1、XX省移动短消息计费系统技术建议方案第1章 前言 4第2章 系统概述 42.1 系统概况 52.1.1 现有系统概况 52.1.2 建设系统概况 52.1.3 系统设计目标 52.1.4 数据库平台要求 52.1.5 主机服务器平台要求 62.1.6 计费数据处理要求 62.1.7 维护管理要求 72.2 系统设计原则 7第3章 系统结构设计 93.1 短消息计费系统的特点 93.2 应用软件体系结构 103.3 数据处理流图 113.4 软件功能模块 123.5 服务器处理模式设计 12第4章 平台及运行环境设计 134.1 主机系统设计原则 134.2 主机系统平台现状 134.3 主机系
2、统需求分析 144.3.1 影响性能的几个方面 144.3.2 服务器性能分析 154.3.3 在线存储容量计算 164.3.4 建议方案 17第5章 应用软件设计 205.1 短消息计费系统功能介绍 205.2 数据采集与传输子系统 205.2.1 功能简介 205.2.2 传输系统结构 215.2.3 系统功能 225.3 数据预处理 235.4 话单划价 255.5 重复话单过滤 265.6 话单并行入库 265.7 计费结算 285.8 统计分析 285.9 稽核排错 285.10 数据交互 295.11 系统查询 295.12 系统维护 30第6章 系统关键问题 316.1 与GSM
3、计费系统的融合 316.1.1 简述 316.1.2 系统结构图 326.2 关于帐务系统 336.3 关于超额部分 336.4 关于SMC话单 33第7章 系统平滑过渡 347.1 组织 347.2 系统过渡割接的方式 347.3 系统过渡割接步骤 34第1章 前言随着我国移动通信事业的迅猛发展，为了迎接日益临近的市场竞争，电信部门在开拓市场业务，扩大电信网通信能力的同时，越来越重视电信企业内部的服务意识，并不断完善电信企业的服务体系，为此作出了不懈的努力。南京联创系统集成股份有限公司自成立之初便确立了以电信行业作为自己重要的发展方向。目前，在电信行业已具有了丰富的积累和长足的发展，取得了可
4、喜的成绩。尤其在电信计费、电信业务这一领域，公司着眼长远，立足未来，投入了大量的精力，进行电信计费、业务等应用软件的研究开发工作，致力于为电信行业提供全面的解决方案。现在公司已具有一批既精通计算机技术又深谙电信业务的专业技术人员和一支稳定的高素质开发队伍，为能够开发移动短消息计费系统准备了充足的人力资源和强大的技术支持。而且，江苏移动的短消息计费的一期工程也是由联创公司承建的，我们对原来系统的了解将有助于我们更好的建设新系统。同时，我们真诚地希望，藉此机会能够和贵局进行广泛的交流，进一步巩固和加强相互间长期的友好合作关系。我们将虚心地向贵局的行家们学习、请教，进一步提高我们的知识水平和业务能力
5、，从而为江苏移动提供更加优质、完善的服务。第2章 系统概述江苏移动通信有限公司已于2000年5月根据集团公司的要求建设了短消息计费应急系统，实现短消息按条计费的要求。随着短消息用户数的增加，目前所有的GSM用户都可以是短消息用户，同时随着手机炒股，GPS定位、以及MONTERNET计划中大量基于短消息的丰富应用逐步推出，原来的短消息应急系统在性能和功能上都难以适应业务的发展要求，迫切需要建设一个完善的短消息计费系统。2.1系统概况2.1.1现有系统概况移动计费的短消息计费系统目前为应急系统，其中有五台机器组成，两台pc机及三台惠普的pc server，pc机上安装有SCO UNIX，分别运行短
6、消息话单的预处理及下发程序。Pc server上安装有NT操作系统，运行SYBASE11.9.2的数据库服务器，分别处理南京、无锡、苏州等三个短消息中心产生的短消息话单。目前该系统支持全省100万用户的短消息业务，每月的短消息话单数大概为2000万。2.1.2建设系统概况本期工程设计主要实现省计费中心系统实时处理能力满足数字网（GSM）300万以上移动用户每天7条短消息话单的计费需求。2.1.3系统设计目标随着电信企业向着规模化、多元化经营转变的不断加剧，越来越多的电信企业开始从传统、单一的经营模式向着“以市场为导向，以满足用户需求为经营目标、以服务于用户为经营宗旨”的经营理念转变，这就更进一
7、步加大了电信企业间竞争的力度。如何更好地服务于用户、更好地满足市场的需求已开始成为众多电信企业经营者的关注所在。本期工程就是要为XX省构架一个覆盖全省的短消息计费管理平台，系统的建设按满足到2002年移动通信网用户发展的需要考虑（300万以上GSM短消息用户）。本期工程的建设目标是，建立一套能满足300万短消息用户的短消息计费平台。 2.1.4数据库平台要求数据库平台应采用SYBASE数据库平台,能完成大容量数据的实时处理和管理的能力，SYBASE数据库能满足以下要求： 支持ANSI/ISO SQL-89、ANSI/ISO SQL-92； 支持并行处理技术； 支持主流厂商的操作平台； 支持多种
8、复制功能 支持联机分析处理（OLAP）； 支持联机事物处理（OLTP）； 支持C2级以上安全标准、多级安全控制； 具有强的容错能力、错误恢复能力、错误记录及预警能力； 支持联机、脱机备份等。2.1.5主机服务器平台要求主机服务器平台应具有较高的安全控制机制，各平台除有足够的能力进行计费处理外，还应具有其它（例如故障检查、故障处理等）的应急处理能力。所选择的主机平台应该满足以下特性：1高扩展性。当业务量增加或增加新业务时，主机能以增加节点、处理器、内存等方式提供更高的性能来满足新的要求。2高可靠性。主机系统需7*24小时连续运行，同时系统应具有良好的容错能力。系统应采用冗余配置，保证系统无单一故
9、障点。3支持并行技术。支持多台主机并行的处理，以保证大容量数据处理的要求。4易于管理与使用。保证系统的易使用性，并使系统在较优的状态下运行，以提高系统的的运行和处理效率。5恢复周期短。当对系统进行扩容或系统发生不可预见的故障时，系统应能在24小时内恢复到正常运行状态。2.1.6计费数据处理要求数据处理包括三部分数据： 短消息中心采集到的原始话单数据。 短消息网关采集到的原始话单数据。 集团中心下发的本省用户的全国性业务的话单文件。为保证忙时的数据处理要求，系统完成对话单的计费处理（包括格式转换、检错、纠错、入库、查找重单、分检）的速度正常情况下要达到： 本地话单，从话单出现在计费采集接口到完成
10、计费处理（包括采集、预处理、批价、存储、分检），不超过15分钟； 全国业务话单，从话单放在全国移动计费结算中心设在省中心的通信服务器到完成数据的处理（包括话单的检查、存储、分检），不超过15分钟。2.1.7维护管理要求 系统具有良好的交互性，操作简单、明确。 系统提供多种访问手段，允许管理员在不同的环境下对系统进行管理。 系统提供完备的监控和调度工具，具有完备的监视、故障检查与告警、故障处理功能。 尽量将主机、网络、数据库、应用系统、以及第三方产品的管理集中到单一的监控和管理平台上。 系统的管理应具有较高的自动化程度。 系统应具有可靠的备份机制。2.2系统设计原则针对移动短消息计费系统的特点，
11、为了保证系统的成功实施，我们制订系统设计原则为：系统性、正确性、完整性、可维护性、先进性、继承性、安全性、规范性和容灾考虑。 系统性：移动短消息计费系统是一个覆盖了全省的计算机管理工程，要想成功地构架这一系统，使之能满足XX省目前直到300万以上移动用户的需要，则必须正确合理地综合分析主机、网络、数据库系统所提供的性能并充分考虑到整体系统的可扩展性，使整个应用系统的性能达到最佳状态，以满足不断增长的用户数及话单数的要求。 正确性：指数据的正确性。数据的正确性必须贯穿在整个短消息计费系统的每个环节中，数据采集、数据传输要有相应的数据校验，必须剔除计费过程中各种类型的错误话单，排除用户三个月以内的
12、重复话单、与各业务管理中心等系统进行数据交互时的准确性、兼容性。在系统设计时充分考虑系统运行过程中数据的正确性并提供合理的解决方案。 完整性：指系统功能的完整性。它要求短消息计费系统应满足XX省移动通信业务经营、管理、决策的需要，同时要求系统能与其它系统（如集团中心的短消息中心）进行信息共享或提供数据接口。 可维护性：指系统中某一相对独立的模块发生改变时，不影响其他模块的运行，维护操作简单，用户操作界面友好；当系统处理的某些指标需要动态改变时，不需要修改程序代码就可以实现相应功能，充分做到代码与数据的独立性，以减少操作维护人员的工作量和工作繁重程度。 先进性：指系统模式结构的先进性以及软件设计
13、思想的先进。在构架移动短消息计费系统时必须采用先进、成熟、可靠的技术，确保整体系统的先进性，利用面向对象的设计思想，对一些通用性、规范性较强的模块采用面向对象的“构件”技术，对于超大规模的数据量，引入“数据挖掘”等先进技术，为系统的决策支持、数据分析提供先进的工具平台。 继承性：指本系统在开发实施阶段，应充分考虑利用XX省原有的短消息计费系统及移动电话计费系统数据资源以及其他一些可以继承的软、硬件资源，必须在建设系统中得到充分利用，以充分保护用户的投资利益。 安全性：计费数据是移动经营最重要的收入来源，而整个计费系统是构架在全省范围内的一个大型广域网系统。因此，在信息高度共享的系统中，必须充分
14、利用主机、网络以及数据库管理系统提供的安全保障机制，确保计费数据的绝对安全。对于应用系统而言，对所有系统数据的操纵，严格按照权限级别进行，严禁非法用户进入系统，对于操作人员进行的相应重要的操作有相应的操作日志。同时，对系统重要数据提供可靠的备份和恢复机制，以确保整个应用系统的安全。 规范性：在技术、业务的理解上要完全遵循XX省移动公司关于短消息计费的要求；在主机的安装、网络的设计时严格遵守相应的规范；应用系统实施数据库设计时，也应按照规范化理论进行，同时保留一定的冗余，确保系统的效率和性能。 容灾考虑：系统应尽量考虑到如何避免异常状况的出现，同时也应考虑在异常情况出现时的处理方法。第3章 系统
15、结构设计3.1短消息计费系统的特点短消息计费系统与传统的GSM话音计费是有着许多的区别的，因此，短消息计费系统在业务处理上和流程上应该有其自身的要求，如：1、 短消息系统的话单源与GSM计费系统有差别。短消息系统的话单源不仅产生在短信中心，同时，也会产生在短信网关，并且，这两种类型的话单源还起着不同的作用，一个是用来计算用户的通信费，一个是向用户代收取信息费以及与SP之间的结算；2、 短消息系统的话单根据采集点及话单的不同，分为MO、MT、SMO、SMT、SMC、SMF、SMA多种类型，分别起着不同的作用，而在传统的计费系统中，一般所涉及到的话单类型为MOC、MTC、POC、PTC几种；3、
16、短消息话单中某些话单是已经批好价的，如从短信网关传送回的话单，已经包括了用户的信息费，而对于GSM来说，所有的话单都需要进行批价计费。4、 从短信中心产生的话单和从短信网关产生的话单的格式是不一样的。5、 短消息的费用类型与GSM与区别，GSM话单的费用类型可以分为通信费、长途费两大类，而短消息所涉及到的费用为通信费、信息费、劳务费6、 短消息牵涉到与SP之间的结算，而GSM牵涉到的是只与联通、电信等电信运营商的结算。7、 短消息系统不仅是要向用户“收钱”，而且由于有“WAD”信息发布、广告业务，短消息计费系统还要向用户“送钱”，这一部分送的钱需要与帐务系统间重新定义接口，以便于将其转换为用户
17、的预存话费。但是，短消息系统的处理流程又与原有的GSM话单计费的流程有着很多的相似之处，如：1、 都包括对话单的采集和预处理；2、 对需要对话单的正确性进行校验；3、 都需要对话单进行稽核统计；4、 都需要对话单按照某一政策、按不同的费率进行计费批价；5、 都会对部分话单进行上传和下发的接收处理工作；6、 都需要将计费产生的用户费用信息传递给帐务系统，由帐务系统最终形成综合化的帐单，向用户收取费用。3.2应用软件体系结构在充分考虑到短消息计费系统自身的特点以及与GSM计费的共同点之后，我们对短消息计费系统的体系结构进行了合理的划分：短消息计费系统应用软件的体系结构可以分成四层：即预处理层、核心
18、处理层、管理层和接口层。如下图：这样的划分对于系统的整体灵活性有着非常大的好处，可以使系统能更加适应今后业务的变化。结合应用软件的功能和应用软件的分布情况，应用系统的结构如下图所示：考虑到系统充分利用现有的设备，因此，计费批价服务器采用目前已有的L2000服务器，数据库服务器采用HP的N4000服务器。3.3数据处理流图短消息计费系统的数据流图如下：3.4软件功能模块短消息计费系统主要有以下几种功能模块，各主要功能模块间的关系图如下：3.5服务器处理模式设计随着各种短消息业务的开通，短消息的话单和刚开通短消息是相比，已经取得了长足的增长，目前应急计费系统已从开始的一台数据库服务器扩充到三台数据
19、库服务器，目前每月的话单数已经达到了3000多万，而且数据量还在不断的增加，因此在进行主机选型的时候，一定要考虑到主机的性能要满足数据量不断增加的需要。由于短消息计费系统在处理流程上与移动电话计费系统的相似性，我们在考虑服务器处理模式的时候将以目前的移动计费系统的处理模式为参考，即系统由多台处理服务器组成，每台服务器的处理能力达到极限后可以在系统上有机的增加服务器从而增加整个系统的处理能力，而系统的总体结构不需做大的调整。第4章 平台及运行环境设计4.1主机系统设计原则联创系统集成股份有限公司在进行主机系统方案设计时遵循以下设计原则： 开放性计算机系统应支持工业标准或事实标准，以便随着今后需求
20、的发展可添加和更新新的模块。 先进性在兼顾系统成熟性的前提下采用业界先进的技术，这样才能保证现有系统的先进性，并随着技术不断发展得到相应的更新。 可扩展性用户的业务及需求在不断地发展，当现有系统不能满足应用需求时，系统应有平滑升级的能力。 高性能高性能应体现在整个计算机系统中，包括服务器、网络、I/O操作以及软件。 可管理性由于计算机环境的不断扩大，IT系统的更加复杂以及覆盖面的增加，对服务器、网络设备和应用软件的管理已成为设计计算机环境不可缺少的一部分。 选领导地位厂商产品如所选厂商不在业界处于领导地位，尽管有时所选产品在技术上有暂时的领先性，但很容易被激烈的市场竞争所淘汰，用户的投资将得不
21、到保护。短消息计费处理系统应严格按照业务协议的内容设计、执行，做到计费数据处理及时、准确，系统简洁，便于维护，各类功能齐全而易于扩充。采用先进和技术成熟的主机、网络和应用系统，建立一个具有高可用性、高可靠性、高安全性、有良好的可扩展性和可维护管理性的准确、快速、开放的高性能系统。4.2主机系统平台现状目前系统的平台现状如下：各机器的配置信息如下：数据库服务器：PC服务器，CPU 400MHZ以上，内存1G以上、硬盘100G（目前数据库服务器已从一台扩充到三台）；预处理服务器：高档PC,CPU300以上，内存256M以上、20G以上；下发服务器：高档PC，CPU300MHZ以上，内存256M以上
22、、20G硬盘，MO驱动器；应用服务器：PC、CPU300以上，内存128M以上、4G以上。软件环境如下：数据库服务器：操作系统Win NT4.0、数据库Sybase 11.9.2；预处理服务器：操作系统 Sco Unix 5.0以上版本、Sybase 11.9.2 Client；应用服务器：操作系统Win9X、Sybase 11.9.2 Client、PowerBuilder 6.5以上；下发服务器、预处理服务器：操作系统 Sco Unix 5.0以上版本、Sybase11.9.2。4.3主机系统需求分析4.3.1影响性能的几个方面影响服务器整体性能的因素是多方面的，针对不同的应用，设计时考虑
23、的侧重点也不同。移动通信计费系统这类联机事务处理的应用，主要从CPU、内存和I/O三个方面考虑，下面分别进行论述：CPU：联机事务处理的主机，主要是作为数据库服务器而不是计算服务器，因此以服务器的TPM值作为相对选型参考值。需要说明的是厂家公布的服务器TPM值，一般是采用最大的硬件配置、按照100%的利用率所得到的，而在实际建设中的系统配置往往小得多，系统性能的TPM不会有公布值那么高，在对服务器处理能力进行估算时，需要将一些经验值和TPM值一起综合考虑。内存：内存是所有程序运行的环境，在CPU和系统软件处理能力的范围内，内存越大则服务器的处理性能越好，但不同的应用对内存的要求不同，所以在计费
24、系统服务器内存设计中，需要从应用需求的角度来考虑，寻找最佳的配置。I/O：在CPU处理能力一定的情况下，磁盘阵列的I/O速度，可使服务器的整体性能表现相差几倍到几十倍，所以我们在设计中要特别注意磁盘阵列I/O的选型，尽量选择I/O带宽高的磁盘阵列，同时考虑到单个磁盘的I/O速度是一定的，需要靠多磁盘的并行读取来提高磁盘阵列I/O速度，在容量和性价比容许的情况下，尽量选择容量小而数量多的磁盘，能大大提高磁盘阵列的I/O吞吐性能。根据应用对磁盘阵列的划分进行优化也是提高I/O性能的一个重要方面。4.3.2服务器性能分析4.3.2.1预处理服务器 联机事务处理能力的分析预处理服务器主要用于将采集系统
25、传来的原始话单标准化，并统一批价后形成话单清单供计费服务器排重入库，其处理是文本转换和简单计算的过程。根据联创在移动计费上的经验和一百万用户级系统实际运行的测算，一百万用户的话单预处理需要TPM值为2000左右的服务器，则300万用户量需要6000tpmC处理能力的服务器。 服务器内存容量的分析为保证预处理的高效，文本转换的过程应全部在内存中完成，批价所需的费率等参数表也应常驻内存以避免反复读取影响效率。根据联创在移动计费上的经验和一百万用户级系统实际运行的测算，一百万用户的话单预处理需要内存200MB，则300万用户为600MB，考虑到系统本身的开销，所以推荐内存配置为1GB。4.3.2.2
26、计费数据库服务器计费数据库服务器是整个移动计费系统的中心服务器，运行数据库管理系统，负责进行话费排重和入库，并提取供统计分析使用的相关数据。 联机事务处理能力的分析一张话单的处理流程包括：打开文件、读记录、纠错、入库、出库等等，根据联创在移动计费上的经验和一百万用户级系统实际运行的测算，每张话单的处理约等价于0.5个标准事务，则：300万用户，平均每个用户每天7张话单，即每天2100万张话单；平均每分钟处理的话单为：2100万/(2460分钟)=14584张；假设通话高峰时间每天为8小时，则高峰时服务器负荷按平均负荷的3倍计算，此时要求系统的tpmC值为：145840.53=21876 tpm
27、C；建议系统利用率不超过80，则需要配置的处理能力为21876/80=27345tpmC。 服务器内存容量的分析计费结算是将经过标准化和批价的原始话单入库和汇总的过程。由于交换机是定时向外传送话单信息，因此在某种程度上计费结算是一个批处理过程。根据联创在移动计费上的经验，综合考虑数据库共享内存的使用和系统、数据库本身的开销，建议按照1GB/CPU配置内存。 提高I/O性能的途径1.采用高传输带宽（100MB/s的光纤通道或相当）的存储设备；2.根据应用对磁盘阵列进行划分，使尽可能多的磁盘并行读写；4.3.3在线存储容量计算根据江苏移动短消息计费系统的业务量和具体特点，以及从数据库、磁盘使用技术
28、等方面的考虑，我们按以下要求配置存储设备容量： 本工程满足300万用户量的处理需求，每用户每天平均7张话单； 在线存储的容量主要考虑话单清单容量，每张话单按200字节计算； 话单在线存储4（3+1）个月，每个月按30天计算； 数据库冗余度50%（主要是考虑到数据库索引和其他一些表占用空间、数据库不能及时释放的空间、数据库运行、恢复、日志、临时与共用池空间）； 磁盘利用率85%（主要考虑到磁盘的最佳使用性能和一些额外磁盘开销）； 数据存储保护技术决定的空间利用率，镜像为50%；则所需磁盘容量=300万7304200（1+50%）/0.85/0.5=1657GB。4.3.4建议方案虽然高档UNIX
29、服务器出故障的可能性很小，但由于江苏移动短消息计费系统是江苏移动通信公司业务支撑系统的重要组成部分，因此在进行主机系统方案设计时仍须考虑其高可用性，同时兼顾性价比。4.3.4.1详细设计上一节中，我们对满足江苏移动300万用户规模的短消息计费系统所需的主机处理能力、内存大小和存储容量等进行了详细的分析。联创建议方案的出发点就在于在满足性能要求的前提下，如何提高性能价格比，最大限度的为用户节省投资。预处理服务器采用两台的HP A500服务器，配置单550MHz PA8600CPU，1GB内存，双18GB内置硬盘，考虑到联创计费软件预处理模块的特点，可以不组成双机系统，而通过手工切换；计费数据库服
30、务器采用HP N4000服务器双机系统，每台配置4550MHz PA8600 CPU，4GB内存，性能达到33000tpmC。下发服务器和应用服务器可以采用已有的L2000服务器。联机存储采用HP FC60磁盘阵列，配置容量2TB，通过光纤交换机与上述服务器连接，组成存储区域网（SAN）。 4.3.4.2方案特点 高可用性采用的高可用性技术：系统停机因素保护策略系统（System）MC/ServiceGuard技术保证当系统中一台服务器失效时，其它服务器迅速恢复这台服务器上的应用程序和数据库系统正常工作。内存（Memory）系统可以动态检查内存，当发现坏内存页时屏蔽该内存页不再分配给系统使用。
31、网卡（Network Interface card）系统配置双网卡，一块工作，一块作备份。MC/ServiceGuard可监测网卡，当其中一块不能正常工作时，MC将自动切换到备份网卡。接口卡服务器与磁盘阵列通过双接口卡连接，其中一块卡失效时另一块卡仍可保证系统正常运行。Internal磁盘（Disk）系统盘：用MirrorDisk/UX软件对引导区（root）、交换区（swap）镜像。高可用性存储系统（High Availability Storage System）可热插拔的磁盘、电源和风扇模块。FC60冗余电源子系统和系统后备电池。磁盘和高速缓存的检测和纠错。应用（Application）MC/ServiceGuard可以在同一系统上再次启动应用软件，或将应用迁移到备份系统上。HP-UX当系统出现突发停机时，HP的日志文件系统（JFS）将在10秒以内使系统恢复运行。 灵活性由于采用了SAN技术，当业务量出现突发性增长时，可以方便地通过增加服务器或存储设备的方式提高系统处理能力，而不需要重新构架。这
