探讨构建多网融合用户数据中心的关键技术_数据中心节能

引言

随着IT软硬件技术的发展以及业务的发展，除了传统的PSTN网络以及2G网络之外，越来越多的通讯网络被引入并成为标准，如3G网络、LTE网络、IMS网络、WiMAX网络、软交换网络等。这导致用户数据的大量增加。

随着网络中用户数据的激增，原有的网元各自内部存储和管理用户数据的方式已经越来越不能适应网络的发展。数据分散管理导致OPEX高企，垃圾数据难以消除，数据一致性难以保证，数据安全性保障困难，数据挖掘分析缺乏有效手段；数据存储网元的对外接口不一，导致数据访问接口复杂，接口与业务紧耦合，数据无法透明传送，新业务难以快速有效的开展，用户数据管理问题已经日益明显。

为此，业界提出了统一用户数据模型的概念，即将同一用户分布在不同网元上的数据融合起来，设置用户ID作为基本标识，按照统一的数据结构组织，作为所有网络的唯一用户数据源。在物理实现上，统一用户数据模型存储在网络的唯一数据存储网元：中心数据库（CDB）上，该中心数据库存储用户的同一数据模型，保证数据的一致性、可靠性以安全性，提供与业务和数据无关的开放接口，为其他数据查询网元提供数据访问服务。

多网融合终端数据、接入/核心网络数据、业务数据以及Internet业务数据，应用和数据解耦，进行统一管理，建立统一用户数据中心，可以简化网络，降低OPEX/CAPEX，提高数据的安全性，缩短新业务发布时间，促进业务创新，为运营商提供有竞争力的业务融合奠定基础。

2融合数据中心架构

融合数据中心要具有以下特点：

。松耦台：业务处理逻辑与数据存贮松耦台，不同网络的数据可以存储在同一个融合中心数据库，一个网络的数据修改不会影响到另一个网络的数据。

。开放的数据访问接口：数据库要提供开放的接口供数据使用网元来访问数据。

。分布式存储：一个融合数据中心由多个节点组成，每个节点的数据完全同步，这些节点地理上可以分布在IP网络内的任何地方，以便提供很高的可靠性。为满足以上数据库特点，本文特提出如图1所示的中心数据库架构：

图1 融合中心数据库架构

融合中心数据库由两层组成：应用层和数据库层。应用层完成各种业务应用逻辑的处理，比如HLR、AAA、SCP等网元的业务处理i不用感知数据的组织方式和存贮方式，业务和数据松耦合。数据库层完成数据的存贮和管理。

Ud接口是应用层和数据库层之间的开放的接口。比如LDAP接口，提供数据的访问。其接口与具体数据结构无关，满足融合中心数据库业务和数据松耦合以及数据访问接口开放的特点要求。因为应用层和数据库层之间采用开放的接口。所以这两层的设备可以由不同厂家的设备组成，这种数据库架构有非常好的组网灵活性。

应用层和数据库层由多个节点组成，这些节点地理上可以分布在IP网络内的任何地方。数据库层中每个节点的数据完全同步，因而这种分布式的架构具有天然地理容灾的功能，使整个系统具有很高的可靠性。

数据库层包括资源管理和数据管理两个部分。其中资源管理部分包括物理设备管理和数据存储管理模块，为数据存储提供资源支持。

数据管理包括：

（1）数据转换／提供：为应用层提供访问数据的接口，接受应用层的数据访问请求，并向应用层返回数据访问的结果；

（2）接入控制：对接八数据层的应用层进行权限的管理，防止系统受到攻击；

（3）数据视图控制：出于系统安全考虑，为各个应用提供定制的视图，不同应用应访问不同视图；

（4）数据一致性控制：控制主备节点之间数据同步和一致，保证数据的完整性；

（5）数据备份／恢复：控制数据的备份，以及节点恢复和新节点加入时数据的恢复；

（6）过负荷控制：当实际负荷超出系统设计负荷时，过负荷控制功能将生效，由于系统容量限制而无法得到处理的事务请求将会被限制，以保护系统的正常运行；

（7）策略控制：为不同应用类型或不同应用实例提供不同的数据访问策略和数据访问优先级。

3统一用户数据模型建模方式

要对多网元中的用户数据进行融合和统一管理，就必须解决用户数据如何组织的问题。本文探讨一种目录信息树（DIT，Di rectory Information Tree）的数据组织方式，如图2所示，它能够高效地管理用户数据。

图2 目录信息树数据组织模型

用户数据按照DIT的形式来组织，其中“ROOT”是树的根节点，所有对数据的访问，都从“ROOT”节点开始。“ROOT”节点以下，按照用户来组织不同的叶子节点，比如，关于用户1的所有数据，都组织在“Subsc riberl”节点下。每个用户的不同业务数据，再组织放在不同的叶子节点下，比如， “Prepaid Service”节点下，就是用户的“预付费业务”的相关数据。通常，任何基于用户的数据都可以作为子树载入DIT中。

在DIT模型中，每个用户的数据用唯一的标识UID（Unified Identification）来标识，外部网元如果使用其他用户标识来访问用户数据，都映射到UID.然后再访问用户数据，其他用户标识和UJD之间的映射关系存贮在“ROOT”节点。比如，以MSISDN为标识来访问用户数据。则首先在“ROOT”节点把MSISDN对应到某个UID，然后再以UID为标识继续查询用户数据。即用户的不同业务数据以同一个用户ID（UID）存储为子树，外部网元可以通过不同标识IMSI、MSISDN等访问用户数据。上一级节点称为“父”节点，下一级节点称为“子”节点，“子”节点和“父”节点之间形成了数据访问路径。所以，数据模型建立之后，数据的访问路径也就随之确定。

目录信息树的叶子节点通过对象类objectClass来定义其节点的数据类型，具体的数据是对象类的一个实例，一个实例由不同的属性组成。

建立统一的用户数据模型，按照用户来组织数据，就能把原来分散在多个网元中的用户数据有机地组织在一棵“子树”下，通过统一的UID可以访问到同一个用户原来分散于多个网元中的用户数据，从而实现了用户数据的融合和统一管理。

4数据访问流程

应用层通过开放的数据访问接口（比如LDAP接口）访问数据库层中的数据，如图3所示。

数据访问流程说明如下：

（1）外部网元在业务处理过程中，需要建立和融合数据中心的通信，则外部网元向融合数据中心的应用层发起业务请求消息：

（2）融合数据中心的应用层收到业务请求后，执行相应的业务应用逻辑，在此过程中，需要访问用户数据，则应用层向数据库层发送数据访问请求消息；

（3）数据库层收到数据访问请求消息后，执行应用层接入控制，对应用层的访问权限进行验证，对应用层的访问优先级进行检查；

（4）接入控制检查通过后，数据库层依据应用层的数据视图，获取应用层要访问的数据；

（5）数据库层向应用层返回数据访问响应消息，携带数据访问的结果（成功或者失败）；

（6）应用层收到数据访问结果后，继续业务应用逻辑的执行和与外部网元的交互，完成外部网元所请求的业务处理。