NGN学习笔记6——NGN的业务提供技术

1.NGN业务的基本概念

1）定义：

下一代网络的根本目标是提供业务，业务能够被定义为一种软件应用，可以向用户提供有用的、完善的功能。它经过分布在网络中的多个计算元素上的软件组件的交互来实现。业务的用户能够是人，也能够是机器实体。NGN 主要关注融合网络环境中增值业务的提供。

2）特色：NGN业务的广泛特征是业务的无缝接入。

· 多媒体特性明显：带宽制约的消失使多媒体业务的提供成为可能，该特性是下一代网络业务(NGS)发展最快、最基本的特性。

· 日益完善的开放性：开放的业务开发环境便于专业服务提供商的接入，构成良性循环的NGN价值链

· 业务提供个性化

· 虚拟业务逐步发展 (我的身份、联系方式虚拟化)

· 业务智能化和融合化

3）分类：

· 根据业务的内容特征分类

o 交互式通讯业务（实时或非实时）

o 信息或数据业务

o 内容传送业务，如娱乐或教育

o 辅助和管理业务

· 根据业务的提供方式分类

o 全新的业务

o 用新方式实现的遗留业务

o 融合的业务

2.NGN的业务体系结构

1）传统智能网简述：

a）提供业务的基本原理：增长集中的业务控制点，将呼叫控制与业务控制分开

b）体系结构 ：

c）缺陷：

传统智能网的应用环境是一个封闭的电路交换网，采用垂直业务提供方式。存在缺陷：

· 基于SCP的业务控制体系是一种集中式的控制结构，不适合将来的分布式网络环境

· INAP/MAP业务控制协议复杂，业务开发和部署慢

· 相关标准不适合基于IP的融合网络业务的需求

· 控制系统基于SS7，与业务相帮定，成为网络瓶颈

· 业务体系结构封闭，第三方业务提供商接入困难，业务没法移植

2）NGN业务体系结构分析：

a）整体目标：实现业务的快速有效提供

· 分布式控制：适应IP网分布式处理的特色，避免七号信令结构化的缺点，支持位置透明和分布式计算

· 开放控制：网络控制接口开放，以支持第三方提供的业务逻辑和进行业务的建立和修改

· 业务提供和网络运营的分离：加强下一代网络的竟争环境，加速增值业务的提供

· 支持融合网络的业务

· 提供加强的安全和保护机制——开放的基础

b）业务体系结构模型：

c）一种实现方式：

d）基于软交换的业务体系结构：

e）基于IMS的业务体系结构

f）主要采用技术概述：

· 分布式处理技术：支持第三方业务提供商的分布式结构，如CORBA技术、Web Service技术

· 开放接口技术：通讯网开放控制的关键，如Parlay/OSA和JAIN

· 业务驱动技术：驱动事件能够来自用户或基于优先状态机的网络，触发点和触发条件基于业务需求

· 面向对象的技术：任何分布式系统须要采用的基本软件技术，NGN采用面向对象的技术来构建其业务模型和技术体系结构标准

3.NGN的业务生成技术

1）定义：业务生成技术指在NGN中开发新业务（应用）所采用的技术，在应用服务器中实现主要关注如何利用底层网络能力来开发新业务、如何扩大业务开发者的领域。

2）业务支撑环境：

关键：开放性、平台无关性。

应用服务器：业务支撑环境的主体，是下一代网络业务的执行环境

业务管理服务器：和应用服务器配合，主要负责业务的生命周期管理、业务的接入和定购、业务和用户数据的管理，能够与应用服务器配合存在，也能够独立存在。

业务生成环境：以应用服务器提供的各类开放API等为基础，提供友好的图形化界面，提供完备的业务开发环境、仿真测试环境和冲突检测环境。

3）三类主流的业务生成技术：

a)基于API的业务生成技术：

直接基于API规范开发业务的技术，包括:

· 与协议无关的标准开放的API：如Parlay/OSA API、JAIN API等，任何用标准API编写的业务均可以在业务执行环境中运行。

· 与协议相关的API：如SIP Servlet API，能够充分利用协议的特性开发一些新颖的业务

优势：具备最大的灵活性，是其它业务生成技术的基础

缺点：复杂，对开发人员要求高

b）基于框架/组件的业务生成技术：

将API封装成具备必定功能的组件，基于组件搭建更高抽象层次的框架，业务基于框架/组件来开发。

经常使用的组件模型：Microsoft的COM、OMG的CORBA（组件对象模型）、SUN的JavaBeans

优势：在很大程度上屏蔽了业务实现的细节，适合复杂业务的开发

缺点：框架限制了生成业务的种类和灵活性

c）基于脚本的业务生成技术：

容许开发者使用图形界面工具生成脚本或手工 编写脚原本进行业务的开发。已有多种基于XML的脚本开发语言，如IETF的CPL (呼叫处理语言)，JAIN的SCML (业务生成标记语言)，VoiceXML等。

优势：抽象层次比API高，适合对业务流程较为了解而编成能力不强的业务开发者。经过限制脚本语言的能力，能够确保业务逻辑不出错，提升系统的安全性

缺点：业务生成能力弱，业务种类受限

4.具体技术分析

1）Parlay/OSA API技术

      ParLay协议是ParLay工做组制定、由欧洲电信标准委员会（ETSI）发布的开放业务接入的应用编程接口（API）标准，是NGN重要的业务接口 应用协议。该协议针对高层应用协议接口，采用面向对象的方法，使用标准建模语言（UML），分别从类（cLass）、方法（method）、参数 （parameter）和状态模型（state modeL）等方面进行描述，用Microsoft IDL和CORBA IDL描述其全部的操做和消息。ParLay定义了一套开放的、独立于技术的、可扩展的API，包括框架结构接口、业务接口、公共管理接口等。其中，业务 接口是ParLay接口的核心，又包括呼叫处理业务接口、通用消息业务接口、移动性业务接口、连通性管理业务接口等。
经过ParLay API完成应用服务器和软交换间的通讯，同时应用服务器提供各类API，实现对现有通讯网络安全和公开的访问，为第三方应用商提供开发和业务接入平台。 ParLay API可适用于不一样的通讯网络，经过对API的不断扩展，将解决网络的演进、融合和扩容等方面的一系列问题。

基本思想：经过网关接口向上层应用程序提供底层网络能力，从而达到屏蔽底层网络细节的目的。

a）发展历史：

· 1998年3月，Parlay工做组成立--五家公司：英国电信、Ulticom、微软、北电、西门子，规范一组开放的、独立于技术的应用编程接口，向企业或客户应用提供访问网络信息的能力，容许企业或客户应用在必定范围内控制网络能力。

· 1998年12月，Parlay API 1.0发布

· 2001年2月，Parlay API 3.0发布

· Parlay、3GPP、ETSI开始合做发布统一版本：3GPP OSA Rel5 + Parlay API 3.0  ->  Parlay/OSA API，3GPP OSA (开放业务体系结构)以Parlay的早期版本为基础，Parlay只提供单纯的API，而OSA提供API以及网络协议与API的映射。

· Parlay与OSA的后续版本：Parlay API 4.0，基本稳定；Parlay X，基于Web Service技术

· 网络能力在Parlay/OSA体系中体现为SCF（业务能力特征），经过Parlay/OSA API，网络运营商和独立软件厂商可以利用现有的网络资源来建立大量的新应用，为固网和移动网在业务层面的融合奠基了基础。

· Parlay/OSA Parlay/OSA融合了 IT和Telcom应用：电信界——具备丰富的网络能力和IT界 ——具备丰富的应用和开发者

b）体系结构：

· 框架接口：Provides the surround capabilities necessary for the Service Interfaces to be open, secure, resilient and manageable

· 业务接口：Provide the mechanism by which applications can access underlying network capabilities

o 呼叫控制SCF：为应用创建呼叫路由

o 用户交互：被应用用来与端用户进行交互，播放录音通知或发送短信

o 移动：向应用提供用户的位置信息

o 终端能力：被应用用来获取终端的能力

o 数据会话控制：提供对数据会话相关事件的管理功能

o 通用消息：被应用用于发送、存储和接收消息

o 链接管理：被企业经营者用于控制网络传输的QoS和其它特性

o 账户管理：提供对账户信息进行访问的能力

o 计费：被应用用于对应用的使用进行计费

o 策略管理：用于管理业务提供者提供的策略信息，并控制对策略的访问

o 在线和可用性管理：能够方便跨越多个通讯系统的应用和业务的开发

o 彩信多媒体：向网络发送多媒体消息的能力

c）Parlay/OSA API的接口结构：

· 接口1：客户应用和框架之间的接口--向应用提供访问网络能力的基本机制，包括信任和安全管理、业务发现、业务协议管理、完整性管理和通知管理。

· 接口2：客户应用和SCF之间的接口--向第三方应用提供在该接口上运行的各项业务，如呼叫控制等。

· 接口3：框架与SCF之间的接口--向业务提供注册和安全管理功能。包括信任和安全管理、业务工厂、业务注册、业务发现、完整性管理和通知管理。

· 接口4：企业经营者和框架之间的接口--向企业经营者提供管理客户应用账户、客户业务合同以及业务描述的基本机制。包括信任和安全管理、业务发现和业务订购

· 接口5：业务提供者和框架之间的接口提供多厂商机制，使得多个业务提供者能够接入框架。包括信任和安全管理、业务发现和业务注册

· 接口6：企业经营者和SCF之间的接口向企业经营者提供控制业务提供者网络流量的能力，如QoS管理、虚拟指派网的链接管理等

d）Parlay/OSA 的商业模型

e)Parlay/OSA API的工做过程

· 在应用可以真正开始使用一项具体的业务能力以前，必须通过如下过程：

· 完成业务能力服务器、客户应用以及企业经营者与框架之间的认证过程

· 业务能力服务器（SCS）向框架注册业务企业经营者发现并订购框架中注册的业务，签定业务合同，并受权给客户应用

· 客户应用发现业务，并签定业务协议

f）Parlay/OSA网关的通常配置

g）Parlay/OSA API的实现技术及举例

CORBA实现：

h）3GPP OSA概述

简述：3GPP（第三代伙伴关系计划）是一个制定第三代移动通讯系统的技术规范的组织，其目标是和互联网、固网等多种网络的融合3GPP将OSA引 入UMTS系统中，做为快速部署业务的开放体系结构，应用位于OSA体系结构的上层，经过OSA接口和业务能力服务器(SCS)进行联系SCS完成从 OSA接口到底层网络协议(CAP、MAP等)的映射，对应用屏蔽底层网络的复杂性。

接口规范：

· SA1：OSA的需求，22.127

· SA2：OSA的概念和功能体系结构，23.198

· CN5：OSA的API，29.198，OSA的Web Service接口，29.199，OSA API与移动网络协议的映射，29.998

OSA API的逻辑结构：

OSA 的物理结构：

OSA中的SCS只是逻辑实体，在规范中并无规定它是不是网络中的独立单元。它们能够分布在一个或多个物理节点上。SCS能够做为网络中独立的节 点开发，也能够集成到核心网络的节点。有三种结构--SCS做为独立节点开发（集中SCS或分布式SCS）；SCS分布在不一样的网络实体上；混合方式。

SCS 做为独立节点开发：

SCS分布在网络实体上：

混合结构：

2）JAIN API 技术

a）简述：

一组基于Java平台的综合网络API，提供了一种跨网络环境（分组网、无线网、PSTN网等）构建和综合业务的框架，用于开发和部署业务驱动的网 络应用和业务。JAIN组织由SUN公司发起，其规范由许多来自JAIN Community的合做伙伴和专家共同制定。JAIN API和Parlay/OSA API设计思想相近，功能上具备互补性，内容上与Parlay相似，特色在于它彻底采用专注的Java语言实现，而且定义了比较完备的访问各类网络的网络 协议API。目前Parlay/JAIN联合工做组正在进行二者的融合工做。JAIN Community的Java API定义了Parlay API的Java版本，其目的是在Parlay API中增长Java语言的固有优点，使得Parlay API可以在业界获得普遍的采纳。第三方应用开发者能够在遵循Java “write once, run anywhere”理念的基础上搭建网络应用。JAIN Parlay API由JAIN Parlay Edit Group负责完成。JAIN API的基本思想是定义一系列标准的JavaAPI，经过这些API开发可移植的网络应用。

b）目标和优点：

· 业务（应用）可携性：目前业务的开发基于专有接口，不可携，JAIN将专有接口组织成统一的Java接口，使得应用，与具体的网络技术无关，从而实现应用的可携性。

· 网络融合：目前，应用的呼叫或会话只涉及单一的网络，JAIN呼叫模型能够基于综合的网络。

· 安全的网络接入（业务的开放性）：JAIN Parlay接口使得位于网络以外的不可信应用可以经过特定的安全措施直接访问综合网络的资源。

c）体系结构：

JAIN结构模型自上而下分为四层

· 网络层：各种网络实体。包括传统电信网的SSP/交换机、移动网的MSC以及IP网的软交换机等。业务最终由这些网元完成

· 协议层：各种网络的控制信令。如ISUP，INAP，TCAP，MAP，SIP/H.323/H.248等

· 业务层：各种网络的业务控制实体。如SCP，移动网的BSC/HLR/VLR/MSC组合系统，以及IP网的应用服务器等。这些实体经过相应的信令协议控制网络层实体完成所需的业务

· 应用层：JAVA平台上的具体应用程序。经过JAVA接口调用下面的业务层和协议层功能

d）分层结构：

业务API：业务建立和执行的管理、不可信第三方接入系统的安全性管理。包括负责业务建立的JSCE、负责业务配置和生命期管理的JSLEE和负责第三方接入的框架API

· JSLEE：JAIN Service Logic Execution Environment，业务逻辑执行环境(SLEE)业务或应用的执行环境。如，应用服务器，是一个包含软件组件的容器。JSLEE是SLEE的 Java版本。是JAIN的核心组件，是通讯应用的逻辑执行环境。

· JSCE：JAIN Service Creation Environment 简化业务的生成

呼叫控制API：各种基本网络能力的实现。包括负责基本呼叫控制的JCC和负责在呼叫任意阶段调用增值业务的协调和事务管理的JCAT

· JCC：JAIN Call Control API

· JCAT：JAIN Coordination and Transactions 进行进一步的呼叫处理

协议API：实现各种网络信令协议，这是JAIN的重要特色。已经定义多种协议API，以JAIN SS7 API和JAIN IP API为例：

SS7和IN网络存在的问题：底层协议大多采用C等本地语言编写，协议版本多，而业务多采用Java语言实现，利用Java的面向对象技术和平台独 立性，须要在Java业务与协议之间进行适配，那么JAIN SS7 API在Java业务和C语言网络协议之间提供了很好的适配工具使底层网络协议的变化对应用或业务透明。

JAIN SS7 API基于JavaBeans的设计模式（Java接口）来定义其软件组件。每一个JAIN SS7 API都定义了三种主要的Java软件组件。

· Stack：对底层的SS7协议栈进行抽象，并提供建立和管理“Provider”的工厂

· Provider：经过专用的IPC机制与SS7协议层交换协议消息，对每个协议的具体实现是特定的，它将通用的API映射成协议的特定实现

· Listener：经过Event Object与提供者组件进行交互。Listener必须向Provider注册。Listener对各类Provider来讲是可携的

JAIN IP API则是在IP网中能够经过多种设备和平台来提供多媒体业务，但经过Java语言实现的业务具备跨平台和技术独立的特性。JAIN IP API使Java业务实现者在使用本地协议软件的同时，能快速提供新的Java应用，定义了多种基于Java的协议APIs：H.32三、MGCP、 SIP、Megaco、。。。

3）SIP Servlet API  技术

a）概述：基于Java的应用组件，由SIP Servlet Container管理，并能执行SIP信令，做为SIP服务器的Java扩展API，SIP Servlet能够扩展SIP服务器的功能，控制SIP消息的
处理，从而提供更丰富的业务。Container，又称为Servlet Engine，经过提供Servlet功能对SIP服务器进行扩展，提供网络服务，经过它能够接收或发送请求或响应Servlet容器包含并管理 Servlet，决定调用哪一个Servlet，以及按照什么顺序调用，对多个请求只需建立一个进程来处理。

b）基本模型：

SIP Servlet容器提供的SIP消息功能包括：分析接收到的SIP消息、将分析后的SIP消息转发给相应的SIP Servlet、发送SIP Servlet产生的消息给相应的UA、自动生成SIP响应，如 "100 Trying"、自动管理SIP头部字段。SIP Servlet 处理的SIP消息都被表示为SipServletRequest 或SipServletResponse对象，接收到的SIP消息首先分析器分析以后，再翻译成这些对象，而后发送给SIP Servlet 容器。

c）生命周期：

4）Web Service 技术

这里主要说一说Parlay API与 与Web Service交互的区别：

Parlay Web Service 技术：

Parlay X Web Service业务接口，基于Parlay/OSA API，对一组通讯能力进行进一步抽象的Web业务接口。Parlay X Web业务能力主要由Parlay APIs提供的通讯能力组成，目前定义了14种Web Service业务接口：第三方呼叫、短消息业务、多媒体消息、付费、帐号管理、用户状态、终端位置等等。

Parlay Web服务的配置

PARLAY API与PARLAY X Web Services之间是什么关系？

Parlay API，包含提供各类业务能力的业务能力特征（SCF）。Parlay应用能够经过CORBA与Parlay网关交互。应用自己能够用各类语言（如 Java、VB、XML脚本等）实现，只要确保可以正确调用Parlay网关提供的API的各种方法并可以正确处理相应的响应。

Parlay X Web Services对Parlay API进行了更高层次抽象并对其作了简化。在大多数状况下，Parlay X Web Services经过调用Parlay网关资源访问底层网络，可是也不排除其直接与底层网络直接进行交互。与Parlay应用相似，Parlay X应用也能够用各类编程语言实现，只要可以进行正确的Web Service调用。

从Parlay 4.0版本开始，除了将Parlay UML标准映射到IDL（接口描述语言）外，还映射到了WSDL（Web服务描述语言）。习惯上，把映射到IDL的Parlay标准称做Parlay API，而把映射到WSDL的Parlay标准称做Parlay X Web Services。Parlay X Web Services是一组应用接口，可是不提供AAA（认证、受权、记账）、SLA（服务等级协议）和其余与环境相关的功能。这些功能应当由Web Service架构来提供。