移动通信交换网络容灾备份技术分析

移动通信交换网络容灾备份技术分析
摘要：近年来，伴随科学技术的飞速发展，移动通信网络技术也日益趋于普及，同时用户对于移动通信的服务质量也提出了更高的要求。

在这种时代背景下，运营商急切的需要一种新技术来解决网络节点故障发生后产生的网络中断现象。

为了实现这一要求，双点甚至是多点的备份技术逐渐受到业内人士的重视，被广泛的应用到各种网络系统中，为实现网络节点故障后正常提供网络服务做出了巨大贡献。

本文针对移动通信交换网络中常见的hlr、msc服务器等设备的备份技术进行了简单介绍，并深入的阐述了其中存在的优缺点，以供同行工作参考。

关键词：移动通信；备份技术；网络容灾
网络安全是近年来人们最为关心的话题之一，是影响移动通信服务质量的首要因素。

在目前的工作中，为了提高网络传输水平和运营商工作效率，移动通信运营商在工作中必须要为用户提供一个稳定、安全、高质的服务，但是由于在工作中受到工作人员错误操作、设备本身故障、自然灾害等因素的影响，造成了移动通信网络节点故障往往都是不可以避免的。

尤其是交换设备故障，更是经常产生的一种移动通信网络故障现象，这主要是由于其设备位置较高、其故障损害较大而引起的。

基于这种社会发展现状，在目前的移动通信网络中，各运营商提出了容灾备份技术，且经过多年的工作实践已经趋于成熟。

目前常见的容灾备份技术主要有以下几种。

一、hlr设备的容灾备份技术
hlr作为目前gsm移动网络中最为常见的容灾设备，是网络内部所有业务开展的基础支撑依据，负责着全网用户数据的搜集和储存。

在目前的一定通信网络工作中，对hlr设备进行备份是极为关键的，其主要的目的在于当hlr在发生重大安全事故且无法在短时间内恢复的时候，则可以在规定的时间内启动另外一个hlr设备来代替已经发生故障的设备，从而为用户提供可靠的通信服务，以保证移动通信网络的服务质量、服务安全。

在目前的工作中，对于hlr 设备的容灾备份技术常采用的方法主要包含有1+1临时备份方案、n+1实时备份方案和n+1临时备份方案三种。

1、n+1实时备份方案
这一方案的制定是在网络系统中每一个hlr设备上配置一个容量、型号、性能相同的备份hlr设备，其中在设置的过程中两个设备之间的软件、硬件以及配置功能都是完全相同的。

一般来说，在工作中，备份的hlr与主hlr设备之间是通过有关线路进行连接的，并且对于各种数据都是时时刻刻的进行自动备份，这就避免了在设备发生故障之后网络出现中断现象，从而满足了目前人们对网络环境的稳定、高质和安全要求。

但是这种设备备份技术在应用的时候由于方案投资成本大、后期运营成本高，新建hlr的时候必须要对已经建成的设备进行分析，且利用率极低，因此在目前的工作中这种方法只适用于那些故障多发地区。

2、n+1实施备份方案
这种方案是基于n台主hlr设备的基础上，采用1台备份设备作
为临时数据的贮存器。

这一台hlr设备在运行的过程中是针对附近n台hlr所产生的数据进行备份、分析的过程。

在这种基础上，当n台hlr设备中其中任何一台在发生故障的时候，备份的hlr设备能够及时的接管这一区域的网络资源和控制工作，保证故障的存在不对全网服务造成影响。

其中，在工作的时候是一个发挥效益最好的一种方案。

但是由于在工作中受到hlr备份设备容量和能力的限制，造成了在工作中经常会出现一些故障处理不合理、处理不科学的现象，这就给网络运输带来了一定的难题。

3、n+1临时备份方案分析
这种方案的选用是采用1台备份hlr设备对n台主用的hlr设备做服务的。

其中备份的hlr设备需要存储由它在工作中认为需要存储的数据，从而实现设备效率的最大发挥。

在这种基础上如果是采用n台设备中存在有1台hlr设备，那么其设备中的静态数据很难及时的得到优化，从而造成了设备在使用中存在一定的问题。

这就需要对于备用设备的容量给予高度重视，并且对其安装位置、业务恢复时间进行明确的规定。

n+1临时备份方案的应用对于hlr设备出现故障较低、区域环境灾害较少的条件下有着重要的意义和作用，而对于一般区域而言，其在工作中却是一个极难发挥出应有功能的模式，因此在应用中存在着一定的制约性。

二、软交换msc服务器设备容灾备份
msc服务器作为软交换设备的控制面实体，是移动网中所有业务的基础支撑网元，负责全网业务的移动性管理和呼叫控制，msc服
务器应急容灾系统应遵循最大程度地减少对业务的影响及减少业务中断时间，提高用户感知度的总原则，保障移动通信网业务的顺利运行。

2.1.n+1主备方案
多个msc服务器配置一个备份msc服务器。

备份msc服务器具有所有n个主用msc服务器的数据。

正常情况下ⅳ个主用msc服务器承担各自的业务，备份msc服务器没有业务。

当某个主用msc服务器故障时，备份msc服务器激活该故障msc服务器相关的静态配置数据（和动态用户数据），mgw重新注册到备份msc服务器，备份msc服务器接管故障msc服务器的、世务。

其中备份软交换拥有主用软交换相同的信令点和msc号。

此方案倒换时间基本为分钟级（10min以内）中断，可以实现自动决策自动倒换。

为防止乒乓倒换，应采用人上决策倒换。

同时倒换过程不需要其他网元设备配合修改数据。

2.2 1+1互备方案
1+l互备容灾方案中，两个msc服务器正常时都有自己的业务，并且同时作为对方的备份msc服务器，当对方故障时，则接管对方的业务，本设备就相当于两个虚拟msc服务器。

2.3 msc池互备方案
多个msc服务器组成一个池，池内msc服务器共同工作。

池内多个mgw/bsc对多个msc服务器节点之间是资源共享关系；控制逻辑关系全连接：正常情况下mgw/bsc基于用户标识以一定算法决定核
心网路由，以nri编号并作为后续寻址方式。

msc服务器故障时，mgw/bsc改变算法将“归属”该服务器节点的用户调整到池内其他服务器节点。

msc池实现了无损、多故障点的资源池容灾。

并且满足自动决策自动倒换。

但是该种方案倒换以后，用户必须发起一次主叫或者进行位置更新，才能正常被叫。

三、交换网络容灾备份技术的缺点及对策
1、目前传统msc和bsc基于tdm技术，网元容灾无法做到快速接管。

2、容灾备份大大增加了设备的数据备份和同步维护工作，需运维建立柑关维护制度，投入一定人力。

为解决以上问题.需要逐步史换tdm—msc和bsc来支持voip的软交换设备，把现有msc/mgw 的容灾方式向未来的池方式发展，纳入到统一维护管理中来。

四、结束语
为降低移动通信网络核心网元重大故障刘业务的影响，消除单点隐患，各通信运营商已在制定并实施容灾方案。

由于不同的容灾解决方案适用的环境不同、容灾的效果不同、对用广的影响不同、投资效果不同.因此运营商只有综合考虑各种因素，结合实际情况有选择地进行容灾，才能达到最理想的容灾敛果。

参考文献
[1] 吴成林，景建新. pdsn的容灾备份方案和应用分析[j]. 移动通信. 2009（z1）
[2] 马淑桂. 信息系统安全的基础——容灾备份[j]. 数字与缩
微影像. 2009（01）
[3] 李海燕. 电信运营支撑系统容灾备份方案的实用性设计[j]. 邮电设计技术. 2006（05）。