電信網(wǎng)中業(yè)務(wù)沖突檢測的研究

1、CPN Tools概述

Petri網(wǎng)是一種既具有圖形表達(dá)能力又具有嚴(yán)格數(shù)學(xué)定義的模擬工具，CPN（Colored Petri Nets）則是對它的一種擴(kuò)展。CPN適用于對具有并發(fā)性和分布式特點(diǎn)的電信系統(tǒng)進(jìn)行圖形化建模，并描述系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特征。CPN Tools可以對軟件中使用到的語義和結(jié)構(gòu)進(jìn)行自動(dòng)檢測，并為最后的仿真結(jié)果提供報(bào)告。利用CPN Tools對已知業(yè)務(wù)邏輯的電信業(yè)務(wù)進(jìn)行建模和仿真，可以靜態(tài)地檢測出電信業(yè)務(wù)之間可能存在的沖突。

顏色集就是對建模中要用到的數(shù)據(jù)類型進(jìn)行定義。顏色集的定義是CPN Tools中的重要部分，它包括基本顏色集和復(fù)合顏色集。位置和變遷則是CPN Tools中另外兩個(gè)重要的概念。位置表示系統(tǒng)各個(gè)狀態(tài)，變遷則表示系統(tǒng)要被觸發(fā)的事件。位置和變遷之間通過有向?。╝rc）連接。

CPN Tools對電信網(wǎng)業(yè)務(wù)的建模主要是把網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)元進(jìn)行抽象，并利用CPN Tools本身分層式結(jié)構(gòu)自頂向下地重建電信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，如圖1所示。CPN Tools抽象出了現(xiàn)有電信網(wǎng)絡(luò)的主要功能構(gòu)件，并將它們之間的通信內(nèi)容封裝成CPN Tools中的顏色集。

                           圖1　利用CPN Tools對電信網(wǎng)系統(tǒng)建模

2、利用CPN Tools檢測業(yè)務(wù)沖突的案例

下面兩個(gè)案例所描述的業(yè)務(wù)沖突是將系統(tǒng)建模的業(yè)務(wù)運(yùn)行的最終仿真結(jié)果通過CPN Tools建模并仿真所檢測到的存在業(yè)務(wù)沖突的例子。我們這里所研究的業(yè)務(wù)沖突表現(xiàn)形式主要有功能互斥、功能屏蔽、功能死鎖或死循環(huán)和功能違反等。

案例1：游子歸家業(yè)務(wù)和同振業(yè)務(wù)之間的沖突（功能死循環(huán)類）

游子歸家業(yè)務(wù)屬于被叫方業(yè)務(wù)，就是把設(shè)定了游子歸家業(yè)務(wù)的呼叫接續(xù)到其轉(zhuǎn)移的號(hào)碼。同振業(yè)務(wù)也屬于被叫方業(yè)務(wù)，主要是在主叫方呼叫發(fā)起時(shí)，實(shí)現(xiàn)被叫方及其設(shè)定的同振號(hào)碼的終端同時(shí)振鈴。

假設(shè)號(hào)碼為1350xxxxxxx的用戶申請了游子歸家業(yè)務(wù)，其轉(zhuǎn)移號(hào)碼為8711xxxx；而8711xxxx申請了同振業(yè)務(wù)，同振號(hào)碼為1350xxxxxxx?，F(xiàn)在用戶A撥打號(hào)碼1350xxxxxxx，而1350xxxxxxx的接續(xù)轉(zhuǎn)移到8711xxxx，同時(shí)8711xxxx的同振又使話路接續(xù)回1350xxxxxxx，這時(shí)1350xxxxxxx和8711xxxx兩個(gè)號(hào)碼之間就形成了話路循環(huán)的業(yè)務(wù)沖突。經(jīng)過使用CPN Tools模型運(yùn)行一步到位仿真，證明號(hào)碼1350xxxxxxx的游子歸家業(yè)務(wù)和號(hào)碼8711xxxx的同振業(yè)務(wù)不停地進(jìn)行話路循環(huán)接續(xù)。在實(shí)際電信網(wǎng)中，這種情形有可能實(shí)現(xiàn)不了正常的話路呼叫，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成電信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)局部癱瘓。

案例2：移機(jī)不改號(hào)（NP）業(yè)務(wù)和800主叫付費(fèi)業(yè)務(wù)之間的沖突（功能違反類）

NP業(yè)務(wù)屬于主叫方業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)的功能是主叫方物理號(hào)碼變更時(shí)而不改變原有的邏輯號(hào)碼。800業(yè)務(wù)屬于被叫方業(yè)務(wù)，由被叫方付費(fèi)，而且呼叫的接續(xù)是從800號(hào)碼接續(xù)的物理號(hào)碼中選擇與主叫方最近的物理號(hào)碼。

假設(shè)號(hào)碼為871100xx的用戶申請了NP業(yè)務(wù)，它對應(yīng)的邏輯號(hào)碼是852900xx；而800號(hào)碼800111abcd對應(yīng)的物理號(hào)碼有871100zz和852900yy。現(xiàn)在871100xx號(hào)碼撥打800111abcd，按照就近接入的原則，系統(tǒng)會(huì)將871100xx與871100zz進(jìn)行話路接續(xù)。但是871100xx申請的NP業(yè)務(wù)使系統(tǒng)判斷主叫號(hào)碼為852900xx，從而實(shí)際完成的話路接續(xù)是852900xx和852900yy，這就是發(fā)生了功能未實(shí)現(xiàn)的業(yè)務(wù)沖突。

經(jīng)過使用CPN Tools模型運(yùn)行一步到位仿真，證明號(hào)碼871100xx的移機(jī)不改號(hào)業(yè)務(wù)和號(hào)碼800111abcd的就近接入業(yè)務(wù)之間業(yè)務(wù)功能不能正確實(shí)現(xiàn)。在實(shí)際電信網(wǎng)中，這種情形有可能造成呼叫話路不能正確接續(xù)的沖突，從而影響電信網(wǎng)業(yè)務(wù)的管理。

3、業(yè)務(wù)沖突研究的發(fā)展

目前，關(guān)于電信業(yè)務(wù)沖突檢測的研究主要集中在軟件工程的方法、形式化語言的描述和在線的檢測技術(shù)三個(gè)方面。

電信系統(tǒng)是一個(gè)巨大的、實(shí)時(shí)的分布式系統(tǒng)，如果嚴(yán)格按照軟件工程技術(shù)開發(fā)一個(gè)電信業(yè)務(wù)，那么業(yè)務(wù)產(chǎn)生沖突的可能性就會(huì)減少。因此，電信網(wǎng)中的新開發(fā)業(yè)務(wù)和已有業(yè)務(wù)的沖突檢測就可以借鑒軟件工程中的測試技術(shù)和嚴(yán)格的質(zhì)量控制。

而形式化語言描述業(yè)務(wù)沖突的最大優(yōu)點(diǎn)就是可以直接描述電信系統(tǒng)以及業(yè)務(wù)的運(yùn)行狀態(tài)，而且形式化語言可以自動(dòng)刻畫出業(yè)務(wù)運(yùn)行引起的系統(tǒng)變化和行為，從而很容易根據(jù)狀態(tài)報(bào)告判斷出系統(tǒng)中是否存在業(yè)務(wù)沖突。因此，形式化語言描述也適合已知業(yè)務(wù)邏輯的業(yè)務(wù)沖突檢測。

以上兩種都側(cè)重于對業(yè)務(wù)沖突的離線檢測。但是，業(yè)務(wù)在實(shí)際運(yùn)行的任何時(shí)刻都有可能發(fā)生沖突，這就意味著業(yè)務(wù)沖突數(shù)量倍數(shù)于業(yè)務(wù)數(shù)量的增長，僅僅依靠靜態(tài)檢測技術(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足電信業(yè)務(wù)（尤其是增值業(yè)務(wù)）開發(fā)對系統(tǒng)的要求。業(yè)務(wù)沖突的動(dòng)態(tài)檢測是一種必然趨勢。所謂動(dòng)態(tài)檢測就是在業(yè)務(wù)運(yùn)行環(huán)境中獲取業(yè)務(wù)的必要信息（如業(yè)務(wù)特征、業(yè)務(wù)邏輯等），再依據(jù)業(yè)務(wù)設(shè)計(jì)規(guī)范判斷可能存在的業(yè)務(wù)沖突。動(dòng)態(tài)檢測技術(shù)使得在電信網(wǎng)中開發(fā)新業(yè)務(wù)的同時(shí)保證已有業(yè)務(wù)穩(wěn)定地運(yùn)行成為可能，所以動(dòng)態(tài)檢測必將成為解決業(yè)務(wù)沖突的主要技術(shù)。

4、小結(jié)

隨著電信行業(yè)的飛速發(fā)展，電信業(yè)務(wù)的開發(fā)