融合电信业务模型的建模方法_图文

1、 融合电信业务模型的建模方法1李浩北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室,北京(100876摘要:模型驱动架构是新一代的软件开发方法学。模型驱动的业务生成技术将MDA的理念系统的应用到电信业务的生成中,使得电信业务应用级的重用成为可能,并提高了可移植性和开发效率,业务过程模型在该技术中起着关键作用。本文首先研究了电信业务过程的建模方法,提出了一种基于扩展UML活动图和类图,通过事件驱动机制将操作、事件进行组合,搭建电信业务过程模型,以满足对电信业务过程的建模需求。同时在其中添加业务本体数据,使得电信业务模型具有丰富的语义信息,为提高电信业务生成的智能化程度和效率奠定了基础。然后,本文研究了业

2、务过程模型在实际业务生成中的应用,通过深入分析融合业务平台的业务特点,实现了融合业务平台上基于业务过程模型的业务建模,验证了业务过程建模方法和业务过程模型应用于业务生成的正确性和有效性。关键词:模型驱动架构;业务过程模型;UML扩展;本体中图分类号:TN929.531.引言下一代电信网络将是一个用户需求驱动的网络。随着用户对电信业务需求的多样化,要求下一代的电信网络能够根据用户需求及时的提供服务。目前,模型驱动架构(MDA作为新的软件开发模式得到越来越广的应用1,一些学者已经将MDA的建模思想应用到电信业务的生成中来。电信业务一般是通过业务过程模型来实现业务的定义、设计、代码生成和测试,以降低

3、业务开发的复杂度。业务过程模型是对业务执行过程的抽象,定义了业务的逻辑功能,描述了执行过程中业务的各种操作和业务操作的执行顺序。基于SIB搭建的智能网业务模型以及基于图形化构件(组件搭建的业务模型都可以看成是业务过程模型中的一种,但由于与具体实现技术紧耦合,这些模型的通用性和可移植性较差,不适合在模型驱动的业务生成技术中使用。UML是MDA开发体系中的标准建模语言,在MDA的开发和使用中起着至关重要的作用2。因此,在模型驱动的业务生成技术中,需要考虑如何使用UML对业务过程进行建模。而实现基于UML的业务过程模型构建的关键就在于如何在UML模型上描述电信业务过程中执行的操作、需要处理的事件和使

4、用的业务数据,特别是解决电信业务特有的异步事件响应处理和业务数据传递等重要问题在模型上的描述方法。本文首先提出了UML活动图和类图的扩展方法,而后分析电信业务过程中涉及的操作、事件和业务数据等关键概念,给出了电信业务过程的概念模型;基于该概念模型,提出了一种通过扩展UML活动图和类图,采用事件驱动机制将操作、事件和业务数据进行组合以完整表达一个业务逻辑,从而构建电信业务过程模型的方法,以满足对电信业务过程建模的需求。2. UML活动图扩展2.1 扩展活动图的必要性电信业务的执行过程就是在各种来自网络的外部事件和业务操作产生的内部事件驱动1本课题得到国家自然科学基金(60672122和华为基金(

5、YBIN2006086的资助。 之下完成的,并且在业务过程的执行过程中涉及了业务本体输入输出参数在各个操作间的传递。为了使用UML精确地定义业务过程,需要将业务过程中涉及的操作、事件和业务本体输入输出参数的概念引入到UML中,并能够将这些概念在UML中进行组合从而描述一个完整的业务逻辑。UML作为软件业标准的建模语言具有丰富的建模元素,其中的活动图(Activity Diagram和类图(Class Diagram旨在支持过程和概念的描述2。然而,UML作为一个庞大而详细的规范,虽然能满足大部分普通建模人员的需要,但是并不能包含电信领域相关的所有问题。在UML活动图和类图中,仅仅使用名称对建模

6、元素进行描述,显然不能表达电信业务过程中涉及的操作、事件和业务本体数据类型的概念。因此,需要对活动图和类图进行扩展。2.2 活动图扩展方法UML活动图中的建模元素包括了初始节点(Initial Node,活动中止节点(Activity Final Node,操作节点(Action Node,控制流(Control Flow,输入输出节电(Input/Output Node等。扩展UML活动图的方法是使用UML的扩展机制UML Profile中的构造型(Stereotype对电信业务过程中涉及到的操作和事件的概念进行描述。构造型是一种类型(type,可以定义构造型的属性,并选择某种UML建模元素

7、作为构造型的基类,通过在该建模元素上附加构造型达到扩展原有建模元素语义的效果。(1对于描述操作的构造型来说,其基类为活动图建模元素中的操作节点,以操作的标识作为该构造型的名称,附加了构造型的操作节点表示一个业务操作。(2对于描述事件的构造型来说,其基类为活动图建模元素中的控制流,以事件的标识作为该构造型的名称。(3对于描述业务输入输出参数的构造型来说,其基类为活动图建模元素中的输入输出节点,构造型的名称描述了业务的输入输出参数。参照3GPP和ETSI的业务及业务能力定义,对Parlay X Web Service开放式接口中涉及的操作、事件进行抽象,形成电信业务操作的元模型。将电信业务操作的元

8、模型用相应的构造型进行描述,从而将电信业务过程中涉及的操作、事件和输入输出参数扩展到活动图中用于搭建电信业务过程的操作模型。在扩展之后的活动图中,使用操作节点表示业务执行的操作,节点上附加的构造型规定了执行的具体操作,如图1(A所示;控制流表示事件,控制流上附加的构造型规定了事件的类型,如图1(B所示;活动参数节点表示业务数据,活动参数节点上的构造型规定了业务数据的类型,如图1(C所示。过程初始节点表示业务过程的开始,如图1(D所示;业务过程的结束用活动中止节点描述,如图1(E所示;对于业务执行过程中发生需要某一外部事件到来才能继续而进入等待状态的情况,使用流中止节点进行描述,如图1(F所示。

9、 (A附加了构造型的动作节点(流(D初始节点(E活动中止节点(F流中止节 点(C附加了构造型的活动参数节点图1 活动图模型元素Fig1 Model element of Activity diagram2.3 类图扩展方法UML类图中的建模元素包括了类节点(Class Node和关系节点(Relation Node等。(1对于描述本体概念的构造型来说,其基类为类图建模元素中的类节点,以本体概念的标识作为该构造型的名称。(2对于描述概念关系的构造型来说,其基类为类图建模元素中的关系节点,以关系的标识作为该构造型的名称。参照W3C的ODM定义3,建立本体元素集到UML元素集的映射,对电信业务领域本

10、体的概念模型进行抽象建模。通过扩展通用的建模语言UML,形成一个描述本体术语的UML Profile 集,从而使用户可以在UML 建模环境下以用户友好的方式进行领域本体建模,具体方法类似于上小节UML活动图的扩展。3.电信业务过程模型电信业务过程模型就是电信业务的动态特性,它描述了电信业务执行的逻辑,使用UML 动态图活动图来表示。活动图中关于过程的描述主要依靠的是操作的结果,即控制流来描述。控制流是在操作执行完成后同步产生的,对于表示某个事件e的控制流来说,其源端(source节点是产生事件e的操作,其目标(target节点是源端操作在执行完成后产生e 时需要执行的下一个节点。电信业务过程模

11、型由操作元模型来描述,电信业务过程元模型具体包括操作元模型、输入输出引脚元模型和控制流元模型。以第三方呼叫的业务过程为例,它的过程元模型如图2、3、4所示。第三方呼叫中的每个操作都抽象为一个Action类型的版类(过程元模型,操作的输入输出抽象为输入输出引脚类型的版类(输入输出引脚元模型,操作与操作之间的信号流抽象为控制流类型的版类(控制流元模型。在Parlay X的范围内,这三种元模型基本可以覆盖所有的业务,即所有的业务都可以归结为由这三种元模型来表示。 图2 过程元模型Fig2 Process meta-model 图3 输入输出引脚元模型图4 控制流元模型Fig3 Input/outpu

12、t meta-model Fig4 Control flow meta-model图5表示第三方呼叫业务的过程模型,它由若干过程元模型经过实例化之后所构建。从图中可以看出,过程模型由操作模型、输入输出模型(又称输入输出引脚以及控制流模型组成。 图5 电信业务过程模型Fig5 Process model of telecommunication service如图5所示,操作模型和控制流模型组成了业务的基本逻辑,业务的事件驱动操作的执行。例如,操作CancelCall1上附加的构造型CancelCall规定了该操作执行的是放弃外呼的操作,并且在操作执行完成后会产生事件SUCC或FAIL,事件SU

13、CC表示放弃外呼成功,而事件FAIL则表示放弃外呼失败。假设放弃外呼成功后业务需要执行操作GetCallInfo1,则将描述SUCC事件的控制流的目标节点指向操作节点GetCallInfo1节点;假设放弃外呼失败后业务需要执行操作EndCall1,则将描述FAIL事件的控制流的目标节点指向EndCall1节点。输入输出引脚包括两个属性:引脚名称和引脚类型。引脚名称用于指定输入输出参数的名字,例如主叫方和被叫方等;引脚类型用于指定输入输出参数的参数类型,而这些参数类型本身是本体概念,是由概念模型来表示的。因此,可以看出,电信业务模型是由概念模型和过程模型共同来描述的。过程模型的语义信息不仅由操作元模型表现出来,而且过程模型中的引脚类型是由本体概念模型来表示的,因此,电信业务的语义信息通过概念模型