1 前言
HLR作為移動核心網(wǎng)中所有業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)支撐網(wǎng)元,負(fù)責(zé)全網(wǎng)用戶數(shù)據(jù)的存儲,其中不僅包括用戶的靜態(tài)數(shù)據(jù)(用戶識別碼IMSI、移動設(shè)備碼、接入的優(yōu)先級、預(yù)定業(yè)務(wù)類型以及保密參數(shù)等),還包括用戶位置更新、補充業(yè)務(wù)激活狀態(tài)等動態(tài)數(shù)據(jù)。HLR的穩(wěn)定性與否直接關(guān)系到網(wǎng)絡(luò)的正常運營,因此是GSM網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵節(jié)點。
隨著移動用戶的迅猛增長,現(xiàn)網(wǎng)中HLR的容量越來越大,而一旦大容量的HLR出現(xiàn)故障,HLR業(yè)務(wù)中斷將直接對網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量和用戶感知度產(chǎn)生巨大的影響,同時給運營商帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失;此外,自然災(zāi)害(火災(zāi)、地震等)或人為原因造成的故障,也對網(wǎng)絡(luò)的安全性與穩(wěn)定性帶來較大的影響。
為進(jìn)一步提高網(wǎng)絡(luò)安全性、保障漫游功能和來話呼叫成功率,對HLR進(jìn)行整機的冗余備份是非常必要的。
2 容災(zāi)方式介紹
HLR的容災(zāi)備份方式分為實時備份(靜態(tài)數(shù)據(jù)和動態(tài)數(shù)據(jù)的實時備份)和非實時備份(靜態(tài)數(shù)據(jù)的實時備份):
實時備份方式主要用于主用HLR與容災(zāi)HLR為同廠家設(shè)備的容災(zāi),需要容災(zāi)HLR實時同步備份主用HLR的靜態(tài)數(shù)據(jù)和動態(tài)數(shù)據(jù)。由于靜態(tài)數(shù)據(jù)和動態(tài)數(shù)據(jù)都做到了主用HLR與容災(zāi)HLR實時的同步,因此,主用HLR宕機后,容災(zāi)HLR能實時接管,業(yè)務(wù)不受影響。
非實時備份方式多用于主用HLR與容災(zāi)HLR為不同廠家設(shè)備的容災(zāi),對于靜態(tài)數(shù)據(jù)的備份與實時備份方式一致。由于不同廠家設(shè)備數(shù)據(jù)格式不一致,實時同步動態(tài)數(shù)據(jù)較為困難,因此在主用HLR宕機后,容災(zāi)HLR接管主用HLR業(yè)務(wù)時,必須發(fā)送HLR RESET消息到所有VLR,強制用戶進(jìn)行位置更新。由于此刻容災(zāi)HLR中沒有用戶的最新位置信息,因此在一段時間內(nèi)用戶做被叫不能成功,業(yè)務(wù)會受到影響。
3 容災(zāi)方式的同步機制
3.1 靜態(tài)數(shù)據(jù)同步
靜態(tài)數(shù)據(jù)包括現(xiàn)網(wǎng)HLR用戶的靜態(tài)數(shù)據(jù)和后期增量用戶的靜態(tài)數(shù)據(jù)。對于現(xiàn)網(wǎng)HLR用戶靜態(tài)數(shù)據(jù)的備份,前期需一次性備份現(xiàn)有主用HLR用戶靜態(tài)數(shù)據(jù)到備份HLR。對于后期的增量數(shù)據(jù),日常維護(hù)中利用BOSS系統(tǒng)實時同步相應(yīng)主用HLR的靜態(tài)用戶數(shù)據(jù),存在同構(gòu)方式和異構(gòu)方式兩種情況。在同構(gòu)方式中,BOSS系統(tǒng)將用戶數(shù)據(jù)通過營業(yè)廳接口發(fā)到主用HLR,主用HLR通過IP連接主動將靜態(tài)數(shù)據(jù)同步到容災(zāi)HLR,見圖1。
圖1 同構(gòu)方式靜態(tài)數(shù)據(jù)同步
在異構(gòu)方式中,BOSS系統(tǒng)在對主用HLR操作成功后,把相應(yīng)的指令轉(zhuǎn)換成容災(zāi)HLR的指令格式文件,再發(fā)送給容災(zāi)HLR,實現(xiàn)主備用HLR增量用戶靜態(tài)數(shù)據(jù)的同步,見圖2。
圖2 異構(gòu)方式靜態(tài)數(shù)據(jù)同步
3.2 動態(tài)數(shù)據(jù)同步
動態(tài)數(shù)據(jù)的同步目前只存在于同構(gòu)方式中,在主用HLR通過MAP消息收到用戶動態(tài)數(shù)據(jù)變化后,主用HLR設(shè)備在修改自身數(shù)據(jù)庫的同時把這些更新匯總到容災(zāi)HLR中,實現(xiàn)對用戶動態(tài)數(shù)據(jù)的實時備份。對于動態(tài)數(shù)據(jù)的同步方式,不同廠家的采取的方式不盡相同,基本可以歸結(jié)為兩類,一類是在主用HLR和容災(zāi)HLR之間利用信令網(wǎng)絡(luò)建立信令通道,主用HLR利用MAP信令將動態(tài)數(shù)據(jù)實時地傳到容災(zāi)HLR中進(jìn)行數(shù)據(jù)同步;另一類是組建群內(nèi)局域網(wǎng)絡(luò),通過IP接口以IP數(shù)據(jù)包的形式同步動態(tài)數(shù)據(jù),實現(xiàn)動態(tài)數(shù)據(jù)的實時備份,見圖3。
圖3 動態(tài)數(shù)據(jù)同步方式
4 容災(zāi)切換及恢復(fù)
4.1 容災(zāi)切換
由于HLR對外主要有兩類接口:信令接口和BOSS接口,所以容災(zāi)切換分為信令切換和BOSS切換兩種。
(1)信令切換
LSTP/MSC與主用HLR、容災(zāi)HLR都有直連鏈路連接,并預(yù)先在H/LSTP中設(shè)置主備用信令路由選擇方式:將至主用HLR的路由設(shè)為主用路由,而至容災(zāi)HLR的路由設(shè)為備用路由。正常情況下使用到主用HLR的路由進(jìn)行信令交互,主用HLR故障時,到容災(zāi)HLR的信令路由激活:
·MSC發(fā)起的對原主用HLR的查詢、位置更新等操作,通過LSTP轉(zhuǎn)發(fā)到容災(zāi)HLR上;
·H/LSTP收到的查詢、位置更新等請求,根據(jù)SCCP層的備用路由配置,將原來發(fā)送到主用HLR的的信令轉(zhuǎn)發(fā)到容災(zāi)HLR上。
容災(zāi)切換組網(wǎng)示意圖見圖4。
圖4容災(zāi)切換組網(wǎng)示意圖
(2)BOSS切換
BOSS系統(tǒng)分別和主用HLR、容災(zāi)HLR進(jìn)行連接,正常情況下BOSS系統(tǒng)和容災(zāi)HLR的連接處于阻斷狀態(tài);容災(zāi)切換時需要斷開BOSS系統(tǒng)和主用HLR的連接,激活與容災(zāi)HLR的連接。
4.2 容災(zāi)恢復(fù)
(1)從容災(zāi)HLR中的相應(yīng)數(shù)據(jù)反向同步到恢復(fù)后的主用HLR中;
(2)信令切回到恢復(fù)后的主用HLR;
(3)BOSS切回到恢復(fù)后的主用HLR。
5 容災(zāi)方式選擇
就網(wǎng)絡(luò)安全考慮,實時備份容災(zāi)方式完全優(yōu)于非實時備份容災(zāi)方式;但是由于各省內(nèi)網(wǎng)元情況不盡相同,同一省內(nèi)存在多廠家HLR網(wǎng)元,完全采用實時備份方式將增加運營商的建設(shè)成本。因此在網(wǎng)絡(luò)安全建設(shè)的初期,應(yīng)結(jié)合設(shè)備情況、投資情況,合理選擇容災(zāi)方式。
(1)方式一:同構(gòu)實時備份方式
同構(gòu)方式適合于省內(nèi)用戶較大、省內(nèi)HLR廠家相對數(shù)量較少、投資相對寬裕、對HLR安全級別要求較高的省份。針對省內(nèi)所有HLR分廠家進(jìn)行備份,備份方式建議采用N+1方式進(jìn)行,N臺主用HLR容量之和不超過1500萬(備份HLR靜態(tài)容量為N臺主用HLR容量之和,動態(tài)容量不低于N臺主用HLR中的最大者)。
圖5 同構(gòu)方式網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D
(2)方式二:異構(gòu)非實時備份方式
異構(gòu)方式是在省內(nèi)引入新的廠家HLR作為容災(zāi)HLR對現(xiàn)有的主用HLR進(jìn)行備份。該方式從投資角度看,通過招標(biāo)形式可以節(jié)約一定投資;但是由于只能做到靜態(tài)數(shù)據(jù)的實時同步,無法做到真正意義上的實時接管,用戶在主用HLR宕機后,被叫業(yè)務(wù)在一段時間內(nèi)受到影響。由于該方式網(wǎng)絡(luò)安全級別較低,不建議采用。
圖6 異構(gòu)方式網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D
(3)方式三:兼容方式
兼容方式是指同構(gòu)方式和異構(gòu)方式的結(jié)合,在省內(nèi)引入現(xiàn)有主用HLR廠家中的容災(zāi)HLR,對同廠家的主用HLR實施靜態(tài)數(shù)據(jù)和動態(tài)數(shù)據(jù)的實時備份,對其他廠家主用HLR實施靜態(tài)數(shù)據(jù)的實時備份。因此,建議在網(wǎng)絡(luò)安全規(guī)劃的初期、投資不足的情況下考慮采用。
6 規(guī)劃中的要點
通過上的面分析,可以看出在規(guī)劃設(shè)計時不僅要合理選擇容災(zāi)方式,更需要在容災(zāi)方式確定之后注意以下幾點:
(1)現(xiàn)有HLR中用戶的靜態(tài)數(shù)據(jù)前期需要一次性導(dǎo)入到備份HLR數(shù)據(jù)庫,采用異構(gòu)或者兼容式容災(zāi)方式時,則需要考慮在將主用數(shù)據(jù)導(dǎo)入到備用HLR過程中的數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換問題。
(2)采用異構(gòu)或者兼容式容災(zāi)時,由于發(fā)送到主用HLR的指令與備用HLR的指令不同,需要考慮BOSS系統(tǒng)的改造。
在無任何主用HLR發(fā)生故障的情況下:
·BOSS系統(tǒng)收集市場部用戶管理的信息,將用戶業(yè)務(wù)變化的信息實時傳送至任何一個主用HLR,開戶或者修改用戶信息。
·主用HLR開戶或者修改用戶信息成功后,再向備份HLR進(jìn)行開戶。BOSS的前置機在通信中作為CLIENT端,負(fù)責(zé)將用戶變化的信息轉(zhuǎn)化為備份HLR人機命令的格式,并寫入基于SOCKET協(xié)議的數(shù)據(jù)包中,發(fā)往備份HLR。備份HLR在通信中作為SERVER端,實時監(jiān)聽提供給BOSS前置機的端口,接收前置機發(fā)來的基于SOCKET協(xié)議的數(shù)據(jù)包,并給予響應(yīng);同時根據(jù)收到的用戶變化的信息,更新備份數(shù)據(jù)庫。
當(dāng)BOSS接到某一主用HLR發(fā)生故障的消息后:
·BOSS系統(tǒng)將停止向發(fā)生故障的主用HLR發(fā)送的用戶指令;
·在備用HLR完全接管故障HLR后,啟動BOSS與容災(zāi)HLR的聯(lián)接;
·將發(fā)往故障主用HLR的用戶指令改向發(fā)往容災(zāi)HLR;
·在故障期間,BOSS需要保存向容災(zāi)HLR發(fā)的所有用戶指令的log,以便故障主用HLR恢復(fù)后,將此用戶數(shù)據(jù)重寫入該主用HLR。
(3)在同步數(shù)據(jù)同步時,無論是采用信令鏈路方式還是IP網(wǎng)絡(luò)方式,都應(yīng)該確保鏈路的數(shù)量和帶寬滿足動態(tài)數(shù)據(jù)的傳輸需求。
現(xiàn)網(wǎng)主用HLR設(shè)備到備份HLR的帶寬需求可以分成兩個階段:第一階段是進(jìn)行用戶數(shù)據(jù)初始化,第二階段是實時備份階段,而通常第一階段的帶寬需求比第二階段要大。
7 結(jié)束語
HLR容災(zāi)的重要性已經(jīng)不言而喻,在方案規(guī)劃時要結(jié)合各省的實際情況,選擇符合各省特點的容災(zāi)技術(shù),并充分考慮不同廠家的設(shè)備技術(shù)要求,規(guī)劃出合理的、可實施的設(shè)計方案。
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本文標(biāo)題:HLR容災(zāi)技術(shù)及規(guī)劃要點
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