（电气工程专业论文）ip网络计费系统的研究开发.pdf

a b s t r a c t t i t l e ：r e s e a r c h & d e v e l o p m e n to fi pn e t w o r kb i l l i n g m a j o r ：e l e c t r i ce n g i n e e r i n g t e a c h e r ：z h a n gj i n g ( s i g n ) a u t h o r ：g u om i n ( s i g n ) a b s t r a c t t h ea r t i c l ei sa b o u tb i l l i n go fi pn e t w o r k ，e s p e c i a l l yo i lt h ea s p e c t so f t h e o r ya n ds t r u c t u r e i th a sr e s e a r c h e dt h er e a l 时o fi pb i l l i n g ，i n c l u d et h r e e t i e r sw e bs t r u c t u r e ，c m mo fs e i ，o o bt e c h n o l o g y , r a d i u sp r o t o c o l ， n e t f i o wa n dt h et e c h n o l o g yo f i n t e g r a t i o n b a s e do nt h es t u d yo ft h e o r i e s ，t h ea u t h o rh a dd e v e l o p e dav j i pb i l l i n g a n dm a n a g e m e ms y s t e m t h er e s u l tp r o d u c ti si nu s et o d a y t h a t s y s t e m s u p p o r tp r e p a i dc a r do fv o l pa n dd i r e c t d i a lt oi pw i t hl o c a lt e l e p h o n e t h e s y s t e ma l s oh a sr i c hk i n d so fr a t ep o l i c ya n dm a n ym a n a g e m e n ts u bs y s t e m s o no p e r a t i o ns u p p o r t t h ei n f r a s t r u c t u r eo fs y s t e mb a s e do nt h et i e r sb s s t r u c t u r e t h eo o bi su s e di nt h ed e s i g na n dw eu s ec o r b a t e c h n o l o g yi n t h ep r o g r a m i nt h ep r o c e d u r eo fd e v e l o p m e n t ，w ef o l l o w e dt h er u l eo fc m m 2 t h e s y s t c mh a sm a n yt a l e n td e s i g n so nt h ep l a t f o r ma r c h i t e c t u r ea n de x p a n s i o n k e yw o r d s 垦迎坠g a u t h e n t i c a t i o n i pn e t w o r k 基q ! sq 噬堕t h r e et i e r s s t r u c t u r e g 垣咝 r o t ee n 血e 序言 第1 章序言 1 1 论文的背景和意义 近年来宽带网络飞速发展，c a b l em o d e m 、x d s l 、b i s d n 、3 d d s 、 f t t h 、l m d s 等宽带技术层出不穷。各国纷纷把宽带网络技术作为i t 产 业发展的战略制高点，投入了大量的人力与资金进行研发，这使得全球范 围内的宽带网技术发展高潮迭起，竞争日益激烈。 对于大多数宽带网络服务提供商来说，计费是通向赢利的第一道门 槛，科学的管理则是保持良性发展的保障。 传统的计费方式是按上网时间计费。许多网络服务商已经建立了自己 的宽带网络体系，并开始对外提供服务。由于各种原因，大部分都在使用 一种最简单的方式一包月制计费。申请了服务的客户必须按月缴纳定额费 用，以维持正常使用。当今世界上接近三分之二的a s p 以类似包月的方 式收取服务费。 目前常见计费系统的计费方式包括以下几种： 包月制一每用户在某个应用上每月付固定费用。 按时间计费计费的单位可以是以用户使用分钟数计算。 按交易计费根据用户使用服务的交易次数计费。 按流量计费一根据用户使用的网络流量进行计费。 按服务质量计费根据给用户提供的服务的q o s 计算费用。 固定费用加浮动费用方式。 网络提供商提供的服务主要有：i n t e m e t 接入、基于w e b 的应用服务、 v o i p 服务、主机托管、v p n n p d n 、电子商务应用、视频，音频会议系统 一1 西安理工大学硕士学位论文 等。而前述包月制等计费方式很难适应这多种多样的应用服务，导致了计 费技术的不断发展。不管是c i s c o 、e x t r e m e 、r e d b a c k 、c a b l e t r o n 还是国 内的华为、中兴、大唐电信等，都在积极地研究新的技术。从网络管理的 角度、从用户认证的角度、从流量角度和从内容角度，网络设备的制造商 们都为计费提供了很多方式。因此，深入研究宽带计费具有重要的理论和 实际意义。 1 。2 本文研究的主要工作 本文深入研究了网络计费技术的原理和实现技术，探索了网络计费系 统的体系结构与实现技术，包括基于w e b 的信息系统三层体系结构、软 件开发标准一c m m 、面向对象技术、综合应用数据库技术等。 在理论研究的基础上，作者结合企业实际需求开发了i p 电话计费和 综合管理系统，并投入实际运行。该系统包括对i p 电话卡的支持，固定 电话直拨i p 电话的支持，以及费率、账单等运营需要的业务的管理。 系统概述 第2 章系统概述 一个完整网络计费系统应当包含业务管理的一系列基本功能。通过计 费系统运营商可以进行日常的业务操作，对用户进行管理，以察看业务情 况等等。所以，整个计费系统是多个业务的综合管理系统。 2 1 系统方案 = 仝塞墼的盐蕴丕筮盂要塞盛丝王盈能； 用户网络接入支持 用户使用数据获取 费用的计算 运营基本业务支持 丕统廛县圣垫王的挂壶； 高度可配置 通过图形化界面配置系统，使之能够适应服务模式的改变，而不必修 改系统的代码。 容易扩展 结构和功能设计上便于扩展，包括可以扩大缩小规模，功能上可以 轻易添加，删除，地域上可以分甜汇聚。 快速适应市场 在最短的时间内可以迅速实施修改和组织以适应市场的需要，包括基 本应用和最新的服务需求。并能够协助进行各种市场推广方式。 降低拥有成本 支持多种平台，通过配置和扩展功能，适应多种应用场合的需求。减 一 西安理工大学硕士学位论文 少系统维护和实施的成本。 易于融合 系统的设计遵循规范，易于支持多种网络环境，并能和第三方的软件 配合使用，减少客户化的时间和成本。 实时数据访问 实时监控网络，动态处理用户，实时计费功能。 本系统参考了传统电信本地嘲计费系统的设计，同时借鉴了国内外著 名计费厂商的案例，结合i p 网络方面的知识，对计费系统的功能进行分 析：同时借助面向对象的设计方法，通过流行的先进软件技术对系统进行 设讨。 2 2 系统结构 系统的设计遵循模块化的原则，多个功能模块协同工作。 2 2 。1 总体结构 一d 一 系统概述 图1计费系统模块结构示意图 系统是多个模块组织起来的，模块之间通过接口进行通信，这样可以 防止模块之间的相互影响。 2 2 2 工作流程描述 典型计费系统的业务流程如下： 1 用户在运营商的服务网点进行登计，计录用户的信息和 申请的服务信息。 2 运营裔给用户开通服务。 3 用户使用网络服务。 4 计费系统对用户的使用情况进行计费。 5 运营商向用户发出账单。 6 用户通过柜台交费或其他支付手段进行付费。 计费系统的数据采集和处理流程如下： 1 用户使用网络服务。 2 计费系统采集用户使用服务的信息并存储到数据库中。 3 计费系统定时进行数据的处理。计算出用户的费用。 4 用户的费用信息被送到账务系统，生成账单。 5 用户的使用信息被送到统计分析系统生成图表。 2 3 子系统描述 2 3 1 资费管理 计费的依据是采集到的计费数据，而计费的动作，需要资费策略进行 指导。在这个领域内，我们关心的要素包括费率、折扣和时效性，计费系 统用于实现此功能的模块叫做计费引擎。 费率是用户使用服务基本单位应当支付的费用。费率应当包括费率的 类型，计费类型，费率的计费单位，费率，附加费等。 以口电话的计费费率为例： 5 西安理工大学硕士学位论文 费率的类型可以设为根据主叫电话计费，也可以根据i p 电话卡的账 号计费。 计费的类型可以设为根据主叫和被叫电话号码，不同的电话号码代表 不同的距离。 计费的单位是以时间核算，可以设为6 0 秒一个计费单位。 费率设为o 3 元每分钟，附加费为o 。 折扣是电信和网络运营中主要的市场推广手段之一，通过有条件的折 扣活动，能够扩大服务的范围，增加用户的数量，巩固市场地位，提高用 户的忠诚度。 计费折扣包括多种方式： 按照时间段优惠 在使用量比较小的时间段进行优惠，比如在午夜之后到早晨使用 i n t c r n e t 的费用优惠。 按照节假日优惠 在休息日或者节日对使用网络服务的用户进行一定的折扣。比如，在 星期日使用服务的打折优惠。 按照使用量优惠 有的用户使用的服务较多，有的较少；为了鼓励用户多使用，可以针 对用户的使用量进行优惠，如对于i p 电话的消费用户，如果每月超过1 0 0 0 分钟，则超过的部分优惠算费。 按照用户信息优惠 有时，要根据用户的特殊信息进行优惠。如可以设置对军人用户优惠， 可以对教师用户优惠。通过对特殊的用户组的优惠，可以对具有某一特征 的用户群进行优惠。 系统概述 通过脚本生成工具，使用s c r i p t 语言编程可以实现各种资费策略的逻 辑流程。资费脚本可以被管理和指定。当需要计算费用的时候，只需要将 事先指定好的策略交给计费引擎，就可以执行各种策略。通过这种方法， 对于各种方式的资费，都有了灵活统一的解决方案。 2 _ 3 2 产品管理 在网络服务运营商的眼睛里，他们出售的服务就是产品。所以，使用 产品的概念对各种网络服务进行描述。 可以定义电话拨号上网服务为一个产品，v o d 服务是一个产品， a d s l 接入i n t e m e t 是一个产品，等等，而且可以把a d s l 接入i n t e m e t 和e m a i l 服务两个产品作为一个产品包。产品管理就是对这些产品的定义、 打包和管理的功能模块。 在产品管理中，可以定义多个产品和产品打包，这些产品可以被用户 选择，可以删除修改产品的定义。对于不同的产品或产品包，服务商指定 一个价格策略。由于有了计费引擎的帮助。这个过程变得非常简单。 2 3 3 设备管理 本系统支持对用户使用的网络设备端口进行管理，服务管理同时也包 括设各线路管理的功能。其中包括设备描述，设备名称，设备编号，端口 数量，地理位置等信息。支持对设备信息的查询、增加、删除、修改。在 改变设备信息的同时，可以修改相关的用户信息，避免出现不一致的现象。 2 3 4 用户管理 用户是网络服务的对象，也是运营商的最宝贵资源，用户管理是其他 各种业务的基础。 用户是网络服务的对象个体，用户信息包括其自身的特征信息和业务 西安理工大学硕士学位论文 信息两个部分。用户自身的特征信息主要包括用户的性别、年龄、职业、 地址等，这些信息可以用来统计用户，对用户进行分类等。用户的业务信 息包括用户的账户和用户定购的产品。每一个用户可以拥有多个账户，账 户是运营商用来计录用户服务使用费用和帐务往来的情况的。用户可以定 购服务产品，用户定购的服务产品必需对应账户，用户对产品的付费通过 这个账户进行。由于在产品定义中已经制订价格策略，所以，用户不必和 价格策略产生直接关联。 用户1 账户i产品1 ，0 产品2 用户2、账户2 r 用户3 账户3i产品3 用户4 账户4 、产品4 用户群的划分对于服务是至为关键的。 通过划分用户群，可以相同特征的用户独立看待，制定具有针对性和 富有竞争力的产品。可以将改善服务，提高服务的吸引力。 另外，管理员逐个定义每个客户的属性，工作量将是不可想象的。通 过用户群体的划分，使管理员负担大大降低可以针对客户群体进行批量 处理。 用户管理的功能包括： 用户注册 对用户信息进行采集，包括用户基本信息、账户信息和业务信息。 客户服务 根据用户名字、账号或业务信息对用户的基本信息进行查询、增加、 系统概述 修改、删除。比如用户的地址变化后进行的修改。 账户服务 根据用户名字、账号或业务信息对账号信息进行查询、增加、修改、 删除。比如需要查询某账户的余额。 业务管理 根据用户名字、账号或业务信息对业务信息进行查询、增加、修改、 删除。 2 3 5 账务管理 系统可以灵活设置用户的出账日期，可以将出账日期设置到用户组一 级。不同用户组的用户可以在不同的时间出账。 账务结算是账务管理的核心功能。在指定的出账日期，系统对用户使 用网络服务的详细计录进行分拣和结算，从而统计出每一个用户应当支付 的帐务。 账务结算结合每一个账号对应的多种服务，计算出每种服务的帐务信 息，某个账户的总账务信息，并单独保存汇总数据，以便进行备份保留。 用户账单可采用打印的票据形式，也可以使用电子邮件方式法送给有 需要的用户。 2 3 6 营业管理 营业管理是支持运营营业的外部接口。 服务登计管理：主要是进行对用户的申请注册，开通服务等进行数据 的采集。 收费管理：当用户来到营业地点缴纳费用，收费管理负责收取用户的 费用并产生收据或发票。收费管理还能够计录用户交费的金额时间等情 况。 9 西安理工大学硕士学位论文 查询账单：用户需要查询详细账单的时候，需要给用户打印详细的清 单。查询账单的功能可陛根据用户输入的名称、账号等信息把相关的详细 使用计录打印出来。 2 3 7 信用管理 不同的用户，使用服务的多少是不同的，交费的情况也是不同的。这 样，就有了信用的概念。 信用在计费系统里体现可以透支的额度。系统支持预付费的业务，用 户可以先缴纳费用再使用服务。如果用户有可以衡量的信用度，用户就可 以先接受服务，后交费，而且，不同的信用程度，可以透支的额度也是不 相同的。 信用管理关注用户使用服务的数量和缴纳费用的信息，从而决定用户 的信用程度。 信用管理可以设置信用计算中的各项数值，并且可以动态的监狈4 用户 的行为，包括实时计费过程中的透支现象，从而形成动态的信用值。 2 3 8 查询统计 统计是对业务的总结和分析。在计费系统中，统计的模式多种多样， 针对不同的业务，不同的统计需求，查询统计系统需要提供灵活的统计形 式和可靠的统计结果。 查询统计的信息须能够通过表格或者图形的形式体现。系统可以为各 种查询和统计条件实现二维表格，同时提供线圈、饼图和直方图等图形化 的显示，而全部的操作通过浏览器实现。 在线用户数量统计：各节点在线用户数量，在线用户总数，各节点用 户数量占在线用户的比例。 客户数量分类统计：各种客户组用户的数量，各种服务对应用户数量， 一】n 系统概述 不同节点用户数量和用户分类数量。 业务量统计：统计在一定时间段内：用户上网次数和时长，用户上网 次数和时长随时间的变化： 统计在一定时间段内：不同类别用户上网次数和时长，各类别用户上 网次数时长的比例，及不同类别用户上网情况随时间的变化； 计在一定时间段内：用户使用服务的次数，不同类别的服务被使用的 次数，用户访问信服务情况随时间的变化。 计在一定时间段内：用户使用服务的流量信息，不同类别的用户使用 服务的流量和随时间的变化情况。 业务收入统计：统计在一定时间段内：不同类别的业务收入及其比例， 分类业务收入随时问的变化，以及客户缴费情况统计。 运用上述统计功能，信息运营者可了解用户上网情况，帮助运营者分 析、决策，改善信息网信息提供状况和网络运营状况，提供更好的服务， 取得更好的效益。 2 3 9 白助服务 用户可通过浏览器在专用w e b 页面上进行自助管理和查询。为保证 安全性，用户需要通过账号和密码的验证，验证过程中保证用户身份的一 致性。 用户可进行的操作有： 余额查询 密码修改 续款卡转帐 上网计录查询 一1 1 西安理工大学硕士学位论文 2 3 1 0 系统管理 系统管理主要包括系统的安全管理、使用系统的人员管理、日志管理。 由于系统是基于w e b 方式的，可以从各个地方进行系统的操作和管 理，所以，以安全手段限制用户的访问权限实非常重要的。系统管理功能 通过对每一个关键功能分配多种权限级别给操作人员，从而达到进行多层 安全管理的功能。 权限管理 权限管理可以分为多种权限级别。 普通 只能对系统中的常见页面进行浏览，无法执行任何功能。 i l l 查询之前验证 对查询功能的页面，提示输入账号密码进行验证，通过后才可以查询。 防止当操作人员可能在不安全的公共环境下操作时，有可能在操作过程中 离开而被其他人使用。 可以查询 可以任意查询页面，不必经过验证，只需在进入系统时进行验证即可。 修改之前询问密码 对有修改数据功能的页面，提示输入账号密码进行验证，通过后才可 以进入。防止当操作人员可能在不安全的公共环境下操作时，有可能在操 作过程中离开而被其他人使用。 可以修改 可以自由修改数据，不必经过验证。这是最高的权限。 功能定义 对于系统中的重要功能，定义成相应代码。比如用户注册功能，用户 】2 一 系统概述 付费功能，用户信息修改，用户账户查询等等。 人员权限管理 针对不同的关键功能，给不同的人员赋予权限。 人员的权限管理是一个三元组，其中包括人员的i d ，关键功能代码 和权限。 通过这种形式，系统提供了到功能一级的安全机制。 日志管理 在所有的系统操作执行时，系统都会将操作行为计录日志，以便在出 现意外时检查。 2 4 业务能力 通过各种功能，系统可以实现多种形式的计费功能，并且可以通过简 单的设置和定义协助市场推广。 2 4 1 业务流程 整个系统的核心操作主要由几个重要部分组成： 服务数据的采集 数据的处理 信息的显示 信息的管理 整个管理流程可以用下面的图示表示： 一1 3 西安理工大学硕士学位论文 数据采集 刍：搴 篆 二阜 蒋强， 仃赞 2 4 2 市场推广 这里所说的市场推广，主要是指通过多种方式的服务和优惠策略协助 市场的推广。 一1 4 系统概述 在资费策略中，所有的价格和折扣策略通过脚本定义的方式体现，当 需要实现计算的场合，使用计费引擎，避免了复杂的业务相关的参数，同 时能够在很短的时间内开发出新的市场策略并通过资费策略管理实现。 根据上网时间段和优惠时间段进行交叉计算的功能为：客户无论什么 时间上网，或者下网。在进行费用计算时，将其在优惠期间上网的时间段 按照优惠费率来进行费用计算。对于交叉优惠的情况系统可以有两种处 理方法。一种方式是采用当时优惠程度最高的优惠策略，另一种是采用重 叠优惠。 2 5 系统配置 2 5 1 操作系统环境 。 计费软件主要分为前台和后台两个部分。 后台软件运行在u n i x 平台或者l 1 n u x 平台之上，属于实时系统的 部分。现在支持的操作系统包括m 的a i x 、s u n 的s o l a r i s 、l i n u x 。 前台部分是管理业务部分，现在支持的平台主要包括w i n d o w sn t 、 a i x 、l i n u x 和s o l a r i s 。 2 5 2 系统需要的硬件配置和软件配置 系统的软件配置主要是： i - r r r p 服务器： 能够运行h 1 v r p 服务即可，可选用a p a c h e 或i b mh t t p s e r v e r 等。 1 5 西安理工大学硕士学位论文 1 6 一 应用服务器： 需要支持运行j s p 程序，可选用r e s i n 、t o m c a t 或 w e b s p h e r e 等。 数据库： 支持d b 2 和o r a c l e 两种服务器。 报表服务器： 推荐使用水晶报表。 运行环境： j a 、a 运行环境，比如j d k 等。 系统需要的硬件主要是： h t t p 服务器和应用服务器： w e b 服务器的负担不大，可以采用比较低档的服务器， 比如低档工作站或p c 服务器。 应用服务器在进行查询业务的时候负担较大，所以建议 采用性能较高的服务器，比如在选用c p u 和内存的时候，选 用较高配置。一般w e b 服务器和应用服务器是放在一起的， 所以可以选择高配置服务器。 认证服务器： 认证服务器是整个计费系统的核心，认证系统可靠安全 系统概述 的运行是计费系统运行的基本。所以，需要选用可靠的u n i x 平台和性能较高的服务器。 数据库服务器： 数据库服务器和认证系统同样重要，需要选择稳定高效 的服务器。 报表服务器： 报表服务器用于产生报表，采用普通的p c 服务器就能 够胜任。 1 7 拨号系统 第3 章拨号系统 拨号是网络接入的重要方式，最早的公共网络就是通过拨号进行。本 章着重研究了多种拨号网络相关的计费技术。 3 ，1 协议介绍 传统的远程接入方式是拨号方式。用户通过电话拨号，并输入账号密 码进行验证，通过验证后可以使用网络。宽带网络接入，如a d s l 、有线 电视和以太网接入方式都是网络连接方式。通常的网络连接无法进行用户 的验证，所以一种叫做p p p o e 的技术出现了。p p p o e 是一种基于以太网 的拨号方式。通过在口数据包之上封装了一个p p p 协议实现虚拟的拨号。 从而解决了认证的问题。 拨号系统的核心是认证服务器，最常见的认证服务协议就是r a d i u s 协议。 r a d i u s ( r e m o t e a u t h e m i c a t i o nd i a li nu s e rs e r v i c e ) 是l u c e n t 实验 室开发的基于c l i e n t s e r v e r 的拨号安全认证协议标准，它通过授权认证来 提供安全服务。r a d i u s 服务器把用户的认证信息集中在一台服务器管 理，支持r a d i u s 协议的客户端。同时r a d i u s 服务器也可对每个用户 进行安全和计费管理。 r a d i u s 服务器提供三个基本的功能是：a u t h e n t i c a t i o n ( 认证) ， a u t h o r i z a t i o n ( 授权) ，a c c o u n t i n g ( 计帐) 。 a u t h e n t i c a t i o n ( 认证) r a d i u s 决定哪些用户符合条件接受服务。合法用户的认证信息存储 在本地的一个用户表文件、本地的数据库或采用外部认证机制，如u n l x 1 8 西安理工大学硕士学位论文 的用户口令文件中。客户端把用户要求认证的信息，如用户名和口令，发 送一个a c c e s s r e q u e s t 的请求，服务器检查用户表文件决定是否合法用户， 如是，发送a c 耽s s a c c e p t 消息给客户端，认证合格，同时发送授权信息： 如不是，发送a c c c s s 幔i e c t 消息给客户端，拒绝这次认证。 a u t h o r i z a t i o n ( 授权) 用户在认证确认的同时，也得到服务器所给的授权信息，决定用户可 以得到哪些服务。 a c c o i m 删g ( 计帐) r a d i u s 服务器对得到授权的用户开始计帐，直到用户关闭连接。 r a d i u s 服务器基本工作原理就是：客户端把拨号用户的认证信息以 加密的方式送到服务器，在认证通过以后，获得相应的授权信息，登陆上 网络服务器同时对用户计帐。 r a d i u s 认证系统由四个主要元素构成： 奎皇：客户拨号接入网络前，系统需要对其身份进行认证。客户名称 以e m a i l 地址形式( u s e m a m e r e a l mn a m e ) 表示客户名及开户地域名， 认证系统能够从客户名称取得客户开户地信息。 垒坠s ( 接厶腿釜墨2 ：客户拨叫特服号后就接入n a s ，n a s 负责提示 客户输入客户名和密码，向指定的r a d i u ss e r v e r 发出认证请求，得到认证 结果并对客户授权。 r a d i u s s e r v e r ：负责接受n a s 和其他r a d i u ss e r v e r 的认证请求，实 现认证或转发认证请求。r a d i u ss e r v e r 之间相互连接，可以实现漫游认证。 在庄熬塑庄：存放客户属性信息( 含客户权限) ，r a d i u ss e r v e r 认证 需从客户数据库中提取客户信息。 一1 9 。 拨号系统 r a d i u s 协议只规定了系统的框架，以及n a s r a d i u s 、 r a d i u s r a d i u s 之间的通信格式，其他部分可以由软件开发商自行设 计，例如：n a s 指定哪台r a d i u ss e r v e r 为认证服务器、r a d i u ss e r v e r 到 哪个客户数据库查询客户信息，r a d i u s 协议都没有规定。因此利用 r a d i u s 可以构建不同的业务模型，以适合不同的应用要求，下一节详细 描述集中不同的业务模型和它们的比较。 3 。2 工作流程 不同的业务模型，认证授权流程都不完全相同，为了分析业务流程 方便，首先说明一下r a d i u s 认证，授权： 本地认证授权流程 1 2 0 一 磊忑r 5 筇三i l r r k 6 一、鍪塑壁j 47 广靠蔷 12 38 l l 上l 拨号用户 图2 本地认证授权流程 1 、客户拨叫特服号( 拨号接八) 接入n a s 2 、n a s 提示客户输入客户名和密码 3 、客户输入客户名和密码 4 、n a s 将客户名称和密码传向r a d i u s 请求认证 5 、r a d i u s 以客户名称为索引，到客户数据库中查询客户信 息 6 、客户数据库核实客户密码，返回客户信息( 含权限) 西安理工大学硕士学位论文 7 、r a d i u s 根据权限信息为客户授权 8 、n a s 为客户建立连接，并根据授权信息限制客户访问 漫游认证，授权流程 零；雹 58 t 巫圈 49 为 1 231 0 图3 漫游认证，j 受权流程 1 、客户拨叫特服号( 拨号接入) 接入n a s 2 、n a s 提示客户输入客户名和密码 3 、客户输入客户名和密码 一 4 、n a s 将客户名称和密码传向本地鼬d i u s 请求认证 5 、本地m 山i u s 根据客户名的属地域名，到客户属地r a d i u s 请求认证 6 、客户属地r a d i u s 到客户数据库中查询客户信息 7 、客户数据库核实客户密码，返回客户信息( 含权限) 8 、属地m d i u s 将客户信息返回客户入网处的r a d i u s 9 、r a d i u s 根据权限信息为客户授权 1 0 、n a s 建立客户连接，并根据授权信息限制客户访问 3 3 系统应用 上文提到，r a d i u s 认证系统有四个主要元素：客户、n a s 、r a d i u s 、 客户数据库。在不同的业务模型中，四个主要元素的基本功能不变，只是 2 1 拨号系统 相互的连接不同。因此以下分析的流程都与上述标准流程类似。 3 3 1 本地认证，授权流程 含义：指客户无漫游( 在其开户节点登录上网) 时，系统对客户身份 的验证。例如：客户在广州开户，在广州上网。 r 两函瓦 5 | t o m c a t 应用服务器 应用服务层 3 3 面向对象的设计 第6 章面向对象的设计 在计费系统的设计中，使用了面向对象设计方法，用到了面向对象的 分布式组件技术c o r b a 和u m l 建模语言。 6 1c o r b a 技术简介 c o r b a ( c o m m o no b j e c tr e q u e s tb r o k e ra r c h i t e c t u r e ，公用对象请求 代理体系结构) 是o b j e c tm a n a g e m e n tg r o u p ( o m g l 协会开发的标准分 布式对象体系结构。自1 9 8 9 年以来，o m g 的任务就是为开放式软件总 线或对象请求代理( o b j e c tr e q u e s tb r o k e r ，o r b ) 提供体系结构规范。 以此为基础，不同厂商编写的对象组件可跨过网络和操作系统实现互操 作。该标准允许c o r b a 对象相互调用，而无需知道所访问对象的位置 或实现被请求对象所用的语言。o m g 指定的接口定义语言( i n t e r f a c e d e f i n i t i o nl a n g u a g e ，i d l ) 用于为c o r b a 对象定义接口。 c o r b a 对象与典型编程语言对象的不同之处在于： c o r b a 对象可在网络上任何位置定位。 c o r b a 对象可与其它平台上的对象实现互操作。 c o r b a 对象可用任何编程语言编写，只要存在从o m gi d l 到 该语言的映射。 下图展示从客户机传送到服务器c o r b a 对象实现的方法请求。客 户机是调用c o r b a 对象上某方法的任意代码( 其本身也可能是 c o r b a 对象) 。s e r v a n t 是对象实现的实例实现该c o r b a 对象的实 际代码和数据。 3 4 西安理工大学硕士学位论文 d ，止l i 一嘣 m p o i o u i = m e t l dn 口u 匹t 图1 0c o r b a 结构 c o r b a 对象的客户机具有对该对象的对象引用，并用该对象引用来 发出方法请求。如果该服务器对象是远程对象，则对象引用将指向s t u b 函数，该函数则使用o r b 机制向服务器对象传送调用。s t u b 代码使用 o r b 来标识运行该服务器对象的计算机，并且向该计算机的o r b 请求 与该对象服务器连接。s t u b 代码取得该连接时，会将对象引用和参数发 送到链接目标对象实现的s k e l e t o n 代码。s k e l e t o n 代码将该调用和参数 变换为所需的、与实现有关的格式，然后调用该对象。任何结果或异常都 会沿同一路径返回。 客户机不知c o r b a 对象的位置、实现详情及用来访问该对象的 o r b 。不同的o r b 通过由o m g 指定的i n t e m e ti n t e r o r b 协议( i i o p ) 通讯。 6 2u m l 简介 统一建模语言u m l 是通用、统一、图形模型的面向对象开发语言， 是近代软件工程环境中对象分析和设计的重要工具。它是建立在现代抽象 模型理论上的表示法体系结构。用u m l 提供的视见元素构件可以设计、 表达出复杂的面向对象软件的体系结构。 一3 5 面向对象的设计 u m l 为对象的结构模型和行为模型定义了语义。结构模型( 静态模型) 强调在一个系统中对象的结构，包括它们的类、接口、属性、和关系。行 为模型( 动态模型) 强调系统中对象的行为，包括它们的方法、交互作用、协 作性和状态历史。u m l 为所有模型表示法提供了完整的语义。 u m l 提出的开发过程是使用情况驱动、体系结构中心和过程迭代。 系统的开发由使用情况驱动，将需求化为使用情况。反复选择实现最重要 的使用情况，将使用情况的职责( r e s p o n s i b i l i t i e s ) 分配到类( c l a s s e s ) 上_ 。用使 用情况测试可执行系统。将使用情况和工作步骤一起考虑。以体系结构为 中心，来处理全局问题。系统分解为子系统，各子系统之间有共享机制和相 应的连接性，并有各自的独立灵活性。体系结构来自于顶层使用情况和内 部结构( 根据以往经验，型式) 。体系结构必须在内部结构与功能性问作权 衡。将开发工作分成较小的迭代序列：每次迭代都增加功能；每次迭代都减 少风险尽早地注意风险在技术上的成因；每次迭代都落实到可执行系统 可清晰地度量进展情况，从用户每次都取得反馈、开发者突出频繁的同步化 每次迭代时要将工作分解为详细的功能表，向前看一次迭代。 6 3 系统应用 系统的设计前期，采用u m l 作为分析的工具。主要使用u m l 中的 u s ec a s e 分析系统的需求。 前面讲过，在系统的设计中，采用了三层结构。在系统业务逻辑的实 现中，采用c o r b a ，各个独立的功能被设计成服务对象，通过j s p 程序 进行调用。 3 6 项目管理 第7 章项目管理 软件开发是一种高技术工作需要许多人协同工作，任务的协调和产 品的质量控制是非常重要的。使用先进的软件项目管理的理论和方法对软 件的开发进行管理是当今软件行业的共识。在i p 计费的项目开发中，我 们引进了c m m 2 的规范方式，建立了相应的管理体系，实行规范化的管 理和控制。 7 1 开发活动 图”软件开发的生命周期阶段主要活动及相关文档资料 阶段主要括动 人员输入输出蟪 需求定义明确软件需求项目经理客户提供的文件或资料需求及功能定义( r f d 0 对各类需求进行功能，面向对象的分 需求分析析，项目经理需求及功能定义( r f d )需求分析报告 r a r ) 确定需求定义中未决定的问题系统分析员 软件项目开发计划矗s d 9 系统测试计划( s t p ) 概要设计 定义软件系统结构系统分析员需求分析报告( r a r )概要设计报告( p d r ) 瞻定软件子系统i o 接口处理模 式项目经理 更新s p d p 详细设计 细化系统结掏设计项目经理概要设计报告( p d r )详细分析文档( d d d ) 系统分析员数据库设计文档( d b d d ) 子程序，模块的处理流程和接口更新s p d p s t p 系统实现编码，单元测试，集成 项目经理 详细分析文档( d d d )代码和支持文件( c o d e , s f s ) 可重用代码 软件工埕师用户手册( u g ) 更新s 肼怖 系统测试 功睦嗣试，合法性鬻试涌试工程师 系统测试计划( s t p ) 系统澍试报告( s t r ) 试运行敦件工程师更新u g j c 叫c 软件开发软件产品 完成 用户手册 系统安装丑维护手册 3 7 西安理工大学硕士学位论文 7 2 软件开发标准一c m m c m m ( c a p a b i l i t ym a t u r i t ym o d e l ) 是卡内基一梅隆大学( c a r n e g i e m e l l o nu n i v e r s i t y ) 软件工程研究所( s o f t w a r ee n g i n e e r i n gi n s t i t u t e ) 提出 的软件开发标准。它着眼于软件开发的过程，目的是将成熟完整的过程与 不成熟或特设的过程区分开来。在个具有成熟过程的机构里，一个项目 通过遵循各种由机构建立起来的过程来执行。这样，项目的成功较少依靠 于个人的能力，而更多地受到过程的控制。这种过程越成熟，项目就控制 得越好，结果也更容易预测，软件产品的质量就更能得到保证。 走向更成熟的途径中有一些准确定义的台阶，c m m 称之为成熟等级。 共有5 个成熟度等级，分别是： 初始级( i n i t i a l 、 可重复级( r e p e a t a b l e l 定义级( d e f i n e d l 管理级( m a n a g e d l 优化级( o p t i m i z i n 9 1 国内的软件企业通过c m m 的非常少，大多数把c m m2 级作为第一 步的目标。这一级的焦点是软件过程的管理，包括了需求管理，项目管理， 质量管理，配置管理和子合同管理。其中项目管理分为计划过程和跟踪监 控过程。管理过程严格按照这一级别对关键过程域和关键实践的要求来进 行，确保软件产品的质量。 7 2 1 需求管理 需求管理的目的是客户和软件开发小组建立列软件需求的共同理解。 这项工作主要由项目经理或负责人和系统分析员来完成。 3 8 项目管理 客户与项目负责人和系统分析员进行交流和沟通 项目开发小组对客户提供的相关文件及交流与沟通的结果进行 分析 按照规范详细描述后，提交软件需求说明 经有关方面正式评审确认后，这份文件作为后续的软件开发活动 以及管理和控制的基础 对评审确认后的软件需求说明的任何更动都是受到管理和控 制的 7 2 2 软件项目计划 项目计划提供完成和管理软件项目的活动的相关方法和步骤，并按照 软件项目的资源，约束条件和能力，阐述对软件项目的客户所作出的承诺。 制定软件计划的基础是软件需求说明和所选定的软件生命周期的 方法。项目计划包括软件开发计划和软件管理计划。 项目开发计划 由项目经理负责。主要工作为： 估计软件工作的规模和所需的资源 界定软件项目的约束条件 确立由需求管理建立的目标和工作量 制订项目进度，评估软件过程的风险等 提交软件项目开发计划 项目管理计划 由项目助理负责。主要工作是： 指导开发小组如何制订开发计划 确定开发过程中所涉及的执行，跟踪和评审的操作方法 3 9 西安理工大学硕士学位论文 7 2 。3 软件项目跟踪与监控 软件项目跟踪与监控的目的是使软件开发的实际过程有适当的可视 性，使得项目的实施过程与计划发生较大偏差时得以及时纠正。 软件项目的跟踪与监控过程由项目助理负责( 包括所有的正在进行的 软件项目) 。主要工作足： _ 制订软件项目管理计划 _ 收集各类软件度量数据 - 提交项目进度日报和项目进度周报，及时反映软件开发的 最新进展 _ 对所有度量数据进行计录，分析，为以后的项目计划及其 执行提供依据 - 软件项目开发计划的更新是受控的 7 2 。4 软件子合同管理 软件子合同管理的目的是选择台格的软件分包方并有效的管理他们。 软件子合同管理计划包括作为软件外包方和软件分包方各自不同 的牙动及规范： _ 外包方 对项目进行技术和非技术特性的合理评估，确定软件 产品和活动的分包 明确定义分包工作和分包方所应遵循的标准和过程 对所有软件分包方的工作能力作出评价，从中选择合 格的分包方 制订分包合同文件，它是进行子合同管理的基础 对分包方的软件开发计划和其后的开发活动进行评 宙 对分包工作及相关限制条件的改动是受控的 对分包方的软件质量保证和配置管理工作进行监督 _ 分包方 提交软件开发计划，被外包方认可的计划将被作为跟 4 0 一 项目管理 踪软件开发工作的依据 执行开发计划并跟踪和监控进展状态( 按分包方自己 的项目管理方法) 接受外包方的定期评审 对整个分包软件的开发做同样的配置管理和质量保 证管理 在相关的限制条件下提交合格的产品 7 2 5 软件质量保证 软件质量保证涉及对软件产品和活动的评审和审计以便确认它们是 否符合相关的规范和标准，同时提交评审或审计报告。 s q a 活动由s q a 小组负责，他们的主要任务是； _ 制定软件质量保证管理计划 一参与软件项目开发计划，规范，标准的制订和评审 一提交阶段性的关于项目是否遵守计划，规范和标准的报告 7 2 6 软件配置管理 软件配置管理将在整个软件开发过程中，建立和标识软件配置管理顶 ( 即软件工作产品及其描述) ，并对他们进行管理，维护他们的完整性和 一致性。 软件配置管理有配置管理小组负责，主要包括： 制定软件配置管理计划 _ 在给定的时间点处对软件配置管理项进行标识 一 系统地控制软件配置管理项的改变 提交配置状态报告和审计报告 4 1 技术创新 第8 章技术创新 在个计费系统开发中，为了获得最好的适应能力和性能，在产品和技 术上采用了一些新的概念，以实现于大规模、多业务的服务运营商的应用。 8 1 平台特性的实现 计费系统是一个产品，他需要适应多种应用环境和模式。在这个前提 下，提出了平台的概念，解决了业务多样性的问题。 8 1 1 平台概念 所谓平台，就是一个框架，在这个框架中，可以人为地定义应用的逻 辑。从数据和业务流程的角度看，就是一个可以自定义的环境。 平台就是业务搭建的基础，提出平台的概念，就是为了使各种不同的 业务运行其上，在不改变基本构架和代码的基础上，可以适应不同的需求。 8 1 2 平台结构 本文提出了平台的概念，同时也实现了平台结构一计费引擎。 计费引擎的产生，主要是为了解决以下问题： 服务种类的增多 价格策略的易变 客户的分类计费 个性化的服务 计费的引擎驱动计费工作的部件。通过这个部件，可以任意定义计费 的价格策略，在不停止系统，不修改程序的情况下，获得最大程度的自由。 统计模块是一个统计专用的功能模块，通过这种模块的方式，将统计 4 2 - 西安理工大学硕士学位论文 和业务数据分离，专职从事统计工具。通过统计模块，系统可以完成对数 据的分类统计、图表生成