基于SOA构建全业务网络.doc

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1、刘洁：基于SOA构建全业务网络基于SOA构建全业务网络 摘 要：为了重构能快捷、灵活地提供移动业务的业务网络，各个移动运营商均采用了SOA的系统设计理念，随着运营商向全业务运营商的转型，业务网络架构需要按照新的要求重新梳理。本文从全业务运营的需求出发, 基于SOA的理念和架构，以中国电信的网络为例，分析业务网络存在的问题和如何向SOA的灵活架构演变。关键词：SOA 全业务营运 服务 ISMP ISAC 业务网络在全业务运营的竞争场景中,谁能快捷地提供业务,谁能实现差异化运营和精确管理,谁就能在竞争中取得优势的地位。对于以往的业务管理网络架构来说，当业务系统越来越多时,投资和管理费用也越来越多；

2、同时业务能力的开放性和重用性很差，数据中存在很多冗余，多种业务的组合困难，容易造成重复建设并影响推出产品的周期；而且业务的差异化很难实现，不适应全业务的运营需求。SOA(service oriented architecture,面向服务的架构)是一种架构方法,起源于软件开发和企业信息化应用,通过包装业务功能实现能力开放,通过调用标准能力组装新的应用,同时通过标准接口的交互大大简化业务的运营。基于SOA建设的全业务网络除了能够屏蔽底层不同网络和不同协议的差异性,提供可重构的开放能力,快速生成应用；更重要的是能够协调各类能力的关系,提供统一的视图,并根据标准化的互操作协议有效地提供和管理各类应用

3、。对电信运营商来说，基于SOA以标准的中间件来重构传统的BOSS一直是最被认同的应用。软件是业务网络核心,这是不可否认的事实,本文尝试从另一角度出发,以中国电信的全业务运营为背景,说明利用SOA的理念构建灵活、有效的业务网络，同样是一种非常成功的应用。一、SOA理念和务实SOA中的服务定义为已注册的、可以被重用的基本功能单元,服务之间相互独立,服务对外提供标准的接口供调用和管理,服务带有一定的合约性质(包括QoS、SLA、安全策略等),并且共享符合XML规则的数据和信息。SOA的主要特性是可重用、松藕合和标准化接口，换言之，SOA的理念是共享可重用的服务构件，整合和集成共同的支撑单元和流程要求

4、，通过松藕合的方式组装和提供服务；可以把已有的应用作为服务构件，按照模块化的方式来添加新服务或更新现有服务。SOA要求能力构件或数据之间是相互独立的，基本没有冗余；服务流程和能力构件是分离的，以体现松藕合的特点。SOA的核心在于Web Service。Web Service使应用功能得以通过标准化接口(WSDL)提供,并可基于标准化传输方式(HTTP和JMS)、采用标准化协议(SOAP)进行调用。Web Serice只是SOA中体现信息、数据传输和交互、访问的协议体系，它规定使用封装的XML消息进行交流，而对上层的应用并没有规范。利用Web service来实现SOA的好处是可以整合异构系统提

5、供的服务。从电信业务运营的角度看，SOA的应用往往是以Web Service或其扩展或改造的形式实现低层服务的调用和封装。SOA通常利用BPM(业务流程管理)指导业务流程创建,调用服务。SOA属于服务抽象层，BPM属于流程组织层，它们配合起来, 可以协调服务之间的互动流程，实现更加强大的灵活性和有效性。结合业界的应用，SOA的务实需要理解好以下层次的内容。(1) 用户交互层：体现业务需求，展现业务和组合业务, 提交业务请求。(2) 服务能力(服务抽象)层：包括业务控制(业务逻辑)和触发机制、共享的数据和信息体现为应用程序软件代码、业务注册机制、路由策略和数据库等。(3) 流程组织层：指具体应用

6、实现, 可直接调用服务能力, 形成增强的业务能力,或者通过与它连接的各种应用的服务接口实现各种应用之间的交互, 控制它们之间的通信,实现服务的汇聚, 形成新的业务和应用。(4) 业务管理层：逻辑上是服务层的特殊子层, 一方面提供服务的映射、组装并提供开放的标准化的调用接口；另一方面提取公共的业务框架, 体现管理、支撑方面的能力需求。二、移动业务网络功能架构广义的业务网络包括各类业务平台和承载业务平台的基础网络, 窄义的业务网络就是指业务平台(系统)的有机结合。从全业务运营的角度看, 业务网络应该包含网络所能提供的任何业务系统, 除了增值业务系统, 还包括语音业务等由承载网络实现的业务系统。本文

7、主要考虑增值业务系统, 同时从完整性出发, 将保证与增值业务的QoS/SLA紧密相关的承载控制功能作为业务网络的一部分。下面以中国电信的业务网络为例，分析业务网络的功能架构。传统中国电信的业务网络是一种相对封闭的纵向架构, 各种资源无法有效地协调, 并且无法提供开放能力。软交换引入了承载和控制分离的架构，在一定程度上改善了这种状况, 但业务提供能力有限。移动业务的运营是一种机遇, 中国电信针对移动业务的运营需求新建的移动业务网络体现了业务网络的发展趋势, 但目前整个管理平台还是主要针对移动网络, 如何将现有的固网业务网络融合到该架构中是下一步关注和研究的重点。中国电信的移动业务网络是一个水平型

8、的综合业务平台, 是按照OSE(OMA的体系架构规范)和3GPP的OSA(开放业务体系)设计的。OSE的目标就是提供一个灵活的、可扩展的结构给应用开发者、业务引擎和业务提供者, 包括OMA引擎实现和可重用、可交互的应用执行环境和可扩展的公共管理框架。OSE的特点是标准化、承载无关、开放和互通互用, 其模型如图1所示。图1中, 应用执行环境可以近似看成一种业务引擎实现, 4类相关接口定义如下。（1）I0：引擎实现之间或引擎实现提供给应用的功能调用接口, 包括对运营支撑功能模块的调用接口。（2）I0+P：应用了策略的I0接口, 这类接口提供给应用和其他引擎实现调用时，在I0的基础上附带了另外的策略

9、参数, 保证调用的安全性和有效性。（3）I1：引擎实现与应用执行环境之间的接口, 实现应用发布、计费等运营上的管理功能。（4）I2：引擎实现调用网络和后端运营管理资源的接口。3GPP提出的OSA架构, 主要思路是引入了Parlay(X)API的开放接口。图2说明OSA开放接口在OSE的位置和它们的关系。图2中Parlay X API实现、Parlay API实现和OSE引擎实现处于同等位置。底层资源可以是OSA/Parlay资源, 也可以是非OSA/Parlay的其他资源。其中, OSA/Parlay资源包括了各种业务能力服务器(SCS, 实现映射, 为各类应用提供开放接口)和Parlay服务

10、框架, 是一个实现协议映射和封装的中间适配层。各类实现为应用提I0调用接口, 也可以通过I0接口调用其他实现；同时，实现通过I2接口调用网络和后端支撑能力/资源。OSA API接口功能既存在于I0接口上, 也可以以I2接口的形式出现。可以看出, OMA、OSA之所以得到广泛的认同, 正是由于它们潜移默化地运用了SOA的理念。鉴于已有的电信业务的特殊性, OSE并未规范XML与Web Service作为服务绑定的必选技术。虽然OSE初衷只是引导OMA业务引擎向更好的集成结构移植，但完全可以扩展以支持全业务网络的构建和运营。 已建的移动业务网络由业务管理、业务控制、业务能力、业务接人(能力开放)、

11、门户(业务展现)等几部分组成，除了直接提供基本电信应用, 还可以开放业务能力供自营或者第三方应用调用。现有移动业务网络架构如图3所示。1业务能力层业务能力层包括各种引擎、各类用户和业务数据,执行触发业务、完成业务逻辑的功能,并具体实现各类业务功能, 包括业务引擎(各个业务平台)、网络接入网关、智能网等网元。业务能力层提供电信应用服务, 也可以通过能力重组,形成多种能力有机结合的综合能力。2业务控制层业务控制层提供承载层的呼叫控制、网关控制、接入认证和鉴权、业务触发等功能, 可以直接提供一些核心业务能力, 如由承载网络提供语音、多媒体会话业务等。3能力开放层能力开放层通过ISAG以Web Ser

12、vice方式包装各个业务平台能力, 包括数据业务中的短消息、多媒体消息、WAP Push、位置业务以及语音增值业务中的呼叫控制、放音控制能力等。 ISAG通过对业务能力的适配,实现对业务能力服务器的调用, 有效地屏蔽了网络的复杂性;同时可以根据业务需要组合各类业务能力, 避免各个业务能力之间发生直接信息交互而增加能力服务器的复杂度和维护管理的难度。ISAG目前提供面向第三方CP/SP的统一接入和向ISMP触发鉴权计费的功能, 以开放各类业务系统的能力。ISAG对外的Parlay X接口, 对于智能网业务、增值语音业务仍未能提供开放接口。4业务管理层业务管理是一种公共管理框架。ISMP抽取各类业

13、务共性的管理要求, 对服务区域内业务、用户、CP/SP进行统一管理, 包括用户管理、订购关系管理、业务管理、CP/SP管理和内容管理等。5门户层门户主要完成展现业务、推广业务、提供用户自服务窗口等功能。用户可以通过它浏览业务、订购业务、使用业务以及完成自服务。门户还可实现终端适配, 提供业务使用喜好的统计分析等功能。三、SOA的应用从以上中国电信移动业务网络的结构中, 已经可以看到SOA的影子。为了更好地实现全业务运营, 中国电信的业务网络的构建不仅需要考虑移动业务部分, 更需要考虑固定和移动的整合和融合业务的综合提供。为了实现精确化运营, 对不同的QoS或SLA, 需要实现不同的资源配置流程

14、。利用SOA实现业务网络提供业务的灵活性和快速性, 是实现中国电信竞争优势的关键。目前的业务网络并不能很好地体现服务引导的理念, 主要表现在以下方面。（1）门户众多：各类业务普遍存在自身的展现门户。移动WAP门户的建设在一定程度上体现了统一门户的趋势, 但还不能替代现有门户。（2）重复功能没有构件化：相似功能模块重复建设。（3）服务缺乏标准封装,接口缺乏统一规范：ISAG的映射能力有限, 某些业务能力无法开放, 业务间交互的实现较困难。（4）业务管理未集中：存在多个管理平台, 管理平台架构各异, 与支撑系统功能分工各异。（5）业务控制未统一：融合业务难以提供, 业务端到端QoS无法全面保障,

15、CP/SP有多种接入方式。（6）流程组织未实现有效管理：业务嵌套和冲突没能很好地解决, 漫游用户无法继续使用某些业务。（7）数据未统一：存在多个用户数据库,数据冗余、重复吻同步困难。SOA的思路在全业务网络中应用, 从技术角度上看, 重点要关注服务构造、流程组织两方面; 不管是服务, 还是流程组织, 在实现上都是逻辑的概念, 可以有不同的层次, 装备在不同的设备或模块。下面针对上面的问题加以分析。1服务的构造在全业务网络中, 基于SOA的所有业务功能都被封装在一些功能模块中, 利用这些封装好的功能模块, 可以组装、构建所需要的业务系统, 这些功能模块就是SOA中的不同服务,但服务不限于这些业务

16、功能模块, 还包括数据、统一的业务控制和触发机制以及基本管理功能和基本运营支撑功能等。可见,服务涵盖了业务网络中业务能力层、业务控制层的基本能力和业务开放层、业务管理层的部分功能。如果将业务网络的服务定义为引擎, 可以从下面的分类去理解。（1）公共业务引擎：鉴权、认证、计费、用户管理、公共数据库、公共操作维护、统一控制。（2）专业业务引擎：某种特定的业务特征的实现。服务要实现其可重构性, 需要减少它们之间的关联度,尽可能减少重复的部分实现统一操作; 同时要实现与具体承载方式、接入方式的无关性,并脱离具体的应用系统。统一控制、统一用户数据、统一门户、统一内容存储以及统一管理等, 都是由此衍生的思

17、路, 以简化网络和实现服务共享。3GPP和3GPP2均在IMS中提出了统一数据库的概念, 虽然具体的内容不尽相同, 但在保证业务、用户数据的同步, 实现用户统一账单、统一计费和为业务冲突提供优先级参考等方面大大地简化了网络实现。服务的标准化其实是可重构的基本要求。标准化服务的提供要实现业务能力的映射和标准化封装, 以屏蔽底层的复杂性和差异性。对网络和基础业务系统的能力进行抽象和封装的功能, 主要由ISAG实体来实现。目前ISAG的映射能力只局限于短信、彩信、WAP Push、定位等, 而对于语音增值业务的提供能力有限。ISAG的目标是不仅要集成下载、流媒体等数据业务能力还要实现语音增值能力和宽

18、带域媒体类业务的标准化提供。从目前的研究成果看, SIP是一种很好的会话控制协议，能够提供灵活的语音业务和宽带域承载类业务，所以，ISAG需要完成对SIP协议的封装和一映射。为降低基于ISAG业务的开发门槛，ISAG还需要逐步国增加企业能力的集成, 加强企业能力开放,如电话会议、群组管理等能力, 并进一步完善开发/测试工具SCE(业务生成环境)/STE(业务测试环境)。 ISAG目前主要针对第三方CP/SP统一提供开放接口, 为了能够在现有业务能力的基础上快速组装新的自营业务, 特别是一些FMC业务, 这样一个实体开放对内接口同样非常重要。松散藕合的实现大都依靠基于消息的标准化服务接口, We

19、b Service是一个最主要的标准和重要推荐。基于消息的接口能够兼容多种传输方式, 并且可以采用同步或异步协议实现。统一控制的必要性由于全业务运营的需求得到了加强。目前, 存在多个网络上的多种业务提供系统, 为了使业务系统可以无缝调用多种网络的基本服务, 提供FMC的业务, 迫切需要有一种统一的控制机制, 以提供覆盖多种网络的统一业务能力。目前存在的两种有代表性的业务控制机制(IMS和NGN), 实质上都利用了SIP的灵活性和可扩展性, 在某些方面是可以等同和统一的。统一的业务控制视为一种服务能力提供调用, 可以提高灵活性。IMS SCSF的控制机制是一种很好的解决方法: 通过HSS下载业务

20、过滤规则, 根据SIP包中的参数触发用户的定制业务。这种控制和业务分离的实现方式, 非常便于业务的生成和快速部署, 但目前IMS可以解决的主要包括语音、语音增值、POC、IM、会议电视等业务控制, 对非会话型数据类业务并没有很好的控制，所以仍需要保留众多的采用C/S架构的业务引擎。采用非SIP的方式提供业务控制逻辑, SIP实现其他数据业务的可行性正在探讨中。另外, 流媒体、大数据下载等宽带媒体业务的发展看好PTOP技术的实现，IMS和PTOP技术如何有效结合也是目前业务正在摸索的一个方向。中国电信建设的ISMP定位于业务进行统一管理的平台。 ISMP提供各种业务的公共管理功能,主要包括CP/

21、SP管理、用户管理、业务管理、内容管理、终端管理、认证/授权、计费、统计分析等。新增的业务很容易通过标准化的接口纳入到该管理框架中。ISMP通过标准的ISMAP接口协议实现业务的认证、授权和计费, 基于Web Service实现订购关系等信息的同步和内容的管理。目前宽带网络上已经存在的互联星空和其他一些业务管理平台, 和ISMP在架构上有较大的差异, 改造起来有一定的困难, 新业务的开发对原有平台的改造也较大, 所以ISMP会作为一种目标架构, 而互联星空等其他的管理平台将逐步地将管理功能和门户等其他功能剥离, 并逐步纳入到ISMP的管理框架中。2流程组织流程组织体现在业务网络的各个层次。首先

22、, 不同于软件开发的细粒度构件, 考虑到能力调用的统计性能, 业务网络中可重构的业务功能模块往往是粗粒度的, 直接提供一项特定的业务功能, 以提高业务的性能。从SOA的角度看, 业务服务器其实已经是一个服务流程组织的实体, 只是需要通过标准的接口实现交互, 同时通过策略流程调度网络资源, 实现安全性和QoS, 以提供营运意义上的应用服务。其次, ISAG除了提供标准化的Parlay X(web Service)接口供新业务生成时调用, 同样部署了流程组织功能, 提供代理服务, 以提供组合能力开放。最后, ISMP利用SOA的流程再造理念提供组合捆绑业务。 统一门户,即统一的业务展现, 是融合业

23、务的一个体现, 同时也是流程有效组织的体现。针对现在存在多个业务门户的现象, 通过SSO(单点接入)的标准化协议, 各类可相互信任的门户之间只要登录一次就可以使用业务, 避免重复调用认证授权功能, 同时提供用户的统一体验, 方便实现统一门户、统一认证,并在管理、支撑业务平台上实现统一账单号和统一账单。在用户漫游的场景下, 全业务运营的要求是提供统一的客户业务体验, 类似3GPP提出的VHE(虚拟归属环境)的概念。根据VHE的概念, 漫游用户的业务将由非归属网络的网络能力提供; 在SOA的架构下, 业务控制独立于归属环境, 这样, 通过流程重组, 是很容易达到这种境界的。在全业务运营的环境下,会

24、越来越多地遇到业务冲突检测和业务嵌套管理的需求。3GPP、TISPAN已经在这方面有所进展, 例如在IMS体系架构中提出了业务控制交互管理(SCIM/SB(service broker)的实体, 完成业务嵌套管理和业务冲突管理功能。SCIM将业务之间的交互看作是业务流程组合, 需要首先使用WSDL和SOAP将业务能力抽象并开放出来。SCIM是一个逻辑功能实体, 物理上可以单独部署, 也可以附属于AS, 还可以设置在ISAG或者IMS S-CSCF上。SCIM在IMS网络中的参考架构如图4所示。图4中, SCIM与业务触发实体之间的接口为ISC(IMS服务控制接口)。3目标业务网络架构中国电信的

25、业务网络的发展目标是要全面具备全业务运营的综合信息服务提供能力, 全面具备统一客户业务体验提供能力。从灵活性、统一性和融合性的角度出发, SOA是可以和应该运用的理念和技术。鉴于业务网络本身的特点, 业务网络的层次架构和SOA的层次并不是一一对应的。中国电信的全业务网络的目标网络充分体现了SOA和BPM的理念, 并将它们部署到了业务网络的各个层次, 实现了业务能力的整合增强、开放、统一控制等功能。全业务业务网络的目标架构示意如图5所示。图5中, 一方面, 在业务能力层, 移动数据业务引擎、固网宽带的通信能力引擎、综合智能网将提供基本的业务能自力; 另一方面,业务能力得到增强和丰富, 扩展了统一

26、通信、统一视讯、媒体运营、信息和信息搜索等所需要的业务能力和组合业务能力, 业务能力的共享性和通用性也得到了加强, 便于开展融合业务。在业务控制层, 语音和宽带域控制系统得以统一, 在业务控制层面上实现了统一通信、统一视讯等FMC业务和各类实时业务。网络中还将部署冲突协调模块SCIM/SB, 解决业务嵌套和冲突问题。另外, IMS中网络附属子系统(NASS)和资源接纳控制子系统(RASS)等实体的承载相关的控制能力也作为了业务控制层建设的一部分。在能力开放层, ISAG将提供统一的Web Service开放接口, 南向增加对语音增值的NGN、IMS SCSF等SIP协议映射能力, 实现业务能力

27、对内和对外的开放。业务管理方面, 互联星空和商务领航等管理平台都融入了全业务综合管理的ISMP的统一架构, 实现了模块化、松藕合的结构, 包括管理中心、内容中心、认证鉴权中心、数据中心等。统一、系统的用户数据可以存储在ISMP中, 也可以新建物理上独立的数据库; 数据库本身不区分固定用户和移动用户, 提供统一的数据视图和数据开放能力, 大大降低了由用户数据分散冗余所带来的建设及运维开销, 并方便保证融合业务的数据一致性。图5中还可以看出，目标网络中的门户是一种统一的门户, 各种门户模块通过门户分发系统(模块)实现适配和更好的展现。目标网络中, 统一数据库、统一内容中心都采用统一的格式, 提供标

28、准接口, 实现了统一的调用, 保证了数据的一致性和实时同步。总而言之, 利用SOA构建的中国电信的全业务网络将提供良好的融合业务环境实现业务管理和业务提供的融合和统一, 提供组合捆绑业务的统一业务受理、统一门户、统一账单和统一服务体验, 提供覆盖多种网络的统一业务能力, 满足聚焦客户的多业务运营的需要。参考文献1 3GPP TR23.810.Study on architecture impacts of servise brokering(release8),20082 OMA-AD-PIOSE-VI-020080331A.Parlay in OSE architecture,version

29、 1.0,Mar 2008ESion1.0,Mar 20083 OMA-AD-Service-Environment-V1_0_4-20070201-A.OMA service environment, version 1.0.4,Feb20074 中国电信移动业务网络技术体制,2006年6月5 中国电信综合综合业务接人网关BAG技术规范,2008年6月6 中国电信综合业务管理平台ISMP规范总册,2008年6月7 3GPP TS 23.127. Vitual home environment /open service access(OSA),20028 3GPP TS 29.198.Open service access (OSA):application programming interface (API),20069 3GPP TS 23.203.Policy and charging control architecture,2007103GPP TS 23.517. TISPAN;IP multimedia subsystem (IMS);functionaI architecture(release 8) 转自电信科学2009年第3期8