摘要：

文章從靈活提供業(yè)務(wù)的角度，在分析傳統(tǒng)業(yè)務(wù)體系結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和發(fā)展趨勢(shì)的基礎(chǔ)上，介紹了移動(dòng)代理的技術(shù)特征，重點(diǎn)探討了如何利用移動(dòng)代理技術(shù)構(gòu)建下一代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)提供體系結(jié)構(gòu)。

關(guān)鍵詞：

下一代網(wǎng)絡(luò)；移動(dòng)代理；移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)；業(yè)務(wù)體系結(jié)構(gòu)

ABSTRACT:

The mobile agent technology can be used to flexibly provide telecom services. Following the analyses of the characteristics and development trends of traditional communication network service architecture， the technical features of the mobile agent technology is presented and a discussion is made with emphasis on the establishment of next generation network service architecture by using the mobile agent technology.

KEY WORDS:

NGN; Mobile agent; Mobile communication network; Service architecture

傳統(tǒng)通信網(wǎng)業(yè)務(wù)體系結(jié)構(gòu)是面向過程的。其業(yè)務(wù)控制采用集中控制方式，業(yè)務(wù)的分層結(jié)構(gòu)和底層連接控制功能緊密關(guān)聯(lián)。隨著移動(dòng)網(wǎng)的迅猛發(fā)展和個(gè)人通信需求的日益高漲，現(xiàn)有通信網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)在用戶個(gè)人業(yè)務(wù)的靈活提供和配置、智能化以及網(wǎng)絡(luò)融合等方面都存在一定問題，傳統(tǒng)的業(yè)務(wù)體系結(jié)構(gòu)已經(jīng)不能滿足進(jìn)一步發(fā)展的需要。

下一代網(wǎng)絡(luò)是可以提供包括話音、數(shù)據(jù)和多媒體等各種業(yè)務(wù)的綜合開放的網(wǎng)絡(luò)，其架構(gòu)應(yīng)能支持移動(dòng)和固定網(wǎng)絡(luò)的融合。任何新的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和技術(shù)必須能為用戶提供高質(zhì)量、豐富多彩的業(yè)務(wù)，網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展需要更加靈活方便的業(yè)務(wù)提供方式。雖然我們正在把面向?qū)ο髽I(yè)務(wù)建模、分布對(duì)象技術(shù)和開放業(yè)務(wù)體系結(jié)構(gòu)(OSA)等新技術(shù)逐步引入業(yè)務(wù)提供領(lǐng)域，但還不能滿足未來通信系統(tǒng)對(duì)業(yè)務(wù)提供的靈活性需要。

移動(dòng)代理技術(shù)作為第3代分布計(jì)算技術(shù)，在許多領(lǐng)域都得到了廣泛關(guān)注。利用移動(dòng)代理的移動(dòng)性和智能性，可以構(gòu)造出系統(tǒng)管理和配置方便、業(yè)務(wù)提供靈活、移動(dòng)管理簡(jiǎn)單的新的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)體系結(jié)構(gòu)。

1 網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)體系結(jié)構(gòu)的演進(jìn)

在傳統(tǒng)的智能網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)中，新業(yè)務(wù)的設(shè)計(jì)、開發(fā)、生成和部署都是基于業(yè)務(wù)無關(guān)構(gòu)造塊(SIB)模式的。SIB是標(biāo)準(zhǔn)化的可重用的功能塊，在創(chuàng)建新業(yè)務(wù)時(shí)只需將所涉及到的SIB按照一定邏輯順序組合起來，因此創(chuàng)建新業(yè)務(wù)時(shí)，可以在盡可能少地修改軟件的前提下快速、靈活地創(chuàng)建新業(yè)務(wù)。然而SIB并不是采用面向?qū)ο蠹夹g(shù)構(gòu)建的，而是面向過程的，它們雖然也能被重復(fù)利用和開發(fā)，但是由于它們自身的模塊顆粒度過大，代碼的重用率和可擴(kuò)展性無法滿足現(xiàn)在的業(yè)務(wù)設(shè)計(jì)和開發(fā)需要，新業(yè)務(wù)的生成周期比較長^[1]。因此，業(yè)務(wù)體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展趨勢(shì)之一是引入對(duì)象技術(shù)，使用面向?qū)ο蟮臉I(yè)務(wù)建模取代基于SIB的業(yè)務(wù)生成方式，這樣開發(fā)出來的業(yè)務(wù)代碼重用性比較高，而且也比較容易維護(hù)。

傳統(tǒng)的智能網(wǎng)業(yè)務(wù)控制高度集中，業(yè)務(wù)控制邏輯駐留在少數(shù)業(yè)務(wù)控制點(diǎn)(SCP)上，所有業(yè)務(wù)都必須在SCP的控制下執(zhí)行，SCP容易成為整個(gè)系統(tǒng)的“瓶頸”。而且，SCP和業(yè)務(wù)交換點(diǎn)(SSP)之間的通信均須通過七號(hào)信令網(wǎng)(SS7)，一旦信令網(wǎng)出現(xiàn)故障，用戶將無法使用智能網(wǎng)業(yè)務(wù)^[2]。因此，業(yè)務(wù)體系結(jié)構(gòu)的另一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)是在網(wǎng)絡(luò)中引入分布計(jì)算技術(shù)，由集中控制轉(zhuǎn)化為分散控制。對(duì)象管理組織(OMG)制訂的公共對(duì)象請(qǐng)求代理體系結(jié)構(gòu)(CORBA)規(guī)范作為分布對(duì)象的一個(gè)典型技術(shù)，在分布式環(huán)境中引入一種分布的、可互操作的對(duì)象機(jī)制，允許對(duì)對(duì)象的透明訪問，從而使通信網(wǎng)具有異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境互通、并發(fā)處理、負(fù)載平衡、故障恢復(fù)以及系統(tǒng)可擴(kuò)展性等分布式系統(tǒng)服務(wù)機(jī)制。

傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)大多是以垂直的綜合方式開發(fā)的。在這種開發(fā)方式中，業(yè)務(wù)的分層結(jié)構(gòu)是和底層連接控制功能纏繞在一起的。當(dāng)要對(duì)這樣的業(yè)務(wù)性能和可靠性進(jìn)行優(yōu)化時(shí)，往往相當(dāng)復(fù)雜并且難以擴(kuò)展和重用。未來網(wǎng)絡(luò)，特別是移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商面臨的最大問題是如何構(gòu)建面向終端用戶的、具有開放性和擴(kuò)展性的業(yè)務(wù)平臺(tái)，如何在各個(gè)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展階段平滑地將各種業(yè)務(wù)快速引入到自己的網(wǎng)絡(luò)中。因此，業(yè)務(wù)體系結(jié)構(gòu)第3個(gè)發(fā)展趨勢(shì)是在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)層和業(yè)務(wù)層分離的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步開放網(wǎng)絡(luò)控制接口，以促進(jìn)獨(dú)立的第3方業(yè)務(wù)提供商的形成，提供豐富多彩的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)。

下一代軟交換網(wǎng)絡(luò)和第3代移動(dòng)通信網(wǎng)都十分重視業(yè)務(wù)體系結(jié)構(gòu)的上述發(fā)展趨勢(shì)，提出了分布式的開放架構(gòu)。圖1所示為3GPP提出的開放業(yè)務(wù)體系結(jié)構(gòu)，它是第3代移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)用于快速部署業(yè)務(wù)的開放業(yè)務(wù)平臺(tái)，采用開放、分層的結(jié)構(gòu)模型，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)與會(huì)話控制分離，以及會(huì)話控制與承載分離。OSA著眼于為移動(dòng)通信用戶提供個(gè)性化業(yè)務(wù)，希望通過將業(yè)務(wù)部署與底層網(wǎng)絡(luò)的分離，使第3方業(yè)務(wù)提供商有機(jī)會(huì)參與競(jìng)爭(zhēng)，有利于多廠商互通和快速地部署新業(yè)務(wù)。OSA實(shí)現(xiàn)方式是向業(yè)務(wù)提供商提供一種開放、標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用編程接口(API)，通過這些API，業(yè)務(wù)應(yīng)用程序可以方便地利用承載網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)能力，如呼叫控制能力、用戶信息查詢能力等，而又不必了解承載網(wǎng)絡(luò)信令細(xì)節(jié)，從而形成靈活的業(yè)務(wù)加載手段。移動(dòng)運(yùn)營者可以和其他機(jī)構(gòu)合作，在網(wǎng)絡(luò)提供的開放業(yè)務(wù)平臺(tái)上開發(fā)出各種各樣的靈活業(yè)務(wù)，從而滿足移動(dòng)用戶的更高要求。

2 移動(dòng)代理技術(shù)

代理指信息世界中具有一定程度智能、能夠代表用戶自治地完成特定任務(wù)的軟件實(shí)體，而移動(dòng)代理指具有跨地址空間持續(xù)運(yùn)行機(jī)制的代理，它能夠在需要的時(shí)候自主地從異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的一臺(tái)主機(jī)遷移到另一臺(tái)主機(jī)，并與其他代理或資源交互以完成其任務(wù)。移動(dòng)代理技術(shù)是分布對(duì)象技術(shù)和人工智能技術(shù)的結(jié)合體^[3，4]。

CORBA中的對(duì)象是靜止的，并且缺乏足夠的智能，不利于動(dòng)態(tài)多變的分布式環(huán)境。CORBA對(duì)象不能進(jìn)行遷移，當(dāng)我們需要一個(gè)CORBA對(duì)象服務(wù)時(shí)，必須建立連接，這將增加網(wǎng)絡(luò)流量，在長時(shí)間對(duì)象交互時(shí)尤為如此。因此，單純的CORBA技術(shù)在業(yè)務(wù)提供的靈活性和個(gè)性化業(yè)務(wù)配置方面尚無法滿足通信運(yùn)營商和移動(dòng)用戶的需求。而移動(dòng)代理技術(shù)作為支持移動(dòng)、擁有智能的第3代分布計(jì)算技術(shù)，可以為網(wǎng)絡(luò)添加動(dòng)態(tài)分布性能，更加方便地支持移動(dòng)性管理和業(yè)務(wù)控制的動(dòng)態(tài)按需部署，從而進(jìn)一步提高移動(dòng)通信網(wǎng)的服務(wù)性能^[5]。

移動(dòng)代理技術(shù)改善了傳統(tǒng)的對(duì)象技術(shù)和分布計(jì)算技術(shù)，這樣我們就可以利用移動(dòng)代理的自治性、智能性和移動(dòng)性，構(gòu)建能夠靈活提供業(yè)務(wù)、個(gè)性化定制的下一代移動(dòng)通信系統(tǒng)業(yè)務(wù)提供體系結(jié)構(gòu)。

由于CORBA在電信界的廣泛應(yīng)用，因此在現(xiàn)有的CORBA為代表的分布處理環(huán)境(DPE)上架構(gòu)移動(dòng)代理環(huán)境(MAE)，就可以為MAE上的代理傳輸、代理之間以及代理與非代理成分之間交互提供通信支持，這樣可以綜合利用這兩種技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。

如圖2所示，在下一代移動(dòng)通信系統(tǒng)的用戶終端、歸屬地網(wǎng)絡(luò)、訪問地網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)提供系統(tǒng)中都構(gòu)建起移動(dòng)代理環(huán)境，從而建立分布代理環(huán)境(DAE)后，就可以在全網(wǎng)中部署移動(dòng)代理了。通過業(yè)務(wù)提供系統(tǒng)生成的新業(yè)務(wù)用移動(dòng)代理的形式部署到網(wǎng)絡(luò)中，用戶也可以用移動(dòng)代理的形式個(gè)性化自己的業(yè)務(wù)，以便按需下載新業(yè)務(wù)。

3 基于移動(dòng)代理的下一代移動(dòng)業(yè)務(wù)提供體系結(jié)構(gòu)

根據(jù)上述思路，適用于移動(dòng)通信網(wǎng)應(yīng)用的基于移動(dòng)代理的業(yè)務(wù)提供體系結(jié)構(gòu)如圖3所示。

網(wǎng)絡(luò)模型各部分的移動(dòng)代理環(huán)境內(nèi)都運(yùn)行著一套代理，這些代理按照功能可以分為終端代理(TA)、用戶代理(UA)、提供者代理(PA)、業(yè)務(wù)代理(SA)、位置管理代理(LMA)、網(wǎng)絡(luò)能力代理(NCA)。另外，在歸屬地網(wǎng)絡(luò)還有用戶文檔數(shù)據(jù)庫。

用戶文檔數(shù)據(jù)庫提供用戶業(yè)務(wù)文檔，如其所定制業(yè)務(wù)的業(yè)務(wù)屬性描述、對(duì)每個(gè)業(yè)務(wù)的使用策略。用戶文檔數(shù)據(jù)還可以部分下載到TA或者UA內(nèi)，從而在用戶終端、訪問地網(wǎng)絡(luò)和歸屬地網(wǎng)絡(luò)之間分配，建立起分布式用戶輪廓。

TA位于用戶終端，是用戶與終端的一個(gè)接口。用戶通過與駐留在終端上的TA交互，預(yù)覽、定制新業(yè)務(wù)，發(fā)起、中止業(yè)務(wù)。TA描述終端設(shè)備的軟硬件環(huán)境特征，用戶及UA可以與TA交互以獲取當(dāng)前終端的能力，這樣在業(yè)務(wù)定制階段，可以根據(jù)終端的具體能力個(gè)性化用戶所定制的業(yè)務(wù)。TA一般都可以有圖形或文本界面，可以與UA通信或者加載某一具體業(yè)務(wù)的用戶界面代理(UIA)，從而能根據(jù)該業(yè)務(wù)的具體屬性，動(dòng)態(tài)調(diào)整對(duì)用戶的界面。另外，用戶經(jīng)常使用并且不需要復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)資源來運(yùn)行的SA也可以下載并封裝到TA內(nèi)。

UA代表用戶在網(wǎng)絡(luò)側(cè)的實(shí)體，每一個(gè)用戶都有且僅有一個(gè)與之對(duì)應(yīng)的UA。當(dāng)用戶從一個(gè)區(qū)域漫游到另一個(gè)區(qū)域時(shí)，UA也跟隨用戶遷移到該區(qū)域。UA可以部分地存儲(chǔ)用戶輪廓數(shù)據(jù)，緩存當(dāng)前終端的能力和設(shè)置，還可以保存經(jīng)常使用的SA，以及一些業(yè)務(wù)的引用。當(dāng)用戶通過終端發(fā)起一個(gè)業(yè)務(wù)時(shí)，業(yè)務(wù)請(qǐng)求通過TA轉(zhuǎn)發(fā)到UA，UA檢測(cè)自身是否含有該業(yè)務(wù)的SA或者SA的引用，如果找不到，就向本地PA發(fā)送業(yè)務(wù)請(qǐng)求，由PA搜索本地網(wǎng)絡(luò)，以定位用戶所需業(yè)務(wù)。如果在本地網(wǎng)絡(luò)還是找不到所需SA，則UA向歸屬地網(wǎng)絡(luò)、業(yè)務(wù)提供系統(tǒng)的PA發(fā)起請(qǐng)求，讓它們的PA搜索本地，以找到目標(biāo)SA。找到該SA后，就可以把該SA的地址寫入U(xiǎn)A的引用中，通過遠(yuǎn)端執(zhí)行或者代理下載執(zhí)行。當(dāng)用戶從一個(gè)網(wǎng)絡(luò)漫游到另外一個(gè)網(wǎng)絡(luò)時(shí)，UA需要更新對(duì)SA的引用。用戶修改、定制業(yè)務(wù)后，其UA所包含的SA或者SA引用也可能需要更改。

PA包括訪問地提供者代理(VPA)、歸屬地提供者代理(HPA)、業(yè)務(wù)提供系統(tǒng)提供者代理(SPPA)。每個(gè)區(qū)域的PA含本區(qū)域所能提供的業(yè)務(wù)列表和功能描述，并對(duì)本地的SA進(jìn)行管理。同時(shí)，每個(gè)區(qū)域內(nèi)的PA還能和其他區(qū)域的PA進(jìn)行協(xié)商，從而可以實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)提供系統(tǒng)內(nèi)的PA將新生成的業(yè)務(wù)向訪問地網(wǎng)絡(luò)、歸屬地網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行廣告或發(fā)布，以及訪問地網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的PA向歸屬地網(wǎng)絡(luò)或者業(yè)務(wù)提供系統(tǒng)進(jìn)行業(yè)務(wù)點(diǎn)播，這樣就可以完成新業(yè)務(wù)在全網(wǎng)的部署以及業(yè)務(wù)的按需下載。

SA代表所提供的業(yè)務(wù)，可以被用戶或者其他SA所調(diào)用。SA可以是一個(gè)完整的業(yè)務(wù)，也可以是一個(gè)業(yè)務(wù)的組成部分。多個(gè)SA根據(jù)一定的規(guī)則，可以組成一個(gè)新業(yè)務(wù)。SA是由業(yè)務(wù)提供系統(tǒng)所提供，并且可以通過下載分布到歸屬地網(wǎng)絡(luò)和訪問地網(wǎng)絡(luò)。而經(jīng)常使用的SA可以下載并駐留在終端移動(dòng)代理系統(tǒng)，甚至可以裝載入U(xiǎn)A。其業(yè)務(wù)類型大致有兩種：

(1)一般業(yè)務(wù)。這些業(yè)務(wù)的功能和可用性在全網(wǎng)都是相同的。

(2)其他業(yè)務(wù)。這些業(yè)務(wù)具有某些特性，或者其功能以及執(zhí)行方式對(duì)于不同的業(yè)務(wù)提供商或者不同的網(wǎng)絡(luò)而言是不同的。

LMA實(shí)現(xiàn)用戶移動(dòng)性管理。LMA提供精確定位用戶的所有信息，通過對(duì)用戶標(biāo)識(shí)與UA所在訪問地網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)、用戶代理標(biāo)識(shí)之間的映射管理來定位用戶。

NCA描述底層承載網(wǎng)絡(luò)，提供在一定服務(wù)質(zhì)量保證下的網(wǎng)絡(luò)連接控制和業(yè)務(wù)交換控制。NCA向UA、PA、SA等上層實(shí)體封裝底層網(wǎng)絡(luò)具體實(shí)現(xiàn)技術(shù)，即可以是基于電路交換或者分組交換，并且可以是不同網(wǎng)絡(luò)提供商的產(chǎn)品。NCA提供對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源的監(jiān)視和接入，協(xié)商網(wǎng)絡(luò)資源以建立連接，向上層實(shí)體提示網(wǎng)絡(luò)的失敗或者擁塞狀態(tài)。

這樣，多種代理密切協(xié)作，可以給用戶和網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商、業(yè)務(wù)提供商提供靈活而又方便的業(yè)務(wù)提供體系結(jié)構(gòu)，同時(shí)移動(dòng)性管理也更加簡(jiǎn)單、方便了。

4 結(jié)束語

在利用移動(dòng)代理技術(shù)構(gòu)建的下一代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)提供體系結(jié)構(gòu)中，用戶無論漫游到何種網(wǎng)絡(luò)，使用何種終端，都可以在線預(yù)覽新業(yè)務(wù)，定購新業(yè)務(wù)，修改正在使用的業(yè)務(wù)，在需要的時(shí)候動(dòng)態(tài)下載新業(yè)務(wù)，甚至用一些基本SA動(dòng)態(tài)組裝新業(yè)務(wù)。然而，移動(dòng)代理技術(shù)給移動(dòng)通信帶來新的使能技術(shù)的同時(shí)，也給安全問題帶來新的挑戰(zhàn)。UA或者SA從一個(gè)網(wǎng)絡(luò)遷移到另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)后，可能會(huì)濫用本地網(wǎng)絡(luò)資源，甚至?xí)?duì)本地網(wǎng)絡(luò)或者用戶進(jìn)行惡意攻擊^[6]。因此，只有健全移動(dòng)代理的安全機(jī)制后，才能更好地在該業(yè)務(wù)體系結(jié)構(gòu)上進(jìn)行靈活業(yè)務(wù)控制?！?/p>

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(收稿日期：2002-08-04)

作者簡(jiǎn)介

陳金方，南京郵電學(xué)院通信工程系碩士研究生。目前參與國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“基于移動(dòng)代理的可編程智能網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)研究”的研究和開發(fā)工作。

柴亞偉，南京郵電學(xué)院通信工程系碩士研究生。目前參與國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“基于移動(dòng)代理的可編程智能網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)研究”的研究和開發(fā)工作。

糜正琨，南京郵電學(xué)院通信工程系教授，博士生導(dǎo)師。主持多項(xiàng)重要科研項(xiàng)目，目前主要研究興趣為軟交換組網(wǎng)技術(shù)、IP網(wǎng)絡(luò)QoS和移動(dòng)代理技術(shù)。已出版通信專著7本。