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1、基于池组化的CG容灾技术实施方案研究【摘 要】根据河南联通现网CG部署中存在的容灾不完善问题，引入爱立信CG池组化解决方案，通过对CG实体在逻辑上划分采集模块与处理模块，形成采集处理的冗余机制，从而实现单一节点故障不影响整体话单系统采集处理的目的。【关键词】CG容灾 池组化解决方案 话单处理doi：10.3969/j.issn.1006-1010.2016.10.009 中图分类号：TN929.5 文献标志码：A 文章编号：1006-1010（2016）10-0046-04引用格式：郭威. 基于池组化的CG容灾技术实施方案研究. 移动通信， 2016，40（10）： 46-49.1 引言移动数
2、据话单由GGSN和SGSN产生，经CG（Charging Gateway）采集和处理后输出给计费侧。移动数据业务量的快速上升和上网行为的碎片化，导致数据话单文件数量成倍增长，给网络侧话单的处理和存储带来了巨大压力。CG作为话单的重要处理设备，直接关乎话单生成的及时性和安全性，如果出现问题将直接影响BOSS侧计费话单输出，造成严重后果。面对数据话单业务量的持续增长，如何保障CG设备安全运行显得愈发重要。本文结合河南联通分组核心网爱立信CG部署现状中存在的隐患问题，介绍了通过CG池组化技术实施来解决CG设备的容灾问题。2 河南联通CG运行现状分析现网中爱立信CG采用的是单机运行模式，每台CG固定对
3、某台GGSN/SGSN话单进行处理，随着移动数据业务量的增长，现有的CG处理能力越来越难以满足业务发展需求。主要存在以下问题：（1）负荷处理不均地区业务发展的不均衡或进行业务调整时不同网元承载的业务量会有变化，这会造成对应的CG处理话单量不均衡，业务负荷高的CG容易造成话单生成延时或积压。（2）容灾能力不强如果CG出现故障，需要手动处理将业务割接至其他CG，业务不能实时恢复，同时由于业务割接至其它CG还有可能造成其它CG处理负荷的增高甚至产生雪崩效应。为了满足业务量增长的需求，虽然可通过新增或替换来提高CG的话单处理能力，但对机房、电源配套也有需求，这样就增加了投资成本，同时设备数量的增加和调
4、整也给网络维护带来了更多压力。如何提升CG设备容灾能力，保障话单处理的安全及时性，这已成为现网CG设备维护工作中迫切需要解决的问题。3 CG池组容灾机制的引入实施池组化作为一种高效容灾组网技术对保障业务安全有着重要意义，已被运营商广泛应用。在移动核心网组网架构中，常见的池组组网有SGSN/MME POOL、MSC POOL等。通过池组可实现池组内网络安全冗余度，实现设备间的负载均衡，提高设备容量的利用率，提升网络维护效率。针对爱立信CG设备单机运行的情况，借鉴核心网池组化容灾模式，引入CG池组化机制来解决CG设备网络容灾问题。3.1 CG池组实现机制CG本身具有话单采集和话单处理两种功能，CG
5、容灾机制就是在此基础上重新定义话单采集及话单处理的业务逻辑，将其分为CG_FE（Front End）单元和CG_PN（Process Node）单元，CG_FE用于CDR的采集和分发，CG_PN用于话单处理和出单，将多台CG的CG_PN逻辑单元形成业务处理的池，每台CG_FE将采集的话单自动分发到多个CG_PN，从而实现业务处理的负载分担，其逻辑实现架构如图1所示：具体工作机制主要包含三部分：（1）话单采集分发CG_FE负责原始话单的采集分发，每个CG_FE都带有一个业务分配模块ALB（Auto Load Balancer），通过ALB模块将原始话单分发到不同的CG_PN进行处理，其处理示意图
6、如图2所示：ALB按照Weighted Round Robin算法来实现话单的分发，首先根据处理能力预先分配好每个业务处理单元CG_PN的权重，然后在ALB中将权重参数配置好，后续ALB据此将采集到的原始话单转发到不同CG_PN。如有5个CG_PN单元，根据处理能力，按照表1来分配权重：那么每个ALB在配置完参数后，就将所采集到的原始话单按照表1的权重比例送往5个CG_PN单元进行处理。当CG_FE通过FE_Agent检测到某一CG_PN出现故障后，其ALB模块将停止向该CG_PN分发原始话单。（2）话单处理池组化后每个CG_PN接受到的原始话单来源于多个节点设备，处理完成后再输出成符合规范要
7、求的标准格式供计费BOSS侧提取。在每个CG_PN上配置FTP采集模块，平时将此功能置于关闭状态样。当发现某一CG_PN处理出现问题后，通过打开FTP功能，由其它CG_PN来提取其未处理完的话单，保证了话单处理输出。（3）状态监测CG_FE和CG_PN各自通过FE_Agent和PN_Agent实时监测通信状态并生成相关告警提醒。其中PN_Agent用于监控PN业务处理是否正常，FE_Agent用于监测FTP采集、接收对端PN话单处理状态等。3.2 实施方案的确定实施池组改造首先要考虑每台CG的逻辑功能如何设置。根据CG_FE和CG_PN功能的划分，可以对每台CG进行集中合一设置和分功能设置。集
8、中合一设置方式就是每台CG同时配置CG_FE和CG_PN两种功能，既充当采集也处理话单，设备利用率较高，节省投资。分功能设置方式就是部分CG设置为CG_FE只用于采集话单，部分CG设置为CG_PN只用于话单处理。和集中方式相比，每台CG设备负荷较低，但设备数量需要增加较多。根据现网爱立信CG设备的忙时最高负荷不超过80%，同时为提高设备利用率，决定采取集中合一设置，每个CG_PN的权重设置相同。现网爱立信CG设备部署在两个局址，CG设备的组池可采取两种方式：第一种是在每个局址内形成独立的CG POOL；第二种是将两局址打通，形成一个跨局址的CG POOL。两种方式的示意图如图3和图4所示。图3
9、 组网方式一图4 组网方式二第二种方案能够形成异局址间的容灾，更加充分地利用了全局的CG设备，但增加了额外的开销，两局址间要增加相应传输链路并保证传输业务质量，两局址间CG设备的地址配置资源需要重新规划，改动较大。结合现网情况，现阶段先采取第一种方式，后期根据业务负荷发展和网络需要实现局址间互通，形成跨局址CG POOL。实施改造时需要对现网CG设备进行升级改造，如何不影响现网话单业务的处理是需要重点考虑的问题。如果有条件可新建一台CG设备，首先将该设备升级到对应版本，然后将现网运行的一台CG业务迁移到新建CG，使其空载进行升级改造，完成后再从现网未改造的CG中拿出一台，将其业务迁移至改造完成
10、后的空载CG，以此类推完成现网所有CG设备的升级改造。如果无法新建，则先将现有CG设备中一台业务迁移，也就是将该CG对应的SGSN或GGSN话单输出到其它CG进行处理，待改造完成后再将业务迁移到原CG，以此类推完成剩余CG设备的升级改造。在选择由CG间互相接管业务的对应关系时，需要提前评估各CG的忙时业务负荷，防止CG处理能力无法满足业务量的突增从而影响话单的生成输出。现网选取的是先新建一台CG的方式，更容易保证改造过程中的话单业务安全。3.3 实施后的效果评估基于池组架构实施，现网爱立信CG设备容灾能力得到极大的提升。通过提取A局址业务量数据（如表2）和设备负荷数据（如表3），通过对比可以看
11、出，在权重设置相同的配置下，每台CG话单处理业务量和负荷基本均衡，达到了改造预期目标。池组后即便一台CG处理话单机制出现问题，业务也将由其它CG接管，大大提高了话单业务处理的安全性。4 CG池组容灾技术应用现状当前，对于CG池组化容灾技术，业内没有统一的规范标准。河南联通实施的CG POOL是基于爱立信CG设备特性的私有解决方案，只能在同为爱立信CG设备的基础上进行推广。虽然无法适用异厂商CG，但为其它省市和设备厂商在考虑CG设备容灾方面提供了有益的借鉴和参考。5 结束语在移动数据业务量飞速发展带来话单数量激增的趋势下，如何保障话单处理安全稳定已成为运营商维护部门亟待解决的重点难题。河南联通C
12、G池组化的实施在全国联通网内属于首次，这对提高话单处理安全性和提升维护效率有非常积极的作用，具有较好的示范意义。CG池组容灾技术还有很多方面需要完善，伴随着数据业务的发展，推出适应未来网络发展需求，实现高效自动化运维的CG容灾技术还需要运营商和厂商的共同努力。参考文献：【1】 3GPP TS 23.060. General Packet Radio Service （GPRS）； Service description； Stage 2（Release 10）. 2011.【2】 浦洁，李蓓蓓. 打造CGPOOL，实施双链路聚合，提升监控能力. 电子世界， 2014（12）： 321.【3】
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