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1、移动网间号码携带集中数据库系统接口协议设计移动网间号码携带集中数据库系统接口协议设计1 设计背景在我国开始实施的移动网间号码携带(NP：NumberPortability)现网试验，采用了一种集中数据库的方式，即在号码携带业务网络中设置一个集中的数据库，也称为集中业务管理系统(CSMS：Central Service ManagementSystem)，运营商的号码携带业务节点通过此集中数据库系统进行通信，实现号码携带的业务协商及 NP 数据下发。此体系结构。图 1 NP 业务体系架构本地业务管理系统(LSMS)保存本地的号码携带数据，并负责管理运营商内部的网元设备；业务受理系统(SOA)主要
2、负责受理和处理用户提出的号码携带申请；而 CSMS 处理所有 SOA 之问的交互信息，并负责向LSMS 同步号码携带数据。在此体系架构中，需要在 CSMS与 SOALSMS 之间定义一种协议，以实现各方之间的通信，CSMS接口协议应运而生。2 设计原则在开始进行 CSMS 接口协议设计之前，首先拟定了如下的几条设计原则，协议的具体内容也都是遵循这几条原则进行设计的。(1)满足各种 NP 业务流程的需求这一条是最基本的设计原则。由于此接口协议是直接服务于NP 业务流程，因此通过协议定义的各种流程，都与实际的NP 业务需求相对应。例如NP 业务开展的第一步就是受理NP 申请，在协议中就定义了与之对
3、应的规范化的流程。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页，共 5 页 -(2)协议有较高的可靠性提出这点原则，是与协议的应用环境有关的。一方面，运营商侧的NP 业务节点以及 CSMS 都是 IT 设备，基于 TCPIP 的网络环境进行信息传输，网络可靠性并不高；另一方面此协议对于NP 业务体系又至关重要，一旦出现问题会影响NP 业务的正常开展，这就需要在协议可靠性方面做一些特殊的考虑。(3)易于开发和维护一个易于开发和维护的协议将拥有更强的生命力。CSMS 接口协议虽然是一个自定义的协议，但是自定义的部分主要是在应用层，在基础承载协议还会选择现成的协议。选择一种通用性强、规范
4、化程度高、使用范围广的承载协议，无疑能够降低协议开发和实现的难度，也更利于今后的扩展和升级。下面将会逐一介绍上述设计原则是如何体现在CSMS 接口协议中的。3 业务流程设计为了实现完整的NP 业务，在接口协议中共定义“NP业务申请流程”、“NP业务 生效流 程”、“NP业务 取消流 程”、“NP业务 注销流 程”、“NP业务 审计流 程”、“欠费处理流程”等 6 大类的业务流程。而在每一个大类中，基于正常的或者可能出现异常的情况，还定义出了若干的子流程
5、。例如在NP 业务申请流程中，就包括“成功的申请流程”、“CSMS拒绝流程”、“携出方 SOA 拒绝流程”等。在 CSMS 接口协议业务流程中，两个主要元素就是“消息”和“定时器”。下面就以成功的NP 业务申请流程为例说明CSMS接口协议中的流程设计思路，以及消息和定时器的定义方法(图 2)。图 2 成功的 NP 业务申请流程名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页，共 5 页 -从图 2 可以看到，携入方 SOA 首先需要将用户的申请信息发送给CSMS，CS
6、MS响应后转发给携出方SOA，SOA 验证通过后，将响应结果返回 CSMS，并由 CSMS告知携入 SOA 申请成功。在流程图中，每一条消息(申请请求、申请响应、申请结果告知)都对应一种消息结构，用于传递相应的信息。例如，在申请响应消息中，就包含了“消息ID”、“请求消息ID”、“消息命令码”、“业 务 类 型”、“NP号 码”、“NP流 程ID”、“返回代码”、“拒绝消息”等参数字段。每个参数的用法、长
7、度、数据类型在协议中也都进行了严格的定义。比如“消息 ID”是由发送方维护的流水号，用于唯一标识的消息，采用l6 位的定长字符串的方式来存储和传递。在CSMS 接口协议中，共定义了34种消息，应用于各种流程之中。除了消息，另一种对流程影响非常大的元素就是定时器。可以说，定时器严格的限定了 NP 业务节点的行为方式。在图2 中，Tl-1定时器是申请请求与申请响应之间最大间隔的定时器，此定时器要求CSMS在收到申请请求消息后，必须在 T1-1超时之前发送申请响应消息；而携入方一旦在T1-1的时间内没有正确地收到申请响应消息，将会进行重发和告警。在CSMS接口协议中，共定义了
8、20 个定时器，分布于各个流程之中。受篇幅的限制，对于协议中更多的流程不再介绍，感兴趣的读者可查阅网间移动号码携带 CSMS 接口协议规范。4 协议高可靠性的设计为了提高 CSMS 接口协议的可靠性，在设计过程中引入了以下三种机制：·ACK快速反馈机制；·完善的错误定义和后处理机制；名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页，共 5 页 -·心跳检测机制。首先，在 CSMS 接口协议中，定义了一种特殊的消息，称为ACK 消息。在业务节点接收到任何一条NP 消息后，将首先返回一条ACK 消息。ACK 消息不携带任何应用层面上的信息，仅仅是告
9、知发送方我已经接收到了你方发来的消息。有了 ACK 消息，发送方就能立刻确认对方是否已经正确地接收到了消息，而不是在等待对方超时仍然没有返回响应消息时才发现上一条消息对方并没有正确接收到。通过使用 ACK 机制，无疑是提高了协议的可靠性。其次，在 CSMS 接口协议中，定义了50 多种错误消息代码，并且根据实际应用情况，还有可能继续扩充。这些错误消息代码的定义，最大程度上细化了NP 业务中可能出现的异常情况，而细化的结果就是针对每一种错误情况都定义了完备的 后 处 理 机 制。例 如 当 消 息 发 送 方 收 到 的ACK 消 息 中 携 带“500”(接收方服务器异
10、常)错误代码，则发送方应在五分钟后使用新的 MessageID 号重发此消息。这些错误代码和后处理流程的定义，保证了协议具有较强的容错性和自愈能力。最后，CSMS 接口协议中还定义了心跳检测机制，CSMS 会定期通过网络层的消息(例如 Ping 消息)检测对端的健康状态。一旦发现与对端之间的网络出现问题，则暂停发送消息，避免在网络故障时出现大量重发消息的堆积。5 底层承载协议的选择CSMS接口协议是一种自定义的协议，但是自定义的部分主要是为了实现NP 特有的业务流程，即自定义了各种消息和定时器。而从协议的网络模型上看，接口协议然是构建于一些底层的承载协议之上。CSMS接口协议的层次结构。图 3
11、 CSMS 接口协议层次结构采用以上这种协议架构，是基于 CSMS接口协议的网络环境决定的。CSMS 接口协议需要应用于 TCPIP的网络环境之下，在此网络环境下，HTTP 协议具有最名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 4 页，共 5 页 -强的适应性，可以很好地解决私网穿越、防火墙隔离等问题。而使用 SOAP 协议，是因为SOAP 协议一方面具备自定义应用语义的能力，另一方面标准化程度相对较高，有完善的协议规范，并且已经在各种领域(包括电信领域)得到了较为广泛的应用。诚然，TCPIP网络和 HTTP 协议在先天上都具有可靠性不够强的缺陷，但是作为主流的应用协议，基于它们进行协议
12、开发，能够大大降低开发周期和开发难度，自然也就提高了协议的易用性和可维护性。而对于可靠性不高的问题，也可以通过各种提高可靠性的机制加以弥补。总体而言，这种协议架构还是具有很大的优势的。6 结语我国的移动网间号码携带现网试验工作很快就要开展了，CSMS 接口协议也已经在 CSMS 设备和运营商的 SOALSMS 设备上获得了实现。从内部测试和试运行的情况来看，这套协议基本达到了当初的设计目标，能够很好地支撑各种NP 业务流程。随着号码携带业务的不断深入，这套协议将接受进一步的考验，并且定将继续发展和完善下去，以服务于全国网间移动号码携带业务的开展。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 5 页，共 5 页 -