载均衡算法接入控制本章小结第三章网关过载控制过载控制要求过载控制方案系统架构架构合约控制器过载控制粗略控制消息控制负载均衡接入控制仿真和分析仿真参数和环境仿真结果本章小节第四章网关设计与实现系统架构网关接口网关与底层网络的通信网关与应用服务器的接口网关主要功能万方数据网关设计网关模块介绍多线程实现网关实现网关实现方式处理模块实现业务逻辑模块实现协议栈本章小结第五章网关测试多媒体会议工作机制多媒体会议服务组成主要业务流程和接口映射系统测试测试环境系统部署测试用例本章小结第六章总结与展望论文总结展望未来参考文献附录攻读硕士学位期间撰写的论文附录攻读硕士学位期间参加的科研项目致谢万方数据南京邮电大学硕士研究生学位论文第章绪论第章绪论研究背景在过去的十年里，些无缝服务往往需要跨越不同网络的商业模型，为使得这类服务能够获得高效设计部署和管理，需要些开源可重用组件，由此驱动电信和工业研究团体广泛采用，面向服务架构原则。是个范例，在系统开发和集成期间，在需要跨越不同所有权的网络领域的情况下，组织和利用些分布式能力，那么就需要经常使用模型。对于不同系统的能力，提供了个统的方法以发布发现交互和使用这些能力。比如在当个公司的不同部门可能会开发和发布个由不同语言实现的服务，各自的客户都将从个易于理解和定义良好的接口获益。概念并不限制于个特定技术，只是定义了些可被重用的内容，并且能够在异构网络中进行集成。实际上，技术通过激发当前服务演变，节省成本，引领革新，使用适当的网络资源为终端用户请求提供高质量服务等系列措施，进而创造大规模服务基础设施。这些技术在过去年时间地演变过程如图所示。特别指出，支撑应用发布得主要成就在时间轴的最右端，而电信方面特别发达的技术在时间轴的最左端。在年代后期，第个技术是和，简单对象访问协议，是其读写方式编码规则的集合，是在间进行交换结构化信息的指定协议，是部署的主要技术。在年，出现了技术，可以使用在固定和移动电话网络中，是在基础之上发展而来，对原有的进行重新整理和封装，进步抽象了电信网络的能力，并采用技术的优点来开放电信业务市场。软件开发人员在开发应用时，并不需要关注网关内部和电信网络实现技术细节，只需要根据接口定义规范使用接口即可。在随后的若干年里，与相关得其他技术也相继出现，比如年出现的，通用描述发现与集成服务和，服务描述语言，年出现的，业务流程执行语言和首版的实现开源代码。所有这些技术都促进了规范的些重要特征地实现，例如服务的抽象和可发现性质以及服务之间地协议，并同协议进行交互。在语法上比较简单，节省开发人员在协议语法上的精力，重点关注如何实现业务即可。独立于具体的网络和网络终端，可屏蔽底层多种网络技术细节。采用语言描述服务和调用服务。只是应用程序接口，并不提供认证授权计费服务等级协议和其他被系统环境限制的能力，这些可由框架部分解决。万方数据南京邮电大学硕士研究生学位论文第二章相关技术还应当具备可扩展性，以更好的支持当前成熟可靠的技术标准以对第三方接口进行集成。目前最新的提供的能力如下第三方呼叫第三方可通过此接口发起呼叫，并进行管理。会话通知可获取会话过程中的会话状态。短消息通过网络接收和发送短消息。多媒体消息接收或发送多媒体消息。支付提供支付功能，但是只限于小额支付。账户管理可查询目前支持的账户类型，直接充值等管理账户的能力。终端状态查询终端用户的状态。终端位置查询终端用户的位置。会话控制设置会话规则，并按照设置的规则对会话进行管理。音频呼叫发起语音会话，传递语音信息。多媒体会议创建管理和控制多媒体会议，不涉及会议传输。地址清单管理管理终端用户的群组地址。呈现订阅通知发布呈现用户在线信息。所需功能位于网络的应用层，网络应用层主要负责借助，会话描述协议支持的业务网关以及等技术，运营商可将网络能力向第三方服务开发商或者其他第三方开放，使开发人员不必具有底层网络技术就能迅速开发新服务集成和部署与，运营支撑系统紧密结合的数据业。负责向第三方应用服务器提供接口函数，建立会话，并在已建立会话的基础上提供各种增值业务和进行相应的管理，比如认证鉴权计费等。网关根据上层的调用的接口函数，进行相对应的操作处理，根据不同的网元，调用不同网元协议栈，发送诸如连接与会者向与会者发送媒体等指令，并对会话的状态等信息进行实时监测并反馈给应用服务器。应用服务器与网关之间的接口调用和参数传递通过万方数据南京邮电大学硕士研究生学位论文第二章相关技术消息完成，而网关与底层不同的网络要通过不同的网络协议栈进行通信。网关过载控制简介对于过载控制而言，不仅要在网关过载时采取对应措施，更要在采取些预防性措施，防止过载情况发生。在通常情况下过载控制通常分为负载均衡和接入控制两大部分，负载均衡负载算法在多个服务器中平均的分布负载，而当负载均衡失去作用，为避免过载情况发生，就需要接入控制算来丢弃些服务请求，对于负载均衡通常在个分布式环境或者系统中多个相同功能实体环境中使用。过载检测为了达到较好的负载情况，负载信息的真实可靠性就显得格外重要。检测负载的方法要根据具体的系统区别对待，不同的检测方法有不同的优势，下面是些常见的负载检测方法。队列长度根据任务队列中任务数量估算当前负载值和等待时间，当任务数量大于个值时就过载。但是不同的类型的任务其所需要的系统资源和处理时间都不同，此种方法可能会产生较大误差。呼叫数量通过计算在个时间段内已经接收的服务请求，从而计算会话数量估计当前负载情况。但是不同服务请求的处理速度不同，如果同等看待这些呼叫，可能会产生比较大的误差值。响应时间当收到个服务请求的响应，通过计算可得出请求和响应之间的时间。如果服务时间过长，就可以假定系统已经过载。占用率在服务器中通常使用检测负载来估计当前负载值，如果占用率大于系统规定的个值，就认为系统已过载。检测占用率的方法有多种，其中最简单的种是在时间内，每间隔段时间检测次的占用率，如果在处理请求，那么就对变量加。经过时间后，使除以抽样次数得到的占用率。负载的准确性碎抽样次数增加而增大，但是抽象次数过大也会对造成部分开销，占用系统资源。系统环境对过载控制的影响负载均衡和接入控制会受到系统环境的影响。负载信息的时延目标系统的负载值在传输过程中可能有定的滞后，比如每隔万方数据南京邮电大学硕士研究生学位论文第二章相关技术段时间会对系统或者负载状态进行更新，那么这中间可能会出现定的时间延迟。消息优先级系统中会有不同的请求消息，不同的消息可能会有不同的优先级，那么这就要求负载控制机制能够有效区分不同优先级，以便为不同优先级的消息分配相应的资源。分布式环境在分布式系统中，比如在网关分布式系统中，有些不能处理会话控制消息，有的没有计费功能，不同的终端节点有着不同的能力，也会对过载控制策略产生定的影响。过载控制机制可能有不同的形式，如图和所示是两种不同的过载控制方式。在图中，所有的源节点都连接到同个过载控制器中，而图中，所有的源节点都有自己的过载控制器。当每个源节点与服务网关有着不同服务要求和合约时，可以使用图的配置形式，在服务节点对负载极度敏感的系统中，可使用图中的配置形式，因为过载控制器可对所有到达的请求有个整体的控制。过载控制图过载控制方式过载控制过载控制过载控制图过载控制方式二常用负载均衡算法常用的负载均衡算法有几个，如上文所说哪种是最佳选择是要根据实际系统环境而定，然而个通用的原则就是尽量保证算法的简单性。许多优秀的算法显示了在实现复杂性和计万方数据南京邮电大学硕士研究生学位论文第二章相关技术算先进性方面的略微优势。最小负载算法只是简单的把请求发送给负载最小的节，这个方法需要能够准备检查负载值，但是如果按照图中的方式进行系统配置，过载控制节点在每隔段时间更新负载信息时，可能会导致负载信息的出现突变和振荡。轮转调度算法种古老的调度算法，采用循环的方式依次为处理节点分布任务。轮转调度算法的个变种算法是加权轮转调度算法，系统中每个节点的处理能力是不样的，根据每个节点的处理能力进行任务分配。随机选择算法对于每个到达的请求，负载均衡器随机选择个处理节点。随机选择方法也可以根据请求类型进行加权，从而根据权值选择个更合理的节点。接入控制接入控制可有多种方法实现，依据不同的系统环境和算法有不同的选择。接入控制算法通常要考虑些接入速率和些时间限制等因素，下面将简单介绍些常见的算法，每种算法通常都会有些变种算法。百分比阻塞算法根据测量到的负载值，使用种方法，设置个比例，用以丢弃到达消息中的部分，在文献中，对百分比阻塞算法进行了性能评估。呼叫间隙算法把时间划分成若干时间片，在每个时间片内接收定量的服务请求，如果有额外的请求就直接丢弃。令牌桶算法使用令牌桶算法通常是为了减少负载突变情况的发生，令牌桶是按照定的速率产生。当令牌桶中有令牌时，就接收个到达的请求，每接收个请求，令牌数量就减少个。漏桶算法漏桶算法完全避免了负载突变情况的发生。已经接收的消息都存储在个有限队列中，每个时间间隔内，根据先进先出的顺序从队列中发送个消息。如果队列满，那么就直接丢弃到达的请求。本章小结本章节首先阐述了规范，然后探讨了实现的若干关键技术，之后介绍了网络的功能模型以及和在功能模型中的位置和作用，最后介绍了当前过载控制算法的些关键点和常见算法。之后的章节将对网关的设计和实现以及过载控制作出研究介绍。万方数据单位代码密级硕士学位论文论文题目多业务通信与交换平台关键技术研究王亚宁张载龙研究员计算机应用技术基于的下代网络通信工学硕士二〇四年四月学号姓名导师学科专业研究方向申请学位类别论文提交日期万方数据万方数据南京邮电大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京邮电大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本人学位论文及涉及相关资料若有不实，愿意承担切相关的法律责任。南京邮电大学学位论文使用授权声明本人授权南京邮电大学可以保留并向国家有关部门或机