专利名称：一种指令交互过载保护设备及其方法
技术领域：
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种指令交互过载保护设备及其方法。
背景技术：
电信业务系统中的服务开通子系统，主要完成电信用户的各类服务指令从业务支撑系统侧发送到网元设备和业务平台侧的相关功能，其系统结构如图1所示。现有技术的电信业务实现流程主要涉及运营商的营业受理、账务处理、计费批价、信用控制等子系统、服务开通子系统和网元设备与业务平台。服务开通子系统主要配合其它业务支撑系统完成电信用户的服务需求的开通、停止、变更等，其使用场景主要包括:(I)电信用户入网时，需由服务开通子系统向网元设备发送各类鉴权开通指令和服务开通指令；(2)在业务使用过程中，用户的欠费会导致用户的服务被停止，而缴费充值后又需要将服务开通，这些情况下需由服务开通子系统向相关的网元设备发送停机/开机指令；(3)电信用户发生服务变更时(例如开通/关闭国际长途业务，开通/关闭彩铃业务等)，需由服务开通子系统向相关网元设备、业务管理平台发送服务变更有关指令。其中，所述其它业务支撑子系统主要包括营业受理、账务处理、信用控制、计费批价等子系统。当需要对电信用户的服务进行开通、变更、停止时，这些子系统向服务开通子系统传送相关的服务指令。当服务开通子系统需要对大量电信用户进行服务开通/关闭处理时，会向下游网元设备发送大量相关指令。为保证下游网元设备的可靠性，目前在相关网元设备上采用指令过载保护机制，以避免该网元设备因处理大量指令而出现异常，影响正常电信业务运行。但是，在服务开通子系统的下游网元设备上采用指令过载保护机制，只能针对某个特定单一网元设备进行过载保护，而一般来说，服务开通子系统的上游业务系统发送的一条业务指令会被服务开通子系统分解成发往不同网元设备的不同指令，这样对于某个单一的网元设备进行过载保护，并不能真正起到保护作用。例如，对于某电信用户开通某服务业务的多条指令，若其中某个单一的网元设备进行了过载保护，而其它网元设备因未过载而正常接收指令，则对于该电信用户的该服务业务依然不能正常执行。
发明内容
本发明实施例提供了 一种指令交互过载保护设备及其方法，用以实现针对业务的指令交互过载保护。本发明实施例提供的指令交互过载保护设备，设置于服务开通子系统和其下游网元设备之间，包括网元负载状态采集模块和指令交互过载保护模块，所述指令交互过载保护模块中设置有与指令类别一一对应的数个指令缓冲队列；所述网元负载状态采集模块，用于周期采集所述下游网元设备的负载信息，并将采集到的负载信息发送给所述指令交互过载保护模块；
所述指令交互过载保护模块，用于根据所述网元负载状态采集模块采集到的下游网元设备负载信息，设置相应下游网元设备所对应的指令类别的过载保护状态，所述下游网元设备对应的指令类别为目标为相应下游网元设备的指令所属的类别；接收服务开通子系统发往下游网元设备的指令，根据指令所属类别将指令存入对应指令缓冲队列，其中，所述服务开通子系统根据同一业务指令分解得到的数个发往各下游网元设备的指令属于同一指令类别；以及，根据指令缓冲队列对应的过载保护状态，控制指令缓冲队列中的指令向下游网元设备发送。本发明实施例提供的基于上述设备实现的指令交互过载保护方法，包括:网元负载状态采集模块周期采集所述下游网元设备的负载信息，所述指令交互过载保护模块根据所述网元负载状态采集模块采集到的下游网元设备负载信息，设置相应下游网元设备所对应的指令类别的过载保护状态；所述指令交互过载保护模块接收到服务开通子系统发往下游网元设备的指令后，根据指令所属类别将指令存入对应指令缓冲队列，并根据指令缓冲队列对应的过载保护状态，控制指令缓冲队列中的指令向下游网元设备发送。本发明实施例一方面基于对服务开通子系统发往下游网元设备的指令进行分类，并将相同类别的指令存入对应指令缓冲队列，另一方面基于网元设备负载信息的反馈及时更新相应指令类别对应的过载保护状态，从而根据指令类别对应的过载保护状态控制相应指令缓冲队列发送指令，以实现针对业务的指令过载保护，从而保证业务的正常使用。
图1为现有技术中的服务开通子系统的结构示意图；图2为本发明实施例提供的指令交互过载保护设备的结构示意图；图3为图2所示指令交互过载保护设备中的指令交载保护模块的结构示意图。
具体实施例方式针对现有技术存在的问题，本发明实施例通过在原有服务开通子系统和其下游网元设备/业务平台之间，增加指令交互过载保护设备，将服务开通子系统和其下游网元设备/业务平台相隔离，实现对发往所述下游网元指令的自动化的、闭环反馈的过载保护，并可进一步根据管控策略采取告警、停止执行等待人工干预等措施，来解决上述问题。本发明实施例一方面基于对服务开通子系统发往下游网元设备的指令进行分类，并将相同类别的指令存入对应的指令缓冲队列，另一方面基于网元设备负载信息的反馈及时更新相应指令类别对应的过载保护状态，从而根据指令类别对应的过载保护状态控制相应指令缓冲队列发送指令，以实现针对业务的指令过载保护，从而保证业务的正常使用。其中，对服务开通子系统发往下游网元设备的指令进行分类的基本原则是:将服务开通子系统根据同一业务指令分解得到的数个发往下游网元设备的指令归为同一指令类别。例如，服务开通子系统接收到开通某一用户的业务A的指令后，将其分解为数个发往下游不同网元设备的指令，包括发送给HLR(Home Location Register,归属位置寄存器)的用户信息更新指令、发送给业务系统服务器A的用户信息更新指令等，此时将这些指令归为同一指令类别——业务A开通类别。此种情况下，指令分类的依据可以是业务类型。
进一步的，考虑到网元设备可能归属于不同的归属区等因素，在进行指令分类时，还可以依据处理相应业务的网元设备归属区。具体的，指令分类的依据包括但不限于以下之一或组合:时间、归属区、指令类型、业务类型、目标网元设备类型、目标网元设备标识，其中:时间:指某条指令过载保护管控策略适用的生效、失效时间等信息。例如，为了启用新旧策略的方便，将完全相同的指令分类，在过某个时间点TA后，启用新的策略。此时会有一条完全相同但时间维度信息不同的两条规则，一条截止时间是TA ;另一条生效时间是TA，无结束时间。归属区:一般来讲是指指令所对应的用户归属于哪一个业务运营区信息。比如某一条管控策略是对所有运营区A(例如可以是青岛、济南等行政区信息)的用户进行管控。指令类型是指:该条指令的动作分类。如按照停机、开机进行分类。或者按照开通语音、停止语音、开通GPRS服务、停止GPRS服务等进行分类。可根据实际需要进行适应性调整。目标网元设备类型是指:此信息可以是目标设备的厂商信息(例如是爱立信网元设备还是华为网元设备)，也可以按照功能分类(例如HLR网元、智能网网元、业务平台网元等等)，还可以按照目标网元设备能力分类(如按照每秒可接收指令条数进行分类)。上述分类维度可以在实际中根据管控策略进行组合和调整，以适应灵活的管控策略需要。下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。参见图2，为本发明实施例提供的指令交互过载保护设备200的结构示意图。该指令交互过载保护设备设置于服务开通子系统和其下游网元设备之间，其中包括指令交互过载保护模块I和网元负荷状态采集模块2。指令交互过载保护模块2中设置有与指令类别一一对应的数个指令缓冲队列。指令交互过载保护模块I和网元负荷状态采集模块2的主要功能包括:网元负载状态采集模块1，用于周期采集服务开通子系统的下游网元设备的负载信息，并将采集到的负载信息发送给指令交互过载保护模块2 ；指令交互过载保护模块2，用于根据网元负载状态采集模块I采集到的下游网元设备负载信息，设置相应下游网元设备所对应的指令类别的过载保护状态，所述下游网元设备对应的指令类别为目标为相应下游网元设备的指令所属的类别；接收服务开通子系统发往下游网元设备的指令，根据指令所属类别将指令存入对应指令缓冲队列；以及，根据指令缓冲队列对应的指令类别的过载保护状态，控制指令缓冲队列中的指令向下游网元设备发送。在具体实现时，网元负荷状态采集模块I可采集网元等目标设备的运行状态、性能参数、负荷能力等数据，并将其转化成目标设备当前能力指示数据(可反映负载情况的数据，即负载信息)，传入指令交互过载保护模块2。例如，网元负荷状态采集模块I采集到网元设备的CPU使用率是50%，则将该CPU使用率发送给指令交互过载保护模块2。指令交互过载保护模块2在接收到网元负荷状态采集模块I传来的网元设备负载信息后，指令交互过载保护模块2通过进行目标设备状态数据与阈值的比较，来确定是否更改对应指令类别的过载保护状态，并根据相应指令类别的过载保护状态，并依据过载控制策略，控制发往目标设备的指令速度，形成闭环反馈机制，自动实现过载保护。下面结合图3说明本发明实施例中的指令交互过载保护模块2的结构和原理。如图3所示，指令交互过载保护模块2主要包括:过载保护状态设置单元、策略表配置单元、指令接收器、指令分类器、指令计数器数组单元、指令缓冲队列、网元适配器。其中，指令缓冲队列与指令分类一一对应，用于缓存相应指令分类的指令；指令计数器数组单元与指令分类一一对应，用于对相应指令分类的指令数量进行计数。过载保护状态设置单元、策略表配置单元、指令接收器、指令分类器、指令计数器数组单元、指令缓冲队列、网元适配器的主要功能如下:过载保护状态设置单元，用于根据网元负载状态采集模块I发送的下游网元设备的负载信息，设置相应下游网元设备所对应的指令类别的过载保护状态；策略表配置单元，用于配置和存储指令过载保护策略表，该表可包括:指令分类规贝1J、指令过载保护规则、过载保护阈值等；指令计数器数组单元，用于记录最近设定时长内，指令接收器接收到的相应类别指令的数量；指令缓冲队列，用于缓存发往服务开通子系统的下游网元设备的指令，可采用FIFO (先进先出)类型的队列；指令接收器，用于从服务开通子系统接收待发往下游网元设备的指令，并将其送入指令分类器；指令分类器，用于根据指令过载保护策略表中定义的分类规则对指令接收器接收到的指令进行分类，并根据在最近设定时长内，所述指令接收器接收到的该类别指令的数量，将所述指令存入该指令所属类别对应的指令缓冲队列；网元适配器，用于轮询指令缓冲队列，根据当前轮询到的指令缓冲队列对应的指令类别的过载保护状态，控制当前轮询到的指令缓冲队列中的指令向下游网元设备发送。在具体实施时，指令分类器将指令存入相应指令缓冲队列的过程，可采用以下方式之一:方式一:指令分类器判断在最近设定时长内，指令接收器接收到的该类别指令的数量是否超过该指令类别对应的过载保护阈值，若未超过，则将指令存入该指令所属类别对应的指令缓冲队列，否则，停止将指令存入该指令所属类别对应的指令缓冲队列，并将该指令类别对应的过载保护状态设置为过载，进一步的，可在一段时间后(如随机秒后)重新尝试将该指令存入对应的指令缓冲队列。方式二:指令分类器判断在最近设定时长内，指令接收器接收到的该类别指令的数量是否超过该指令类别对应的过载保护阈值，以及对应指令类别的过载保护状态是否为过载，若该类别指令的数量未超过该指令类别对应的过载保护阈值且状态为正常，则将指令存入该指令所属类别对应的指令缓冲队列，否则，停止将指令存入该指令所属类别对应的指令缓冲队列，进一步的，可在一段时间后(如随机秒后)重新尝试将该指令存入对应的指令缓冲队列；若该类别指令的数量超过该指令类别对应的过载保护阈值，则将对应指令类别的过载保护状态设置为过载，并停止将指令存入该指令所属类别对应的指令缓冲队列，进一步的，可在一段时间后(如随机秒后)重新尝试将该指令存入对应的指令缓冲队列。
在具体实现时,指令计数器数组单元中的数组中可包括多个数组元素，每个数组元素值为对应时间片内的指令数量计数值，各时间片长度之和等于所述设定时长。相应的，指令分类器在对接收到的指令进行分类后，可根据当前时间确定对应的时间片，将相应指令类别所对应的指令计数器组单元中的相应数组元素值递增；其中，当根据当前时间确定到达下一个时间片时，将下一个数组元素值清零后开始计数，其中，最后一个数组元素的下一个数组元素为第一个数组元素。例如，过载保护策略表中定义的指令数量统计时长为5分钟，即统计最近5分钟接收到的相应指令分类的指令数量，则可以将指令计数器数组单元中的数组设置为包含5个数组元素，每个数组元素用于对I分钟时间内指令接收器接收到的相应分类的指令进行计数。每过I分钟，贝1J数组指针指向下一个数组元素。如，当前数组指针的位置在第I个数组元素位置，指令接收器每接收到一个该分类的指令，则对第I个数组元素值递增I ;1分钟后，数组指针指向第2个数组元素，并在该数组元素值不为O的情况下首先将其清零，然后指令接收器每接收到一个该分类的指令，则对第2个数组元素值递增I ;以此类推。当5分钟过去之后，数组指针重新指向第I个数组元素。数组中各元素值之和，即为指令接收器在最近5分钟之内所接收到的相应分类的指令的数量。进一步的，为了提高兼容性，还可以在指令分类器和网元适配器之间建立指令透传通道，作为一种普遍满足性和兼容性技术方案。当在某些场景中不需要对指令进行过载保护控制时，可直接由指令分类器通过指令透传通道，发送给网元设备适配器进行指令发送。策略表配置单元中除了存储指令过载保护策略表以外，还可存储指令计数器数组标识、时间片单位长度、指令过载判断条件、指令过载时后续动作、当前状态等信息。其配置类信息在系统初始化时从存储设备上载入，状态类信息则在内存中由相应功能模块(过载保护状态设置单元)进行更改。为了根据指令分类对应的过载保护状态，控制向下游网元设备发送指令，在具体实现时，可在内存中生成表1:表权利要求
1.一种指令交互过载保护设备，其特征在于，设置于服务开通子系统和其下游网元设备之间，包括网元负载状态采集模块和指令交互过载保护模块，所述指令交互过载保护模块中设置有与指令类别一一对应的数个指令缓冲队列； 所述网元负载状态采集模块，用于周期采集所述下游网元设备的负载信息，并将采集到的负载信息发送给所述指令交互过载保护模块； 所述指令交互过载保护模块，用于根据所述网元负载状态采集模块采集到的下游网元设备负载信息，设置相应下游网元设备所对应的指令类别的过载保护状态，所述下游网元设备对应的指令类别为目标为相应下游网元设备的指令所属的类别；接收服务开通子系统发往下游网元设备的指令，根据指令所属类别将指令存入对应指令缓冲队列，其中，所述服务开通子系统根据同一业务指令分解得到的数个发往各下游网元设备的指令属于同一指令类别；以及，根据指令缓冲队列对应的过载保护状态，控制指令缓冲队列中的指令向下游网元设备发送。
2.如权利要求1所述的指令交互过载保护设备，其特征在于，所述指令交互过载保护模块，包括: 过载保护状态设置单元，用于根据所述网元负载状态采集模块发送的下游网元设备的负载信息，设置相应下游网元设备所对应的指令类别的过载保护状态； 策略表配置单元，用于配置和存储指令过载保护策略表，所述指令过载保护策略表中定义有指令分类规则，所述指令分类规则用于将服务开通子系统根据同一业务指令分解得到的数个发往各下游网元设备的指令归类为同一指令类别； 指令缓冲队列，用于缓存发往服务开通子系统的下游网元设备的指令； 指令接收器，用于从服务开通子系统接收待发往下游网元设备的指令； 指令分类器，用于根据所述指令分类规则对所述指令接收器接收到的指令进行分类，根据在最近设定时长内，所述指令接收器接收到的该类别指令的数量，将所述指令存入该指令所属类别对应的指令缓冲队列； 网元适配器，用于轮询指令缓冲队列，根据当前轮询到的指令缓冲队列对应的指令类别的过载保护状态，控制当前轮询到的指令缓冲队列中的指令向下游网元设备发送。
3.如权利要求2所述的指令交互过载保护设备，其特征在于，所述指令过载保护策略表中还包括各下游网元设备对应的过载保护阈值； 所述指令分类器具体用于，判断在最近设定时长内，所述指令接收器接收到的该类别指令的数量是否超过对应的过载保护阈值，若未超过，则将所述指令存入该指令所属类别对应的指令缓冲队列，否则，停止将所述指令存入该指令所属类别对应的指令缓冲队列，并将该指令类别对应的过载保护状态设置为过载；或者， 判断在最近设定时长内，所述指令接收器接收到的该类别指令的数量是否超过对应的过载保护阈值，以及对应指令类别的过载保护状态是否为过载，若该类别指令的数量未超过对应的过载保护阈值且状态为正常，则将所述指令存入该指令所属类别对应的指令缓冲队列，否则，停止将所述指令存入该指令所属类别对应的指令缓冲队列；若该类别指令的数量超过对应的过载保护阈值，则将对应指令类别的过载保护状态设置为过载，并停止将所述指令存入该指令所属类别对应的指令缓冲队列。
4.如权利要求2所述的指令交互过载保护设备，其特征在于，所述指令交互过载保护模块，还包括: 指令计数器数组单元，与指令类别一一对应，用于记录最近设定时长内，所述指令接收器接收到的相应类别指令的数量；其中，各数组元素值为对应时间片内的指令数量计数值，各时间片长度之和等于所述设定时长； 所述 指令分类器具体用于，在对接收到的指令进行分类后，根据当前时间确定对应的时间片，将相应指令类别所对应的指令计数器组单元中的相应数组元素值递增；其中，当根据当前时间确定到达下一个时间片时，将下一个数组元素值清零后开始计数，其中，最后一个数组元素的下一个数组元素为第一个数组元素。
5.如权利要求2所述的指令交互过载保护设备，其特征在于，所述过载保护状态设置单元具体用于，根据所述网元负载状态采集模块发送的下游网元设备的负载信息，确定所述下游网元设备对应的指令类别，根据所述下游网元设备的负载信息设置对应指令类别的过载保护状态；其中，当下游网元设备过载时，将相应指令类别的过载保护状态设置为过载状态。
6.如权利要求2所述的指令交互过载保护设备，其特征在于，所述指令分类器具体用于，根据以下依据之一或任意组合，对所述指令接收器接收到的指令进行分类: 时间、归属区、指令类型、业务类型、目标网元设备类型、目标网元设备标识。
7.如权利要求2所述的设备，其特征在于，所述网元适配器具体用于，根据设定周期轮询各指令缓冲队列，对于当前轮询到的指令缓冲队列，查询对应的过载保护状态，若为过载，则拒绝从当前轮询到的指令缓冲队列中读取指令进行发送；若为正常，则从当前轮询到的指令缓冲队列中读取指令并发送。
8.一种基于如权利要求1-7之一所述的指令交互过载保护设备实现的指令交互过载保护方法，其特征在于，包括: 网元负载状态采集模块周期采集所述下游网元设备的负载信息，所述指令交互过载保护模块根据所述网元负载状态采集模块采集到的下游网元设备负载信息，设置相应下游网元设备所对应的指令类别的过载保护状态； 所述指令交互过载保护模块接收到服务开通子系统发往下游网元设备的指令后，根据指令所属类别将指令存入对应指令缓冲队列，并根据指令缓冲队列对应的过载保护状态，控制指令缓冲队列中的指令向下游网元设备发送。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述指令交互过载保护模块接收到服务开通子系统发往下游网元设备的指令后，根据指令所属类别将指令存入对应指令缓冲队列，包括: 指令接收器从服务开通子系统接收待发往下游网元设备的指令； 指令分类器根据指令分类规则对所述指令接收器接收到的指令进行分类，根据在最近设定时长内，所述指令接收器接收到的该类别指令的数量，将所述指令存入该指令所属类别对应的指令缓冲队列； 述指令交互过载保护模块根据指令缓冲队列对应的过载保护状态，控制指令缓冲队列中的指令向下游网元设备发送，包括: 网元适配器轮询指令缓冲队列，根据当前轮询到的指令缓冲队列对应的指令类别的过载保护状态，控制当前轮询到的指令缓冲队列中的指令向下游网元设备发送。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述根据在最近设定时长内，所述指令接收器接收到的该类别指令的数量，将所述指令存入该指令所属类别对应的指令缓冲队列，包括: 判断在最近设定时长内，所述指令接收器接收到的该类别指令的数量是否超过对应的过载保护阈值，若未超过，则将所述指令存入该指令所属类别对应的指令缓冲队列，否则，停止将所述指令存入该指令所属类别对应的指令缓冲队列，并将该指令类别对应的过载保护状态设置为过载；或者， 判断在最近设定时长内，所述指令接收器接收到的该类别指令的数量是否超过对应的过载保护阈值，以及对应指令类别的过载保护状态是否为过载，若该类别指令的数量未超过对应的过载保护阈值且状态为正常，则将所述指令存入该指令所属类别对应的指令缓冲队列，否则，停止将所述指令存入该指令所属类别对应的指令缓冲队列；若该类别指令的数量超过对应的过载保护阈值，则将对应指令类别的过载保护状态设置为过载，并停止将所述指令存入该指令所属类别对应的指令缓冲队列。
11.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述指令交互过载保护模块中包括指令计数器数组单元，与指令类别一一对 应，用于记录最近设定时长内，所述指令接收器接收到的相应类别指令的数量；其中，各数组元素值为对应时间片内的指令数量计数值，各时间片长度之和等于所述设定时长； 统计在最近设定时长内，所述指令接收器接收到的该类别指令的数量，包括: 所述指令分类器在对接收到的指令进行分类后，根据当前时间确定对应的时间片，将相应指令类别所对应的指令计数器组单元中的相应数组元素值递增；其中，当根据当前时间确定到达下一个时间片时，将下一个数组元素值清零后开始计数，其中，最后一个数组元素的下一个数组元素为第一个数组元素； 所述指令分类器将各时间片对应的指令数量计数值之和，作为最近设定时长内，所述指令接收器接收到的该类别指令的数量。
12.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述网元适配器根据设定周期轮询各指令缓冲队列，对于当前轮询到的指令缓冲队列，查询对应的过载保护状态，若为过载，则拒绝从当前轮询到的指令缓冲队列中 读取指令进行发送；若为正常，则从当前轮询到的指令缓冲队列中读取指令并发送。
13.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述设置相应下游网元设备所对应的指令类别的过载保护状态，包括: 根据所述网元负载状态采集模块发送的下游网元设备的负载信息，确定所述下游网元设备对应的指令类别，根据所述下游网元设备的负载信息设置对应指令类别的过载保护状态；其中，当下游网元设备过载时，将相应指令类别的过载保护状态设置为过载状态。
14.如权利要求8所述的方法，其特征在于，根据以下依据之一或任意组合，对指令进行分类:时间、归属区、指令类型、业务类型、目标网元设备类型、目标网元设备标识。
全文摘要
本发明公开了一种指令交互过载保护设备及其方法。该设备设置于服务开通子系统和其下游网元设备之间，包括网元负载状态采集模块和指令交互过载保护模块，所述指令交互过载保护模块中设置有与指令类别一一对应的数个指令缓冲队列。本发明一方面基于对服务开通子系统发往下游网元设备的指令进行分类，并将相同类别的指令存入对应指令缓冲队列，另一方面基于网元设备负载信息的反馈及时更新相应指令类别对应的过载保护状态，从而根据指令类别对应的过载保护状态控制相应指令缓冲队列发送指令，以实现针对业务的指令过载保护，从而保证业务的正常使用。
文档编号H04L12/24GK103188404SQ20111046112
公开日2013年7月3日 申请日期2011年12月30日 优先权日2011年12月30日
发明者杨仕荣, 曾一平, 袁向阳 申请人:中国移动通信集团公司, 中国移动通信集团山东有限公司