（计算机应用技术专业论文）高可信计费系统的若干关键技术研究.pdf

摘要 电信领域计费系统是电信运营商获取商业利润时的收费依据，计费系统数据 属于商业数据，要求非常高的可靠性。论文以湖南铁通计费网络的系统集成为背 景，对于这一高可靠系统，从组网方案的选择、网络高可用性、安全性、网络病 毒的防护，高可用主机群集系统的实现过程，数据存储的高可靠性等方面进行了 研究；对于电信运营商来说，计费原始话单的完整性决定着运营商的市场收入， 针对实时计费系统，若原始话单通过实时采集后发生丢失，导致一些话单无法计 费，将给运营商带来不少损失。本文介绍了作者在湖南铁通最终计费的h p u n i x 主机上独立开发的一套程序，能查出计费原始话单从程控交换华为b a m 机或中 兴前置机通过实时采集系统，传送到各地市采集服务器，再上传到省计费中心计 费主机的整个过程中，实时采集话单的丢失情况。该套程序查找丢单运行效率很 高、速度很快，每月找出的实时采集丢失话单数都在几十万条以上，不断产生着 可观的经济效益。 本文对湖南铁通计费网络的高可用性作了规划设计；在计费网络中对病毒的 传播找到了有效拦截方法，而对于带有欺骗性的a r p 病毒中段业务的情况，通过 在网关路由器、三层交换机上的有效控制，瓦解了a r p 病毒的攻击，取得了良好 的实用效果；计费原始话单是电信运营商获取商业利润的收费依据，保证原始话 单无损到达计费系统进行计费，直接关系到运营商的市场收入。论文作者在计费 u n i x 主机上独立开发的一套程序很好地解决了这一问题，带来的经济效益显著。 关键词：计费系统；网络；主机；高可信；原始话单无损计费 i i a b s t r a c t w h e ng a i n i n gb u s i n e s sp r o f i t ，t e l e - c o m p a n yc h a r g e sa c c o r d i n gt ot h ea c c o u n t i n g s y s t e mo ft e l e c o mf i e l d a c c o u n t i n g - s y s t e m d a t ab e l o n g st ob u s i n e s sd a t a ，w h i c h n e e d sv e r y h i g h d e p e n d a b i l i t y b a s i n go nt h ei n t e g r a t i o n o f h u n a n - t i e t o n g a c c o u n t i n g - n e t w o r k s y s t e m ，t h i st h e s i sr e s e a r c h e st h es c h e m eo fn e t w o r ks e t u p ，t h e h i g ha v a i l a b i l i t y 、s e c u r i t yo ft h en e t w o r k ，n e t w o r k - v i r u s - d e f e n d e d ，t h ei m p l e m e n to f h i g ha v a i l a b i l i t yc o m p u t e rc l u s t e rs y s t e m ，t h eh i g hd e p e n d a b i l i t yo fd a t as t o r i n gf o r t h eh i g hd e p e n d a b i l i t ys y s t e m t h e i n t e g r a l i t y o fo r i g i n a l a c c o u n t i n g b i l l d e t e r m i n e st h ei n c o m eo f t e l e - c o m p a n y f o rr e a l - t i m e - a c c o u n t i n gs y s t e m ，i fs o m eo r i g i n a lb i l l sa r el o s tt h r o u g h r e a l t i m e - c o l l e c t i n gs y s t e m ，r e s u l t i n g i ns o m eb i l l sw i t h o u tb e i n ga c c o u n t e d ， t e l e - c o m p a n yw i l lr e c e i v em u c hl o s s t h i sp a p e ri n t r o d u c e st h ep r o g r a mw h i c ht h e a u t h o rd e v e l o p e di n d e p e n d e n t l yi nh u n a nt i e t o n gf i n a la c c o u n t i n gh p u n i xh o s t ， w h i c hc a ns e a r c ho u tl o s tr e a l - - t i m e - - c o l l e c t i n gb i l l st h r o u g ht h ew h o l ep r o c e s st h a t a c c o u n t i n go r i g i n a lb i l l sa r ec o l l e c t e dt oc o l l e c t i n g - s e r v e ri ne v e r yd i s t r i c tf r o m p r o g r a m - c o n t r o l l i n g s w i t c h e sh u a w e ib a mo rz t ef r o n t e n d c o m p u t e rb y r e a l - t i m e - c o l l e c t i n gs y s t e m ，a n dt h e ns e n tt oa c c o u n t i n gh o s ti np r o v i n c ea c c o u n t i n g c e n t e r t h i ss e to fp r o g r a mc a nr a p i d l ya n de f f e c t i v e l ys e a r c h e sf o rl o s tb i l l s ，a n dc a n e v e ns e a r c ho u th u n d r e d so ft h o u s a n d sb i l l se v e r ym o n t h ，p r o d u c i n gc o n s i d e r a b l e f i n a n c i a lb e n e f i tc o n s t a n t l y t h i st h e s i sm a k e sap l a na n dd e s i g nf o rt h eh i g ha v a i l a b i l i t yo fh u n a nt i e t o n g a c c o u n t i n g n e t w o r k ，a n df i n d so u ta ne f f e c t i v ew a yt oh e a do f fv i r u s - s p r e a d i n a c c o u n t i n g n e t w o r k f o rt h ei n s t a n c eo fd e c e i v a b l ya r p v i r u sh a l t i n go p e r a t i o n ， e f f e c t i v ec o n t r o l sa r em a d ei ng a t e w a yr e u t e r sa n dt h et h i r ds w i t c h e s ，a n dt h e nt h e a r p - v i r u sa t t a c k i n ga r ec o l l a p s e d ，o b t a i n i n gg o o da n dp r a c t i c a le f f e c t t e l e - c o m p a n y c h a r g e sa c c o r d i n gt ot h ea c c o u n t i n go r i g i n a lb i l lt og a i nb u s i n e s sp r o f i t ，e n s u r i n g o r i g i n a lb i l l sc a nb et r a n s m i t t e dt oa c c o u n t i n gs y s t e mf o ra c c o u n t i n gw i t h o u tl o s s ， w h i c hd i r e c t l yr e l a t e st ot h em a r k e ti n c o m eo ft e l e - c o m p a n y o w i n gt oas e to f p r o g r a mi na c c o u n t i n gu n i xh o s te m p l o d e r e di n t h i st h e s i s ，a no b v i o u sf i n a n c i a l p r o f i tc a nb er e c e i v e d k e yw o r d s ：a c c o u n t i n gs y s t e m ；n e t w o r k ；h o s t s ；h i g hd e p e n d a b i l i t y ；o r i g i n a lb i l l s a c c o u n t e dw i t h o u tl o s s e s 插图索引 图1 1 论文结构图2 图2 1t s s ( 电信支撑系统) 参考模型4 图2 2x 2 5 虚电路解决一点对多点问题5 图2 _ 3 帧中继二层帧转发机制6 图2 4r a d i u s 认证9 图2 5r a d i u s 的c s 结构1 0 图2 6a a a 协议在协议栈中位置1 1 图4 1 湖南铁通计费系统框架3 1 图4 2 计费系统模型设计3 2 图4 3 计费处理流程3 3 图4 4 计费处理模块结构图3 4 图4 5 计费文件处理流程3 5 图5 1 专线与拨号备份双链路连接方式3 9 图5 2 省级计费帐务管理中心局域网网络系统图4 1 图5 3 传统话音业务c d r 采集图4 5 图5 4 智能网业务的c d r 采集图4 6 图5 5 分散采集图4 7 图5 6 营业大厅接入示意图4 8 图6 1 实时计费系统网络拓扑6 9 图6 2 联机采集系统的组成框图7 0 图6 3 实时采集系统软件体系结构7 1 v i l 高可信计费系统的若干关键技术研究 附表索引 表2 1 几种公众通信平台的综合比较5 表2 2r a d i u s 认证、计费字段属性的说明1 2 v i i i 湖南大学 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取 得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何 其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献 的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法 律后果由本人承担。 作者签名：戴永日期：z 。8 年牛月1 6 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学 校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被 查阅和借阅。本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入 有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编 本学位论文。 本学位论文属于 1 、保密口，在年解密后适用本授权书。 2 、不保密四。 ( 请在以上相应方框内打“”) 作者签名： 莪乐 导师签名：多务。段 数即 日期：己。0 8 年十月f 6 日 日期：l 0 0 6 年午月1 6 b 工程硕士学位论文 1 1 研究课题的来源 第1 章绪论 中国铁道通信有限责任公司正式批准成为新的电信运营商，继中国电信、中 国联通、网通后准许参与包括固定电话、i p 电话、网络数据通信等电信业务的面 向社会和国际的电信运营服务。原有的铁路通信网络是系统内部的专用网络，并 不需要复杂的计费功能，所以原有的计费系统主要使用交换机软件包中所附带的 计费功能，实现简单的计费帐务处理，对各单位和铁路家属区用户计费。但现在 作为一个运营商，最终目的就是获取商业利润，而电信收费的依据就是来自计费 系统的数据，因此湖南铁通搭建一个跨全省的计费网络势在必行。对于电信领域承 载商用数据的计费系统，必须满足高可靠性，才能保证湖南铁通作为新的电信运营 商良好运作的需求。本文对湖南铁通计费网络集成过程中的若干高可用性关键技 术进行了研究。 1 2 目的与意义 作为典型的关键业务应用系统，湖南铁通计费系统的支撑平台必须经过严格、 慎重的选择，以保证业务系统的连续、高可靠运行。论文以湖南铁通计费系统为 背景，针对湖南铁通计费系统为了实现高可用性，从网络、主机机群系统、数据 存储、网络病毒防范、实时采集系统原始话单实现无损计费等方面所面临的若干 问题进行研究，提出了一些关键技术，应用于实际，取得了良好的效果。 1 3 研究内容 论文从湖南铁通计费系统集成过程中系统支撑平台的选择( 包括主机和存储 系统、数据库系统、中间件系统、网管系统、高可用容灾系统) 等方面作了论述， 从湖南铁通计费系统集成过程中，对网络组建方式、带宽的选择，计算机高可用 性机群系统的实现，存储系统中数据库容量的规划设计、数据库在u n i x 主机上 空间的组织过程，在路由器、三层交换机等网络设备上采取有效措施进行病毒拦 截及破除a r p 病毒欺诈作了研究，在湖南铁通计费网络中有效地阻止了病毒的传 播，排除了a r p 病毒欺诈导致业务中断的潜在危险。对于电信运营商来说，计费 原始话单的完整性决定着运营商的市场收入，对于实时计费系统，若原始话单通 过实时采集后发生丢失而无法计费，将给运营商带来不少损失，论文对计费原始 话单实现无损计费进行了研究。 高可信计费系统的若干关键技术研究 1 4 本文的主要工作 ( i ) 对湖南铁通计费系统主机、网络高可靠性作了规划、设计。 ( 2 ) 从路由器、三层交换机等网络设备上采取有效措旌进行病毒拦截及对 a r p 病毒欺诈的破除作了研究，在湖南铁通计费网络中有效地阻止了病毒的传 播，排除了a r p 病毒欺诈而中断业务的风险。 ( 3 ) 在湖南铁通最终计费的h p u n i x 主机上独立开发的一套程序，能查出 计费原始话单从程控交换华为b a m 机或中兴前置机通过实时采集系统，传送到 各地市采集服务器，再上传到省计费中心计费主机的整个过程中，实时采集话单 的丢失情况。该套程序查找丢单运行效率很高、速度很快，每月找出的实时采集 丢失话单数都在几十万条以上，不断产生着可观的经济效益，实现了实时采集系 统原始话单的无损计费。 1 5 论文的内容安排 本文的结构如图1 1 所示。 第一章绪论 上 第二章计费系统相关研究综述 上 第三章计费系统集成需求分析 第四章计费系统软件体系结构 第五章计费系统中一些关键技术的解决方案 i 第六章实时计费系统 及原始话单无损计费的设计与实现 结论 图1 1 论文结构图 2 工程硕士学位论文 第2 章计费系统相关研究综述 作为电信领域的高可用集成系统一湖南铁通计费系统，是一个大型复杂系统， 由计算机系统、通信系统、数据库系统、应用软件系统及用户终端访问系统等许 多子系统按一定关系综合( 集成) 而成，这就不可避免涉及多厂商产品的集成： 如不同计算机厂家的不同计算机、不同软件公司的不同操作系统、不同网络公司 的网络通信体系结构、不同通信公司的通信产品、数据库产品以及应用软件等。 该系统作为一个商用系统，其系统数据是铁通向用户收费的依据，因此系统从网 络、主机机群系统、应用软件系统的高可用性上都有很严格的要求。新一代的计 费帐务系统将迈向永远在线的目标【1 1 ，为了实现这一目标，湖南铁通计费系统必 须是一个高可信的系统。可信性( d e p e n d a b i l i t y ) 是一个集合性的术语，用来描 述可用性及其影响因素：可靠性、维修性和保障性等【2 】。该系统从网络、主机、 数据库、应用软件上采取了各种措施，保证系统的高可用性：比如网关路由器使 用h s r p 协议的双机热备路由，当主用网关路由器发生故障，h s r p 立即使热备 路由器称当网关路由器，保证网络的畅通无阻；在网络传输介质上，除采取光纤 主通道外，在各个营业厅、采集网点的路由器上同时作了拨号备份路由的配置， 这样光纤链路发生故障，通过拨号备份路由方式仍然保持网络的连通性；计费主 机组成机群系统，保证数据库及应用软件的高可用性等。下面介绍湖南铁通计费 系统集成中涉及的一些理论基础。 2 1 电信计费的概念 电信计费的广义概念是：从用户使用电信业务开始，到用户最终完成缴费的 全过程。具体可分为两个阶段，第一阶段为交换机计费，以电话为例，用户开始 通话到通话结束，交换机复式计次过程完成或交换机将主叫、被叫、通话时长、 开始通话时间等实时记录的过程；第二阶段为后台计费帐务处理，即把采集到的 交换机记录的用户呼叫信息经过预处理、过滤、划价、累计求和，形成用户帐单， 到最终完成缴费并销帐的过程。后台计费帐务处理系统就是一般定义的电信计费 系统。而“联机实时计费”是计费系统实行实时采集后，只要交换机产生出话单， 计费系统可以立即得到原始话单并依据标准费率计费，实时性强，极大地提高了 运营商的防欺诈能力。 电信支撑系统t s s ( t e l e c o ms u p p o r ts y s t e m ) 可以概括为“一个平台，两个 中心，三个支撑系统”。它们分别是接入平台a p ( a c c e s s p l a t f o r m ) ，客户资料数 据中心c d c ( c u s t o m e rd a t ac e n t e r ) 和设备资源数据中心e d c ( e q u i p m e n td a t a c e n t e r ) ，业务支撑系统b s s ( b u s i n e s ss u p p o r ts y s t e m ) 、运营支撑系统o s s 两司信汁赞系统的若干关键技术研究 ( o p e r a t i o ns u p p o r ts y s t e m ) 、网络管理系统n m s ( n e t w o r km a n a g e rs y s t e m ) 。 此模型就是将业务的前端和后端分离，把与客户资料紧密相关的业务独立出来成 为b s s ，把与设备资源相关的独立出来成为o s s ，而b o s s 就是在工作流管理系 统平台上b s s 和o s s 的合成。如图2 1 所示。 f 接入平台( a p ) 竺罨 f 匝受圃圃匹圃匿囹1 i 匾圈匝圃匝虱匡回j 压五而画垂厦面甄翥i 丽 综台网管系统，。k - - 一- - - - j ( m f s ) 图2 it s s ( 电信支撑系统) 参考模型 计费系统是o s s ( 运营支撑系统) 的一部分，提供准确及时的计费业务的使 用记录数据的计费支持，主要包括以下功能： ( 1 ) 支持交换语音计费数据计费和智能网后付费部分的计费； ( 2 ) 支持对各语音数据的批价处理： ( 3 ) 支持话单级的优惠处理； ( 4 ) 向帐务系统提供详细话单数据【3 】。 湖南铁通计费系统在作系统集成时，涉及到网络平台的搭建、宽带用户认证 计费方式的选择、网络的安全性、系统的高可靠性等理论基础。下面分别进行论 述。 2 2 广域网组网方案 2 2 1 公用通信网平台的选择 目前能为湖南铁通计费帐务系统工程提供广域传输平台的公用通信网主要有 以下几种： 公用电话交换网( p s t n ) ；分组交换网( x 2 5 ) ；数字数据网( d d n ) ；帧中 继网( f r n ) ；其它通信网。 工程硕士学位论文 表2 1 是对以上几种公众通信平台的综合比较。 表2 1 几种公众通信平台的综合比较 速率通信费用可靠性安全性 d d n2 4 k 2 m 高高高 f r n6 4 k 2 m 略高 高 较高 x ，2 51 2 k 2 5 6 k 较高较高 较高 p s t n = 8 0 0 0 0 ；在系统单主机或业务进程出现故障时，能迅速响应并进行应用的切换； 为满足系统的稳定性及高可靠性，计费、结算服务器需采用u n i x 操作系统，u n i x 是一个多用户、多任务、支持网络、支持多处理器和虚拟内存的操作系统【30 1 ，u n i x 也是一种交互式的分时操作系统【3 1 1 ，多用户表示几个不同的用户可用同时登录，共 享资源。6 0 年代末期，a t & t 贝尔电话实验室取消了开发m u l t i e s 操作系统的m i t 和g e 计划，然而，设计一个有用的操作系统仍是k e n t h o m p s o n 追求的目标，为 此他开始研制u n i x 系统( u n i x 是m u l t i e s 的别名) 3 2 1 。 ( 2 ) 地市采集服务器要求 6 4 位以上c p u ，支持多c p u 结构，支持平滑升级； 节点性能：满足单节点处理能力的各种性能指标参数，如t p m c 等。 支持高可用性计算集群；系统内存1 0 0 0 m b 以上；根据实际需要支持多种局 域网接入方式；网络协议支持t c p i p 、x 2 5 、f t a m 等多种协议。 系统可靠性：m t b f 值( 小时) = 8 0 0 0 0 。 采集服务器需采用u n i x 操作系统，支持中文内码，符合中国关于中文字符 集定义的有关国家标准。要求完整运行同一操作系统下的产品线，提供可靠技术 支持和系统管理的解决方案。提供c 、c + + 等开发工具软件，提供完整的服务器 系统及相关软件，包含相应的管理、开发工具。 高可信计费系统的若干关键技术研究 3 3 2 存储设备 湖南铁通计费系统存储设备主要包括磁盘阵列和磁带库设备，磁盘阵列主要 提供计费数据的联机存储，磁带库主要提供计费数据的脱机存储。 ( 1 ) 磁盘阵列 磁盘阵列设备具有很高的安全可靠性。在较大的环境中通常使用磁盘阵列， 磁盘阵列通常是拥有大量前端缓存( f o n t e n dc a c h e ) 的硬r a i d ( 2 5 6 m 到2 5 6 g b 以上) 。与传统磁盘缓慢的豪秒级速度相比，存储阵列是非常快的，就像是一块非 常大的内存，读取和写入尽可能地在缓存中进行，真正的磁盘更新都是异步进行 的l ”j ，如果磁盘并行访问，在一个系统中使用大量的磁盘为提高数据读写速度提 供了机会，很多独立的读和写操作也可以并行执行，因此，这种组织方式提供了 提高数据存储可靠性的潜力，因为可以在多个磁盘中存储冗余信息，因此一个磁盘 的故障不会导致数据的丢失。为了提高性能和可靠性，人们提出了多种磁盘组织技 术，统称为冗余独立磁盘阵列( r e d u n d a n ta r r a y so f i n d e p e n d e n td i s k s r a i d ) 1 3 4 】。 磁盘阵列设备应具有较强的可扩充能力，包括系统处理能力的扩充、存储容 量的扩充及i o 能力的扩充等，并支持系统的平滑扩充。 磁盘阵列设备应提供一套完整的系统存储管理软件；磁盘阵列支持的r a i d 存储方式及数据安全可靠存储；磁盘转速 1 0 0 0 0 r p m 。 根据实际需要，磁盘阵列设备可与多种厂商的服务器系统相连。磁盘阵列应 提供两种以上与服务器的连接方式，如s c s i 、s c s i i i 、f c a l ( 光纤) 等接口； 磁盘阵列可支持热插拔功能。 ( 2 ) 磁带库系统 磁带库设备要求具有很高的安全可靠性。 磁带容量：可根据系统整体容量选择磁带容量，具有磁带压缩功能，要求磁 带容量 = 2 0 0 g b ：支持s c s i 2 、s c s i 2 f a s t 等多种接口方式；另外对磁带读写 速度、机械手可靠性、磁头可靠性、磁带库可靠性都应满足对数据库海量数据高 频率全备份、增量备份的需求，还需提供一套完整的磁带库管理软件。 3 4 数据库需求 数据库技术是应数据管理任务的需要而产生的【3 5 1 。数据库按数据问固有的逻 辑关系组织存放，数据库管理系统是管理数据库并为用户提供服务的软件 3 6 】。 1 9 7 0 年美国i b m 公司科学家e f c o d d 在美国计算机学会会刊c o m m u n i c a t i o no f t h e a e m 上发表了题为“a r e l a t i o n a l m o d e lo f d a t a f o rs h a r e d d a t a b a n k s ”的论文， 开创了数据库系统的新纪元【3 ”。数据库系统模型是指数据库中数的存储结构，目 前，广泛使用的数据库管理系统都是基于关系模型的关系数据库管理系统【3 引，关 工程硕士学位论文 系模型是用二维表的形式来表示实体和实体问联系的数据模型。数据库系统也称 数据库管理系统( d b m s ) ，由一组内部相关的数据( 称作数据库) 和一组管理和 存取数据的软件程序组成。软件程序涉及如下机制：数据库结构定义，数据库存 储以及并发、共享或分布的数据访问，在面对系统瘫痪或未授权的访问时，确保 存储的信息的一致性和安全性 3 9 】。湖南铁通计费数据库系统在联机事物处理 ( o l t p ) 部分应满足以下要求： ( 1 ) 支持a n s i i s os q l 8 9 、a n s i i s os q l 9 2 标准 关系型数据库管理系统r d b m s ，支持a n s i i s os q l 一8 9 ，a n s i i s os q l - - 9 2 标准。 ( 2 ) 符合c 2 级安全标准 符合n c s cc 2 级及b 1 级安全性的要求。 对任何数据库对象的操作，安全检查均提供可跟踪性和可统计性，允许数据 库管理员对任何指定用户的操作进行审查。安全审查特性完全符合由美国国家计 算机安全中心提出的c 2 级及b 1 级安全性要求，数据库服务器提供多种级别的访 问特权，以保证数据库安全性。 ( 3 ) 支持中文汉字内码，符合双字节编码 ( 4 ) 提供并行技术，系统具有高性能 ( 5 ) 采用先进的多线索体系结构 ( 6 ) 系统具有容错能力及高可用性 ( 7 ) 支持多种数据复制方式 ( 8 ) 支持分布式环境，可以实现透明的分布式操作 ( 9 ) 支持对异种数据源的访问，并支持o d b c 、j d b c 标准 ( 1 0 ) 具有面向对象扩展能力 ( 1 1 ) 通过虚表接口技术支持三级存储设备 ( 1 2 ) 备份管理简单、可靠、易用 支持联机备份及恢复，支持多层次的增量备份，提供g u i 环境的工具进行备 份的配置、管理和监控，工具功能全、使用简便。 ( 1 3 ) 提供高效、易用的数据库管理工具 数据库系统易于动态的管理和维护，提供辅助工具，帮助使用者管理、监控、 维护自己的运行系统。 ( 1 4 ) 支持主流的网络协议 数据库产品支持业界流行的网络协议，如：t c p i p 、i p ) ( s p x 等，通过t c p i p 等基础协议，支持n e t b i o s 及多样的混和协议。 ( 1 5 ) 提供完善的应用开发接口 提供完善的应用开发接口。 高可信计费系统的若干关键技术研究 支持所有流行的应用开发工具，例如：v i s u a lb a s i c ，v i s u a lc + + ，d e l p h i ， p o w e r b u i l d e r ，j b u i l d e r 等。 ( 1 6 ) 具有跨平台能力 数据库服务器产品支持多种开放系统硬件平台及其对应平台上运行的u n i x 操作系统，在核心支持6 4 位技术。 数据仓库是在数据库已经大量存在的情况下，为了进一步挖掘数据资源，为 了决策需要而产生的【4 0 1 ，数据库在数据仓库部分应满足下列需求： 提供先进的索引技术、连接技术；具备聚集的计算和管理能力；提供了查询 装载并发技术；支持大量用户的并发访问；支持大数据量：采用星型模式，实现 高性能的o l a p ；提供查询优化机制，系统响应速度快；提供对数据的统计分析 以及预测的支持；提供多种数据分析表现形式( 图形、表格等) ；支持通过浏览器 进行多维分析。 3 5 中间件平台 在计费系统的框架设计方案中，我们采用多层模式的体系构造软件系统。而 以交易中间件为框架基础的三层客户机j j l 务器模式近几年已被广泛证实为建立 开放式关键业务应用系统的最佳环境，这种模式的成功使用已为许多国际大型企 业在应用的开发和部署方面节省了大量的时间和金钱。 三层客户机服务器模式的核心概念是利用交易中间件将应用的业务逻辑、表 示逻辑和数据分为三个不同的处理层，从而使其应用系统不但具备了大型机系统 稳定、安全和处理能力高等特性，同时拥有开放式系统成本低、可扩展性强、开 发周期短等优点，而交易中间件作为构造三层结构应用系统的基础平台，提供了 以下两个主要功能：负责客户机和服务器间的联接和通讯；提供一个三层结构应 用开发和运行的平台。 要求交易中间件应具备以下六个条件： 成熟、稳定、可靠：很强的产品生命力；完整、高质量的功能；优秀的性能； 开放、遵循标准；简单、易用。 在湖南铁通计费帐务系统中，我们使用稳定成熟的交易中间件；为了数据通 信的可靠性，可以考虑使用通信中间件，以这些中间件来构造应用服务器系统。 3 6 网管系统需求 网络管理系统提供了一组进行网络管理的工具，网络管理员对网络的管理水 平在很大程度上依赖于这组工具的能力 4 1 1 。网络管理五个功能域：故障管理、配 置管理、计费管理、性能管理、安全管理。网络管理的目标是使网络能够连续地 工程硕士学位论文 正常有序地进行，其行为的种类主要有监督、控制和组织【4 射。网管子系统主要对 铁通计费帐务d c n 网络和i n t r a n e t 进行管理，包括对入网的每个节点进行管 理，包括增加、删除、修改某个省级节点：统计全网的当前有效节点数；网络的安 全管理。这里给出湖南铁通计费系统i p 网管的技术需求。 3 6 1 网络管理对象 需要对网络上的所有设备进行监测，包括网络设备( 交换机，路由器，接入 设备) ，主机设备( 服务器，工作站，p c ) ，应用系统( 数据库等各种客户应用程 序) 。 3 6 2 网络管理接口 网管接口主要采用s n m p 协议，支持s n m pv 2 、r m o n 、r m o nv 2 ，其它 接口则视实际网络设备支持协议而定。s n m p 利用集中式的管理方案，s n m p 的 体系结构主要由管理进程( m a n a g e r ) 、管理代理( a g e n t ) 、受管对象( m a n a g e d o b j e c t ) 以及描述受管理对象状态的管理信息库( m i b ) 组成，m a n a g e r 是整个网 管系统的控制中心，m i b 是一个虚拟的信息库，是一种以树形的结构来组织信息 的形式【4 3 1 。 s n m p 定义了4 类管理操作：g e t 、g e t n e x t 、s e t 、s e tt r a p 。m a n a g e r 利用 g e t 和g e t n e x t 操作来提起各m i b 的信息，进而获得网络当前的综合状态信息， 在必要时m a n a g e 可以通过s e t 操作间接设置或修改m i b 中的某些信息，以达到 控制的目的。每当网络发生严重的异常事件时，a g e n t 就通过t r a p 操作主动向 m a n a g e r 报告事件，从而大大改善了网络管理的时效和性能【4 ”。 3 6 3 网管系统特点 强调实用性和经济性，应具有较高的性能价格比，在满足湖南铁通计费网络 实际需求的前提下，适当考虑经济性，以减少项目投资，并且应充分考虑系统的 运行成本，能够支持服务器操作系统升级后的应用管理； 具备可扩展性，以支持日后系统的维护和发展：系统的运行不应对铁通本身 的网络和各应用系统资源造成影响；系统具有较好的安全性和可靠性；网管系统 可以采用集中和分布相结合的方式。 3 6 4 网管软件 网管软件应可对铁通计费系统的所有主机设备和网络设备进行综合管理，并 可实现远程管理，像h p o p e n v i e w n e t w o r k n o d e m a n a g e r 能以直观的图形方式提 供深入的网络视图。h po p a n v i e wn e t w o r kn o d em a n a g e r 使用标准的管理协议： 简单网络管理协议( s n m p ) ，它是由i a b ( i n t e r n e t a c t i v i t i e sb o a r d ) 设计出来的， 高可信计费系统的若干关键技术研究 在设计过程中大部分的精力在于保持通讯的简单【4 5 】。n e t w o r k n o d em a n a g e r 能够 发现网络设备，并提供显示网络实际状况的视图，多层次映射图显示了哪些设备 和网络分段工作正常，而哪些部分需要引起注意。当报警浏览器上显示出主要设 备的故障事件时，n e t w o r kn o d em a n a g e r 功能强大的关联引擎就能够分析事件流 并找到故障的根本原因。趋势分析、阈值和数据仓库等功能实现了防患于未然的 网络管理。 3 7 小结 为保证湖南铁通计费系统的高可用性，本章提出了具体需求方案：包括软件、 硬件、操作系统高可用性的量化指标，主机和存储系统、数据库系统、中间件系 统、网管系统的需求。 工程硕士学位论文 第4 章计费系统软件体系结构 4 1 湖南铁通计费系统框架 湖南铁通计费系统是以整个省为单位的集中处理，系统采用c s 的二层模式 设计。计费系统构建在u n i x 操作系统和大型关系数据库( i n f o r m i x ) 之上， 遵循通常的计费系统业务处理模型，主要分为分拣、预处理、批价、入库等四个 过程，最后生成计费清单数据，提供给帐务系统使用。 系统架构如图4 1 所示： i 业务管理控制台 l 1 业务处理进程计费监控 数据库( i n f o r m i x ) 操作系统( 0 s ) 图4 1 湖南铁通计费系统框架 3 l c 1 i e n t 计费系统模型设计如图4 2 所示： 计费系统 采集系统 业务处理 帐务系统 图4 2 计费系统模型设计 计费处理流程如图4 3 所示： 图4 3 计费处理流程 高可信计费系统的若干关键技术研究 4 2 计费处理模块 计费处理对需要计费的电信业务计费原始数据或清单数据依据资费标准进行 计价、分拣、纠错和批价处理，形成计费清单数据。 计费处理模块的组成结构： 计费处理模块接收采集系统传来的话单数据进行处理，并将批价后的话单传 送到帐务处理模块处理。计费处理模块由标准格式化、核心处理、入库、异常处 理等模块组成，具体如图4 4 所示： 计费体系软件结构 回巨习园曰 图4 4 计费处理模块结构图 4 3 系统实现 4 3 1 业务处理 计费业务处理就是对采集后上传到计费主机的话单进行处理，通过后台运行 的分拣业务处理程序、计时话单去重处理程序、计时话单批价处理程序、计次话 单批价处理程序、代收数据批价处理程序、数据入库处理程序、数据回退处理程 序，完成对话单的各种计费处理，并结合用户资料，把生成的费用数据提供给帐 务部分进行处理，还要对处理后的话单导入数据库中，以便用户的查询和重新处 理。 计费处理中文件的处理流程如图4 5 所示： 工程硕士学位论文 图4 5 计费文件处理流程 ( 1 ) 计时话单计费处理 计时话单的计费处理共分为四步，它们分别是：分拣处理、去重处理、批价 处理和入库处理。 ( 2 ) 计时话单分拣处理 由于采集后成功上传到计费主机的话单里面有很大一部分的话单并不需要进 行计费处理，计费系统只需要其中的一部分话单，并且由于各地交换机数据的复 杂性，导致了数据的不规范，必须进行处理，以便满足后续进行的计费处理的需 要。 ( 3 ) 计时话单去重处理 由于目前进行话单采集的交换机很多，采集方式有实时也有脱机，并且同一 话单文件内部也有重复的话单，如果没有进行有效的控制，很可能造成话单的重 复计费，所以必须对重复的话单进行检查处理，以防止上述的情况的发生。 计时话单去重处理可以高效的对话单进行处理，通过与历史话单的比较，判 别话单是否为重单，从而有效的解决了重复话单的问题。 ( 4 ) 计时话单批价处理 经过了分拣和去重处理之后，就得到了计费系统要进行批价处理的计时话单 数据了。 批价处理的具体工作如下：对一话多单的处理、对交叉话单的处理、对话单 用户资料的确定、对话单所属帐期的确定、对话单是否为超长话单进行检查、对 话单是否为超短话单进行检查、对话单适用费率的确定、对话单正常费用的计算、 对话单附加费用的计算、对话单代收费用的计算、对话单享受用户折扣的计算、 对话单享受时段折扣的计算、对话单享受主被叫折扣的计算、对话单是否超额的 检查、对话单的去话位置进行确定、对无档话单的基本费用进行计算、为帐务部 分提供费用的结果。 ( 5 ) 计时话单入库处理 对完成了批价的计时话单还要把它导入数据库中，以便话单的查询和重新处 高可信计费系统的若干关键技术研究 理。具体的处理如下： 对正常的话单按其所属的帐期，放入不同的话单表中，如果表不存在，还 要先动态的生成话单表。 对异常的话单放入异常话单表中。 4 3 2 计费监控 计费业务监控程序的功能是让用户在前台界面就可以控制后台程序的起动和 停止，控制业务处理进程的个数，检查各个业务处理进程运行状态和返回的处理 结果。具体的受监控的程序有： ( 1 ) 监听服务 系统监控服务是系统接收信息的唯一途径，每台服务器上只有一个，且必须 有一个，总控制器、独立控制器和业务控制器( 一台服务器上可能存在多个种类 的业务控制器) ，如果在一台服务器上运行，则共用一个系统监听服务。 启动说明：系统监听服务是由总控制器或独立控制器启动，当总控制器和独 立控制器在同一台服务器上时，则由最先启动的服务启动此服务。 异常说明：系统监听服务由总控制器或独立控制器进行定时髓控，如果系统 监听服务进程出现异常停止或僵死时，则由总控制器或独立控制器启动。 ( 2 ) 计费业务控制器程序如下： 计费分拣业务控制器程序 主要完成实时的检查是否有要进行处理的分拣任务，如果有的话，把此任务 交给分拣业务处理程序进行处理。 计费分拣业务处理程序 主要完成对计费分拣业务控制器程序交给的处理任务进行处理。 计费计时话单去重控制器程序 主要完成实时的检查是否有要进行处理的去重任务，如果有的话，把此任务 交给去重业务处理程序进行处理。 计费计时话单去重处理程序 主要完成对计费去重业务控制器程序交给的处理任务进行处理。 计费计时话单批价控制器程序 主要完成实时的检查是否有要进行处理的计时话单批价任务，如果有的话， 把此任务交给计时话单批价业务处理程序进行处理。 计费计时话单批价处理程序 主要完成对计时话单批价控制器程序交给的处理任务进行处理。 计费数据入库控制器程序 主要完成实时的检查是否有要进行处理的数据入库任务，如果有的话，把此 工程硕士学位论文 任务交给数据入库处理程序进行处理。 计费数据入库处理程序 主要完成对数据入库控制器程序交给的处理任务进行处理。 计费数据回退控制器程序 主要完成实时的检查是否有要进行处理的数据回退任务，如果有的话，把此 任务交给数据回退处理程序进行处理。 计费数据回退处理程序 主要完成对数据回退控制器程序交给的处理任务进行处理。 4 4 小结 本章主要介绍湖南铁通计费系统软件体系结构，对计费系统框架、系统模型 设计、计费处理流程及计费处理模块作了整体上的阐述。 高可信计费系统的若干关键技术研究 第5 章计费系统中一些关键技术的解决方案 5 1 计费系统网络平台的搭建 湖南铁通省级计费帐务管理中心实现区域内计费数据的采集、处理、存储、 传输，各类统计数据的生成传送。 湖南铁通省级计费帐务管理中心到各地市营收中心采用主、备链路进行连接。 5 1 1 广域线