【硕士学位论文】增值业务综合网管的设计与实现1阶段报告

阶段报告增值业务综合网管的设计与实现姓名李达国学号2011120048导师袁超伟北京邮电大学信息与通信工程学院一、本文的研究背景自2008年起，工信部正式发放了3G牌照，中国移动、中国联通、中国电信分别获得了TDSCDMA、WCDMA、CDMA2000牌照，预示着中国已经迈入了3G的新时代。在3G的大背景下，各色的智能终端走入我们的视线，更多业务模式走进我们的生活，随之而来的是移动电信运营商推出更加丰富的业务类型、更加丰富的3G应用以及营业收入的大幅增加。如果说2G网络使我们不再单纯的使用有线电话进行通话的话，那么3G将会引领我们进入了移动互联网的新的生活。在这个大的背景下，移动增值业务已经逐渐的成长为3G业务发展的核心与关键点，它的增长态势已经在近几已经建立了十分坚固的地位。以2010年为例，在手机报、手机阅读以及飞信、手机支付、手机电视等数据业务的强劲增长下，中国移动2010年移动数据业务收入占比首次超过30，达到312；中国联通由于手握最成熟的WCDMA牌照，增值业务也得到了更好更快的发展，2010年中国联通的3G净增11318万用户数，已经达到了1406万户，为三家最高的增长幅度，同时由于IPHONE等旗舰产品对于高端用户的积累与聚集，其3G用户的人均月消费值更是突破了124元。无线增值业务的发展势头及其强劲。但是随之而来的是三家运营商更加激烈的竞争以及用户对于电信运营商服务和运营质量更加苛刻的要求，关于如何提高用户体验感受以及如何提高用户在网时间的问题变得十分的关键，这就需要移动电信运营商更好的探索和利用移动增值业务，更好的吸引和满足客户对于3G业务的使用需求。在这个历史大背景下，如何保证移动增值业务平台的运营质量与客户分析就显得十分的重要，需要有一个真正意义上的对各个移动增值业务平台进行监控与管理分析的网管系统，故而增值业务综合网管系统应运而生。二、移动增值业务的发展现状移动增值业务可以大致的分为短信类、数据类、语音类、支撑类四大类，有着近百种的增值业务类型。在2G时代，短信与语音是移动增值业务的主要收入来源，尤其是短信业务，其引领了移动终端使用的一个新的革命。随着业务的发展与时代的进步，短信业务也走下神坛，逐渐演变成人们一个较为常用的增值业务了。在3G时代，移动增值业务的主导是数据业务，由于3G网络具有着更快、更稳定的特点，人们对于手机上网类业务的需求量日益增大，各类智能手机应用与各类新兴的数据类增值业务进入了我们的生活。由于移动增值业务的种类愈加丰富、业务的种类呈指数上涨、业务平台的网络架构愈加复杂，对于增值业务系统的网络与平台维护工作稳定性、艰巨性的要求越来越高。故而各个移动电信运营商纷纷着手启动增值业务综合网管系统的建设工作。三、移动增值业务的发展历程与前景展望随着时代的发展，移动增值业务成为移动电信运营商的收入与业务发展新的增长点，也成为了业务发展的一个必然趋势，移动增值业务具有着如下几个特点（1）业务种类繁多，新技术、新应用、新业务更新速度快；（2）移动增值业务涉及到的标准、协议、规范众多，相比传统的语音业务，增值业务十分的复杂，传统语音业务的业务流程比较固定，基本都遵循连接、鉴权、漫游、切换、寻呼、拆除连接等固定流程，经过的网络节点大致为MSC、HLR、BSC、BTS、CELL、STP等，业务体系也比较完善，而增值业务不同，每种增值业务的流程与实现方式差异都是明显的，而且各个增值业务之间的很多流程也是五花八门，各不相同；（3）许多增值业务技术还没有达到十分成熟的地步，稳定性不足，故障率高大多数的增值业务均基于IT技术，从一定程度上说还是达不到电信级别的可靠性要求，同时由于业务处理流程的环节众多，各个业务平台之间的接口繁多复杂，故而增值业务存在先天稳定性不足的特点，在这个方面来说与传统语音类业务还是不可相提并论；（4）增值业务加入了SP合作商进行合作经营由于增值业务的多样性，与传统业务不同的是，增值业务的发展需要引入SP合作商进行经营，一方面极大的刺激了业务的发展，提高了用户体验，另一方面由于SP合作商在业务经营的不规范性，直接导致了业务质量下降与业务保障不足。中国移动增值业务经过数十年的发展，经历了从2G到3G的技术性跨越，业务种类也实现了跨越式的超越，在业务类型与业务更新速度上都经历着前所未有的一个跨越式的发展，电信运营商在移动增值业务的运营过程中不但体会到了业务大发展带来的经营动力，也在业务运营开拓中提高了运营的收入。从增值业务发展的生命周期的角度来看，移动增值业务的发展可以简单的划分成三个时期成熟期、发展期、引入期。在各个发展时期的过程来看，增值业务已经在短信、彩信、彩铃等业务的基础上，逐渐的向娱乐性、互动性、生活性的业务类型转变。下面介绍几个经典的现代移动增值业务类型。传统互联网向移动分组域数据业务移植业务由于3G时代的到来，移动通信的网络带宽已经基本达到固定网“宽带”的要求，网络带宽的加大直接方便了传统的互联网的一些业务完美的移植到了移动互联网侧，由于业务已经能够十分成熟，移植后的业务发展及其迅速，已经成为3G时代的一到风景线，主要包括如下几类业务（1）手机音乐下载移动网络带宽提升的今天，手机随时随地下载音乐已经不再是新鲜事，随时随地的在线听歌与在线下歌成为了潮流。（2）在线手机游戏随着移动通信技术的提高，网络质量愈发稳定，网络带宽愈加增强，故而我们曾经看到的在PC上玩网络游戏的情景，现在可以完美的在手机端实现。（3）移动手机下载带宽增加了，故而PC端的P2P下载移植到手机端成为了可能，可以让用户充分体验手机下载带来的速度乐趣。（4）手机微博/博客这个业务已经成为一种时尚潮流，随时随地拍照，随时随地发微博，已经成为当今新新人类的一种生活态度，微博已经成为了一种当下消息传播最迅速的媒体工具之一。（5）手机购物网购在PC端的大发展已经近几年才兴起，在3G时代到来后，各大电商集团纷纷迅速的提供了其购物平台的手机客户端，迅速的将网购从PC移植到了手机，并搭配手机支付平台实现了躺在床上即可购物的新风尚。四、增值业务综合网管软硬件部署对于移动运营商而言，全国31个省份存在并都设有省份公司，故而存在着集团与省份的上下级关系，管理架构为集团向各个省份公司辐射的二级管理模式，且一些增值业务平台归属于集团公司统一管理运营，例如彩信互通网关、彩信相册平台、国际短信互通网关、彩信报发送平台等，直接接管省份的一部分移动增值业务，故总体的系统搭建思路为，主从设计理念，即二级架构模式，集团增值业务综合网管系统处于一级架构，通过移动运营商内部承载网络或者省份长途传输等方式，与省份的增值业务综合网管系统实现对接，并集中管理和收集各个省份网管系统上传的数据，并进行相关的KPI考核。41广域网的组网方案增值业务综合网管的广域网组网方式可以采用在集团省份的CE路由器上配置MPLSVPN来实现。由于MPLSVPN具有保密性好、配置与维护简单、传输效率高等众多优势，成为了众多广域网搭建方案中的首选方案，在电信运营商的各个增值业务平台中已经被广泛的应用，因此MPLSVPN方式为增至网管的广域网组网方式。在电信运营商的IP承载内网上，省份增值网管在其IP承载网的AR路由器上上配置一个新的VPN，名称需要统一命名为“NMS”，并在省份网管系统上将配置的两台路由器接入IP承载网AR路由器，成为MPLSVPN的CE路由器，并在AR路由器上增加NMS这个VRF的配置，对相应的RD与RT对象进行定义，设定一个属性为FULLMASH的MPLSVPN，从而搭建起一个集团增至网管与省份增值网管之间的数据传输通道。在广域网的路由协议方面，根据网络环境的需要，主要是采用的静态路由方式，主要源于以下几个方面（1）集团与省份的广域网路由相对较为稳定一般不会发生路由改变；（2）静态路由配置在网络协议配置中维护起来较为简单，且管理方便；（3）设备间的路由不需要进行交换，对网络设备以及网络带宽的压力较小；（4）静态路由配置的网络传输速度最快。由于各个电信运营商在IP承载广域网上的IP地址都会有很严格的规划方式，IP地址在进行分配上一般来说都是清晰合理的，一般情况下，IP地址一经分配下放，不会随意进行修改调整，故而静态路由实现省份与集团间的数据传输效率最高，成本最低。由于电信运营商的IP承载内网属于运营商内部互联互通广域网，基本上与互联网属于隔离状态，故而在一定的程度上保证了数据传输的安全性，极大的降低了网络安全出现漏洞的可能。42局域网的组网方案增值业务综合网管系统的局域网搭建主要是各个增值业务平台集中汇聚后直连增至网管防火墙的方案。其中，综合网管内部网络中，两台三层交换机直连网管系统所有的主机，实现了内网主机通过三层交换机的汇聚。防火墙搭设在网管内网交换机的外侧，与网管内网三层交换机与增值业务平台汇聚交换机分别实现口字形互联，实现了增值业务平台在接入增至网管系统的同时，也实现了平台见的隔离。在三层交换机与防火墙完成相关安全配置策略后，增至网管系统实现了对各个增值业务平台的访问监控，在网络上打通了互联互通的路由。43系统安全方案增值业务平台与增值网管系统透过增值网管防火墙完成接入工作，需要严格配置防火墙的安全策略，对于不必要的端口进行封堵。对于一些增值业务平台自身已经具备了很完善的防火墙隔离策略的情况，可以在相应业务平台侧放置相关前置机，以达到数据统一传输的目的。集团综合网管系统在电信运营商IP承载内网上通过MPLSVPN接入网管CE路由器，CE路由器与增值防火墙通过口字形方式实现双上联，并实现了安全隔离，省份系统也采取此类接入方式。五、增值业务综合网管系统的重要功能实现方案51综合监控功能实现方案综合监控模块是增值网管系统的核心构成部分，是综合网管功能实现的灵魂基础，其核心为监控管理子模块，在被监控主机上实现监控代理软件安装之后，即可完美实现对业务平台主机的监控工作。而监控模块通过对于主机的性能、相关配置以及告警信息的采集后，将这些数据在监控管理子模块中进行处理加工。对于网络设备的数据采集与设备监控而言，直接的由监控管理子模块来完成。综合监控模块在网管架构中是较为底层的数据处理模块，遵循着综合网管、统一控制的原则，对于被监控的各个业务平台性能数据、告警信息实现实时收集，并为其他模块的正常运转提供了基础。综合监控模块对于告警的管理功能需要将设备的告警信息传递至工单系统，对于严重设备告警需要以工单的形式进行生成并下发。综合监控模块主要包含如下几个子模块功能点（1）设备自动发现子模块主要对于被监控主机、网络设备等的相关性能信息、操作系统状态信息、进程信息进行收集，并发送至前台处理模块，以拓扑的形式进行设备展现；（2）拓扑管理子模块对于监控管理模块来说，拓扑管理子模块是整个模块的门户展现部分，它可以实现被监控业务系统的拓扑自动生成、拓扑定制、导出、呈现等功能；（3）配置及其资源管理子模块主要实现对平台资源数据的管理、呈现树图、修改相关资源配置、定义管理资源类、对资源实现建模等功能；（4）告警管理子模块主要实现处理告警信息、通知告警信息、升级与过滤相关告警工单等功能；（5）性能管理子模块主要实现性能数据的实时观测以及性能数据的管理功能；（6）日志管理子模块主要实现采集、管理搜索、储存日志文件的功能；（7）基线子模块主要负责计算动态基线、生成容忍线以及动态化告警的工作。52综合维护功能实现方案电子运维子系统是电信运营商集团与省份公司实现在增值业务部门之间沟通的重要渠道，也是增值网管综合维护功能实现的重要部分，采用基于REMEDY的流程设计工具进行软件开发，从而实现了运维流程的规范化与集约化。集团增值网管上在经过部署相应的组织机构模块，从而实现了对于全国增值平台维护人员信息的管理、角色定制与帐号分配功能。电信运营商的电子运维系统涉及到的层面众多，工作流程、角色分配、组织架构、管理模式都会对于电子运维系统的功能产生影响，在统一运维架构的同时，根据不同的使用需求也可以增加一些个性化的功能，以提升对于各个增值业务平台的运行维护效率，也在规范流程的同时，简化了流程，是流程的运转更加顺畅。日常维护系统主要分为两个部分（1）值班管理功能值班管理可以细分为排班管理、值班日志管理、交接班管理、替班管理、机房进出记录等模块。主要是用来实现对于运行维护值班功能的统筹安排，集约化、统一化的规范运维流程，提高了管理效率，并可以通过日志报表生成功能对于历史记录与工作计划进行分析处理，从而统计每个运维人员的工作量比较，也达到了一定的绩效考核管理的参考。（2）设备管理功能设备管理是增值网管又一项十分重要的功能，“网管”的核心就是对于设备的管理监控，以达到集中维护、集中管理的目的，也是页面化、便捷化实现日常维护的要求，也通过对于设备性能信息的监控实时观测系统负荷情况，也为业务系统扩容升级做出了理论依据，也为故障的提前预知提供了基础，设备性能指标信息，如图413所示，已经罗列出了被监控主机的磁盘、网卡、HBA卡、CPU、内存等硬件设备的所有信息，通过手工输入方式还可以录入主机的序列号，以便随时查看，还可以实现维保信息的统计等功能。53综合分析功能实现方案综合分析功能模块主要分为以下几个部分进行论述（1）ETL（数据提取、转换和加载）模块由于综合分析功能实现较为复杂，不仅仅是简单的数据库层面的数据整合，而且在软件处理的过程中还会涉及到多线程的数据同时处理与单线程处理过程中的同时调度问题，故而ETL模块的引入十分的重要，能够极大的解决了业务数据的处理分析问题。（2）数据质量管理系统对于处理后的业务数据，需要增值网管系统对于