一種信令分析的方法及系統與流程
2023-04-26 13:17:36 1
本發明涉及通信領域，尤其是一種信令分析的方法及系統。
背景技術：
信令，作為通信網絡的核心控制信息，蘊含了大量有意義的呼叫信息和業務信息（如主叫號碼、被叫號碼，業務類別和用戶位置信息等）。這些信息既可以被用來提供多種信令增值業務，也可以用於對網絡運行狀態進行動態監測。現有的信令分析技術，一般採用分散採集、集中處理（信令解析和關聯合成）的方式進行信令分析。這種方式會增加進行集中處理的處理機器的處理負擔，降低處理機器的分析速度和處理效率。而為了提高分析速度和處理效率，通常會採用後臺分析伺服器進行信令解析和關聯合成。但是，後臺分析伺服器並不能實時獲取信令解析和關聯合成的結果，且對配置的要求較高，從而導致其分析成本也較高。
技術實現要素：
為了解決上述技術問題，本發明的目的是：提供一種實時、速度快、成本低和高效的信令分析的方法。本發明的另一目的是：提供一種實時、速度快、成本低和高效的信令分析的系統。本發明解決其技術問題所採用的技術方案是：一種信令分析的方法，包括：A、通過接入接口對原始信令消息進行分散採集，從而獲取有效的信令消息；B、對獲取的有效信令消息進行分散預處理，從而過濾出與業務應用相關的信令消息；C、對過濾出的信令消息進行集中關聯分析處理。進一步，所述步驟B，其包括：B1、對獲取的有效信令消息進行全協議解析和業務相關過濾；B2、對全協議解析和業務相關過濾後的信令消息進行格式化處理；B3、對格式化處理後的信令消息進行合成處理，從而生成基本的呼叫記錄、事務記錄和簡訊記錄；B4、存儲業務相關過濾後的信令消息和生成的基本的呼叫記錄、事務記錄和簡訊記錄。進一步，所述步驟B1，其包括：B11、對獲取的有效信令消息進行識別；B12、根據識別的結果對獲取的有效信令消息進行全協議解析；B13、對全協議解析後的信令消息進行業務相關過濾。進一步，所述步驟C，其包括：C1、輸入線程接收含有過濾後信令消息的消息包；C2、輸入線程根據消息包的目的地址，將消息包分發給相應的關聯線程；C3、所述相應的關聯線程將從接收的消息包中獲取的信息，存儲至相應的數據表中；C4、所述相應的關聯線程判斷任一事件的輸出時機是否已到，若是，則將數據表中該事件的所有信息進行合併，然後將合併後的信息交由輸出線程進行輸出，反之，則重新回至步驟C1。進一步，所述相應的關聯線程為Abis接口關聯線程、A接口關聯線程、MAP接口關聯線程、ISUP接口關聯線程和其他接口關聯線程中的任一個或幾個的組合。進一步，所述的數據表由多KEY存儲檢索模塊進行管理和控制。進一步，在所述步驟C之後還設有步驟D，所述步驟D，其具體為：將集中關聯分析處理的結果通過資料庫、記錄文件或TCP/IP的方式進行存儲或發送。進一步，所述接入接口為A接口、Abis接口、C接口、D接口、E接口、Iu-Cs接口、Gb接口、Gi接口、Gn接口和ISDN接口中的任意一個或幾個的組合。本發明解決其技術問題所採用的另一技術方案是：一種信令分析的系統，包括：分散採集模塊，用於通過接入接口對原始信令消息進行分散採集，從而獲取有效的信令消息；分散預處理模塊，用於對獲取的有效信令消息進行分散預處理，從而過濾出與業務應用相關的信令消息；集中關聯分析模塊，用於對過濾出的信令消息進行集中關聯分析處理；所述分散採集模塊的輸出端通過分散預處理模塊進而與集中關聯分析模塊的輸入端連接。進一步，所述分散預處理模塊，其包括：解析和過濾單元，用於對獲取的有效信令消息進行全協議解析和業務相關過濾；格式化單元，用於對全協議解析和業務相關過濾後的信令消息進行格式化處理；合成單元，用於對格式化處理後的信令消息進行合成處理，從而生成基本的呼叫記錄、事務記錄和簡訊記錄；存儲單元，用於存儲業務相關過濾後的信令消息和生成的基本的呼叫記錄、事務記錄和簡訊記錄；所述解析和過濾單元的輸入端與分散採集模塊的輸出端連接，所述解析和過濾單元的輸出端依次通過格式化單元和合成單元進而與存儲單元的輸入端連接，所述存儲單元的輸出端與集中關聯分析模塊的輸入端連接。本發明的方法的有益效果是：增加了進行分散預處理的步驟，將集中處理步驟一分為二，先把集中處理中的信令解析等過程分散到各地進行預處理，然後再將預處理的結果實時匯總給集中處理器，集中處理器只需進行關聯分析，實時性好，減輕了集中處理器的處理負擔，提高了分析的速度和效率，降低了信令分析的成本。本發明的系統的有益效果是：增加了分散預處理模塊，將集中處理模塊的功能一分為二，先把集中處理模塊中的信令解析等過程分散到各地進行預處理，然後再將預處理的結果實時匯總給集中處理器，集中處理器只需進行關聯分析，實時性好，減輕了集中處理器的處理負擔，提高了分析的速度和效率，降低了信令分析的成本。附圖說明下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。圖1為本發明一種信令分析的方法的步驟流程圖；圖2為本發明的方法步驟B的流程圖；圖3為本發明的方法步驟B1的流程圖；圖4為本發明的方法步驟C的流程圖；圖5為與本發明的方法步驟C相對應的內部功能框圖；圖6為本發明的方法增加步驟D後的步驟流程圖；圖7為本發明一種信令分析的系統的結構框圖；圖8為本發明的系統分散預處理模塊的結構框圖；圖9為本發明實施例1的結構框圖；圖10為本發明實施例3的結構框圖；圖11為本發明實施例4的結構框圖。具體實施方式參照圖1，本發明一種信令分析的方法，包括：A、通過接入接口對原始信令消息進行分散採集，從而獲取有效的信令消息；B、對獲取的有效信令消息進行分散預處理，從而過濾出與業務應用相關的信令消息；C、對過濾出的信令消息進行集中關聯分析處理。其中，對原始信令消息進行分散採集，是為了對接入的信令消息進行原始過濾，以去除冗餘和重複的消息，從而僅保留有效的信令消息。進行分散預處理，是指將集中處理中的信令解析等過程分散到各地進行預處理，以對分散採集的有效消息進行進一步過濾，從而僅保留與業務應用有關的信令消息。進行關聯分析處理，是為了合成一個詳細的呼叫記錄TDR、事務記錄CDR或簡訊記錄SDR，例如合成同一個用戶在同一時間不同信令過程的TDR。本發明的方法包括分散採集，分散預處理，集中關聯分析這三步，將傳統集中處理伺服器的部分功能和任務，分散到各地進行預處理，以解決現有信令分析技術實時性低、速度慢、成本高和效率低的問題。參照圖2，進一步作為優選的實施方式，所述步驟B，其包括：B1、對獲取的有效信令消息進行全協議解析和業務相關過濾；B2、對全協議解析和業務相關過濾後的信令消息進行格式化處理；B3、對格式化處理後的信令消息進行合成處理，從而生成基本的呼叫記錄、事務記錄和簡訊記錄；B4、存儲業務相關過濾後的信令消息和生成的基本的呼叫記錄、事務記錄和簡訊記錄。其中，進行全協議解析，是指根據接入接口的協議棧進行信令解碼分析。進行合成處理，是指針對不同的協議啟用相應的合成處理邏輯，從而生成基本的SDR、CDR或TDR。參照圖3，進一步作為優選的實施方式，所述步驟B1，其包括：B11、對獲取的有效信令消息進行識別；B12、根據識別的結果對獲取的有效信令消息進行全協議解析；B13、對全協議解析後的信令消息進行業務相關過濾。其中，對獲取的有效信令消息進行識別，是指識別不同信令消息的類型（包括SNT、SNM、TUP、ISUP和SCCP等）。參照圖4和圖5，進一步作為優選的實施方式，所述步驟C，其包括：C1、輸入線程接收含有過濾後信令消息的消息包；C2、輸入線程根據消息包的目的地址，將消息包分發給相應的關聯線程；C3、所述相應的關聯線程將從接收的消息包中獲取的信息，存儲至相應的數據表中；C4、所述相應的關聯線程判斷任一事件的輸出時機是否已到，若是，則將數據表中該事件的所有信息進行合併，然後將合併後的信息交由輸出線程進行輸出，反之，則重新回至步驟C1。其中，任一事件，是指與詳細的SDR、CDR或TDR相關的事件。參照圖5，進一步作為優選的實施方式，所述相應的關聯線程為Abis接口關聯線程、A接口關聯線程、MAP接口關聯線程、ISUP接口關聯線程和其他接口關聯線程中的任一個或幾個的組合。參照圖5，進一步作為優選的實施方式，所述的數據表由多KEY存儲檢索模塊進行管理和控制。如圖5為所示，與本發明步驟C相對應的內部結構包括輸入線程、輸出線程、Abis接口關聯線程、A接口關聯線程、MAP接口關聯線程、ISUP接口關聯線程、其他接口關聯線程、數據表和多KEY存儲檢索模塊。輸入線程，用於接收本節點其他線程、其他節點或IPC發送來的消息包，並根據消息包的目的地址，分發到不同的關聯線程。Abis接口關聯線程、A接口關聯線程、MAP接口關聯線程、ISUP接口關聯線程和其他接口關聯線程各自獨立運行，能將經過預處理後的信令或各接口關聯線程間廣播得到的信息存儲在各自的數據表中，而數據表由多KEY存儲檢索模塊進行管理和控制；當關聯線程發現任一事件的輸出時機已到，就會將該事件的所有信息組織起來，形成一個事件交由輸出線程輸出（交由數據存儲或外部接收模塊）。內部各個線程之間通過ACE通訊。多KEY存儲檢索模塊對數據表進行管理和控制的過程如下：首先分析用戶的業務流程，從而獲取LAI（位置區識別碼）、TMSI（客戶臨時識別碼）、IMSI（國際移動用戶識別碼）、MSISDN（移動臺識別號碼，即我們用的手機號碼）的對應關係。接著，查詢數據表中的本地用戶表，若本地用戶表中無該對應關係或者該對應關係不同，則將新的對應關係添加到本地用戶表中並廣播到其他信令分析節點。參照圖6，進一步作為優選的實施方式，在所述步驟C之後還設有步驟D，所述步驟D，其具體為：將集中關聯分析處理的結果通過資料庫、記錄文件或TCP/IP的方式進行存儲或發送。在完成集中關聯分析處理後，集中關聯分析處理的結果通過資料庫、記錄文件或TCP/IP的方式發送給業務應用模塊，由業務應用模塊根據用戶的需求和集中關聯分析處理的結果提供相關的應用服務。進一步作為優選的實施方式，所述接入接口為A接口、Abis接口、C接口、D接口、E接口、Iu-Cs接口、Gb接口、Gi接口、Gn接口和ISDN接口中的任意一個或幾個的組合。參照圖7，一種信令分析的系統，包括：分散採集模塊，用於通過接入接口對原始信令消息進行分散採集，從而獲取有效的信令消息；分散預處理模塊，用於對獲取的有效信令消息進行分散預處理，從而過濾出與業務應用相關的信令消息；集中關聯分析模塊，用於對過濾出的信令消息進行集中關聯分析處理；所述分散採集模塊的輸出端通過分散預處理模塊進而與集中關聯分析模塊的輸入端連接。參照圖8，進一步作為優選的實施方式，所述分散預處理模塊，其包括：解析和過濾單元，用於對獲取的有效信令消息進行全協議解析和業務相關過濾；格式化單元，用於對全協議解析和業務相關過濾後的信令消息進行格式化處理；合成單元，用於對格式化處理後的信令消息進行合成處理，從而生成基本的呼叫記錄、事務記錄和簡訊記錄；存儲單元，用於存儲業務相關過濾後的信令消息和生成的基本的呼叫記錄、事務記錄和簡訊記錄；所述解析和過濾單元的輸入端與分散採集模塊的輸出端連接，所述解析和過濾單元的輸出端依次通過格式化單元和合成單元進而與存儲單元的輸入端連接，所述存儲單元的輸出端與集中關聯分析模塊的輸入端連接。下面結合具體的實施例對本發明作進一步說明。實施例1如圖9所示，信令採集分析應用系統（實質是本發明信令分析系統+業務應用系統）包括信令接入單元、採集模塊、信令預處理模塊、信令關聯分析模塊、數據存儲模塊、業務應用模塊。其中:接入單元：對E1鏈路進行高阻跨接；對傳輸光環進行分光接入；對100/1000M網口，則採用TAP分路器或交換機埠鏡像接入。接入單元包括以上三種接入接口。採集模塊：對E1/T1電口，則收斂信令鏈路和放大信號，從而採集到64K普通鏈路和2M高速鏈路的信令數據；對STM-1光口，則複製光口信號，並光信號轉換為電信號，最終抽取出原始信令數據；對百兆、千兆乙太網口，則無丟失採集網絡數據，並過濾無關數據和保留含信令信息的原始數據包。採集完以上三種信令數據後，採集模塊還會將採集的數據封裝還原成信令消息，並進行鏈路狀態的識別和統計鏈路錯包信息等操作。信令預處理模塊：僅保留與業務應用相關的信令消息，並對此類信令消息進行全協議解碼分析；進行鏈路告警信息處理，對MSU消息數量、MSU長度和ERL負荷等進行統計；針對不同協議啟用相應的合成處理邏輯，從而生成基本的SDR、CDR、TDR等記錄；統計CDR、SDR、TDR，從而對佔用次數、成功次數、各種失敗差錯次數等進行統計；針對通話時長、佔用時長、響應時長等指標進行預統計處理；針對局字冠、指定號碼、超頻、超長、違規主叫等進行預統計處理。信令關聯分析模塊：綜合不同類型的信令數據進行關聯分析，從而合成一個詳細的事務記錄（TDR）或詳細的呼叫記錄（CDR），例如合成同一個用戶在同一時間不同信令過程的TDR。數據存儲模塊：保存信令預處理模塊生成的各種業務數據；存儲基本的和詳細的CDR、TDR、SDR數據；保存信令預處理模塊在預統計時生成的統計報表數據等業務應用模塊：提供接口數據分發及服務調用、統一開放的對外服務接口、原始信令信息、SDR、CRD和TRD；提供平臺管理功能，包括鏈路管理、用戶管理、權限管理和流程管控等；提供平臺網管功能，包括配置管理、設備監控、性能管理、安全管理和告警管理等。其中信令預處理模塊的數量依實際需求，採集模塊、信令預處理模塊、信令關聯分析模塊兩兩之間通過TCP/IP方式通信。實施例2本發明的信令分析技術的接入接口具體包括：GSM網Abis接口；GSM/GSM-R核心網A接口、C\D\E接口；CDMA2000核心網A接口、C\D\E接口；WCDMA核心網Iu-Cs接口、C\D\E接口；ISDN核心網以及ISDN用戶-網絡接口；GPRS網的Gb接口、Gi接口、Gn接口。對信令消息進行預處理步驟如圖2和圖3所示，而對信令消息進行關聯分析處理，實質上是關聯接口（A、Abis、C/D、E等）兩兩之間進行通信並生成詳細的CDR、TDR和SDR的流程。對信令消息進行關聯分析處理，又可以分為以下兩種情況：（1）多種接口間的關聯分析處理多種接口間的關聯分析處理採用關聯ID法。在該方式中，每個接口分配有自己的事務ID，而業務起始接口（位於信令關聯分析模塊中）除了分配自己的事務ID外，還要在識別用戶後，分配一個關聯ID，作為用戶信息的一部分廣播出去。收到廣播的節點更新自己存儲的用戶信息，並在隨後的該事務的報告中填入該關聯ID。業務結束後，由業務起始接口發起廣播，釋放該關聯ID。其中，關聯ID共64位（LSB0-LSB63）：LSB0-LSB3為分配關聯ID的子線程的對象ID，LSB4-LSB11為關聯ID產生的節點ID，LSB12-LSB31為關聯ID產生的微秒部分，LSB32-LSB63為關聯ID產生的秒部分。關聯ID產生的時刻以1970/01/0100:00:00為參考時刻。（1）單種接口間的關聯分析處理單種接口的關聯分析處理類似多種接口關聯分析處理，同樣使用關聯ID。不同之處在於，單種接口間不僅僅使用用戶信息進行關聯分析處理，而且可以採用接口特有的信息（如Abis接口的切換信息）進行關聯分析處理。在上述描述中，與詳細的TDR相關的協議為ISUP、TUP、SIP、H.323、Q系列信令、A接口協議、Abis接口協議、BICC和MGCP等協議；與詳細的CDR相關的協議為SCCP、TCAP、MAP、INAP、CAP、WIN、SIP、GPRS、CDMA1X等協議。而詳細的SDR是指解析GSM/CDMA的簡訊內容。信令關聯解析結果可以採用資料庫、記錄文件或TCP/IP方式進行存儲組織和發送，供客戶做進一步的業務邏輯開發。特別說明，本發明對於未來新增網絡也預留有接口。實施例3目前的七號信令監測和其他一些信令分析系統，一般採用分散採集，集中處理的結構模式，而本發明採用分散採集，分散預處理，集中關聯分析的三層結構，如圖10所示，將集中處理的結構模式下集中處理伺服器的部分功能和任務，分散到各地進行預處理，通過這種方式解決了現有的類似系統存在著的實時性低、處理速度慢、效率低和成本高等問題。其中，採集模塊對收到的信令消息進行原始過濾，去除冗餘和重複的消息，僅保留有效的信令消息；信令預處理模塊則對信令數據採集模塊上傳的有效信令消息實現進一步過濾，僅保留與業務應用相關的信令消息，同時將業務相關信令消息進行解碼並轉換為統一的格式，以減輕信令關聯分析模塊的處理強度；最後由關聯分析模塊把相關信令消息進行關聯分析處理。實施例4隨著技術向綜合和集成化的趨勢發展，運營商越來越看重在同一個系統平臺當中實現多種業務應用。因此有必要改變原有的一套業務需要配置一套系統的模式，以達到集約化管理目的。但是，現有各種信令採集分析應用系統，各自都是獨立的（獨立採集信令數據、獨立分析處理、封閉的業務應用），相互之間無任何聯繫，不利於系統今後進行業務融合。本發明採用開放融合的思路，其業務支持拓展如圖11所示。提供給業務應用模塊的接口有3種：TCP/IP通信接口、記錄文件接口和資料庫接口。首先，TCP/IP通信接口可以同時允許多個業務系統連接接入，每個TCP連接傳送不用的業務；其次，記錄文件接口使得信令關聯分析系統可根據License控制的動態配置或以配置文件的靜態配置，分析並關聯不用類型業務應用所需的信令過程；最後，資料庫通過資料庫為信令關聯分析系統提供WEB應用服務和拓展開發服務（如信令統計、網間監測等）所需的統計數據。以上是對本發明的較佳實施進行了具體說明，但本發明創造並不限於所述實施例，熟悉本領域的技術人員在不違背本發明精神的前提下還可做作出種種的等同變形或替換，這些等同的變形或替換均包含在本申請權利要求所限定的範圍內。