基于OGSA和Parlay OSA的NGN业务体系结构

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基于OGSA和Parlay OSA的NGN业务体系结构



  基于IP 基础设施的下一代网络(NGN)[1]集成了已有的固定、移动、有线及无线网络，是一个开放的网络体系结构，能提供包括话音、数据、多种媒体等在内的各类业务。NGN是一个业务驱动的网络。NGN中业务的呼叫控制和业务的承载相分离，使得业务独立于网络，也使得NGN能快速有效地提供业务。然而，NGN业务的多媒体特性意味着业务的提供必须跨越不同网络，同时也必须处于相同的呼叫控制体系中。使用传统的面向连接的方式来保证跨越网络的资源同步在这种情况下很难实现，需要新的技术和体系结构。开放网格业务体系结构(OGSA)[2—3]是一个开放的体系结构，因为网格业务独立于真实网络。同时，Parlay是一个用于开发通信应用的开放的标准。Parlay应用编程接口(API)封装了网络能力，允许业务提供商不需要具备通信技术的专业知识就可以获得网络能力。
  本文提出了一个基于OGSA及Parlay/OSA接口的NGN业务体系结构。该体系结构通过OGSA及Parlay API/SDK来解决业务的资源分配和资源管理的问题，保证业务运行和底层资源的同步。


1 一种基于OGSA和Parlay  OSA的NGN业务体系结构
  本文提出的基于OGSA和Parlay/OSA接口的NGN业务体系结构如图1所示。



  图1中，NGN通过一个分组网络随时随地支持多种业务(包括话音和数据业务)。
图1中的网关包括媒体网关、信令网关等，用于完成不同网络间媒体和信息格式的转换。控制平面的主要组成部分是软交换处理器，主要提供呼叫控制、连接控制、协议处理等能力。并为业务层提供访问底层各种网络资源的开放接口。接口典型的代表便是Parlay组织的Parlay API以及3GPP的开放业务体系结构(OSA)。
  Parlay/OSA API封装了网络能力。这些能力通过业务能力服务器(SCS)来提供。通常一个API由一个专门的SCS来实现，一个SCS也可以实现多个API。图1中Parlay/OSA规范中的框架在对新业务特征的开放、发现和集成上优于传统的智能网(IN)[4]。Parlay/OSA API目前已支持的网络能力包括呼叫控制、用户交互、移动、计费、策略等。Parlay/OSA接口方便了业务供应商、网络提供商和用户之间开放、公平的交互。
  图1中Parlay/OSA之上所采用的OGSA提供了一个开放的业务体系结构。OGSA的理念是一切都可以表达为网格业务。每个网格业务封装了一定的能力。要想访问网络资源中的网格业务可以通过加入并实现Parlay/OSA接口而轻易实现。全球网格论坛(GGF)确定的开放网格业务基础构架(OGSI)[5]是对OGSA提出的概念的一个技术规范。
  Globus Toolkit是一个基于OGSI标准的用于网格应用开发的工具包，目前的最新版本是3.0版(GT3)。Globus是网格业务的宿主环境，实现了网格业务之间复杂的通信机制，这些通信机制对于网格业务开发者来说是透明的。
  图1中最上方的应用层是与业务相关的需求或应用。比如，业务组合、新业务生成等等。基于这样的分层结构，业务能够开放地提供给用户。


2 采用基于OGSA和Parlay OSA的NGN体系结构的原因

  建立一个适合NGN的业务体系结构是一个典型的实现分布式计算的问题。NGN是基于IP的网络。既要使NGN具有IP网那样对业务的高效支持，又要保证NGN保持传统电信网对业务的高质量支持。如何同时保证不同网络资源与业务运行的同步是运营商需要考虑的首要问题。

2.1 网格业务与Web业务
  已有的多种分布式计算技术(RMI、CORBA和DCOM)都有自身的适用范围，如RMI需要通信双方都具备Java的环境，CORBA和DCOM不适合Internet环境下的对象松散耦合的管理。因此，上述几种分布式主流技术都不足以完全解决不同网络资源与业务运行的同步问题。
  Web业务[6]是解决不同网络资源与业务运行同步问题的一个选择。Web业务是一个基于Internet开发标准的分布计算模式。除通用描述、发现和集成(UDDI)外，网格业务继承了与Web业务几乎相同的框架，但是网格业务具有状态(一个网格业务可以以不同的实例同时存在)，这是与Web业务的最大不同。因此可以说封装网格业务、实例化网格业务等。

2.2 Globus的运用
  网格业务的运行需要宿主环境。Globus提供了非常好的工具包以帮助开发网格业务并支持网格计算。Globus工具包基于OGSI标准的原语和协议。
使用Globus作为研究和开发的平台具有很多明显的优势：

在开发网格应用时Globus能方便对OGSI技术进行应用和扩展。
Globus工具包实现并隐藏了网格业务间的通信机制细节。
Globus包含一系列系统级的服务，能够被开发者调用或直接服务于用户
lobus可以作为研究者测试网格应用的实验床。
2.3 保证业务与资源分配和管理
  没有底层网络和平台资源的支持业务和应用是无法运行的，在NGN复杂网络环境下也必须有同步机制保证跨网络资源的业务质量。
  通常的电信级应用和业务的运维是属于网络操作员的职责范围，主要使用传统的智能网技术来构造业务。然而，随着NGN中移动和IP技术的引入，智能网技术不再能胜任方便快捷的新业务新应用的开发工作。
  电信信息网络结构(TINA)[7]在这样的情形下应运而生。虽然到目前为止TINA还停留在研究阶段，但受TINA启发，不同组织，像Parlay/OSA以及JAIN[8]等，都继续开发支持访问网络能力的API，做了大量的工作。
  Parlay/OSA API封装了网络能力，并以接口的形式呈现给用户。网格业务只要将这些接口集成并实现就能够具备访问网络的能力。
  OGSA的精髓就在于它将一切都表达为网格业务。如果将网络资源也封装成网格业务，那将极大地方便资源的分配和管理。
  可以看到，通过层层的封装以及网格业务自身特点的表现，可以将原本复杂的网格业务和网络之间的交互变成网格业务和Parlay/OSA接口之间的交互，最终演变成网格业务之间的交互。


3 应用示例
  基于本文提出的业务体系结构，可以有多种与业务相关的应用。本文给出一个动态业务组合的应用示例。
  假设我们已实现了两个应用，分别完成一个典型的呼叫功能和一个口令验证功能。两者都采用Java开发，其中，呼叫应用基于Parlay API的若干接口。这些接口主要集中于Parlay规范的两大类中：普通呼叫控制以及用户交互，接口包括IpCall、IpUI、IpCallControlManager、IpAppUI等。通过将两个应用封装为网格业务，并对这两个业务进行组合，能得到一个新的业务，该组合业务融合了两个基本业务的功能，即呼叫方必须输入被叫方的口令并通过验证才有可能完成呼叫。
  通过下列步骤，可以看到在OGSA和Globus的基础上如何对这两个分布在NGN网络环境中的业务进行动态组合。
  (1)按照Globus的方式，将现有的这两个应用分别封装成两个网格业务(在后面的描述中业务均指网格业务)，分别通过Java类产生各业务的Web服务描述语言(WSDL)描述。按照OGSA规范，每个网格业务都完成定义，并通过GridService接口将定义方法公布。
  (2)令ES1表示包装后的呼叫业务，ES2表示包装后的口令验证业务。CS表示组合后的业务。将ES1和ES2注册到实现了OGSA中Registration接口的某个Registry业务中。该Registry业务中注册有若干个具有不同功能的基本业务或组合业务。用户发出新业务请求，该业务包含已有的ES1和ES2的功能。
  (3)按照特定的分类在Registry业务中查询，并返回ES1和ES2的WSDL文档。
  (4)生成CS的业务逻辑，其中关于ES1和ES2的方法调用照其文档中的相关描述。业务逻辑放在实现了OGSA Factory接口的一个Factory业务中。通过该Factory业务的CreateService方法生成CS的实例。
CS运行时将通过Globus的定位机制定位到ES1和ES2继而获得ES1和ES2的具体方法调用。


4 结论
  基于OGSA和Parlay/OSA接口的NGN业务体系结构是一种解决业务的资源分配和资源管理问题、保证业务运行和底层资源同步的方案。与目前已有技术进行对比可以看出采用Parlay/OSA和OGSA能够解决NGN业务提供与底层资源分配、管理的同步问题。采用Globus作为研究和开发平台具有诸多益处。