（计算机科学与技术专业论文）电话交换机话单采集模块的研究与实现.pdf

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。 本人签名丐害去 日期：舢) 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年解密后适用本授权书。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： 丐、妥专 日期：沙l o 3 17 导师签名：日期： 一 6 电话交换机话单采集模块的研究与实现 摘要 话单采集模块是电信计费系统的关键子模块，负责采集交换机上 的计费话单数据。如果话单采集不可靠，那么计费的原始数据就不可 靠，以之为基础的各种计费计算也就不可靠。所以，话单采集对准确 性、完整性和稳定性有着极为苛刻的要求，必须尽可能的提高话单采 集模块的准确性、完整性和稳定性。 现在有不少论文研究计费系统中话单采集子系统的可用性和准 确性。他们从不同的角度研究了话单采集系统，在实际的项目中实现 了话单采集系统。已有系统重点关注话单采集的可用性和准确性的研 究，但是话单采集的准确性、完整性、稳定性和实时监控还需要进一 步研究。话单采集的实时监控是在后台程序采集话单的同时实时地监 控采集的异常情况和采集上来的满足某种条件的话单。实时监控功能 补充和完善话单采集模块。 本文全面地研究了话单采集的准确性、完整性、稳定性和实时监 控，同时提出了一种具备实时监控的话单采集模块。在某电力公司实 际的计费系统中，实现了具有实时监控功能的话单采集模块。实际系 统的运行证明该模块能够确保话单采集的准确性、完整性和稳定性， 同时能够有效地实时监控话单的采集质量。 关键词话单采集准确性完整性稳定性实时监控 8 i 弋 一 厂 r e s e a r c ha n di m p l e m e n t a t i o no ft h em o d u l e o fc a l ld e t a i lr e c o r d sc o l l e c t i o ni nt e l e p h o n es w i t c h e s a bs t r a c t c d r ( c a l ld e t a i lr e c o r d s ) c o l l e c t i o nm o d u l e w h i c hi sr e s p o n s i b l e f o rc o l l e c t i n gc d ri nt h eb i l l i n gs w i t c h e s ，i st h ek e ys u b - m o d u l eo ft h e t e l e c o m m u n i c a t i o n sb i l l i n gs y s t e m i ft h eo r i g i n a ld a t ac o l l e c t i o ni sn o t r e l i a b l e ，i tw i l lb ei m p o s s i b l et oc a l c u l a t eb i l l r e l i a b l yb a s e do ni t t h e r e f o r e ，t h ea c c u r a c y , i n t e g r i t ya n ds t a b i l i t yo fc d rc o l l e c t i o ns h o u l d m e e te x a c tr e q u i r e m e n t sa n dm u s tb ei n c r e a s e da sm u c ha sp o s s i b l e t h e r ea leal o to fp a p e r sa b o u tt h eu s a b i l i t ya n da c c u r a c yo fc d r c o l l e c t i o n t h es y s t e mo fc d rc o l l e c t i o ni sr e s e a r c h e df r o md i f f e r e n t p e r s p e c t i v ea n di si m p l e m e n t e di nt h ea c t u a lp r o j e c t t h ee x i s t i n g s y s t e m sf o c u so nt h er e s e a r c ho ft h eu s a b i l i t ya n da c c u r a c yo fc d r c o l l e c t i o nb u tt h ea c c u r a c y , i n t e g r i t y , s t a b i l i t ya n dr e a lt i m em o n i t o r i n go f c d rc o l l e c t i o nn e e df u r t h e rr e s e a r c h t h er e a lt i m em o n i t o r i n go fc d r c o l l e c t i o ni sm o n i t o r i n gt h ee x c e p t i o no fc d rc o l l e c t i o na n dt h ec d r m e e t i n gc e r t a i nc o n d i t i o n s i tc a ns u p p l e m e n ta n di m p r o v et h em o d u l eo f c d rc o l l e c t i o n t h i sp a p e rp r o p o s e sac o m p r e h e n s i v er e s e a r c ho ft h ea c c u r a c y , i n t e g r i t y , s t a b i l i t ya n dr e a lt i m em o n i t o r i n go fc d rc o l l e c t i o na n da m o d u l eo fc d rc o l l e c t i o np o s s e s s i n gt h er e a lt i m em o n i t o r i n gf u n c t i o n t h em o d u l eh a sb e e ni m p l e m e n t e di nab i l l i n gs y s t e m t h r o u g ht h e o p e r a t i o no f t h es y s t e m ，i ts h o w st h a tt h em o d u l ep r o p o s e di nt h i sp a p e r c a ne n s u r et h ea c c u r a c y , i n t e g r i t ya n ds t a b i l i t yo fc d rc o l l e c t i o na n dc a n m o n i t o rt h ec d rc o l l e c t i o ne f f i c i e n t l y k e yw o r d sc d rc o l l e c t i o n a c c u r a c yi n t e g r i t ys t a b i l i t y r e a lt i m em o n i t o r i n g ， 弋 北京邮电大学硕士研究生毕业论文 电话交换机话单采集模块的研究与实现 目录 第一章绪论l 1 1 课题背景l 1 2 课题意义1 1 3 课题研究目标- 2 1 4 论文的组织结构3 1 5 研究生期间工作3 第二章电话交换机话单采集现状分析4 2 1 计费系统中话单采集的概念4 2 2 话单采集的方式5 2 3 话单采集的功能和组成。5 2 4 话单采集的技术现状7 第三章话单采集准确性、完整性、稳定性和实时监控研究9 3 1 话单采集的准确性9 3 1 1 话单采集准确性的概念9 3 1 2 提高话单采集准确性的方式9 3 2 话单采集的完整性l o 3 2 1 话单采集完整性的概念1 0 3 2 2 保证话单采集完整性的方式1 0 3 3 话单采集的稳定性1 1 3 3 1 话单采集稳定性的概念1 1 3 3 2 提高话单采集稳定性的技术1 2 3 4 实时监控的概念1 3 3 5 实时监控的作用1 4 3 5 1 监控采集异常情况1 4 3 5 2 监控出局和入局话单1 4 第四章话单采集模块的设计与实现1 6 4 1 系统设计1 6 4 1 1 设计原则1 6 4 1 2 软件结构1 7 4 2 话单采集模块的设计与实现1 8 4 2 1 话单采集模块的总流程1 8 4 2 2 话单采集模块的设计原则1 9 4 2 3 话单采集模块的类图设计2 1 4 2 4 话单采集模块的接口方案2 3 4 2 5 话单采集模块的主体程序实现2 4 4 2 6 话单采集准确性的实现2 9 4 2 7 话单采集完整性的实现3 0 4 2 8 话单采集稳定性的实现3 0 4 3 实时监控模块的设计与实现3 2 4 3 1 实时监控模块和后台话单采集模块的通信设计3 3 北京邮电大学硕士研究生毕业论文电话交换机话单采集模块的研究与实现 4 3 2 实时监控话单采集的异常情况。3 7 4 3 3 实时监控满足一定条件的话单。3 7 4 4 数据库模块的设计与实现3 9 4 5 某电力公司计费系统中话单采集的结果与分析4 4 第五章总结与展望4 5 5 1 论文总结4 5 5 2 进一步研究的问题4 5 参考文献4 7 致谢4 9 攻读工学硕士学位期间发表的学术论文5 0 、 北京邮电大学硕士研究生毕业论文电话交换机话单采集模块的研究与实现 1 1 课题背景 第一章绪论帚一早珀t 匕 对于很多通信专网通信企业和部门，随着企业内部管理精细化程度的不断提 高以及通信网客户数量和类型的增加，对相关话务业务进行计费和管理的要求不 断提高，建设综合的电话交换机计费系统成为必须。该计费系统能够满足基本的 业务需求，能够进一步提高网络管理水平。同时，只有计费系统能够准确、完备 地进行计费，企业才能对整个计费网络进行科学的管理。 话单采集模块是电话交换机计费系统的关键子模块，负责采集电话交换机上 的计费话单数据。要保证计费系统的计费准确和完整，首先必须保证话单采集的 准确和完整。交换机上的话单数据是计费系统中的原始数据。如果话单采集瘫痪， 不能及时采集系统产生的话单，就会导致计费话单丢失，从而产生漏计费。另外， 如果话单采集不准确，那么计费的原始数据就不准确，以之为基础的各种计费计 算也就不可能准确。所以，话单采集系统对准确性、完整性和稳定性有着极为苛 刻的要求，必须尽可能的提高话单采集模块的准确性、完整性和稳定性。 作为计费系统中关键模块的话单采集技术在不断的发展的同时也面临着许 多问题。在过去的几十年，网络规模持续增大，各网管子系统或设备的接口往往 是多厂商在不同的历史阶段开发的，种类繁多，差异性很大，这直接导致了网络 协议不兼容，计费系统中的话单采集也需要适配多种设备。在设计电话交换机计 费系统中话单采集模块时，采用先进的技术，并充分吸收国际、国内的先进经验， 使话单采集模块不仅能满足现有需求，还能符合未来的发展方向，也能够满足大 数据量的事务需求。同时，要保证设计的话单采集模块能够满足准确性、完整性 和稳定性要求。 1 2 课题意义 研究和实现电话交换机话单采集模块具有重要的意义。主要从以下两个方面 来阐述： ( 1 ) 话单采集模块是计费系统的关键子模块，负责采集计费系统产生的计 费话单数据。交换机上的话单数据是计费的原始数据，是整个计费系统计算的依 北京邮电大学硕士研究生毕业论文电话交换机话单采集模块的研究与实现 据，所以准确无误地采集交换机话单具有非常重要的意义。对于企业内部的计费 系统，计费数据的准确性非常的重要，因为企业需要通过内部计费系统来准确地 计算个人和部门的通话费用信息。 话单采集是保证计费系统正常运行的前提条件。因为计费系统的原始数据来 源于话单数据。如果话单采集不能正常的工作，整个系统将无法正常地运行。 话单采集是保证计费准确性的必要条件。如果采集的话单数据不准确，那么 一 以之为基础的计费计算就不可能准确。 ( 2 ) 实现话单采集的实时监控是对话单采集的补充和完善。 在后台运行中，话单采集模块采集到计费系统的原始数据。这个过程没有前 台直观的显示。可以通过话单采集的实时监控功能来观察话单采集的异常情况和 话单中特殊的通话记录，比如：黑名单用户的话单、超长话单和无主话单等。有 了话单的实时监控，就可以在采集话单的同时，实时地监控到话单采集的异常情 况和想要观察的话单。对于管理者来说，就可以非常清楚地监控和了解实时的采 集情况和通话信息。 1 3 课题研究目标 本文研究的目标是通过对目前计费系统中电话交换机话单采集模块的分析 找出现有系统存在的问题和原因，然后综合研究话单采集的准确性、完整性和稳 定性，然后提出分别提高采集的准确性、完整性和稳定性的解决方案。另外，本 文设计的话单采集模块的一个创新点是在话单采集模块中增加实时监控的功能。 在某电力公司实际的计费系统中，实现了满足上述设计的话单采集系统。最后， 根据该电力计费系统中话单采集模块的实际运行结果验证本文设计的话单采集 模块能够达到准确性、完整性和稳定性以及实时监控方面的要求。 课题的主要研究目标分为以下四部分： ( 1 ) 话单采集的准确性。话单采集准确性是指采集的话单准确无误。要保 证设计的话单采集模块可以准确无误地采集各种交换机上的不同格式的话单数 据。 ( 2 ) 话单采集的完整性。话单采集完整性是指话单采集没有遗漏和丢失， 交换机上所有的话单都要被完整的采集。 ( 3 ) 话单采集的稳定性。稳定性指系统在规定环境下和规定时间内，以一 定的无故障运行的可能性。话单采集稳定性是指系统可以长时间的可靠和稳定的 运行，不会无故出现大的瘫痪。话单采集要求具有很高的稳定性，因为系统一旦 运行，如果出现瘫痪的话，那么将不能够实时的采集该时间段内的话单，甚至有 可能丢失话单。这样将直接导致计费的不准确，造成无法弥补的损失。所以，设 2 北京邮电大学硕士研究生毕业论文 电话交换机话单采集模块的研究与实现 计的话单采集模块一定要具有很高的稳定性。 ( 4 ) 话单采集的实时监控。在话单采集过程中，增加对话单采集的实时监 控是本论文的创新点。对话单采集进行实时的监控可以观察话单采集的异常情况 和话单中特殊的通话记录，比如：黑名单用户的话单、超长话单和无主话单等。 对于系统维护者和管理者来说，就可以非常清楚地监控采集情况和通话信息。 1 4 论文的组织结构 全文由5 章组成，组织结构安排如下： 第一章绪论部分，描述课题的研究背景、研究意义及课题研究目标。 第二章介绍电话交换机话单采集的技术现状，包括话单采集的基本概念和准 确性、稳定性和稳定性的需求。 第三章研究电话交换机话单采集准确性、稳定性和稳定性的概念和提高采集 准确性、稳定性和稳定性的方式；研究话单采集模块的实时监控功能，分析实时 监控在话单采集中的作用。 第四章主要内容是话单采集模块的设计与实现，包括提出的结合实时监控功 能的实现，然后根据实际系统的运行来分析话单采集的准确性、稳定性和稳定性， 分析实际系统中的实时监控功能模块的运行情况。 第五章总结全文，并提出下一步需要继续研究的问题。 1 5 研究生期间工作 研究生期间，作者参加了某电力公司计费系统的研究和开发工作，对计费系 统中的话单采集模块的相关技术和业务有了深入的认识和了解。概括来说，作者 在读硕士期间参与的主要研究工作包括： 作为主要研发人员，参与了某电力公司计费系统中话单采集模块的设计与开 发工作。 作为主要研发人员，参与了该计费系统中话单采集的实时监控功能的设计与 开发工作。 北京邮电大学硕士研究生毕业论文 电话交换机话单采集模块的研究与实现 第二章电话交换机话单采集现状分析 2 1 计费系统中话单采集的概念 话单采集【l 】是指从网元( 交换机、网关、路由器、增值服务平台) 和其它存储 介质等数据源采集原始话单或服务记录的原始文件的过程。话单采集模块可以采 集各类数据源，将采集到的各类数据传送至预处理模块。话单采集模块是电信计 费系统的关键子模块，负责采集交换机上的计费话单数据。 交换机上的话单数据是计费系统中的原始数据。如果话单采集瘫痪，不能及 时采集系统产生的话单，就会导致计费话单丢失，从而产生漏计费。另外，如果 话单采集不准确，那么计费的原始数据就不准确，以之为基础的各种计费计算也 就不可能准确。所以，话单采集系统对完整性、准确性和稳定性有着极为苛刻的 要求，必须尽可能的提高话单采集模块的完整性、准确性和稳定性。 采集模块的功能完成与各交换机及上层模块的通信，具体来说有两个功能： 一是和物理设备的接口交互信息，收集信息；二是向物理设备发送配置命令和接 收物理设备返回的配置结果的功能。采集模块与交换机、上层模块的通信主要包 含三部分内容，通信方式或协议、消息类型和交互方式。消息类型主要指采集程 序与上层模块之间的交互信息，可以分成两大类型：上层通知和设备上报。所谓 通知，就是将上层的业务处理层发来的对交换机操作维护指令通知下去。上报是 指采集程序采集到话单异常信息，然后向上层应用上报消息。交互方式针对通知 和上报两种方式，分别是上层模块发起的命令通知( 通知模式) 、由采集程序发 起的通知( 上报模式) 。双方在建立连接后，交互消息，交互结束后拆除连接。 两边都要建立定时机制，以防止死连接的发生，同时也可以实现同步操作( 即发 出一条报文后，在收到另一方的应答前不接受其他的报文) 的需求。 采集模块就是利用不同的接口将不同类型交换机的话单数据写入计费系统 的原始数据库。因各厂家设备的接口很难达到完全统一，故每种话单数据格式设 置一个独立的接口模块，接口模块之间为相互独立的关系，与上层的处理层之间 采用统一的数据接口。这使增加接口数量、改变单个接口结构非常方便，升级和 扩容非常平滑。话单采集与话单处理间采用统一的标准接口，不同类型的话单采 集服务都通过这一接口将数据传递到数据处理层；利用不同网络协议采集来的不 同类型的数据共用统一的接口对话单信息进行适配。 4 北京邮电大学硕士研究生毕业论文 电话交换机话单采集模块的研究与实现 话单采集模块的设计应该符合主控模块总线结构的要求，这样可以方便的挂 接到计费系统中。各采集程序独立启动运行，降低模块间的祸合度，降低合作开 发的难度。采集程序和电话交换机之间采用设备厂商自定义的接口通信协议进行 交互，与其它模块之间使用主控模块提供的各种服务进行交互。在这种结构下， 可以对己有的采集程序进行简单的改造就可接入到计费系统中了。 2 2 话单采集的方式 交换机话单采集方法【l 】分为联机和脱机采集两种类型。联机采集是话单采集 的主要采集手段，通过相关协议读取计费原始数据文件，并将文件传送至计费清 算中心。联机采集又分为实时采集方式和定时采集式。下面分别介绍下这两种联 机采集方式。 实时采集方式：采集模块与数据源直接连接。系统不断查询是否有计费原始 数据生成，当发现有新计费原始数据时，系统读入计费原始数据，同时对计费源 端的计费原始数据文件设定已读取标志。对已读取的计费原始数据文件，系统通 过命令还可以再次读取。 定时采集方式：采集模块与数据源采用直联或网络连接。根据要求，定时到 数据源端探询，如发现有新计费原始数据文件。 对于不能联机采集的设备，可以进行脱机采集话单信息。脱机采集也有若干 种方式。脱机采集可支持磁带采集、磁盘采集、光盘采集、人工输入方式采集等 多种方式。系统可根据交换机接口开放情况和系统要求，可采用上述方式中的一 种或若干种采集方式的组合。 话单采集按结构可以分为集中采集和分散采集两种。 集中采集是指对全网交换机的采集实现在单点全部集中采集的方式。交换机 的原始话单数据直接通过传输网络传到省、市级计费中心，由采集中心的采集机 对全网的所有交换机进行采集。集中采集配置方便，但对线路的要求比较高。 分散采集是指对全网交换机的采集都以分散的方式进行，每台采集服务器负 责对一台交换机进行采集传输、分拣预处理等工作，将采集预处理后的话单传给 全网的计费中心。分散采集的安全性高，有利于本地维护，但不利于集中管理与 配置。 2 3 话单采集的功能和组成 话单采集模块是计费系统中获得计费原始数据的模块。 话单采集模块结构见下图2 1 。 5 北京邮电大学硕士研究生毕业论文电话交换机话单采集模块的研究与实现 图2 - 1 计费系统中话单采集模块的结构 模块中各功能的详细描述如下： 电话交换机的数据采集接口：联机采集是数据采集模块与数据源直接连接或 通过广域网连接。通过相关协议读取计费原始数据并将文件传送至计费中心的存 储介质中。脱机采集时从采集源本身提供的磁带或光盘介质上读取计费原始数据 文件。 数据采集协议是采集服务器与电话交换机之间通信的协议。数据采集模块应 支持以下协议：x 2 5 、t c p i p 、f t a m 、m t p 、f t p 、s n m p 、c m i p 等。 错误检查：检查采集上来的话单的文件格式、文件长度和其他一些基本参数 是否正确。 数据存放：把采集上来的原始话单和按照厂家的格式解析后的话单数据存入 数据库中。 异常采集文件处理：当检查到错误话单文件的时候，向话单监控模块发送该 话单的异常消息和记录该异常日志。 配置参数：配置话单采集的基本参数，包括话单采集的间隔、吐话步长和采 集方式等。 系统管理：配置和管理话单采集模块的基本信息，比如：数据库连接信息、 系统版本号等。 统计管理：统计话单采集的准确性、完整性和稳定性。 预处理模块：话单预处理是将数据源所产生的原始话单，转换成一次批价所 用的文件格式，提供给一次批价程序或结算系统作为输入数据。 6 北京邮电大学硕士研究生毕业论文电话交换机话单采集模块的研究与实现 2 4 话单采集的技术现状 现在有不少论文研究计费系统中话单采集模块可用性和准确性。他们从不同 的角度研究了话单采集模块，在实际的项目中实现了话单采集模块。已有系统重 点关注话单采集的可用性和准确性的研究，但是话单采集的准确性、完整性、稳 定性和实时监控还需要进一步研究。话单采集的实时监控是在后台程序采集话单 的同时实时地监控采集的异常情况和采集上来的满足某种条件的话单。实时监控 功能模块补充和完善话单采集模块。 参考文献 2 】研究了程控交换机计费系统设计中确保计费准确性的若干关键 环节。该文主要研究了以下几个环节来确保计费的准确性：( 1 ) 计费软件的通信 程序与前台处理程序速度的匹配问题；( 2 ) 交换机与计算机通信的速度衔接问题； ( 3 ) 禁止中断之后的漏发问题。 计费话单是宽带接入服务商的计费依据，即服务商用于向用户收取费用的凭 证。如果话单采集系统瘫痪，不能及时保存计费系统产生的话单，就会导致计费 话单丢失，从而产生漏计费。话单采集系统对可用性有着极为苛刻的要求。参考 文献 3 】中，对话单采集系统的可用性进行了研究。该论文通过对高可用性技术 的研究，设计一个比目前的h a ( h i g ha v a i l a b i l i t y ) 技术软件( 如w i n d o w s c l u s t e r 、s u nc l u s t e r 、r o s eh a 等) 更先进的双机管理软件，以达到更高的可用 性和灵活性；对话单采集进行研究分析，设计了一个遵照该论文提出的双机管理 软件构架的话单采集系统，使话单采集系统具有双机热备份的能力，从而确保话 单采集系统具有高可用性。 参考文献【4 】研究了高可信计费系统的若干关键技术。该文对湖南铁通计费 网络的高可用性作了规划设计；在计费网络中对病毒的传播找到了有效拦截方 法，而对于带有欺骗性的a r p ( a d d r e s sr e s o l u t i o np r o t o c 0 1 ) 病毒中段业务的情 况，通过在网关路由器、三层交换机上的有效控制，瓦解了a r p 病毒的攻击， 取得了良好的实用效果。在湖南铁通最终计费的h p u n i x 主机上独立开发的一 套程序，能查出计费原始话单从程控交换机或中兴前置机通过实时采集系统，传 送到各地市采集服务器，再上传到省计费中心计费主机的整个过程中，实时采集 话单的丢失情况。该套程序查找丢单话单的效率很高、速度很快，每月找出的实 时采集丢失话单数都在几十万条以上，不断产生着可观的经济效益，实现了实时 采集系统原始话单的无损计费。 参考文献 5 】设计和实现了一个基于u m l 的移动电话计费数据采集系统。该 文运用统一建模语言，对移动计费数据采集子系统的逻辑结构和物理实现进行了 介绍。首先，利用类图和顺序视图对系统中对象的静态结构和动态行为进行了详 北京邮电大学硕士研究生毕业论文 电话交换机话单采集模块的研究与实现 细分析，然后运用物理视图对系统中构件的实现结构作了介绍，最后给出了系统 实现的框架代码。 参考文献 6 】探讨了一种实时联机计费数据采集系统的实现方案。该文介绍 了实时联机的计费数据采集系统的架构、工作流程和特点以及对未来系统的展 望。该文中设计的实时联机计费数据采集系统采用集中式组网方式，将采集机与 汇集服务器集中放置在本地网中心机房，负责采集各个区域的话单数据，并集中 进行统一处理。 8 北京邮电大学硕士研究生毕业论文电话交换机话单采集模块的研究与实现 第三章话单采集准确性、完整性、稳定性和实时监控研究 通过上一章对目前计费系统中话单采集的现状分析，我们可以看到负责采集 交换机上话单数据的话单采集模块是计费系统的关键子模块。交换机上的话单数 据是计费的原始数据，是整个计费系统计算的依据，所以准确无误地采集交换机 话单具有非常重要的意义。本章研究话单采集的准确性、完整性、稳定性和实时 监控。 3 1 话单采集的准确性 3 1 1 话单采集准确性的概念 准确性【7 】【即是观测结果计算值或估计值与真值或被认为是真值之间的接近 程度。话单采集准确性是指从交换机中采集的话单中准确无误的话单所占的比 例。 话单采集的准确性( a c c u r a c y ) 可以定义为： a c cr a c v ：里丝丝丝堕一1 0 0 (式31u)a c cr a c v = = 一l 氐j -， 。 r i g h t c o u n t + w r o n g c o u n t 其中，r i g h t c o u n t 代表所有采集的话单中准确话单的数量。w r o n g c o u n t 表 示所有采集的话单中不准确话单的数量。 话单采集的准确性方面至关重要，针对每个文件、每条话单要精确计费，作 为计费维护部门，保证计费的准确是基本职责。 由于现有的大部分采集系统中，大部分是以源采集服务器上的文件名称为基 准，和采集系统已经采集过的文件进行比对，对以前没有采集过的文件进行采集。 这样的采集方式往往会在下面的两种情况下出现采集错误【9 】【1 0 1 。 ( 1 ) 采集系统进行采集话单时，源采集服务器上的话单文件还没有形成完 整。 ( 2 ) 采集系统采集完成后，源采集服务器上的话单文件可能又重新生成一 遍，并更新了文件内容。 3 1 2 提高话单采集准确性的方式 如何提高话单数据采集的准确性是课题的难点之一。电话交换机与话单采集 9 北京邮电大学硕士研究生毕业论文 电话交换机话单采集模块的研究与实现 服务器之间通过网络进行通信。网络本身并不可靠，也不能保证数据传输的实时 性。所以需要对交换机与话单采集服务之间的话单传输进行仔细设计，确保话单 准确可靠的传递。即使通过一定的技术手段保证了采集的准确性，但是出现错误 的情况仍然不可避免。所以核对话单采集的准确性是必要的。一旦发现了某个采 集上的话单有误，能够通过某种手段及时地监测出来。 在这上一小节中的两种情况下，采集系统对于采集话单的准确性就无法保 证。所以采集系统在话单采集的过程中保证采集准确性的基础上还要在采集完成 后，增加数据校验的环节，保证数据采集完成后，旧数据文件的内容变更不会对 采集系统产生影响。 总结起来，有如下的几种方式来提高话单采集的准确性： ( 1 ) 对于采集过程中可能出现不完整话单的情况，可以考虑在数据采集时 增加对于数据文件大小的检查，在进行采集时，定义一个时间间隔，在此时间间 隔内文件大小没有变化后再进行数据的采集。 ( 2 ) 采集的话单和由设备厂商提供的程序解析得出的话单进行对比。因为 设备厂商提供的程序经过了严格的测试，所以他们程序解析的话单具有很高的准 确性。根据对比话单的结果，以设备厂商解析的话单为标准，对实际系统中的话 单采集部分进行修改，调整采集程序，缩小差异。 北京邮电大学硕士研究生毕业论文电话交换机话单采集模块的研究与实现 采集的完整性是必要的。 为了实现采集原始话单无损计费，必须分析不同的交换机上的采集话单文件 的命名方式、特点，掌握这些文件特点后，便可以对采集上的话单文件进行分析， 根据话单规则，若判断出应该出现的话单没有在计费主机上出现，便能断定计费 话单有丢失。对采集交换机话单文件的丢失情况判断必须准确，最好能够精确定 位到某个交换机某一天具体丢失哪些编号的原始话单文件。这样才能快速地补采 丢失的话单，对遗漏的话单实施计费。在话单采集过程中，检查是否存在不明原 因的话单缺失情况，从而保证话单采集的完整性。 总结起来，可以从以下两方面来实现话单采集的完整性： ( 1 ) 采集文件编号连续性校验：首先分析各种电话交换机上的话单规范文 件命名规则，定义好编号连续性及循环周期。然后在每次采集之前，根据当前的 编号按规则计算出下一个文件编号，并且一个变量记录这个编号。最后，采集话 单的时候按该编号文件进行采集，当采集不到指定编号文件时产生告警，以保证 所有的话单文件完全被采集到计费系统，避免文件丢失等异常情况发生。 ( 2 ) 设置采集异常状况监控是保证话单采集完整性的重要辅助手段。实时 监控采集程序和交换机连接状态。这个功能主要由话单采集的实时监控模块来实 现。在采集话单的同时，实时地监控采集连接的异常，一旦发现某个交换机连接 断开，则马上派相关人员去解决这个问题。这样就能够保证话单采集的连续性， 不丢话单。通过这种辅助的手段来更好的及时发现话单采集中的异常，这样也进 一步保证话单采集的完整性。 上述两方面的完整性检查，能及时发现话单文件入口时的异常问题，保证了 话单采集的完整性。 3 3 话单采集的稳定性 3 3 1 话单采集稳定性的概念 稳定性】指系统在规定环境下和规定时间内，以一定的无故障运行的可能 性。话单采集稳定性是指系统可以长时间的可靠和稳定的运行，不会无故出现大 的瘫痪。话单采集要求具有很高的稳定性，因为系统一旦运行，如果出现瘫痪的 话，那么将不能够实时的采集该时间段内的话单，甚至有可能丢失话单。这样将 直接导致计费的不准确，造成无法弥补的损失。 一般来说，要保证一个系统的高稳定性，软硬件上需采取多种冗余措施。合 理地组成冗余系统后，系统的稳定性能够得到提高。比如说，冗余系统中的一台 主机系统如果出现故障，可以马上切换到另外一台主机系统，这样可以不问断业 北京邮电大学硕士研究生毕业论文电话交换机话单采集模块的研究与实现 务，保证数据完整，确保系统的稳定运行。 系统的稳定性使用m t i t ( m e a nt i m et of a i l u r e 平均无故障时间) 来度量。 话单采集模块的稳定性( s t a b i l i t y ) 定义为： s t a b i l i t v ： 丝! 婴 1 0 0 m t t f + m t t s ( 式3 3 ) m t t s ( m e a nt i m et os t o p 平均非计划性停机时间) ，即系统因为故障而停机 的平均时间，不包含计划性停机时间( 维护时间) 。假设系统的m t t s 为5 2 小时， 则系统达到了9 9 9 7 以上的可靠运行时间。 3 3 2 提高话单采集稳定性的技术 为了提高计算机系统的稳定性，人们进行了长期的研究，总结出了两种稳定 性技术【1 2 】【1 3 】【1 4 】：避错技术和容错技术。 避错技术试图构造出一个不包含故障的完美系统，其手段是采用精确的设计 和质量控制方法尽量避免把故障引入系统。事实上，要绝对做到这一点实际上是 不可能的，任何一个系统很难做到绝对不发生错误，对元器件的挑选的严格程度 又不可能无限的高。因此，避错技术对系统稳定性的提高有很大的限制。 容错技术是指当出现某些指定的硬件故障或软件故障时，系统仍能执行规定 的一组程序，或者说程序不会因为系统的故障而中止或被修改，并且执行结果也 不包含系统中故障引起的差错。这种稳定性技术不是完全建立在严格要求元器件 和生产工艺的质量上，而是建立在冗余的设计上，经实践证明，它对计算机稳定 性的提高是十分有效的，它的效果远远超过了避错技术。 容错技术的基本思想是冗余，即使用多余的、超过正常要求的系统资源( 硬 件、软件、数据、时间) 来实现高稳定性。也就是说采用增加多余资源的方法， 使之在出现故障的情况下，系统的功能仍不受影响。 软件容错技术是指开发容错软件的适宜环境和系统方法，其主要目的是提供 足够的冗余信息与算法程序，使系统在实际运行中能够及时发现程序错误，采取 补救措施，保证整个计算的正确运行。总之，冗余要消耗资源，因此在满足所需 稳定性的前提下，应尽量减少资源的消耗，在稳定性与资源消耗之间权衡利弊， 决定取舍。 实践证明，研究避错软件的实用价值不高，目前软件稳定性的提高主要还是 集中于研究软件的容错设计。 本文设计和实现的话单采集模块将采用容错技术来提高话单采集的稳定。在 话单采集模块中，使用多台采集服务器同时采集话单。多台采集服务器同时采集 不同交换机上的话单。这样采集话单就可以同时进行。由于每个服务器单独采集 北京邮电大学硕士研究生毕业论文电话交换机话单采集模块的研究与实现 某个或者某几个交换机上的话单，所以它们之间是独立的，不会相互影响。如果 某个服务器出现故障，还可以迅速的切换到其他的采集服务器上，保障整个系统 的高稳定性。这种方式通过增加系统的资源来提高系统的稳定性。 3 4 实时监控的概念 在话单采集过程中，增加对话单采集的实时监控是本论文的创新点。对话单 采集进行实时的监控可以及时发现采集的异常情况和观察话单中特殊的通话记 录，比如：黑名单用户的话单、超长话单和无主话单等。有了话单的实时监控， 就可以在采集的同时，实时地监控到想要观察的话单。对于管理者来说，就可以 非常清楚地监控和了解实时的通话信息。 计费系统中话单采集模块实时采集话单，采集到话单原始数据后实时记录备 份，保证话单数据不丢失，并实时传送给批价模块处理。计费系统应对复杂的资 费策略设置，实时计算资费结果；同时采用多线程的模式支持大批量话单数据处 理，大幅提高数据处理性能。以往计费系统中满足这些要求，但是其中的话单采 集模块只是单纯的实现交换机话单采集的功能。虽然可以对数据进行正确的处 理，但是不能够直观的看到需要观察的话单。有了话单的实时监控，就可以在采 集的同时，实时地监控到想要观察的话单。对出局和入局的电话都进行实时监控。 对于管理者来说，就可以非常清楚的实时的监控和了解一些重要的通话信息。 一般的计费系统可以做到让用户实时查看话费账单和通话记录。如果计费系 统中话单采集模块具有实时监控的功能，那么就可以设置各种规则，对指定的主 叫号码、被叫号码、超长通话、超额通话以及无主话单等进行实时监测。 话单采集的实时监控是在后台程序采集话单的同时实时地监控采集的异常 情况和采集上来的满足某种条件的话单，比如说：黑名单用户的话单、超长话单、 超额话单和无主话单。实时监控模块是对话单采集模块的补充和完善。话单采集 中的实时监控功能要满足可配置的需要。这样就可以灵活地配置想要监控的话 单，对各种条件的阈值也可以动态地配置。 话单采集的实时监控分为以下几种： ( 1 ) 采集异常情况的监控。这是指实时监控在采集过程中出现的异常情况 ( 如：和设备连接中断、话单编码错误、话单长度不对) 。 ( 2 ) 黑名单话单的实时监控。这是指实时监控主叫号码是黑名单列表中的 通话记录。 ( 3 ) 无主话单的实时监控。这是指实时监控没有主叫号码的通话记录。 ( 4 ) 超长话单的实时监控。这是指实时监控通话时间超过某个时间长度的 通话记录。 1 3 北京邮电大学硕士研究生毕业论文 电话交换机话单采集模块的研究与实现 ( 5 ) 超额话单的实时监控。这是指实时监控通话费用超过一定数量的通话 记录。 ( 6 ) 指定主叫和被叫号码的实时监控。这是指实时监控指定的某个主叫或 者被叫号码的通话记录。 3 5 实时监控的作用 上一小节对实时监控的基本概念进行了描述，这一小节将总结一下实时监控 的作用。总结起来，话单采集的实时监控的作用主要有以下两个方面。 3 5 1 监控采集异常情况 实时监控可以实时地监控话单采集的异常情况。如果在采集中出现某种异常 ( 如：交换机连接不通、话单格式和长度异常等) ，那么可以实时地观察到采集 的异常情况。这样对于系统的使用者和维护者来说，可以很直观地监控异常的情 况，更快的发现问题，从而保证了话单采集的稳定性。 当交换机出现连接不通的情况时，如果系统管理员没有及时的发现，那么这 将造成很大的丢话单率。这虽然可以通过其他的措施来重新采集丢失的话单，但 是对于话单采集的实时性来说就得不到保证。有了实时监控模块后，管理员就可 以及时地准确地定位交换机的连通信息。一旦发现了问题，可以及时地解决问题。 从而确保了话单采集的完整性。 当采集的话单出现格式不正确或者长度不对的时候，如果没有及时地发现， 那么采集该交换机的话单就会出现更多的不正确话单。实时监控模块就可以及时 地发现这类问题，然后让管理员采取相应的措施去解决问题。这样就提高了话单 采集的准确性。所以，实时监控是提高话单采集准确性的重要辅助手段。 3 5 2 监控出局和入局话单 实时监控模块可以实时地监控满足某个条件的出局和入局的话单。通话记录 分为出局和入局两种通话。这两种类型都可以被实时地监控。该功能模块可以实 时监控如3 4 小结所总结的黑名单、无主话单、超长话单、超额话单、指定主叫 等话单。 实时监控模块可以给管理人员提供他想要监控的话单，就如黑名单话单、无 主话单、超长话单、超额话单。这些监控的条件的阈值可以灵活的动态配置。这 样就给管理人员有提供了很大的方便性和灵活性。比如，超长话单的通话时长可 以动态设置，超额话单的超额费用可以动态配置。 1 4 北京邮电大学硕士研究生毕业论文电话交换机话单采集模块的研究与实现 另外，监控功能中包括监控某个主叫或者被叫的通话记录。对于主叫号码和 被叫号码可以动态的指定。这主要是为了监控特定某个出局通话或者特定某个入 局电话。 北京邮电大学硕士研究生毕业论文电话交换机话单采集模块的研究与实现 第四章话单采集模块的设计与实现 通过前两章的讨论分析，己经从理论上对本文提出的计费系统的