正方兴通信技术研究所的软交换技术

    客户简介

    北京正方兴通信技术研究所成立于1996年10月25日，是以北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室和信息产业部智能网重点实验室为依托，在北京市高新技术产业开发区注册的高新技术企业。多年来，正方兴研究所承担了863计划、国家自然科学基金和原邮电部几乎全部的与智能网技术有关的重大科研项目，多次获得国家和部级科技进步奖。研究所成功开发的UniNet™系列软交换应用系统产品，拥有自主知识产权，其功能和可用性达到了国内外同类产品的先进水平，具有较高的技术成熟度，并已得到广泛应用。

    背景

    UniNet™applicationServer（UniNet™AS） 2000是北京正方兴通信技术研究所自主研究开发的软交换系列产品之一，它与软交换控制设备（UniNet™ SoftSwitch Controller/SSC）共同构成了软交换核心应用系统，提供基于软交换技术的通信服务和增值应用。UniNet™ AS是一个功能强大的电信业务开发/测试、运行和治理的支撑平台。该产品全面支持开放业务接口（如：Parlay APIs），并对Parlay API进行多个层次的抽象，以满足不同层次的业务开发人员的需要；提供了能够为多种业务所重用的业务/应用开发构件，使得业务开发者只需关注业务处理逻辑本身，而不必关注通信协议的细节。

    过去，UniNet™AS一直运行在SunUnix主机平台以及PC服务器平台上，只支持Unix或linux操作系统，包括Sun Solaris及Redhat Linux，数据库系统支持Oracle和MySQL。由于电信业务对可靠性和可用性要求非凡高，而Windows平台在系统开发之初被普遍认为在可靠性和可用性方面难以满足电信级应用的需求，所以整个软交换应用服务器在研发阶段没有考虑过支持Windows平台。

    但是，在我们所处的NGN时代中，面对日新月异的技术发展和纷繁复杂的网络变化，业务发展和用户需求之间的矛盾已经成为电信网络发展的主要矛盾，下一代网络应用的趋势越来越表现为行业化和个性化。这种个性化趋势同时也导致电信业务的生命期缩短。因此，电信运营商要在当前激烈的电信市场中增强竞争力，非常要害的一点是要做到：通过强大的开放业务能力，缩短业务开发周期，及时地推出满足市场需求的业务，并针对不同的用户特点提供个性化的服务，从而达到充分利用现有网络资源获取更多利润的目的。

    UniNet™AS作为电信业务的开发/测试、运行和治理的支撑平台，其最初采用的异构环境已经与电信业务发展的快速化、个性化需要不相适应。一方面，基于Unix/Oracle的混合运行环境使业务开发周期加长，从而导致业务竞争力的下降；另一方面，基于Unix/Oracle的混合运行环境开发的业务，其在部署和治理方面的成本相对高昂，这使得电信运营商投入到新业务中的人力和物力相对减少，不利于市场竞争力的提高，同时这种高昂的成本也不适应电信增值业务提供商以及虚拟运营商这类资金规模较小的企业应用。因此，UniNet™AS软交换应用服务器支撑环境需要有另一种选择。

    解决方案

    “我们注重到微软公司凭借Windows平台在桌面领域多年的发展和积累，已经形成了从操作系统、数据库到各种集成开发环境和应用软件的全面产品线，并且拥有广泛的用户基础。这为我们创造一个系统整合环境提供了条件，也为电信业务提供更快的上市速度提供了基础。"研究所产品市场部经理徐鹏博士说，"同时，微软产品在多媒体应用、终端应用以及其它行业应用方面的优势也是勿庸置疑的，这使得电信运营商可以基于Windows平台提供更加丰富多样的业务来满足用户需求。”

    在看到微软产品的上述优势后，研究所已初步确立将微软产品及解决方案作为迁移UniNet™AS运行环境的一种选择，但Windows平台在可靠性和可用性方面成为他们的主要顾虑。

    “微软公司使我们逐渐消除了顾虑，增强了对Windows平台在可靠性和可用性方面的信心。”徐鹏博士说，“微软公司向我们具体介绍了Windows操作系统多年来在企业级能力方面所取得的重大进步，非凡是WindowsServer2003在可靠性、可用性和安全性方面所具备的企业级能力，并提供了很多迁移方案和大量成功迁移案例。于是，我们最终决定将UniNet™AS从Unix迁移到Windows。”

    图1  UniNet™AS移植前软件架构图

    UniNet™AS移植前的软件架构如图1所示。从图中可以看出，整个软交换应用服务器分为四个子系统--公共系统服务子系统、业务执行环境子系统、业务治理子系统、业务生成子系统。其中：

    业务系统服务子系统--是提供其它各模块操作的共同部分，成为一个模块，以使其它模块与底层的相关性大大减小。此模块与操作系统相关性很大，这一部分的移植工作不可避免。

    业务执行环境子系统--是应用服务器最重要的子系统，负责业务逻辑的执行，其实时性、并发性、高可用性等性能要求较高，且部分代码是二进制编码，移植工作量较大。

    业务治理环境子系统--是应用服务器的治理部分，主要功能模块和接口的移植处在可控范围内，只是工作量的问题，现阶段选择部分功能和接口进行移植。

    业务生成环境子系统--是业务生成部分，包括业务创建环境和业务测试环境两部分，主要是一些图形化应用部分，使用java语言开发，移植工作量亦在可控范围内，现阶段暂不移植。

    图2  UniNet™AS移植后软件架构图

    移植后的目标硬件平台将运行在基于Intel架构的X86服务器上，服务器操作系统采用WindowsServer2003企业版，数据库采用SQLServer 2000企业版。研究所根据UniNet™ AS的软件架构，在MCS的配合下确定了具体的移植方案，移植后的软件架构如图2所示。其中，业务治理环境和业务执行环境子系统的Posix C++代码向Windows平台进行移植；在Windows平台上开发业务逻辑虚拟机（SLVM）完成Java业务逻辑包向基于C++编写的业务逻辑执行环境的适配；数据库从Oracle向SQL Server进行移植；公共系统服务子系统由Posix C++向Windows平台移植；对业务生成环境则只需进行测试。

    在具体移植过程中，主要存在以下一些技术难点：

    数据库移植--数据库方面，UniNet™AS原来使用Oracle9i提供的PRO*C/C++预编译器，在Solaris/HPUnix下生成动态接口库，而研究所对SQL Server基本不了解，需要技术支持。

    SLVM的开发--由于业务创建环境是用Java开发的，现阶段暂不移植，而由业务创建环境生成的业务逻辑包是JAR包，而业务逻辑执行环境是用C++代码编写的，这就需要在业务逻辑执行环境上做一个Java适配接口，用于解析业务创建环境生成的JAR包，使业务逻辑执行环境能够提取业务逻辑。在C++上做Java适配有一定的技术难度。

    其它--Unix在共享内存、线程、定时器、消息队列和信息输出方面的实现机制和使用方面与Windows存在较大差别。而UniNet™AS由于程序逻辑非常复杂，大量使用了这些机制。因此，研究所对这些机制在Windows平台上的实现和使用方法需要进行学习和把握。

    “微软派出了资深技术人员针对系统移植存在的技术难点，给我们提供了强有力的支持和帮助。”徐鹏博士说，“在他们的帮助下，技术难题全部得到解决，移植工作得以顺利进行。原定的系统移植工作在两个月内就完成了。微软技术团队所提供的帮助是系统移植成功的重要因素。”

    用户收益

    软交换应用服务器UniNet™AS由Unix向Windows的移植，改变了建立在UniNet™AS平台上的电信业务的支撑环境，这使得电信运营商能够充分享受到Windows平台在开发、部署和维护方面所带来的便利和节省。同时，利用Windows平台在多媒体、终端应用以及其它行业应用方面的优势，可以极大的丰富电信业务的内容，从而提高其竞争力。

    所有这些因素都将为电信运营商带来直接的经济收益。迁移后的系统总体拥有成本将大大降低。首先是新解决方案在硬件成本上的节省，运行Windows的硬件成本还不到运行Unix环境所需成本的一半。其次是Unix/Oracle的软件许可费用比Windows/SQLServer要高的多。同时，在Windows平台上运行新业务可以节省在Unix平台上相对高昂的维护和治理费用，从而带来持续的成本效益。

    “据我们所作的一项经济效益估算表明，采用迁移后的UniNet™AS平台，系统的三年期总体拥有成本将节省近一半。”徐鹏博士总结道，“同时，在新的UniNet™AS平台构建业务的上市周期将缩短1/3以上，这为电信运营商增强竞争力提供了保障。”

    系统迁移除了带来成本上的节省外，也表现出了良好的性能。据徐鹏博士介绍，“我们对迁移后的UniNet™AS所作了业务性能测试，其结果表明迁移后的系统性能与迁移前相当，甚至在某些指标上要更高一些。”

    UniNet™AS的成功迁移为研究所树立了Windows平台能够胜任电信业务应用的信心，他们计划在下一阶段会继续将其它UniNet™系列产品从Unix迁移到Windows，而最终达到整个软交换应用系统运行在Windows平台上的目标。

    作者：科姬