短信网关解决方案

运营商短信网关应用系统优化方案

——应用Array TM助力短信网关应用负载管理和性能优化

2004年11月

一、短信业务现状及面临的挑战

随着使用支持中文手机的用户增多，短信已经成为手机用户最经常使用的业务之一。除了大量使用的手机用户到手机用户的点对点短信业务之外，从信息平台到手机用户的短信信息服务业务也在快速发展，该业务已经成为广大用户及时方便地获取信息的一种手段。在短信业务狂飙突进的带动下，数据增值业务以其独特的魅力迅速扩大着市场。特别是随着国内各大通信运营商之间的短信互通（如中国联通和中国移动的短信互通）及各大SP同通信运营商之间的短信互通的广泛发展，使得短信应用的覆盖面越来越大，内容形式也越来越丰富，对短信应用平台的安全性和稳定性要求也越来越高。

在现今的传统短信业务应用中，虽然各种短信应用实现软件各有不同，但短信平台的网络架构基本一致，最终实现目标均为满足一个具有稳定、高效、高可扩展性和高可管理性等特性的业务应用，并且无论是否提供关键性任务的服务，都需要一个持续运行，并提供高可用性的网络/主机环境以提供不间断的高品质服务。

在短信业务应用平台中，如正常运行的应用的各个功能部分，仅通过单台主机/服务器，或采用备份服务器通过冷备的方式避免单点故障，期望完成稳定、可扩展的相应短信功能，将会在实际应用中面临以下问题和挑战:

1、短信网关服务器之间自动切换所面临的问题

传统短信网关中通常使用两台应用服务器来实现短信网关功能，通常其中一台作为应用服务器，另一台作为数据库服务器，并具有应用服务器备份程序。正常情况下，仅应用服务器直接面向其它短信网关设备并提供短信服务，当此应用服务器出现故障时，数据库服务器中的应用服务器备份程序将能够自动启动，并接管所有出现故障的应用服务器的工作，期望通过这种方式来避免应用服务器单点故障，维持短信业务正常工作。

然而在实际应用中，当应用服务器出现故障，所有工作被数据库服务器中的备份应用服务器程序接管时，将面临由于数据库服务器默认网关等主机配置而产生的路由等问题，使得短信数据虽然能够被数据库服务器中的备份应用服务器程序处理，但仍无法正确返回，从而达不到预期的应用自动备份的目的。

2、处理能力有限且扩容能力有限

随着短信应用负载的增大，各个服务器，特别是前置服务器上所要处理的数据量将增大，从而影响了针对用户的响应效率，造成对访问者的请求回应越来越慢等严重影响短信服务质量的现象。在服务器端则直接表现为可容纳的连接数越来越小，系统性能严重下降。

此时，将需要考虑增加应用服务器和数据库服务器的数量来满足不断增大的应用负载需求。当仅通过服务器集群（Cluster）的方式实现扩容时，将存在成本较高，严重影响正常短信服务的提供等问题，且扩容能力有限，无法满足不断增长的短信应用的需要。

3、短信网关服务器“多米诺”现象

使用单台服务器设备来满足应用时，受各种条件的影响，不可避免的将出现单点故障等问题，而在短信网关应用中，任何单点故障都将直接影响到业务的正常提供，造成极大的损失，考虑到服务器的冗余备份，需要服务器冗余设置来处理和接管出现故障主机的工作。传统方式是通过一台或多台服务器，采用冷备份方式来实现，当主服务器出现故障时，进行人工切换到备份服务器上。

这样做，除了会产生时效性的问题外，还将无法同时利用所有服务器的资源，应用投资得不到充分保护。特别是，当出现超过主服务器的负载情况时，所得到的将是“多米诺效应”，即包括冷备份服务器在内的服务器组将依次被过高的负载压垮，直至无服务器可用。

4、短信应用系统发展与网络扩容的不平衡性

随着新功能的加入和用户数的增多，短信系统拓扑结构需要变化的情况将随时有可能发生，如何使短信平台适合今后发展扩容的需要，完全依靠专业技术队伍通过更改服务器配置或网络拓扑等方式进行网络调整的方式，将存在大风险、非实时性、缺乏灵活性等缺陷。如何能够在业务正常运行的情况下进行按需增长的、动态的、且对短信用户是透明的网络调整和更新扩容，已经成为短信系统应用中迫切需要解决的问题。

5、系统维护升级等问题将给相关人员造成极大的压力

短信平台的稳定运行，离不开应用系统的日常维护，而在线系统的维护操作，将会给正常应用中的短信平台带来了安全隐患。在主机操作系统和应用程序的调整和升级过程中，将会由于需要重新启动正在提供服务的应用程序，甚至重新启动操作系统而使此类工作很难进行下去。有限的维护、升级时间，将对应用造成很大风险的同时，给各个方面的相关人员造成很大的压力。

二、Array Networks短信网关优化解决方案

在短信网关应用平台中，通过Array TM系列产品的应用，从处理能力、扩展能力、安全性、应用的便利性等方面提供了负载管理和性能增强功能，能够满足短信应用平台对持续性和稳定性的需求。

1，通过Array TM的服务器负载均衡功能提高系统的高可靠性

Array TM产品解决方案中所指的高可用性，同时也是短信运营商所需考虑的主要指以下几点：

1.使数据始终以一个稳定、安全的方式处理，即便存在单台设备不能提供服务时，仍

能保持数据的完整性。通过智能识别检查，使整体服务持续稳定运行，即便发生单

点或多点故障仍然能够保证正常提供服务。

2.使整个短信网络环境能够更好的被管理，提供TM设备本身容灾集群（cluster）功

能、服务器集群共享、应用和后台服务器方便维护等特点。

3.使投入有更好的效益和最佳的扩充能力，即在保证数据完整性的同时，提供系统持

续运行的能力，并实现当用户量的增大的情况下，在不影响应用的情况下，通过增

加服务器的方式，响应用户负载的增加，保证了用户投资具有很高回报。

4.即便在应用软件不够完善，如经常出现故障不能提供服务的情况下，仍然能够持续

保证应用系统持续在线能力。

首先在短信应用服务器故障切换方面，通过多台短信服务器与Array TM产品的负载分担功能和性能增强功能相结合，实现稳定可靠的短信应用的提供。（如下图所示）