基于通用消息总线的通用业务系统架构的实现方法

摘要

一种基于通用消息总线的通用业务系统架构USSA的实现方法，操作步骤是：(1)设置该USSA由应用层面组件、通用消息总线组件和基础层面组件三类组件构成，由通用消息总线组件实现各组件的分布交互和分布部署功能；(2)组件从内部功能划分为三层：通信链路层、通用消息分发层和通用消息处理层；组件之间的交互统一采用以通用消息总线格式的会话形式；(3)撰写全局配置文件，设计该USSA系统的配置方案，并对组件在业务系统上进行物理部署，再由此构造系统的功能实体表、子网表和链路连接表；(4)新业务加入时，采用设定的组件划分方法和部署方法，构造和部署实现新业务的组件。该方法能快速、灵活地生成多种电信业务，具有良好的可重用性、开放性和兼容性。

说明书

技术领域

本发明涉及一种电信业务的通用系统的实现方法，确切地说，涉及一种基于各组件进程之间统一通信的通用消息总线的通用业务系统架构的实现方法，属于计算机软件、尤其是大型电信业务软件技术领域。

背景技术

电信业务的开放性和多样性是下一代网络的重要特点。为了使得业务能够体现这些特点，业务提供系统或平台的系统架构的实现方法非常关键。当前，这方面的主要技术包括有：国际组织3GPP/ETSI/Parlay Group联合提出的开放业务接入(OSA)及Parlay X体系结构以及国际组织OMA提出的OMA业务环境(OSE)。其中OSA的业务能力特征(SCF)过于复杂，相关产品的性价比也较差，导致市场推广困难；而Parlay X则存在效率低的问题，目前主要应用于非实时业务的提供。而OSE则刚刚于2005年6月才首次提出，且目前发展缓慢，技术不成熟，推广难度大，影响力有限。上述技术体制都还没有得到国内运营商的普遍认可。

在具体的产品方面，国内外各大厂商都已经提出一些方案，如：爱立信及摩托罗拉的业务传送平台(SDP)、阿尔卡特-朗讯的开放业务提供环境(OSDE)、华为的增强网络智能平台(ENIP)等。目前的这些产品都缺乏有效的通用总线/中间件等具体实现技术，因此只是概念上的产品体系。另外，诺基亚的业务递送框架(SDF)采用了基于Web Service的面向服务架构(SOA)总线，因此难以克服Web Service固有的效率低下的缺点；中兴公司的业务传送平台(SDP)采用OSAAPI和Parlay X作为内外部接口，而这两种技术都是基于CORBA和Web Service这两种中间件实现的，因此也难以克服CORBA固有的效率低下，价格昂贵的缺点以及Web Service固有的效率低下的缺点。

因此，如何克服目前业务系统架构的实现技术或实现方法的上述缺点，已经成为业内技术人员非常关注和急需解决的技术热点。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种面向下一代网络开发电信业务的、基于通用消息总线的通用业务系统架构(USSA)的实现方法，本发明是在北京邮电大学的发明专利申请《各组件进程之间统一通信的通用消息总线的实现方法)》(申请号：200710117945.1)基础上的进一步研发成果和工程应用，该方法能快速、灵活地生成多种电信业务，具有良好的可重用性、开放性和兼容性，可以提高业务系统的开发和运转效率。

为了达到上述目的，本发明提供了一种面向下一代网络开发电信业务的、基于通用消息总线的通用业务系统架构USSA的实现方法，其特征在于：该方法包括下列操作步骤：

(1)设置该通用业务系统架构USSA由下述三类组件构成：应用层面组件、通用消息总线组件和基础层面组件，其中通用消息总线组件作为该USSA的中间件，用于实现各组件的分布交互和分布部署功能；

(2)将每个组件划分为具有不同功能的三层：通信链路层、通用消息分发层和通用消息处理层；各组件之间的通信采用统一、规范的通用消息总线格式，并以会话session形式实现消息交互；

(3)根据给定的系统容量和功能，撰写描述该USSA整个系统拓扑信息的全局配置文件，以完成该USSA系统的配置方案的设计，并在业务系统内对组件进行物理上的部署，再由此构造系统的功能实体表、子网表和链路连接表，用于启动组件进程、建立链路和构造路由表；

(4)新业务加入时，根据设定的实现新业务的功能组件的划分方法，以及如何将相关组件配置到物理实体上的部署方法，构造和部署实现新业务的组件。

本发明是一种基于通用消息总线的通用业务系统架构(USSA)的实现方法，其优点是：该USSA以通用消息总线组件为中间件，实现了基于组件的灵活架构。通用消息总线组件支持分布式组件通信和管理，可屏蔽物理设备的差异以及网络拓扑的复杂性，实现组件间透明的、无缝的通信。与CORBA、.COM等分布式中间件相比，通用消息总线组件实质上是一种轻量级的分布式运行环境，具有更好的性能和更高的运行可靠性，更适用于电信级业务系统。基于上述原因，本发明USSA的实现方法能够快速灵活地生成多种电信业务产品，并能够便捷地完成升级、改造和演进，具有良好的可重用性、开放性和兼容性。

附图说明

图1是本发明面向下一代网络开发电信业务的、基于通用消息总线的通用业务系统架构USSA的实现方法的流程方框图。

图2是本发明基于通用消息总线的通用业务系统架构USSA组成示意图。

图3是本发明组件的三层结构示意图。

图4是本发明的组件划分和组件部署方法的示意图。

图5是本发明实施例的配置文件实例对应的系统配置图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步的详细描述。

参见图1，介绍本发明面向下一代网络开发电信业务的、基于通用消息总线的通用业务系统架构USSA的实现方法的具体操作步骤：

(1)设置该通用业务系统架构USSA由下述三类组件构成：应用层面组件、通用消息总线组件和基础层面组件，其中通用消息总线组件作为该USSA的中间件，用于实现各组件的分布交互和分布部署功能；

(2)将每个组件划分为具有不同功能的三层：通信链路层、通用消息分发层和通用消息处理层；各组件之间的通信采用统一、规范的通用消息总线格式，并以会话session形式实现消息交互；

(3)根据给定的系统容量和功能，撰写描述该USSA整个系统拓扑信息的全局配置文件，以完成该USSA系统的配置方案的设计，并在业务系统内对组件进行物理上的部署，再由此构造系统的功能实体表、子网表和链路连接表，用于启动组件进程、建立链路和构造路由表；

(4)新业务加入时，根据设定的实现新业务的功能组件的划分方法，以及如何将相关组件配置到物理实体上的部署方法，构造和部署实现新业务的组件。

下面对上述各个操作步骤作具体说明：

参见图2，介绍上述步骤(1)中由组件构成的本发明通用业务系统架构USSA的组成状况，该组件是指能够实现设定业务全部功能或该业务的部分功能的程序或程序集，每个组件对外设有开放的接口，该组件可被重用和共享，且采用统一格式的通用消息来完成各组件进程之间的交互，并采用路由方式对通用消息进行转发处理。其中组件又分为三类：应用层面组件、基础层面组件和通用消息总线组件，通用消息总线组件是USSA的中间件，实现组件的分布交互和分布部署功能。这三类组件的具体功能分别是：

应用层面组件，用于提供与业务相关的功能，包括：完成业务执行、业务生成、业务测试和业务内容集成的业务应用组件，完成短信SMS、彩信MMS、USSD、POC、PIM、DM、Presence、Group List及其它电信业务的业务能力组件，执行业务维护、接入鉴权、业务门户管理和业务内容管理的业务管理组件，以及执行计费、经营分析、客户关系管理CRM和企业资源规划ERP的业务支撑组件；

基础层面组件，用于提供与底层网络相关的功能，包括：完成SS7、SIP、SIGTRAN和其它通信协议的信令接入组件，完成电路语音、RTP、CMPP和其它媒体的媒体接入组件，执行数据存储、同步、分析和其它处理功能的数据管理组件，执行性能管理、配置管理、告警管理、网络拓扑管理的设备管理组件；

通用消息总线组件，用作USSA的中心组件，提供应用层面组件之间、应用层面组件和基础层面组件之间、基础层面组件之间、通用消息总线组件之间的消息转发功能，并负责对应用层面组件和基础层面组件执行两级管理功能，以便系统能够对应用层面组件和基础层面组件实现动态插拔和动态升级。

参见图3，为了实现组件之间基于通用消息的统一的交互，本发明从组件的内部功能上把每个组件都分为三层，即：通信链路层、通用消息分发层和通用消息处理层。下面介绍本发明中划分为三层架构的组件的各层具体功能：

通信链路层：负责维护与通用消息总线组件进行通信的链路连接：接收链路上到达的消息，提交到通用消息分发层；从通用消息分发层接收由通用消息处理层下发的消息，并发送到链路上；链路连接的实现方式包括：TCP socket、FIFO、或共享内存方式的通信连接。

通用消息分发层：负责通用消息的分发，包括通用消息在组件内部的分发和到通用消息总线组件的分发；该层从通信链路层接收提交的通用消息，上报到通用消息处理层作继续处理。当组件具有消息中转功能时，该层从通信链路层接收消息，分析该消息的目的地址，如果该消息的目的地址是本组件，则提交到本地通用消息处理层处理；否则，查找合适的路由，并选择通信链路层的相应链路，将消息发送到正确的链路上；

通用消息处理层：负责接收从通用消息分发层上报的通用消息，并对该消息进行处理；以及将该组件产生的通用消息向下传递给通用消息分发层进行分发；由于不同类型的通用消息需要通用消息处理层进行不同的处理，因此，该层设有能够对各种不同类型的通用消息进行相应处理的多种功能模块，并藉此体现不同组件的具体功能差异。

本发明的通用业务系统架构实际应用时，都需要在给定系统容量的前提下，进行系统配置方案的设计。系统配置方案的设计所涉及的内容包括有：主机硬件的性能和数量、组件在主机节点上的分布、组件进程的数量、进程间的网络连接、以及系统的全部拓扑架构信息。该系统配置方案采用由可扩展标记语言XML编写的全局配置文件来描述，即通过对该全局配置文件的编辑就可以完成系统配置方案的设计。

该系统全局配置文件包括有下述三种信息：

1、系统的功能实体信息，包括每个组件的功能实体标志ID、功能实体名、转发属性、可执行组件名和超时时限；

2、系统的进程信息，包括构成系统的域信息和域内的子网配置，其中域信息由域ID、域名和该域所在的主机名组成，子网配置则由子网名、功能实体名、起始功能实体实例ID和进程数量组成；

3、进程的连接信息，以子网为单位配置链路集，利用子网掩码可以得到每个进程的连接。子网连接包括连接两端的子网名，所在域名和服务器起始端口。

按照全局配置文件，在业务系统内对组件进行物理的部署，并由此构造系统的功能实体表、子网表和链路连接表。该全局配置文件的配置信息可由每个组件进程读取，以用于启动进程、建立链路和构造路由表。

参见图4，为支持新业务的发展，新的应用层面的组件需要不断地加入到已有的业务系统中来。为此本发明还设计了一种实现新业务的功能组件的划分方法，以及新业务组件如何在物理实体上进行部署方法。该两个方法从水平方向的平面和垂直方向的视图两个维度分别进行组件关系的引入和关系的映射。也就是说，新业务加入时，本发明根据设定的组件划分方法和部署方法，就可以构造和部署用于实现新业务的组件。图中的水平方向的箭头表示引入关系，垂直方向的箭头表示映射关系。

其中水平平面分为描述平面、逻辑平面、实现平面和部署平面；垂直视图分为业务视图、特征视图、能力视图、功能视图和设备视图。

平面是从与业务相关的不同角色的角度对业务及其实现的组件所进行的抽象和描述的技术，本发明的水平平面的引入关系是从用户、业务开发商/提供商、组件功能设计者和物理网络设计者四种不同角色的角度对业务、组件及其部署进行抽象而构成的四个平面：描述平面、逻辑平面、实现平面和部署平面。

各个平面定义如下：

A、描述平面是从用户(包括业务签约用户和最终用户)的角度对业务网络的抽象，其形式主要表现为业务网的应用层中使用自然语言描述的业务及其特征，该业务特征描述是可被重用的最小单位；

B、逻辑平面是从业务开发商和业务提供商的角度对业务网络的抽象，其形式主要表现为使用高级语言(C++、Java、IDL、WSDL等)编写应用层的业务逻辑和特征逻辑，以及业务能力层中的各种能力和接口。

C、实现平面是从功能网络设计者(包括网络运营商和设备提供商的相关技术部门)的角度对业务网络的抽象，其形式表现为使用包括UML、SDL和其它形式化技术设计的业务、特征和能力的功能实现方案；

D、部署平面的业务网络体系结构是从物理网络设计者(网络运营商和设备提供商的相关技术部门)的角度对业务网络的抽象，其形式表现为使用UML、SDL和其它形式化技术设计的业务、特征、能力、功能实体的物理部署方案。

关系引入是指同一水平平面上，左边的视图将作为设计和实现右边视图的技术需求和技术依据，而右边视图则应保证左边视图得以完全实现。其中：

A)描述平面的关系引入具体表现为：由业务描述引入业务特征的描述；

B)逻辑平面的关系引入具体表现为：由业务逻辑引入业务的特征逻辑，由业务的特征逻辑引入业务的能力接口；

C)实现平面的关系引入具体表现为：由业务实现引入业务的特征实现，由业务的特征实现引入业务的能力实现，由业务的能力实现引入业务的功能实体的实现；

D)部署平面的关系引入具体表现为：由业务部署引入业务特征的部署，由业务特征的部署引入业务能力的部署，由业务能力的部署引入业务功能的部署，由业务功能的部署引入物理实体的部署。

视图是从业务最初的描述一直到实现业务的组件的物理部署的全部过程中，以某个特定发展阶段的角度对业务及其实现的组件进行抽象和描述的技术，本发明的垂直视图的关系映射分为以下五个视图，它们分别是针对业务(Service)、特征(Feature)、能力(Capability)、功能(Function)和设备(Equipment)等不同阶段对业务及其实现组件进行的抽象和描述，从而划分为以下五个视图：业务视图、特征视图、能力视图、功能视图、设备视图。

关系映射是指同一垂直视图上，上层平面将作为设计和实现下层平面的技术需求和技术依据，而下层平面则应保证上层平面得以完全实现。其中

1)业务视图的关系映射具体表现为：由业务描述映射为业务逻辑，由业务逻辑映射为业务实现，由业务实现映射为业务部署；

2)特征视图的关系映射具体表现为：由特征描述映射为特征逻辑，由特征逻辑映射为特征实现，由特征实现映射为特征部署；

3)能力视图的关系映射具体表现为：由能力接口映射为能力实现，由能力实现映射为能力部署；

4)功能视图的关系映射具体表现为：由功能实体映射为功能部署；

5)设备视图的关系映射具体表现为：若干个特定的设备本身的配置。

本发明的通用业务系统架构中，通用消息总线组件负责对应用层面组件和基础层面组件执行两级管理，具体内容是：

第一级组件管理：包括组件的功能测试、性能测试、注册、部署、注销，其中功能测试是依据前述本发明图4所述的组件划分的实现平面的引入关系，对组件的功能、是否支持通用消息、安全性及其它功能进行测试；并在通过功能测试后，再对组件进行性能测试，该测试项目至少包括并发业务容量、业务平均时延、业务可用性和业务可靠性；性能测试通过后，由通用业务系统架构对该组件进行注册，以便注册组件能够在系统内运行，注册的内容至少包括：组件的名称、组件的性能参数、系统给该组件分配的域编号domainId、功能实体类型编号feID、功能实体实例编号instanceId和会话号sessionId；组件完成注册后，再依据图4所述的组件的部署平面的引入关系，对该组件进行部署，系统则根据业务性能的要求，把组件分布地部署到不同的物理实体上；组件的注销是指当该组件不再有用后，系统把该组件从系统中删除，并删除该组件的注册信息。

第二级组件管理：包括组件的搜索、组件的调度、组件的组合、组件的监控，组件的搜索是系统根据业务需求，查询组件的注册信息，寻找合适的组件来实现业务；组件的调度是指业务负荷比较大时，系统将根据设定的载荷分配方法，把业务负荷分配到各组件中；组件的组合是指系统根据业务的具体需要，先后调用不同的组件来实现业务；组件的监控是指系统实时地对组件的各种运行参数进行测量，及时发现组件运行中的问题。

基于上述组件的二级管理，系统就可实现对应用层面组件和基础层面组件的动态插拔和动态升级。

本发明系统的全局配置文件包含了系统的整个拓扑信息，通过对该文件的编辑就可以完成系统配置方案的设计。下面以智能网业务系统为实施例，介绍使用本发明方法撰写的该智能网业务系统配置文件的一个实施例，该实施例用XML语言编写：

<configuration>

<programs>

<feid＝″1″name＝″ininit″forward＝″0″executable＝″ininit.new″timeout＝″15″/>

<feid＝″11″name＝″msgr″forward＝″1″executable＝″msgr.new″timeout＝″15″/>

<feid＝″21″name＝″scf″forward＝″0″executable＝″scf.new″timeout＝″120″/>

<feid＝″22″name＝″sdf″forward＝″0″executable＝″sdf.new″timeout＝″120″/>

<feid＝″31″name＝″n7server″forward＝″0″executable＝″n7server.new″timeout＝″15″/>

</programs>

<processes>

<domain id＝″1″name＝″A″host＝″hostA″>

<subnet name＝″ininit″fe＝″ininit″startinstance＝″1″number＝″1″/>

<subnet name＝″msgr″fe＝″msgr″startinstance＝″1″number＝″2″/>

<subnet name＝″scf″fe＝″msgr″startinstance＝″1″number＝″2″/>

<subnet name＝″sdf″fe＝″msgr″startinstance＝″1″number＝″1″/>

</domain>

<domain id＝″2″name＝″B″host＝″hostB″>

<subnet name＝″ininit″fe＝″ininit″startinstance＝″1″number＝″1″/>

<subnet name＝″n7server″fe＝″n7server″startinstance＝″1″number＝″2″/>

</domain>

</processes>

<links>

<linkset domainl＝″A″subnetl＝″ininit″domain2＝″A″subnet2＝″msgr″startport＝″3300″/>

<linkset domainl＝″A″subnetl＝″ininit″domain2＝″A″subnet2＝″scf″startport＝″3300″/>

<linkset domainl＝″A″subnetl＝″ininit″domain2＝″A″subnet2＝″sdf″startport＝″3300″/>

<linkset domainl＝″B″subnetl＝″ininit″domain2＝″B″subnet2＝″n7server″startport＝″3300″/>

<linkset domainl＝″A″subnetl＝″msgr″domain2＝″A″subnet2＝″scf″startport＝″3301″/>

<linkset domainl＝″A″subnetl＝″msgr″domain2＝″A″subnet2＝″sdf″startport＝″3301″/>

<linkset domainl＝″A″subnetl＝″msgr″domain2＝″B″subnet2＝″n7server″startport＝″3301″/>

</links>

</configuration>

该智能网业务系统实施例的全局配置文件由三种信息构成：

(1)系统的功能实体信息(以<programs></programs>标记)：包括每个程序的功能实体ID(id)，功能实体名(narne)，转发属性(forward)，可执行程序名(executable)和超时时限(timeout)。

(2)系统的进程信息(以<processes></processes>标记)：包括构成系统的域信息(以<domain/domain>标记)和域内的子网配置。域信息由域ID(id)，域名(name)和域所在主机名(host)组成。子网配置由名称(name)，功能实体名(fe)，起始实例ID(startinstance)和进程数量(number)组成。其中进程数量用于ininit启动进程和作为子网掩码，通过与起始实例ID计算可以得到每个进程的实例ID。

(3)进程的连接信息(以<links></links>标记)：以子网为单位配置链路集(以<linkset/>标记)，利用子网掩码可以得到每个进程的连接。子网连接包括连接两端的子网名(subnet)，所在域名(domain)和服务器起始端口(startport)。其中位置在前的子网表示连接的服务器端，后面的子网表示连接的客户端。

参见图5，该图5就是根据上面的全局配置文件实例所得到的系统配置方案。在该实施例中，包括组件ininit、scf、msgr、sdf、n7server。主机A(hostA)作为域A，主机B(hostB)作为域B，域A内部署组件ininit、scf、msgr、sdf等，域B内部署组件ininit、n7server等。

申请人利用本发明USSA的实现方法，试验性地实施开发了一批特定的业务平台及其技术解决方案，并很快形成了下述一批业务平台：彩铃业务平台(IIP)、移动支付平台(MPP)、无线一键通平台(POC)、语音增值业务平台(VAP)、综合数据业务平台(IDP)、下一代核心业务平台(NCSP)、位置服务平台(LBSP)，并且在每个业务平台上开发了多种业务。各个业务平台的具体组件的构成情况如下面表1所示，该表1列出了各业务平台的必选核心组件，根据用户和业务的需求，系统还可以灵活地选择增加其他组件。

业务平台    产品定位与典型业务    必选的核心组件应用层面基础层面  IIP在2G网上提供早期媒体类业务和IVR类业务，如彩铃、彩话业务应用组件集：业务执行、内容集成业务能力组件集：呼叫控制业务管理组件集：业务维护、业信令接入组件集：SS7媒体接入组件集：电路语音数据管理组件集：数据存储设备管理组件集：性能管理、配

 务门户业务支撑组件集：无 置管理、告警管理、拓扑管理  MPP  提供支付交易类业务，如手机缴费业务 业务应用组件集：业务执行业务能力组件集：交易支付、SMS业务管理组件集：业务维护、业务门户业务支撑组件集：计费 信令接入组件集：无媒体接入组件集：CMPP数据管理组件集：数据存储设备管理组件集：性能管理、配置管理、告警管理、拓扑管理  POC  提供半双工的语音通信类业务，如PTT 业务应用组件集：业务执行业务能力组件集：POC、Presencc、Group List业务管理组件集：业务维护、业务门户业务支撑组件集：计费 信令接入组件集：SIP媒体接入组件集：RTP数据管理组件集：数据存储设备管理组件集：性能管理、配置管理、告警管理、拓扑管理  VAP  2G/PSTN上提供IVR类业务和第三方语音业务，如语音门户业务 业务应用组件集：业务执行、内容集成业务能力组件集：呼叫控制业务管理组件集：业务维护业务支撑组件集：计费 信令接入组件集：SS7媒体接入组件集：电路语音数据管理组件集：数据存储设备管理组件集：性能管理、配置管理、告警管理、拓扑管理  IDP  使用SMS、MMS的营销类业务，如SMS广告业务 业务应用组件集：业务执行业务能力组件集：SMS、MMS、Group List业务管理组件集：业务维护业务支撑组件集：计费 信令接入组件集：无媒体接入组件集：CMPP数据管理组件集：数据存储设备管理组件集：性能管理、配置管理、告警管理、拓扑管理  NCSP  在2G/3G/NGN网上提供多媒体类业务以及CAMEL智能业务，如多媒体彩铃、点击拨号业务、VMPN业务 业务应用组件集：业务执行、内容集成业务能力组件集：呼叫控制、Presence、Group List业务管理组件集：业务维护、业务门户业务支撑组件集：计费 信令接入组件集：SS7、SIP、SIGTRAN媒体接入组件集：电路语音、RTP数据管理组件集：数据存储设备管理组件集：性能管理、配置管理、告警管理、拓扑管理  LBSP  提供手机定位类业务，如位置查询业务 业务应用组件集：业务执行业务能力组件集：移动定位、SMS业务管理组件集：业务维护业务支撑组件集：计费 信令接入组件集：SS7媒体接入组件集：CMPP数据管理组件集：数据存储设备管理组件集：性能管理、配置管理、告警管理、拓扑管理

利用本发明方法基于USSA开发的IIP、MPP、POC、VAP、IDP、NCSP、LBSP各种平台还在一些省、市级移动通信网上进行了规模化的试验应用，以便进一步经过实际网络运营考验和改进后，能够将彩铃、多媒体彩铃、彩话、小额支付、无线一键通、VHE等新业务及其技术解决方案进一步推广应用。