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摘要:本文首先介绍了移动互联网服务体系的基本结构,然后具体分析了在电信运营商空中营业厅系统数据库服务器和应用服务器端存在的技术问题,提出了实现的解决方案并对方案进行了探讨。最后给出了空中营业厅完整的系统设计模型,针对该模型详细的讨论了空中营业厅手机客户端应用系统的框架设计和部分业务流程的设计。该系统对于设计C/S结构的移动互联网应用具有一定的参考作用,同时系统本身也具有较强的实际应用和商业价值。
关键词:空中营业厅;android客户端;设计;负载均衡
中图分类号:TP311.52 文献标识码:A 文章编号:1007-9599 (2012) 13-0000-02
一、引言
近几年来,移动电话市场客户竞争进一步加剧,长期以来电信运营商过分依赖分销渠道开展移动业务的发展模式,已与当前移动通信市场2G、3G业务协同发展的需要不相符合。为给运营商提供更好的电子化管理手段,提升代理商的营销效能,同时更好地解决客户号码资源紧缺问题,电信运营商提出了“空中营业厅”的概念,在空中选号与写卡业务的基础上,充分发挥SIM卡对代理商业务发展的支撑能力,为客户提供更优质的入网选号、空中开户等便捷功能。空中营业厅利用电子渠道进行SIM卡销售,缓解运营商在管理、资金、资源占用等方面的压力;解决了传统销售中资金流、物流、末梢管理等问题;减轻了柜台压力,使运营商的服务窗口无限延伸,为运营商开发新市场和新业务提供了便利。
二、相关工作
(一)数据库的复制和一致性问题。数据库复制是服务器之间进行同步的新的数据库技术,它用于将某个服务器上某些表中的数据复制和分发到远程或本地的数据库服务器上,保证数据的同步更新,从而引用复制的数据在本地完成分布式查询,减少网络开销。
按照维护复制一致性的方式来划分,现有的复制协议可以分为严格一致协议和弱一致协议两种。严格一致协议要求任何时刻所有数据库的复制都是一致的;而弱一致协议允许各个复制之间存在暂时的不一致,但这种不一致总能够保持在一定的界限之内,而且总是能够趋于一致收敛性。
针对移动计算复制的特点,J.Gray提出了两级复制的概念。两级复制系统中第一级复制就是在服务器之间的复制,而第二级复制则是在移动结点上保存数据库的缓存。此外,Ouri Wolfson等学者提出了动态复制的分布算法,这种算法均能够根据各个结点上数据项的读写变化而动态地改变复制策略,使之分别在通信代价和时间上趋于最优化。
移动事务的数据一致性实质上也就是维护数据库系统中数据对象的一致性,为了提高数据库系统的整体效率和可用性,一般移动数据库都使用了复制和缓存技术,在这样的情况下,数据冲突是不可避免的。因此,需要保证一个更新事务对某个复本的更新同时可以作用在其他复本上,保证用户访问到的数据是一致的,同时兼顾系统的效率,尽量减小更新传播的通信开销,降低事务响应时间。
(二)服务器端的负载均衡。服务器端的负载均衡都是依赖负载均衡算法的,目前主要有轮询调度和权重轮询调度两种算法,目前几乎所有的负载均衡设备均提供这两种算法的功能实现。权重轮询调度算法考虑到了不同服务器的处理能力不同,它能确保高性能的服务器得到更多的使用率?在假设所有服务器的处理性能都相同的情况下, 轮询调度算法并不关心每台服务器的当前连接数和响应速度?当请求服务时间间隔比较大时,轮询调度算法容易导致服务器间的负载不平衡?
轮询调度算法的原理是每一次把来自用户的请求轮流分配给内部中的服务器,从1开始,直到N(内部服务器个数),然后重新开始循环。该算法是一种不需要记录当前所有连接的状态的调度算法?假设有一组服务器N台,S = {S1, S2, …,Sn},一个指示变量i表示上一次选择的服务器ID?变量i被初始化为N-1?其算法如下:
权重轮询调度算法在轮询调度算法的基础上有较大改进。这里用W(Si)表示服务器Si的权值,指示变量i表示上一次选择的服务器,指示变量cw表示当前调度的权值,max(S)表示集合S中所有服务器的最大权值,gcd(S)表示集合S中所有服务器权值的最大公约数?变量i初始化为-1,cw初始化为0?其算法如下:
三、空中营业厅总体设计
(一)系统模型设计图
在客户端有android智能手机或者android平台的定制机具,经过网关和防火墙的过滤,通过HTTPS协议向MAPP服务器(Mobile Application Server)端发送xml格式封装的报文,具体来说是用HTTP协议中的Post(final String aPayload,final String aHint)方法,第一个参数是标准的xml文件,这个xml文件在具体业务流程中就是客户端向服务器端发送的一个接口请求报文;第二个参数是原始raw文件中的具体业务xml模板。手机客户端与MAPP服务器端都是以双方默认好的接口进行xml报文的传输,手机客户端针对不同的业务场景封装好不同的request报文,MAPP服务器端在接收到客户端发送来的request报文进行解析,提取出xml报文中节点的信息,通过服务器端的代码重新封装好response报文,再次通过HTTP协议返回给手机客户端,手机客户端对返回的response报文进行xml解析,提取节点信息,将信息存储在特定的集合对象,以android.os.bundle的形式在客户端程序中传递,将信息展现在手机客户端界面上。
四、手机客户端框架设计
根据上图1,把空中营业厅手机客户端的系统设计大致分为图形界面设计、通信接口设计和业务流程设计三个方面。
(一)图形界面的设计。在对图形界面设计时,可以把程序运行画面主要分为三层,按照从下往上的顺序分别为背景层、活动层和信息提示层。其中背景层主要用来显示系统的背景画面,活动层是要把用户的操作行为表现在背景画面上,而信息提示层则是显示所有的展现信息,包括图形和文字两种提示方式。其中除了背景层的内容不用从服务器读取以外,其余的层次都会用到网络传输的信息。 (二)手机客户端与MAPP服务器之间的通信接口设计。MAPP服务器通过JDBC连接到直管直供销售管理系统的数据库,同时直供数据库和BSS业务支撑系统(BSS)数据库之间会通过DB LINK建立同义词的连接,BSS数据库是电信运营商支撑系统中最核心的数据库,所有客户的开户资料,用户的账户资料,该用户的主产品订购、子产品、特服、活动等都会沉淀到BSS数据库中对应的表中去,客户、用户、账户是传统电信系统中最核心的模型,被称作“三户模型”, 业务支撑系统(BSS)数据库是电信运营系统最核心的数据库。
本系统的技术特点是客户端与服务器端的网络交互较多,需要把这些不同的操作抽象为一个简单的模块来进行处理。从网络的角度来看,服务器端和客户端的交互如下图2所示。
(三)关键业务流程的设计。系统业务逻辑是空中营业厅的精髓部分,提供了系统的逻辑控制和业务规则实现。在本系统中,使用XML文件对业务规则进行接口描述,请求和应答报文都以XML格式表示。下面详细介绍空中营业厅系统中几个重要的业务流程。
1.电子支付扣款流程。当MAPP服务器端接收到申请领卡,售关联卡等涉及到扣款申请的request请求报文时,会通过第三方平台提供的接口向电子支付发起电子支付请求,这里的电子支付只指的慧付卡电子支付。第三方支付平台会向银联服务器提交交易信息,银联扣款成功后会通知第三方支付平台交易结果,第三方支付平台通过HTTP协议向MAPP服务器返回支付请求报文,MAPP服务器再将支付请求报文返回给手机客户端。
支付流程如下图2所示,这里的用户为办理业务的实体顾客,商户为运营商渠道末梢销售人员,也就是本空中营业厅系统的实际使用者,百付商户平台为第三方支付平台,由他负责和银联扣款接口通信。
2.交费充值流程。当手机客户端向MAPP服务器发送交费充值的请求报时,MAPP服务器会采用TCP/IP Socket同步短连接单工通讯方式与一卡充全业务充值服务器建立连接,连接一旦建立,MAPP服务器与一卡充全业务充值服务器之间将通过HTTP协议通信。如果是非智能网用户充值,将充值后的结果提交到BSS统一接口服务器端;如果是OCS(在线计费系统)智能网用户,会将充值后的结果提交到OCS智能网服务器上。MAPP服务器与全业务充值服务器之间可采用短连接和长连接两种方式。
五、结束语
空中营业厅,是电信运营商移动销售渠道转型的实施计划项目,为了解决渠道发展占比失衡、有效发展率偏低以及末端门店管控不足等问题。在android手机或者定制机具客户端实现系统的用户接口界面,在MAPP服务器端完成服务器端通信接口的响应,实现MAPP服务器端对空中营业厅直供数据库的并发访问操作,同时建立MAPP服务器端与BSS统一接口服务器的通信,进而访问BSS数据库。解决MAPP服务器端数据库访问一致性的问题和服务器端的负载均衡问题。作为运营商的一种渠道运营平台,需要与银联的电子支付接口实现事务处理,与其它缴费充值平台实现数据通信,这些都要求该系统具备较高的实时性和并发性。
参考文献
[1]李嘉.基于智能终端的移动互联网服务研究[D].长沙:中南大学,2009
[2]刘芳.面向移动终端的前后台数据库一致性研究及实现[D].重庆:重庆大学,2011
[3]史文方.联通营业自动化系统的设计和实现:[硕士学位论文].成都:电子科技大学,2009
[4]钟翔宇.移动事务处理中数据一致性研究:[硕士学位论文].沈阳:沈阳工业大学,2005
[5]Khawar Zaman. Developing Enterprise Java Applications with J2EE and UML New York: Addison Wesley Pub, 2001.9092
[6] Gray J.,Helland P., O' Neil P., et al. The Rangers of Replication and a Solution [J] Proceedings of the ACM SIGMOD Conference, 1996: 173--182 [7] Wolfson O.,Jajodia S. Distributed Algorithms for Dynamic Replication of Data [J]Proc.11th ACM PODS,1992:149-163
[8] Petersen K.,Spreitzer M. J.,Terry D. B. Flexible update propagation for Weakly Consistent Replication Systems Principles(SOSP-16),[J]. Proceedings of the 16th ACM Symposium on Operating 1997:288301
关键词:空中营业厅;android客户端;设计;负载均衡
中图分类号:TP311.52 文献标识码:A 文章编号:1007-9599 (2012) 13-0000-02
一、引言
近几年来,移动电话市场客户竞争进一步加剧,长期以来电信运营商过分依赖分销渠道开展移动业务的发展模式,已与当前移动通信市场2G、3G业务协同发展的需要不相符合。为给运营商提供更好的电子化管理手段,提升代理商的营销效能,同时更好地解决客户号码资源紧缺问题,电信运营商提出了“空中营业厅”的概念,在空中选号与写卡业务的基础上,充分发挥SIM卡对代理商业务发展的支撑能力,为客户提供更优质的入网选号、空中开户等便捷功能。空中营业厅利用电子渠道进行SIM卡销售,缓解运营商在管理、资金、资源占用等方面的压力;解决了传统销售中资金流、物流、末梢管理等问题;减轻了柜台压力,使运营商的服务窗口无限延伸,为运营商开发新市场和新业务提供了便利。
二、相关工作
(一)数据库的复制和一致性问题。数据库复制是服务器之间进行同步的新的数据库技术,它用于将某个服务器上某些表中的数据复制和分发到远程或本地的数据库服务器上,保证数据的同步更新,从而引用复制的数据在本地完成分布式查询,减少网络开销。
按照维护复制一致性的方式来划分,现有的复制协议可以分为严格一致协议和弱一致协议两种。严格一致协议要求任何时刻所有数据库的复制都是一致的;而弱一致协议允许各个复制之间存在暂时的不一致,但这种不一致总能够保持在一定的界限之内,而且总是能够趋于一致收敛性。
针对移动计算复制的特点,J.Gray提出了两级复制的概念。两级复制系统中第一级复制就是在服务器之间的复制,而第二级复制则是在移动结点上保存数据库的缓存。此外,Ouri Wolfson等学者提出了动态复制的分布算法,这种算法均能够根据各个结点上数据项的读写变化而动态地改变复制策略,使之分别在通信代价和时间上趋于最优化。
移动事务的数据一致性实质上也就是维护数据库系统中数据对象的一致性,为了提高数据库系统的整体效率和可用性,一般移动数据库都使用了复制和缓存技术,在这样的情况下,数据冲突是不可避免的。因此,需要保证一个更新事务对某个复本的更新同时可以作用在其他复本上,保证用户访问到的数据是一致的,同时兼顾系统的效率,尽量减小更新传播的通信开销,降低事务响应时间。
(二)服务器端的负载均衡。服务器端的负载均衡都是依赖负载均衡算法的,目前主要有轮询调度和权重轮询调度两种算法,目前几乎所有的负载均衡设备均提供这两种算法的功能实现。权重轮询调度算法考虑到了不同服务器的处理能力不同,它能确保高性能的服务器得到更多的使用率?在假设所有服务器的处理性能都相同的情况下, 轮询调度算法并不关心每台服务器的当前连接数和响应速度?当请求服务时间间隔比较大时,轮询调度算法容易导致服务器间的负载不平衡?
轮询调度算法的原理是每一次把来自用户的请求轮流分配给内部中的服务器,从1开始,直到N(内部服务器个数),然后重新开始循环。该算法是一种不需要记录当前所有连接的状态的调度算法?假设有一组服务器N台,S = {S1, S2, …,Sn},一个指示变量i表示上一次选择的服务器ID?变量i被初始化为N-1?其算法如下:
权重轮询调度算法在轮询调度算法的基础上有较大改进。这里用W(Si)表示服务器Si的权值,指示变量i表示上一次选择的服务器,指示变量cw表示当前调度的权值,max(S)表示集合S中所有服务器的最大权值,gcd(S)表示集合S中所有服务器权值的最大公约数?变量i初始化为-1,cw初始化为0?其算法如下:
三、空中营业厅总体设计
(一)系统模型设计图
在客户端有android智能手机或者android平台的定制机具,经过网关和防火墙的过滤,通过HTTPS协议向MAPP服务器(Mobile Application Server)端发送xml格式封装的报文,具体来说是用HTTP协议中的Post(final String aPayload,final String aHint)方法,第一个参数是标准的xml文件,这个xml文件在具体业务流程中就是客户端向服务器端发送的一个接口请求报文;第二个参数是原始raw文件中的具体业务xml模板。手机客户端与MAPP服务器端都是以双方默认好的接口进行xml报文的传输,手机客户端针对不同的业务场景封装好不同的request报文,MAPP服务器端在接收到客户端发送来的request报文进行解析,提取出xml报文中节点的信息,通过服务器端的代码重新封装好response报文,再次通过HTTP协议返回给手机客户端,手机客户端对返回的response报文进行xml解析,提取节点信息,将信息存储在特定的集合对象,以android.os.bundle的形式在客户端程序中传递,将信息展现在手机客户端界面上。
四、手机客户端框架设计
根据上图1,把空中营业厅手机客户端的系统设计大致分为图形界面设计、通信接口设计和业务流程设计三个方面。
(一)图形界面的设计。在对图形界面设计时,可以把程序运行画面主要分为三层,按照从下往上的顺序分别为背景层、活动层和信息提示层。其中背景层主要用来显示系统的背景画面,活动层是要把用户的操作行为表现在背景画面上,而信息提示层则是显示所有的展现信息,包括图形和文字两种提示方式。其中除了背景层的内容不用从服务器读取以外,其余的层次都会用到网络传输的信息。 (二)手机客户端与MAPP服务器之间的通信接口设计。MAPP服务器通过JDBC连接到直管直供销售管理系统的数据库,同时直供数据库和BSS业务支撑系统(BSS)数据库之间会通过DB LINK建立同义词的连接,BSS数据库是电信运营商支撑系统中最核心的数据库,所有客户的开户资料,用户的账户资料,该用户的主产品订购、子产品、特服、活动等都会沉淀到BSS数据库中对应的表中去,客户、用户、账户是传统电信系统中最核心的模型,被称作“三户模型”, 业务支撑系统(BSS)数据库是电信运营系统最核心的数据库。
本系统的技术特点是客户端与服务器端的网络交互较多,需要把这些不同的操作抽象为一个简单的模块来进行处理。从网络的角度来看,服务器端和客户端的交互如下图2所示。
(三)关键业务流程的设计。系统业务逻辑是空中营业厅的精髓部分,提供了系统的逻辑控制和业务规则实现。在本系统中,使用XML文件对业务规则进行接口描述,请求和应答报文都以XML格式表示。下面详细介绍空中营业厅系统中几个重要的业务流程。
1.电子支付扣款流程。当MAPP服务器端接收到申请领卡,售关联卡等涉及到扣款申请的request请求报文时,会通过第三方平台提供的接口向电子支付发起电子支付请求,这里的电子支付只指的慧付卡电子支付。第三方支付平台会向银联服务器提交交易信息,银联扣款成功后会通知第三方支付平台交易结果,第三方支付平台通过HTTP协议向MAPP服务器返回支付请求报文,MAPP服务器再将支付请求报文返回给手机客户端。
支付流程如下图2所示,这里的用户为办理业务的实体顾客,商户为运营商渠道末梢销售人员,也就是本空中营业厅系统的实际使用者,百付商户平台为第三方支付平台,由他负责和银联扣款接口通信。
2.交费充值流程。当手机客户端向MAPP服务器发送交费充值的请求报时,MAPP服务器会采用TCP/IP Socket同步短连接单工通讯方式与一卡充全业务充值服务器建立连接,连接一旦建立,MAPP服务器与一卡充全业务充值服务器之间将通过HTTP协议通信。如果是非智能网用户充值,将充值后的结果提交到BSS统一接口服务器端;如果是OCS(在线计费系统)智能网用户,会将充值后的结果提交到OCS智能网服务器上。MAPP服务器与全业务充值服务器之间可采用短连接和长连接两种方式。
五、结束语
空中营业厅,是电信运营商移动销售渠道转型的实施计划项目,为了解决渠道发展占比失衡、有效发展率偏低以及末端门店管控不足等问题。在android手机或者定制机具客户端实现系统的用户接口界面,在MAPP服务器端完成服务器端通信接口的响应,实现MAPP服务器端对空中营业厅直供数据库的并发访问操作,同时建立MAPP服务器端与BSS统一接口服务器的通信,进而访问BSS数据库。解决MAPP服务器端数据库访问一致性的问题和服务器端的负载均衡问题。作为运营商的一种渠道运营平台,需要与银联的电子支付接口实现事务处理,与其它缴费充值平台实现数据通信,这些都要求该系统具备较高的实时性和并发性。
参考文献
[1]李嘉.基于智能终端的移动互联网服务研究[D].长沙:中南大学,2009
[2]刘芳.面向移动终端的前后台数据库一致性研究及实现[D].重庆:重庆大学,2011
[3]史文方.联通营业自动化系统的设计和实现:[硕士学位论文].成都:电子科技大学,2009
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[6] Gray J.,Helland P., O' Neil P., et al. The Rangers of Replication and a Solution [J] Proceedings of the ACM SIGMOD Conference, 1996: 173--182 [7] Wolfson O.,Jajodia S. Distributed Algorithms for Dynamic Replication of Data [J]Proc.11th ACM PODS,1992:149-163
[8] Petersen K.,Spreitzer M. J.,Terry D. B. Flexible update propagation for Weakly Consistent Replication Systems Principles(SOSP-16),[J]. Proceedings of the 16th ACM Symposium on Operating 1997:288301