CN102148846A - 实现接入网关业务接入的方法、设备及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种实现接入网关业务接入的方法，主要包括：负荷分担设备实时获取各接入网关的运行参数，再根据该运行参数，通过动态调整负荷分担策略来调整各接入网关上的业务负荷；在接收到各应用服务器发送的各业务的接入请求时，根据所述调整的结果，将所述的各业务的接入请求分发到各接入网关，由各接入网关完成各业务的接入。本发明还公开了一种实现接入网关业务接入的负荷分担设备及系统，通过本发明实现了对各接入网关业务接入的动态加载和卸载，有效地解决了现有接入网关系统中存在的接入网关运行负荷不均衡、系统扩容实施难等问题，提高了接入网关的利用率，降低了运营商的成本，同时，也减轻了系统升级和维护的力度。

Description

实现接入网关业务接入的方法、设备及系统

技术领域

本发明涉及通信领域的业务接入技术，尤其涉及一种实现接入网关业务接入的方法、设备及系统。

背景技术

云计算是一种新的商业模式，它是并行计算、分布式计算和网格计算的发展，它以分布式计算、分布式文件存储、分布式数据库和分布式数据缓存技术为实现基础，将软件、平台和基础设施通过虚拟化技术，以服务的形式提供给第三方用户，实现了信息和通讯产品从商品化向服务化的转变。

云计算设施的一个重要特征就是分布式，在分布式计算的基础上，通过虚拟化技术，采用动态的资源调度和控制策略，保证各个服务节点均衡的负荷分担，同时根据系统的性能要求，可动态地实施服务节点的增加或减少，也就是系统具备伸缩性(Scalable)。Web service技术是面向服务的体系结构(SOA，Service-Oriented Architecture)实现的基础，是分布式计算常用的技术方法之一，通过web service技术，能够将各种服务能力暴露给第三方以实现服务的重用。

例如，现有的一些业务接入网关就是基于SOA架构构建的信息和通信技术(ICT，Information and Communications Technology)融合业务的接入设备，在国内外运营商中有着广泛的应用。这些接入网关的应用系统结构如图1所示，接入网关支持多种服务能力的提供，对上层应用服务器如第三方应用服务器，提供以Webservice接口为主的服务能力调用接口；而与下层的业务引擎如电信网络之间，通过标准的通讯协议如7号信令系统(SS7，Signaling System)、会话启动协议(SIP，Session Initiation Protocol)、点对点短消息(SMPP，ShortMessage Peer to Peer)等或者IT服务引擎的私有API调用接口，实现服务功能的适配和实现。

由于这种系统结构简单、实用，能够满足第三方应用服务器快速开发电信业务的要求，所以推出后不久，就在国内外得到了广泛的应用，大量的业务提供商(SP)基于接入网关开发了许多丰富的融合业务。然而，随着系统使用规模的不断增大，对系统性能的要求提出了挑战，接入网关系统不得不面对经常扩容的要求。随之而来的是，系统投入成本的不断增加，系统升级和维护的难度在不断地加大。此外，在对系统容量预估不准确的情况下，还会造成系统资源的浪费。种种不利因素对运营商和设备商来说，都是一个极具挑战性的问题。

上述接入网关基于标准的ParlayX规范研发，支持语音呼叫(AC，AudioCall)、呼叫通知(CN，Call Notification)、第三方呼叫(TPC，Third Party Call)等呼叫类业务的接入以及短信、彩信、WAP PUSH、定位等多种数据业务的接入。目前，正在使用的接入网关系统通常采用图2所示的组网结构，以满足大容量的业务接入需求。各第三方应用服务器的Web service请求由作为负荷分担设备的F5等四层交换机分发到各个接入网关上处理。当系统容量需要增大时，通过增加接入网关的数量并改变F5的分发策略来满足容量需求。这种组网方式存在如下问题：

第一，接入网关提供了呼叫类和数据类等多种业务的接入，不同业务的接入将占用不同的系统资源。通常情况下，呼叫类业务的接入占用的系统资源较多，而数据类业务的接入占用的系统资源相对较少。为保证系统平稳运行，通常根据接入网关的实际处理能力，配置各个业务的最大许可参数来实现负荷控制。而在实际使用中，往往各业务的实际使用量与其最大许可参数无关，例如，在配置时，呼叫类业务配置较多的系统资源，数据类业务会配置较少的系统资源，如果数据类业务的使用量远远超过呼叫类业务，就会导致呼叫类业务所占用的系统资源闲置，而数据类业务的系统资源不够用的情况，使得接入网关系统的处理能力无法有效发挥出来，造成了资源的浪费；

第二，接入网关系统的负荷分担策略是静态设定的，无法根据接入网关的负荷状况动态调整，使得各个接入网关的实际运行负荷无法达到均衡状态；

第三，接入网关系统在扩容时，需要停止整个接入网关系统的运行，之后重新根据各个接入网关的硬件处理能力来更改负荷分担策略，来增加接入网关实现扩容，因此，现有的接入网关系统无法实现整个系统的动态可伸缩性。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种实现接入网关业务接入的方法、设备及系统，以解决现有接入网关系统中存在的接入网关运行负荷不均衡、系统扩容实施难等问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明提供了一种实现接入网关业务接入的方法，所述方法包括：负荷分担设备实时获取各接入网关的运行参数；根据获取的各接入网关的运行参数，负荷分担设备实时调整各接入网关上的业务负荷；在接收到各应用服务器发送的各业务的接入请求时，根据所述调整后的结果，负荷分担设备将所述的各业务的接入请求分发到各接入网关，由各接入网关完成各业务的接入。

在上述方案中，所述负荷分担设备获取各接入网关的运行参数的过程，具体为：负荷分担设备定时向各接入网关发送获取运行参数的请求；各接入网关接收到所述请求后，获得自身当前的运行参数，并发送到所述的负荷分担设备。

在上述方案中，所述实时调整各接入网关上业务负荷的过程，具体为：在负荷分担设备上设置各接入网关的负荷分担策略表；在获取到各接入网关当前的运行参数时，负荷分担设备根据所获取的运行参数，在所设置的负荷分担策略表中选取负荷分担策略；根据所选取的负荷分担策略，确定各接入网关当前的业务负荷。

在上述方案中，所述将各业务的接入请求分发到各接入网关，具体为：根据所选取的负荷分担策略或所确定各接入网关当前的业务负荷，负荷分担设备将各业务的接入请求分发到各接入网关。

在上述方案中，所述方法还包括：新加入的接入网关将自身的运行参数和/或预设的业务处理请求上报到负荷分担设备；负荷分担设备接收所述新加入的接入网关的运行参数和/或业务处理请求，并更新所述负荷分担策略表中的各负荷分担策略。

本发明还提供了一种实现接入网关业务接入的负荷分担设备，所述负荷分担设备包括：获取单元、负荷调整单元、第一接收单元、分发单元，其中：获取单元，用于实时获取各接入网关的运行参数；负荷调整单元，用于根据所述获取单元所获取的各接入网关的运行参数，实时调整各接入网关上的业务负荷；第一接收单元，用于接收各应用服务器所发送的各业务的接入请求；分发单元，用于根据所述负荷调整单元所调整的结果，将所述第一接收单元接收到的各业务的接入请求分发到各接入网关，由各接入网关完成各业务的接入。

在上述方案中，所述负荷调整单元具体包括：设置模块、选取模块和发送模块，其中：设置模块，用于设置各接入网关的负荷分担策略表；选取模块，用于根据所述获取单元所获取的各接入网关的运行参数，在所述设置模块所得到的负荷分担策略表中选取负荷分担策略；确定模块，用于根据所述选取模块所选取的负荷分担策略，确定各接入网关当前的业务负荷。

在上述方案中，所述负荷分担设备还包括：第二接收单元和更新单元，其中：第二接收单元，用于接收新加入的接入网关的运行参数和/或业务处理请求；更新单元，用于根据所述第二接收单元所接收的运行参数和/或业务处理请求，更新所述设置模块所设置的负荷分担策略表。

本发明还提供了一种实现接入网关业务接入的系统，所述系统包括负荷分担设备、接入网关和应用服务器，其中：应用服务器，用于向所述负荷分担设备发送各业务的接入请求；负荷分担设备，用于实时从所述的各接入网关获取运行参数，并根据该运行参数，实时调整各接入网关的业务负荷；并根据调整的结果，将所述应用服务器发送的各业务的接入请求分发到所述接入网关；接入网关，用于接收所述负荷分担设备所分发的接入请求，完成各业务的接入。

在上述方案中，负荷分担设备和各接入网关之间通过Web service接口进行通信。

本发明通过实时获取接入网关的运行参数，根据该运行参数，实时调整各接入网关的业务负荷，根据调整的结果向各接入网关分发业务的接入请求，使得各接入网关能够根据调整后的业务负荷，来完成各业务的接入，实现了对各接入网关业务接入的动态加载和卸载，有效地解决了现有接入网关系统中存在的接入网关运行负荷不均衡、系统扩容实施难等问题，提高了接入网关的利用率，降低了运营商的成本，同时，也减轻了系统升级和维护的力度。

附图说明

图1为现有技术中一种接入网关系统的结构示意图；

图2为现有技术中一种接入网关系统的组网结构示意图；

图3为本发明的实现接入网关业务接入的方法的流程示意图；

图4为本发明的实现接入网关业务接入的负荷分担设备的组成结构示意图；

图5为本发明的一种实现接入网关业务接入的系统的组网结构示意图；

图6为根据本发明实现各接入网关业务接入调整的一种实施方式的流程示意图。

具体实施方式

本发明的一种实现接入网关业务接入的方法，参照图3所示，主要包括以下步骤：

步骤301：负荷分担设备实时获取各接入网关的运行参数；

步骤302：根据获取的各接入网关的运行参数，负荷分担设备实时调整各接入网关上的业务负荷；

步骤303：在接收到各应用服务器发送的各业务的接入请求时，根据所述调整后的结果，负荷分担设备将所述的各业务的接入请求分发到各接入网关，由各接入网关完成各业务的接入。

这里，各接入网关的运行参数主要包括：负荷参数如CPU的利用率以及磁盘输出/输入(I/O，Input/Output)等、当前每秒业务处理量(TPS，TransactionPer Second)、最大的综合许可TPS、最大许可TPS。

其中，当前TPS表示接入网关对当前各业务的处理性能，即当前各个接入网关每秒所处理的各业务的接入请求数目；最大的综合许可TPS，是接入网关同时为预定的多种业务提供接入时，接入网关所能支持的TPS；最大许可TPS，指接入网关仅仅为单一业务提供接入时，接入网关所能支持的TPS。

通常情况下，由于一个提供多种业务接入的接入网关，每一业务的接入处理都要占用相当多的资源，因此，接入网关的最大的综合许可TPS往往要远小于最大许可TPS。

具体地，负荷分担设备获取各接入网关的运行参数的过程，可以包括：负荷分担设备定时向各接入网关发送获取运行参数的请求；各接入网关接收到所述请求后，获得自身当前的运行参数，并发送到所述的负荷分担设备。

这里，负荷分担设备可以根据预先设定的时间来定时向各接入网关发送获取运行参数的请求，以便实时获取各接入网关的运行参数。

根据各接入网关的运行参数实时调整各接入网关上业务负荷的过程，具体可以包括：可以预先在负荷分担设备上设置各接入网关的负荷分担策略表；在获取到各接入网关当前的运行参数时，负荷分担设备根据所获取的运行参数，在所设置的负荷分担策略表中选取负荷分担策略，并根据所选取的负荷分担策略，确定当前各接入网关的业务负荷。

根据所述调整后的结果，负荷分担设备将各业务的接入请求分发到各接入网关，具体可以为：根据所选取的负荷分担策略或所确定各接入网关当前的业务负荷，负荷分担设备将各业务的接入请求分发到各接入网关。

这里，需要说明的是，负荷分担设备能够针对不同的实际应用情况选取不同的负荷分担策略。

设置时，可以在负荷分担策略表中，根据各业务在不同时间段内的实际应用情况，在不同的时间段内，设置不同的负荷分担策略，其中的每一项负荷分担策略则根据各接入网关的运行参数来确定，负荷分担策略可以包含在特定时间段内向各接入网关分发业务的接入请求的比例等信息。

在实际应用中，可以在各接入网关中设置一个独立的代理模块，该代理模块在接收到负荷分担设备所发送的获取当前运行参数的请求时，搜集接入网关当前的运行参数并上报给负荷分担设备；负荷分担设备根据各接入网关当前的运行参数，选取负荷分担策略并发送给该代理模块，该代理模块根据该负荷分担策略，完成接入网关内各业务负荷的调整。这里基于云计算的理念，在现有接入网关中设置独立的代理模块，将现有技术的接入网关改造为具有云计算特征的产品，实现动态控制和调配各接入网关的资源，从而降低运营商的成本。

另外，在接入网关系统需要扩容时，所述方法还包括：

新加入的接入网关将自身的运行参数和/或预设的业务处理请求上报到负荷分担设备；负荷分担设备接收所述新加入的接入网关的运行参数和/或业务处理请求，并更新所述负荷分担策略表中的各负荷分担策略，使得负荷分担设备能够根据更新后的各负荷分担策略，向各接入网关分发各业务的接入请求。

具体地，业务处理请求由人为设定，包含了新加入的接入网关请求处理的业务负荷等信息。新加入接入网关所上报的运行参数包括自身的最大许可TPS、最大综合TPS等。

本发明的一种实现接入网关业务接入的负荷分担设备，参照图4所示，主要包括：获取单元41、负荷调整单元42、第一接收单元43、分发单元44，其中：

获取单元41，用于实时获取各接入网关的运行参数；

负荷调整单元42，用于根据所述获取单元所获取的各接入网关的运行参数，实时调整各接入网关上的业务负荷；

第一接收单元43，用于接收各应用服务器所发送的各业务的接入请求；

分发单元44，用于根据所述负荷调整单元42所调整的结果，将所述第一接收单元43接收到的各业务的接入请求分发到各接入网关，由各接入网关完成各业务的接入。

其中，所述的获取单元41具体用于：通过定时向各接入网关发送获取运行参数的请求，来得到各接入网关根据该请求所上报当前的运行参数。具体过程已在上文详述，在此不再赘述。

其中，所述的负荷调整单元42，具体包括：设置模块421、选取模块422和确定模块423，其中：

设置模块421，用于设置各接入网关的负荷分担策略表；

选取模块422，用于根据所述获取单元41所获取的各接入网关的运行参数，在所述设置模块421所得到的负荷分担策略表中选取负荷分担策略；

确定模块423，用于根据所述选取模块422所选取的负荷分担策略，确定各接入网关当前的业务负荷。

其中，分发单元44具体用于：根据所述选取模块422所选取的负荷分担策略或所述确定模块423所确定的各接入网关当前的业务负荷，将所述第一接收单元43接收到的各业务的接入请求分发到各接入网关。

另外，所述负荷分担设备还包括：

第二接收单元45，用于接收新加入的接入网关的运行参数和/或业务处理请求；

更新单元46，用于根据所述第二接收单元45所接收的运行参数和/或业务处理请求，更新所述设置模块421所设置的负荷分担策略表。

此外，所述负荷分担设备还可以在设置和/或更新负荷分担策略表后，将该负荷分担策略表保存在自身。

本发明的实现接入网关业务接入的系统，主要包括：上述的负荷分担设备、接入网关和应用服务器，其中：

应用服务器，用于向所述负荷分担设备发送各业务的接入请求；

负荷分担设备，用于实时从所述的各接入网关获取运行参数，并根据该运行参数，实时调整各接入网关的业务负荷；并根据调整的结果，将所述应用服务器发送的各业务的接入请求分发到所述接入网关；

接入网关，用于接收所述负荷分担设备所分发的接入请求，完成各业务的接入。

所述接入网关，进一步用于实时向所述负荷分担设备上报自身当前的运行参数；

所述负荷分担设备，进一步用于根据所述各接入网关上报的当前的运行参数，在已设置的负荷分担策略表中选取负荷分担策略，并根据所选取的负荷分担策略来确定各接入网关的业务负荷，完成所述接入网关业务负荷的实时调整。

参照图5所示，本发明的实现接入网关业务接入的系统可以包含多个应用服务器如第三方应用服务器1、2、......、n和多个接入网关如接入网关1、2、......、n。

其中，考虑到接口的一致性，负荷分担设备和各接入网关之间通过Webservice接口进行通信。

下面结合实例对本发明做进一步详细说明。

在一个大容量的接入网关系统中，存在多个接入网关。其中，网关A和网关B上都同时提供业务1的接入和业务2的接入。在某一特定的运行时段，整个接入网关系统需要提供较高容量的业务1的接入，此时就需要调整当前各接入网关的业务负荷来满足实际应用的需要，参照图6所示，具体过程如下：

步骤601：负荷分担设备通过Web service接口向各接入网关发送获取接入网关1和接入网关2运行参数的请求；

步骤602：各接入网关在接收到上述的请求之后，接入网关A、B分别向负荷分担设备上报各自当前的运行参数；

步骤603：负荷分担设备分别接收接入网关A和接入网关B的运行参数，并对该运行参数进行分析；

分析得到：目前接入网关A和接入网关B的负荷参数尚未超过预定的阈值，但是整个接入网关系统中业务1的当前TPS已经达到最大的综合许可TPS，而业务2的当前TPS远小于最大的综合许可TPS。且，接入网关A上业务2的当前TPS与接入网关B上业务2的当前TPS之和小于接入网关B上业务2的最大的综合许可TPS；

步骤604：负荷分担设备根据上述对运行参数的分析结果，在已设置的负荷分担策略表中，选取对应的负荷分担策略；

这里，所述选取的负荷分担策略具体包括：业务2的接入完全由接入网关B来完成，接入网关A只负责业务1的接入。

步骤605：负荷分担设备根据所选取的负荷分担策略，确定接入网关A及接入网关B当前的业务负荷；

具体地，负荷分担设备将所选取的负荷分担策略分别发送到接入网关A和接入网关B；接入网关A接收该负荷分担策略，卸载自身的业务2并重新分配业务1的可用资源；同理，接入网关B根据该负荷分担策略，重新分配业务1和业务2的可用资源。

步骤606：负荷分担设备在接收到第三方应用服务器发送的业务2的接入请求时，将业务2的接入请求全部发送到接入网关B；

步骤607：负荷分担设备在接收到第三方应用服务器发送的业务1的接入请求时，以接入网关A对业务1的最大许可TPS为上限，向接入网关A分发业务1的接入请求，使得接入网关系统能够提供高容量的业务1的接入。

此时，由于网关A上只处理业务1的接入请求，它的最大处理能力得到提升，可以达到最大许可TPS，负荷分担设备根据相应的策略加大向网关A分发业务的接入请求1的分发力度，整个接入网关系统便可以提供较高容量的业务1的接入，满足第三方应用服务器的需要。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种实现接入网关业务接入的方法，其特征在于，所述方法包括：

负荷分担设备实时获取各接入网关的运行参数；

根据获取的各接入网关的运行参数，负荷分担设备实时调整各接入网关上的业务负荷；

在接收到各应用服务器发送的各业务的接入请求时，根据所述调整后的结果，负荷分担设备将所述的各业务的接入请求分发到各接入网关，由各接入网关完成各业务的接入。

2.根据权利要求1所述的实现接入网关业务接入的方法，其特征在于，所述负荷分担设备获取各接入网关的运行参数的过程，具体为：

负荷分担设备定时向各接入网关发送获取运行参数的请求；各接入网关接收到所述请求后，获得自身当前的运行参数，并发送到所述的负荷分担设备。

3.根据权利要求1所述的实现接入网关业务接入的方法，其特征在于，所述实时调整各接入网关上业务负荷的过程，具体为：

在负荷分担设备上设置各接入网关的负荷分担策略表；

在获取到各接入网关当前的运行参数时，负荷分担设备根据所获取的运行参数，在所设置的负荷分担策略表中选取负荷分担策略；

根据所选取的负荷分担策略，确定各接入网关当前的业务负荷。

4.根据权利要求3所述的实现接入网关业务接入的方法，其特征在于，所述将各业务的接入请求分发到各接入网关，具体为：

根据所选取的负荷分担策略或所确定各接入网关当前的业务负荷，负荷分担设备将各业务的接入请求分发到各接入网关。

5.根据权利要求3所述的实现接入网关业务接入的方法，其特征在于，所述方法还包括：

新加入的接入网关将自身的运行参数和/或预设的业务处理请求上报到负荷分担设备；

负荷分担设备接收所述新加入的接入网关的运行参数和/或业务处理请求，并更新所述负荷分担策略表中的各负荷分担策略。

6.一种实现接入网关业务接入的负荷分担设备，其特征在于，所述负荷分担设备包括：获取单元、负荷调整单元、第一接收单元、分发单元，其中：

获取单元，用于实时获取各接入网关的运行参数；

负荷调整单元，用于根据所述获取单元所获取的各接入网关的运行参数，实时调整各接入网关上的业务负荷；

第一接收单元，用于接收各应用服务器所发送的各业务的接入请求；

分发单元，用于根据所述负荷调整单元所调整的结果，将所述第一接收单元接收到的各业务的接入请求分发到各接入网关，由各接入网关完成各业务的接入。

7.根据权利要求6所述实现接入网关业务接入的负荷分担设备，其特征在于，所述负荷调整单元具体包括：设置模块、选取模块和发送模块，其中：

设置模块，用于设置各接入网关的负荷分担策略表；

选取模块，用于根据所述获取单元所获取的各接入网关的运行参数，在所述设置模块所得到的负荷分担策略表中选取负荷分担策略；

确定模块，用于根据所述选取模块所选取的负荷分担策略，确定各接入网关当前的业务负荷。

8.根据权利要求7所述实现接入网关业务接入的负荷分担设备，其特征在于，所述负荷分担设备还包括：第二接收单元和更新单元，其中：

第二接收单元，用于接收新加入的接入网关的运行参数和/或业务处理请求；

更新单元，用于根据所述第二接收单元所接收的运行参数和/或业务处理请求，更新所述设置模块所设置的负荷分担策略表。

9.一种实现接入网关业务接入的系统，其特征在于，所述系统包括负荷分担设备、接入网关和应用服务器，其中：

应用服务器，用于向所述负荷分担设备发送各业务的接入请求；

负荷分担设备，用于实时从所述的各接入网关获取运行参数，并根据该运行参数，实时调整各接入网关的业务负荷；并根据调整的结果，将所述应用服务器发送的各业务的接入请求分发到所述接入网关；

接入网关，用于接收所述负荷分担设备所分发的接入请求，完成各业务的接入。

10.根据权利要求9所述实现接入网关业务接入的系统，其特征在于，负荷分担设备和各接入网关之间通过Webservice接口进行通信。

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