止方的应用。应用之间不 能觉察到对方，而必须以信令的方式进行通信。从全局上看，c a l l 对象要维护与呼 叫相关的信息，如呼叫上下文、呼叫方数据、计费信息、q o s 等。 2 ) a d d r e s s 对象 a d d r e s s 对象代表一个逻辑端点，如电话号码或珀地址。 3 1l e g 对象 l e g 对象代表在一个c a l l 和一个a d d r e s s 之间的动态联系，这种联系至少包括 双方的信令关系。如果l e g 选路成功，那么c a l l 与a d d r e s s 的联系就被会建立起 来。否则，c a l l 与a d d r e s s 的联系被断开，l e g 对象就处于空闲状态。 缺省情况下，一个c a l l 对象包含两个分支，即主叫分支和被叫分支。对于只 包含两个分支的呼叫来说，无需创建l e g 对象，可见l e g 对象通常用于多方呼叫 ( m u l t i c a l l ) 的情况。 由上述对象组成的呼叫模型可由图3 2 来表示。该图是针对两方呼叫的模型， 对于多方呼叫的表示只需简单增加与一个c a l l 关联的l e g 和a d d r e s s 即可。在该 模型中，这种呼叫参与方的数目没有固有的限制。同时，这个模型是“对称的”， 在一个呼叫的发起和终止方之间在最高层没有根本的区别；这个模型也是“完整 的”，业务逻辑具有对所有呼叫方的视图而不是简单的呼叫发起方和终止方。 应用可以通过两种方式获得对呼叫的控制。一种办法是应用请求为呼叫设定 第三章基于c o r b a 的分布式智能网 某个标准，当网络发现满足这个标准的呼叫发生时，应用就被通知，从而获得对 呼叫的控制。另外一种办法是由应用自身发起一个呼叫，这种情况下，应用当然 也可以控制呼叫。 图3 2 p a r l a y 呼叫模型 2 呼叫控制接口 呼叫控制接口采用p a r l a ya p i s 。p a r l a ya p i s 不仅可以对当前大部分通信网络 能力进行安全开放的访问，而且对未来网络也具有足够的适应能力。通过这组 a p i s ，用户可以方便、快速地在跨网络平台上开发各种新业务，而不用去了解具 体的网络协议。 p a r l a ya p i s 版本不断更新，最新的p a r l a ya p i s2 1 版提出了一个通用的呼叫 服务( g c c s ) 模型，并在这个模型基础上，按照对象继承的原则扩展到适用于不 同类型业务的多个呼叫模型，包括基本呼叫控制，多方呼叫控制、多媒体呼叫控 制和会议呼叫控制。这些模型之间具有继承关系，后一种模型是前一种模型功能 上的扩展，可以提供更加多样化的控制能力。 p a r l a ya p i s 为应用程序提供了回调接口，以实现呼叫控制服务对象向应用程 序发起的远程方法调用，这种方式主要用在呼叫控制服务向应用返回操作结果或 在调用过程中产生的错误指示的情况。应用程序提供的回调接口称为应用接口 ( a p p l i c a t i o ni n t e r f a c e ) ，而呼叫控制服务提供的接口称为服务接口( s e r v i c e i n t e r f a c e ) 。 g c c s 呼叫控制服务接口由i p c a l l c o n t m l m a n a g e r 和i p c a l l 组成。 i p c a l l c o n t r o l m a n a g e r 接口提供对通用呼叫控制业务的管理功能，如负载控制功能、 创建呼叫对象、开启或关闭与呼叫相关的事件通知。i p c a l l 接口提供控制呼叫选路、 获取呼叫信息、控制呼叫计费、释放呼叫以及监控呼叫的能力。 l p c a l l c o n t r o l m a n a g e r 和i p c a l l 对应的应用接口分别是i p a p p c a l l c o n t r o l m a n a g e r 和 i p a p p c a l l ，用来实现呼叫控制服务的回调功能。 些 基于c o r b a 的分布式智能网研究与i n c o r b a 网关的实现 3 用户交互接口 控制用户交互( u s e ri n t e r a c t i o n ) 是呼叫控制层的一项重要功能，主要用于应 用和用户交互信息，如收集用户信息、向用户播放录音通知等。传统i n 体系中的 智能外设( i p ) 、分组多媒体网里的媒体服务器( m e d i as e r v e r ) 以及呼叫中心系统 中的交互语音相应( i v r ) 设备等都是用户交互功