基于云平台的移动交换设备软件包自动备份系统设计与实现
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【摘 要】移动通信核心网中，设备软件包备份对网络运行质量、应急保障起着至关重要的作用。但一直以来的人工备份的方式随着网络规模逐渐扩大、网元数量不断增加，在工作量和效率方面均已不能满足备份需求。通过建设自动备份系统，可以解决耗费人力多，执行效率低的问题，且可以通过系统实现原来人工不能实现的功能。通过在云平台上建设，减少了系统建设和运营成本。
【关键词】移动核心网 自动备份 云平台
【Abstract】The backups for software package of equipment plays an important role for the riding quality of network and the emergency security in the core network of mobile communication. But with the gradual expanding of the network and increasing the number of network elements， the way of manual backup which has always been used is unable to achieve the backups requirement in terms of workload and efficiency. Through the construction of an automatic backup system， it can solve the problems of the consuming of a lot of labors and the low efficiency， and can achieve the function that cannot be achieved by original artificial systems. Through the establishment in cloud platform， it reduces the construction of system and the operating costs.
【Keywords】Mobile Exchanging Network； Automatic Backup； Cloud Platform
1 引言
移动通信核心网中，设备软件包中存储了某一时间点设备的所有状态和局数据、用户数据等信息。软件包备份对网络运行质量、应急保障起着至关重要的作用，如果不定期备份，可能在网络设备故障时丢失这些信息，对用户造成不便，对运营商造成损失。但一直以来的人工备份的方式随着网络规模逐渐扩大、网元数量不断增加，在工作量和效率方面均已不能满足备份需求。如仅山西移动交换核心网最重要的需每周备份软件包的设备就有300余台，人工备份每台耗时约10分钟，需50小时才能完成。且人工备份需要在设备上频繁插拔备份光盘、软盘、U盘等介质，这些介质和核心设备的读写板卡都属于易耗品，需定期维护、更换，不定期进行故障处理，增加了运营成本和网络风险。建设自动备份系统，可以解决耗费人力多，执行效率低的问题，且可以通过系统实现原来人工不能实现的功能。通过在云平台上建设，动态划分带宽、CPU、内存、存储等资源，减少了系统建设和运营成本，且可以实现异地存储和双备份等，极大的提高了软件包的安全性。
2 系统设计
2.1 需备份设备的确定
目前交换核心网主要设备类型有MSS、MGW、HSS、LSTP、HSTP、DS、DM、CMN、DRA、智能网、IMS等，这些设备按照相关规范，均需每周对软件包进行备份。这些设备属于不同的厂商类型，涉及诺基亚、上海贝尔、华为等，数量为300台。
2.2 需实现的功能
软件包备份系统按照需求需实现软件包自动按任务设置备份、前台界面手工备份、前台界面软件包倒回、软件包备份信息展示，设备信息增删改等功能。在备份功能方面，需要使用设备指令生成软件包，并通过网络将软件包存储到备份系统中。
2.3 系统软件架构
在软件方面，Web应用开发简单和快捷[1]。需用WEB页面方式呈现以下模块：
账号管理：可以分权限管理账号。最高权限账号可以管理所有网元、账号、任务。一般账号只能查看被授权网元的备份情况和手工备份。各账号的密码均需定期修改。
网元管理：可以根据IP地址增加、删除、编辑网元信息。在网元内部，可以定制需要备份的单元。因不同厂商和类型的网元操作命令有差别，要对网元进行分类。
任务管理：可以定制备份时间、周期、软件包上传目录、不同网元使用不同默认上传目录、备份到硬盘或FTP到远程、是否压缩等。在每个任务中，可以增加网元，并对这些网元的执行时间进行自动优化调度，防止网络拥塞和服务器负荷突增。可以对运行结果进行查看。除了按照周期备份外，还可按照需要手工备份。
日志管理：可以按照时间、网元、账户等分别查看备份执行情况。备份完成后要对执行结果进行校验、描述。
软件包管理：可以手工查看网元上当前软件包信息。可以查看服务器磁盘阵列中的备份文件目录，并对这些目录进行手工管理、删除等。可以对服务器上的备份包进行上传、下载操作。
倒回管理：可以选择软件包进行倒回。如果对不是本网元的软件包进行倒回，要给出特别提醒。倒回后要自动进行校验。
报表呈现：按周给出各网元备份情况简表，便于巡检、分析、存档。可以查看当前正在执行的任务、正在执行的网元、正在执行的操作。对备份、FTP等过程中出现的异常进行特别呈现。提供多种接口选择，可以支持FTP、telnet、SSH等[2]，以便后期网元更改登录方式后，备份系统不需要升级即可支持。 2.4 备份服务器配置
备份服务器可以采用独立配置，也可以从云平台分配。由于独立配置需要采购、到货、加电等，周期长，费用高，资源耗费多，且后续扩容耗费也比较大。
使用云平台分配相关资源，可以实现快速部署，动态利用，异地存储等。根据存储6个月软件包的需求，需分配5T硬盘，64G内存，网络带宽为100M。
3 系统实现
3.1 不同设备的软件备份
在具体软件实现过程中，实现不同设备的软件包自动生成、提取、存储是系统的关键功能。特别是软件包自动生成需根据不同厂商、类型设备的指令编写不同的生成模块。还需考虑到指令在不同的场景下执行失败的处理，避免因为自动执行错误，引起网络故障。
3.2 软件包的远程传输
多种设备的备份用到不同指令，开发量比较大，不同设备软件包的备份一般均使用FTP协议[3]，开发工作量相对较小。但由于生成软件包是在不同设备上执行的，可以并发，所以对系统开销影响不大，而软件包传输的目的地均为备份系统，网络和硬盘等资源均为公用，所以需要合理调度传输顺序，避免拥塞或资源利用率不足[4]。本系统根据实际测试，优化采用每5台系统同时传输的策略，既保证了资源利用率，减少了备份时间，又避免了系统拥塞导致错误的发生。
3.3 软件包的存储
因为软件包的重要性，需要异地双备份，在系统实现过程中，利用云平台自有的双站点同步功能，较为简单的实现了较高的存储要求。
3.4 系统架构
为了高效实现系统调度、存储、展示，系统采用单独的WEB服务器负责用户界面交互；采用单独的指令发送和传输调度服务器，负责软件包的生成和软件包的传输调度；采用一系列单独的存储服务器负责软件包的安全存储。
4 使用效果
经过与不同设备的对接调测后系统正式上线，在日常的使用过程中，基本做到了零干预，大大节省了备份的人力、备份介质更换及保存、读写设备的维护等。由于具有网元增删功能，在新的网元入网后，只需简单添加，即可实现自动备份。在没有新的设备类型加入的情况下，基本做到了零成本备份。
参考文献：
[1] 蔡长安，王琪.基于B/S模式的学生信息管理系统设计与实现[J].计算机工程与设计，2006（14）.
[2] 冯润民.基于SSH的高校学生管理系统设计与实现[J].计算机工程，2009（6）.
[3] 田胜利.专用FTP客户端系统的设计与实现[J].实验室科学，2007（02）.
[4] 李柳，吴丽娟，王占军.分布式FTP系统的设计与实现[J].辽宁工程技术大学学报，2005（2期）.
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