CN1108044C - 一种数据系统以及实现该系统的方法 - Google Patents

Abstract

本发明是关于实现提供计算机控制服务的数据系统的方法。根据此方法，(a)系统的控制部分(11)被分成一个不变部分(14)和多个变化部分(MO)，它们在控制部分内部模拟代表真实世界的部件，并与这些部件通信，以向用户提供服务，(b)向系统的代表真实世界的部分(12)提供若干不同类型的部件和至少一类若干不同的实际实现，以及(c)在系统的控制部分(11)中实现一个单独部件，不变部分(14)从这个单独部件中搜索变化部分的具体实现。为了改善系统的修改能力，该单独部件以选择器部分(61)的形式实现，它对于多个变化部分是共同的，并根据向它提供的参数来选择具体的实现。

Description

一种数据系统以及实现该系统的方法

本申请基于1995年11月24日在芬兰提交的955676号申请，这里包含该申请内容作为参考。

一般地说，本发明是关于这样一些数据系统，它们的应用领域经常包含变化的部分。这种系统包括例如电信网络的管理系统(即网络管理系统)。

更确切地说，本发明是关于实现一种提供由计算机控制的服务的数据系统的方法，该数据系统包括由代表真实世界的部件组成的第一部分和控制这第一部分的控制部分。该方法的组成步骤是：把系统的控制部分分成一个不变部分和若干个变化部分，这些变化部分在控制部分之内模拟代表真实世界的部件并与这些部件通信以向用户提供服务。向系统中代表真实世界的部分提供若干不同类型的部件和至少一种的若干不同的实际实现装置，从而使某一变化部分对应于这一个或若干个实际实现装置，并与这一个或若干个对应的实际实现装置进行通信；在系统的控制部分中实现一个单独的部件，不变部分从所述单独部分中寻找变化部分的具体实现形式，该变化部分对应于真实世界的所希望的实现装置。

例如，移动电信网迅速发展，新的网络部件被安装在网络运营者的网络之间，而且老的网络部件被更新以提供新的服务。然而，不幸的是国际标准尚不充分准确，所以在不同制造商之间和不同版本之间，网络部件的管理界面存在差异。特别是随着电信领域中新的自由竞争，对网络运营者而言，迅速引入能由网络实现的新的服务便更加重要。为了能采用新的服务，首先必须修改网络管理系统以支持新的管理界面版本和新制造商的网络部件。目前这些修改实现得慢，这延迟了新的服务和新型设备的引入。

图1中给出一个网络管理系统的样板。在运行中心OC(或OMC，即运行与维护中心)工作的网络运营者使用网络管理工作站WS，它们与单独的工作站网WSN(例如以太网)相连。管理系统通常被分解，放到工作站网络的若干个计算机中，一些计算机中包含含有管理该网络所需数据的数据库DB。管理系统经由按国际标准规定的界面与例如一个有网络部件(用NE表示)的移动电信网MN相连。这些网络部件可能包括例如移动业务交换中心MSC、基站控制器BSC、基站BST和移动台MS。到被管理的网络的连接是通过数据通信网络DCN实现的。这种数据通信网在例如CCITT建议M.3010(题为“电信管理网络原理”，日内瓦，1992，国际电信联盟(ITU))中披露，特别是其中的1-6页，其内容在这里被纳入作为参考。于是，在逻辑上有两个网络：(a)用于向用户提供服务的网络(例如移动网MN)和(b)用于维护提供服务的网络的网络。

当网络运营者管理大的网络时，他们常把网络分成由局部管理中心的一些个人管理的若干部分。网络运营者还需要集中式管理中心(例如，在夜间，一个集中式管理中心可以管理网络的若干部分)。这些局部的或集中的管理中心有他们自己的数据系统装备，这些装备配置成专门用于管理网络的一部分或若干部分(以使数据系统尽可能地有效)。然而，完成这些配置是相当困难和费时的。

除了希望由不同的设备提供者提供的网络部件来自由地组装他们的网络外，网络运营者还希望自由地更新网络部件的软件。例如，运营者想要在某个时候更新网络的一部分而不想要更新网络的其余部分。所以运营者想要在网络的限定部分中在一定的试用期内使用新版本，例如6个月的试用期，然后，如果发现新版本是适用的，则可对网络的其余部分进行更新。

当前，由于网络管理系统处理多版本和多供应商环境的能力差，所以网络管理系统的制造商们不能给予网络运营者这种更新网络部件的软件的自由。于是，在实践中网络运营者有两种选择：或者在短时期内更新整个网络，或者承受网络管理软件功能中的一些缺陷。

对上述问题有一个已知的解决办法，即在文献中称作“抽象工厂”(abstract factory)的设计模式。这种结构安排是以下述方式实现的：

1)对于应用(例如网络管理应用)的变化部分定义单独的界面。按这种方式，这个界面是描述不变部分和变化部分彼此如何通信的协议定义。

2)实现应用的变化部分时要使它们遵守根据条款1)的界面定义。

3)对应用提供一个所谓“抽象工厂”，该应用的不变部分从那里请求变化部分的实现。

图2是功能方块图，表现出一个基于上述已知安排的网络管理系统。该系统由控制部分11(由位于运行中心的网络管理软件和硬件组成)和被管理的网络12以及位于二者之间的管理界面13组成。控制部分和被管理的网络通过管理界面彼此通信。被管理的网络由若干网络部件组成；图中显示出两个不同的网络部件，用A和B表示。例如，A可以是一个基站控制器，而网络部件B可以是一个移动业务交换中心。

通常网络管理软件是这样实现的：它由不变部分14和若干变化部分组成，其不变部分14在变化的情况下保持不变，而变化部分模拟被管理网络中那些能改变的部分(例如网络部件)。

所以，网络管理软件(控制部分11)包括对应于网络部件A的部分A’，它对应于在控制部分内部模拟被管理网络的网络部件A的那部分软件。相应地，网络管理软件包括对应于网络部件B的部分B’，它在网络管理软件中模拟物理网络部件B并与物理网络部件B通信(在图中这种通信用穿过管理界面13的箭头表示)。在控制部分中包含的这些变化部分共同用M0表示。

在上述解决方案中，网络管理软件包括一个特殊的“抽象工厂”15，软件的不变部分从那里请求变化部分的(具体)实现。这个用标为GetA’()的箭头表示。在已经得到变化部分的参考数据后，软件的不变部分使(A’)部分完成所希望的功能。这个用标有Function1()(功能1())的箭头表示。

在Gamma，E.，Helm，R.，Johnson，R.和Vlissides，J.所写的“设计模式，可再用面向对象软件的部件”(Addison-Wesley 1995，ISBN 0-201-63361-2，第87-106页)中更详细地描述了这种抽象工厂安排，该书在必要的地方提供了更详细的描述。

然而，上述已知安排有缺点，例如，在网络管理系统的情况中，这些缺点与多个供应商的环境有关。

图3a和3b说明如何把用“抽象工厂”模式来实现的网络管理系统修改成对不同制造商提供的网络进行管理。图3a显示对制造商1提供的网络的管理，图3b显示对制造商2提供的网络的管理。在这个例子中的网络部件包括基站BTS和移动业务交换中心MSC。在图3a和3b所示的情况中尚不存在问题，因为其中只有一个变化部分(一个基站或一个移动业务交换中心)的一个具体实现。

上述例子中没有出现问题，这是由于“抽象工厂”安排的有效性是基于假定一个环境只由一个变化部分的一个实现构成。然而，在网络管理环境的实践中这个假定是不成立的，因为一个网络运营者的网络可能由一个网络部件(例如一个基站)的不同版本构成，这些不同版本由若干不同供应商提供。“抽象工厂”模式通过对系统的抽象工厂部件加倍的办法来解决若干个应用的管理问题。图4显示的系统中被管理的网络由制造商1和制造商2二者提供的网络部件组成。图5显示的系统中被管理的网络由同一制造商提供的同一网络部件(一个BTS或一个MSC)的不同版本组成。为了清楚，图中没有显示出通过管理界面的通信。这种通信完全对应于图2中所示的情况，即对应的部分彼此通信。

根据这种已知的结构安排，如果一个变化部分有若干不同的实现，则对系统添加若干个抽象工厂部分(在图15a至15d中)。然而，这种安排不能消除前面提到的缺点，因为它把软件分割成不变和变化部分(这增加了用于实现变化的时间)。例如，如果网络运营者向网络添加一个由制造商3提供的基站，则必须改变软件的不变部分，因为它必须开始使用制造商3的网络部件中专用的“抽象工厂”。

本发明的目的是提供一种新型安排来实现上述类型的数据系统，从而消除上述缺点。

这一目的是用根据本发明的一种方法来实现的，其特征在于该方法还包括以选择器部分的形式实现所述单独部件；该选择器部分对于各变化部分是共同的，并且基于向它提供的参数来选择要使用的具体实现形式。

本发明还涉及一种向用户提供由计算机控制的服务的数据系统，该系统包括一个由代表真实世界的部件组成的第一部分和控制第一部分的控制部分，该控制部分被分成一个不变部分和若干变化部分，它们模拟真实世界部件并与其通信以向用户提供服务；真实世界部件有若干不同类型，并且有至少一种类型的若干不同的实际实现装置，从而使某一变化部分对应于控制部分中的一个或若干个实际实现装置并与对应的一个或若干个实际实现装置进行通信；在控制部分中的一个单独部件，不变部分从所述该单独部件中寻找对应于所希望的真实世界实现装置的变化部分的具体实现形式。所发明的数据系统的特征在于所述单独部件是以一个选择器部分的形式实现的，它对各变化部分是共同的，并利用提供给它的参数来选择要使用的实际实现形式。

本发明的思想是把选择应用中所用实现形式的能力融合到系统中的共享的和受限的部分(下文中称作选择器部分)。当应用的不变部分向选择器部分给出界面参数时，选择器部分向不变部分返回所希望的实现形式，以这种方式为这一选择器部分确定界面及界面中所用的参数。所以，网络结构是以下述方式相对于已知结构安排而改变的：对选择产生影响的知识从不变部分传送给集中式选择器部分，向它提供了选择实现所依据的数据。

由于采用了根据本发明的安排，能比以前快得相当多地实现数据系统中的改变，所以能更快地把新的服务引进系统的终端用户。还能更容易地实现不同的系统配置。这还使系统用户(例如一个电信网的运营者)以更大的自由去更新软件。

由于这一发明，使系统被组织得更好，因为变化部分(诸如特定版本的或特定供应商的部件)被集中到系统的某个部分中。

更确切地说，本发明涉及实现一种数据系统的方法，该系统以两个基本部分提供计算机控制的服务。部分1包含代表真实世界的部件，而部分2的功能基本上是控制部分1。然后，这控制部分(或者说部分2)被分成二段：不变段和动态段。这些段用于：

1)模拟部分1中代表真实世界的部件，并与这些部件通信，以向用户提供服务。

2)向部分1提供若干不同类型的部件和至少一类若干不同的实际实现装置，从而对于每个实际实现装置有一个被指定与其对应并与其通信的动态部分。然而，在这种模式中，同一动态部分能有多个实际实现装置被指定于它。于是同一动态部分实际上能处置许多实际实现形式。

3)在系统的部分2中实现一个单独部件。然后不变部分将搜索这个单独的部件以找出对应于真实世界的所希望实现装置的动态部分的具体实现形式。

下文中将参考根据附图给出的实例更详细地描述本发明及最佳实施例，其中，

图1显示一个网络管理系统，

图2是一个功能块图，说明按已知方式实现的一个网络管理系统，

图3a和图3b显示出图2的结构安排的一种情况，其中只有由一个制造商提供的设备被用于一个要管理的电信网络，

图4显示出图2的结构安排的一种情况，其中由二个不同制造商提供的设备被用于一个要管理的电信网络，

图5显示出图2的结构安排的一种情况，其中由同一制造商提供的但包含若干不同版本的设备被用于一个要管理的电信网络，

图6显示根据本发明的结构安排的一种情况，其中由不同制造商提供的包含不同版本的设备被用于要管理的电信网络，

图7是说明选择器部分运行的流程图，

图8是说明与选择器有关的一个子系统结构的方框图，以及

图9以另一种方式给出图8的子系统。

对上述问题的解决方案是基于这样的事实，即一个已知系统的体系结构的改变方式是：向同一界面的若干变化部分提供一个共同的选择器部分，并向其传送一种能力，使其能在每种情况下根据给予被选部分的信息去选择所需(具体)部分的实现。该选择器部分最好是对于所有变化部分为共同的。

更确切地说，对该问题的解决方案是基于如下因素：

1)对系统的各变化部分定义界面。在一个网络管理系统中的这类界面可以是例如一个基站(BTS)和一个移动业务交换中心(MSC)。该界面描述由变化部分提供的服务(例如能从该部分请求哪种数据，能使该部分完成哪些操作)。每个变化部分被给予一个单独的代号(例如可以是对应于该界面的那个变化部分的名字)。

2)确定能用以推导出变化部分所需实现的数据。下文中将称这些数据为“选择器参数”。例如，在一个网络管理系统中，选择器参数包括网络部件的类型，制造商的名字，网络部件的版本，以及所用管理服务的版本。

3)向系统提供前述选择器部分，系统的不变部分通过向选择器部分提供所希望界面的选择器参数(例如，界面“BTS”，参数“制造商1，版本4.3”)，来向选择器部分请求变化部分的实现。选择器部分根据这些参数来确定在每种情况中使用哪个实现。

4)实现系统的变化部分，使其遵循第1)项中给出的界面定义。

图6按与前述已知解决方案相同的方式显示出根据本发明的数据系统。然而，在这一情况中被管理的网络包含由制造商1和制造商2两者提供的网络部件。该网络中每个制造商的网络部件还有若干个(管理界面)版本。所以该系统包含若干不同类型的网络部件(基站和移动业务交换中心)，并且存在至少一种类型的若干不同的实际实现(不同制造商的设备或由同一制造商提供的不同版本的设备)。

用参考数字61表示对于各变化部分为共同的选择器部分。网络管理软件的不变部分14向选择器部分请求变化部分的实现，即界面，并向选择器部分提供所需的选择器参数，如网络部件的类型，制造商代号和版本代号。这第一步用一个箭头Get BTS(制造商，版本)表示。选择器部分具有如何根据参数推导出变化部分的实现的知识，所以它向不变部分14返回该实现的参考数据。在实践中，选择器部分向不变部分返回例如存储器地址MA，它指示与不变部分提供的参数相对应的实现。在不变部分从这个存储器地址提取出关于变化部分的实现的数据之后，不变部分使用变化部分的服务(参考图中的箭头BTS功能1()和MSC功能2())。

如果网络运营者向网络添加一个例如由制造商3提供的基站，网络管理系统能被迅速改变以支持这个基站。然后，从该基站的界面实现制造商3的网络部件中指定的版本，并向选择器部分61添加关于存在该版本的数据。相应地，以同样简单的方式处理管理界面的新版本。

在实践中，添加新的服务常常需要在网络管理软件中有新的功能，从而利用选择器部分修改系统已存在的功能，以便支持新的网络部件，并且在网络管理系统中还能实现完全新的功能。

图7是一个流程图，显示出选择器部分的操作。选择器部分根据它已得到的参数推导出相应的参考数据。选择器部分得到下列数据作为输入数据(参考数字71)：界面代号(例如“基站”)以及界面的其他选择器参数，诸如设备制造商的名字和设备版本号(例如该基站的版本号)。  不同的界面可能有不同的选择器参数。选择器部分的操作首先根据被处理界面进行分支(例如根据界面对应哪个网络部件进行分支)，然后根据界面的其他选择器参数进行分支。因为在图中所示实例中的其他选择器参数是设备制造商的名字和版本号，所以选择器部分的操作首先在该界面内根据设备制造商进行分支，然后根据版本号进行分支。当根据所有选择器参数完成操作分支后，选择器部分知道界面的哪个实现对应于所给定的参数。最后，选择器部分向不变部分返回对应于这一实现的参考数据。

参考数据用于引用根据参数选择的实现。例如，该数据可以是一个存储器地址，在那里存储对应于参数的对象的状况或功能。

图8显示选择器部分的操作环境，图中采用通常称作OMT的符号，这些符号在例如James Rumbaugh等的“面向对象的模拟与设计”(Prentice-Hall，New Jersey，USA，1991，第3章)描述过。

选择器部分61处理1至n界面81。1至n选择器界面82和1至n界面实现83进而与每个界面相连。一个选择器界面与一个界面相连，而一个界面实现与一个界面相连。

选择器部分61包括1至n界面实现和1至n选择器界面，每个选择器界面用于为一个界面选择一个实现。每个选择器界面包含1至n选择器参数，而且对每个选择器界面有一个实现。选择器界面的实现包含关于下列内容的知识：选择器参数值组合与界面实现之间的对应关系(即哪个界面实现对应于哪个选择器参数值组合)以及这些界面实现的参考数据。

图8的子系统也可如图9那样描述。该子系统包括选择器装置91，向它提供标识界面的数据(例如界面的名字)以及其他选择器参数。子系统的存储区MA1存储关于选择器参数值组合与界面实现之间对应关系的知识。选择器装置根据其输入数据从存储区MA1中选取对应于作为输入数据提供的值组合的那个界面实现。在实践中，存储区MA1可以由一个表构成，选择器装置读这个表。在选择器装置已经从存储区MA1中确定了正确的界面实现之后，选择器装置从存储区MA2中选取对应于该实现的参考数据。存储区MA2也可以是一个表，包含对应于每个实现的参考数据。选择器装置把它已经定位的参考数据返回给系统的不变部分14。存储区MA1和MA2也可以组合起来，使它们成为同一个表中的不同列。参考数据的每一单个小段指向存储区MA3，系统的不变部分14借助于参考数据从存储区MA3找到变化部分的实现。

根据本发明的结构安排也能被用于复盖若干不同应用的系统。于是该系统包含若干个特定应用选择器部分。本发明的本质特征在于一个选择器部分对于这样一组变化部分是共同的，即这组变化部分包括不同类型的变化部分和至少一类若干不同的实际实现。

由于根据本发明的安排，变化可限制在系统的很小部分。这加速了系统测试并使系统管理更有效。还使服务能更快地引进到用户。通过改变要使用的选择器部分和把所需要的改变部分连接到控制部分，网络管理系统能被配置成不同的环境。例如，如果变化部分包括支持制造商1、制造商2和制造商3的网络部件的部分，而系统的控制部分11包括：

1.一个版本，只支持制造商1的网络部件，

2.一个版本，支持制造商1和制造商3的网络部件，

3.一个版本，支持制造商1、制造商2和制造商3的网络部件，

则能容易地实现那些改变。为实现前述配置，实现3个不同的选择器部分版本，并按下述方式集成控制部分11：

1.软件的不变部分、处理制造商1的部件的部分、以及制造商1的特定选择器部分三者被组合起来，

2.软件的不变部分、处理制造商1和制造商3的网络部件的部分、以及制造商1和制造商3的部件的特定选择器部分三者被组合起来，以及

3.软件的不变部分、处理制造商1和制造商2和制造商3的网络部件的部分、以及制造商1和制造商2和制造商3的部件的特定选择器部分三者被组合起来。

当需要时，一个变化部分能处置若干个实际实现。例如：一位运营者在他的网络中有由制造商2制造的基站的版本2.0、2.1和2.2。该基站的管理界面从2.0版到2.1版和2.2版的改变不需要在网络管理系统的一个应用中有新的变化部分。而只要修改选择器部分使2.0版的变化部分也对应于2.1版和2.2版，便使该应用被修改成支持2.1版和2.2版的基站。

即使在上文中参考根据附图的实例描述了本发明，显然，本发明不限于此，而是它能在前文和所附权利要求中披露的本发明思想范围内被修改。本发明也不限于某类应用环境，而是它能被用于不同类型的应用，诸如基于对象的应用或函数调用型应用。在基于对象的应用中，上述参考数据是一个指向对象实际的指针，而在函数调用型应用中，参考数据是一个指向该函数的指针。本方法也能用于产生网络管理系统以外的其他系统中的服务，当然，由于前述问题，网络管理系统是一种显示其优越性的一种实现环境。选择器参数也可以是不同类型的；除了上述静态参数，还能用动态参数，例如时间。

Claims (5)

1.实现一个数据系统的方法，该系统提供计算机控制的服务，系统由包括代表真实世界的部件的第一部分(12)和控制第一部分的控制部分(11)组成，该方法的组成步骤是：

-把系统的控制部分(11)分成一个不变部分(14)和多个变化部分(MO)，它们在控制部分内模拟代表真实世界的部件并与这些部件通信，以向用户提供服务，

-向代表真实世界的系统部分(12)提供若干不同类型的部件和至少一类的若干不同的实际实现装置，从而使某个变化部分对应于一个或若干个实际实现装置并与相应的一个或若干个实际实现装置进行通信，

-在系统的控制部分(11)中实现一个单独的部件，不变部分(14)从所述单独部件中搜索变化部分的具体实现形式，它对应于所希望的真实世界的实现装置，

其特征在于该方法还包括如下步骤：

以选择器部分(61)的形式实现所述单独部件，它对各变化部分是共同的并根据向它提供的参数来选择要使用的具体的实现形式。

2.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述数据系统提供计算机控制的网络管理服务，而且实现选择器部分(61)使得对于共同代表若干不同类型网络部件、若干不同制造商和若干不同网络部件版本的若干变化部分，选择器部分(61)是共同的。

3.根据权利要求2的方法，其特征在于所述参数包括网络部件制造商代号和网络部件版本代号。

4.向用户提供计算机控制的服务的数据系统，系统组成是：

-由代表真实世界的部件组成的第一部分(12)和控制第一部分的控制部分(11)，该控制部分被分成一个不变部分(14)和多个变化部分(MO)，它们模拟真实世界部件并与其通信，以向用户提供服务，

-若干不同类型的真实世界部件和至少一类的若干不同的实际实现装置，从而使得在控制部分(11)中某个变化部分对应于一个或若干个实际实现装置，并与相应的一个或若干个实际实现装置进行通信，

-控制部分(11)中的一个单独部件，不变部分从所述单独部件中搜索变化部分的具体实现形式，它对应于所希望的真实世界的实现装置，

其特征在于所述单独部件是以选择器部分(61)的形式实现的，它对于多个变化部分是共同的，并利用向它提供的参数来选择要使用的实际实现形式。

5.根据权利要求4的数据系统，其特征在于，所述数据系统提供计算机控制的网络管理服务，而且对于共同代表若干不同类型网络部件、若干不同制造商和若干不同网络部件版本的若干变化部分，选择器部分(61)是其同的。

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