诺基亚HLRN+X备份方案

1、1. N+X实时备份方案1.1 N+X实时备份方案的实现思路通过设置集中式数据库的方式，对用户和鉴权数据进行动态和实时备份，是N+X实时备份方案的核心实现。在方案实现中，包含备份服务器的设立和建立数据的动态更新接口。在网络中，设置一个window 平台的服务器，负责对用户数据进行存储和管理。备份服务器可以管理现网多个HLR中用户数据，在备份系统设立之初，通过用户数据初始化操作从现网网元中获得准确的用户数据。在日常运行中，现网HLR设备会收到来自BOSS管理接口对用户数据的操作，包括新增、删除、修改等，同时还会通过MAP消息接口同用户的网络状态保持一致，对于这些变化，现网HLR设备需要在修改了自

2、身的数据库的同时把它封装在IP包中，通过IP接口，把这些更新汇总到备份服务器当中，由此我们可以实现对用户和鉴权数据的动态和实时备份。在需要启用备份机制的时候，通过备份信令路由的自动启用，备份HLR在需要某个用户数据的时候可以从备份服务器中获得该用户当前有效的数据，实现备份HLR对现网HLR功能的接管。1.2 N+X备份方案适用范围通过备份服务器的设置，现网HLR网元个数N和备份HLR网元个数X是一个相对独立的关系。因此，可以根据实际需要，灵活实现如1+1 配对备份， N+1或N+2等不同的备份系统。目前，诺基亚西门子网络提供的基于DX200平台的M13 软件版本的HLRi设备具备实施 N+X备

3、份方案的组网能力。由于现网HLR和备份HLR间的数据交换通过IP连接实现，因此运营商可以方便地利用现有的数据网络设施对HLRi设备进行异地容灾备份。1.3 N+X备份方案的实施1.3.1 备份数据库的建立及更新1.3.1.1 用户数据的初始化在HLR设备中，主要有两个数据库。一个是HLR数据库（HOSTEL），包含了IMSI,MSISDN和定义了的业务信息，而另一个是鉴权数据库（ACRARE），包含了IMSI,Ki等信息。在备份服务器正确配置后，这些重要的数据库可以通过人工启动的初始化进程，从现网HLRi设备中，创建到备份服务器的数据库中。在N+X备份方案中，备份服务器基于NEMU（netwo

4、rk element management unit或称为网元管理单元）实现。NEMU由惠普的DL380服务器和一些数据设备组成，可以实现多种网络功能，备份服务器是NEMU的一种重要应用。为方便起见，在本文档以下内容中，备份服务器与NEMU可以等同视之。在N+X实时备份方案中，一台备份服务器中可以管理1000万IMSI记录，所以同一个备份服务器可以支持多个现网HLRi设备的数据初始化。1.3.1.2 数据更新主用HLR的用户数据由备份服务器进行初始化备份之后，当现网主用HLR的用户数据在得到来自BOSS或网络的修改请求后，HLRi一方面作自身数据库的更新，另一方面会实时地把数据的修改发送到远端

5、的备份服务器（NEMU）中进行存贮。图 1 N+X 备份方案中的现网HLR、备份服务器、备份HLR1.3.2 信令路由设置容灾HLR通过H/LSTP与MSC/VLR相联，并预先在H/LSTP中设置主备用信令路由选择方式：将至主用HLR的路由设为主用路由，而至容灾HLR的路由设为备用路由。当主用HLR发生故障时，一种可能是至主用HLR信令链路已经不工作， MSC、H/LSTP到主用HLR的寻址失败，系统自动启用备用寻址路由，另一种可能，主用HLR内部功能模块处于不正常，但至主用HLR信令链路正常，我们在决定启用备份HLR之后，要人为阻断到该主用HLR的信令链路，以便实现到主用HLR的信令寻址失败

6、，使得系统自动启用备用寻址路由即： MSC 发起的对原主用HLR的查询、位置更新等操作，通过LSTP转发到容灾HLR上； H/LSTP收到的查询、位置更新等请求，根据SCCP层的备用路由配置，将原来发送到主用HLR的的信令转发到容灾HLR上。1.3.3 备份方案启用过程N+X实时备份方案的启用过程可以成为移动公司网管中心的应急业务流程的一部分，可靠的备份系统首先依靠备份系统的正确配置与日常的数据核查。在紧急情况出现时，N+X实时备份系统通过远程的管理界面进行操作。在接管过程中，只需要通过图形界面简单的进行相关网元的选择，操作备份进程的启用。 按照2.3.2中信令路由设置中说明，通过网络的主备路

7、由设置，系统中的相关信令会准确地路由到备份HLR设备。人工操作可以远程进行。我们强调人工启用备份系统，可以避免系统错误的自动接管。图 2 N+X 备份方案启用流程1. 故障出现，可能需要启动备份设备2. 检查故障HLR，力争排障3. 停止BOSS至故障HLR的操作4. 启动备份服务器管理界面5. 决定启用备份设备6. 断开故障HLR上的信令链路，确保信令经备份路由指向到备份HLR7. 在管理界面中，选择备份HLR设备，启动LOCUP数据恢复进程8. 用相应HLR用户进行主被叫拨打测试9. 考虑切换BOSS管理接口至备份HLR设备由于备份服务器中的用户数据实时更新，备份系统实时激活，因此可以实现

8、业务的实时接管。当网络发生故障，备份HLR在得到网络的MAP消息请求后，可以从NEMU数据库中实时的提取用户的所有信息。在激活阶段，当收到基于网络请求(LUP, MTC, MOC)备份HLR中的distributor process 检测到网络请求的用户未存在于备份HLR的数据库中， N+X备份程序则向备份服务器发送请求，备份服务器在自己的数据库中寻找相关的用户数据并以压缩数据的格式将其发送回备份HLR 的数据库中。备份服务器的应用程序开始向备份HLR传输用户数据(1000 用户/秒的数据传递速度) 。在激活过程进行一定时间后，在80%以上的用户已经建立到备份HLR中，我们可以选择在网络非忙时

9、的时候，在备份服务器上可以人工启动后台恢复操作（称为 background operation 或者background recovery），通过这种方式可以把NEMU中属于对应HLR中的余下用户数据传递到备份HLR中。1.4 主用HLR的恢复当主用HLR修复后，可以重新工作时，就可以进行把用户数据库重新装入主用HLR的过程。其过程由以下几个步骤组成：1. 首先需确认故障主用HLR的用户数据库为清空状态2. 启动N+X备份服务器管理界面，将故障恢复的主用HLR 临时设置为RHLR3. 在管理界面中将以上临时设置的RHLR加入到备份服务器的RHLR列表中4. 选择RHLR设备，启动Locup r

10、ecovery数据恢复进程，将当前被激活的用户加载到RHLR中。5. 信令路由的切换，恢复主用路由。6. 选择RHLR设备启用Background recovery进程，通过这种方式把备份服务器NEMU中属于对应HLR中的余下用户数据传递到备份HLR中。(建议此过程在网络负荷不高的夜间进行)7. 当Background recovery进程结束，所有的用户数据被创建在这个临时指定的RHLR中。8. 将RHLR的状态恢复为主用HLR状态，完成主备HLR的倒换，从而最终恢复主用HLR的工作。注：主用HLR恢复倒回的原理和故障倒换的原理相同，但是由于主用HLR和备份服务器之间由于不在同一机房，带宽较

11、窄（通常采用2*2M 连接），所以主用HLR恢复倒回建议在夜间进行。1.5 备份系统中IP连接的带宽需求N+X备份服务器到备份HLR因为是本地连接，支持100Mbit/s。远程的管理界面到备份服务器需要0.5Mbit/s。现网HLRi设备到备份服务器的带宽需求可以分成两个阶段。第一阶段是进行用户数据初始化，第二阶段是实时备份阶段，而通常第一阶段的带宽需求比第二阶段要大。在上面表格提供的数据中可以看出 ，首先IP连接的RTT(round trip time)有要求，100万容量级别的系统中，现网HLR设备到备份服务器的IP连接数据包的RTT时间要小于100毫秒。在用户数据初始化阶段，90分钟内完成需要5Mbit/s的带宽，如在40分钟内完成则需要8.5Mbit/s。在数据实时备份阶段，2MMbit/s带宽即可。其他更大容量的现网HLR设备的带宽也可以从上面表格中查得。1.6 N+X备份方案优点 大容量：每个备份服务器可以存储1000万用户的动态数据可以备份多个HLR。 实时性：备份服务器中的用户数据实时更新，备份系统实时激活。（当X=1时，N<=8） 安全性：一个RHLR备份多个HLR，实时激活，不会导致业务中断。 零切换时间：主用HLR发生宕机等故障时，容灾HLR可以立即接管原HLR的工作；不仅实现信令“零”切换，而且真正实现业务“零”切