（计算机软件与理论专业论文）移动数据业务监测系统中的业务过程合成框架分析与实现.pdf

移动数据业务监测系统中业务过程合成框架分析与实现 移动数据业务监测系统中业务过程合成框架 分析与实现 摘要 移动数据业务发展到今天，历经“蛮荒期 、“规范期 后，最终 要进入到“成熟期”。如何以用户为中心，为用户提供优质的数据业 务服务，催生了数据业务深度运营的管理需求。对移动数据业务监测 系统而言，初期的对网络服务质量的监测，已经不能满足业务层面维 护的需求，因此迫切的需要一种业务层监测方案，对数据业务的业务 网络进行全方面的监测，实现端到端业务过程关联分析，业务层服务 质量分析，内容提供商服务质量分析，业务故障定位等业务层的功能。 本文在归纳总结业务层监测的功能需求基础上，给出了一种业务 层监测实现方案，引入业务层监测的核心技术业务过程合成框架技 术，接下来重点描述了在此框架下的一些关键机制和算法，包括端到 端业务过程合成的两种机制，数据缓冲控制部分的二层缓冲池数据结 构的设计，t c p 流重组算法，业务记录s d r 的生成机制，消息过滤 与匹配部分中s d r 的关联机制等。本文还从实现的角度，给出了数 据缓冲控制，业务记录生成和消息过滤与匹配的实现框架结构，给出 了业务过程合成在w a p 业务中的实践，最后，对全篇论文加以总结 并提出可改进之处。 本文的研究内容业务过程合成是业务层监测系统的核心部分，集 中了监测系统大部分的核心技术，因此对业务过程合成实现机制，算 法进行研究与优化对于整个监测系统的优化，端到端，多业务融合的 监测系统的构建，将起到关键的作用。 关键词：数据业务监测，业务过程合成，t c p 流重组，w a p ，s d r 北京邮电大学硕上研究生毕业论文 移动数据业务监测系统中业务过程合成框架分析j 实现 a n a l y s i s0 nf r a m e w o r ko fs e r v i c e p r o c e s sc o m b i n e ri nm o b i l ed a t as e r v i c e m o n i t o rs y s t e ma n di t si m p l e m e n t a b s t r a c t w i t ht h er a p i dd e v e l o p m e n to ft h em o b i l ed a t as e r v i c e ，s of a ri t h a sb e e n e x p e r i e n c e dt h ep e r i o do fs t a r t i n ga n ds t a n d a r d i z a t i o n ，a n df i n a l l yw o u l de n t e rt h e p e r i o do fm a t u r e i no r d e rt oo f f e rt h eb e s ts e r v i c et os u b s c r i b e r , t h eo p e r a t o ri s s u p p o s e dt od e e p l ym a n a g ea n dc a r r yt h em o b i l ed a t as e r v i c e a sf o rt h em o n i t o r s y s t e m ，t h et r a d i t i o n a ls y s t e mw h i c hf o c u s e do nm o n i t o r i n gn e t w o r kc a n n o tp r o v i d e t h ef u n c t i o no fs e r v i c em o n i t o r i n g a sar e s u l t ，u r g e n t l yw eh a v et of i n das o l u t i o nt o o f f e rs e r v i c el e v e lm o n i t o r i n g ，w h i c hc a nm o n i t o rt h es e r v i c en e t w o r ko ne v e r y s i d e ，a l s os u p p o r t t h ef u n c t i o no fe n dt oe n ds e r v i c e p r o c e s sc o m b i n i n g a n a l y s i s ，s e r v i c eo o sa n a l y s i s ，s pq o sa n a l y s i s ，s e r v i c el e v e lt r o u b l es h o o t i n ge t c t h i st h e s i sp r e s e n t sas o l u t i o nt or e a l i z es e r v i c el e v e lm o n i t o r i n gw h i c hi sb a s e d o ns u m m a r i z a t i o no ft h ef u n c t i o no fs e r v i c em o n i t o r i n g ，t h e ni n t r o d u c et h ec o r e t e c h n o l o g yo fs e r v i c em o n i t o r i n g t h ed e s i g na n di m p l e m e n to ft h ef r a m e w o r ko f s e r v i c ep r o c e s sc o m b i n i n g f o l l o w i n gf o c u so ns o m ek e ym e c h a n i s ma n da r i t h m e t i c o ft h i sf r a m e w o r k , i n c l u d i n gc o u p l ek i n d so fm e c h a n i s mo n e n dt oe n ds e r v i c e p r o c e s sc o m b i n i n g ，h o wt od e s i g n2 - t i e rd a t as t r u c t u r eo f b u f f e rc o n t r o l ，t h ea r i t h m e t i c o fr e c o n s t r u c t st c pt r a f f i c ，t r a n s f o r m i n gb i n a r yp a c k e ti n t om e a n i n g f u li n f o r m a t i o n ， t h em e c h a n i s mo fc r e a t i n gs d r ( s e r v i c ed a t ar e c o r d ) a n dt h ec o n j u n c t i o no fs d r d u r i n gm e s s a g ef i l t e r i n ga n dm a t c h i n g a l s ot h i st h e s i sp r e s e n tt h ei m p l e m e n t m e t h o d 0 fi pb u f f e rc o n t r o l ，s d rc r e a t i n ga n dm e s s a g ef i l t e r i n ga n dm a t c h i n g ，a n dt h e n p r o v i d es o m ei m p l e m e n tr e s u l t w h e na p p l yt h ef r a m e w o r ko fs e r v i c ep r o c e s s c o m b i n i n gi n t ow a ps e r v i c e a tl a s t ，t h ec o n c l u s i o nt ot h i sp a p e ra n ds o m ef u t u r e w o r ka r eb r i e f l yi n t r o d u c e d t h et e c h n o l o g yo fs e r v i c ep r o c e s sc o m b i n i n gw h i c ht h i st h e s i si ss t u d y i n gi st h e k e yp a r t o ft h es e r v i c e m o n i t o r i n gs y s t e m ，i n v o l v i n gm o s t l yk e y i v 北京邮电大学硕上研究生毕业论文 移动数据业务监测系统中业务过程合成框架分析与实现 t e c h n o l o g i e s c o n s e q u e n t l y , s t u d y i n ga n do p t i m i z a t i o no f t h i sm e c h a n i s ma n di t s a r i t h m e t i cw i l ld e f i n i t e l yp l a ya l li m p o r t a n tr o l eo nt h eo p t i m i z a t i o no ft h ew h o l e m o n i t o r i n gs y s t e ma n dt h ec o n s t r u c t i n go fl e a d i n gs e r v i c em o n i t o rs y s t e mw h i c hi s s p e c i a l i z e db ye n d t oe n ds e r v i c em o n i t o r i n g ，m u l t i p l es e r v i c ei n v o l v e d k e yw o r d s ：d a t as e r v i c em o n i t o r , s e r v i c ep r o c e s sc o m b i n i n g ， r e c o n s t r u c t st c pt r a f f i c ，w a p , s d r v 北京邮电大学硕上研究生毕业论文 移动数据业务监测系统中业务过程合成框架分析与实现 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： 1 7 哥认 l e l 期：o 口6 2 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2 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。 1 1 本人签名：耆哥锕小 日期： 叫名，矽 导师签名：雹尼融弦 日期：沙i 一；一巧 北京邮电人学硕_ 上研究生毕业论文 1 1 研究背景 第一章前言 随着移动通信技术和i n t e r n e t 的迅猛发展，在以n a s 、g p r s 为接入层、 c m n e t 为业务承载层的网络构架上，w a p 、短信、彩信、梦网邮箱、k j a v a 、 v o l p 等数据业务成为移动网络巨大的利益增长点，并且成为运营商间业务竞 争的关键，代表了运营商的未来。当前随着中国通信业的改革调整发展，通 信市场已成为竞争比较充分的市场，客户的通信业务质量要求越来越高，通 信运营商能否在市场竞争中，留住和赢得更多新的用户，扩大业务的影响力， 提高业务量，增强在移动数据业务市场的竞争力，进而为企业带来增值效益， 能否有一个稳定高质量运行的数据业务系统网络，提供优越的数据业务的网 络质量是其中的关键因素，这些都对数据业务网络的运行维护提出了更高的 要求。这些构成了数据监测系统的大环境，移动数据业务都是承载在i p 阿 之上的，因此在信令监测技术的基础上，再结合数据网的特殊需求，产生了 数据监测技术，以及移动数据业务监测系统。 移动数据业务监测系统在移动数据业务承载网络建设的初期和中期，通 过网络故障的定位与排除，网络信令流程的追踪分析，网络性能实时监测与 分析等功能，在保证承载网络的网络质量方面，起了关键作用，因此得到了 迅速发展。但是，传统的数据监测系统，主要关注网络信令流程的合成与分 析，网络协议分析，网络规程记录的追踪与网路层的故障定位，其监测的重 点主要是承载网络的信令流程，在数据业务蓬勃发展的今天，运营商由于对 用户管理，业务管理，s p 管理的需要，在承载网络的基础上增加了业务网络， 并引入了业务网络的关键网元一数据业务管理平台，增加了数据业务的业务 流程和业务逻辑的复杂程度，也从客观上增加了业务网络维护的难度，目前 在数据业务系统的运行中存在着一些比较突出的问题：一，在对移动数据业 务进行维护过程中，需要大量解决业务层的问题，如业务退定不成功，业务 系统繁忙等，依靠传统的监测系统，需要维护人员先分析此业务涉及的接口 及流程，再对各个流程进行逐个跟踪分析，再合成各个接口的数据，定位故 障所在，维护难度较大，无法迅速地进行故障定位；二：在维护数据业务 的过程中，除了需要关注网络层的各种统计数据，如网络流量分析，网元性 能分析等，也需要从业务层关注业务层的服务质量，业务层质量分析可以说 是网络质量分析的深化体现，由于每个业务过程的质量与若干网元的综合服 北京邮电大学硕士研究生毕业论文 务质量相关，在一些情况下，网元工作正常，但网元之间的协调问题而影响 到了业务质量，此时只关注孤立的各个网元的服务质量，并不能发现业务的 故障；由于传统的监测系统对于业务网络的监测较为简单，只是一种黑盒的 监测，不能很好解决以上问题，这就需要监测系统增加对业务网络中的更深 层次的白盒测试，满足深层次的维护需求， 因此，迫切需要提供一种数据业务的业务层端到端监测方案，通过对业 务网络的相关核心网元、接口、协议进行综合监测与关联分析，尽可能的从 用户感知的角度科学的评估业务层的服务质量。而要从业务层监控各数据业 务q o s ，对业务流程进行关联分析，关键是在监测系统的采集处理层对具体 的业务过程进行合成，在此基础上生成如业务过程追踪，业务层q o s 分析， 业务层告警等监测系统在业务层面的应用，达到真正对业务过程进行端到端 监测的目的。 1 2 研究内容及应用价值 本文研究的主要内容是移动数据业务监测系统的新方向一业务层监测的一些 关键技术与算法流程，包括业务过程合成机制与框架的设计，i p 碎片重组( i p f r a g m e n t sr e a s s e m b l y ) 和t c p 流重组( t c pf r a g m e n t sr e a s s e m b l y ) ，业务记 录s d r ( s e r v i c ed a t ar e c o r d ) 的生成，业务记录按照过程关联机制，各业务数 据统一处理框架机制等。 本文提出的业务层监测，对如何对移动数据业务进行业务层面的维护提供了 一种新思路，通过对数据业务专有业务层协议解码，业务过程的关联，以及综合 统计功能，实现对数据业务多接口，多协议的业务层面的关联分析功能，对移动 数据业务的业务网络进行全面监测。 业务过程合成是业务层监测系统的核心部分，集中了监测系统大部分的核心 技术，因此对业务过程合成实现机制，算法进行研究与优化对于整个监测系统的 优化，端到端，多业务融合的监测系统的构建，起到关键的作用。 1 3 论文的组织结构 论文后续部分的组织结构如下： 第二章为论文的基础理论部分，分两部分，第一部分从支撑技术，管理技术， 功能结构，网络结构，以及移动数据业务的核心平台一移动数据业务管理平台 几方面，介绍监测系统的监测对象一移动数据业务；第二部分对数据监测系统作 一个总体的分析与介绍，包括监测系统的总体结构分析，软件体系结构分析，传 4 北京邮电大学硕士研究生毕业论文 统功能分析等，最后引入了监测系统的新发展一业务层监测，介绍了业务层监测 的概念与特点。 第三章从几个角度分析业务层监测技术，首先介绍监测点的选择，而后分析 业务层监测的新功能，之后给出业务层监测的总体方案，最后分析了在此总体方 案的基础上，将涉及到的一些关键难点技术，引入了业务过程合成的概念及实现 机制； 第四章介绍业务过程合成框架的设计与实现，首先是框架的总体设计，介绍 业务过程合成的总体流程与功能模块的划分，接下来从几个角度分析了业务过程 合成框架内各模块的设计机制与实现，本章主要按照业务合成的功能点来组织， 分为数据缓冲控制，单点业务记录的生成，业务记录关联三部分，重点介绍了数 据缓冲控制部分的数据结构和算法的设计。 第五章介绍了业务过程合成在w a p 业务中的实践，先分析了w a p 业务的几个典 型业务过程，而后以案例分析的方式介绍了w a p 业务订购过程的合成的试验结果 展现。 1 4 研究生期间工作 研究生期间，作者参加过多个监测系统项目的开发工作，熟悉七号信令监测 系统和数据监测系统的理论和应用；伺时通过在具体项目中的学习与实践，特别 对基于业务层的监测的框架的设计进行了较为深入的研究。总的来说，攻读硕士 学位期间的研发工作主要如下： 1 ) 参与某运营商国际局七号信令集中监测系统的研发与测试工作。该项目主要 通过监测，采用高阻跨接或交换机内部收敛的方式从信令链路上采集信令消息数 据，并可以对信令消息数据进行整理、分析和统计，因此通过它可以详细了解全 网的各种呼叫接续过程以及位置更新、漫游、鉴权等移动性信令信息( m a p 、c a p ) ， 从而及时发现和排除网络中的故障隐患。 2 ) 参与某运营商移动数据业务监测系统的入围测试项目，负责采集处理层的设 计与实现，该项目通过采集数据业务各个接口的数据，实现 g p r s w a p 删s s m s k j a v a 等业务进行信令实时追踪分析及网络性能质量分析的 功能。 3 ) 参与移动数据业务监测系统二期项目。该项目在一期入围测试的基础上，增 加对数据业务的业务网络即管理网络进行业务层监测的功能，作者作为主要开发 人员，负责业务层监测的整体设计和底层业务合成框架的设计与实现。 北京邮电大学硕士研究生毕业论文 第二章移动数据业务监测基础理论 2 1 移动数据业务技术总述 近些年来，移动数据业务的发展可谓日新月异。日益成熟的商业模式和不断 被挖掘出来的用户需求为曾经低迷的通信业注入了强心剂，一度面临彷徨的3 g 移动通信也因数据业务的发展而开始显现复苏的迹象。移动数据业务的增长不仅 成为通信业的新亮点，也是整个社会迈向信息化的强大推动力。 2 1 1 移动数据业务概述 移动数据业务与传统的话音通信相比可谓是划时代的变革，这种变革具有 两个主要特征：一个是信息的信息源和表现形式更加丰富多彩，另一个是更为复 杂的商务模式和延长的价值链。 话音( 包括未来的可视电话) 的天然特点是人与人的通信，信息源就是人的 语言，通信的过程就是用户之间利用网络进行的话音信号的传递。数据通信的信 息源由于遍布社会各个角落的计算机系统而丰富得多，理论上任何数字化信息都 可以通过无线信号传递到移动终端；移动数据业务的表现形式也由于移动终端日 益增强的计算能力和网络日益丰富的功能而更加丰富多彩：短消息、多媒体消息、 u s s d 、w a p 、定位服务、流媒体、k j a v a 等，而且各种表现手段在同一个应用中 可以混合使用。 移动数据业务的另一特点是价值链的延伸。吸取了上世纪末因特网泡沫的教 训，移动数据业务从一开始就建立了合理的商务模式。这种价值链的成功起源于 日本的i - m o d e 业务，运营商和信息服务提供商s p 对业务收入进行合理的分成， 运营商对业务行使管理职能保证业务的健康发展。价值链上收益的合理分配，使 得移动数据业务可以作为正常的商业运作进行经营，从而促使整个社会的各行各 业最广泛地介入到移动数据通信之中，使得数字化信息生活全面的深入到大众的 手中。 丰富的信息表现形式和完整的价值链，这两个移动数据业务的关键特点，分 别依托于相应的技术基础，而这些技术将成为未来几年移动通信技术发展的重 点。 2 1 2 移动数据业务支撑技术 ( 1 ) 移动终端 北京邮电大学硕七研究生毕业论文 移动数据业务的丰富，首先受益于终端的进步。随着移动终端计算能力的 不断增强、屏幕的尺寸和色彩以及声音方面的突破性进展，使得移动终端的表现 能力大为提高，相应的业务能力也纷纷被定义和开发出来。从最早的短信开辟了 话音以外的“第二业务”开始，多媒体消息、流媒体等业务也已经走向成熟；w a p 作为移动因特网的依托技术曾经被寄予厚望，手机屏幕分辨率和色彩上的突破也 使得w a p 的用户感受大大提高；手机运算速度的提高使得下载的小程序可以在 手机上运行，实现比较复杂的业务应用。因此，终端能力的发展是移动数据业务 得以快速发展的最关键的技术保证。在此基础上，终端实现了各种业务“能力” 的客户端逻辑，与网络中相应的业务网关相配合，实现各种数据业务表现形式。 ( 2 ) 移动网络 蜂窝移动网络经过多年的发展，已经具有了比较成熟的技术体系，初步提 供了用户在移动情况下保持持续的信息传递的能力，包括编码的语音信息和数字 信息。今天数以万计的基站和价值上千亿的庞大的移动通信网络，实现了数字信 息随时随地在用户终端之间以及与业务系统之间传递的“通道”，成为移动数据 业务的主要基础设施。 移动数据业务的发展也对蜂窝移动网提出了新的挑战。首先是数据传输速 率的瓶颈需要突破。g p r s 、c d m a 等2 代系统向3 g 的过渡，增强了移动网络提供 高速数据传输的能力。w l a n 等传统意义上的局域网也开始和蜂窝网络相结合， 进一步在局部扩展网络的能力。 其次，移动数据业务的性能优化对于蜂窝网络的运营提出新的课题。影响数 据业务性能的因素远比话音性能的因素要多：无线信号质量对数据传输效果的影 响比话音要敏感，数据通信各个层次上的纠错和流量控制机制与业务层的流程相 配合，使得整体通信协议性能优化面临复杂性难题；数据业务涉及网络元素较多， 任何一个环节上的性能问题都可能导致整体业务质量的下降。 再次，i p 号码资源的紧缺日益成为挚肘，为了支持移动通信数以亿计的终 端，i p v 6 将成为未来必然的选择。目前的移动数据系统均采用私有i p 和动态分 配的方式缓解i p 资源的压力。 ( 3 ) 业务网关 移动数据业务表现形式的多样性要求在网络中增加专门处理业务能力的网 络单元，例如处理短消息的短消息中心、处理w a p 业务的w a p 网关、处理多媒体 消息的多媒体消息中心、处理位置服务的位置网关等。每一种用户感知到的信息 表现形式，都是由移动终端上相应的功能模块和网络中相应的业务网关通过特定 的业务层协议共同提供。因此，业务网关又称为移动业务的“e n a b l e r 。 早期业务层协议比较简单，例如短信息、u s s d 等，主要由移动通信标准化 北京邮电大学硕士研究生毕业论文 组织与底层通信标准一起制定，例如欧洲的e t s i 和美国的a n s i ；有些应用标准 由专门的标准化组织例如w a p 论坛制定。随着移动数据业务的发展，整个行业逐 渐意识到如果没有结合移动价值链的所有部分，一个单独的技术、产品或运营商 将无所作为。2 0 0 2 年6 月成立的o m a ( 开放移动联盟) 联合了移动价值链的各个 环节，包括运营商、设备制造商、业务和内容提供商等，其目的就是规范业务应 用层和网络功能层之间的接口，定义一个公开的标准框架，从而为用户提供无缝 隙的端到端业务。 除了与终端的业务层模块相配合完成数据业务能力外，业务网关还有一个重 要功能就是对第三方内容提供商提供开放的调用这种能力的接口。有了这种开放 接口，就为完整的移动业务价值链提供子技术可能。通信网络向第三方开放的思 路较早体现于p a r l a y 协议中，3 g p p 提出了o s a 标准，这些标准将作为未来开放 的通信系统的基础。目前对于各个具体的移动数据业务，分别具有各自的开放接 口协议，例如短信息的s m p p 协议、多媒体信息的m m 7 协议等。内容提供商可以 调用相关的接口函数，实现数据业务从s p 到用户的发送和接收。 总之，终端、移动网络和业务网关构成了相对完备的移动数据业务技术基础。 但是，作为整个移动数据产业链来说，这些技术还不够完备，还需要完善的价值 链控制技术保证价值链的正常运转。 2 1 3 移动数据业务管理技术 移动数据业务价值链纳入了社会各行各业加入到移动信息和业务提供者的 行列，使用户通过手机可以使用与生活和工作相关的各种数据服务，例如信息查 询、游戏娱乐、金融交易等。在这个商业生态圈内，必然存在对于各种业务进行 业务发布、用户鉴权、订购关系等各种各样的管理和支撑手段。比较流行的“沃 尔玛理论把移动数据业务比作一个大超市，需要一个统一的管理系统实现超市 中的各种流程，例如货物上架和编码、用户选择货物、交易结算等。目前国际上 关于数据业务的管理系统没有统一的规范，也不存在各运营商间达成协议的必要 性。各运营商都在自行开发移动数据业务管理平台。该平台的主要功能包括： ( 1 ) 用户管理 用户的鉴权和授权 在移动数据业务这样一个电子化交易环境下，首先需要实现对用户身份的识 别即鉴权。一般的电子交易是使用用户名或i d + 密码的方式认证用户，移动通信 的一个固有的用户认证手段是使用用户手机号码。手机号码内置在用户的手机中 或s i m 卡中，具有保密性好的特点。由网络将手机号自动传递给管理平台，不必 用户输入用户名口令，具有身份认证方便性的天然优势。这也是移动运营商能够 8北京邮电大学硕士研究生毕业论文 主导整个价值链的一个关键技术手段。此外，可以辅助以用户名口令完成用户 不用手机使用业务的场合，例如w w w 。可靠的身份可以作为业务消费记录和形成 账单的依据。根据识别的用户身份，可以对用户进行相应的授权，限制用户可用 业务的范围。 用户帐户管理 移动用户使用数据业务的结算问题可以通过移动用户在运营商处的账户来 实现，不必另辟新的支付手段。这也是移动运营商控制价值链的关键优势之一。 管理平台需要将用户的消费记录形成话单记入用户帐户中。 ( 2 ) 业务管理 对s p 的管理，包括接入、认证和授权 需要对信息服务提供商向移动网络的接入进行严格的控制，必须经过的测试 和审核，才可以加入到“业务超市 中，这样才可以保证业务的健康性和电信级 的质量。 需要对s p 进行编码并通过认证保证其可靠性。此外，在s p 接入数据业务管 理平台后，其需要得到授权才能接入各种业务网关和其他网络资源，各种业务网 关和网络资源的接入被视为一种能力集，s p 必须通过鉴权之后才能使用这些能 力集。 对业务的管理，包括业务登记、测试、发布、试用、停用、评比等 s p 提供的每个具体业务也需要经过严格的测试和审核才能允许登记，对于 违规或质量差的业务需要停止。对于业务的使用量和用户体验应给予评价并引入 优胜劣汰的机制，引导业务良性发展。 ( 3 ) 交易管理 对于交易过程的管理是数据业务管理平台的核心部分，是维护市场公平和 秩序的关键所在。各种交易行为应确保真实有效，避免各种形式的欺诈。交易真 实性的关键因素是运营商和s p 双方的用户消费记录均应保持真实性，并且消费 者具有消费的绝对自主权。在数据业务管理平台、s p 业务平台和用户之间应当 存在对于交易的多方确认机制，参与交易的各方都应当对于该交易进行确认后， 该交易才成为有效并存放在数据业务管理平台上。 ( 4 ) 计费管理 业务管理平台应实现灵活的计费方式，例如包月、按次、按流量、按时长、 按次封顶、按金额封顶以及各种套餐和折扣等。 总之，要想保证移动数据业务的健康快速发展，业务能力的支撑体系与价值 链的管理体系缺一不可，尤其在数据业务网络技术发展到相对成熟的今天，如何 有效的对数据业务价值链进行管理，如何有效的对s p 进行管理，变为至关重要， 北京邮电大学硕士研究生毕业论文 移动数据业务的管理平台，在维护整个生态价值链的健康发展具有决定性意义 21 4 移动数据业务功能结构 移动数据业务融和了移动网络和数据网络，综合考虑业务承载网络和数据业 务管理体系，人们把移动数据业务的相关功能使用分层的结构进行描述，如图 2 - l 所示： 互三j i 业井提供层芸嚣之襄篮繁盘擀椎墨 ! ! ! 翌兰竺竺竺竺| 。- - - 鎏曩囊擎娄孽觜盘：i d _ k 务管理_ 曙 l -觜嚣了捌灶”。懈竹 豆二三三三三 - iw 黼a p 慧g w , “mv 忽一 厶! 竺! 竺竺j - - - 酱囊；i 娄器急n ：二 囤2 - - 1 移动数据业务功能结构囤 此分层结构共分为5 层，由下至上分别为： - 网络承载层：数据业务的承载网络，如g r p s ，c d m a lx ，w c d u a 等； - 业务接入层：业务接入网关，如w a p 网关，短信网关等； _ 业务管理层：d s m p 移动数据业务管理平台，负责对订购关系，s p 进行管理 _ 业务使能层：业务运行支撑层。包括多媒体中心，下载服务平台o t a 等： 业务提供层：业务内容提供商( s p ) 提供的各种移动数据增值业务； 北京邮电大学硕七研究生毕业论文 整盐堑塔些盘堑剜盘筮士曲些垂丑摆宣鹰攫塑盐监当盘丑 215 移动鼓据业务罔结结构 争。s ( i p ：。j 尝螨 侧。i 。w 、，薹、暇 “量匀l巽一圈hiip 数据交换网、二，喃嘲嘲 2ib 转动数据业务蕾理平台 数据业务管理平台即d a t as e r v i c em a n a g e m e n tp l a t f o r m ，简称为d s m p 平台是移动数据业务对价值链管理技术发展的产物，是数据业务的管理核 心平台，支撑着短信，w a p ，p d a ，彩信等主要数据业务，极大的降低了用户 的投诉率，规范了对s p 的监管，保证了数据业务健康有序的发展。 数据业务管理平台完成数据业务的业务管理和控制功能，主要负责用户管 理、业务管理和s p 管理并对外提供开放接口并为各个业务网关、s p 提供 代计费功能。该平台还应提供数据业务相关的各种统计、查询功能，例如用 户统计、s p 及业务统计、计费统计等。 在所有数据业务的业务流程中，数据业务管理平台参与业务流程的用户 鉴权、s p 鉴权、业务鉴权、计费、用户注册、用户订购关系管理( 服务订 北京邮电大学碳七研究生毕业论文 购取消暂停激活) 、业务查询。因此另一方面，复杂了数据业务的业务流 程及业务逻辑，从客观上增大了移动数据业务的维护难度。 2 2 移动数据业务监测技术分析 22i 监剩系统总体结构 移动数据业务集中监测平台的总体结构如图所示，由三部分组成 数据接入部分 _ 数据采集处理层 数据应用层 ，辈：、 1 1 i 1 、 敦槲件雕并# m m s c 教据ll b * * * 端& * * 雕* g h 莆r 1 1 - f 移动数据业务集中监测平台的总体结构一 图2 - 3 移动数据业务集中监测平台的总体结构 ( i ) 数据接入部分 作为现有移动数据两络的一个运营维护系统，移动数据业务监测平台的所有 接入方式都不能影响原有网络的正常运行或降低原网络的安全性。移动数据业务 监测平台可以通过t a p 、分光、镜像等方式接入移动数据业务网络。 ( 2 ) 数据接入部分包括两种接口： 1 0 0 1 d 电接口：可采用镜像的方式从测试口中得到测试数据；对于不支持镜像 的交换机或大流量的交换机，可采用t a p 的方式进行数据接入测试。 ”北京邮电大学顶i ：i o f 究生毕业论文 一 1 0 0 0 m 光接口：需要通过分光的方式从测试口中得到测试数据。 ( 3 ) 数据采集处理层 数据采集处理部分是移动数据业务监测平台的重要组成部分，一般由数据监 测设备、服务器和局域网构成。数据采集处理部分实现数据的采集、处理和存储， 分析各种移动数据业务协议包，形成呼叫详细记录( c d r ) 或事务详细记录( t d r ) 作为数据处理和应用部分的输入。 ( 4 ) 数据处理和应用层 数据处理和应用部分实现如下功能：数据的综合分析和处理，数据的存储， 业务逻辑的实现以及各种应用等。在软件体系结构中，数据处理和应用部分相当 于第二层数据处理层和第三层应用层。 2 2 2 监测系统软件体系结构 从上一节对移动数据业务监测平台的总体结构的论述中，我们可以看出，移动 数据业务监测平台的软件部分处于数据采集处理部分以及数据处理和应用部分。 为支持分布式处理，移动数据业务监测平台软件体系结构原则上分为三层。第一 层为数据采集处理层，完成数据的实时采集、解码、统计和生成事务详细记录 ( t d r ) 及呼叫详细记录( c d r ) ，产生实时告警；第二层为数据处理层，完成数 据计算、统计，告警管理，配置管理，用户接纳控制等：第三层为应用层，主要 完成数据的表示和呈现。软件体系结构示意图参见图2 - 4 。 北京邮电大学硕士研究生毕业论文1 3 图2 - 4 数据监测平台软件体系结构 其中： 应用层包括综合界面、业务追踪协议分析界面。综合界面完成用户管理、 网络拓扑图的展现、实时告警和阈值告警的展现、配置数据的查询和维护、统计 报表及统计图的展现等功能。业务追踪协议分析界面主要包括以下功能：业务 追踪和协议分析条件的下发，追踪到的t d r c d r 和p d u ( p r o t o c o ld a t au n i t ) 的 接收，消息解码和业务流程图的生成。 北京邮电大学硕士研究生毕业论文 数据处理层分为主应用服务器( p r i m a r ya p p l i c a t i o ns e r v e r ，简称主a s ) 和从应用服务器( s l a v ea p p l i c a t i o ns e r v e r ，简称从a s ) 。为支持分布式处 理，整个系统中只能有一个主应用服务器，可以有多个从应用服务器。主应用服务 器作为一个中间层次，隔离了界面与底层处理。所有界面都直接与主应用服务器 交互，而不关心协议服务器和从应用服务器的处理。主应用服务器主要完成以下 功能：用户接纳控制、查询引擎、告警转发、告警入库、业务追踪协议分析条 件匹配和配置更新等功能。从应用服务器主要完成统计、阈值告警等功能。 数据采集处理层分布在协议服务器( p r o t o c o ls e r v e r ，简称p s ) 上，支持分 布式处理，可以有多个。协议服务器完成数据采集、t d r c d r 形成、实时告警、 系统自身维护等功能。 2 2 3 监测系统的传统功能分析 传统的数据监测系统有主要以下几点功能 1 3 ： ( 1 ) 网络实时监测分析： 监测平台网络实时监测和分析部分是为了满足网络维护管理工作人员实现 网络的实时和超前维护工作需要而提出的功能要求。本部分功能为网络维护管理 工作人员提供了实时网络维护的支撑手段，该功能主要包括如下四个部分： 。网络拓扑：网络拓扑功能为维护人员提供有效的网络视图和方便的管理查询 手段，主要包括网络拓扑的呈现、网络拓扑的创建和编辑以及网络拓扑的查询等。 告警监视：数据业务监测平台主要包括两种类型的告警：网络层告警( 流量 告警、吞吐量告警等) 以及服务质量告警( 成功率告警、转发时延告警、响应时 延告警等) 。系统可以对不同的告警类型设置不同的告警级别( 严重告警、主要 告警、次要告警、警告告警) ，可根据告警类型和告警级别灵活设置告警过滤条 件。系统可以通过弹出告警文本窗口、结合网络拓扑的颜色指示等方式来表现告 警，并能提供告警记录包括告警原始消息的灵活查询。 协议分析：协议分析功能主要目的是为了满足对移动数据业务协议测试和详 细解码以达到快速定位故障的需要，因此，灵活地设置过滤条件是非常重要的。 该平台可以选取i p 地址、端口号、协议类型、返回结果、m s i s d n 、i m s i 等条件 或这些条件的合理的任意逻辑组合进行数据协议消息的过滤分析。 北京邮电大学硕士研究生毕业论文 1 5 呼叫追踪：业务追踪主要目的是为了跟踪某一呼叫或业务的完整的信令过 程，以便快速定位各实体之间信令配合问题或者网络异常。指定呼叫号码跟踪测 试功能实现了对m s i s d n 号码的动态实时跟踪，系统应能自动跟踪和指定号码相 关的信令配合流程，实时显示跟踪消息或呼叫过程记录，迅速查找业务失败的原 因、用户业务原因、用户位置环境原因等，多协议自动关联的联合呼叫跟踪。应 具备同时跟踪多个用户号码呼叫的能力，自动跟踪多段、多协议信令配合流程， 保存跟踪过程数据。信令配合流程包括g t p 、w s p w t p 、h t t p 、s m t p 、c m p p 、s m p p 中涉及的信令流程。系统还应能支持对i p 地址、t c p 端口号、协议类型、业务 类型、错误原因等过滤条件的业务追踪。 ( 1 ) 综合统计分析 综合统计分析部分主要指对数据库中存储的数据进行深层次的数据挖掘和 统计分析，并通过报表、直方图、饼图、曲线图等形式呈现，为网络管理、业务 经营分析、网络规划等提供有效的决策支持数据。 统计分析主要针对各种业务的业务量或服务质量进行统计分析与挖掘，统计 分析主要有以下几大类： 业务量详细对比分析 - 业务趋势分析 响应时延分析 _ s p 对比分析 失败原因对比分析 成功率对比分析 2 2 4 监测系统的新发展一业务层监测 从上小节对监测系统功能的分析可知，传统的监测系统是针对承载网络的监 测，如g p r s ，w a p ，m m s 等信令协议的监测分析，实现大仪表的功能，用于网间故 障定位，解决不同厂家设备之间互联互通问题，重点是对网络流量和网络性能的 监测，而在数据业务发展到今天，历经“蛮荒期”、“规范期 后，最终要进入到 “成熟期 。如何以用户为中心，为用户提供优质的数据业务服务，催生了数据 业务深度运营的管理需求。对于数据业务监测系统而言，也渐渐从初期的对网络 北京邮电大学硕士研究生毕业论文 服务质量的监测，发展到对以用户为中心的业务层服务质量的监测，这种转变是 数据业务持续发展的需要，也是数据业务维护人员经验总结的体现。 所谓业务层监测，简单来说，指的是对数据业务的业务网络的流量进行监测 和分析，以提供业务层面上的分析应用。相比与网络层面的监测，笔者认为业务 过程监测有以下四个特点： 第一：关注于业务层面的信息，如业务访问量大小，用户m s i s d n ，s p i d ，s e r v i c e i d 等等 第二：关注业务层的返回结果，网络层的成功只能代表网络没有问题，但不能进 一步分析业务层的返回结果是否正确。如用户w a p 上网中，用户点击某链接，返 回结果为提示“s p 不存在 的页面，此时若从网络层分析，返回结果为h t t p 2 0 0 代表成功，但从业务层来说，这次访问过程是不成功的。 第三：多接口关联监测，一次业务过程通常需要若干接口协作完成，多接口的监 测可以满足实现深层次故障定位的需要，此外，通过各接口服务质量的比较，可 以容易的定位业务瓶颈所在。 第四：从用户的角度出发，重现用户对业务的使用过程及各环节的服务质量，深 层次的定位业务故障。 总之，业务过程的监测就是业务过程的白盒测试平台，收集业务过程的所有 相关信息，做关联分析，达到业务层深层次故障定位和业务质量分析的功能。气 需要注意的是，网络层监测与业务层监测并不是孤立的两个系统，之所以把 他们划分为监测系统功能集的两个子集，是因为其在功能层次上关注的重点有所 区别，其在实现上有着紧密的联系，业务层监测的实现离不开网络层监测，因为 在业务监测的相关参数还是与网络参数相关的； 第三章业务层监测技术分析 3 1 业务网络监测点分析 业务层监测的监测对象是数据业务的业务网络，其监测点就是业务网络的各 个组成网元及其之间的接口；业务网络指数据业务承载网络相对应的，完成功能 体系结构( 图2 - 1 ) 上面四层功能，即业务接入层，业务管理层，业务使能层，业 北京邮电大学硕士研究生毕业论文 务提供层的网络，某运营商的业务网络结构如3 - 1 所示： 某运营商管理域s p 管理域 l i h 业务流 t 信令流 管理流 图3 - 1 某运营商移动数据业务的业务网络 业务层监测的网元有： ( 1 )业务网关：业务网关是连接业务网和承载网的网关设备，完成体系结构 中业务接入层的功能，主要为移动终端在使用数据业务时提供必要的协议转换， 协议转换类型不同的业务设置不同的业务网关，例如w a p 网关是w a p 类业务的 业务网关，短信网关( i s m g ) 是短信类业务的业务网关。 ( 2 ) s p 代理：s p 代理是为实现应用平台的接入并从业务流中提取计费、管理 信息的网元，配合业务网关实现体系结构中业务接入层协议转换的功能，并根据 数据业务管理平台的要求对数据包进行计费、统计、修改等处理。 ( 3 ) d s m p 数据业务管理平台：完成数据业务的业务管理和控制功能，主要负