华为技术培训教程-GU HLR9820V900R006软件系统概述.ppt

GU HLR9820V900R006软件系统概述,ISSUE1.0,Page 2,前 言,HLR (Home Location Register) 华为公司的HLR9820实际包含了多个部分的设备。 本课程介绍HLR软件功能结构以及信令处理流程。,Page 3,参考资料,GU HLR9820 V900R006C00 产品手册 软件描述部分,Page 4,学习完此课程，您将会： 掌握华为HLR9820的系统结构和逻辑结构，及其中各个组成部分功能和关系 了解HLR9820的内部信令处理流程,目 标,Page 5,内容介绍,第1章 HLR系统引入 第2章 HLR9820V9R6系统结构 第3章 OSTA2.0单板进程部署原则 第4章 业务处理流程,Page 6,HLR9820 V9R6产品主要概念,局点、网元 指在其他网络设备或者上层网管能够看到的独立的网络实体。现在有FE网元、BE网元。 集群 Cluster是共同提供某种业务的一组进程或设备（即节点）。 通常Cluster中有一个Master节点，其它节点为Slave节点；当Master节点出现故障时，Cluster将Master节点上的业务转移到Cluster中的其他节点上处理，使Cluster对外提供的业务不受Cluster内节点故障的影响，提高系统可靠性。,Page 7,HLR9820 V9产品主要概念,节点 节点是能够单独提供服务的单元。一个主机（或单板）上有一个或多个节点，管理相同用户数据的多个节点组成一个节点集群（Cluster）。 节点按状态可分为两种： 主节点（Master）：在一个节点集群（Cluster）中只有一个主节点，该节点能够提供数据的增加、删除、修改和查询服务。 辅节点（Slave）：在一个节点集群（Cluster）中有多个辅节点，该节点只提供数据的查询服务。 模块 模块指一块OSTA2.0单板上运行的进程。一个模块就是一个进程。,组成关系：模块-节点- 集群-局点 Cluster是从逻辑上对节点进行划分,局点,集群,集群,集群,集群,节点,节点,节点,节点,Page 8,HLR9820V9R6 Linux 操作系统介绍,在HLR9820 中，所有 模块所在的单板均安装Linux 操作系统。系统版本是Novell SUSE Linux Enterprise Server 10 SP3 for x86_32。 Linux 是一套支持多用户、灵活高效的操作系统，它支持Unix 的全部功能，并提供图形界面和命令行界面两种操作方式。,Page 9,HLR9820 V9R6可能用到的数据库,Oracle： 作为V9版本Linux平台的物理数据库,Oracle部署在OMU和DMU上，DMU部署的带RAC的Oracle，OMU部署的是不带RAC的Oracle； UDB：作为V9新架构下的内存数据库，是打造HLR数据平台的核心。所有用户数据和模板数据等都以UDB中的数据为准！UDB部署在DSU、DRU上；,Page 10,内容介绍,第1章 HLR系统引入 第2章 HLR9820V9R6系统结构 第3章 OSTA2.0单板进程部署原则 第4章 业务处理流程,Page 11,内容,2.1 HLR9820V9R6系统结构 2.2 信令处理子系统 2.3 用户数据管理子系统 2.4 数据服务子系统 2.5 数据存储子系统 2.6 操作维护子系统,Page 12,系统功能结构,HLR9820逻辑上划分为FE（业务节点）和BE（数据节点）两个网元 FE实现协议处理与业务处理功能。包括信令处理子系统、操作维护子系统 BE实现用户数据的存储、访问、管理等功能。包括用户数据管理子系统、数据服务子系统、数据存储子系统、操作维护子系统 FE和BE物理上合一部署，也可以分离部署。,Page 13,华为HLR9820V9R6系统结构,HLR9820总体结构（合一部署）,Page 14,华为HLR9820V9R6系统结构,HLR9820总体结构（分离部署）,Page 15,BE软件结构,BE软件为分布式结构，各软件功能模块分布在各OSTA 2.0单板中，BE软件采用分层结构，包括四个部分：硬件支撑平台、底层支撑软件（CGP）、数据库软件及应用软件。,Page 16,FE功能介绍,HLR9820 通过信令接入单元从其他网元接入MAP信令业务。 FE：一个用于信令接入和转发的交换机； 为IP/TDM信令提供物理接口,完成各种信令（如TDM、IP等）的接入 协议栈的处理，如MTP、SIGTRAN、SCCP、TCAP和MAP层等 为了进行业务处理，通过数据服务子系统的DRU从DSU中获取用户数据和修改数据。HLR9820V9R6 的信令接入单元硬件组成为OSTA2.0 机框、OSTA2.0单板GUFEU。 MAP业务处理：用户位置和状态数据的管理、鉴权业务处理、呼叫处理、补充业务处理、智能业务处理。,Page 17,FE系统功能结构,FE结构从功能上分为： BSG(Broadband Signal Gateway) ：信令接入网关 CCU(Call Control Unit) ：呼叫控制单元 DSG(Data Service Gateway) ：数据服务网关 DPU(Dispatch Packet Unit)：分发单元 OMU(Operation Maintainance Unit) ：操作维护单元,Page 18,BE功能介绍,BE 是HLR的核心数据库，主要完成以下功能： 用户数据存储 ：用户标识数据、鉴权数据、移动性动态数据； HLR9820 的数据库单元硬件组成为OSTA2.0 机框、OSTA2.0单板USPGW、USDRU、USDSU、USDMU、磁盘阵列、OMU。,Page 19,BE系统功能结构,BE结构从功能上分为： DRU(Data Routing Unit )：数据路由单元 DSU(Data Service Unit )：数据服务单元 PGW(Provisioning Gateway )：业务发放网关 DSG(Data Service Gateway )：数据服务网关 DBG(Database Gateway )：数据库网关 DPU(Dispatch Packet Unit )：消息分发单元 NDF(Network Data Function )：网络数据功能 DBMS(Database )：数据库管理系统 OMU(Operation and Maintenance Unit )：操作维护单元,Page 20,内容,2.1 HLR9820V9R6系统结构 2.2 信令处理子系统 2.3 用户数据管理子系统 2.4 数据服务子系统 2.5 数据存储子系统 2.6 操作维护子系统,Page 21,信令处理子系统功能结构,信令处理路径,信令处理子系统部署在GUFEU单板上，多块GUFEU单板采用负荷分担方式工作。,Page 22,DPU模块,DPU主要完成以下功能： 提供对其他网元的服务端口，完成端口汇聚功能。 根据处理的业务不同，DPU分为信令面DPU和数据面DPU。信令面DPU负责信令消息的接入，数据面DPU负责与数据服务子系统通信。 根据收到IP数据包的五元组（源IP、源端口、目的IP、目的端口、协议号）转发给合适的BSG/DSG模块。 从BSG/DSG模块接收IP数据包，发送到对端网元。 转发给合适的BSG/DSG模块,数据平面CCU按照本板-本框-他框的顺序使用DSG，通过DSG与BE（DSG）建立的SCTP偶联与BE通信,Page 23,DSG模块,DSG主要完成如下功能： 汇聚从CCU来的数据访问请求，并将这些请求转发到数据服务子系统。 接收从数据服务子系统来的数据访问响应，并将这些响应转发给CCU。,Page 24,BSG模块,BSG主要完成以下功能： 当接入TDM信令时，BSG完成No.7信令MTP2层和MTP3的处理，并将消息发给CCU模块。 当接入IP信令时，BSG完成IP信令SCTP层和M3UA层的处理，并将消息发给CCU模块。处理来自SAU的被叫取路由、位置更新等MAP消息。,Page 25,CCU模块,CCU模块接收来自BSG的信令消息，完成消息的MAP层的处理。 CCU模块主要的主要功能包括： 处理来自BSG的被叫取路由、位置更新等MAP消息。 处理因更新用户数据、模拟发送Cancel Location消息等操作由PGW触发的插入用户数据MAP消息。 在业务处理过程中，通过DRU从DSU中查询或修改用户数据。 集成AuC功能，完成鉴权相关操作。,Page 26,信令处理子系统接口说明,Page 27,GUFEU进程部署原则,Page 28,内容,2.1 HLR9820V9R6系统结构 2.2 信令处理子系统 2.3 用户数据管理子系统 2.4 数据服务子系统 2.5 数据存储子系统 2.6 操作维护子系统,Page 29,用户数据管理子系统介绍,用户管理单元PGW为HLR9820 提供了用户数据管理功能。 提供UI界面直接对签约用户的数据进行操作； PGW服务器还提供营业厅接口，用于接入第三方开发的营业厅程序，满足不同运营商的运营管理需求。 HLR9820 的用户管理单元硬件组成为OSTA2.0单板USPGW板。,Page 30,用户数据管理子系统介绍,1、PGW的DPU是主备的，正常情况下主的工作，备的DPU不工作； 2、每个PGW进程之间都是按连接负荷分担的。 3、每个PGW单板上都部署了DTL进程，DTL是一个工具进程的集合； 4、对于批操作、WebUI操作都是通过主PGW1处理的，如果主PGW1处理存在问题切换到备PGW1;,Page 31,PGW模块,PGW主要负责处理来自BOSS的操作消息，详细功能如下： 接收来自BOSS的开户、销户、修改用户数据等操作消息，根据接口定义规范进行参数校验，根据协议中规定的业务冲突关系进行业务冲突检测。 在更新用户数据、模拟发送Cancel Location消息等操作过程中，触发插入用户数据MAP消息，发送给CCU进行后续处理。 在业务处理过程中，从DRU中查询或修改全局数据，通过DRU从DSU中查询或修改用户数据。 PGW模块功能硬件上由PGW单板完成。多块PGW单板采用负荷分担用工作方式。,Page 32,用户数据管理子系统接口介绍,Page 33,UPBA2单板性能及部署原则OMU/PGW,说明： 每块USPGW单板部署的6个PGW进程中，1个进程配置为主备工作方式，5个配置为负荷分担。主备工作方式的一组进程共用一个“MID”。 1，3槽位的USPGW单板上的DPU进程采用主备工作方式。,Page 34,内容,2.1 HLR9820V9R6系统结构 2.2 信令处理子系统 2.3 用户数据管理子系统 2.4 数据服务子系统 2.5 数据存储子系统 2.6 操作维护子系统,Page 35,数据服务子系统介绍,数据服务子系统提供与应用无关的数据服务、数据分布式存储、数据内存缓存、数据层异地容灾 BE中存储的数据包括3种类型： 全局数据 用户数据 路由数据 这3种数据除了保存在内存数据库中，同时还保存在磁盘阵列中。,Page 36,全局数据,全局数据主要是和整个系统相关的数据，例如本局HLR Number、模板数据、号码分析数据、MAP业务开关配置等等数据。 全局数据除了保存在磁盘阵列中，还保存在DRU、CCU、PGW模块中。 当通过PGW对全局数据进行修改时，首先更新Master DRU中的数据，然后再将改动数据同步到Slave DRU和磁盘阵列中。 同时，为了避免对DRU的频繁访问，全局数据也保存在CCU和PGW的本地内存中。 CCU、PGW定期查询DRU中的全局数据变化情况，如果发现有改动，CCU、PGW会将数据变化同步到本地内存中。,Page 37,用户数据,BE中的用户数据包括以下几个部分： 用户标识数据：包括用户国际移动用户标识（IMSI）和手机号（MSISDN/MDN）等。 用户签约数据：包括用户签约的电信业务数据、用户限制业务数据、用户触发器业务数据、补充业务数据、漫游限制数据、智能业务相关数据等。 鉴权数据：包括鉴权能力、鉴权算法、用户鉴权键等。 移动性动态数据：包括MSC标识（MSCID）、VLR标识（ExtendMSCID）、用户激活标志（MsInactive）、用户加锁标志（LockFlag）等。,Page 38,路由数据,路由数据是指用户数据在数据中心的分布信息，即用户的SID与DSU Cluster的映射关系以及MSISDN、IMSI与DSU Cluster的映射关系。 路由数据保存在磁盘阵列和DRU中。 当CCU或PGW模块向DRU查询用户数据时，DRU根据用户的标识（SID、IMSI或MSISDN）查找用户所在的DSU Cluster，然后根据负载均衡原则选择DSU Cluster内的某个DSU发送查询用户数据消息。,Page 39,数据服务子系统结构,数据服务子系统结构,Page 40,DPU模块,DPU主要完成以下功能： 提供对其他网元的服务端口，完成端口汇聚功能。 根据收到IP数据包的五元组（源IP、源端口、目的IP、目的端口、协议号）转发给合适的DSG模块。 从DSG模块接收IP数据包，发送到对端网元。,Page 41,DSG模块,DSG主要完成以下功能： 负责收集和维护BE内部DRU Cluster和DSU Cluster内每个节点的状态，作为与外部通信的入口，对外屏蔽结点。 负责汇聚和转发到对端的数据访问请求和响应，并将接收到的数据访问请求根据操作类型（查询或更新）分发给Cluster内的节点。 向FE的DSG广播自身的状态。 向其他BE广播自身的状态。,Page 42,DRU模块,DRU主要负责用户数据的查询和路由功能。 DRU中保存3类数据：公共全局数据、用户路由数据、业务全局数据。 用户路由数据 由于用户数据在多个DSU Cluster中分布存储，所以需要一个功能单元准确定位用户所处的DSU Cluster，并根据负载均衡策略选择Cluster中的一个DSU提供数据服务。 DRU中保存 SID与DSU Cluster ID对应关系的记录作为路由数据，同时保存用户的MSISDN、IMSI与DSU Cluster ID之间的对应关系。 因此，DRU能够根据用户SID、IMSI、MSISDN查询到用户所处的DSU Cluster，并根据负载均衡策略选择Cluster中的一个DSU提供数据服务。 公共全局数据 这里主要存储了PGW的全局数据。系统自动创建一个DRU Cluster 1来存储此类数据。 业务全局数据 全局数据即所有用户可以共用的和整个系统相关的数据，如本局HLR Number、模板数据、号码分析数据、MAP业务开关配置数据。,Page 43,DRU模块,DRU模块功能硬件上由DRU单板完成，多块DRU单板采用负荷分担方式工作。 一个HLR9820中可以有多个DRU Cluster。用户路由数据分布在多个DRU Cluster中。 一个用户的多个路由数据可能分布在多个DRU Cluster中。 DRU发给DSU的查询或修改用户数据消息采取两种分发策略：如果是更新操作，则只能选择唯一的一个Master DSU；如果是查询操作，则根据负载均衡的策略选择DSU Cluster中一个可用的DSU节点。,Page 44,DSU模块,DSU采用多Cluster方式分布存储用户数据，向DRU提供用户数据的查询、增加、删除、更新服务。 多个DSU Cluster之间根据容量均衡策略保存用户数据，各个DSU Cluster之间保存的用户数据不同。当系统增加用户时，DRU会查询所有的DSU Cluster，从中选择容量最小的一个DSU Cluster将此用户的数据加入该DSU Cluster。 一个DSU Cluster内的所有DSU保存相同的用户数据，并采用负荷分担方式工作。每个DSU Cluster中有一个Master DSU，提供数据更新服务和查询服务，其他的DSU均为Slave DSU，只提供查询服务。Master DSU将数据的更新同步到Slave DSU。 DSU模块功能硬件上由DSU单板完成。,Page 45,HLR9820 V96系统进程启动监控关系,FEU是GU-HLR-FE, DRUDSU是USCDB,Page 46,数据服务子系统接口介绍,Page 47,UPBA2单板性能及部署原则DRU/DSU/DMU,Page 48,内容,2.1 HLR9820V9R6系统结构 2.2 信令处理子系统 2.3 用户数据管理子系统 2.4 数据服务子系统 2.5 数据存储子系统 2.6 操作维护子系统,Page 49,数据存储子系统,数据存储子系统包括DMU板和磁盘阵列。物理数据库仅作为用户数据持久存储的设备，与业务处理无关。它存储的数据包括全局数据、用户数据、路由数据。 物理数据库部署在DMU模块单板上、采用Oracle作为数据库管理软件，DMU单板通过光纤与磁盘阵列连接。,Page 50,数据存储子系统功能结构介绍,数据存储子系统功能结构,Page 51,DBMS 模块,DBMS是HLR9820的数据库管理系统，管理HDU中的所有数据，这些数据保存在磁盘阵列中，包括全局数据、用户数据和路由数据. DBMS采用Oracle数据库，运行在DMU单板上。DMU单板通过后插板的FC接口与磁盘阵列连接。,Page 52,DBG 模块,DBG主要完成以下功能： 负责与BE内部每一个DRU和DSU相连接，实现连接的汇聚。 实现来自DRU和DSU的内部消息和物理数据库接口消息之间的转换。,Page 53,NDF 模块,NDF主要完成以下功能： 物理数据库管理功能 提供物理数据库的备份恢复、修改密码、升级和回退。 平台资源监控功能 支持监控平台资源包括磁盘阵列状态、数据库状态、集群服务状态、及单板磁盘分区状态，当监控资源故障时上报告警。,Page 54,用户数据多级备份机制 1 级备份 用户数据存储在不同单板的内存中， 多个单板组成Cluster，Master 节点 中的数据实时同步至Slave 节点。 2 级备份 用户数据从单板内存备份至单板本地 硬盘，2 块本地硬盘采用RAID 1 方 式。 3 级备份 用户数据从单板内存备份至磁盘阵 列，9 块磁盘阵列硬盘采用RAID 1+0 和热备盘方式。,用户数据多级备份机制示意图,Page 55,数据存储子系统接口介绍,Page 56,UPBA2单板性能及部署原则DRU/DSU/DMU,Page 57,内容,2.1 HLR9820V9R6系统结构 2.2 信令处理子系统 2.3 用户数据管理子系统 2.4 数据服务子系统 2.5 数据存储子系统 2.6 操作维护子系统,Page 58,操作维护子系统介绍,OMU为用户提供了对设备的操作维护接口和后台管理功能。OMU 主要完成如下功能： 将操作维护终端的操作维护作命令转发到DSU、DRU等模块上。 将DSU、DRU 的命令响应信息转发到相应的操作维护终端上。 存储、转发告警信息、性能测量信息。 通过自身的网管接口接入网管系统，实现设备的集中管理。 HLR9820 的OMU组成为OSTA2.0单板。,Page 59,UPBA2单板性能及部署原则OMU/PGW,Page 60,问题,SCCP信令在哪里处理？ MAP信令及业务的处理在哪里完成？ 营业厅接口是由哪部分提供？ 用户数据存放在哪里？ 如果OMU或PGW故障，会出现什么现象,Page 61,解答,CCU CCU PGW DSU 手机业务正常，但无法维护设备及用户数据管理,Page 62,内容介绍,第1章 HLR系统引入 第2章 HLR9820V9R6系统结构 第3章 OSTA2.0单板进程部署原则 第4章 业务处理流程,Page 63,UPBA2单板性能及部署原则DRU/DSU/DMU,Page 64,UPBA2单板性能及部署原则OMU/PGW,Page 65,GUFEU进程部署原则,Page 66,内容介绍,第1章 HLR系统引入 第2章 HLR9820V9R6系统结构 第3章 OSTA2.0单板进程部署原则 第4章 业务处理流程,Page 67,1、统一数据访问接口为DPU/DSG，支持开放接口和大容量，支持BE独立部署 2、统一营帐系统接入为PGW，支持多种应用的用户数据管理，支持BE数据融合存储 3、提供信令接入组件和数据访问接入组件，支持FE独立部署,系统总体架构,用户数据管理,信令