ZXUN USPP系统概述PPT学习课件

ZXUNUSPP系统概述,USPP：UniversalSubscriberProfilePlatform通用用户数据平台,USPP概述USPP的系统结构USPP的硬件结构USPP的虚拟HLR应用USPP的组网,提纲,2,USPP是什么,USPP（UniversalSubscriberProfilePlatform）是通用的用户数据平台USPP能实现通讯网络中象HLR、HSS、EIR、AAA、MNP等基于数据存储管理应用网元的功能，也就是一个USPP可以看作是一个支持HLR/HSS/EIR/AAA应用的网元，也可以是几种应用网元的组合，如USPP可以同时具有HLR、EIR、HSS、AAA的功能，具体一套USPP支持哪些应用网元的功能，是通过License控制的。,3,USPP背景,海量数据存储大容量HLR可以大大降低运维、建设成本，并且有效降低了核心网络组网的复杂度，以及交换设备路由分析难度，因此HLR正向大容量、少局所的方向发展。Lucent已经推出六千万容量的SDHLR设备，Apertio的ONENDS设备甚至高达一亿容量。通用数据平台通过实现用户数据组织的通用化，数据与具体应用分离，并结合大容量，可以在一套大容量通用数据库基础上同时提供多个HLR、EIR、MNPDB网元，设备提供更加的灵活。进一步可以通过提供数据库开放接口，实现业务模块和数据模块的完全分离网元融合随着通讯技术的发展，呈现了两大趋势，一个是核心网络逐渐趋于融合并屏蔽接入方式的差异；另外一个就是业务提供趋于标准化；而顺应趋势，数据融合成为先行的一个关键步骤。HLR将管理不同类型的用户数据以及业务数据，目前中国电信SHLR融合研究就是在做此类的尝试和技术储备；分布式与冗灾的多样化数据分布对用户数据没有任何号段方面的限制，可以以用户为单位也可以以业务为单位在节点分布。节点间的地理位置也没有限制,：；：。,4,USPP术语,DSA（DirectorySystemAgent）DSA是目录服务协议(X.500)中的概念，是目录模型的服务端，相对于客户端DUA而言，在USPP中用DSA表示存放各种类型的用户数据的数据库,相当于oracle、MSSQLserver数据库.DSA节点存放各种类型的用户数据的数据库节点，一个DSA由一个或者多个DSA节点组成.组成一个DSA的所有DSA节点中存储的用户数据都是相同的.DSA集群可以使用多个DSA节点构成一个集群。集群中有一个主节点和多个备节点。集群内的所有节点数据是相同的，基本是一致的DSA主用、备用节点DSA节点分成DSA主用节点和DSA备用节点，一个DSA同时只能有一个DSA主用节点，允许有1到M（M=80）个DSA备用节点;USPP中通过自定义的同步、异步数据复制协议实现同一个DSA中DSA主用节点向一个或者多个DSA备用节点的数据同步。只有DSA主用节点才能处理数据的读写操作，DSA备用节点只能提供只读操作.UDS(UniversalDirectoryServer)UDS是个逻辑的概念，是USPP中所有DSA的集合，USPP中只有一个UDS。,5,USPP术语,FE(FrontEnd)FE是个逻辑的概念，是USPP中每个交换局内实现信令和业务处理的所有模块的集合。BE(BackEnd)BE是个逻辑的概念，是USPP中每个交换局内数据存储和同步的所有模块的集合。ProvisionPROVISION是个逻辑的概念，是USPP中每个交换局内实现业务受理功能的受理台、接口机、DBIO模块的集合。N+K容灾同时允许有N+K个模块或者数据库节点提供服务，最多同时允许有K个模块或者数据库节点出现故障。N+1容灾N个主用模块或者数据库节点，1个备用模块或者数据库节点;1个备用模块或者数据库节点允许接管N个主用模块或者数据库节点的1个到N个的模块的处理，在N个主用模块或者数据库节点都正常的情况下，备用模块或者数据库节点是不处理业务或者数据访问的.,6,IM-SSF,CSCF,AS,IMSDomain,Iu-CS,Iu-PS,Gb,A,CSDomain,PSDomain,CN,MSCServer,GMGW,Internet,PSTN/OtherPLMN,GGSN,SGSN,GSMBSS,WCDMARNS,MGW,GMSCServer,USPP,PositionofZXUNUSPPinGSM/UMTS/IMSNetwork,7,Iu-CS,Iu-PS,Gb,A,CSDomain,PSDomain,CN,MSCServer,Internet,PSTN/OtherPLMN,GGSN,SGSN,GSMBSS,WCDMARNS,MGW,GMSCServer,GMGW,Sh,Gr,Gc,ZXUNUSPPInterfacesinGSM/UMTSnetwork,D,C,sri,prn,AssignmentflowofS-CSCF,CSCF,AS,Cx,IM-SSF,Si,IMSDomain,8,ZXUNUSPPInterfacesFunctions,9,USPP概述USPP的系统结构USPP的硬件结构USPP的虚拟HLR应用USPP的组网,提纲,10,USPP系统结构示意图,11,USPP软件结构描述,USPP内部划分UDS（数据库子系统）FE（信令处理子系统、业务处理子系统）；Provision（业务受理子系统OMC（网管子系统)包括：本地OMM和EMS集中网管UMT(维护工具子系统)包括：维护工具客户端和分布在FEPROVISIONUDS上的代理模块.主要实现系统日志管理、升级维护功能。USPP支持子系统分布部署FE支持异地分布；UDS中的DSA支持异地分布Provision支持异地分布接入USPP提供本地和集中维护两种手段USPP对于本地设备提供本地维护OMM；针对USPP整个分布式系统提供集中维护的OMC，实现对所有分布的子系统资源的集中、统一管理。,12,USPP软件架构的特点,分布式的软件架构1、多个FE2、多个PROVISION3、UDS也是由多个DSA组成的分布式数据库4、分布式的网管一套集中网管和多套分布在各地的本地网管。业务逻辑和数据分离的架构1、FE只处理信令和业务的逻辑；2、PROVISION只处理业务受理的逻辑；3、UDS只存储维护数据，不处理和业务相关的逻辑；4、FE、PROVISION和UDS之间采用扩展的LDAP接口。扩展的LDAP接口是在RFC2251定义的标准LDAP接口基础上增加了一些功能，增加的功能和业务逻辑无关。,13,V3HLR和USPP的模块对应关系,14,USPP系统构架和V3HLR构架比较,15,USPPUDS软件结构,16,UDS的DSA分类,结合USPP需要存储的用户数据的分析，UDS的DSA划分成两种类型：,需要注意的是，不是每种应用的数据都需要划分成这两种DSA。1、对于HLR、HSS、AAA应用由于存在多种用户标识且业务属性的数据量比较大，需要划分成以上DSA。2、对于EIR应用和MNP应用，由于业务属性的数据量也很小，没有必要划分PROFILEDSA，只有identityDSA。,17,UDS存储子系统,18,UDS的数据存储方式-日志,在UDS中，可以认为数据是通过日志产生的，也就是说，数据是日志的集合日志和事务对UDS的一个节点的一次修改在该节点上产生一个事务。注意目前为止UDS的事务不能跨节点一个事务产生一个日志。日志的流水号用于标识一个日志，每产生一个日志则日志流水号加1。日志流水号的属性包括：1）产生日志的节点2）产生日志的时间戳（或者是启动流水号）3）日志的序列号：包括溢出次数和序列号4）日志记录的是被修改了哪些记录、字段，以及这些记录字段的修改前的值和修改后的值。日志的特点日志记录的是物理修改，所以无法根据日志判断数据修改的逻辑影响必须按照顺序应用：日志必须按照序列号的顺序从小到大连续的应用，否则数据就是错误的我们将DSA当前最新日志的流水号称为CSN可重复应用：从任意一个日志开始，到CSN为止的这段日志可以多次应用而不会改变数据。注意必须是要应用到CSN为止,19,UDS数据存储-日志持久化,存储存储是将内存库数据写入磁盘的过程。存储类型分为本地存储和转储。日志持久化和CKPT日志持久化是将日志写入到日志文件的过程，CKPT是将日志应用到数据文件的过程其功能有点和内存库的日志应用类似。区别在于，写磁盘的时候为了提高性能，将对数据文件中记录的修改先缓存起来，然后批量写磁盘，以减少I/ODUMPDUMP是将内存库的数据直接写入数据文件DUMP的过程是：先写数据，然后日志持久化，然后CKPT其过程以及性质和在线恢复有点类似。当DSA的日志和DST的日志不接续的时候则需要做DUMP内存数据库加载,20,UDS存储类型,无存储本地存储将DSA节点上的内存数据库数据持久化到商用数据库或文件转储通过转储节点DST，将DSA节点上的内存数据库数据持久化到商用数据库或文件DSA节点和DST节点的存储子系统配合完成,21,UDS数据同步-复制,复制：复制的功能在于将数据从主节点同步到备节点同步复制和异步复制同步复制和异步复制都是只拷贝应用日志，同步复制是主节点主动将日志发送给备节点，异步复制是备节点主动找主节点要日志。在线恢复在线恢复的步骤包括：拷贝数据、拷贝应用日志DSA节点上的日志缓冲区是有大小限制的，所以当主节点和备节点日志缓冲区无法接续的时候则需要做在线恢复，因为此时无法拷贝到日志,22,UDS状态监控,分布式监控子系统维护本DSA的主备状态启动时通知存储子系统加载数据和内存数据库子系统重建索引数据失步时通知复制子系统执行异步复制或在线恢复协调其他子系统完成切换为主节点、备节点流程协调其他子系统完成下电流程DSA节点的主备状态发生变化时，通知其他子系统或其他DSA节点通知目录服务子系统，使目录服务子系统可以通知DUA本节点的读写状态，利于DUA的发端负载均衡通知邻接DSA节点，便于DSA节点执行发端负载均衡和收端负载均衡，以及执行无主检测和双主检测DSA节点主备状态通知，可以是实时的，也可以是定时的无主和双主的情况下，都需要执行PDS选举.PDS选举可以由DSA节点请求监控中心执行，也可以由监控中心主动执行PDS选举分为两个阶段监控中心查询各个节点的状态监控中心根据各个节点的状态，执行PDS选举策略，选举出唯一的PDS，并通知相应的DSA节点切换为PDS，或切换为SDS,23,UDS硬件构成,DSA节点包含UDS的所有子系统DSA由一个或多个DSA节点构成UDS由一个或多个DSA构成DSA节点可以运行在单板上，也可以运行在后台服务器上，支持PCSERVER、ATCA、小型机等硬件和WINDOWS、AIX、LINUX等操作系统DST节点（转储节点）转储节点运行在后台服务器上，可以为一个或多个DSA提供数据持久化功能一个DSA可以对应多个转储节点，一个转储节点也可以支持多个DSA转储节点本身没有主备功能，依赖于商用集群软件实现功能上，转储节点属于存储子系统的一部分监控中心监控中心运行在OMP上，是OMP上的一个单独进程每个局有一个监控中心，一个监控中心可以管理多个DSA功能上，监控中心属于分布式监控子系统的一部分,24,USPPFE的软件系统结构,SS7orIPNetwork,UDS,MTP1,MTP2,IP,SIPI,SPB,MTP,3,SCTP,HSS,-,DAPP,SCCP,TCAP,WCDMA,MAP,WCDMA/TD-SCDMA/EIR,M,3,UA,DIAMETER,OMMAgent,HCDB,TCAP,CDMA,MAPCDMA,SUA,USPP,FE,UDP,RADIUS,AAA,LDAP,GLPI,LA,25,USPPFE功能,处理HLR、HSS、EIR等应用相关信令和业务。实现用户数据修改通知有序化，确保用户数据修改正确通知到其他网元。实现采用LDAP接口读写UDS数据的功能；实现在USPP内FE之间的收端负载均衡。向UDS发送请求时实现发端负载均衡功能。实现在USPP内PROVISION之间的收端负载均衡（包含转发功能）；GLPI模块，用于LDAP接口和内部接口的转换。LA模块，用于管理DUA（FE/PROVISION）和UDS之间的链路。实现过负荷控制功能。实现虚拟应用功能。支持应用级容灾；支持异地接入；,26,USPPProvision软件结构,注意：内部模块交互非最终方案,27,USPPPROVISION系统功能,处理HLR、HSS、EIR等应用相关的业务受理功能；将MML/XML请求处理规则化，根据MML/XML请求自动生成数据访问请求；采用LDAP接口读写UDS数据；可以根据组网情况实现集中、分散受理；支持异地受理；实现在USPP内PROVISION之间的收端负载均衡；向UDS发送请求时实现发端负载均衡功能；实现虚拟应用功能。,28,USPP子系统划分,USPPOMC软件结构,29,USPPOMC软件特点,OMM子系统为2层架构，包含1个集中网管和多个本地网管将设备管理与应用管理相互独立；本地网管侧重设备管理、集中网管侧重应用管理；集中网管采用主备容灾(可选)；集中网管为本地网管提供配置数据容灾；集中网管提供跨地域的信息维护、管理功能。,30,UMT维护工具子系统软件结构,31,USPPUMT维护工具子系统软件特点,维护工具采用C/S模式1、在FEPROVISIONDSA上有维护工具的代理模块，实现服务端的功能；2、维护工具的客户端和各个代理模块之间通过基于TCP/IP的消息交互。3、客户端支持GUI界面和字符终端。客户端和代理模块的接口采用MML字符消息接口。,32,USPP概述USPP的系统结构USPP的硬件结构USPP的虚拟HLR应用USPP的组网,提纲,33,USPP系统结构(单站点),34,USPP系统结构（多站点分布）,35,德国materna案例-系统结构,全局分为两局物理局点，因此将全网用户数据均分为2份，号段A用户的信令路由指向SITE1FE，号段B用户的信令路由指向SITE2FE。从而对于同一个用户，在正常情况下，是固定被同一个FE处理的。两个FE都有独立的GT和SPC，用于和其他网元的信令互通；两个FE之间互相作为对方的备份；NGHLR系统通过中兴的集中网管进行管理；,36,德国materna案例-物理组网,1.每个局都是两个机架：前台3G平台标准机架，后台ATCA机架；2.后台ATCA的刀片中的双机，心跳线在图中没画，实际是有的；后台ATCA的7槽和8槽的GES交换板，在Fabric平面有两个交换板之间的连线，在图中没画，实际是有的；3.SBC12与磁阵间通过GES连接，不经过交换机。3.本局通信和跨局通信采用同一对TIPI板。4.两个局点在同一个局方，跨局通信采用两个局点的switch级联方式。,37,硬件结构说明,FE:V3平台OMP/RPUSMP信令及业务处理模块SPB窄带信令接入板SIPIIP信令接入板前台DSA(IDDSA/PDSA)前后台及跨局通信接口(USI/TIPI)BE:ATCA平台后台DSA(注：DSA要么在前台要么在后台，目前商用局DSA在前台)DST(转储模块)DBIO和接口机EMS/OMM客户端,38,USPP模块硬件和操作系统,39,USPP概述USPP的系统结构USPP的硬件结构USPP的虚拟HLR应用USPP的组网,提纲,40,VHLR的概念,USPP虚拟HLR是一个逻辑上的概念，即将一套USPP系统逻辑上划分成多个独立的虚拟HLR，每个虚拟HLR在业务受理、业务处理、OMC配置、性能统计、告警等各个方面呈现出来的都是相对独立HLR。（本文是指广义上的虚拟HLR，包括虚拟HLR/SHLR/HSS/AAA/EIR/MNP等）用虚拟应用来实现分权分域建设一套USPP后，可以实现数据的集中管理、业务的融合，减少核心设备的投资，从运营商的日常可维护性方面考虑，业务开展、业务受理和操作维护按照区域来划分更容易维护，如上面的三个省/自治区在现网的每个HLR都是独立的功能实体，每个HLR中用户签约的业务可能是不一样的，每个HLR的网管也是独立的；采用USPP后，原有业务按照区域为单位开展的模式保留不变，如漫游业务按照区域开展，各地的业务受理、网管操作员只受理、配置、统计、查看本地相关的用户资源，因此在USPP中引入虚拟HLR应用，以实现在USPP中分权分域管理。,41,VHLR的特点,VHLR是USPP作为HLR功能实体时开展业务的最小单位（“业务功能开展的最小单位），即：每个VHLR内部的用户允许开展的业务是相同的，不同VHLR开展的业务允许不相同。虚拟应用包含的资源：1、业务功能资源；2、用户资源.VHLR之间的操作维护是相对独立的（“独立的操作维护“）；以VHLR为单位进行数据配置、性能统计、受理日志上报和统计等。VHLR之间的业务受理权限是相对独立的(“独立的受理权限“)。受理操作员对用户的受理权限以VHLR为单位控制。每个虚拟应用内部的用户允许开展的业务是相同的;一个虚拟应用可以开展在不同的FE上，这样就可以实现虚拟应用层面的冗余，为