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WCDMA容灾备份方案研究

绿色质量工程

2008第08期

0引言

在当今信息化时代,信息系统已经遍布企业的各个环节。企业信息系统的普及提高了企业的运营效率,但也带来了一定的风险———各种自然灾害和突发事件对企业信息系统的破坏都有可能导致整个企业的瘫痪,造成灾难性后果。美国9.11事件的发生,给全世界的企业敲响了警钟;汶川大地震的发生,又让我们充分认识到了容灾备份的重要性。对于高度依赖信息以及信息集中的企业来说,如何尽量提高企业的容灾能力是一个需要高度重视的问题。

1容灾的定义

所谓容灾,就是当意外灾难发生时,系统的应对和恢复能力。

容灾系统就是为信息系统提供的一个能应付各种灾难的环境,它将保证用户数据的安全性———数据级容灾,甚至能提供不间断应用服务———应用级容灾。

数据级容灾是指灾难发生后确保用户原有数据的完整性、可靠性和安全性。数据级容灾是容灾系统的基础,是最早被提出的,也是目前使用比较成熟的一种容灾系统,数据备份技术是数据级容灾系统中的核心技术。

应用级容灾建立在数据级容灾的基础之上,它不但要求用户数据的完整性、可靠性和安全性,还要求系统的处理能力有容灾的作用。应用级容灾系统能提供不间断的应用服务,让用户应用的服务请求能够透明地持续运行,感受不到灾难的影响,从而保证服务的完整、可靠、安全。对于通信系统这种实时服务系统来说,仅仅有数据级容灾是远远不够的,还必须建立应用级容灾系统。在本质上讲,应用级容灾其实就是网络级容灾,它要求整个通信网络有完整的容灾机制。

2核心网元的容灾策略

2.1MSCServer的容灾备份方案

2.1.1MSCServer的双归属备份

双归属(DualHoming)是指同一个媒体网关(MGW)

归属于两个MSCServer。正常运行情况下,MGW只注册到

一个MSCServer上,

而当该MSCServer发生故障时,

MGW可注册到另一个MSCServer上,继续为此MGW下

管理的用户提供业务,这样充分保证了网络的安全性。

MGW到主备用MSCServer有不同的SCTP偶联组,当

主用MSCServer不可达偶联组不可用后,媒体网关重新注册到备用MSCServer,启用备用的MSCServerSCTP偶联组。

MSCServer之间通过心跳线互联,相互检测对方状态是

否正常。

MSCServer之间都有备份通道,用于对VLR签约数据、

移动性管理数据、动态资源数据等进行备份。

MSCServer的双归属备份有以下三种方式:

WCDMA容灾备份方案研究

StudyonWCDMADisasterRecoveryBack-upSolution

张玲(南京邮电大学,江苏南京210006)

摘要:容灾是指当意外灾难发生时系统的应对和恢复能力。本文简要介绍了容灾的定义和等级,详细阐述

了核心网部分、智能网部分和彩铃部分的各种容灾备份方案,对于WCDMA网络的建设具有指导意义。

关键词:容灾备份;双归属;Iu-FlexPool中图分类号:TN914

文献标识码:B

文章编号:1003-0107

(2008)08-0055-03Abstract:Redundancyisthesystem'sresponseandrecoverycapabilitieswhenaccidentoccurs.Thispaperbrieflyintroducesthedefinitionandclassofredundancy,expatiatingvariousredundancyprogramsofCoreNetwork,IntelligentNetworkandCRBT.ItisveryimportanttotheconstructionofWCDMAnetwork.Keywords:Redundancy;DualHoming;Iu-FlexPoolCLCnumber:TN914

Documentcode:B

ArticleID:1003-0107

(2008)08-0055-03ZhangLing(NanjingUniversityofPostsandTelecommunications,JiangsuNanjing210006

)MGW2心跳线相连

MSCServer1

MSCServer2

主用链路

备用链路

MGW1

图1

网元名称

信令点编码

MSCServer1主用

OPC1

MSCServer2备用MSCServer2主用

OPC2

MSCServer1备用

表1

55

(1)双归属1+1主备模式

(2)双归属1+1互备模式

(3)双归属N+1备份模式

2.1.2MSCServerinPool(MSCServer池)

Iu-Flex是在3GPPRelease5中引入的一项对RAN的扩展功能,打破了传统的一个RAN接入节点只能与一个核心网(CN)节点相连接的限制,一个RNC既可以同时接入多个MSCServer,也可以同时接入多个SGSN。

在Iu-Flex技术中,引入了“池(Pool)”的概念,由多个MSCServer组成一个Server池,共同控制一个或多个位置区(LA)。这些LA中的RAN同时接到池中的每个MSCServer。RNC的终端用户按照负荷均衡的原则,可以注册到池中的任意一个MSCServer上,MSCServer间进行负荷分担,是基于用户的负荷分担,而不是基于RNC的负荷分担。

MSC池把若干的交换控制节点(MSC)汇集在一起,实现资源共享,互为补充,共同完成更大区域的集中控制功能。

一组MSCServer共同服务于一个大的业务区域。每个BSC/RNC和池内的各个MSCServer相连。

注:图中MSS是MSCServer的简称。

(1)业务分配

BSC/RNC将进入池区的用户分配注册到池中某一个MSCServer上。用户在资源池的服务区中漫游时,用户的登记、移动、切换、开关机等始终注册在同一个MSCServer上,直到用户漫游出该MSC资源池服务区。在MSC池服务过程中,对终端用户不会有任何影响。池内无MSC局间切换,这样能够减少HLR位置更新,减少处理机负荷,降低核心网信令负荷,增加系统容量。

(2)负载分担

负荷被均衡分配到池中的各网元上,单个MSCServer不会出现峰值负荷。资源池容量得到提高(1+1>2),现有容量资源可以得到充分利用。降低了拥塞风险,简化了配置和规划。

(3)CN容量的扩展

MSC池中的节点数量随着话务量的增长而逐步增加,只需在MSC资源池中增加一个MSC,即可方便地实现扩容,不需要割接,不影响网络的正常运行,也不需要重新划分服务区,从而减少了对无线接入网的影响。

(4)自动、实时的网络级冗余安全保障机制

当MSC资源池中的某个节点发生故障时,BSC会把接入网络中终端的服务请求(位置更新、试呼)重新分配给资源池中仍然正常工作的MSC,从而实现零宕机时间,提高MSC服务性能。池中的其它MSC/MSCServer会接手故障节点的话务,丝毫不影响用户的使用。当需要进行维护或升级时,只需以受控的、适当的方式暂停某个MSC/MSCServer的服务,激活话务的重新分配,即可实现完全自动的冗余分配。

2.2MGW的容灾备份方案

MGW的容灾备份采用负荷分担方案,即一个RNC只归属于一个MSCServer。一个RNC可以同时接入多个MGW,MGW之间负荷分担,形成负荷分担关系的MGW组成MGW资源池(MGWPool),并由一个MSCServer控制。

MSCServer根据预先设定的承载选择方式,在多个MGW上进行承载选择,各MGW的负荷由MSCServer在资源分配时进行灵活调整。当一个MGW发生故障时,RNC的负荷由其余的MGW承担,不会影响RNC的业务处理。MGW负荷分担技术通过MGW互备方式解决MGW的单点故障问题。

2.3SGSN的容灾备份方案

SGSN常用的容灾备份方案有两种:N+1和Gb-Flex。

Gb-Flex技术,即SGSNinPool,与MSCServerinPool类似。Gb-Flex技术的基础是Gb接口overIP,不仅需要SGSN支持,还需要BSC支持,同时提供IP接口。

2.4GGSN的容灾备份方案

池网络

非池网络

ServiceArea3

PoolServiceArea

ServiceArea1ServiceArea2

图3

局域网

GGSN2

GGSN1

IP

GGSN2

GGSN1

局域网

IP

图4

GreenQualityManagement绿色质量与管理

56

绿色质量工程

2008第08期

若干GGSN组成一个Pool。SGSN基于负荷分担的算法进行APN解析,选择Pool中一个合适的GGSN进行上下文激活。被SGSN选中的GGSN如果无法处理,将用户推荐到

Pool中的其它GGSN。SGSN通过与GGSN之间的路径检

测,发现故障时将故障GGSN承担的用户分担到Pool中其它的GGSN。原GGSN恢复时,SGSN将其列入选择范围。

3智能网部分的容灾策略

(1)

1+1容灾备份方式(镜像备份):指两个中心同时

处于“激活”工作状态,

互为容灾设备DR(disaster

recovery

),一个中心所有业务数据被同步镜像到另一个中心。镜像备份方式可实现业务无缝接管,但对系统软硬件、数据同步实时性及安全接管要求较为苛刻,每套中心的存储容量及处理能力必须满足支持全业务的要求。

(2)N+1容灾备份方式:指通过建立一套备份系统,对多套生产设备进行备份的方式。该方式优点是现网设备改造较小,投资较少,对生产机和容灾机软硬件无特殊要求;缺点是如同时有两套及以上生产设备出现重大故障(概率极低),容灾系统只能接管一套生产设备业务。生产设备和容灾设备可异地放置,实现远程容灾。

建议采用N+1容灾备份方式,对现网运行设备改动较少,投资较小,通过建立一套具有超强处理能力、超大容量、集合SCP/VC多种功能的智能网设备作为容灾系统,采用实时数据同步复制方案,保证异机备份业务数据与生产设备上业务数据的高度一致性。

4彩铃部分的容灾策略

(1)

相互冗余备份方案

局点如果有多个彩铃呼叫节点的情况下,因为各呼叫节点是单独建设,各呼叫节点都有全省用户的彩铃数据,呼叫节点之间无数据交互。单个节点出现故障时,可将该节点上承载的呼叫通过GMSC分担到其他呼叫节点。

为避免故障节点的呼叫转移到其他节点后造成对其他节点的影响,相互冗余方案要求在呼叫节点配置时,考虑一定的冗余系数。

(2)N+1备份方案

N+1容灾都是单接管方式,即多台生产设备同时灾难

时,容灾设备只能接管其中一台生产设备。

5结束语

容灾备份对于网络的安全性和可靠性来说是个至关重要的问题。随着3G时代的来临和网络的逐渐部署,运营商应当切实树立“预则立、不预则废”的观念,将灾难备份早日提上议事日程。◆

参考文献:

[1]林朝辉.基于Iu-Flex的WCDMA核心网组网技术的探

讨[J].移动通信,2006,3.

[2]尼松涛.WCDMA核心网三大容灾技术[J].现代通信,2006,8.

[3]梁雪梅.WCDMA核心网元容灾备份方案[J].电信工程技

术与标准化,2008,21.

容灾机

生产中心

生产机1

生产机2

生产机3

容灾中心

图5

小知识

企业标准化的基本任务

1、贯彻执行国家、行业和地方有关标

准化的法律、法规、规章和方针政策;

2、贯彻实施有关的技术法规,国家标

准、行业标准、地方标准和上级标准;

3、正确制定、修订和贯彻实施企业标

准;

4、积极承担上级标准的制定和修订任

务;

5、建立和健全企业标准体系并使之正

常有效运行;

6、对各种标准的贯彻实施进行监督和

检查。

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