基于分布式架构AS组网优化探究

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1、基于分布式架构AS组网优化探究文章借鉴于3GPP中UDC架构，将AS按照功能模块进行拆分，提出了分布式结构的AS组网方案，具备网络可扩展性好、利于容灾建设等优点，并通过现网具体实现对方案的可行性及有效性进行了充分验证，有利于后期IMS网络建设中进行大范围推广。1引言目前，中国移动CM-IMS网络已经在全国范围内投入商用，面向移动及铁通固网用户提供了包括统一Centrex、多媒体电话（MMTel）、企业飞信以及点击拨号等多种业务。随着网络和业务规模的发展，逐渐暴露出一些问题，特别是当需要多个AS（Ap

2、plicationServer,应用服务器）共同承载某个大用户量的业务时，就会遇到以下问题：（1）AS间用户分配不均衡：多个AS—般是按照其设备容量比例根据某一用户特性（如号段、接入类型等）进行用户数据分配的，这种分配方式在实际应用过程中往往无法严格实现用户分配的完全均衡，造成各AS的负荷存在差异。（2）存在跨AS业务调用：个别业务（如统一Centrex等）在使用过程中可能存在跨AS调用情况，随着用户数不断增加，跨AS调用将带来极大的额外开销。（3）网络可扩展性差：随着业务不断发展，网络规模进一步加

3、大，必将不断新增AS设备，组网趋于复杂，用户分配不平均以及跨平台调用情况更加突出。(4)容灾建设难度大：如同传统网络容灾建设所遇到的困境一样，多AS平台容灾如采用“N+1”方式，将无法满足多台生产设备同时退服后及时接管业务；而采用“1+1”方式容灾，则会导致设备利用率低下，过半投资成本投入后设备闲置的情况。针对上述问题，本文将以优化IMS网络中的AS组网结构为目标，以业务负载均衡和用户数据统一管理为指导方向,借鉴于3GPP[1]中UDC(UserdataConvergence,用户数据融合)架构，提

4、出了对AS的分布式组网的解决方案。2UDC架构2.1UDC概念UDC是将用户数据从应用逻辑中分离出来，存储在逻辑上唯一且允许应用逻辑处理实体接入的库中，在这种结构下，应用逻辑处理实体称为AFE(ApplicationFrontEnd,应用前端)，而用户数据库称为UDR(UserDataRepository)o非UDC架构和UDC架构下的逻辑组网差异如图1所示：2.2UDC功能实体UDC架构下IMS网元从逻辑上可以分为以下四类：(1)应用前端(AFE)：IMS网络中具有应用逻辑处理能力，但不永久的本地

5、存储用于数据的功能实体，其所处理的应用决定了它的类型，例如HSS—FE可以实现全部或部分3GPPTS23.002中规定的HSS功能特性，不同的AFE和IMS核心网以及业务层之间的接口不受UDC架构的影响。(1)用户数据库(UDR)：集中存储用户数据的逻辑数据库，传统上用户相关数据存储在HSS/HLR/AuC.AS等设备上，在UDC架构下，这些用户数据将存储在UDR中，促进了3GPP系统的用户相关数据的共享。(2)预配置FE(ProvisioningFE)：用于配置UDR的特殊AFE,面向管理者提供创

6、建、修改、删除用户数据的接口。预配置FE和具体的应用及实现方式有关，不同的应用逻辑对应着不同的预配置FE。(3)其他网元：在非UDC架构下纯粹地提供业务逻辑处理而不存储用户数据的网元，在UDC架构下，它们的功能结构上保持不变。2.3Ud接口在UDC架构下，AFE和(JDR之间使用Ud接口进行通信，不同的AFE可以使用Ud接口来创建、读取、修改或删除UDR中的用户数据。Ud接口支持定制/通知功能，当UDR中特定用户数据上发生某特定事件(如数据变化、增加、减少等)时，相关的已定制FE会收到相应的通知。U

7、d接口上的操作和交互要求满足ACID特性：(1)Atomicity(原子性)：指事务中的操作，或者都完成，或者都取消。(1)Consistency(一致性)：指事务中的操作保证数据库中的数据不会出现逻辑上不一致的情况，一致性一般会隐含的包括在其他属性之中。(2)Isolation(隔离性)：指当前的事务与其他未完成的事务是隔离的。在不同的隔离级别下，事务的读取操作,可以得到的结果是不同的。(3)Durability(持久性):指对事务发出COMMIT命令后，即使这时发生系统故障，事务的效果也被持久化

8、了。与此相反的是，当在事务执行过程中系统发生故障，则事务的操作都被回滚，即数据库回到事务开始之前的状态。Ud接口的ACID特性用来保证UDR中用户数据的完整可靠，不会因为多个AFE同时对数据库进行操作或数据库本身发生故障引起数据混乱的情况。2.4会话处理UDC架构下的会话主要指AFE和UDR之间的有关数据的操作，对于AFE来说，无论是收到UE、核心网、业务层或OSS的请求，还是收到Ud接口上来自UDR的通知消息，都会发起会话。在此之前，AFE是不存储任何用户数据的，仅