浪潮BOSS系統組成及技術體系

..........................................................................摘要本文簡明介紹浪潮BOSS系統組成和關鍵采取技術，如大型數據庫技術、中間件技術、并行處理技術、IPC技術、組件技術、實時數據庫技術、SAN技術等

關鍵詞BOSS中間件三層結構實時數據庫組件SAN

1引言

近幾年，移動通信業取得了飛速發展，多種新業務層出不窮，市場競爭猛烈，伴隨加入WTO臨近，這種競爭肯定會進入白熱化狀態，可是現存分散計費系統、業務系統、帳務系統等，不管從功效和性能上全部難以適應市場改變。為了適應市場不停發展和猛烈競爭，提升服務水平和服務質量，增強對新業務支撐能力和反應速度，滿足用戶需求不停改變和發展，中國移動通信企業在今年上六個月組織各省企業、各系統集成商聯合制訂要求了中國移動BOSS系統（Business&OperationSupportSystem，業務運行支撐系統）業務規范和技術規范。

中國移動BOSS系統從功效上涵蓋了計費、結算、帳務、業務及客服等方面，規范指出BOSS系統建設應作為一個有機整體進行統籌計劃和考慮，對多種業務功效進行集中、統一計劃和整合，使中國移動BOSS系統成為一體化、信息資源充足共享支撐系統。

LCBOSS是浪潮齊魯軟件企業集多年在通信領域做計費、結算、營業、帳務、客服等系統經驗基礎上研發成功。LCBOSSV1.0.0采取了多項計算機領域最新技術，完全滿足中國移動制訂BOSS系統規范，符合中國移動集團企業"三個特征、兩個能力、一個綜合"要求。本文擬就LCBOSS組成和使用關鍵技術展開介紹。

2LCBOSS系統架構

LCBOSSV1.0.0是基于數據中心，三層/多層架構體系移動業務支撐系統。邏輯上BOSS系統分為基于數據中心數據層、業務邏輯層、表示接入層，見圖1：

圖1BOSS系統邏輯結構

2.1數據層

數據層幾乎含蓋了BOSS系統全部數據。數據層中數據是分類存放，大致可分為計費詳單、統計詳單、計費基礎數據、用戶資料、資源管理數據、營業網點資料、帳務數據、結算數據、1860/1861動態數據、用戶交易數據、反欺詐數據、操作日志、統計分析數據、配置管理數據、決議支持數據、數據倉庫等。這些數據是統一計劃、對象命名統一、數據是冗余最小、集中存放、高度安全可靠，在其上面能夠開展多種業務，它們基礎上和具體應用無關，組成了BOSS系統關鍵--數據中心，見圖2。數據中心具體存放方法和載體，可采取SAN（StorageAreaNetwork）技術、分布式數據庫技術等。數據中心硬件可支持IBM、HP、SUN、COMPAQ等著名企業主流Unix主機系統和存放設備，數據中心中能方便地增加主機和存放設備，且設備型號和生產廠家不受限制。在大型數據庫選型上，數據中心能夠支持Oracle、Sybase、Informix、Db2、SqlServer等大型關系（對象）型數據庫；數據中心中選擇數據庫即可是其中一個數據庫，也能夠多個數據庫混合使用；即單事例數據庫、并行數據庫、數據庫混合。從維護角度考慮，數據中心選擇主機和數據庫技術型號不宜太多，不然維護起來較為困難。

圖2數據中心在圖2中可見，每類數據并不是一定要建一套數據庫；一類或幾類數據可公用一套數據庫，經過表空間和屬主進行區分；一類數據能夠存放于多個數據庫中，但盡可能使用一套數據庫以方便操作；一類數據在一個節點中無法完成處理時，推薦使用并行數據庫（如OracleOPS）或按某種規則將數據分布到多個數據庫中。

不一樣類型數據在陣列上使用RAID等級也可不一樣，如計費詳單數據不僅要求有快寫速度（入庫、實時累計、預付費處理），而且要求快讀速度（實時累計、集中查詢），存放期長，這時可選擇RAID10(RAID0+1);而對于統計詳單，則其關鍵操作為讀，存放期相對較短（1~2個月），另外為節省投資考慮，可選擇RAID5。

2.2業務邏輯層

業務邏輯層，是基于數據中心BOSS系統多種業務實體存在層面。在業務層，邏輯上分為計費系統、營業系統、帳務系統、結算系統、大用戶管理系統、信用度管理系統、客服系統、統計系統、綜合查詢系統、接口系統、反欺詐系統、催費系統、決議支持系統等，這些業務系統基于數據中心，采取面向對象思想和組件化開發。全部這些系統邏輯上是相對獨立，它們或它們一部分可分布于一臺或多臺主機上，用戶可選擇其中一個或多個，也可修改或增加新業務系統，來完善自己系統。2.3表示接入層

在接入層，用戶或操作者可經過PC機、手機終端、手持電腦等經過語音、Web/Wap界面、Gui界面等進行接入，依據權限和工作分工來完成不一樣業務和操作。整個BOSS系統三層結構圖3所表示：

圖3BOSS系統三層結構

2.4BOSS子系統劃分

圖4BOSS子系統劃分

BOSS系統包含以上子系統，邏輯上各子系統相互獨立。

采集子系統負責多種話單采集（含出訪話單）；

計費子系統負責話單預處理，多種話單、多種品牌、多種用戶計費，處理話單級多種優惠，計費詳單入庫，錯單、重單處理，該子系統還包含預付費用戶實時扣費、高額處理、和用戶級相關累計、預付費數據下發、計費稽核、內存影像實時監控等，其話單按打電話時間按號段和月份分表存放；

帳務子系統負責手機用戶出帳、收費、地市間業務結算、省企業、地市企業費用平衡、代收結算等；

統計子系統包含提供多種報表所需基礎統計數據，包含部分結算數據，其話單依據計費系統話單入庫時間按號段和月份分表存放；

結算子系統關鍵處理省際漫游結算、國際漫游結算、省際漫游結算地市分攤、國際漫游結算地市分攤、省內漫游結算、漫游結算對帳、和公網結算等；

省中心前臺Gui/Web界面提供管理、操作界面，以圖形界面和Web界面方法提供系統管理、用戶管理、參數管理，詳單、報表等查詢、打印等功效，它訪問計費、帳務、結算、統計等系統數據；

營業子系統關鍵負責開戶、銷戶、卡源管理、號源管理、收費等多種功效；

聯機指令子系統負責實時停開機、和HLR、AUC等接口；

內部數據接口負責計費子系統和統計子系統和結算子系統計費后詳單轉發、計費子系統和營業和客服系統接口、和集團企業帳務中心接口；

流水號發生器子系統關鍵用來生成營業子系統、帳務子系統、客服子系統等所需要業務流水號

外部數據接口負責和銀行代收費系統、繳費卡系統、短信中心、OA系統、MIS、財務系統、INTERNET服務、IP認證計費系統、ISP、ASP運行商、語音信箱平臺、WAP平臺、其它增值業務平臺;

系統管理和監控負責操作系統、數據庫、應用程序、網絡、主機、存放設備等管理和監控；

客服子系統負責經過CTI、Internet、傳真等技術手段等進行業務受理、查詢服務、用戶交費、推介咨詢、申告投訴、用戶提議、終端維修、信息公布和預約服務等。2.5系統網絡示意圖

圖5BOSS系統網絡示意圖

3LCBOSS系統關鍵技術介紹

3.1大型關系（對象）數據庫技術3.1.1數據庫結構選擇

依據用戶數據量和硬件選擇情況，數據庫結構可分以下多個（以Oracle舉例，Informix、Sybase、DB2等數據庫類似）。

3.1.1.1單事例數據庫系統

在這種配置下，服務器上只運行一個數據庫事例，各個數據庫進程共用共享內存和存放系統，其處理能力和擴充能力受運行該數據庫事例服務器性能限制，用戶可經過增加CPU個數、增加內存等來增加數據庫能力，但這些資源擴充畢竟是有限，當服務器達成最大能力無法擴充時，只能經過更換更大計算機來處理，原有投資不易得到保護，這種方法適合于數據量較小中小省份。這種方法好處是：應用軟件輕易設計，管理起來方便，對中小數據量效率較高。在一期和二期計費系統中，很多省使用是這種模式（圖6）。

圖6單事例數據庫系統

3.1.1.2多事例并行數據庫系統

這種方法由多個節點（每個節點可簡單看作一臺服務器）組成，每個節點上只運行一個數據庫事例，每個事例在自己節點內使用相同共享內存，全部數據庫事例共享一套存放系統，其處理能力和擴充能力全部較強，用戶可經過增加節點數方法來增加數據庫能力，原有投資能得到很好保護，這種方法適合于數據量較大大中省份。這種方法好處是：處理能力強、易擴充、單點故障時其數據可經過其它節點來存取、管理較方便、投資保護好，可深入開發數據倉庫進行數據挖掘等。其不好地方是：應用軟件及對應表結構設計復雜，設計不好、各節點間鎖沖突使性能極難得到應有發揮，需要對應硬件（如IBMSP等）和軟件（HACMP等）來支持。在三期設計中，山東等省份采取了這種模式（圖7）。

圖7多事例并行數據庫系統

3.1.1.3分布式數據庫系統

這種方法和以上兩種方法對比最大區分是系統有多個數據庫組成，每個節點上有一個數據庫，數據庫間經過一定網絡協議進行通訊。此種模式好處是：處理能力強、易擴充、單點故障不影響其它數據庫、各節點上業務安排較靈活、能夠發揮硬件最大處理能力，投資保護好，各節點機型可不一樣甚至使用異種數據庫等。其不利地方是：因為數據分散到多個數據庫中，使用起來不方便，使應用軟件設計變得復雜，管理起來麻煩，對整個系統進行統計時，各節點間通訊可能會成為瓶頸。這種方法適合于數據量較大大中省份（圖8）。

圖8分布式數據庫系統3.1.1.4混合型分布式數據庫系統

混合型分布式數據庫系統可看作是分布式數據庫系統特例，在其節點中現有單事例數據庫，也有多事例并行數據庫，它吸收了以上三種方法優缺點，使設計愈加靈活，應用軟件設計較麻煩。它適合于數據量大大中型省份，通常見在以后可能增加新業務，使數據量劇增和運行模式改變系統中，系統擴容改造時可考慮它，BOSS系統提議采取這種方法（圖9）。

圖9混合型分布式數據庫系統浪潮BOSS系統在設計時考慮了以上模式，支持以上四種形式數據庫系統，數據庫管理系統可選擇Oracle、Informix、Sybase、DB2等。

3.1.2數據庫設計通常關鍵點

數據庫結構設計是否合理，對整個系統性能和功效有著很大影響，所以必需給予充足考慮。設計標準包含以下幾點：

在數據庫空間分配上（以oracle數據庫為例，其它數據庫類似）：

實現入庫服務器間負載平衡；

降低數據庫之間I/O傳輸；

降低對硬盤讀寫I/O瓶頸；

盡可能將各類表分開；

數據和索引分開；

回滾段單獨存放；

聯機日志文件(onlineRedoLogfiles)在單獨盤上;

歸檔日志文件(ArchiveRedoLogfiles)在單獨盤上;

臨時表空間在單獨盤上;

在硬件資源利用上：

盡可能充足使用多CPU，并行化作業；

盡可能使用內存等高速資源進行通信，避免磁盤I/O

在軟件設計上：

盡可能使用多進程、多線程機制，并行化運行；

使用共享內存機制進行傳輸；

避免鎖沖突3.1.3數據庫管理系統產品選擇

目前BOSS系統中選擇數據庫管理系統產品關鍵是Oracle、Informix、Sybase三大數據庫，在中國全部有一定用戶。這三種產品各有千秋，全部有較強數據處理能力，有應用工具較全易維護，有Web開發能力強，用戶可選擇其中一個，并行環境中選Oracle較多。因為Oracle在技術上相對更有優勢，中國選擇Oracle移動企業越來越多。

因為BOSS系統數據量很大，常常多達多個T或幾十個T，提議采取多套數據庫，即采取MSMD(多服務器多數據庫)分布式數據庫方法，這種方法性能很好、管理風險較小。

3.2中間件技術

中間件技術是BOSS系統實現集中和三層方法關鍵技術，BOSS系統中使用中間件包含兩類三種：一類是傳輸中間件或稱為消息中間件，以IBMMQSeries和BEATuxedo/Q(MessageQ)為代表；另一類是交易中間件，分為兩種：一個為以C/C++語言為基礎，以BEATuxedo/T和IBMCics為代表傳統交易中間件，另一個為以J2EEJava和XML、HTML技術為依靠，以BEAWeblogic、IBMWebsphere和OracleAS為代表Web應用中間件。

中間件有部分共同特征，它處理了和硬件和數據庫接口問題，屏蔽了網絡底層復雜繁瑣編程特征，應用布署比較方便，使設計和編碼人員能夠專注于具體業務實施，提升了編碼速度，降低了開發難度，從而軟件質量有所提升。

浪潮有多年中間件開發和使用經驗，開發了BOSS專用傳輸中間件和交易中間件。

3.2.1傳輸中間件

傳輸中間件在BOSS系統中關鍵話單采集中傳輸，計費系統中不一樣節點或不一樣模塊間傳輸。傳輸中間件使用示意圖圖10以下：

圖10中間件使用

以上圖10能夠看出，節點一要把數據傳到節點二，開發工作做是發送端應用盡管把數據打成消息包放到傳輸隊列中，而接收端只到接收隊列中取就是了。傳輸中間件會把數據從節點一安全傳到節點二，節點一到節點二間網絡協議、網絡停斷、操作系統不相同全由中間件本身來處理。

3.2.2交易中間件

交易中間件在應用中起著業務代理作用，在BOSS系統中關鍵用在營業、客服系統和大用戶量查詢、交易中，計費系統中也可采取交易中間件。

結合3.1.1介紹多個數據庫配置方法，交易中間件應用體系結構圖11所表示：

圖11交易中間件應用體系結構

我們業務關鍵集中在交易中間件服務中，它使開發、升級、維護很方便。

3.3組件和插件技術

BOSS系統龐大、業務增加和改變較快，將部分業務體和技術體做成組件方法，部分組件可做成插件形式，系統靈活性和可管理行就會有很大提升。

組件技術幾乎可用于BOSS各業務子系統中。

3.4并行處理步驟

并行處理技術和架構能夠充足利用多機多CPU處理能力，使系統擴展性和實時對應能力增強。計費子系統并行處理架構圖12所表示：

圖12計費子系統并行處理架構

3.5IPC技術

磁盤子系統是計算機中最慢設備之一，計費系統中超大數據量又肯定要和硬盤打交道，所以硬盤常常成為制約系統性能瓶頸。我們采取了以共享內存為主進程間通信方法，兼用消息隊列、Socket、管道（pipe）等IPC機制，用信號燈機制協調通訊同時及一致性，進程使用基礎數據表等一次性地從數據庫中加載到共享內存中，避免頻繁訪問數據庫。這么在一臺計算機內部，除了進入計費系統原始話單文件、日志文件和需傳出文件外，盡可能不和硬盤打交道，部分計算機間可用Socket網絡方法直接通信，這么大大提升了計費速度，我們在預處理、劃價、報表累計、實時累計、預付費、反欺詐等子系統均采取了這種方法。

3.6專用實時數據庫技術

傳統通用大型關系型數據庫（oracle、Informix、Sybase、db2等）是基于硬存放設備（硬盤、磁盤陣列等），基于一定接口標準（如SQL92等），使用范圍較廣，其不少處理也在內存中進行，但數據關鍵存放在硬存放設備上，其處理速度和實時性有一定限制。而這里提出專用實時數據庫，是其