實現接入網關業務接入的方法、設備及系統的製作方法

2023-06-11 11:00:31 4

專利名稱：實現接入網關業務接入的方法、設備及系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及通信領域的業務接入技術，尤其涉及一種實現接入網關業務接入的方 法、設備及系統。
背景技術：
雲計算是一種新的商業模式，它是並行計算、分布式計算和網格計算的發展，它以 分布式計算、分布式文件存儲、分布式資料庫和分布式數據緩存技術為實現基礎，將軟體、 平臺和基礎設施通過虛擬化技術，以服務的形式提供給第三方用戶，實現了信息和通訊產 品從商品化向服務化的轉變。雲計算設施的一個重要特徵就是分布式，在分布式計算的基礎上，通過虛擬化技 術，採用動態的資源調度和控制策略，保證各個服務節點均衡的負荷分擔，同時根據系統的 性能要求，可動態地實施服務節點的增加或減少，也就是系統具備伸縮性(Salable)。Web service技術是面向服務的體系結構(SOA，Service-Oriented Architecture)實現的基 礎，是分布式計算常用的技術方法之一，通過web service技術，能夠將各種服務能力暴露 給第三方以實現服務的重用。例如，現有的一些業務接入網關就是基於SOA架構構建的信息和通信技術(ICT， Information and Communications Technology)融合業務的接入設備,在國內外運營商 中有著廣泛的應用。這些接入網關的應用系統結構如圖1所示，接入網關支持多種服務能 力的提供，對上層應用伺服器如第三方應用伺服器，提供以Webservice接口為主的服務能 力調用接口 ；而與下層的業務引擎如電信網絡之間，通過標準的通訊協議如7號信令系統 (SS7, Signaling System)、會話啟動協議(SIP, Session Initiation Protocol)、點對點短 消息(SMPP，ShortMessage Peer to Peer)等或者IT服務引擎的私有API調用接口，實現 服務功能的適配和實現。由於這種系統結構簡單、實用，能夠滿足第三方應用伺服器快速開發電信業務的 要求，所以推出後不久，就在國內外得到了廣泛的應用，大量的業務提供商(SP)基於接入 網關開發了許多豐富的融合業務。然而，隨著系統使用規模的不斷增大，對系統性能的要求 提出了挑戰，接入網關系統不得不面對經常擴容的要求。隨之而來的是，系統投入成本的不 斷增加，系統升級和維護的難度在不斷地加大。此外，在對系統容量預估不準確的情況下， 還會造成系統資源的浪費。種種不利因素對運營商和設備商來說，都是一個極具挑戰性的 問題。上述接入網關基於標準的ParlayX規範研發，支持語音呼叫(AC，AudioCall)、呼 叫通知(CN，Call Notification)、第三方呼叫(TPC，Third Party Call)等呼叫類業務的 接入以及簡訊、彩信、WAP PUSH、定位等多種數據業務的接入。目前，正在使用的接入網關係 統通常採用圖2所示的組網結構，以滿足大容量的業務接入需求。各第三方應用伺服器的 Web service請求由作為負荷分擔設備的F5等四層交換機分發到各個接入網關上處理。當 系統容量需要增大時，通過增加接入網關的數量並改變F5的分發策略來滿足容量需求。這種組網方式存在如下問題第一，接入網關提供了呼叫類和數據類等多種業務的接入，不同業務的接入將佔 用不同的系統資源。通常情況下，呼叫類業務的接入佔用的系統資源較多，而數據類業務的 接入佔用的系統資源相對較少。為保證系統平穩運行，通常根據接入網關的實際處理能力， 配置各個業務的最大許可參數來實現負荷控制。而在實際使用中，往往各業務的實際使用 量與其最大許可參數無關，例如，在配置時，呼叫類業務配置較多的系統資源，數據類業務 會配置較少的系統資源，如果數據類業務的使用量遠遠超過呼叫類業務，就會導致呼叫類 業務所佔用的系統資源閒置，而數據類業務的系統資源不夠用的情況，使得接入網關系統 的處理能力無法有效發揮出來，造成了資源的浪費；第二，接入網關系統的負荷分擔策略是靜態設定的，無法根據接入網關的負荷狀 況動態調整，使得各個接入網關的實際運行負荷無法達到均衡狀態；第三，接入網關系統在擴容時，需要停止整個接入網關系統的運行，之後重新根據 各個接入網關的硬體處理能力來更改負荷分擔策略，來增加接入網關實現擴容，因此，現有 的接入網關系統無法實現整個系統的動態可伸縮性。

發明內容
有鑑於此，本發明的主要目的在於提供一種實現接入網關業務接入的方法、設備 及系統，以解決現有接入網關系統中存在的接入網關運行負荷不均衡、系統擴容實施難等 問題。為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的本發明提供了一種實現接入網關業務接入的方法，所述方法包括負荷分擔設備 實時獲取各接入網關的運行參數；根據獲取的各接入網關的運行參數，負荷分擔設備實時 調整各接入網關上的業務負荷；在接收到各應用伺服器發送的各業務的接入請求時，根據 所述調整後的結果，負荷分擔設備將所述的各業務的接入請求分發到各接入網關，由各接 入網關完成各業務的接入。在上述方案中，所述負荷分擔設備獲取各接入網關的運行參數的過程，具體為負 荷分擔設備定時向各接入網關發送獲取運行參數的請求；各接入網關接收到所述請求後， 獲得自身當前的運行參數，並發送到所述的負荷分擔設備。在上述方案中，所述實時調整各接入網關上業務負荷的過程，具體為在負荷分擔 設備上設置各接入網關的負荷分擔策略表；在獲取到各接入網關當前的運行參數時，負荷 分擔設備根據所獲取的運行參數，在所設置的負荷分擔策略表中選取負荷分擔策略；根據 所選取的負荷分擔策略，確定各接入網關當前的業務負荷。在上述方案中，所述將各業務的接入請求分發到各接入網關，具體為根據所選取 的負荷分擔策略或所確定各接入網關當前的業務負荷，負荷分擔設備將各業務的接入請求 分發到各接入網關。在上述方案中，所述方法還包括新加入的接入網關將自身的運行參數和/或預 設的業務處理請求上報到負荷分擔設備；負荷分擔設備接收所述新加入的接入網關的運行 參數和/或業務處理請求，並更新所述負荷分擔策略表中的各負荷分擔策略。本發明還提供了一種實現接入網關業務接入的負荷分擔設備，所述負荷分擔設備包括獲取單元、負荷調整單元、第一接收單元、分發單元，其中獲取單元，用於實時獲取 各接入網關的運行參數；負荷調整單元，用於根據所述獲取單元所獲取的各接入網關的運 行參數，實時調整各接入網關上的業務負荷；第一接收單元，用於接收各應用伺服器所發送 的各業務的接入請求；分發單元，用於根據所述負荷調整單元所調整的結果，將所述第一接 收單元接收到的各業務的接入請求分發到各接入網關，由各接入網關完成各業務的接入。在上述方案中，所述負荷調整單元具體包括設置模塊、選取模塊和發送模塊，其 中設置模塊，用於設置各接入網關的負荷分擔策略表；選取模塊，用於根據所述獲取單元 所獲取的各接入網關的運行參數，在所述設置模塊所得到的負荷分擔策略表中選取負荷分 擔策略；確定模塊，用於根據所述選取模塊所選取的負荷分擔策略，確定各接入網關當前的 業務負荷。在上述方案中，所述負荷分擔設備還包括第二接收單元和更新單元，其中第二 接收單元，用於接收新加入的接入網關的運行參數和/或業務處理請求；更新單元，用於根 據所述第二接收單元所接收的運行參數和/或業務處理請求，更新所述設置模塊所設置的 負荷分擔策略表。本發明還提供了一種實現接入網關業務接入的系統，所述系統包括負荷分擔設 備、接入網關和應用伺服器，其中應用伺服器，用於向所述負荷分擔設備發送各業務的接 入請求；負荷分擔設備，用於實時從所述的各接入網關獲取運行參數，並根據該運行參數， 實時調整各接入網關的業務負荷；並根據調整的結果，將所述應用伺服器發送的各業務的 接入請求分發到所述接入網關；接入網關，用於接收所述負荷分擔設備所分發的接入請求， 完成各業務的接入。在上述方案中，負荷分擔設備和各接入網關之間通過ffeb service接口進行通信。本發明通過實時獲取接入網關的運行參數，根據該運行參數，實時調整各接入網 關的業務負荷，根據調整的結果向各接入網關分發業務的接入請求，使得各接入網關能夠 根據調整後的業務負荷，來完成各業務的接入，實現了對各接入網關業務接入的動態加載 和卸載，有效地解決了現有接入網關系統中存在的接入網關運行負荷不均衡、系統擴容實 施難等問題，提高了接入網關的利用率，降低了運營商的成本，同時，也減輕了系統升級和 維護的力度。


圖1為現有技術中一種接入網關系統的結構示意圖；圖2為現有技術中一種接入網關系統的組網結構示意圖；圖3為本發明的實現接入網關業務接入的方法的流程示意圖；圖4為本發明的實現接入網關業務接入的負荷分擔設備的組成結構示意圖；圖5為本發明的一種實現接入網關業務接入的系統的組網結構示意圖；圖6為根據本發明實現各接入網關業務接入調整的一種實施方式的流程示意圖。
具體實施例方式本發明的一種實現接入網關業務接入的方法，參照圖3所示，主要包括以下步驟步驟301 負荷分擔設備實時獲取各接入網關的運行參數；
步驟302 根據獲取的各接入網關的運行參數，負荷分擔設備實時調整各接入網 關上的業務負荷；步驟303 在接收到各應用伺服器發送的各業務的接入請求時，根據所述調整後 的結果，負荷分擔設備將所述的各業務的接入請求分發到各接入網關，由各接入網關完成 各業務的接入。這裡，各接入網關的運行參數主要包括負荷參數如CPU的利用率以及磁碟輸出/ 輸入(1/0，Input/Output)等、當前每秒業務處理量(TPS，TransactionPer Second)、最大 的綜合許可TPS、最大許可TPS。其中，當前TPS表示接入網關對當前各業務的處理性能，即當前各個接入網關每 秒所處理的各業務的接入請求數目；最大的綜合許可TPS，是接入網關同時為預定的多種 業務提供接入時，接入網關所能支持的TPS;最大許可TPS，指接入網關僅僅為單一業務提 供接入時，接入網關所能支持的TPS。通常情況下，由於一個提供多種業務接入的接入網關，每一業務的接入處理都要 佔用相當多的資源，因此，接入網關的最大的綜合許可TPS往往要遠小於最大許可TPS。具體地，負荷分擔設備獲取各接入網關的運行參數的過程，可以包括負荷分擔設 備定時向各接入網關發送獲取運行參數的請求；各接入網關接收到所述請求後，獲得自身 當前的運行參數，並發送到所述的負荷分擔設備。這裡，負荷分擔設備可以根據預先設定的時間來定時向各接入網關發送獲取運行 參數的請求，以便實時獲取各接入網關的運行參數。根據各接入網關的運行參數實時調整各接入網關上業務負荷的過程，具體可以包 括可以預先在負荷分擔設備上設置各接入網關的負荷分擔策略表；在獲取到各接入網關 當前的運行參數時，負荷分擔設備根據所獲取的運行參數，在所設置的負荷分擔策略表中 選取負荷分擔策略，並根據所選取的負荷分擔策略，確定當前各接入網關的業務負荷。根據所述調整後的結果，負荷分擔設備將各業務的接入請求分發到各接入網關， 具體可以為根據所選取的負荷分擔策略或所確定各接入網關當前的業務負荷，負荷分擔 設備將各業務的接入請求分發到各接入網關。這裡，需要說明的是，負荷分擔設備能夠針對不同的實際應用情況選取不同的負 荷分擔策略。設置時，可以在負荷分擔策略表中，根據各業務在不同時間段內的實際應用情況， 在不同的時間段內，設置不同的負荷分擔策略，其中的每一項負荷分擔策略則根據各接入 網關的運行參數來確定，負荷分擔策略可以包含在特定時間段內向各接入網關分發業務的 接入請求的比例等信息。在實際應用中，可以在各接入網關中設置一個獨立的代理模塊，該代理模塊在接 收到負荷分擔設備所發送的獲取當前運行參數的請求時，搜集接入網關當前的運行參數並 上報給負荷分擔設備；負荷分擔設備根據各接入網關當前的運行參數，選取負荷分擔策略 並發送給該代理模塊，該代理模塊根據該負荷分擔策略，完成接入網關內各業務負荷的調 整。這裡基於雲計算的理念，在現有接入網關中設置獨立的代理模塊，將現有技術的接入網 關改造為具有雲計算特徵的產品，實現動態控制和調配各接入網關的資源，從而降低運營 商的成本。
另外，在接入網關系統需要擴容時，所述方法還包括新加入的接入網關將自身的運行參數和/或預設的業務處理請求上報到負荷分 擔設備；負荷分擔設備接收所述新加入的接入網關的運行參數和/或業務處理請求，並更 新所述負荷分擔策略表中的各負荷分擔策略，使得負荷分擔設備能夠根據更新後的各負荷 分擔策略，向各接入網關分發各業務的接入請求。具體地，業務處理請求由人為設定，包含了新加入的接入網關請求處理的業務負 荷等信息。新加入接入網關所上報的運行參數包括自身的最大許可TPS、最大綜合TPS等。本發明的一種實現接入網關業務接入的負荷分擔設備，參照圖4所示，主要包括 獲取單元41、負荷調整單元42、第一接收單元43、分發單元44，其中獲取單元41，用於實時獲取各接入網關的運行參數；負荷調整單元42，用於根據所述獲取單元所獲取的各接入網關的運行參數，實時 調整各接入網關上的業務負荷；第一接收單元43，用於接收各應用伺服器所發送的各業務的接入請求；分發單元44，用於根據所述負荷調整單元42所調整的結果，將所述第一接收單元 43接收到的各業務的接入請求分發到各接入網關，由各接入網關完成各業務的接入。其中，所述的獲取單元41具體用於通過定時向各接入網關發送獲取運行參數的 請求，來得到各接入網關根據該請求所上報當前的運行參數。具體過程已在上文詳述，在此 不再贅述。其中，所述的負荷調整單元42，具體包括設置模塊421、選取模塊422和確定模塊 423，其中設置模塊421，用於設置各接入網關的負荷分擔策略表；選取模塊422，用於根據所述獲取單元41所獲取的各接入網關的運行參數，在所 述設置模塊421所得到的負荷分擔策略表中選取負荷分擔策略；確定模塊423，用於根據所述選取模塊422所選取的負荷分擔策略，確定各接入網 關當前的業務負荷。其中，分發單元44具體用於根據所述選取模塊422所選取的負荷分擔策略或所 述確定模塊423所確定的各接入網關當前的業務負荷，將所述第一接收單元43接收到的各 業務的接入請求分發到各接入網關。另外，所述負荷分擔設備還包括第二接收單元45，用於接收新加入的接入網關的運行參數和/或業務處理請求；更新單元46，用於根據所述第二接收單元45所接收的運行參數和/或業務處理請 求，更新所述設置模塊421所設置的負荷分擔策略表。此外，所述負荷分擔設備還可以在設置和/或更新負荷分擔策略表後，將該負荷 分擔策略表保存在自身。本發明的實現接入網關業務接入的系統，主要包括上述的負荷分擔設備、接入網 關和應用伺服器，其中應用伺服器，用於向所述負荷分擔設備發送各業務的接入請求；負荷分擔設備，用於實時從所述的各接入網關獲取運行參數，並根據該運行參數， 實時調整各接入網關的業務負荷；並根據調整的結果，將所述應用伺服器發送的各業務的接入請求分發到所述接入網關；接入網關，用於接收所述負荷分擔設備所分發的接入請求，完成各業務的接入。所述接入網關，進一步用於實時向所述負荷分擔設備上報自身當前的運行參數；所述負荷分擔設備，進一步用於根據所述各接入網關上報的當前的運行參數，在 已設置的負荷分擔策略表中選取負荷分擔策略，並根據所選取的負荷分擔策略來確定各接 入網關的業務負荷，完成所述接入網關業務負荷的實時調整。參照圖5所示，本發明的實現接入網關業務接入的系統可以包含多個應用伺服器 如第三方應用伺服器1、2........η和多個接入網關如接入網關1、2........η。其中，考慮到接口的一致性，負荷分擔設備和各接入網關之間通過Webservice接 口進行通信。下面結合實例對本發明做進一步詳細說明。在一個大容量的接入網關系統中，存在多個接入網關。其中，網關A和網關B上都 同時提供業務1的接入和業務2的接入。在某一特定的運行時段，整個接入網關系統需要 提供較高容量的業務1的接入，此時就需要調整當前各接入網關的業務負荷來滿足實際應 用的需要，參照圖6所示，具體過程如下步驟601 負荷分擔設備通過ffeb service接口向各接入網關發送獲取接入網關1 和接入網關2運行參數的請求；步驟602 各接入網關在接收到上述的請求之後，接入網關A、B分別向負荷分擔設 備上報各自當前的運行參數；步驟603 負荷分擔設備分別接收接入網關A和接入網關B的運行參數，並對該運 行參數進行分析；分析得到目前接入網關A和接入網關B的負荷參數尚未超過預定的閾值，但是整 個接入網關系統中業務1的當前TPS已經達到最大的綜合許可TPS，而業務2的當前TPS遠 小於最大的綜合許可TPS。且，接入網關A上業務2的當前TPS與接入網關B上業務2的當 前TPS之和小於接入網關B上業務2的最大的綜合許可TPS ；步驟604:負荷分擔設備根據上述對運行參數的分析結果，在已設置的負荷分擔 策略表中，選取對應的負荷分擔策略；這裡，所述選取的負荷分擔策略具體包括業務2的接入完全由接入網關B來完 成，接入網關A只負責業務1的接入。步驟605 負荷分擔設備根據所選取的負荷分擔策略，確定接入網關A及接入網關 B當前的業務負荷；具體地，負荷分擔設備將所選取的負荷分擔策略分別發送到接入網關A和接入網 關B ；接入網關A接收該負荷分擔策略，卸載自身的業務2並重新分配業務1的可用資源； 同理，接入網關B根據該負荷分擔策略，重新分配業務1和業務2的可用資源。步驟606 負荷分擔設備在接收到第三方應用伺服器發送的業務2的接入請求時， 將業務2的接入請求全部發送到接入網關B ；步驟607 負荷分擔設備在接收到第三方應用伺服器發送的業務1的接入請求時， 以接入網關A對業務1的最大許可TPS為上限，向接入網關A分發業務1的接入請求，使得 接入網關系統能夠提供高容量的業務1的接入。
此時，由於網關A上只處理業務1的接入請求，它的最大處理能力得到提升，可以 達到最大許可TPS，負荷分擔設備根據相應的策略加大向網關A分發業務的接入請求1的分 發力度，整個接入網關系統便可以提供較高容量的業務1的接入，滿足第三方應用伺服器 的需要。以上所述，僅為本發明的較佳實施例而已，並非用於限定本發明的保護範圍，凡在 本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護 範圍之內。
權利要求
1.一種實現接入網關業務接入的方法，其特徵在於，所述方法包括 負荷分擔設備實時獲取各接入網關的運行參數；根據獲取的各接入網關的運行參數，負荷分擔設備實時調整各接入網關上的業務負荷；在接收到各應用伺服器發送的各業務的接入請求時，根據所述調整後的結果，負荷分 擔設備將所述的各業務的接入請求分發到各接入網關，由各接入網關完成各業務的接入。
2.根據權利要求1所述的實現接入網關業務接入的方法，其特徵在於，所述負荷分擔 設備獲取各接入網關的運行參數的過程，具體為負荷分擔設備定時向各接入網關發送獲取運行參數的請求；各接入網關接收到所述請 求後，獲得自身當前的運行參數，並發送到所述的負荷分擔設備。
3.根據權利要求1所述的實現接入網關業務接入的方法，其特徵在於，所述實時調整 各接入網關上業務負荷的過程，具體為在負荷分擔設備上設置各接入網關的負荷分擔策略表；在獲取到各接入網關當前的運行參數時，負荷分擔設備根據所獲取的運行參數，在所 設置的負荷分擔策略表中選取負荷分擔策略；根據所選取的負荷分擔策略，確定各接入網關當前的業務負荷。
4.根據權利要求3所述的實現接入網關業務接入的方法，其特徵在於，所述將各業務 的接入請求分發到各接入網關，具體為根據所選取的負荷分擔策略或所確定各接入網關當前的業務負荷，負荷分擔設備將各 業務的接入請求分發到各接入網關。
5.根據權利要求3所述的實現接入網關業務接入的方法，其特徵在於，所述方法還包括新加入的接入網關將自身的運行參數和/或預設的業務處理請求上報到負荷分擔設備；負荷分擔設備接收所述新加入的接入網關的運行參數和/或業務處理請求，並更新所 述負荷分擔策略表中的各負荷分擔策略。
6.一種實現接入網關業務接入的負荷分擔設備，其特徵在於，所述負荷分擔設備包括 獲取單元、負荷調整單元、第一接收單元、分發單元，其中獲取單元，用於實時獲取各接入網關的運行參數；負荷調整單元，用於根據所述獲取單元所獲取的各接入網關的運行參數，實時調整各 接入網關上的業務負荷；第一接收單元，用於接收各應用伺服器所發送的各業務的接入請求； 分發單元，用於根據所述負荷調整單元所調整的結果，將所述第一接收單元接收到的 各業務的接入請求分發到各接入網關，由各接入網關完成各業務的接入。
7.根據權利要求6所述實現接入網關業務接入的負荷分擔設備，其特徵在於，所述負 荷調整單元具體包括設置模塊、選取模塊和發送模塊，其中設置模塊，用於設置各接入網關的負荷分擔策略表；選取模塊，用於根據所述獲取單元所獲取的各接入網關的運行參數，在所述設置模塊 所得到的負荷分擔策略表中選取負荷分擔策略；確定模塊，用於根據所述選取模塊所選取的負荷分擔策略，確定各接入網關當前的業 務負荷。
8.根據權利要求7所述實現接入網關業務接入的負荷分擔設備，其特徵在於，所述負 荷分擔設備還包括第二接收單元和更新單元，其中第二接收單元，用於接收新加入的接入網關的運行參數和/或業務處理請求；更新單元，用於根據所述第二接收單元所接收的運行參數和/或業務處理請求，更新 所述設置模塊所設置的負荷分擔策略表。
9.一種實現接入網關業務接入的系統，其特徵在於，所述系統包括負荷分擔設備、接入 網關和應用伺服器，其中應用伺服器，用於向所述負荷分擔設備發送各業務的接入請求；負荷分擔設備，用於實時從所述的各接入網關獲取運行參數，並根據該運行參數，實時 調整各接入網關的業務負荷；並根據調整的結果，將所述應用伺服器發送的各業務的接入 請求分發到所述接入網關；接入網關，用於接收所述負荷分擔設備所分發的接入請求，完成各業務的接入。
10.根據權利要求9所述實現接入網關業務接入的系統，其特徵在於，負荷分擔設備和 各接入網關之間通過W^ebservice接口進行通信。
全文摘要
本發明公開了一種實現接入網關業務接入的方法，主要包括負荷分擔設備實時獲取各接入網關的運行參數，再根據該運行參數，通過動態調整負荷分擔策略來調整各接入網關上的業務負荷；在接收到各應用伺服器發送的各業務的接入請求時，根據所述調整的結果，將所述的各業務的接入請求分發到各接入網關，由各接入網關完成各業務的接入。本發明還公開了一種實現接入網關業務接入的負荷分擔設備及系統，通過本發明實現了對各接入網關業務接入的動態加載和卸載，有效地解決了現有接入網關系統中存在的接入網關運行負荷不均衡、系統擴容實施難等問題，提高了接入網關的利用率，降低了運營商的成本，同時，也減輕了系統升級和維護的力度。
文檔編號H04L29/08GK102148846SQ201010113748
公開日2011年8月10日 申請日期2010年2月9日 優先權日2010年2月9日
發明者俞義方, 楊勇, 羅聖美 申請人:中興通訊股份有限公司