基于CORBA模型下的電信計(jì)費(fèi)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

電信計(jì)費(fèi)綜合管理系統(tǒng)在電信市話業(yè)務(wù)綜合管理系統(tǒng)中占有著重要的地位。傳統(tǒng)的計(jì)費(fèi)系統(tǒng)針對(duì)不同的業(yè)務(wù)開(kāi)發(fā)相應(yīng)的計(jì)費(fèi)軟件，當(dāng)費(fèi)率調(diào)整或計(jì)費(fèi)規(guī)則發(fā)生變化時(shí)，必須對(duì)原有軟件做大的修改。當(dāng)業(yè)務(wù)擴(kuò)充時(shí)，則要重新開(kāi)發(fā)相應(yīng)的軟件功能模塊。軟件維護(hù)人員工作量大，系統(tǒng)容易出現(xiàn)差錯(cuò)。這種系統(tǒng)已經(jīng)不能適應(yīng)電信業(yè)務(wù)飛速發(fā)展的需要。針對(duì)這種狀況，銀川市電信局在"九七"工程實(shí)施時(shí)，重新開(kāi)發(fā)了滿足"九七"工程技術(shù)規(guī)范的新計(jì)費(fèi)系統(tǒng)。對(duì)計(jì)費(fèi)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，要求它形成一個(gè)綜合計(jì)費(fèi)平臺(tái)，不僅能為用戶提供全方位的計(jì)費(fèi)服務(wù)，同時(shí)還必須適應(yīng)電信業(yè)務(wù)發(fā)展的需要，滿足電信業(yè)務(wù)種類繁多、新業(yè)務(wù)增加快等發(fā)展要求，因此系統(tǒng)必須具備靈活性和易擴(kuò)充性，功能涵蓋所有的電信業(yè)務(wù)，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)所有業(yè)務(wù)的統(tǒng)一計(jì)費(fèi)結(jié)算。

1 計(jì)費(fèi)系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)

電信計(jì)費(fèi)系統(tǒng)按模塊化的組件思想來(lái)設(shè)計(jì)，根據(jù)各功能模塊所起作用可將它們分為四個(gè)層次：網(wǎng)絡(luò)設(shè)備層、系統(tǒng)設(shè)備接口支持層、系統(tǒng)業(yè)務(wù)處理層和系統(tǒng)管理層。圖1為系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)。

（1）網(wǎng)絡(luò)設(shè)備層主要是各種各樣的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、連接設(shè)備等，它們是生產(chǎn)系統(tǒng)的組成部分，用來(lái)處理各種業(yè)務(wù)的原始數(shù)據(jù)。（2）系統(tǒng)設(shè)備接口支持層主要負(fù)責(zé)對(duì)各種設(shè)備提交的業(yè)務(wù)請(qǐng)求進(jìn)行響應(yīng)（如RADIUS服務(wù)器）。（3）系統(tǒng)業(yè)務(wù)處理層主要處理各種業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，包括數(shù)據(jù)庫(kù)、計(jì)費(fèi)子系統(tǒng)和賬務(wù)子系統(tǒng)等。這些子系統(tǒng)又分別包含了對(duì)業(yè)務(wù)的支持功能模塊，它們與具體的業(yè)務(wù)操作設(shè)備相連，通過(guò)Mediation對(duì)上層提供一致的數(shù)據(jù)格式和控制接口。（4）系統(tǒng)管理層主要處理業(yè)務(wù)的統(tǒng)計(jì)分析、業(yè)務(wù)的快速生成、整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行管理和維護(hù)以及用戶的業(yè)務(wù)受理等，為系統(tǒng)提供外部的應(yīng)用接口。

由圖1可以看出計(jì)費(fèi)系統(tǒng)的規(guī)模大，處理流程十分復(fù)雜；承載的業(yè)務(wù)種類多，涉及眾多網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及相關(guān)協(xié)議；數(shù)據(jù)的處理量大，模塊的相互調(diào)用相當(dāng)頻繁等。這些都是傳統(tǒng)模式的計(jì)費(fèi)系統(tǒng)很難實(shí)現(xiàn)的。

2 基于CORBA的計(jì)費(fèi)系統(tǒng)軟件架構(gòu)

CORBA（Common Object Request Broker Architecture,公共對(duì)象請(qǐng)求代理體系結(jié)構(gòu)，通用對(duì)象請(qǐng)求代理體系結(jié)構(gòu)）是由OMG組織制訂的一種標(biāo)準(zhǔn)的面向?qū)ο髴?yīng)用程 序體系規(guī)范?；蛘哒f(shuō) CORBA體系結(jié)構(gòu)是對(duì)象管理組織（OMG）為解決分布式處理環(huán)境（DCE）中，硬件和軟件系統(tǒng)的互連而提出的一種解決方案；OMG組織是一個(gè)國(guó)際性的非盈利組織，其職責(zé)是為應(yīng)用開(kāi)發(fā)提供一個(gè)公共框架，制訂工業(yè)指南和對(duì)象管理規(guī)范，加快對(duì)象技術(shù)的發(fā)展。

CORBA是一種異構(gòu)平臺(tái)下的語(yǔ)言無(wú)關(guān)的對(duì)象互操作模型。它通過(guò)ORB屏蔽了底層的通信細(xì)節(jié)，實(shí)現(xiàn)真正的跨平臺(tái)；通過(guò)IDL（Interface Definition Language）接口定義語(yǔ)言，實(shí)現(xiàn)語(yǔ)言無(wú)關(guān)性。基于CORBA的計(jì)費(fèi)系統(tǒng)軟件架構(gòu)如圖2所示。

整個(gè)系統(tǒng)按照請(qǐng)求/服務(wù)的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)，各核心功能模塊統(tǒng)一中間層（Mediation Service Component）、業(yè)務(wù)處理層（Billing Service Component）、外部接口OMS（Out Interface Management Service）、數(shù)據(jù)訪問(wèn)平臺(tái)DAP（Data Access Platform），以組件的方式連接在CORBA上，通過(guò)CORBA自身的分布式對(duì)象服務(wù)支持的功能，實(shí)現(xiàn)分布環(huán)境中的透明對(duì)象服務(wù)，保證系統(tǒng)的開(kāi)放性和擴(kuò)展性。同時(shí)，圖中各組件之間的接口功能簡(jiǎn)單，有利于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的邊緣智能化和功能的任意組合。各核心功能模塊關(guān)鍵技術(shù)的設(shè)計(jì)思路如下：

（1）統(tǒng)一中間層可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)對(duì)業(yè)務(wù)的靈活支持。前端各種業(yè)務(wù)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集器Agent將采集到的由不同協(xié)議封裝的各種不同數(shù)據(jù)格式的原始設(shè)備數(shù)據(jù)提交給統(tǒng)一中間層，由統(tǒng)一中間層依據(jù)對(duì)業(yè)務(wù)分析的理解，生成統(tǒng)一的系統(tǒng)處理數(shù)據(jù)格式XDR（extended Detailed Record），即擴(kuò)展的詳細(xì)記錄，從而提高系統(tǒng)運(yùn)行層資源的計(jì)算能力。（2）數(shù)據(jù)訪問(wèn)平臺(tái)DAP作為數(shù)據(jù)庫(kù)中間件和一組服務(wù)的集成，位于數(shù)據(jù)庫(kù)和CORBA數(shù)據(jù)總線之間，是數(shù)據(jù)操作的統(tǒng)一通道。DAP通過(guò)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與業(yè)務(wù)處理邏輯相分離，保證數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與業(yè)務(wù)的無(wú)關(guān)性，有利于實(shí)現(xiàn)高性能的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)事務(wù)操作。同時(shí)，該系統(tǒng)可根據(jù)需要連接多個(gè)DAP在CORBA總線上，使其能夠自動(dòng)有效地實(shí)現(xiàn)負(fù)載平衡。（3）業(yè)務(wù)處理是計(jì)費(fèi)系統(tǒng)的重要部分，主要包括計(jì)費(fèi)管理、結(jié)算管理、賬務(wù)管理和信用管理等功能模塊。這些模塊構(gòu)建在CORBA總線上，在邏輯上和物理上是對(duì)等的，具有可重復(fù)性，可以實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)處理的均衡負(fù)載，有助于新業(yè)務(wù)的擴(kuò)展。（4）外部接口是一系列面向系統(tǒng)管理員、操作員和最終用戶的輔助工具集，主要提供統(tǒng)計(jì)、查詢、出賬、結(jié)算和系統(tǒng)配置等功能。因?yàn)镃ORBA具有語(yǔ)言無(wú)關(guān)性，開(kāi)發(fā)人員可使用熟悉或高效的語(yǔ)言進(jìn)行開(kāi)發(fā)和實(shí)現(xiàn)外部接口，從而提高開(kāi)發(fā)的效率和降低開(kāi)發(fā)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。同時(shí)這種語(yǔ)言無(wú)關(guān)的特性也有利于實(shí)現(xiàn)計(jì)費(fèi)系統(tǒng)的無(wú)縫集成。（5）CORBA中間件作為計(jì)費(fèi)系統(tǒng)的核心模塊，主要負(fù)責(zé)各主機(jī)間的連接和通信。在該系統(tǒng)架構(gòu)中，CORBA中間件擔(dān)當(dāng)對(duì)象Servent資源管理器的角色，為分布式應(yīng)用提供實(shí)時(shí)的、高效的、可靠的、跨越不同操作系統(tǒng)、不同網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、不同編程語(yǔ)言的對(duì)象傳送服務(wù)。

同時(shí)，CORBA中間件還構(gòu)造了一個(gè)多層結(jié)構(gòu)的應(yīng)用和開(kāi)發(fā)平臺(tái)，其主要組成部分包括應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)接口SmartAgent、運(yùn)行核心、負(fù)載平衡等。SmartAgent是一組功能完善的函數(shù)，應(yīng)用程序通過(guò)此組函數(shù)與各個(gè)節(jié)點(diǎn)上的對(duì)象交換信息，獲取該節(jié)點(diǎn)對(duì)象提供的服務(wù)；運(yùn)行核心是給應(yīng)用進(jìn)程提供服務(wù)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，處理各種異常情況；負(fù)載平衡允許動(dòng)態(tài)加載模塊等。

3 SmartAgent和負(fù)載平衡策略

3.1 SmartAgent

CORBA中間件提供的是一個(gè)開(kāi)發(fā)平臺(tái)，與一般的應(yīng)用程序不同，其表現(xiàn)形式主要是通過(guò)API或Class來(lái)給客戶程序調(diào)用。在基于CORBA計(jì)費(fèi)系統(tǒng)中，所有服務(wù)和調(diào)用都是基于對(duì)象的，而這些對(duì)象服務(wù)程序分布在網(wǎng)絡(luò)上的大量節(jié)點(diǎn)上，因此當(dāng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)要獲取另外一個(gè)節(jié)點(diǎn)的計(jì)算結(jié)果時(shí)，只需要獲取這個(gè)節(jié)點(diǎn)的對(duì)象服務(wù)程序的引用。依據(jù)這些特點(diǎn)設(shè)計(jì)了SmartAgent類圖，如圖3所示。

圖3說(shuō)明了一個(gè)節(jié)點(diǎn)通過(guò)SmartAgent獲得另外一個(gè)節(jié)點(diǎn)的引用過(guò)程。在SmartAgent類中存在一個(gè)Object_Group_Factory的對(duì)象，此對(duì)象封裝了"各類對(duì)象引用集合"的管理和操作，其中resolve（ ）可以得到一個(gè)"引用集合"的指針，Make_group（ ）可以創(chuàng)建一個(gè)"引用集合".而"引用集合"Object_Group負(fù)責(zé)同一類引用的管理和操作，其中Resolve_with_id（ ）可以獲得該集合中的一個(gè)元素，Bind（ ）可以將一個(gè)元素插入到該集合中，Unbind（ ）可以把一個(gè)元素從該集合中刪除。

SmartAgent的作用主要有二點(diǎn)：（1）屏蔽底層ORB的編程細(xì)節(jié)。當(dāng)客戶端要獲得一個(gè)引用時(shí)，客戶程序不需要了解CORBA編程細(xì)節(jié)和底層通信問(wèn)題，只需調(diào)用SmartAgent的resolve（ ）方法就可得到，或直接利用數(shù)據(jù)路由調(diào)用SmartAgent的Do（ ）方法。（2）為實(shí)現(xiàn)靈活的負(fù)載平衡策略提供條件。SmartAgent在初始化時(shí)和各個(gè)需要通信的模塊預(yù)先建立多個(gè)數(shù)據(jù)通道，此數(shù)據(jù)通道的表現(xiàn)形式為Object_Group_

Factory類。當(dāng)客戶端請(qǐng)求和另外的模塊進(jìn)行通信時(shí)，SmartAgent自動(dòng)從自己的對(duì)象引用池中根據(jù)系統(tǒng)配置的負(fù)載平衡策略找出空閑的引用，交給客戶程序使用。若客戶程序發(fā)現(xiàn)引用已失效，SmartAgent將自動(dòng)從LoadBalance服務(wù)器中重新取得對(duì)象引用。

3.2 負(fù)載平衡策略

負(fù)載均衡 NAT（Network Address Translation 網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換）簡(jiǎn)單地說(shuō)就是將一個(gè)IP地址轉(zhuǎn)換為另一個(gè)IP地址，一般用于未經(jīng)注冊(cè)的內(nèi)部地址與合法的、已獲注冊(cè)的Internet IP地址間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。適用于解決Internet IP地址緊張、不想讓網(wǎng)絡(luò)外部知道內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)等的場(chǎng)合下。

基于CORBA中間件的負(fù)載平衡策略如下：所有服務(wù)接口在"LoadBalance服務(wù)器中注冊(cè)",對(duì)每個(gè)Servent的method都有一個(gè)負(fù)載因子。客戶端在初始化時(shí)，一次性調(diào)用SmartAgent從LoadBalance獲得所需要的所有服務(wù)對(duì)象引用。其中，每個(gè)Servent的負(fù)載情況算法為：interface的負(fù)載因子=（各個(gè)method的負(fù)載系數(shù)？鄢單位時(shí)間內(nèi)調(diào)用次數(shù)）？鄢硬件系數(shù)。每個(gè)Interface會(huì)在單位時(shí)間內(nèi)將自己的負(fù)載情況統(tǒng)計(jì)出來(lái)。當(dāng)SmartAgent從LoadBalance獲取引用時(shí)，LoadBalance根據(jù)各個(gè)Servent的負(fù)載因子分配相應(yīng)的引用。

負(fù)載平衡策略的IDL描述如下：

module LoadBalance{

typedef string Member_ID;

typedef sequence Member_ID_List;

struct ObjMember {

Object obj;

Member_ID id; };

typedef string Group_ID;

typedef sequence Group_List;

interface Object_Chain;

interface Object_Chain_Store{

Object_Chain make（in Group_ID）；

Object_Chain resolve（in Group_ID） raise （no_such_group）；

Group_List List（ ）； };

interface Object_Chain{

readonly attribute string id;

void bind （in Member member_） raises （duplicate_member）；

void unbind （in Member_ID id） raises （no_such_member）；

Object resolve（ ） raises （no_such_member）；

Object resolve_with_id （in Member_ID id） raises （no_such_member）；

Member_ID_List members（ ）；

void destroy（ ）； }; }

4 結(jié) 論

綜上所述，基于CORBA的電信計(jì)費(fèi)系統(tǒng)有如下特點(diǎn)：支持跨平臺(tái)和語(yǔ)言無(wú)關(guān)的特性，能夠滿足電信級(jí)的多平臺(tái)、多語(yǔ)言的復(fù)雜分布式計(jì)算環(huán)境的要求；具有良好的可擴(kuò)展性和靈活性，不僅有利于滿足電信用戶的新需求，而且有利于電信運(yùn)營(yíng)商自身推廣新業(yè)務(wù)和改善經(jīng)營(yíng)機(jī)制；靈活有效的負(fù)載平衡策略，使系統(tǒng)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)了負(fù)載的均衡，有助于增強(qiáng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和提高系統(tǒng)的性能。統(tǒng)的完整性體現(xiàn)為建設(shè)一個(gè)面向所有電信業(yè)務(wù)的、覆蓋全本地網(wǎng)的計(jì)費(fèi)系統(tǒng)，提供可供用戶選擇的、形式多樣的繳費(fèi)方式，多渠道的話費(fèi)查詢手段。避免帳務(wù)處理中人工與自動(dòng)并行的現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)所有業(yè)務(wù)一張帳單結(jié)算。