七号信令系统的负荷分担技术.doc

1、S12 七号信令系统的负荷分担技术 作者： 秦奋、朱寅 摘 要 : 本 文 分 析 了 七 号 信 令 系 统 MTP 部 分 和 SCCP 部 分 的 负 荷 分 担 在 S12 系 统 上 的 实 现 方 式 。 MTP 部 分 地 负 荷 分 担 包 括 不 同 链 路 组 之 间 的 负 荷 分 担 以 及 同 一 链 路 组 内 不 同 链 路 之 间 的 负 荷 分 担 ； SCCP 部 分 的 负 荷 分 担 在 原 有 的 七 版 软 件 中 只 有 根 据 GT 进 行 的 静 态 负 荷 分 担 ， 本 文 给 出 了 上 海 贝 尔 开 发 的 根 据 Transacti

2、on ID 和 LCE ID 实 现 的 动 态 负 荷 分 担 方 案 。 Summary: The thesis analyses the implement of loadsharing function of MTP and SCCP part in S12 system. The loadsharing of MTP part includes the loadsharing among different signalling linksets and the loadsharing of different signalling links in one signalling l

3、inkset; For the loadsharing of SCCP part, there is only static loadsharing mechanism, which is based on GT, in previous R7 version. The thesis provides a dynamic loadsharing solution developed by Shanghai Bell, which is based on the Transaction ID and LCE ID. 关 键 词 MTP ： Message Transfer Part 消 息 传

4、递 部 分 SLS ： Signalling Link Selection 信 令 链 路 选 择 码 SP ： Signalling Point 信 令 点 Link ： 链 路 Linkset ： 链 路 组 Rout e ： 路 由 Routeset ： 路 由 组 SCCP ： Signalling Connection Control Part 信 令 连 接 控 制 部 分 GT ： Global Title 全 局 码 参 考 资 料 ： ITU-T Q.704 S12 Y68GWA03: Handle N7Routeset S12 LVATJV03: Handle N7 tra

5、ffic Distribution S12 Y67YWA04: SCCP RGSM S12 Y674WA04: SCRT RGSM 引 言 七 号 信 令 技 术 在 当 今 的 电 信 网 络 中 的 应 用 越 来 越 广 泛 。 ， ， ， ， 消 息 都 是 基 于 七 号 信 令 技 术 之 上 的 。 随 着 （ 信 令 转 接 点 ） 的 引 入 ， 我 国 建 立 起 了 由 国 家 骨 干 网 、 省 内 本 地 网 所 构 成 的 二 级 七 号 信 令 网 。 七 号 信 令 的 负 荷 分 担 技 术 对 于 这 种 多 级 网 络 结 构 来 说 就 显 得 极 为

6、重 要 了 。 如 果 应 用 不 当 就 会 产 生 信 令 点 、 链 路 组 、 链 路 的 负 荷 严 重 不 均 。 作 为 在 国 内 、 国 际 上 被 广 泛 使 用 的 交 换 机 ， 其 七 号 信 令 的 负 荷 分 担 技 术 也 为 广 大 用 户 所 关 心 。 现 就 对 七 版 （ 包 括 . 版 及 . 版 ） 的 七 号 信 令 负 荷 分 技 术 做 一 个 详 细 说 明 。 七 号 信 令 的 负 荷 分 担 一 般 分 为 的 负 荷 分 担 和 的 负 荷 分 担 。 部 分 的 负 荷 分 担 第 三 层 消 息 传 递 部 分 （ ） 负 荷

7、分 担 ， 目 的 是 为 了 使 整 个 网 络 在 组 成 系 统 的 各 个 信 令 点 上 以 及 两 信 令 点 之 间 各 条 信 令 链 路 上 所 传 递 的 数 量 尽 可 能 的 均 匀 。 具 体 体 现 为 如 何 根 据 中 的 码 来 进 行 路 由 （ 链 路 组 ） 和 链 路 的 合 理 选 择 问 题 。 另 外 ， 当 网 络 比 较 复 杂 ， 到 达 目 的 信 令 点 可 能 经 过 数 级 信 令 转 接 点 时 ， 在 考 虑 负 荷 分 担 方 案 时 必 须 保 证 下 一 级 信 令 转 接 点 能 以 同 样 的 方 式 实 现 负 荷

8、的 均 匀 负 担 。 中 对 部 分 的 负 荷 分 担 有 一 整 套 的 实 现 方 式 ， 能 够 保 证 网 络 中 各 信 令 点 以 及 两 信 令 点 之 间 各 条 链 路 上 的 负 荷 尽 可 能 的 均 匀 。 2.1 对 路 由 状 态 的 描 述 例 如 ， 图 1-1 中 从 信 令 点 经 过 一 对 信 令 转 接 点 到 的 路 由 信 息 定 义 如 下 ： 图 1. 信 令 点 （ SP ） ： SP1 、 SP2 2. 链 路 （ Link ） ： LK1 、 LK2 、 LK3 、 LK4 3. 链 路 组 （ LinkSet ） ： LS1 = L

9、K1 + LK2 LS2 = LK3 + LK4 4. 路 由 （ Route ） ： RT1 ： SP1 STP1 SP2 RT2 ： SP1 STP2 SP2 5. 路 由 组 （ Routeset ） ： RS = RT1 + RT2 其 中 ， 路 由 是 一 个 逻 辑 概 念 ， 实 际 上 通 过 对 相 邻 链 路 组 的 选 择 就 决 定 了 一 条 路 由 ， 因 此 在 S12 中 没 有 相 应 的 数 据 结 构 与 之 对 应 ， 而 其 余 各 条 信 息 在 S12 中 均 有 相 应 的 数 据 结 构 。 例 如 ， ExchNBR 对 应 信 令 点 ；

10、 SR （ 静 态 路 由 ） 对 应 路 由 组 ； DR （ 动 态 路 由 ） 对 应 链 路 组 ； LKID （ 链 路 号 ） 对 应 链 路 。 如 果 从 SP1 点 出 发 ， 则 到 SP2 点 的 路 由 状 况 的 描 述 可 以 分 为 两 个 层 次 ： 1. 静 态 路 由 SR （ 到 SP2 ） 包 括 两 条 动 态 路 由 DR1 = LS1 ， DR2 = LS2 。 即 ， 到 SP2 点 有 两 条 路 由 ， 一 条 走 LS1 经 相 邻 点 STP1 到 SP2 ， 另 一 条 走 LS2 经 相 邻 点 STP2 到 SP2 。 2. 动 态

11、 路 由 DR1 中 有 两 条 链 路 ： LK1 和 LK2 ； 动 态 路 由 DR2 中 有 两 条 链 路 ： LK3 和 LK4 。 即 ， 到 相 邻 点 STP1 共 有 两 条 链 路 ： LK1 和 LK2 ； 到 相 邻 点 STP2 共 有 两 条 链 路 ： LK3 和 LK4 。 这 样 才 完 整 地 描 述 出 了 从 SP1 点 到 SP2 点 的 路 由 状 况 。 图 中 从 SP1 到 SP2 有 两 个 不 同 的 链 路 组 共 有 4 条 链 路 可 选 ， 按 照 负 荷 分 担 的 要 求 ， 从 SP1 到 SP2 的 负 荷 要 尽 可 能

12、 的 均 匀 ， 这 样 就 有 两 种 方 式 ： 一 是 在 路 由 级 别 的 负 荷 分 担 ， 即 要 求 两 条 路 由 经 过 STP1 和 STP2 的 负 荷 相 同 ； 二 是 在 链 路 级 别 的 负 荷 分 担 ， 即 要 求 四 条 链 路 LK1 、 LK2 、 LK3 、 LK4 所 承 担 的 负 荷 相 同 。 这 在 到 两 个 信 令 转 接 点 的 链 路 数 目 相 同 的 情 况 下 效 果 是 相 同 的 。 但 是 当 LK3 退 出 服 务 ， 到 STP2 只 有 一 条 链 路 时 ， 若 采 用 第 一 种 方 式 ， 可 使 两 信

13、令 转 接 点 STP1 和 STP2 所 承 担 的 负 荷 仍 然 相 同 , 但 链 路 LK4 所 承 担 的 负 荷 将 相 当 于 LK1 和 LK2 所 承 担 的 负 荷 之 和 ； 若 采 用 第 二 种 方 式 ， 可 使 三 条 链 路 LK1 ， LK2 ， LK4 所 承 担 的 负 荷 相 同 ， 但 是 信 令 转 接 点 STP1 所 承 担 的 负 荷 将 是 STP2 点 的 两 倍 。 这 两 种 方 式 之 间 存 在 着 矛 盾 ， 具 体 采 用 何 种 方 式 ， 不 同 的 规 范 是 不 一 样 的 。 在 ITU T 规 范 中 采 用 的

14、是 第 一 种 方 式 ， 但 也 有 些 国 家 的 规 范 （ ANSI ） 中 把 第 二 种 方 式 作 为 可 选 项 。 在 目 前 七 版 S12 系 统 中 采 用 的 是 符 合 ITU 规 范 的 第 一 种 方 式 。 即 将 推 出 的 WorldRelease 版 本 将 兼 容 第 二 种 方 式 ， 把 它 作 为 可 选 项 ， 使 用 户 在 考 虑 负 荷 分 担 的 时 候 可 以 更 加 灵 活 。 2.2 链 路 组 之 间 的 负 荷 分 担 采 用 动 态 循 环 移 位 根 据 SLS 来 选 择 链 路 组 的 分 配 方 式 到 一 个 信

15、令 点 的 路 由 最 多 有 4 条 ， 即 最 多 有 4 个 链 路 组 可 选 。 SLS 由 dcba 四 位 组 成 ， 根 据 dc 两 位 来 选 择 链 路 组 就 够 了 。 - - - - - - - - 例 如 ， 上 图 中 从 SP1 点 到 其 余 各 点 共 有 4 条 路 由 可 选 ， 其 DR 分 别 为 A ， B ， C ， D 。 这 一 信 息 存 在 于 路 由 表 中 的 半 永 久 （ 静 态 ） 数 据 中 ， 但 并 不 是 用 SLS 来 选 择 路 由 的 依 据 。 路 由 管 理 程 序 还 将 对 此 静 态 数 据 进 行 动

16、 态 循 环 移 位 ， 产 生 到 每 一 信 令 点 的 动 态 路 由 表 ， 作 为 SLS 选 择 路 由 的 依 据 ： 例 如 ， 到 SP2 点 的 动 态 路 由 表 为 A 、 B 、 C 、 D 。 即 ， dc=0 选 链 路 组 A ； dc=1 选 链 路 组 B ； dc=2 选 链 路 组 C ； dc=3 选 链 路 组 D 。 相 当 于 SLS = 0 - 3 选 链 路 组 A ； SLS = 4 - 7 选 链 路 组 B ； SLS = 8 - 11 选 链 路 组 C ； SLS = 12 - 15 选 链 路 组 D 。 则 ， 到 SP3 点

17、的 动 态 路 由 表 为 D 、 A 、 B 、 C ； 即 SLS = 0 - 3 选 链 路 组 D ； SLS = 4 - 7 选 链 路 组 A ； SLS = 8 - 11 选 链 路 组 B ； SLS = 12 - 15 选 链 路 组 C 。 到 SP4 点 的 动 态 路 由 表 为 C 、 D 、 A 、 B ； 即 SLS = 0 - 3 选 链 路 组 C ； SLS = 4 - 7 选 链 路 组 D ； SLS = 8 - 11 选 链 路 组 A ； SLS = 12 - 15 选 链 路 组 B 。 到 SP5 点 的 动 态 路 由 表 为 B 、 C 、

18、D 、 A ； 即 SLS = 0 - 3 选 链 路 组 B ； SLS = 4 - 7 选 链 路 组 C ； SLS = 8 - 11 选 链 路 组 D ； SLS = 12 - 15 选 链 路 组 A 。 到 SP6 点 的 动 态 路 由 表 为 A 、 B 、 C 、 D 。 即 SLS = 0 - 3 选 链 路 组 A ； SLS = 4 - 7 选 链 路 组 B ； SLS = 8 - 11 选 链 路 组 C ； SLS = 12 - 15 选 链 路 组 D 。 可 以 看 到 ， 在 这 种 方 式 下 ， 根 据 SLS 选 择 A 、 B 、 C 、 D 四

19、个 链 路 组 的 概 率 是 相 同 的 ， 保 证 了 SP1 到 相 邻 点 STPA 、 STPB 、 STPC 、 STPD 的 负 荷 是 均 匀 的 ； 同 时 还 可 以 看 到 在 经 过 STP 点 之 后 ， 从 0 到 15 各 SLS 的 数 量 从 统 计 上 亦 是 均 匀 的 ， 这 样 ， 如 果 还 有 下 一 级 STP 存 在 的 话 ， 在 第 一 级 及 以 后 各 级 STP 点 均 可 以 采 用 相 同 的 方 式 进 行 负 荷 分 担 。 以 上 所 述 的 都 是 在 缺 省 情 况 下 由 系 统 自 动 进 行 管 理 的 模 式 ，

20、 这 是 在 实 际 应 用 中 运 用 最 普 遍 的 一 种 方 式 。 事 实 上 ， S12 为 测 试 和 管 理 的 需 要 还 提 供 了 由 人 工 控 制 选 择 链 路 组 的 方 法 ， 使 用 户 可 以 根 据 实 际 情 况 灵 活 地 进 行 负 荷 分 担 的 调 整 。 人 工 控 制 方 式 是 通 过 在 人 机 命 令 CREATE N7RTES 在 创 建 N7 路 由 时 加 一 个 参 数 ： MANDISTR （ manual routing distribution ） 来 控 制 。 例 如 对 于 有 两 个 链 路 组 （ A 、 B ）

21、 的 情 况 ， 若 MANDISTR = NONE ， 则 动 态 路 由 表 由 系 统 自 动 分 配 ； 若 MANDISTR = ABAB ， 则 限 定 动 态 路 由 表 为 ： A 、 B 、 A 、 B 。 即 SLS = 0 - 3 选 链 路 组 A ， SLS = 4 - 7 选 链 路 组 B ， SLS = 8 - 11 选 链 路 组 A ， SLS = 12 - 15 选 链 路 组 B ； 若 MANDISTR = ABBA ， 则 限 定 动 态 路 由 表 为 ： A 、 B 、 B 、 A ； 若 MANDISTR = AABB ， 则 限 定 动 态

22、路 由 表 为 ： A 、 A 、 B 、 B ； 若 MANDISTR = BBAA ， 则 限 定 动 态 路 由 表 为 ： B 、 B 、 A 、 A 。 2.3 同 一 链 路 组 内 不 同 链 路 之 间 的 负 荷 分 担 根 据 SLS 来 进 行 链 路 的 选 择 ， 一 个 链 路 组 中 最 多 有 16 条 七 号 链 路 ， 需 要 由 SLS 的 dcba 四 位 来 确 定 。 S12 系 统 的 缺 省 情 况 为 均 匀 分 配 ， 并 可 以 根 据 用 户 的 实 际 要 求 ， 做 任 意 修 改 。 如 链 路 组 中 有 两 条 链 路 ， 其

23、缺 省 分 配 方 式 为 1 、 2 、 1 、 2 、 1 、 2 、 1 、 2 、 1 、 2 . 如 链 路 组 中 有 三 条 链 路 ， 其 缺 省 分 配 方 式 为 1 、 2 、 3 、 1 、 2 、 3 、 1 、 2 、 3 . 如 链 路 组 中 有 四 条 链 路 ， 其 缺 省 分 配 方 式 为 1 、 2 、 3 、 4 、 1 、 2 、 3 、 4 . 其 余 的 以 此 类 推 。 S12 中 也 提 供 了 由 人 工 进 行 链 路 分 配 的 人 机 命 令 ： MODIFY-N7TRDIST 。 （ Modify N7 Traffic Dist

24、ribution ） 。 其 参 数 包 括 ATRDIST （ auto traffic distribution ） 、 TRDIST1-16 （ traffic distribution ） 。 如 下 图 例 中 ， 从 SP1 到 SP2 共 有 四 条 链 路 ， 其 SLC 码 分 别 为 1 、 2 、 3 、 4 。 - - - - 则 其 缺 省 分 配 方 式 为 ： 1 、 2 、 3 、 4 、 1 、 2 、 3 、 4 、 1 、 2 、 3 、 4 、 1 、 2 、 3 、 4 。 即 SLS = 0 选 链 路 1 ， SLS = 1 选 链 路 2 ， S

25、LS = 2 选 链 路 3 ， SLS = 3 选 链 路 4 ， SLS = 4 选 链 路 1 ， SLS = 5 选 链 路 2 ， SLS = 6 选 链 路 3 ， SLS = 7 选 链 路 4 ， SLS = 8 选 链 路 1 ， SLS = 9 选 链 路 2 ， SLS = 10 选 链 路 3 ， SLS = 11 选 链 路 4 ， SLS = 12 选 链 路 1 ， SLS = 13 选 链 路 2 ， SLS = 14 选 链 路 3 ， SLS = 15 选 链 路 4 。 如 若 采 用 人 工 方 式 进 行 链 路 分 配 ， 给 定 参 数 TRDIS

26、T1 = 0&1&1 ， TRDIST2 = 2&9&2 ， TRDIST3 = 10&11&3 ， TRDIST4 = 12&15&4 。 即 ， 指 定 SLS = 0 - 1 选 用 SLC = 1 的 链 路 ， SLS = 2 - 9 选 用 SLC = 2 的 链 路 ， SLS = 10 - 11 选 用 SLC = 3 的 链 路 ， SLS = 12 - 15 选 用 SLC = 4 的 链 路 。 则 链 路 分 配 情 况 变 为 ： 1 、 1 、 2 、 2 、 2 、 2 、 2 、 2 、 2 、 2 、 3 、 3 、 4 、 4 、 4 、 4 。 参 数 A

27、TRDIST 取 消 人 工 进 行 的 链 路 分 配 ， 由 系 统 自 动 对 可 用 的 链 路 进 行 均 匀 分 配 。 在 上 例 中 如 若 再 用 人 机 命 令 给 定 参 数 ATRDIST ， 则 链 路 分 配 情 况 恢 复 为 ： 1 、 2 、 3 、 4 、 1 、 2 、 3 、 4 、 1 、 2 、 3 、 4 、 1 、 2 、 3 、 4 。 从 这 些 例 子 中 可 以 看 出 ， S12 系 统 通 过 先 选 择 不 同 的 链 路 组 ， 再 在 同 一 链 路 组 中 选 择 不 同 的 链 路 实 现 了 负 荷 的 均 匀 分 担 ，

28、 并 且 保 证 下 一 级 信 令 点 能 够 以 同 样 的 方 式 实 现 负 荷 分 担 。 而 且 在 链 路 组 和 链 路 的 选 择 方 式 上 都 提 供 了 人 机 命 令 ， 可 以 用 人 工 进 行 负 荷 分 担 的 调 整 ， 具 有 很 大 的 灵 活 性 和 实 用 性 。 部 分 的 负 荷 分 担 部 分 的 负 荷 分 担 分 为 静 态 负 荷 分 担 和 动 态 负 荷 分 担 两 种 。 静 态 负 荷 分 担 即 指 根 据 的 不 同 ， 翻 译 出 两 个 不 同 的 目 的 地 信 令 点 将 SCCP 消 息 尽 可 能 均 匀 的 发

29、送 至 两 个 目 的 地 信 令 点 。 静 态 负 荷 分 担 的 优 点 是 简 单 易 操 作 ， 同 时 对 消 息 的 跟 踪 分 析 比 较 方 便 。 缺 点 是 很 难 完 全 实 现 50% 的 负 荷 分 担 ； 同 时 为 了 做 到 均 匀 分 担 ， 可 能 要 增 加 GT 的 分 析 位 长 ， 因 此 会 降 低 系 统 效 率 。 而 动 态 负 荷 分 担 可 以 弥 补 这 些 缺 点 。 目 前 S12 七 版 软 件 中 只 提 供 静 态 负 荷 分 担 功 能 ， 但 上 海 贝 尔 已 开 发 并 实 现 了 动 态 负 荷 分 担 的 功 能

30、 ， 只 需 增 加 若 干 补 丁 程 序 以 及 修 改 相 应 人 机 命 令 模 块 ， 即 可 在 保 证 原 有 功 能 的 基 础 上 方 便 地 实 现 动 态 负 荷 分 担 。 并 未 采 用 那 种 最 简 单 的 随 机 轮 选 两 个 目 的 地 的 方 式 来 实 现 动 态 负 荷 分 担 ， 因 为 该 方 式 只 适 用 于 业 务 。 上 海 贝 尔 根 据 目 前 七 号 网 络 上 业 务 （ 主 要 是 和 ） ， 结 合 S12 自 身 为 全 分 散 系 统 的 特 点 进 行 了 设 计 ， 依 据 消 息 的 Transaction 以 及 内

31、 部 处 理 翻 译 模 块 的 来 实 现 的 动 态 负 荷 分 担 功 能 。 该 方 法 不 但 可 实 现 两 个 目 的 地 的 平 均 负 荷 分 担 ， 而 且 还 考 虑 了 多 级 网 络 结 构 的 情 况 ， 能 保 证 下 一 级 SCCP 动 态 负 荷 分 担 的 顺 利 进 行 。 提 供 了 新 的 人 机 命 令 接 口 ， 对 命 令 增 加 了 新 的 参 数 ， 并 相 应 地 对 原 有 参 数 进 行 了 修 改 。 新 参 数 提 供 了 ， ， ， 四 个 值 分 别 对 应 于 创 建 动 态 负 荷 分 担 数 据 、 修 改 动 态 负

32、荷 分 担 数 据 、 删 除 动 态 负 荷 分 担 数 据 、 转 换 至 备 用 路 由 方 式 四 个 操 作 ， 对 相 应 成 功 报 告 增 加 一 行 以 指 示 采 用 何 种 负 荷 分 担 方 式 ， 并 增 加 与 动 态 负 荷 分 担 相 应 的 目 的 地 信 息 （ ） 。 同 时 修 改 原 有 的 出 错 报 告 ， 使 其 在 适 用 于 静 态 负 荷 分 担 的 基 础 上 也 能 适 合 动 态 负 荷 分 担 。 以 下 就 有 关 实 现 的 操 作 做 一 详 细 说 明 。 3.1 创 建 动 态 负 荷 分 担 数 据 首 先 使 用 命 令 建 立 一 个 目 的 地 （ ） 的 相 关 信 息 ， 并 得 到 一 个 值 ， 然 后 再 使 用 命 令 ， 增 加 动 态 负 荷 分 担 数 据