双归属在安徽电信软交换组网中的应用
2014-07-18朱祥权
摘要：双归属组网方式能较好地实现对软交换server 的保护。该文重点介绍安徽电信双归属组网中双归属的备份原理、心跳机制和倒换原理，以及在开局过程中出现的相关问题的故障现象和解决办法，为后续的技术使用提供参考意见。
关键词：双归属；安徽电信；倒换；心跳；虚拟MSC
中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2014）13-2958-04
1 双归属简介
双归属（Dual Homing），是指一个媒体网关MGW从属于两个MGC的组网模式。正常运行时，一个媒体网关MGW只注册到主用MGC上。当该主用MGC发生故障时，媒体网关MGW可以自动重新注册到另一个备用MGC上，继续为此媒体网关MGW所管理的用户提供业务控制功能。
本期工程安徽电信在全省新建综合关口局，采用软交换架构，在合肥集中部署一对移动软交换综合关口局CSOFTX3000，做为新建综合关口局的核心交换设备，在16个地市各新建一套媒体网关设备，，做为各个本地网与其他运营商的网间关口局使用。
两台GMSCe采用1+1互助双归属容灾方案，并异地容灾。逻辑上划分为两个大区，其中合肥、蚌埠、淮南、宿州、阜阳、滁州、淮北和亳州等8个本地网的GMGW归属于GMSCe3，马鞍山、安庆、黄山、铜陵、宣城、六安、池州和芜湖等8个本地网的GMGW归属于GMSCe4。两台GMSCe的负荷相对均衡，各处理50%的业务量，设备的利用率较高。
图1
1.1 1+1互助双归属组网介绍
CDMA移动软交换中心（MSCe）在网络中所处的位置较高，覆盖业务面大。当出现重大网络灾难时，如人为操作失误、设备故障、自然灾害等，会导致大范围的业务中断，影响非常大。为了实现CDMA网络的安全可靠运行，华为实现了CDMA软交换中心（MSCe）的异地容灾备份，即为网络上主用的MSCe增加一个备份的MSCe。正常情况下，主用MSCe处理各种信令和业务，接受来自MGW的注册处理；当主用MSCe发生故障时，容灾备份的MSCe能够承接原主用MSCe的全部业务工作，保证移动网络正常可靠运行。双归属组网模式可有效提高系统的安全性，组网灵活并节省成本。
“1+1互助”组网方案是指在MSCe层采用两个CSOFTX3000以互助的方式进行双归属组网，即每个CSOFTX3000既是主用MSCe，同时也是另外一个CSOFTX3000的备用MSCe，其典型组网如下图。
图2
CSOFTX3000 3在正常情况下承担A区的业务控制功能，即MGW 1正常情况下仅向CSOFTX3000 3发起注册请求；CSOFTX3000 4在正常情况下承担B区的业务控制功能，即MGW 2在正常情况下仅向CSOFTX3000 4发起注册请求。
当CSOFTX3000 3发生故障或者是当系统出现突发灾害事故时，CSOFTX3000 4将接管A区的业务控制功能，即MGW 1在失去主用MSCe控制的情况下将改向CSOFTX3000 4发起注册请求，反之亦然。
2 安徽电信双归属组网技术点分析
2.1 虚拟MSCe节点概念
为实现在备份MSCe上管理主用MSCe的业务，提出了虚拟MSCe节点的概念。并通过虚拟MSCe节点进行标识，其中虚拟MSCe节点0固定表示本节点，虚拟MSCe节点1固定表示其他备用局节点，在主用局CSFOTX30003上，配置两个双归属节点，索引为0的节点管理本局业务，索引为1的节点和索引为0的节点配置成互助关系，索引为1的节点正常情况下没有业务。
虚拟MSCe节点类型共有两种：本局虚拟MSCe节点和他局虚拟MSCe节点。
虚拟MSCe节点的状态，每个虚拟MSCe节点有“Active（激活）”和“Deactive（去激活）”两种状态。
虚拟MSCe节点的工作模式有独立工作模式和互助工作模式两种。综合关口局采用手工切换模式。
图3
2.2 双归属心跳
双归属“心跳”信号存在于两个互助的MSCe之间，通过WIFM板UDP定时发送检测报文实现。它是本局MSCe用来判断对端MSCe工作状态的一种检测机制，若本局MSCe在规定的时间内没有接收到对端MSCe发送的“心跳”信号，则本局MSCe将认为对端MSCe已经故障。
MSCe与MGW之间的“心跳”信号是MGW通过H.248协议的notify消息实现的，MGW定时发起检测消息。它是MGW用来判断MSCe工作状态的一种检测机制，若MGW在心跳检测时间内没有接收到MSCe的“心跳”响应信号，则MGW将认为当前控制它的MSCe已经故障。MGW继续发送心跳，当故障持续“故障切换MGC时长”后，MGW将向另外一个MSCe发起注册请求。
2.3 双归属备份原理
双归属1+1互助方式组网逻辑结构如下图所示。MSCe A的虚拟MSCe 0节点为本局节点，同时在MSCe B上配置虚拟MSCe 1节点作为互助节点。MGW1的承载及信令业务同时接入MSCe A（主用）和MSCe B（备份）的同一逻辑节点，MGW1节点业务的管理可以根据节点激活情况实现灵活切换。
图4
2.4 双归属倒换原理
将MSCe A的业务控制切换到MSCe B上的过程称为双归属倒换。当主用MSCe A需要搬迁或者升级时，可以人为地将主用MSCe A上的业务倒换到备用MSCe B上，只要在主用MSCe A上执行MML命令，就可以将主用MSCe A的业务全部倒换到备用MSCe B上。安徽电信关口局采用此种方式：
图5
2.5 双归属倒换容灾演习及故障分析
为了最大限度的保证安徽电信关口局网络安全，在入网割接之前，进行了数次网络的倒换容灾，数据备份的演习，对于倒换后的相关问题做了处理。
双归属手动倒换
综合关口局采用手动倒换和手动倒回模式，如在WVDB、WCDB单或者H.248链路故障，无法正常使用情况下，采用以下步骤进行倒换。
步骤1
在备用局（CSOFTX3000 4）执行MOD DHWM： WM=ASSIST， SN=“MSCe1”， SM=MANUAL， FS=ACTIVE；命令，将备用局节点“MSCe1”激活；
步骤2
在主用局（CSOFTX3000 3）执行MOD DHWM： WM=ASSIST， SN=“MSCe1”， SM=MANUAL， FS=DEACTIVE；命令，将主用局的节点“MSCe1”去激活。触发手动倒换流程。
注意：
若在业务正常的情况下进行倒换，需要将上述步骤掉换，先执行步骤2，再执行步骤1，避免双活。
在倒换演练过程中，出现有一个MGW 下的用户不能注册到备用MSC上，经过信令跟踪进行分析，并核查相关网元情况，发现是HLR 将该MGW 的GT码指向备用MSC 的寻址方式设置为GT 寻址，而关口局数据规范规定，省内各网元的寻址方式必须为DPC + SSN方式寻址，从而造成LSTP 翻译地址有误，导致该MGW下的用户无法注册到备用MSC上。
在倒换演练过程中出现另一现象是智能网用户在容灾倒换后作被叫时不能立即被叫，经过信令跟踪分析并核查数据，发现为智能网SCP（ servicecontrol point） 侧将该虚拟MSC 的信令点未正确指向用于MAP 业务转接的专用信令点编码上。
从演练结果来看，本次网络系统的容灾能力是可以保证的，演练中发现的问题主要是系统配置数据的规范性导致。从演练的结果也可以看出要运维人员按照规范维护网络系统的重要，保障网络安全。
3 结束语
在现代软交换网络组网思路下，对电信设备的可靠性和安全性提出了更高的要求。现在的软交换设备在组网和研制过程中重点就是要保证设备运行的安全可靠，但是从整个网络级的可靠性方面考虑的却不多。当MSC server 在集中放置时，如果MSC server发生故障，使得MGW 和MSC server 信令不相通，将会造成业务全部中断，会产生非常严重的影响。因此为了提高软交换网络的安全可靠性，可以考虑使用双归属容灾组网模式以提高整网的可靠性和安全性，把全网业务中断的可能性降到最低。核心网的软交换建设是每个电信运营商网络竞争的焦点，而电信运营商在网络部署时尤其关注如何根据当前情况以及网络演进的需要，从而选择合理的方案。随着双归属组网方式在软交换组网中的应用，使无线网络共享多个核心网络节点设备，优化网络资源，最终确保网络对承载业务的安全可靠。
图4
2.4 双归属倒换原理
将MSCe A的业务控制切换到MSCe B上的过程称为双归属倒换。当主用MSCe A需要搬迁或者升级时，可以人为地将主用MSCe A上的业务倒换到备用MSCe B上，只要在主用MSCe A上执行MML命令，就可以将主用MSCe A的业务全部倒换到备用MSCe B上。安徽电信关口局采用此种方式：
图5
2.5 双归属倒换容灾演习及故障分析
为了最大限度的保证安徽电信关口局网络安全，在入网割接之前，进行了数次网络的倒换容灾，数据备份的演习，对于倒换后的相关问题做了处理。
双归属手动倒换
综合关口局采用手动倒换和手动倒回模式，如在WVDB、WCDB单或者H.248链路故障，无法正常使用情况下，采用以下步骤进行倒换。
步骤1
在备用局（CSOFTX3000 4）执行MOD DHWM： WM=ASSIST， SN=“MSCe1”， SM=MANUAL， FS=ACTIVE；命令，将备用局节点“MSCe1”激活；
步骤2
在主用局（CSOFTX3000 3）执行MOD DHWM： WM=ASSIST， SN=“MSCe1”， SM=MANUAL， FS=DEACTIVE；命令，将主用局的节点“MSCe1”去激活。触发手动倒换流程。
注意：
若在业务正常的情况下进行倒换，需要将上述步骤掉换，先执行步骤2，再执行步骤1，避免双活。
在倒换演练过程中，出现有一个MGW 下的用户不能注册到备用MSC上，经过信令跟踪进行分析，并核查相关网元情况，发现是HLR 将该MGW 的GT码指向备用MSC 的寻址方式设置为GT 寻址，而关口局数据规范规定，省内各网元的寻址方式必须为DPC + SSN方式寻址，从而造成LSTP 翻译地址有误，导致该MGW下的用户无法注册到备用MSC上。
在倒换演练过程中出现另一现象是智能网用户在容灾倒换后作被叫时不能立即被叫，经过信令跟踪分析并核查数据，发现为智能网SCP（ servicecontrol point） 侧将该虚拟MSC 的信令点未正确指向用于MAP 业务转接的专用信令点编码上。
从演练结果来看，本次网络系统的容灾能力是可以保证的，演练中发现的问题主要是系统配置数据的规范性导致。从演练的结果也可以看出要运维人员按照规范维护网络系统的重要，保障网络安全。
3 结束语
在现代软交换网络组网思路下，对电信设备的可靠性和安全性提出了更高的要求。现在的软交换设备在组网和研制过程中重点就是要保证设备运行的安全可靠，但是从整个网络级的可靠性方面考虑的却不多。当MSC server 在集中放置时，如果MSC server发生故障，使得MGW 和MSC server 信令不相通，将会造成业务全部中断，会产生非常严重的影响。因此为了提高软交换网络的安全可靠性，可以考虑使用双归属容灾组网模式以提高整网的可靠性和安全性，把全网业务中断的可能性降到最低。核心网的软交换建设是每个电信运营商网络竞争的焦点，而电信运营商在网络部署时尤其关注如何根据当前情况以及网络演进的需要，从而选择合理的方案。随着双归属组网方式在软交换组网中的应用，使无线网络共享多个核心网络节点设备，优化网络资源，最终确保网络对承载业务的安全可靠。
图4
2.4 双归属倒换原理
将MSCe A的业务控制切换到MSCe B上的过程称为双归属倒换。当主用MSCe A需要搬迁或者升级时，可以人为地将主用MSCe A上的业务倒换到备用MSCe B上，只要在主用MSCe A上执行MML命令，就可以将主用MSCe A的业务全部倒换到备用MSCe B上。安徽电信关口局采用此种方式：
图5
2.5 双归属倒换容灾演习及故障分析
为了最大限度的保证安徽电信关口局网络安全，在入网割接之前，进行了数次网络的倒换容灾，数据备份的演习，对于倒换后的相关问题做了处理。
双归属手动倒换
综合关口局采用手动倒换和手动倒回模式，如在WVDB、WCDB单或者H.248链路故障，无法正常使用情况下，采用以下步骤进行倒换。
步骤1
在备用局（CSOFTX3000 4）执行MOD DHWM： WM=ASSIST， SN=“MSCe1”， SM=MANUAL， FS=ACTIVE；命令，将备用局节点“MSCe1”激活；
步骤2
在主用局（CSOFTX3000 3）执行MOD DHWM： WM=ASSIST， SN=“MSCe1”， SM=MANUAL， FS=DEACTIVE；命令，将主用局的节点“MSCe1”去激活。触发手动倒换流程。
注意：
若在业务正常的情况下进行倒换，需要将上述步骤掉换，先执行步骤2，再执行步骤1，避免双活。
在倒换演练过程中，出现有一个MGW 下的用户不能注册到备用MSC上，经过信令跟踪进行分析，并核查相关网元情况，发现是HLR 将该MGW 的GT码指向备用MSC 的寻址方式设置为GT 寻址，而关口局数据规范规定，省内各网元的寻址方式必须为DPC + SSN方式寻址，从而造成LSTP 翻译地址有误，导致该MGW下的用户无法注册到备用MSC上。
在倒换演练过程中出现另一现象是智能网用户在容灾倒换后作被叫时不能立即被叫，经过信令跟踪分析并核查数据，发现为智能网SCP（ servicecontrol point） 侧将该虚拟MSC 的信令点未正确指向用于MAP 业务转接的专用信令点编码上。
从演练结果来看，本次网络系统的容灾能力是可以保证的，演练中发现的问题主要是系统配置数据的规范性导致。从演练的结果也可以看出要运维人员按照规范维护网络系统的重要，保障网络安全。
3 结束语
在现代软交换网络组网思路下，对电信设备的可靠性和安全性提出了更高的要求。现在的软交换设备在组网和研制过程中重点就是要保证设备运行的安全可靠，但是从整个网络级的可靠性方面考虑的却不多。当MSC server 在集中放置时，如果MSC server发生故障，使得MGW 和MSC server 信令不相通，将会造成业务全部中断，会产生非常严重的影响。因此为了提高软交换网络的安全可靠性，可以考虑使用双归属容灾组网模式以提高整网的可靠性和安全性，把全网业务中断的可能性降到最低。核心网的软交换建设是每个电信运营商网络竞争的焦点，而电信运营商在网络部署时尤其关注如何根据当前情况以及网络演进的需要，从而选择合理的方案。随着双归属组网方式在软交换组网中的应用，使无线网络共享多个核心网络节点设备，优化网络资源，最终确保网络对承载业务的安全可靠。
