使用分布式事务实现移动用户数据安全备份的方法及系统

摘要

本发明提供一种使用分布式事务实现移动用户数据安全备份的方法，包括以下步骤：a.当主用拜访移动交换中心中签约数据变化时，主用拜访移动交换中心修改其拜访位置寄存器中签约数据；b.主用拜访移动交换中心通过建立的信令链路向备用拜访移动交换中心发起签约数据事务请求；c.备用拜访移动交换中心发送签约数据事务请求响应至主用拜访移动交换中心；以及d.主用拜访移动交换中心接收所述响应。本发明还提供一种使用分布式事务实现移动用户数据安全备份的系统。本发明中，当主用拜访移动交换中心失败，备用拜访移动交换中心接管原主用拜访移动交换中心控制的网络实体和用户后，备用拜访移动交换中心和归属位置寄存器之间的签约用户信息流量将显著减小，提升信令网的安全性，同时提高备用拜访移动交换中心对于切换后短时间内的业务处理能力，避免信令通道的拥塞。

说明书

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其是涉及一种使用分布式事务实现移动用户数据安全备份的方法及系统。

背景技术

随着信息技术的进步，芯片处理能力越来越强，通讯设备的集成度越来越高，单一网络实体如VMSC(Visited MSC，拜访移动交换中心)能够处理越来越多的用户，原来一个实体往往只能处理20万用户，现在在往100万，200万，乃至于更大容量的方向发展。当单一网络实体的容量越来越大之际，单一网络实体的失败也就会造成灾难性的影响，因此基于网络实体层次的备份也成为潮流，当一个网络实体失败后，备份网络实体就会接管失败网络实体的业务，以最大限度的减小网络实体失败给终端用户造成的影响和给运营商造成的损失。在VMSC层次，对于用户数据的备份是实现VMSC成功备份的关键。

目前主要有三种方案来解决：

(一)主用VMSC不向备用VMSC备份数据，当主用VMSC失败后，原来与主用VMSC交互的网络实体把业务指向备用VMSC，原主用VMSC的业务在备用VMSC得以继续。

这种方案的缺点在于：(1)当原来处于主用VMSC下的用户做被叫时，备用VMSC首先需要从该用户所在的HLR(归属位置寄存器)恢复该用户的数据，同时由于备用VMSC此时没有该用户的位置区数据，备用VMSC不得不发起全网寻呼以寻找该用户。这样会导致较大的备用VMSC和HLR之间的用户数据恢复信令流量，加大接续时间，以及给接入侧实体造成巨大的处理压力，甚至可能造成接入侧实体的瘫痪，可能造成VMSC和HLR之间信令链路的拥塞。

(2)当原来处于主用VMSC下的用户首次做主叫时(如果在此之前没有做过被叫，即网络侧没有为其恢复数据)，备用VMSC首先需要从该用户所在的HLR恢复该用户的数据。这样会导致较大的备用VMSC和HLR之间的用户数据恢复信令流量，加大接续时间，可能造成VMSC和HLR之间信令链路的拥塞。

(二)主用VMSC只向备用VMSC备份用户的位置区数据，当主用VMSC失败后，原来与主用VMSC交互的网络实体把业务指向备用VMSC，原主用VMSC的业务在备用VMSC得以继续。

这种方案的缺点在于：(1)当原来处于主用VMSC下的用户做被叫时，备用VMSC首先可以使用备份的位置区信息进行寻呼，这样可以避免全网寻呼，但是由于备用VMSC没有完全的数据，而很多被叫业务是依据用户数据触发的，比如被叫预付费业务，那么备份VMSC还是不得不恢复该用户的用户数据。这样会导致较大的备用VMSC和HLR之间的用户数据恢复信令流量，加大接续时间，可能造成VMSC和HLR之间信令链路的拥塞。

(2)当原来处于主用VMSC下的用户首次做主叫时(如果在此之前没有做过被叫，即网络侧没有为其恢复数据)，备用VMSC首先需要从该用户所在的HLR恢复该用户的数据。这样会导致较大的备用VMSC和HLR之间的用户数据恢复信令流量，加大接续时间，可能造成VMSC和HLR之间信令链路的拥塞。

(三)在主用VMSC和备用VMSC之间建立可靠的信令链路，当主用VMSC进行用户签约信息改变的时候，主用VMSC通过信令链路发起一个独立的事务，把新的签约用户信息发送到备用VMSC。

这种方案的缺点在于：使用了这个方法，对于那些能够成功把事务完成的用户，在主用VMSC和备用VMSC之间的数据一致性得到保证。但是由于主用VMSC失败的突然性，以及主用VMSC和备用VMSC之间信令链路带宽的有限性，存在一种可能是当主用VMSC失败时，可能还有部分用户数据已经完成了主用VMSC和HLR的交互，但是还没有完成备份VMSC和主用VMSC之间的交互，结果备用VMSC拥有的是老的用户数据，但是HLR由于收到了主用VMSC的响应，认为VMSC一侧的数据已经得到更新。这种情况下一旦发生主用VMSC失败，备用VMSC使用老的用户数据进行业务处理，就难以避免那些已停机用户进行欺诈，更严重的是备用VMSC无从判断自己拥有的备份用户数据哪些是可信的，哪些是不可信的，系统没有办法恢复到一致性的状态。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服上述现有技术存在的不足，提供一种使用分布式事务实现移动用户数据安全备份的方法及系统，以确保在拜访移动交换中心失败情况下，备份拜访移动交换中心能够获得可靠的备份数据，以支持备份拜访移动交换中心接管后的业务处理。

为解决上述技术问题，本发明提供一种使用分布式事务实现移动用户数据安全备份的方法，包括以下步骤：

a.当主用拜访移动交换中心中签约数据变化时，主用拜访移动交换中心修改其拜访位置寄存器中签约数据；

b.主用拜访移动交换中心通过建立的信令链路向备用拜访移动交换中心发起签约数据事务请求；

c.备用拜访移动交换中心发送签约数据事务请求响应至主用拜访移动交换中心；以及

d.主用拜访移动交换中心接收所述响应。

进一步地，所述步骤b中签约数据事务请求包括用户的全部签约信息，或者仅用户标识及一个用户签约信息脏的标志。

进一步地，如果所述签约数据请求中仅带用户标识和一个用户签约信息脏的标志，则当备用拜访移动交换中心收到所述请求后其拜访位置寄存器中给该用户签约信息置脏标记，然后给主用拜访移动交换中心返回成功响应。

进一步地，如果所述步骤c中备用拜访移动交换中心返回成功响应至主用拜访移动交换中心，则所述步骤d进一步包括步骤：

d1.主用拜访移动交换中心根据所述成功响应提交其拜访位置寄存器中的签约数据修改；以及

d2.主用拜访移动交换中心向归属位置寄存器发送成功的签约数据响应。

进一步地，如果所述步骤c中备用拜访移动交换中心返回失败响应至主用拜访移动交换中心，则所述步骤d进一步包括步骤：

d’1.主用拜访移动交换中心根据所述失败响应取消其拜访位置寄存器中的签约数据修改；以及

d’2.主用拜访移动交换中心向归属位置寄存器发送失败的签约数据响应。

进一步地，主用拜访移动交换中心和备用拜访移动交换中心之间的信令链路带宽分为三个部分：一个部分用于传递用户标识和位置区信息的改变；一个部分用于周期性的从主用拜访移动交换中心复制用户签约信息到备用拜访移动交换中心；一个部分用于实时事务标记的传送。

本发明还提供一种使用分布式事务实现移动用户数据安全备份的系统，包括主用拜访移动交换中心和备用拜访移动交换中心，当主用拜访移动交换中心中签约数据变化时，主用拜访移动交换中心修改其拜访位置寄存器中签约数据并通过建立的信令链路向备用拜访移动交换中心发起签约数据事务请求，备用拜访移动交换中心发送签约数据事务请求响应至主用拜访移动交换中心，主用拜访移动交换中心接收所述响应。

本发明具有以下有益的效果：当主用拜访移动交换中心失败，备用拜访移动交换中心接管原主用拜访移动交换中心控制的网络实体和用户后，备用拜访移动交换中心和归属位置寄存器之间的签约用户信息流量将显著减小，提升信令网的安全性，同时提高备用拜访移动交换中心对于切换后短时间内的业务处理能力，避免信令通道的拥塞。

附图说明

图1是本发明实现变化签约数据全备份的流程示意图。

图2是本发明在带宽受限情况下的流程示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明进行详细描述。

假设主用VMSC和备用VMSC之间已经通过实施前述现有技术方案(二)实现了主用VMSC中用户位置信息在备用VMSC中的备份。该方案的实现较为简单，当主用VMSC中的用户位置区发生变化后，可以通过把用户标识和位置区标识发送给备用VMSC的方法实现位置区信息的备份，由于用户标识和位置区标识需要的传递数据量很小，所以该方案比较容易实现，底层传输可以选择传统的窄带或者宽带七号信令链路，或者使用IP承载也可以(包括但不限于IP、TCP、UDP、SCTP等)。

下面讨论签约用户信息变化的处理方法，有两种方法，分别对应于主用VMSC之间有充分带宽的信令链路，或者信令链路带宽受限的情况。

如果信令链路带宽足够，使用嵌套分布式事务方法实现变化签约信息的全备份。如图1所示，当由HLR或者主用VMSC发起的一个事务(MAP操作，图中未画出全部，只是画了涉及签约数据变化的部分)涉及到主用VMSC中的签约数据变化时，主用VMSC首先修改主用VMSC的VLR(拜访位置寄存器)中的用户签约数据，然后生成一个与备用VMSC交互的分布式事务，把用户签约信息发送给备用VMSC(可能需要多条消息交互，图中画出了一条)，如果备用VMSC响应成功，则主用VMSC给HLR回成功的签约数据响应，主用VMSC的VLR中签约数据也提交，修改成功。如果备用VMSC响应失败，则主用VMSC回滚VLR中的签约数据修改，并给HLR回签约数据修改失败的响应。

签约数据全备份的方案对于主用VMSC和备用VMSC之间信令带宽要求较高，实际上如果加上前述还要备份用户位置区变化的带宽，实际上主用VMSC和备用VMSC之间的带宽需求，要大于主用VMSC和HLR之间的信令链路带宽。

下面讨论主用VMSC和备用VMSC之间信令链路带宽受限情况下的方法，主旨是不备份签约数据变化用户的全部数据，而只是进行标志位通知的方法，在最大限度利用有限信令带宽的同时，保证最大范围的用户数据一致性。

如图2所示，把主用VMSC和备用VMSC之间的信令链路带宽分为三个部分，一个部分用于传前述的用户标识和位置区信息的改变；一个部分用于周期性的从主用VMSC复制用户签约信息到备用VMSC(见上图中虚线以上的部分)；一个部分用于实时事务标记的传送(见上图中虚线以下的部分)，如果因为HLR或者主用VMSC的操作导致主用VMSC中签约数据的变化，主用VMSC首先修改主用VMSC的VLR中签约数据，然后向备用VMSC发起一个签约数据事务去求，在请求中仅带用户标识和一个用户签约信息脏的标志，以最小化对于这个操作的信令链路带宽影响，当备用VMSC收到这个操作后，在备用VMSC的VLR中给该用户签约信息置脏标记，然后给主用VMSC回成功的事务响应，主用VMSC收到来自备用VMSC的成功响应后，提交主用VMSC中VLR中的签约数据修改，同时给HLR回成功的签约数据响应，否则，给HLR回失败响应。

由于主用VMSC和备用VMSC之间传递的实时签约信息只是一个标志，所以大大减少了对于信令链路带宽的需求。当然，这也带来一个与签约数据全备份相比不利的因素，就是在主用VMSC失败的时候，由于用于签约数据全备份的带宽不够宽，可能在备用VMSC中有一些用户的签约信息标志是脏的，还没有来得及从主用VLR备份，对于这些用户，备用VMSC接管后可以删除其除了用户标识和位置信息以外的其它签约信息，这样这部分用户就在做主叫或者被叫的时候需要进行用户数据恢复。但是经过这么设计，已经充分利用了主用VMSC和备份VMSC之间的可用信令带宽，降低了备份VMSC接管主用VMSC后信令网络和备用VMSC面临的风险。

前述解决方案中，主用VMSC和备份VMSC之间事务操作的底层，可以选择现有的MAP协议进行扩展，利用现有的底层事务机制，或者也可以在选用可靠传输的SCCP、MTP3、MTP3B、M3UA、SCTP等协议基础上，实现自己的事务机制。选择MAP进行扩展虽然事务开销稍微大一些，但是事务层次清楚，易于扩展。

由上所述，本发明还提供一种使用分布式事务实现移动用户数据安全备份的系统，包括主用VMSC和备用VMSC，当主用VMSC中签约数据变化时，主用VMSC修改其VLR中签约数据并通过建立的信令链路向备用VMSC发起签约数据事务请求，备用VMSC发送签约数据事务请求响应至主用VMSC，主用VMSC接收所述响应。

通过以上的方案，就实现了主用VMSC和备用VMSC之间的嵌套事务，从而实现了主用VMSC和备用VMSC之间最大限度的用户数据一致性。当主用VMSC失败，备用VMSC接管原主用VMSC控制的网络实体和用户后，备用VMSC和HLR之间的签约用户信息流量将显著减小，提升信令网的安全性，同时提高备用VMSC对于切换后短时间内的业务处理能力，避免信令通道的拥塞。