（计算机应用技术专业论文）彩铃业务数据库性能测试与分析.pdf

彩铃域努数据艨z 睦蓑裂谜葛龄旗 蠛要 彩譬她务是近年采虢若f i 勺灏埝痿蝮务，猩舞场上绺巅r 广泛躺 痘臻。彩键l 囊务骞蒸予交接瓠羧遗酶窭蕊方案衮基予凝簸露( 粼， i n t d i l g e n tn e ：t w o r k ) 瀚察现方案，冤论哪释安糯方案，都霈要采糟穴 型的关系测散据库做为用户数描靼配置数据的存储方法，需要实时离 散连访阚数擦蓐中鳇激捺，要求数攥瘁援镞缀蕊骜牲鼗。蠡于谤蠲装 摇痒嚣嚣锩占蠢了系缀牙锖霰大黪一帮分，鼗镶霹羲访藏遮凄对整个 彩铃系统的效率有褡谶臻蟛响。嬲瓣铃系统燃模扩大时，数据库中的 熟摄量也增大，对数据霹济词盼褥避率露时嫩提盎了更衡的要求，激 懿露交襞枣蔑熬缕籀演变受势鸯茂鹣辍篱，数撩痒簸谚辩速度藏蠹蕊 个系统的键淹瓶颈，所以对数瓣端性麓的测试和分卡有褡霉要意义。 数据库领域存在槲准的性能测试方法，但没有针对戳舱业务的数 器瘴链髓测试方法。埝文饕对彩铃盘务蕊酶患，采霪丧产系篷鼗器蓐 中熬数褥。设韬实璃了锌黠彩铃照务懿蒙摇蓐淫麓灞试褪序。潮试糕 序既可蜕对激据库进行压力测试，也可以模撒瀹松过磴对激据库进行 可控t p s ( t r a n s a c t i o r t gp e r s e c o n d ，每移钟攀务数) 测试。泌试援序 辘诗吞避零、鞋廷、蓉统受麓等黎蕊豢蠡。蒙瓣枣翡淫稳鬻霞孚 鬻黉、 数据瘁酝谶和应甭软件配黄相关，率文针对遨三个方面的黪晌因鬃， 对彩铃业务中眼数据库性能进行y 测试租分槲。硬件配置镪雄不同姚 鹱等孚窘；不嚣涎c p u 令鼗露懿畿黎萋。数搂淳酲餮透爨毽箍苓瓣 韵鼗据痒产黼，不商游索； 聚黄，币蠲韵缓冲隧太，j 、和缓冲涎命中蕊。 臆用软件础鞭包括客户端进程数，不同躲t p s 数，存储过程调用努 弦穗遂务餍髅；逐遥分添溅试结巢，总婆蛙& 变讫酶规德，褥出了辩 魏撼瘁黎彩镑瘟焉蘧嚣链麓爱浇酶方法。 本文首先介绍了彩铃业务的谐最知识和澎铃业务的察观方式。然 属阐述了彩铃系统访阃敬据库的方式，分丰斥了数振痒访瓣髓性能糕 囊，鬟窭对鼓囊露建遴孬溪蠢分橱蕊必要洼：凌乒寨，浚诗窭臻了 针对彩铃业务豹数弦蹲性能铡试榴序，并设计了测试的性瓣指标，渊 诚方法，测试环境和测试顼弱。论文的下一部分针对影响数据库性糍 的各个因素进行了测试分析，包括硬件配置、数据库配置和应用配置 对性能的影响，对某些影响因素进行了回归分析。论文最后指出了性 能测试中存在的不足和需要改进的地方，并对数据库性能的分析优化 进行了展望。 关键词彩铃数据库性能性能测试性能分析性能优化 p e r f o r m n c et e s ta n da n a l y s i s0 fd a t a b a s e f o rc o l o rr i n gb a c kt o n es e r v i c e a b s t r a c t t h ec o l o rr i n gb a c kt o n e ( c r b t ) s e r v i c ei san e wt e l e c o ms e r v i c ei n r e c e n ty e a r s ，a n di th a sb e e nw i d e l yu s e di nt h em a r k e t t w os o l u t i o n sc a n i m p l e m e n tc r b ts e r v i c e o n es o l u t i o n si sb a s e do nt h ea l t e r a t i o no f s w i t c ha n dt h eo t h e ri sb a s e do ni n c r b ts e r v i c es t o r e su s e rd a t aa n d c o n f i g u r a t i o nd a t ai nt h el a r g er e l a t i o n a ld a t a b a s es y s t e ma n dn e e d s a c c e s sd a t ai nr e a l t i m ea n de f f e c t i v e l y i tr e q u i r e sd a t a b a s et op r o v i d e h i g hp e r f o r m a n c e b e c a u s ed a t a b a s ea c c e s sc o s ta c c o u n t sf o rag r e a tp a r t i nt h ew h o l es y s t e m ，t h ed a t a b a s ep e r f o r m a n c eh a sa ni m p o r t a n ti n f l u e n c e i nt h ec r b ts y s t e mp e r f o r m a n c e a st h ec r b ts y s t e ms c a l ei n c r e a s e s d a t a a m o u n ti nt h ed a t a b a s ei n c r e a s e s i tr e q u i r e sd a t a b a s et op r o v i d e h i g h e rt h r o u g h p u ta n dl o w e rd e l a ya n dt h ec e n t r a ld a t a b a s es t r u c t u r e e v o l v e si n t od i s t r i b u t e dd a t a b a s es t r u c t u r e d a t a b a s ea c c e s ss p e e d b e c o m e st h ep e r f o r m a n c eb o t t l e n e c ko ft h ew h o l es y s t e m t h e r e f o r e ，i t s s i g n i f i c a n tt od op e r f o r m a n c et e s ta n da n a l y s i so n d a t a b a s e t h e r ea r es t a n d a r dp e r f o r m a n c et e s tm e t h o d si nd a t a b a s ea r e a h o w e v e r , t h e r ei sn o td a t a b a s et e s tm e t h o da b o u tc r b ts e r v i c e t h i s p a l s e rd e s i g n sa n di m p l e m e n t st h ed a t a b a s ep e r f o r m a n c et e s tp r o g r a mf o r c r b ts e r v i c e ，a n di tu s e sd a t ai np r a c t i c a ld a t a b a s eo fc r b ts e r v i c e t h et e s tp r o g r a mc a nd os t r e s st e s to nd a t a b a s e i tc a na l s os i m u l a t e p o i s s o np r o c e d u r et od oc o n t r o l l a b l et p st e s to nd a t a b a s e t h et e s t p r o g r a m c a l c u l a t e s p e r f o r m a n c ep a r a m e t e r s l i k e t h r o u g h p u t ，d e l a y , s y s t e mo v e r l o a d ，e t c t h ed a t a b a s ep e r f o r m a n c er e l a t e st oh a r d w a r e p l a t f o r m ，d a t a b a s ec o n f i g u r a t i o na n da p p l i c a t i o nc o n f i g u r a t i o n 绝t e s t a n da n a l y z et h ed a t a b a s ep e r f o r m a n c ei nc r b ts e r v i c eo nt h ea b o v e t h r e ef a c t o r s t h eh a r d w a r ec o n f i g u r a t i o ni n c l f l d e sd i f f e r e n th a r d w a r e p l a t f o r m ，d i f f e r e n tn u m b e ro fc p u a n dd i f f e r e n td i s kc o n f i g u r a t i o n t h e d a t a b a s ec o n f i g u r a t i o ni n c l u d e sd i f f e r e n td a t a b a s es o f t w a r e ，d i f f e r e n t i n d e xc o n f i g u r a t i o n ，d i f f e r e n tb u f f e rc a c h es i z ea n dd i f f e r e n tb u f f e rc a c h e h i tr a t i o t h ea p p l i c a t i o nc o n f i g u r a t i o n + i n c l u d e sd i f f e r e n tn u m b e ro fc l i e n t p r o c e s s e s ，d i f f e r e n tn u m b e ro ft p s ，d i f f e r e n tc a l l i n gm e t h o do fs t o r e d p r o c e d u r ea n dd i f f e r e n tc r b ts e r v i c ep r o p e r t y t h r o u g ha n a l y s i so ft e s t r e s u l t ，w eg e tt h ep e r f o r m a n c et u n i n gm e t h o do fd a t a b a s ea n da p p l i c a t i o n t h i sp a p e ri n t r o d u c e st h eb a c k g r o u n dk n o w l e d g ea n dt h ei m p l e m e n t o ft h ec r b ts e r v i c ef i r s t l y t h e n i ti n t r o d u c e st h ed a t a b a s ea c c e s s m e t h o di nc r b ts y s t e ma n da n a l y z e st h ep e r f o r m a n c eb o t t l e n e c ko f d a t a b a s ea c c e s s i tb r i n g sf o r w a r dt h en e c e s s i t yo fd a t a b a s ep e r f o r m a n c e t e s ta n da n a l y s i s t h e nt h ep a p e rd i s c u s s e st h ed e s i g na n di m p l e m e n to f t h ed a t a b a s ep e r f o r m a n c et e s tp r o g r a mf o rc r b ts e r v i c e i ta l s oe x p l a i n s t h ep e r f o r m a n c ep a r a m e t e r s ，t e s tm e t h o d ，t e s te n v i r o n m e n ta n dt e s ti t e m s t h en e x tp a r tf o c u s e so nt h ea n a l y s i so fa l lt h ef a c t o r st h a ti n f l u e n c e st h e d a t a b a s e p e r f o r m a n c e ，i n c l u d i n g h a r d w a r e c o n f i g u r a t i o n ，d a t a b a s e c o n f i g u r a t i o n a n d a p p l i c a t i o nc o n f i g u r a t i o n 腮p e r f o r mr e g r e s s i o n a n a l y s i so ns o m ef a c t o r s a tl a s t ，t h ep a p e rp o i n t so u tt h ed e f i c i e n c ya n d t h ep r o b l e mt os o l v ei nt h ep e r f o r m a n c et e s ta n dv i e w st h ef u t u r eo ft h e d a t a b a s ep e r f o r m a n c ea n a l y s i sa n dt u n i n g k e yw o r d s c o l o rr i n gb a c kt o n ed a t a b a s ep e r f o r m a n c e p e r f o r m a n c et e s t p e r f o r m a n c ea n a l y s i sp e r f o r m a n c et u n i n g 北京邮i 乜大学硕= l ：学位论文彩铃业务数据库性能测试与分析 上- j 一 刖罱 彩铃业务( c r b t , c o l o r i n gr i n gb a c kt o n e ) 是近年来在移动话音业务基础 上新增的一项增值业务。该业务可以让被叫用户定制自己个性化的手机回铃音， 让主叫用户听到被叫用户定制的回铃声。彩铃业务在充分利用现有网络资源的前 提下，为市场提供了个性化、方便、快捷和高品质的增值业务服务，该业务自推 出以来，在市场上获得了广泛的应用。 彩铃业务中采用大型的关系型数据库做为数据存储的方法，要求实时高效的 访问数据库中的数据，对数据库的性能提出了很高的要求。由于访问数据库的开 销占据了系统开销很大的一部分，数据库的访问速度对整个彩铃系统的效率有着 重要影响。当彩铃系统规模扩大时，数据库的访问速度成为整个系统的瓶颈，所 以需要对彩铃系统的数据库性能进行测试与分析。数据库的性能同硬件平台、数 据库软件配置和应用软件配置这三方面相关，本文从彩铃业务中数据库的访问性 能做为切入点，对彩铃业务的数据库性能进行了测试和分析。 笔者有幸于2 0 0 3 年9 月进入北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室 并从事移动智能网方向的技术研究，在导师廖建新教授指导下，主要从事移动智 能网和彩铃系统中数据库技术相关的研究和开发工作。研究生期间，笔者参与了 移动智能网与彩铃系统的开发和测试工作，参与了生产系统数据库的部属、维护、 测试和优化工作，并且参与了部分工程的实施工作。 主要参与的开发和测试工作有： 1 参与彩铃系统数据库性能测试程序的开发工作； 2 参与彩铃系统数据库性能测试、分析和优化工作； 3 参与移动智能网数据库系统的性能基准测试； 4 参与移动智能网和彩铃现网数据库系统的维护工作； 5 参与c m i n 0 2 一s c p 软件的改进工作； 6 参与四川移动智能网和彩铃集中备份系统设计与实施。 主要参与的工程实践有： 1 参与江西移动彩铃工程建设； 2 参与浙江移动彩铃工程扩容建设； 3 参与宁夏移动彩铃工程建设； 4 参与四川移动彩铃工程扩容建设； 5 参与天津移动彩铃工程扩容建设。 北京i | f | j 电火学网络与交换技术国家重点实验室 北京i f | i j ic l 大学硕二i ：学位论文彩铃业务数据库性能测试与分析 本论文是作者在从事彩铃业务中与数据库相关的测试和优化工作基础上，进 行总结提炼而形成的。本文的组织结构如下： 第一章介绍了彩铃业务的背景知识和彩铃系统的实现方案，包括交换机改造 方案和智能网实现方案，对媒体设备的结构进行了介绍。 第二章介绍了数据库技术在彩铃系统中的使用，分析了彩铃系统数据库访问 的性能瓶颈，提出了对数据库访问性能进行测试分析的必要性和意义。 、第三章介绍了针对彩铃应用的数据库性能测试程序的设计实现，包括泊松分 布算法的详细介绍。并阐述了测试的性能指标，测试方法，测试环境和测试项目。 第四章对测试结果进行了分析和总结。对硬件配置、数据库配置和应用配置 三个方面的影响因素进行了分析，并总结出实用的测试结论，介绍了测试结论在 生产系统中的应用。 第五章是作者对全文的总结和思考，阐述了测试项目的不足和需要改进的地 方，并提出了对电信领域的数据库系统进行性能分析和优化的几个研究方向。 北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室 北京邮电大学硕：b 学位论文彩铃业务数据库性能测试与分析 1 1 彩铃业务的概念 第一章彩铃业务简介 彩铃( c r b t ，c o l o rr i n gb a c kt o n e ) 业务是一种当主叫用户发起呼叫并等 待被叫应答时，以个性化，差异化的音乐替代传统的由被叫端局提供的单调的回 铃音为目的的业务，是一种根据客户的价值取向和消费心理而提出的增值业务。 该业务既为消费者创造了一种全新的体验，也为运营商提高了单个用户的平均收 入值( a r p u ，a v e r a g er e v e n u ep e ru s e r ) 。该业务自推广以来，在市场上获得了 广泛的应用。 在目前日益激烈的电信市场竞争形势下，对移动运营商而言，为了应对竞争， 应当立足自身的通讯网络基础设施，发挥自己的传统优势，尽快、及时为市场提 供方便、快捷和高品质的增值业务服务，使公司在多元化的现代市场环境中处于 有利的地位。而彩铃业务恰恰可以吸引和发展用户，提高移动运营商市场的竞争 力。 彩铃业务的主要功能在于可以让手机用户自己定制手机回铃音。当手机用户 申请了这项服务以后，主叫用户拨打该用户的手机时，听到的回铃音不是以前单 调的铃声，而是一段悦耳动听的音乐、一句温馨的问候语等等富有人性化和个性 化的回铃音。该业务的意义在于：在充分利用现有网络资源的前提下，为市场提 供了个性化、方便、快捷和高品质的增值业务服务，从而刺激提高网络呼叫量和 切实增加网络运营收入。 彩铃业务定义 彩铃业务是将主叫用户在呼叫过程中所听到的普通回铃音替换为丰富的彩 铃音乐铃声。该项业务由被叫用户申请，可以根据不同的主叫用户分类提供不同 的回铃音。通过该业务，可以实现： 1 当主叫用户拨打被叫用户电话时听到的是被叫设置的悦耳的音调或 音乐等，能充分体现被叫用户的个性，而不再是单一的、呆板的回 皇氏立 节了日o 2 被叫用户可为每一个或每一组主叫用户设置不同的声音或音乐作为 回铃音。 北京邮电人学网络与交换技术国家重点实验室 北京邮电火学硕：l 学位论文 彩铃业务数据库性能测试与分析 彩铃业务特征 彩铃业务最基本的特征是用定制的音乐取代传统的回铃声，提供一个更亲善 的呼叫界面： 1 被叫业务申请：该项业务由被叫申请，通过触发到被叫业务流程， 、 根据被叫申请该业务时所提供的业务数据，向主叫用户播放不同的 音乐替代传统的回铃音。 2 回铃音订制：申请该项业务的用户，可将主叫用户分类，为每类主 叫用户定制回铃音，业务根据主叫用户的号码匹配业务数据，向不 同的主叫用户回放所订制的音乐。对于主叫号码为i p 电话、固网电 话、国际电话等，可能存在号码为乱码的情况，将采用默认的铃声 作为回铃音。 3 丰富的回铃音资源可用：提供大量的回铃音给用户选择，用户可以 通过以下途径随时随地修改回铃音：拨打特服号，用户可通过这种服 务自录回铃音并试听，访问彩铃门户网站( w e b 方式) 或通过手机 访问彩铃门户网站( w a p 方式) 。 彩铃业务的铃音管理 彩铃业务使用成熟的语音管理方法，可以实现特服号w e b w a p 接入方式。 提供一个直观的用户界面给用户，通过这个管理界面，用户可以方便的进行： 1 彩铃业务申请，可以申请、撤销此业务功能。 。 2 个人的主叫分类名单，可以增加，删除，修改分类的类别，可以增 加，删除每个类别的用户。 3 管理每个类别对应的回铃音，可以删除、重新选择回铃音音乐。 4 可以在线试听所有提供的回铃音。 此外，系统提供了i v r 、w e b 、w a p 、短信、u s s d 等多种用户接入的方式， 使用户可以方便的开通业务、定制业务和管理业务。同时丌放与内容提供商的接 口，通过多个内容提供商为该业务提供丰富的音乐回铃音以供用户选择。 1 2 彩铃业务的实现 目前，彩铃业务的实现方案主要分为基于交换机改造的实现方案和基于智能 网的实现方案。文献 1 2 】介绍了智能网的原理，文献 3 1 1 4 5 1 n 述了基于智能网 的彩铃业务的实现方案。文献 6 】介绍了一种基于交换机的实现方案。文献 7 对 各种实现方案进行了对比。本节对g s m ( g l o b a ls y s t e m f o rm o b i l e c o m m u n i c a t i o n s ) 网络彩铃业务的各种实现方案做简单的说明和对比。 6 一北京邮电大学网络! ：i 交换技术国家重点实验室 北京邮电大学硕士学位论义彩铃业务数据库性能测试与分析 g s m 网络中一次正常的通话由一个发端m o ( m o b i l eo r i g i n a t e d ) 流程和一 个终端m t ( m o b i l et e r m i n a t e d ) 流程组成，由于彩铃业务是一种由被叫申请的 业务，因此只与m t 流程相关。 彩铃业务需要替代原有呼叫流程中的播放回铃音的过程，因此需要对基本呼 叫流程的m t 流程进行修改。m t 流程涉及入口g m s c ( g a t e w a ym o b i l es w i t c h i n g c e n t e r ) 、h l r ( h o m el o c a t i o nr e g i s t e r ) 、v l r ( v i s i t e dl o c a t i o nr e g i s t e r ) 和 v m s c ( v i s i t e dm o b i l es w i t c h i n gc e n t e r ) 几个实体间的信令交互，如图1 1 所示。 1 g m s c 收到初始地址消息i a m ( i n i t i a la d d r e s sm e s s a g e ) 信令，向h l r 发送s r i ( s e n dr o u t i n gi n f o r m a t i o n ：发送路由信息) 信令请求被叫的 路由信息，h l r 通过p r n ( p r o v i d er o a m i n gn u m b e r ：提供漫游号码) 信令请求v l r 返回分配给被叫的m s r n ( m o b i l es t a t i o nr o a m i n g n u m b e r ：移动站漫游号) 。 2 v l r 通过p r na c k 信令向h l r 返回被叫的m s r n ，然后h l r 通过s r i a c k 信令向g m s c 返回被叫的m s i 矾。 3 g m s c 根据m s r n 选择路由，向被叫当前所在的v m s c 发起呼叫， v m s c 尝试呼叫被叫用户，成功以后，被叫手机振铃，v m s c 向g m s c 返回a c m ( a d d r e s sc o m p l e t em e s s a g e ：地址全消息) 信令，同时向主 叫用户发送由v m s c 产生的回铃音。 4 被叫用户应答后，v m s c 停止发送回铃音，向g m s c 发送a n m ( a n s w e r m e s s a g e ：应答消息) 信令，导通语音通道，主被叫双方开始通话。 g m s ch l riv l rv m s c i i a m ， s r i 。 p r n 一 s r ia c k j 。 、p r na c k i a m s e t l a c m a l e r a c m 响铃阶段 a n m 。c o n n e a n m 图1 - 1g s m 移动用尸m t 流程 从上述流程的第3 步可以看到，要实现彩铃业务，我们需要替代原有m t 流 程中的播放回铃音的过程。当v m s c 试呼被叫用户成功后，替代原有放音流程， 用一个媒体设备向主叫用户播放特定的音乐作为回铃音，当被叫应答时，停止播 放铃音，将主被叫间的双向话路接通。从目前国内现有网络的结构来看，修改 m t 流程可以从两个方面来入手： 直接修改交换机的m t 处理流程。 北京邮i u 大学刚络与交换技术国家重点实验室 北京邮电大学硕士学位论文彩铃业务数据库性能测试与分析 通过智能网技术，影响m t 流程。 两种变动m t 流程的方法都在于当v m s c 处于原先播放回铃音的那个状态 时，将主叫用户与v m s c 间的话路接续到可提供铃音定制的媒体设备，而当被 叫应答时释放对媒体设备的占用，并进入后续的m t 处理流程。 1 2 1 交换机改造方案 在交换机的改造方案中，端局在收到前向的i a m 消息后，去寻呼被叫用户， 当得到a l e r t i n g 指示( 此时被叫开始振铃) 时就发送后向的a c m 消息，同时将 分配给本次呼叫的交换时隙搭接到交换机内部的铃音资源板，向主叫播放回铃 音。此时若以一个播放音乐的流程替代掉原先交换机提供回铃音的流程，那么彩 铃业务的基本业务属性也就可以实现了。 从实现角度看，可以定义一套交换机和外部媒体设备的接口协议，用媒体设 备提供音乐作为回铃音来实现该业务。一种可行的方案是利用i s u p 信令作为接 口协议，当需要提供回铃音时，由v m s c 通过i s u p 信令发起一个伪呼叫( 携带 主叫号码，被叫号码等信。g ) 到媒体设备，该伪呼叫在v m s c 和媒体设备之间 建立条临时的语音通道，将主叫用户与v m s c 间的话路暂时接续到这个媒体 设备上，媒体设备根据用户的业务数据和相应的匹配规则选择音乐，向用户提供 彩铃服务。其流程图可参见图1 2 。 图1 - 2 交换机改造方案的信息流 该方案在v m s c 增加了一个判断该被叫用户是否为彩铃注册用户的过程， 如果为非彩铃用户，则采用原有的呼叫处理过程去完成该呼叫过程，否则，则发 起到媒体设备的伪呼叫。判断是否为彩铃用户可以采用如下两种方式： 1 将申请彩铃业务的信息写入用户在h l r 中的p r o f i l e ，v m s c 在用户移动 8 北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室 北京l l t l ir g 大学硕= ：学位论文彩铃业务数据库性能测试与分析 设备进行网络登记或位置更新时获取该信息，当m t 流程触发时，v m s c 根据p r o f i l e 中的相关数据决定是否要发起这个伪呼叫； 2 v m s c 在所有m t 流程中增加该伪呼叫，将所有呼叫都暂时路由到媒体 设备，由媒体设备根据存放的用户数据来判断该用户是否享受彩铃服务 而选择播放普通回铃音或音乐回铃音。 第一种方式需在h l r 中存放相关信息，势必需要对h l r 进行升级或占用某 个原有字段，需对网络进行改动。后者需要在媒体设备中存放所有的彩铃用户数 据，对全网提出了数据同步的要求，不利于漫游用户享受彩铃服务。 当用户应答或者无应答超时，需要拆除和媒体设备的临时连接，并按照原有 的流程进行对呼叫的处理。 由于该业务对基本呼叫流程的修改点仅在m t 流程中v m s c 发送a c m 消息 和a n m 消息之间，因此对基本呼叫流程和对其他补充业务都没有实质的影响。 1 2 2 智能网实现方案 彩铃业务相当于一个三方呼叫业务，在s s p 不具备多方呼叫控制能力的情 况下，可以利用i p ，将这个三方呼叫转化为两个两方呼叫( 主叫至i p 的呼叫和 i p 至被叫的呼叫) ，此时对主叫来说，i p 成了虚拟的被叫；而对于被叫来说，i p 成了虚拟的主叫。同时，通过智能网控制着两个呼叫，当被叫应答时，将两个呼 叫合并。而这对于用户和网络来说是透明的。 业务通过t - c s i 签约信息触发，主叫的呼叫在s c p 的控制下接续到i p ，同 时s c p 指示i p 建立第二个呼叫去接续被叫，当被叫用户振铃，也就是i p 收到被 叫侧送来的a c m 消息时根据业务数据选择播放合适的音乐作为回铃音向主叫播 放。独立i p 在整个呼叫流程中监视主叫和被叫的呼叫状态，当被叫用户应答时， 立刻停止播放音乐并将两个呼叫桥接起来；当监视到某一方挂机时，就释放掉相 关资源，并结束另一方的呼叫。 i p 作为虚拟主叫呼叫被叫时，由于被叫具备t - c s i 签约信息，会导致s s p 再次触发该业务，形成业务的循环嵌套触发。为避免i p 呼出时再次触发业务， 需要采用被叫的m s r n 进行呼出，这就要求s c p 通过m a p 操作去获取被叫的 m s r n 并传送给i p 。 完整的业务的正常信令流程如图1 3 所示。 北京邮 u 大学网络与交换技术国家重点实验室 北京邮电大学硕二b 学位论文彩铃业务数据库性能测试与分析 g 勰s el i l r | 。镌l、骖li v m s c ，矗 l 瞪噬，二e ：ik ；啻g 讲 c 每t l i 矗对 _ _- - t ；- - - c a i l 砌f i ： j r 1 c 髓1 曩母c 量j 、一： 一 n 址交“哦矗痞苦西1i 塑踅k - ； “。 + 一；妻g ! 薯； o ? ：豢j ： ： ， ；蠢。 璺墓唑嘤 i ： 蕊寮碗西 漕髓燧攀 蠊l s i 粥 _ _ 一一i 1 6 r t ： r - - a e 哺 一一 ，! 一j 峥 、 棚： j 、：，! i 一一 冬稃i 裔落；e 赫 - _ 。i ，。- 二 潮 i 用庐艇奎薹网露篆 c u n ：l u ce 踟 _ 2 堞、 一? 一 i ，- ) 融 留q 璐静 图1 - 3 智能网方菜的信息流 由于该方案的主被叫桥接动作在i p 侧完成，在整个呼叫过程中增加了到i p 出入两条话路，对于被叫漫游到外省的情况，呼叫首先被接续到本省，再由i p 呼出到外省，和未提供彩铃业务前相比，呼叫路由被改变，造成了一定的长途话 路迂回，但此时如果s c p 指示使用被叫漫游地的i p 时，呼叫被接续到漫游地的 i p ，长途路由迂回现象可以消除。 1 2 3 方案的比较 交换机改造方案中，交换机只与媒体设备交互，不存在与s c p 交互的问题， 减少了e 1 线的使用，并且不存在话路迂回的问题。但是，改造方案需要修改呼 叫基本流程，尽管修改点不会影响原有的基本呼叫处理，但是这种改动将涉及全 网所有交换机，并且这种改动只能是针对彩铃业务的，代价较大。 智能网方案将对呼叫的控制放到i p ，使得不改动现网就可以实现彩铃业务， 这样，该方案适用于多个厂商的交换机。而且在智能网方案中，s c p 可根据用户 的位置信息选择提供彩铃服务的独立i p ，这就为全网漫游提供了很好的基础。 但是，智能网方案的设备利用率低，网络结构较为复杂。 由于两种方案各具优劣，到底选取那种方案，要根据各省的实际情况来具体 分析。目前，在国内开通彩铃业务的省市中，两种方案均有使用，甚至有同一省 份同时采用两种方案的情况。 北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室 北京l | | | j 电大学颂二b 学位论文 彩铃业务数据库性能测试与分析 1 3 媒体设备的结构 无论彩铃业务采用哪种方案实现，都需要媒体设备提供播放回铃音的功能。 图1 4 给出媒体设备的物理实现方案。它由信令节点( s n ) 、控制节点( c n ) 和 资源节点( r n ) 三部分组成，三者通过以太网交换机连接起来。 图1 4 媒体设备的物理结构 信令：1 i _ 了点的功能是进行信令消息的格式转换和转发。它接收m s c 发来的i s u p 消息， 转换成控制节点能理解的内部消息格式，通过局域网转发给控制节点；或者接收控 制节点发来的内部消息，转换成标准的i s u p 消息，发送给m s c 。信令节点运行在 u n i x 操作系统上。 控制：竹点是整个媒体设备的逻辑控制部分，控制和管理语音资源在业务中的使用。 控制：肖点为每个呼nl i 维护一个自动机。当彩铃业务需要媒体设备支持时，m s c 向媒 体设备发送i a m 信令消息，信令节点将i a m 消息转化成内部消息格式转发给控制：肖 点，控制：协点为该呼叫创建一个呼叫自动机，然后根据随后的消息交互驱动自动机， 控制管理资源= 竹点中资源的使用和释放。 控制：仃点采用高性能服务器，比如c o m p a qe s 4 0 ，h p 9 0 0 0 系列服务器，操作系统使 用u n i x 系统。控制：符点为了对用户播放定制的铃音j 需要访问数据库中的用户数 据和配置数据。 资源= 霄点管理利维护语音资源，根据控制节点的要求控制资源的使用利释放。资源 = 仃点由高可靠性的工控机构成，操作系统采用l i n u x 或u n i x 操作系统，每台：i 二控 机部署一定数量的资源卡，可以保存、播放各种提示音、问候语等。此外资源：协点 可以根据话路需求平滑扩容。 此外，媒体设备可利用和短信中，t l , 的接口向用户提供短信通知服务。通过与 b o s s 的接口，配合营帐开户管理，和营帐系统通过数据网相连。彩铃系统对用 户使用业务计费、提供费用话单，通过统一或数据专线与计费中心连接，实现费 用结算。同时系统通过w w w 接入服务器支持向用户提供互联网的w e b w a p 接入服务，提供用户管理功能。 北京邮l i ：! l 大学网络与交换技术国家重点实验室 甲 北京| b 电大学硕二b 学位论文彩铃业务数据库性能测试与分析 1 4 本章小结 彩铃业务是近两年来在移动话音业务基础上新增的一项增值业务。该业务可 以让被叫用户定制自己的手机回铃音，让主叫用户听到被叫用户定制的个性化回 铃声。彩铃业务在充分利用现有网络资源的前提下，为市场提供了个性化、方便、 快捷和高品质的增值业务服务，该业务自推广以来，在市场上获得了广泛的应用。 彩铃业务的实现方案主要分为基于交换机改造的实现方案和基于智能网的 实现方案。两种方案各具优劣，现网系统中两种方案都有应用。彩铃业务需要媒 体设备提供播放回铃音的功能，它由信令节点、控制节点、和资源节点三部分组 成。 本章在对彩铃业务做了基本的介绍以后，说明了彩铃业务基于交换机改造和 基于智能网的两种实现方案，并进行了对比。本章最后对彩铃业务的媒体设备的 结构进行了介绍。接下来，将对彩铃业务中数据库技术的使用进行介绍，分析彩 铃业务中数据库访问存在的瓶颈。进而提出对数据库性能进行测试分析的必要 性，并说明测试分析的意义。 北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验窒 北京邮e 乜大学硕：i 学位论文 彩铃业务数据库性能测试与分析 2 1 引言 第二章彩铃系统中的数据库性能 彩铃业务的用户数据和业务数据都保存在大型数据库系统中，如i n f o r m i x 和o r a c l e 。彩铃业务要求实时高效的访问数据库中的数据，对数据库的性能提出 了很高的要求。由于访问数据库开销占了系统资源中很大的一部分，数据库的访 问速度对整个彩铃系统的效率有着重要影响。 当彩铃系统规模扩大时，数据库中的数据量不断增大，数据库由集中式的结 构变为分布式的结构，数据库的访问速度成为整个彩铃业务的瓶颈。数据库的性 能同硬件平台、数据库系统软件和应用软件配置相关，需要对这三方面的因素进 行测试分析。而数据库性能提高对于优化彩铃业务有重要意义。 文献 8 1 1 9 对移动智能网中的数据库性能进行了测试分析，文献 1 0 对下一代 ； 网络中核心业务平台的性能进行了建模与分析，文献 1 1 对智能外设( i p , i n t e l l i g e n t p e r i p h e r a l ) 的性能进行了分析。彩铃业务方兴未艾，对彩铃系统进行性能分析的 研究并不多，对彩铃系统数据库访问性能进行研究的文章更是没有。 本章的主要内容安排如下，第二节对彩铃业务中数据库技术的使用进行了介 绍，第三节阐述了彩铃系统的分布式数据库结构，第四节分析了彩铃系统数据库 。访问的性能瓶颈，第五节说明了对数据库进行性能测试和分析的意义。 2 2 彩铃业务中数据库访问方式 彩铃业务一方面允许被叫用户定制多个回铃音，另一方面允许被叫用户定制 多个铃音播放规则，为不同的主叫用户播放不同的铃音。这些用户信息和配置信 息都保存在传统的关系型数据库中。归纳起来，彩铃系统中保存的数据主要有下 面几种类型： 系统配置信息：保存彩铃业务的系统配置信息。 用户信息、：保存彩铃用户的号码，业务状态，归属地等信息。 铃音信息：保存铃音的名称，物理路径，铃音类型等信息。 北京邮i 也大学刚络与交换技术国家重点实验室 北京邮电大学硕= 匕学位论文彩铃业务数据库性能测试与分析 规则信息：保存用户定制的铃音播放规则，譬如在一定的时间为某一个 用户播放某一个铃音。 话单信息：保存彩铃业务定制的话单。 集团彩铃信息：保存集团定制的彩铃和规则。 在呼叫处理流程中，为用户播放铃音前，需要首先查询数据库中的用户信息， 而后决定为用户播放哪个定制的铃音。甩户通过w e b ，w a p 或是i v r ( i n t e r a c t i v e v o i c er e s p o n s e ) 修改个人的铃声定制规则时，也涉及到数据库中数据的访问。 总结起来，彩铃业务对数据库的访问有下面几种方式，如图2 1 所示。 呼叫处理的访问：在呼叫处理过程中，需要查询数据库中的用户信息， 而后决定为用户播放哪个定制的铃音。 w e b 门户的访问：用户和管理员通过网站方式开销户，检索铃音，试听 铃音，定制铃音。 i v r 的访问：用户可以通过i v r 定制铃音。 统计分析的访问：对彩铃业务的数据库进行统计型的查询访问，完成决 策支持( d e c i s i o ns u p p o r t ) 的功能。 呼m l l 理w i e bi v l r 娥，槭i 謦l i l l 照理娥计 板 图2 1 彩铃业务对数据库的访问 彩铃系统中，只有呼叫处理对实时性的要求比较苛刻，需要数据库能够实时 快速的给出响应。w e b 门户访问、i v r 访问对实时性的要求并不是特别高。而统 计分析访问主要是通过复杂的查询操作来进行统计分析，对决策分析和经营分析 提供建议，这是典型的联机分析处理( o l a p ，o n l i n ea n a l y t i c a lp r o c e s s i n g ) 应 用，主要关心数据库的响应时间。 2 3 彩铃业务的分布式数据库结构 彩铃系统的规模较小时，数据库中的数据量不大，数据库是集中设置，所有 类型的操作访问一个集中的数据库。 随着彩铃系统规模的扩大，集中设置数据库暴露出了性能问题。呼叫处理的 实时请求和其它操作的非实时请求有必要分离，于是提出了分设呼叫数据库和管 理数据库的方案，如图2 2 所示。 北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室 北京邮电大学硕= b 学位论文彩铃业务数据库性能测试与分析 呼叫数据库负责对数据库的实时呼叫处理，呼叫处理都是对数据库的只读操 作；管理数据库负责其它的管理操作，包括开销户、定制彩铃、定制铃音规则等 等。管理数据库和呼叫数据库之间通过同步软件进行同步操作，同步软件将管理 数据库的所有s q l 操作发送到呼叫数据库执行，实现两个数据库的一致性。 量b ，j 鼗缆土轿上 一 图2 2 分离呼叫数据库 彩铃用户的数量越来越多，一套呼叫数据库已不能满足呼叫处理请求的性能 需求，于是建立了多套呼叫数据库系统，同样使用同步软件实现管理数据库和呼 叫数据库的同步。每套呼叫数据库分别负责一部分彩铃用户的呼叫处理，数据库 可以将这部分彩铃用户的信息缓存到内存中，提高数据库访问的性能，如图2 3 所示。 图2 - 3 多套呼叫数据库 随着彩铃业务的广泛应用，统计分析操作的数量越来越多，对管理数据库的 性能产生了很大的影响。由于o l a p 和联机事务处理( o l t p ，o n l i n et r a n s a c t i o n p r o c e s s i n