1 設計背景
在我國開始實施的移動網(wǎng)間號碼攜帶(NP：Number Portability)現(xiàn)網(wǎng)試驗,，采用了一種集中數(shù)據(jù)庫的方式,，即在號碼攜帶業(yè)務網(wǎng)絡中設置一個集中的數(shù)據(jù)庫,，也稱為集中業(yè)務管理系統(tǒng)(CSMS：Central Service Management System)，運營商的號碼攜帶業(yè)務節(jié)點通過此集中數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)進行通信,，實現(xiàn)號碼攜帶的業(yè)務協(xié)商及NP數(shù)據(jù)下發(fā),。此體系結構如圖1所示。
圖1 NP業(yè)務體系架構
本地業(yè)務管理系統(tǒng)(LSMS)保存本地的號碼攜帶數(shù)據(jù),，并負責管理運營商內部的網(wǎng)元設備,；業(yè)務受理系統(tǒng)(SOA)主要負責受理和處理用戶提出的號碼攜帶申請；而CSMS處理所有SOA之問的交互信息,，并負責向LSMS同步號碼攜帶數(shù)據(jù),。
在此體系架構中，需要在CSMS與SOA／LSMS之間定義一種協(xié)議,，以實現(xiàn)各方之間的通信,，CSMS接口協(xié)議應運而生。
2 設計原則
在開始進行CSMS接口協(xié)議設計之前,，首先擬定了如下的幾條設計原則,，協(xié)議的具體內容也都是遵循這幾條原則進行設計的。
(1)滿足各種NP業(yè)務流程的需求
這一條是最基本的設計原則,。由于此接口協(xié)議是直接服務于NP業(yè)務流程,，因此通過協(xié)議定義的各種流程，都與實際的NP業(yè)務需求相對應,。例如NP業(yè)務開展的第一步就是受理NP申請,，在協(xié)議中就定義了與之對應的規(guī)范化的流程。
(2)協(xié)議有較高的可靠性
提出這點原則,，是與協(xié)議的應用環(huán)境有關的,。一方面，運營商側的NP業(yè)務節(jié)點以及CSMS都是IT設備，基于TCP／IP的網(wǎng)絡環(huán)境進行信息傳輸,，網(wǎng)絡可靠性并不高,；另一方面此協(xié)議對于NP業(yè)務體系又至關重要，一旦出現(xiàn)問題會影響NP業(yè)務的正常開展,，這就需要在協(xié)議可靠性方面做一些特殊的考慮,。
(3)易于開發(fā)和維護
一個易于開發(fā)和維護的協(xié)議將擁有更強的生命力。CSMS接口協(xié)議雖然是一個自定義的協(xié)議,，但是自定義的部分主要是在應用層,，在基礎承載協(xié)議還會選擇現(xiàn)成的協(xié)議。選擇一種通用性強,、規(guī)范化程度高,、使用范圍廣的承載協(xié)議，無疑能夠降低協(xié)議開發(fā)和實現(xiàn)的難度,，也更利于今后的擴展和升級,。
下面將會逐一介紹上述設計原則是如何體現(xiàn)在CSMS接口協(xié)議中的。
3 業(yè)務流程設計
為了實現(xiàn)完整的NP業(yè)務,，在接口協(xié)議中共定義“NP業(yè)務申請流程”,、“NP業(yè)務生效流程”、“NP業(yè)務取消流程”,、“NP業(yè)務注銷流程”,、“NP業(yè)務審計流程”、“欠費處理流程”等6大類的業(yè)務流程,。而在每一個大類中,，基于正常的或者可能出現(xiàn)異常的情況，還定義出了若干的子流程,。例如在NP業(yè)務申請流程中,，就包括“成功的申請流程”、“CSMS拒絕流程”,、“攜出方SOA拒絕流程”等,。
在CSMS接口協(xié)議業(yè)務流程中，兩個主要元素就是“消息”和“定時器”,。下面就以成功的NP業(yè)務申請流程為例說明CSMS接口協(xié)議中的流程設計思路,，以及消息和定時器的定義方法(圖2)。
圖2成功的NP業(yè)務申請流程
從圖2可以看到,，攜入方SOA首先需要將用戶的申請信息發(fā)送給CSMS,，CSMS響應后轉發(fā)給攜出方SOA，SOA驗證通過后,，將響應結果返回CSMS,，并由CSMS告知攜入SOA申請成功,。
在流程圖中，每一條消息(申請請求,、申請響應,、申請結果告知)都對應一種消息結構，用于傳遞相應的信息,。例如,，在申請響應消息中，就包含了“消息ID”,、“請求消息ID”,、“消息命令碼”、“業(yè)務類型”,、“NP號碼”,、“NP流程ID”、“返回代碼”,、“拒絕消息”等參數(shù)字段,。每個參數(shù)的用法、長度,、數(shù)據(jù)類型在協(xié)議中也都進行了嚴格的定義,。比如“消息ID”是由發(fā)送方維護的流水號,，用于唯一標識的消息,，采用l6位的定長字符串的方式來存儲和傳遞。在CSMS接口協(xié)議中,，共定義了34種消息,，應用于各種流程之中。
除了消息,，另一種對流程影響非常大的元素就是定時器,。可以說,，定時器嚴格的限定了NP業(yè)務節(jié)點的行為方式,。在圖2中，Tl-1定時器是申請請求與申請響應之間最大間隔的定時器,，此定時器要求CSMS在收到申請請求消息后,，必須在T1-1超時之前發(fā)送申請響應消息；而攜入方一旦在T1-1的時間內沒有正確地收到申請響應消息,，將會進行重發(fā)和告警,。在CSMS接口協(xié)議中，共定義了20個定時器,，分布于各個流程之中,。
受篇幅的限制,，對于協(xié)議中更多的流程不再介紹，感興趣的讀者可查閱網(wǎng)間移動號碼攜帶CSMS接口協(xié)議規(guī)范,。
4 協(xié)議高可靠性的設計
為了提高CSMS接口協(xié)議的可靠性,，在設計過程中引入了以下三種機制：
·ACK快速反饋機制；
·完善的錯誤定義和后處理機制,；
·心跳檢測機制,。
首先，在CSMS接口協(xié)議中,，定義了一種特殊的消息,，稱為ACK消息。在業(yè)務節(jié)點接收到任何一條NP消息后,，將首先返回一條ACK消息,。ACK消息不攜帶任何應用層面上的信息，僅僅是告知發(fā)送方我已經接收到了你方發(fā)來的消息,。有了ACK消息,，發(fā)送方就能立刻確認對方是否已經正確地接收到了消息，而不是在等待對方超時仍然沒有返回響應消息時才發(fā)現(xiàn)上一條消息對方并沒有正確接收到,。通過使用ACK機制,，無疑是提高了協(xié)議的可靠性。
其次,，在CSMS接口協(xié)議中,，定義了50多種錯誤消息代碼，并且根據(jù)實際應用情況,，還有可能繼續(xù)擴充,。這些錯誤消息代碼的定義，最大程度上細化了NP業(yè)務中可能出現(xiàn)的異常情況,，而細化的結果就是針對每一種錯誤情況都定義了完備的后處理機制,。例如當消息發(fā)送方收到的ACK消息中攜帶“500”(接收方服務器異常)錯誤代碼，則發(fā)送方應在五分鐘后使用新的MessageID號重發(fā)此消息,。這些錯誤代碼和后處理流程的定義,，保證了協(xié)議具有較強的容錯性和自愈能力。
最后,，CSMS接口協(xié)議中還定義了心跳檢測機制,，CSMS會定期通過網(wǎng)絡層的消息(例如Ping消息)檢測對端的健康狀態(tài)。一旦發(fā)現(xiàn)與對端之間的網(wǎng)絡出現(xiàn)問題,，則暫停發(fā)送消息,，避免在網(wǎng)絡故障時出現(xiàn)大量重發(fā)消息的堆積。
5 底層承載協(xié)議的選擇
CSMS接口協(xié)議是一種自定義的協(xié)議,，但是自定義的部分主要是為了實現(xiàn)NP特有的業(yè)務流程,，即自定義了各種消息和定時器,。而從協(xié)議的網(wǎng)絡模型上看，接口協(xié)議然是構建于一些底層的承載協(xié)議之上,。CSMS接口協(xié)議的層次結構如圖3所示,。
圖3 CSMS接口協(xié)議層次結構
采用以上這種協(xié)議架構，是基于CSMS接口協(xié)議的網(wǎng)絡環(huán)境決定的,。CSMS接口協(xié)議需要應用于TCP／IP的網(wǎng)絡環(huán)境之下,，在此網(wǎng)絡環(huán)境下，HTTP協(xié)議具有最強的適應性,，可以很好地解決私網(wǎng)穿越,、防火墻隔離等問題。
而使用SOAP協(xié)議,，是因為SOAP協(xié)議一方面具備自定義應用語義的能力,，另一方面標準化程度相對較高，有完善的協(xié)議規(guī)范,，并且已經在各種領域(包括電信領域)得到了較為廣泛的應用,。
誠然，TCP／IP網(wǎng)絡和HTTP協(xié)議在先天上都具有可靠性不夠強的缺陷,，但是作為主流的應用協(xié)議,，基于它們進行協(xié)議開發(fā)，能夠大大降低開發(fā)周期和開發(fā)難度,，自然也就提高了協(xié)議的易用性和可維護性,。而對于可靠性不高的問題，也可以通過各種提高可靠性的機制加以彌補,?？傮w而言,，這種協(xié)議架構還是具有很大的優(yōu)勢的,。
6 結語
我國的移動網(wǎng)間號碼攜帶現(xiàn)網(wǎng)試驗工作很快就要開展了，CSMS接口協(xié)議也已經在CSMS設備和運營商的SOA／LSMS設備上獲得了實現(xiàn),。從內部測試和試運行的情況來看,，這套協(xié)議基本達到了當初的設計目標，能夠很好地支撐各種NP業(yè)務流程,。
隨著號碼攜帶業(yè)務的不斷深入,，這套協(xié)議將接受進一步的考驗，并且定將繼續(xù)發(fā)展和完善下去,，以服務于全國網(wǎng)間移動號碼攜帶業(yè)務的開展,。