基于WiMAX本地路由下的數(shù)據(jù)庫優(yōu)化方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種基于WiMAX本地路由下的數(shù)據(jù)庫優(yōu)化方法，采用基于用戶IP地址和數(shù)據(jù)庫操作頻率改進的分片優(yōu)化方法，將CSN用戶數(shù)據(jù)庫中的用戶信息根據(jù)用戶IP地址按照一定的規(guī)則轉移到其它物理服務器，形成一個分片集群，并且在CSN用戶數(shù)據(jù)庫中設置數(shù)據(jù)庫路由，在查詢用戶信息時，將被叫用戶的IP地址發(fā)送至該數(shù)據(jù)庫路由，數(shù)據(jù)庫路由按照上述規(guī)則選擇在對應分片查詢被叫用戶信息，并且數(shù)據(jù)庫路由根據(jù)基于數(shù)據(jù)庫操作頻率改進算法實時分配各個分片存儲的用戶信息，使得各個分片服務器達到負載均衡。利用本發(fā)明的數(shù)據(jù)庫優(yōu)化方法可提高在高并發(fā)讀的CSN用戶數(shù)據(jù)庫的查詢管理效率，同時能夠降低運營商服務器的運營成本，為用戶提供更快捷更優(yōu)質的通信服務。
【專利說明】基于WiMAX本地路由下的數(shù)據(jù)庫優(yōu)化方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及計算機移動通信中的數(shù)據(jù)庫【技術領域】，具體而言涉及一種基于WiMAX本地路由下的數(shù)據(jù)庫優(yōu)化方法。
【背景技術】
[0002]在3G技術的發(fā)展備受關注的今天，WiMAX (全球微波互聯(lián)接入)技術作為一項新興無線寬帶技術，能夠在比W1-Fi更廣闊的地域范圍內(nèi)提供“最后一公里”寬帶連接性，由此支持企業(yè)客戶享受Tl類服務以及居民用戶擁有相當于線纜/DSL的訪問能力。由于其優(yōu)異的性能和較好的發(fā)展前景，使其在國內(nèi)外的通信領域都占有一席之地，并且將作為一股強大的動力推動通信發(fā)展。
[0003]同時，作為互聯(lián)網(wǎng)延伸的WiMAX系統(tǒng)每天都會產(chǎn)生大量的用戶數(shù)據(jù)，如何有效管理大量數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)是刻不容緩的問題。WiMAX網(wǎng)絡拓撲如圖1所示，該拓撲圖的參考模型如下:
[0004]ASN (AccessServiceNetwork):接入服務網(wǎng)絡，其功能是管理IEEE802.16的空中接口，為WIMAX用戶提供無線接入。通常由基站(BS是指基站)和網(wǎng)關(ASN-GW是指服務接入網(wǎng)關)兩部分構成。MS通過空中接口與BS連接，接入到WiMAX網(wǎng)絡中；ASN-GW是ASN網(wǎng)絡的上行出口，負責對終端的接入認證、接入路由、移動IP外部代理等功能。
[0005]CSN (ConnectivityServiceNetwork):連接端的核心服務網(wǎng)絡,其功能是定義了一套網(wǎng)絡功能的組合，為WiMAX網(wǎng)絡的用戶提供IP連接。通常可以由路由器，AAA代理或服務器，用戶數(shù)據(jù)庫，Internet網(wǎng)關設備等組成。
[0006]特別得，在WiMAX通信過程中，CSN的用戶數(shù)據(jù)庫需要存儲用戶的基本信息，例如用戶的MSID，即用的電話號碼，用`戶`的姓名，用戶的所在的BS，以及用戶所在的ASN網(wǎng)關信息。當被叫用戶處于該CSN時，CSN需要根據(jù)被叫用戶的IP查詢用戶數(shù)據(jù)庫查詢該用戶所屬ASN和BS，并根據(jù)路由協(xié)議轉發(fā)用戶的業(yè)務數(shù)據(jù)。CSN中用戶基本信息的表格式如下:
[0007]表1
[0008]
【權利要求】
1.一種基于WiMAX本地路由下的數(shù)據(jù)庫優(yōu)化方法，其特征在于，采用基于用戶IP地址和數(shù)據(jù)庫操作頻率改進的分片優(yōu)化方法，將CSN用戶數(shù)據(jù)庫中的用戶信息根據(jù)用戶IP地址按照一定的規(guī)則轉移到其它物理服務器，形成一個分片集群，并且在CSN用戶數(shù)據(jù)庫中設置數(shù)據(jù)庫路由，在查詢用戶信息時，將被叫用戶的IP地址發(fā)送至該數(shù)據(jù)庫路由，數(shù)據(jù)庫路由按照上述規(guī)則選擇在對應分片查詢被叫用戶信息，并且數(shù)據(jù)庫路由根據(jù)基于數(shù)據(jù)庫操作頻率改進算法實時分配各個分片存儲的用戶信息，使得各個分片服務器達到負載均衡，其實現(xiàn)包括以下步驟: 步驟1、將原始CSN用戶數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)信息按照IP地址的字段進行數(shù)據(jù)分塊，分為Ci> C2...C81,并規(guī)定每個分塊的用戶IP字段范圍，每個分塊中記錄所有符合該分塊IP字段范圍的用戶數(shù)據(jù)信息； 步驟2、為原始CSN用戶數(shù)據(jù)庫增加橫向物理服務器，建立分片集群Shardl、Shard2...ShardN，根據(jù)每個分塊的用戶數(shù)量建立數(shù)據(jù)分塊與分片的映射關系，然后將數(shù)據(jù)分塊根據(jù)用戶數(shù)量平均遷移到各個分片中，并在分片集群中建立分片路由器，分片路由器記錄當前分片與分塊的映射關系； 步驟3、通過CSN用戶數(shù)據(jù)庫中設置的數(shù)據(jù)庫路由記錄分片-分塊映射表以及分塊-用戶IP映射表，并為每個分片進行主備份，對于每個分片節(jié)點至少用兩個服務器進行備份，兩個備份服務器實時與分片的主服務器進行同步，其中一個備份服務器為分片的查詢服務器，即該分片存儲的用戶信息需要增加、刪除或更改時，在分片的主服務器中進行更改，當需要查詢該分片所存儲的信息時，則查詢該備份服務器；另外一個備份服務器作為分片主服務器的備用服務器，即在主服務器發(fā)生意外情況時自動升級為分片主服務器； 步驟4、分片服務器開始運行:當ASN網(wǎng)關向CSN提出新增、刪除或更新用戶信息請求時，首先根據(jù)用戶的IP地址查詢前述數(shù)據(jù)庫路由的分塊-用戶IP映射表，查找到用戶所在分塊，然后查選分片-分塊數(shù)據(jù)表得到用戶所在的分片，在分片的主服務器中進行相關操作；對于ASN網(wǎng)關提出的查詢操作，在獲得用戶信息所在的分片后，在分片的查詢服務器進行查詢操作； 步驟5、計算操作頻率值:根據(jù)每個分塊的插入次數(shù)、刪除次數(shù)、更新次數(shù)以及查詢次數(shù)h,Ui' Fv結合上述插入、刪除、更新和查詢四個操作的權重值Ins、Del、Upd、Fin，計算第i個分塊的操作頻率值為FJWi，其計算公式如下:
2.根據(jù)權利要求1所述的基于WiMAX本地路由下的數(shù)據(jù)庫優(yōu)化方法，其特征在于，前述步驟6中，預先定義一閾值U-MAX和UMIN，在所有分片中，用戶數(shù)量最大的分片與用戶數(shù)量最小的分片，其用戶數(shù)量的差值超過該閾值U-MAX時，調整各分片的分塊，其實現(xiàn)包括以下步驟: 步驟6-1、數(shù)據(jù)遷移的門限:計算每個分片的用戶數(shù)量，如果前述用戶數(shù)量的差值超過該閾值U-MAX時，則進行數(shù)據(jù)平衡直到前述差值小于U-MIN，分塊將從數(shù)據(jù)最密集的分片到最稀疏的分片，該數(shù)據(jù)最密集的分片定義為源分片，最稀疏的分片定義為目的分片； 步驟6-2、選擇遷移分塊:計算源分片和目的分片的FJIO值的差值，如果源分片的FJW值/(FJM)與目的分片的值t(f JM)滿足:f (F-DO) > t(F_DO},則從從源分片中選擇具有最大f 值的分塊作為遷移分塊，如果不滿足上述條件，則從從源分片中選擇具有最小f JO1值的分塊遷移分塊；以及 步驟6-3、分塊的遷移:將上述步驟6-2選擇的分塊遷移到目的分片中，然后計算分片集群中的分片用戶最大相差數(shù)，即數(shù)據(jù)最密集的分片和最稀疏的分片的用戶相差值，返回步驟6-1。
3.根據(jù)權利要求1所述的基于WiMAX本地路由下的數(shù)據(jù)庫優(yōu)化方法，其特征在于，前述步驟I中，以IP地址的前 八位作為分塊的依據(jù)。
【文檔編號】G06F17/30GK103810265SQ201410040036
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2014年1月27日 優(yōu)先權日:2014年1月27日
【發(fā)明者】潘甦, 周煒 申請人:南京郵電大學