專利名稱：一種多操作系統(tǒng)的分布式e1前置機實現(xiàn)方法
所屬領(lǐng)域本發(fā)明涉及七號信令(SS7)系統(tǒng)中多操作系統(tǒng)分布式E1接口前置機的實現(xiàn)方法。
背景技術(shù)：
隨著經(jīng)濟的發(fā)展和技術(shù)的不斷進步，七號信令網(wǎng)絡(luò)在我國得到了越來越廣泛的應(yīng)用。七號信令網(wǎng)是電信網(wǎng)的重要支撐網(wǎng)，是發(fā)展綜合業(yè)務(wù)、智能業(yè)務(wù)以及其他各種新業(yè)務(wù)的必備條件。
而對于七號信令網(wǎng)絡(luò)設(shè)備來說，E1接口則是必不可缺的接口。通常，E1接口由專用接口硬件和上層的符合ITU標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議棧軟件組成來處理信令網(wǎng)信令消息。其基本功能結(jié)構(gòu)可以劃分為消息傳遞部分(MTP)和多個不同的用戶部分(UP)組成，消息傳遞部分由信令數(shù)據(jù)鏈路(MTP1)、信令鏈路功能(MTP2)和信令網(wǎng)(MTP3)三個功能級組成。
一般來說，MTP1/2由專用的接口硬件完成，其中信令數(shù)據(jù)鏈路(MTP1)定義了信令數(shù)據(jù)鏈路的物理、電氣和功能特性，確定與數(shù)據(jù)鏈路的連接方法，它是信令傳遞的物理介質(zhì)。信令鏈路功能(MTP2)規(guī)定了信令消息在一條信令數(shù)據(jù)鏈路上傳遞的功能和程序，MTP1和MTP2功能相配合，為兩點間的信令消息的傳遞提供一條可靠的信令鏈路。信令鏈路功能包括信號單元分界、信號單元定位、差錯檢測、差錯校正、初始定位、信令鏈路差錯監(jiān)視和流量控制等。
信令網(wǎng)(MTP3)功能一般由軟件實現(xiàn)，規(guī)定在信令點之間傳遞消息的功能和程序，信令網(wǎng)功能包括信令消息處理和信令網(wǎng)管理兩部分。信令消息處理由消息路由、消息識別和消息分配三部分組成。信令網(wǎng)管理功能包括信令業(yè)務(wù)管理、信令鏈路管理和信令路由管理三部分。
傳統(tǒng)的E1接口設(shè)備基于單一的操作系統(tǒng)平臺，設(shè)備成本高，并且不支持對信令消息的分布式處理，導(dǎo)致增加設(shè)備的E1接口會影響正常的業(yè)務(wù)處理，降低了設(shè)備的可靠性。
發(fā)明目的本發(fā)明在于提供一種多操作系統(tǒng)的分布式E1前置機實現(xiàn)方法，實現(xiàn)E1接口對多個操作系統(tǒng)平臺的支持，并且實現(xiàn)對信令消息的分布式處理。通過本發(fā)明可以根據(jù)信令設(shè)備實際需求的E1鏈路數(shù)和要支持的信令處理能力，來靈活增加或減少E1前置機中的E1接口的數(shù)量；在增加或減少E1接口的同時，不用終止設(shè)備正在處理的信令業(yè)務(wù)，真正滿足電信級設(shè)備業(yè)務(wù)永不間斷的可靠性要求。
技術(shù)方案本發(fā)明的技術(shù)方案是一種多操作系統(tǒng)的分布式E1前置機實現(xiàn)方法，其特征在于用MTP2匯聚層軟件以統(tǒng)一的接口封裝多種操作系統(tǒng)在E1板卡驅(qū)動和系統(tǒng)調(diào)用上的不同，靈活支持不同的操作系統(tǒng)和不同硬件模式的E1板卡，并通過MTP3橋接軟件和MTP3的分布式消息處理機制實現(xiàn)分布式E1前置機；MTP2匯聚層軟件該軟件控制底層的接口板卡，初始化緩沖區(qū)，建立物理鏈路，控制板卡的狀態(tài)，完成MTP3軟件模塊和板卡能夠接收的消息格式之間的轉(zhuǎn)化；MTP3橋接軟件該軟件用于MTP3和MTP1/2之間通信，對MTP3軟件模塊發(fā)來的消息進行處理，通過鏈路描述符匹配的方法將消息發(fā)送到對應(yīng)的MTP2匯聚層軟件；對從MTP2匯聚層軟件發(fā)來的消息進行處理，通過鏈路描述符匹配的方法將消息發(fā)送給對應(yīng)的MTP3軟件模塊，實現(xiàn)MTP3和MTP2消息的負荷分擔(dān)和分布式處理；鏈路描述符匹配通過哈希函數(shù)建立MTP3邏輯鏈路描述符和底層板卡物理鏈路描述符之間的對應(yīng)關(guān)系，從而快速高效的對以上兩類鏈路描述符進行匹配，保證消息能夠正確高效的發(fā)送到對應(yīng)的模塊。
如上所述的多操作系統(tǒng)的分布式E1前置機實現(xiàn)方法，其特征在于信令處理板中MTP3軟件模塊處理信令消息流程①、當(dāng)MTP3軟件模塊啟動后，處于等待信令消息狀態(tài)；當(dāng)收到信息消息后，首先對收到的消息進行檢查，如果收到的消息不是一個合法的信令消息，則執(zhí)行出錯處理程序，并返回一個出錯處理消息給上層；②、如果收到的消息是一個合法的信令消息，則判斷該消息的來源；如果收到的是一個上層發(fā)來的信令消息，則調(diào)用相應(yīng)的處理函數(shù)對該信令消息進行處理，該消息處理完成后，通過查找接口板的分布配置表格，試圖找到該信令消息相對應(yīng)的接口板；如果沒有找到對應(yīng)的接口板，則調(diào)用相應(yīng)的出錯過程來處理，并發(fā)送對應(yīng)的出錯處理消息給上層；如果找到該信令消息對應(yīng)的接口板，則將該信令消息發(fā)送給對應(yīng)的E1接口板進行處理；
③、如果收到的消息是一個從接口板發(fā)來的消息，則調(diào)用相應(yīng)的過程對該信令消息進行處理，處理完成后將該信令消息通過交換機發(fā)送給信令設(shè)備；接口處理板上匯聚層軟件和橋接軟件模塊處理信令消息流程①、當(dāng)匯聚層軟件和橋接軟件模塊啟動后，讀取配置文件，并根據(jù)配置文件初始化板卡配置，如鏈路數(shù)目，創(chuàng)建上層用戶和鏈路的文件描述符等等，創(chuàng)造板卡和軟件的運行環(huán)境；②、初始化工作完成后，開始輪詢上層用戶和鏈路的文件描述符，如果是上層用戶文件描述符上有消息收到，則調(diào)用相應(yīng)的狀態(tài)機過程對該信令消息進行處理，處理完成后查找該信令消息對應(yīng)的鏈路，并將信令消息發(fā)送給對應(yīng)的鏈路，該信令鏈路將該信令消息發(fā)送給信令網(wǎng)絡(luò)；③、如果是下層鏈路文件描述符上有消息收到，則從配置的第一條鏈路開始到最大的一條配置鏈路進行文件描述符的匹配；如果找到該信令消息對應(yīng)的鏈路，則調(diào)用相應(yīng)的過程進行處理，并將處理后的信令消息發(fā)送給MTP3軟件模塊進行處理；如果沒有找到該信令消息對應(yīng)的鏈路，并且已經(jīng)匹配到最大的配置鏈路，則返回到輪詢處繼續(xù)進行輪詢。
本發(fā)明的原理在于1、采用MTP2匯聚層軟件，支持對不同硬件模式和不同操作系統(tǒng)E1接口的驅(qū)動。該匯聚層軟件采用統(tǒng)一的接口封裝Linux、Vxworks等不同操作系統(tǒng)在E1板卡驅(qū)動和系統(tǒng)調(diào)用上的不同，可以靈活支持不同的操作系統(tǒng)和硬件E1板卡。
2、為了使系統(tǒng)靈活的適應(yīng)分布式的要求，系統(tǒng)增加了處理MTP3和MTP1/2之間通信所用的MTP3橋接軟件，該軟件通過鏈路描述符匹配的方法，實現(xiàn)MTP3和MTP2消息的負荷分擔(dān)和分布式處理。
3、系統(tǒng)具有多個操作系統(tǒng)平臺a)、采用統(tǒng)一接口的MTP2匯聚層軟件，支持不同的MTP1/2專用通信控制卡，可以同時支持Linux平臺和Vxworks平臺，由于Linux操作系統(tǒng)是一種成熟的OS平臺，使用廣泛，使得該通信控制卡軟件性能穩(wěn)定。而且由于Linux操作系統(tǒng)的開發(fā)源碼和可定制的特點，易于編寫該通信控制卡的驅(qū)動程序，從而使得該通信控制卡軟件成本低廉，具有較好的經(jīng)濟價值。
而Vxworks平臺的實時性較高，能支持高性能的E1接口處理。
b)、處理MTP3的協(xié)議軟件，可以采用Linux平臺，也可以采用VxWorks平臺或者是其它的常用操作系統(tǒng)，可以完成對MTP3層協(xié)議的處理，如有要求，還可以增加MTP3上層的協(xié)議軟件如(SCCP)等，從而完成對上層用戶協(xié)議的處理。
4、分布式的體系結(jié)構(gòu)通過MTP3橋接軟件和MTP3的分布式消息處理機制，整個E1前置機系統(tǒng)具有極為靈活的定制性和擴充性，可以根據(jù)具體設(shè)備的要求，增加和減少信令處理單板計算機和接口處理單板計算機的數(shù)量，從而對外提供不同的E1物理接口支持能力和信令的處理能力。
有益效果本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明的E1前置機采用多個不同的操作系統(tǒng)平臺，能夠?qū)π帕钕⑦M行分布式處理；E1前置機體系結(jié)構(gòu)相對穩(wěn)定，可靠性高，大大降低了設(shè)備的成本，具有價格上的優(yōu)勢。


圖1，是本發(fā)明的實現(xiàn)方法示意圖。
圖2，是本發(fā)明的E1前置機和信令設(shè)備組網(wǎng)方式示意圖。
圖3，是本發(fā)明的信令消息處理所經(jīng)過的軟件模塊示意圖。
圖4，是本發(fā)明的E1前置機中信令處理板中MTP3軟件模塊處理信令消息流程圖。
圖5，是本發(fā)明的E1前置機中接口處理板上匯聚層軟件和橋接軟件模塊處理信令消息流程圖。
具體的實施方式圖1是E1前置機實現(xiàn)方法示意圖。整個系統(tǒng)由E1前置機機架101，多塊插在機架101上的信令處理單板計算機102，多塊插在機架101上的接口處理單板計算機103，插在接口處理單板計算機103上的通信控制卡104組成。
處理上層業(yè)務(wù)的信令設(shè)備100通過千兆以太網(wǎng)接口106和信令處理單板計算機102相連，而其它的E1接口設(shè)備105通過E1物理接口108和通信控制卡104相連。
當(dāng)信令設(shè)備100有信令消息要發(fā)給設(shè)備105時，先將信令消息通過千兆以太網(wǎng)接口106發(fā)送給信令處理單板計算機102，信令單板計算機102通過板間通信軟件107將信令消息發(fā)送給接口處理單板計算機103，接口處理單板計算機103通過PMC接口109將信令消息發(fā)送給通信控制卡104，然后通信控制卡104通過E1物理接口108將信令消息發(fā)送給其它信令設(shè)備105。
當(dāng)信令設(shè)備105有信令消息發(fā)送給信令設(shè)備100時，首先通過E1物理接口108將信令消息發(fā)送給通信控制卡104，通信控制卡104通過PMC接口109將信令消息發(fā)送給接口處理單板計算機103，接口處理單板計算機103通過板間通信軟件107將信令消息發(fā)送給信令處理單板計算機102，最后信令處理單板計算機102通過千兆以太網(wǎng)接口106將信令消息發(fā)送給信令設(shè)備100。
圖2是E1前置機和處理上層業(yè)務(wù)的信令設(shè)備組網(wǎng)方式示意圖。信令設(shè)備(UNIX服務(wù)器)200和信令設(shè)備(機架)201通過交換機202與E1前置機203相連，并通過E1前置機203接入到七號信令網(wǎng)絡(luò)204中。
圖3是本發(fā)明的E1前置機中參與處理信令消息的軟件模塊示意圖。
如圖所示，在信令處理單板計算機102中有MTP3處理軟件模塊301。在接口處理單板計算機103中有MTP3橋接處理軟件模塊302和匯聚層處理軟件模塊303。在通信控制卡104上有驅(qū)動程序304。從上層業(yè)務(wù)處理信令設(shè)備100來的信令消息通過路線305發(fā)送到信令網(wǎng)中去。從信令網(wǎng)中來的信令消息通過路線306發(fā)送到信令設(shè)備100中去。
圖4是信令處理板中MTP3軟件模塊處理信令消息流程圖。
1、當(dāng)MTP3軟件模塊啟動后(步驟401)，處于等待信令消息狀態(tài)(步驟402)。當(dāng)收到信息消息后，首先對收到的消息進行檢查(步驟403)，如果收到的消息不是一個合法的信令消息，則執(zhí)行出錯處理程序(步驟405)，并返回一個出錯處理消息給上層(步驟408)。
2、如果收到的消息是一個合法的信令消息，則判斷該消息的來源(步驟404)。如果收到的是一個上層(如SCCP)發(fā)來的信令消息，則調(diào)用相應(yīng)的處理函數(shù)對該信令消息進行處理(步驟406)，該消息處理完成后，通過查找接口板的分布配置表格(步驟409)，試圖找到該信令消息相對應(yīng)的接口板(步驟411)，如果沒有找到對應(yīng)的接口板，則調(diào)用相應(yīng)的出錯過程來處理(步驟412)，并發(fā)送對應(yīng)的出錯處理消息給上層(步驟414)；如果找到該信令消息對應(yīng)的接口板，則將該信令消息發(fā)送給對應(yīng)的E1接口板進行處理(步驟413)。
3、如果收到的消息是一個從接口板發(fā)來的消息，則調(diào)用相應(yīng)的過程對該信令消息進行處理(步驟407)，處理完成后將該信令消息通過交換機發(fā)送給信令設(shè)備(步驟410)。
圖5是接口處理板上匯聚層軟件和橋接軟件模塊處理信令消息流程圖。
1、當(dāng)匯聚層軟件和橋接軟件模塊啟動后(步驟500)，讀取配置文件，并根據(jù)配置文件初始化板卡配置(步驟501)，如鏈路數(shù)目，創(chuàng)建上層用戶和鏈路的文件描述符等等，創(chuàng)造板卡和軟件的運行環(huán)境(步驟502)。
2、初始化工作完成后，開始輪詢上層用戶和鏈路的文件描述符(步驟503)，如果是上層用戶文件描述符上有消息收到，則調(diào)用相應(yīng)的狀態(tài)機過程對該信令消息進行處理(步驟504)，處理完成后查找該信令消息對應(yīng)的鏈路(步驟506)，并將信令消息發(fā)送給對應(yīng)的鏈路(步驟507)，該信令鏈路將該信令消息發(fā)送給信令網(wǎng)絡(luò)。
3、如果是下層鏈路文件描述符上有消息收到，則從配置的第一條鏈路開始到最大的一條配置鏈路進行文件描述符的匹配(步驟505)，如果找到該信令消息對應(yīng)的鏈路(步驟508)，則調(diào)用相應(yīng)的過程進行處理(步驟510)，并將處理后的信令消息發(fā)送給MTP3軟件模塊進行處理(步驟511)，如果沒有找到該信令消息對應(yīng)的鏈路，并且已經(jīng)匹配到最大的配置鏈路(步驟509)，則返回到輪詢處繼續(xù)進行輪詢。
權(quán)利要求
1.一種多操作系統(tǒng)的分布式E1前置機實現(xiàn)方法，其特征在于用MTP2匯聚層軟件以統(tǒng)一的接口封裝多種操作系統(tǒng)在E1板卡驅(qū)動和系統(tǒng)調(diào)用上的不同，靈活支持不同的操作系統(tǒng)和不同硬件模式的E1板卡，并通過MTP3橋接軟件和MTP3的分布式消息處理機制實現(xiàn)分布式E1前置機；MTP2匯聚層軟件該軟件控制底層的接口板卡，初始化緩沖區(qū)，建立物理鏈路，控制板卡的狀態(tài)，完成MTP3軟件模塊和板卡能夠接收的消息格式之間的轉(zhuǎn)化；MTP3橋接軟件該軟件用于MTP3和MTP1/2之間通信，對MTP3軟件模塊發(fā)來的消息進行處理，通過鏈路描述符匹配的方法將消息發(fā)送到對應(yīng)的MTP2匯聚層軟件；對從MTP2匯聚層軟件發(fā)來的消息進行處理，通過鏈路描述符匹配的方法將消息發(fā)送給對應(yīng)的MTP3軟件模塊，實現(xiàn)MTP3和MTP2消息的負荷分擔(dān)和分布式處理；鏈路描述符匹配通過哈希函數(shù)建立MTP3邏輯鏈路描述符和底層板卡物理鏈路描述符之間的對應(yīng)關(guān)系，從而快速高效的對以上兩類鏈路描述符進行匹配，保證消息能夠正確高效的發(fā)送到對應(yīng)的模塊。
2.如權(quán)利要求1所述的多操作系統(tǒng)的分布式E1前置機實現(xiàn)方法，其特征在于信令處理板中MTP3軟件模塊處理信令消息流程①、當(dāng)MTP3軟件模塊啟動后，處于等待信令消息狀態(tài)；當(dāng)收到信息消息后，首先對收到的消息進行檢查，如果收到的消息不是一個合法的信令消息，則執(zhí)行出錯處理程序，并返回一個出錯處理消息給上層；②、如果收到的消息是一個合法的信令消息，則判斷該消息的來源；如果收到的是一個上層發(fā)來的信令消息，則調(diào)用相應(yīng)的處理函數(shù)對該信令消息進行處理，該消息處理完成后，通過查找接口板的分布配置表格，試圖找到該信令消息相對應(yīng)的接口板；如果沒有找到對應(yīng)的接口板，則調(diào)用相應(yīng)的出錯過程來處理，并發(fā)送對應(yīng)的出錯處理消息給上層；如果找到該信令消息對應(yīng)的接口板，則將該信令消息發(fā)送給對應(yīng)的E1接口板進行處理；③、如果收到的消息是一個從接口板發(fā)來的消息，則調(diào)用相應(yīng)的過程對該信令消息進行處理，處理完成后將該信令消息通過交換機發(fā)送給信令設(shè)備；接口處理板上匯聚層軟件和橋接軟件模塊處理信令消息流程①、當(dāng)匯聚層軟件和橋接軟件模塊啟動后，讀取配置文件，并根據(jù)配置文件初始化板卡配置，如鏈路數(shù)目，創(chuàng)建上層用戶和鏈路的文件描述符等等，創(chuàng)造板卡和軟件的運行環(huán)境；②、初始化工作完成后，開始輪詢上層用戶和鏈路的文件描述符，如果是上層用戶文件描述符上有消息收到，則調(diào)用相應(yīng)的狀態(tài)機過程對該信令消息進行處理，處理完成后查找該信令消息對應(yīng)的鏈路，并將信令消息發(fā)送給對應(yīng)的鏈路，該信令鏈路將該信令消息發(fā)送給信令網(wǎng)絡(luò)；③、如果是下層鏈路文件描述符上有消息收到，則從配置的第一條鏈路開始到最大的一條配置鏈路進行文件描述符的匹配；如果找到該信令消息對應(yīng)的鏈路，則調(diào)用相應(yīng)的過程進行處理，并將處理后的信令消息發(fā)送給MTP3軟件模塊進行處理；如果沒有找到該信令消息對應(yīng)的鏈路，并且已經(jīng)匹配到最大的配置鏈路，則返回到輪詢處繼續(xù)進行輪詢。
全文摘要
一種多操作系統(tǒng)的分布式E1前置機實現(xiàn)方法，用MTP2匯聚層軟件以統(tǒng)一的接口封裝多種操作系統(tǒng)在E1板卡驅(qū)動和系統(tǒng)調(diào)用上的不同，靈活支持不同的操作系統(tǒng)和不同硬件模式的E1板卡，并通過MTP3橋接軟件和MTP3的分布式消息處理機制實現(xiàn)分布式E1前置機。采用多個不同的操作系統(tǒng)平臺，能夠?qū)π帕钕⑦M行分布式處理；E1前置機體系結(jié)構(gòu)相對穩(wěn)定，可靠性高，大大降低了設(shè)備的成本，具有價格上的優(yōu)勢。
文檔編號H04L29/08GK1674584SQ20051001842
公開日2005年9月28日 申請日期2005年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月24日
發(fā)明者何昭, 鄭亮 申請人:北京北方烽火科技有限公司