CN1992953A

CN1992953A - 一种分布式hlr内存数据库的实现方法

Info

Publication number: CN1992953A
Application number: CNA2005101374597A
Authority: CN
Inventors: 戚万权
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: ZTE Corp
Priority date: 2005-12-30
Filing date: 2005-12-30
Publication date: 2007-07-04

Abstract

本发明提供一种对分布式HLR内存数据库的实现方法，它包括：a对HLR内存数据库的数据划分为不同的类型，并定义不同的内存数据库服务器；b将数据库服务器组分布在节点上；c为每个类型的内存数据库服务器定义数据字典；d创建内存数据库；e内存数据库服务器根据相应的数据字典加载相关数据到内存表中；f为内存数据库服务器建立表的本地访问接口和远程访问接口；本地访问接口用于访问本节点上的内存数据库服务器的表，远程接口用于访问主服务器上的表；g内存数据库表的修改由该内存数据库主服务器分发到其他备份节点同步更新。本发明方法可用于提高HLR内存数据库的容量和整体性能。

Description

一种分布式HLR内存数据库的实现方法

技术领域

本发明涉及PHS、GSM以及3G移动通信系统，尤其涉及归属位置寄存器HLR的数据库采用分布式HLR内存数据库、进行用户数据管理的实现方法。

背景技术

在PHS、GSM以及3G移动通信系统中，用户基本属性、各种签约数据以及位置信息全部保存在其归属位置寄存器HLR中，随着PHS、GSM、CDMA和3G网络不断地融合，作为用户数据中心的HLR的用户数据容量迅速增长，同时对系统的处理能力也提出了很高的要求。出于性能上的考虑，目前HLR逐渐采用内存数据库作为用户的实时数据管理，商用数据库作为用户数据存储的备份。

为描述简单起见，本文约定相对于机架和单板，将计算机节点统一称为后台节点，将主处理机Hlr MP统一称为前台。

目前在整个核心网CN领域，采用内存数据库的系统，大多数采用前台单板级的内存数据库模式，商用数据库存储用户的签约信息和动态数据的非时实备份，少部分系统没有商用数据库，直接采用数据文件加内存数据库方式。图1描述了WCDMA核心网CN中HLR前台内存数据库结构；前台单板的内存数据库采用简单的数据按号段分割，具备了数据分布存储功能；在现有的应用状况下，前台单板支持的内存数据库有很大的局限性：1.前台单板的内存是目前前台内存数据库的最大限制，随着用户数据不断上移核心网，HLR的用户数据容量要求增长迅速，前台单板存储方式的内存数据库将受单板数量扩展以及单板处理能力限制；2.前台单板级的内存数据库在数据存在访问效率问题，目前内存数据库访问中存在前台数据库数据源二次定位的问题，首先在任意个单板上查询数据所在单板，再将业务请求转发往数据所在的单板，在数据归属的单板上将业务处理完成后再返回上一个转发消息的单板，再由响应业务请求。导致业务消息转发的次数增加。

整个核心网CN领域也存在少量后台集中式内存数据库的应用。图2所示为WCDMA核心网CN中HLR后台集中式内存数据库结构；后台节点配置为高端服务器，业务请求消息对内存数据库的访问集中在后台服务器；这样的架构好处是系统实现简单，同时后台服务器内存可以在较大范围内扩充；但缺点是容量不能无限扩充，对于网络融合、区域数据不断融合带来的容量激增无法满足，同时单一服务器越来越显示出性能上的瓶颈。

综上，随着用户数据的融合和网络侧数据的不断上移，目前的HLR用户容量不断增加，从原来的几十万用户容量向百万、千万数量级增长，目前前台内存数据库将面临容量问题，后台集中式内存数据库服务器将面临着容量和性能两方面问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种分布式HLR内存数据库的实现方法，用于提高HLR内存数据库的容量和整体性能。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种对分布式HLR内存数据库的实现方法，它包括以下步骤：

(a)对HLR内存数据库的数据按类型划分为不同的类型，并按类型定义不同的内存数据库服务器；

(b)将数据库服务器组分布在节点上；

(c)为每一个类型的内存数据库服务器定义各自的数据字典；

(d)创建内存数据库，内存数据库表创建采用预先配置的表容量方式；内存数据库表空间建立在共享内存上，支持多进程的访问；不同进程通过内存数据库的接口访问内存数据库服务器，内存数据库接口通过共享内存ID来得到内存数据库表空间的入口；

(e)内存数据库服务器根据相应的数据字典加载相关数据到内存表中；

(f)为内存数据库服务器建立表的本地访问接口和远程访问接口；本地访问接口用于访问本节点上的内存数据库服务器的表，远程接口用于访问主服务器上的表；如果本节点为要访问的内存数据库服务器主节点，远程访问接口就相当于本地访问接口；

(g)内存数据库表的修改由该内存数据库主服务器分发到其他备份节点同步更新。

上述方法与现有技术相比较，其特点在于，1.将整个内存数据库按事先定义的类型拆分为多个内存数据库服务器，这样可以将一个大型内存数据库拆分为多个规模相对较小的内存数据库服务器来实现；2.内存数据库服务器物理存放位置可以配置在子网任意节点上，通过这样的处理便可以达到内存数据库分布在不同节点的目的；3.多个内存数据库服务器可以配置在一个节点上，这样可以在特定情况下实现整个内存数据库的集中处理；4.同一个内存数据库服务器可以同时分布在不同节点上，这样处理可以保证内存数据库服务器有一个或多个备份服务器；5.内存数据库采用数据字典动态生成数据库表，同时可以在线修改内存数据库表结构，通过对该表在线重新加载可以实现内存数据库在线升级；6.内存数据库服务器创建在共享内存上，可以实现不同进程对内存数据库的互访；7.内存数据库接口采用本地访问接口和远程访问接口两种接口，对于内存数据库服务器部在本地的访问，可以在用远程数据库接口，实现在一个节点上访问到完整的用户数据，可以大大减少整个HLR系统中业务消息的分发；8.内存数据库在后台计算机节点上实现在操作系统上较单板实时操作系统相比可以采用多线程的访问，对内存数据库的访问性能有很大的提高。

附图说明

图1是WCDMA核心网CN中使用HLR前台内存数据库架构图；

图2是WCDMA核心网CN中使用HLR后台内存数据库架构图；

图3是本发明实现的分布式HLR后台内存数据库在WCDMA核心网CN中应用的架构图；

图4是本发明的分布式HLR后台内存数据库内部实现结构图；

图5是本发明实现的分布式HLR后台内存数据库实现流程图。

图中，

虚线表示转发消息方向；

HlrMP表示Hlr主处理机，位于单板上；

MAP Req表示MAP请求消息；

MAP Ack表示MAP响应消息；

内存数据库内部消息；

内存DB1[2、3…n][]表示其中的成员为可选；

函数接口；

消息接口。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明做详细说明。

本发明所描述的一种对HLR内存数据库分布式实现方法，根据需要将HLR内存数据库按数据类型划分为多个内存数据库服务器，实现内存数据库的多个类型数据库服务器在多个后台节点上的灵活分布或集中；同时可以实现不同的内存数据库服务器在同一个节点上的集中。本发明实现的分布式HLR后台内存数据库总体结构如图3所示，图中描述内存DB1[2、3…N]，[]表示其中成员为可选，在一个计算机节点上可以同时存在多个类型的内存数据库服务器；同时一种类型的内存数据库可以在多个计算机节点上存在，其中一个为主服务器，其他节点上的内促数据库服务器为主服务器的备份，在特定情况下，某一备份内存数据库服务器可以切换为该类型内存数据库服务器的主服务器，原来的主服务器变为备份服务器。本发明实现的分布式HLR内存数据库，在数据库访问上与原来的在单板上的简单按号段分割开来的前台数据库相比，最大的优点就是数据访问实现了整个HLR内存数据库数据访问的统一，在任意一个节点上都可以访问到用户数据，不需要将业务请求在节点间迁移；同时内存数据库的类型划分灵活，可以适应更宽的应用领域。

图4描述了内存数据库接口访问的实现流程，其远程接口访问通过消息访问，本地接口访问通过函数接口访问。根据特定的业务访问类型，内存数据库接口可以分别使用本地接口和远程接口，本地接口访问本地内存数据库服务器上的数据，通常以静态数据为主；对于一些准确性要求比较高变化的数据需要从主服务器读取数据的可以采用远程接口；远程接口的实现采用消息方式向主服务器发送请求，由主服务器的内存库接口处理请求并返回相应的结果。

参照图5，它从总体上描述了分布式内存数据库的实现过程，包括如下步骤：

步骤101，定义系统中的网络节点信息，包括节点IP、网络状态。

步骤102，定义内存数据库服务器组，用于存放系统划分的内存数据库服务器；将服务器组域网络节点信息关联；表示内存数据库服务器在节点上分布的配置信息、每个内存数据库服务器在节点上的分布信息。

步骤103，定义HLR内存数据库的数据字典组包括：内存数据库的数据库服务器类型、表定义信息、表字段信息；数据库服务器类型包括信息为：服务器ID(ServerID)、服务器名(ServerName)；表定义信息包括：表ID(TblId)、内存表名(mTblName)、商用数据库表名(SrcTblName)、表容量(TblCapacity)；表字段信息包括：字段ID(FieldID)、字段名(mFieldName)、商用数据库表字段名(SrcFieldName)、字段类型(FieldType)、字段长度(FieldLen)。步骤104，配置内存数据库数据字典信息，需要对每一个类型的内存数据库服务器的数据字典每个信息逐一配置。为实现动态生成内存数据库，这一步由配置工具动态配置。

步骤105，内存数据库核心层支持重新加载数据的请求，在配置内存数据库字典完成后，可以要求是否发起重新加载内存数据库；这一过程中可以根据要求重新加载某一类型内存数据库服务器的全部表或单个表；在线重新加载过程实现了内存数据库动态配置的功能。

步骤106，内存数据库创建在共享内存上；按服务器类型逐个创建，先创建内存数据库服务器信息，接下来根据数据字典定义的表创建数据库表信息，再下一步创建单个表的表空间，表容量按照数据字典定义来创建；内存数据库表的存储方式采用B+TREE，也可以沿袭原有集中数据库模式的存储方式。

步骤107，内存数据库加载按服务器类型逐个加载，每个内存数据库服务器加载根据数据字典定义，从商用数据库读取需要加载表的信息，根据数据字典定义从商用数据库表的字段中选择定义的字段，将对应的字段数值加载到内存数据库表中；字段在表中存储采用基本数据类型按数据类型对齐方法：即BYTE按一字节对齐，WORD按两字节对齐，DWORD按四字节对齐；字符串根据长度存储。循环执行该表加载直至该内存数据库服务器定义的表全部加载完成；再进行下一个内存数据库服务器的加载；到此为止分布式内存数据库便得到创建。

步骤108，对分布式HLR内存数据库的访问通常定义默认访问的数据源为主服务器，数据准确性以内存数据库主服务器为准。在读取用户的静态数据以及一些实时性要求不高的数据时，可以采用本地内存数据库接口访问本节点的内存数据库，优点是反应迅速，缺点是与主服务器数据有一定的同步时延；对于实时要求高的数据采用远程接口从内存数据库主服务器读取，不需要转发MAP请求消息，业务流程得到简化，同时内存数据库内部接口处理速度得到提高。

本发明方法可以实现HLR内存数据库在后台多个计算机节点上分布，同时可以实现其中某一类型的内存数据库服务器在多个节点上备份，同时还支持多个内存数据库服务器在同一节点上共存。在内存数据库访问上采用本地和远程数据库接口可以减少业务消息转发，简化了现有的业务处理流程访问内存数据库的流程。对于用户静态数据访问，如果当前节点为该类型的内存数据库备份服务器，则不需要访问该用户数据内存数据库主服务器，可以直接使用本地内存数据库接口，访问本地备份内存数据库服务器，减少处理环节，提高处理效率。

Claims

1、一种分布式HLR内存数据库的实现方法，其特征在于，它包括如下步骤：

(b)将数据库服务器组分布在节点上；

(c)为每一个类型的内存数据库服务器定义各自的数据字典；

(d)创建内存数据库，内存数据库表创建采用预先配置的表容量方式；内存数据库表空间建立在共享内存上，支持多进程的访问；

(e)各内存数据库服务器按各自的数据字典定义加载指定数据；

(f)为内存数据库服务器建立表的本地访问接口和远程访问接口；

2、根据权利要求1所述的分布式HLR内存数据库的实现方法，其特征在于，步骤(a)中数据类型按照用户号码分段划分，或按照应用类型划分。

3、根据权利要求2所述的分布式HLR内存数据库的实现方法，其特征在于，所述应用类型分为：PHS、GSM、CDMA或3G用户类型。

4、根据权利要求1所述的分布式HLR内存数据库的实现方法，其特征在于，步骤(b)中包括如下步骤：

(b1)每一个内存数据库服务器根据需要放在不同的节点上；

(b2)同一个内存数据库服务器分布在多个节点上，定义其中一个节点为主服务器节点，其他节点为该类型内存数据库备份服务器节点。

5、根据权利要求1所述的分布式HLR内存数据库的实现方法，其特征在于，步骤(c)中数据字典包括表和每个表的字段。

6、根据权利要求5所述的分布式HLR内存数据库的实现方法，其特征在于，所述表的字段定义包括字段商用数据库名称、内存数据库名称、类型、长度，内存表的字段为商用数据库中表字段的子集，可以在线修改，修改后重新加载该表，新的修改便生效。

7、根据权利要求1所述的分布式HLR内存数据库的实现方法，其特征在于，步骤(e)为内存数据库上电加载包括：

(e1)根据该内存数据库服务器的数据字典从商用数据库选择性加载；选择数据字典定义的表，表中字段也根据数据字典选择加载；

(e2)根据本节点承载的内存数据库服务器来加载，如果该节点上承载多个内存数据库服务器，则按不同的内存数据库服务器各自独立从商用数据库加载数据到内存数据库中。

8、根据权利要求1所述的分布式HLR内存数据库的实现方法，其特征在于，步骤(f)根据特定的业务访问类型，内存数据库接口可以分别使用本地接口和远程接口，对于静态数据访问可以采用本地接口直接访问本地内存数据库服务器，减少向内存数据库主服务器查询的流程。