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重慶郵電學(xué)院，重慶400065
摘 要：通信中間件已成為很多應(yīng)用系統(tǒng)連接的解決方案，它為應(yīng)用提供一個單一的、一致的、與平臺無關(guān)的接口，隱藏了以往所有復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)計(jì)算。在大多數(shù)應(yīng)用中，連接的可靠性和安全性是系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員首要考慮的問題，通信中間件以其可靠的性能滿足了大多數(shù)應(yīng)用要求。七號信令網(wǎng)是電信網(wǎng)的神經(jīng)中樞，通過對信令網(wǎng)的監(jiān)測我們能夠了解電信網(wǎng)的運(yùn)營情況，介紹了如何應(yīng)用MQSeries構(gòu)建七號信令監(jiān)測系統(tǒng)。
關(guān)鍵詞：通信中間件；七號信令網(wǎng)；MQSeries；監(jiān)測
0 引 言
七號信令網(wǎng)技術(shù)是現(xiàn)代電信網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)之一，它為電話網(wǎng)、綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（ISDN）傳送有關(guān)呼叫建立、釋放的信令，同時也在交換局和各種特種服務(wù)中心（如移動HLR、智能網(wǎng)SCP和網(wǎng)管中心）之間傳送數(shù)據(jù)信息，是具有多種功能的業(yè)務(wù)支撐網(wǎng)。維護(hù)、管理好七號信令網(wǎng)具有重要意義。七號信令網(wǎng)管系統(tǒng)和七號信令監(jiān)測系統(tǒng)是維護(hù)管理七號信令網(wǎng)的重要手段。
以前由于對電信業(yè)務(wù)的使用較少，所以對信令網(wǎng)的監(jiān)測只需要用一個單獨(dú)的儀表就能滿足要求，現(xiàn)在隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對電信業(yè)務(wù)的使用越來越多，單獨(dú)的儀表因只能監(jiān)測很少的幾條鏈路和不能對本地區(qū)內(nèi)信令消息進(jìn)行整合已不能滿足要求，因此需要一個信令監(jiān)測系統(tǒng)，能夠監(jiān)測本地區(qū)所有鏈路，并能夠?qū)υ摰貐^(qū)內(nèi)的信令消息進(jìn)行整合，以備跨信令點(diǎn)查詢。在這個系統(tǒng)中，單機(jī)已不能完成所有的任務(wù)處理，需要把用戶界面和信令分析程序分開在不同的機(jī)子上運(yùn)行，同時需要一個中心站來對本地區(qū)內(nèi)所有監(jiān)測的信令點(diǎn)的消息進(jìn)行整合，為了完成任務(wù)這些不同機(jī)器之間需要進(jìn)行通信，直接進(jìn)行TCP／IP網(wǎng)絡(luò)通信編程勢必增加程序員的負(fù)擔(dān)和不能保證可靠性和安全性，并且不能進(jìn)行跨協(xié)議、跨平臺連接，因此我們采用了通信中間件，讓程序員把主要精力放在信令分析、處理上，并且這樣縮短了系統(tǒng)的開發(fā)時間。
1 通信中間件IBM MQSeries簡介
中間件（middleware）是基礎(chǔ)軟件的一大類，屬于可復(fù)用軟件的范疇。中間件是一種獨(dú)立的系統(tǒng)軟件或服務(wù)程序，分布式應(yīng)用軟件借助這種軟件在不同的技術(shù)之間共享資源、管理計(jì)算資源和網(wǎng)絡(luò)通信。中間件在操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫之上，在應(yīng)用軟件的下層，總的作用是為處于自己上層的應(yīng)用軟件提供運(yùn)行與開發(fā)的環(huán)境，幫助用戶靈活、高效地開發(fā)和集成復(fù)雜的應(yīng)用軟件。
消息隊(duì)列中間件（MOM：message－orientedmiddleware）是通過使用駐留在內(nèi)存或硬盤上的隊(duì)列作為消息緩沖，提供分布應(yīng)用程序之間的一種可靠的信息交換機(jī)制，以及分布式系統(tǒng)的應(yīng)用集成方式。與RPC和ORB技術(shù)不同，消息隊(duì)列服務(wù)是一種松耦合的分布式應(yīng)用集成形式。
MQ Series是IBM公司的一個中間件產(chǎn)品，它以消息隊(duì)列的方式為分布式環(huán)境下實(shí)現(xiàn)程序之間的通信提供了靈活、快速并且易于使用的解決方案。這種消息交換與硬件、操作系統(tǒng)無關(guān)，并能夠保證數(shù)據(jù)既不會丟失又不會被復(fù)制。其系統(tǒng)的分層結(jié)構(gòu)如圖1所示。
圖1中，MQI是公共應(yīng)用程序編程接口，它可用于應(yīng)用程序運(yùn)行的任何平臺；MCP是消息通道協(xié)統(tǒng)議，用來進(jìn)行MQSeries系統(tǒng)的消息傳送，將消息投送給不同系統(tǒng)的各種底層。
在MQSeries系統(tǒng)消息傳輸中，本地應(yīng)用程序發(fā)送一條消息給MQI，MQI添上一個包含消息路由的頭部，然后將其置于本地傳輸隊(duì)列。MCP采用指定的傳輸協(xié)議和物理連接將消息發(fā)送給遠(yuǎn)程系統(tǒng)。在另一端，消息逆向上行。遠(yuǎn)端應(yīng)用程序通過MQI讀取消息。MQSeries系統(tǒng)根據(jù)每個消息頭記錄中的信息將消息發(fā)往不同的目的地。
MQSeries應(yīng)用間的通信是通過使用簡單的邏輯界面MQI將消息放入隊(duì)列進(jìn)行的，一旦消息被放入隊(duì)列，應(yīng)用程序就不再參與消息的傳遞而可以解脫出來繼續(xù)進(jìn)行其他流程的處理，以提高靈活性和性能，即使在應(yīng)用停止或網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障的情況下，MQSeires也可以保障消息被準(zhǔn)確地向目的地傳遞一次，且僅僅一次。應(yīng)用A和應(yīng)用B同在一臺機(jī)器上，應(yīng)用C在一臺遠(yuǎn)程的不同機(jī)器上。當(dāng)應(yīng)用A要與應(yīng)用B通信時，它調(diào)用MQI，將消息放入隊(duì)列1。一旦應(yīng)用B準(zhǔn)備完畢，它可以通過MQI獲得這個消息。當(dāng)應(yīng)用A要與應(yīng)用C通信時，它用同樣的方法將消息放入隊(duì)列2，應(yīng)用C準(zhǔn)備好后，便可以獲得這個消息。這種簡單的模式可以擴(kuò)展為在通信網(wǎng)絡(luò)的一端或兩端有多個應(yīng)用，它允許高度復(fù)雜的分布式處理系統(tǒng)構(gòu)建在不同的平臺和環(huán)境上。由于應(yīng)用之間的通信是異步的，因此在通信過程中不會有應(yīng)用停止或進(jìn)行主控這一過程，這帶來了很好的性能和良好的容錯能力。
MQSeries使用最普及的通信協(xié)議（TCP／IP，SNA／LU6．2，DECnet，NetBIOS，IPX）和編程語言（Assembler，COBOL，C，C＋＋，VisualBasic，和Java）。
2 系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)
七號信令網(wǎng)管系統(tǒng)從STP和SP等網(wǎng)元設(shè)備提 取信息對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視控制，七號信令集中監(jiān)測系統(tǒng)獨(dú)立于電信網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備之外，通過高阻跨接在七號信令鏈路上，直接采集七號信令數(shù)據(jù)，經(jīng)過對數(shù)據(jù)的分析處理，轉(zhuǎn)化成呼叫詳細(xì)記錄CDR（calldetailed record）或TDR（transaction detailedrecord），然后對CDR或TDR進(jìn)行分析處理，提供七號信令（包括TUP、ISUP、INAP和MAP等）的協(xié)議分析、呼叫跟蹤、網(wǎng)絡(luò)性能統(tǒng)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)統(tǒng)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)計(jì)費(fèi)和欺詐防范等功能。
信令集中監(jiān)測系統(tǒng)由信令監(jiān)測設(shè)備、中心站、遠(yuǎn)端站和客戶機(jī)組成�？蛻魴C(jī)可以連接到中心站或遠(yuǎn)端站。遠(yuǎn)端站負(fù)責(zé)采集所在信令點(diǎn)的原始數(shù)據(jù)，并進(jìn)行協(xié)議分析和相關(guān)數(shù)據(jù)入庫，并把相關(guān)數(shù)據(jù)上報(bào)中心站。中心站負(fù)責(zé)整合同一層次信令點(diǎn)來的數(shù)據(jù)，進(jìn)行集中監(jiān)測和維護(hù)，客戶機(jī)以監(jiān)測系統(tǒng)的用戶界面程序運(yùn)行，向用戶提供所要查看的數(shù)據(jù)和圖表。中心站和客戶機(jī)、遠(yuǎn)端站和客戶機(jī)、中心站和遠(yuǎn)端站、遠(yuǎn)端站與遠(yuǎn)端站間采用三層結(jié)構(gòu)，用通信中間件進(jìn)行連接。他們之間的連接首先必須保證可靠性，這樣監(jiān)測系統(tǒng)得到的數(shù)據(jù)才是準(zhǔn)確的。監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。圖2中虛線部分表示虛擬連接，圖2中只畫出了一個遠(yuǎn)端站系統(tǒng)，本來一個中心站系統(tǒng)至少對應(yīng)著兩個遠(yuǎn)端站系統(tǒng)，所有遠(yuǎn)端站系統(tǒng)和中心站系統(tǒng)的連接都是相同的，圖2中省略了遠(yuǎn)端站系統(tǒng)之間的連接。
選用通信中間件是由于它的可靠性和無縫連接 能力，MQSeries能夠?qū)⒉煌布脚_和軟件平臺的系統(tǒng)連接起來。我們最初采用了直接在TCP／IP套接字上編程，但是這樣不但花費(fèi)了大量的時間，而且即使是在局域網(wǎng)內(nèi)的測試結(jié)果也不令人滿意，數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃缘貌坏奖ＷC，客戶端的請求得不到準(zhǔn)確的應(yīng)答，花了很多精力也沒有很好地解決這些問題。后來選用了MQSeries，程序員只需運(yùn)用其提供的單一的系統(tǒng)編程接口，就將其融合到系統(tǒng)中很好地解決了系統(tǒng)內(nèi)部的通信問題。因?yàn)樵谖覀兊南到y(tǒng)中存在著不同硬件平臺和軟件平臺的互聯(lián)，客戶端選用的是一般的組裝機(jī)或品牌機(jī)，軟件運(yùn)行的是Windows 98或2000系統(tǒng)，遠(yuǎn)端站和中心站選用的是IBM RS6000，軟件運(yùn)行的是IBM AIX系統(tǒng)或Windows NT系統(tǒng)，以對服務(wù)器端的性能和可靠性有更高的要求。
系統(tǒng)采用多線程設(shè)計(jì)技術(shù)，在系統(tǒng)中只要保證基本網(wǎng)絡(luò)連接，程序員就可以把精力投入到系統(tǒng)真正要解決的問題中去。在客戶端，用戶通過用戶界面提出請求，應(yīng)用程序?qū)⒄埱蠓湃胂鄳?yīng)的隊(duì)列中，應(yīng)用程序就不用考慮其他問題了，請求消息通過消息傳輸隊(duì)列到達(dá)遠(yuǎn)端站或中心站服務(wù)器端，服務(wù)器端應(yīng)用程序有獨(dú)立的線程負(fù)責(zé)接收客戶端請求，收到請求消息后處理請求，處理后將結(jié)果放入相應(yīng)的應(yīng)答隊(duì)列，客戶端應(yīng)用程序也有獨(dú)立的線程負(fù)責(zé)接收服務(wù)器端應(yīng)答消息，處理后通過界面以簡單明了的方式呈現(xiàn)給用戶。遠(yuǎn)端站到中心站服務(wù)器的數(shù)據(jù)是定時傳送的，遠(yuǎn)端站應(yīng)用程序接收原始信令消息，進(jìn)行協(xié)議分析、統(tǒng)計(jì)后以一分鐘或五分鐘的間隔定時向中心站服務(wù)器發(fā)送，中心站服務(wù)器也采用獨(dú)立的線程接收，接收處理后入庫。
本系統(tǒng)中，對遠(yuǎn)端站和中心站服務(wù)器，采取了冗余備份的策略，這樣在一臺服務(wù)器出現(xiàn)故障時，另一臺服務(wù)器接替它的任務(wù)繼續(xù)向用戶提供服務(wù)。
3 結(jié) 論
大型應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)采用中間件已成必然趨勢，中間件提供單一的應(yīng)用接口，能夠?qū)崿F(xiàn)跨硬件和軟件平臺的連接，MQSeries提供了一系列功能，對系統(tǒng)進(jìn)行集成以提供快速、可靠和一致的系統(tǒng)內(nèi)信息訪問能力。MQSeries以消息處理和消息排隊(duì)的通信模式提供應(yīng)用到應(yīng)用的邊連接�；谕ㄐ胖虚g件MQSeries開發(fā)七號信令監(jiān)測系統(tǒng)，能夠保證信息聯(lián)通的可靠性和安全性，同時也縮短了開發(fā)時間，為企業(yè)贏得市場。
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摘自《重慶郵電學(xué)院學(xué)報(bào)》
