智能化电话交换网核心侧接入侧全自动配置平台及方法与流程

本发明涉及ims通信网领域的网络鉴权信息、终端参数信息的智能化、自动化配置领域，尤其涉及一种智能化电话交换网核心侧接入侧全自动配置的平台及方法。

背景技术：

目前国网山东电力公司ims行政交换网在省公司集中部署，省市县三级接入，sip终端和ims下挂的iad设备的参数配置需分别在核心网侧和接入网侧完成。核心网侧参数配置由省公司运维人员分别在hss、ats、ens网元执行20余条指令完成，接入网侧参数配置由省市县操作人员在接入侧一体化运维支撑平台及sip终端和iad设备的web页面完成。随着程控交换用户逐渐向ims交换网的割接演进，电网ims行政交换网网络结构日益复杂，全省12万用户的sip终端和iad设备的参数配置全部集中到运维人员身上，且核心侧与接入侧网络隔离，配置流程繁琐，缺乏智能化、全自动配置手段，缺乏核心网网元与接入侧一体化运维支撑平台一键式同步配置接入侧终端设备的机制。

具体问题描述如下：

ims核心网网元需分五步、执行20多条指令存储sip终端和iad设备的开户信息，hss网元存储接入终端的subid、impi标识、impi的鉴权类型、用户名和密码、能力级模版id、计费信息模版id、serviceprofile模版id、隐式注册级模版id等信息；ats网元存储终端设备的智能业务信息、群组信息、扩展数据等；ens网元存储终端设备的naptr资源记录，包括e164号码、区域名、正则表达式等。ims接入侧一体化运维支撑平台设备需配置接入侧终端设备的mac地址、sn标识、所属用户等信息；ims接入终端设备web页面需配置impu标识、impi标识、密码、服务器地址和sbc地址等多个字段。ims行政交换网核心侧和接入侧的分别配置流程繁琐、手工配置错误率高、反查差错耗时耗力，容易造成核心网与接入网数据不同步，产生脏数据。

随着全省10万用户向ims的割接演进，ims行政交换网承载的用户数量越来越多，接入侧终端设备的种类各有差异，运维人员对ims核心网网元和终端接入侧参数配置的同步、同时性要求越来越高。

技术实现要素：

为解决现有ims行政交换网核心侧和接入侧鉴权信息、参数信息隔离配置的问题，本发明公开了一种智能化电话交换网核心侧接入侧全自动配置的平台及方法，通过全自动一键式同步配置平台，实现核心网网元与接入侧一体化运维支撑系统、终端web页面的智能化、自动化、同步化配置，达到一键式装机目标。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明公开了一种智能化电话交换网核心侧接入侧全自动配置平台，基于b/s架构，包括：

设备层，包括ims核心网网元、ims接入网iad和ims接入网ip话机；

适配层，用于实现业务配置、协议配置、接口配置以及与设备层的连接管理；

持久层，包括数据库服务器e和数据库服务器f，用于实现配置信息、鉴权信息、签约信息的存储和读取，实时同步，主备容灾；

应用层，包括业务应用服务器c和业务应用服务器d，用于实现双机互备、防单点故障，并通过通信网络与设备层ims核心网网元、ims接入网iad和ims接入网ip话机进行通信；

http转发层，包括http服务器a和http服务器b，用于使用nginx的http服务和keepalived技术实现http服务的互备机制，实现应用服务器c、应用服务器d的负载均衡，向下级接入点提供web系统访问入口；

展现层，用于通过web页面进行参数配置；

所述http转发层的http服务器a和http服务器b分别与应用层业务应用服务器c和业务应用服务器d连接；所述应用层业务应用服务器c和业务应用服务器d分别与持久层数据库服务器e、数据库服务器f以及适配层连接，所述适配层、持久层和设备层分别进行通信。

进一步地，业务配置自动下发时，通过用户访问平台的前端web页面，各级运维人员通过信息内网或接入网访问后端主用http服务器，http服务器通过负载路由至主用业务应用服务器，业务应用服务器根据业务类型及请求数据进行校验，生成业务记录；并根据业务记录解析出是核心网还是接入网的业务接口；

ims核心网根据业务接口编号进行数据解析形成一条或多条网元操作请求，按照网元操作请求封装报文指令，向ims核心网网元依次发送操作指令。

进一步地，在ims核心网完成所有网元操作请求后，应用层解析返回结果，并根据业务接口编号形成一条或多条配置请求向指定的接入侧设备发送指令，解析返回的响应，最后组成统一的响应结果，根据相应结果及业务关键字记录到持久层数据库服务器，并向用户展示业务配置的最终结果描述，通过http转发层响应返回到展现层的web页面。

进一步地，所述业务应用服务器包括前端控制器imsadmin，所述前端控制器imsadmin分为四层，具体为：controller层、service层、dao层和call层；

所述前端控制器imsadmin通过controller层进行数据格式校验；通过service层封装业务逻辑应用请求；通过dao层与数据库服务器进行数据交互；通过call层完成远程调用。

进一步地，所述业务应用服务器包括接口适配服务interfaceadapter；

所述接口业务适配器interfaceadapter跟ims核心网网元、ims接入网终端设备通过http+soap方式的北向接口进行通信。

进一步地，所述接口业务适配器interfaceadapter与ims接入网设备通过国网pe骨干网、核心ce、接入ce进行信息交互，信息交互类型包括：http、telnet或者stelnet；完成用户名、密码请求认证、报文封装、报文解析、解密解密和鉴权认证，并通过北向spg接口为ims核心网侧和接入网侧提供统一的数据标准。

进一步地，所述业务应用服务器包括消息队列kafka服务；所述kafka服务用于解决ims核心网或者接入网终端未注册或掉线情况下的参数配置和指令下发问题；

在核心网完成所有网元操作请求后，解析返回结果，并根据业务接口编号形成一条或多条配置请求向指定的接入侧设备发送指令，所有指令依次入消息队列，取出消息队列中的第一条指令后通过httpurlconnection向目标终端请求，如果目标终端掉线或未注册，则指令重新入队；如果目标终端已注册则指令出队，完成对终端设备的下发。

本发明还公开了一种智能化电话换网核心侧接入侧全自动配置方法，包括：

接口业务适配器interfaceadapter与ims核心网交互的具体过程为：

步骤一：启动接口业务适配器interfaceadapter；

步骤二：接口业务适配器interfaceadapter进行缓存处理，将业务定义数据表nt_busi_define、接口定义数据表int_interface_define、接口schema定义表int_schema_define、接口元素定义表int_element_define的数据信息缓存至redis；

步骤三：接口业务适配器interfaceadapter接收业务操作请求，并根据请求中的业务id从redis中索引详细业务信息；

步骤四：解析业务信息，包括执行该业务的接口id和回退该业务的接口id；

步骤五：根据步骤四中的接口id索引redis中的接口定义数据表int_interface_define，获得接口的ip地址、端口、请求方式和超时时间；

步骤六：在接口元素定义表int_element_define中获得接口协议的请求报文元素和响应报文元素，按照父子关系组装soap报文对象；

步骤七：在接口schema定义表int_schema_define中获得接口协议的schema信息，通过header元素、body元素、schema信息组装形成soap对象；

步骤八：按照通配符规则定义，将业务操作请求的关键数据元素按照key-value对方式替换到报文结构体，通过tostring()方法将soap报文对象转换成文本类型string；

步骤九：ims核心网网元的操作请求信息按照上述步骤五—步骤八步完成报文封装后，通过java中的httpurlconnection向目标网元发起请求并获取ims核心网的响应，连接超时和请求超时时间按照配置设定，读取响应信息按照数据表的响应报文体结构解析核心网返回报文的数据。

本发明还公开了一种智能化电力ims交换网核心侧接入侧全自动配置方法，包括：接口业务适配器interfaceadapter与接入网交互的具体过程为：

步骤一：启动redis数据库服务器，将校验信息表int_common_encrypt、终端设备信息表int_busi_deviceintrel、业务接口表int_common_bizdefineorigin存储在数据库服务器；

步骤二：接口业务适配器interfaceadapter解析ims核心网返回的响应信息，判断web页面的操作请求是否成功下发给核心网，如果是，执行步骤三；否则，返回步骤一；

步骤三：接口业务适配器interfaceadapter判断发向接入网终端设备的业务请求，并校验请求是否合法，并将校验信息存储在int_common_encrypt表，如果是合法请求，按照校验信息表中业务编号查找对应业务接口；

步骤四：根据业务请求中的目的终端mac地址查询终端设备信息表int_busi_deviceintrel，获得终端类型、品牌等信息，同时获得终端的接口信息，进行接口协议适配；

步骤五：根据步骤四的终端类型，进行配置下发操作。

进一步地，所述步骤五中进行数据下发操作具体为：

如果是iad设备，选择telnet或stelnet协议连接终端设备，并将配置指令全部存储在kafka消息队列；

所述kafka消息队列定义两种对象角色producer和customer，producer完成配置指令入队操作；customer判断iad设备是否注册或在线，如果是，则选择端口进行配置指令下发；如果否，则定义临时队列，将配置指令缓存，且每隔设定时间判断一次iad设备的连通状态，如果连通则将配置指令从缓存队列取出，进行配置的自动发放；

如果是ip话机设备根据品牌型号生成对应的配置文件，将配置文件放入配置文件服务器指定目录中进行配置的下发。

本发明有益效果：

本发明将ims核心网配置和ims接入网配置信息实现一体化下发，规范了数据信息，简化ip设备维护步骤。

本发明平台可以减轻运维人员工作压力，全自动手段代替手动配置；避免单独频繁操作核心侧和接入侧，造成核心侧和接入侧数据不同步，产生脏数据；通过全自动一键式同步配置平台，实现核心网网元与接入侧一体化运维支撑系统、终端web页面的智能化、自动化、同步化配置，达到一键式装机目标。

附图说明

图1为智能化电力ims交换网核心侧接入侧全自动配置的平台的组网架构图；

图2为平台的逻辑功能架构图；

图3为本发明业务配置流程图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的说明。

本发明公开了一种智能化电力ims交换网核心侧接入侧全自动配置的平台，采用b/s架构，如图1所示，前端通过web页面进行参数配置；后端包括http服务器a和http服务器b、业务应用服务器c和业务应用服务器d、数据库服务器e和数据库服务器f。http服务器a和http服务器b两台http服务器，分别与业务应用服务器c和业务应用服务器d连接，通过nginx的http服务实现请求包转发和后端集群应用的负载均衡，通过keepalived技术基于linux服务器实现主备1:1容灾；所述业务应用服务器c和业务应用服务器d分别与数据库服务器e和数据库服务器f连接，并通过1:1方式主备容灾部署，与ims核心侧、ims接入侧通过以ce核心交换机7706、省网pe-ne20、国网pe-cisco7609为主的骨干通信网进行通信，与ims的spg北向接口完成数据交互；所述数据库服务器e和数据库服务器f用于配置信息、鉴权信息、签约信息的存储和读取，实时同步，主备容灾。

智能化电话交换网核心侧接入侧全自动配置平台的逻辑功能架构如图2所示，包括：

设备层，包括ims核心网网元、ims接入网iad和ims接入网ip话机；

适配层，用于实现业务配置、协议配置、接口配置以及与设备层的连接管理；

持久层，包括数据库服务器e和数据库服务器f，用于实现配置信息、鉴权信息、签约信息的存储和读取，实时同步，主备容灾；

应用层，包括业务应用服务器c和业务应用服务器d，用于实现双机互备、防单点故障，并通过通信网络与设备层ims核心网网元、ims接入网iad和ims接入网ip话机进行通信；

http转发层，包括http服务器a和http服务器b，用于使用nginx的http服务和keepalived技术实现http服务的互备机制，实现应用服务器c、应用服务器d的负载均衡，向下级接入点提供web系统访问入口；

展现层，用于通过web页面进行参数配置；

http转发层http服务器a和http服务器b分别与应用层业务应用服务器c和业务应用服务器d连接；应用层业务应用服务器c和业务应用服务器d分别与持久层数据库服务器e、数据库服务器f以及适配层连接，适配层持久层和设备层分别进行通信。

http服务器a、http服务器(转发与负载)b分别连接到应用服务器c和应用服务器d，由应用服务器c和应用服务器d连接到数据库服务器e和数据库服务器f。

数据库服务器e和数据库服务器f数据库服务双活同步。

应用服务器c和应用服务器d(实现业务，大数据分析)及ims核心网网元、ims接入网设备ce通过内部骨干网通信，应用服务器c和应用服务器d分别与ims的spg北向接口完成数据通讯。

http服务器a、http服务器b使用nginx的http服务和keepalived技术实现http服务的互备机制，实现应用服务器c、应用服务器d的负载均衡，向各省、市、县等下级介入点提供web系统访问入口。

所述nignx的http服务提供http请求包转发和后端集群应用的负载均衡功能，所述keepalived技术基于linux服务器实现主备http服务器1:1容灾。

应用服务器c、应用服务器d用于双机互备、防单点故障，通过网络与ims核心网各网元、ims接入网各接入设备通信。

需要说明的是，http服务器a和http服务器b，业务应用服务器c和业务应用服务器d，数据库服务器e和数据库服务器f都是互为主备关系。

业务应用服务器包括前端控制器imsadmin、接口适配服务interfaceadapter、消息队列kafka服务。

前端控制器imsadmin分为四层，通过controller层进行数据格式校验；通过service层封装业务逻辑应用请求；通过dao层与数据库服务器进行数据交互；通过call层完成远程调用，主要调用接口业务适配器interfaceadapter完成核心侧和接入侧业务配置和参数自动下发。

接口业务适配器interfaceadapter跟ims核心网网元(hss、ats、ens)、ims接入侧终端设备通过http+soap方式的北向接口进行通信。

接口业务适配器interfaceadapter与接入网设备通过国网pe骨干网、核心ce、接入ce进行信息交互，信息交互类型包括http、telnet、stelnet等，完成用户名、密码请求认证、报文封装、报文解析、解密解密和鉴权认证，并通过北向spg接口为ims核心侧和接入侧提供统一的数据标准。

kafka服务主要解决ims核心侧接入终端未注册或掉线情况下的参数配置和指令下发问题。在核心网完成所有网元操作请求后，接口业务适配器interfaceadapter解析返回结果，并根据业务接口编号形成一条或多条配置请求向指定的接入侧设备发送指令，所有指令依次入消息队列，取出消息队列中的第一条指令后通过httpurlconnection向目标终端请求，如果目标终端掉线或未注册，则指令重新入队；如果目标终端已注册则指令出队，完成对终端设备的下发。

需要说明的是，b/s架构涉及http请求，httpurlconnection，是通过http协议请求的一种方式。

urlconnection是个抽象类，它有两个直接子类分别是httpurlconnection和jarurlconnection。另外一个重要的类是url，通常url可以通过传给构造器一个string类型的参数来生成一个指向特定地址的url实例。

每个httpurlconnection实例都可用于生成单个请求，但是其他实例可以透明地共享连接到http服务器的基础网络。请求后在httpurlconnection的inputstream或outputstream上调用close()方法可以释放与此实例关联的网络资源，但对共享的持久连接没有任何影响。如果在调用disconnect()时持久连接空闲，则可能关闭基础套接字。

如图3所示，业务配置自动下发时，用户访问平台的前端web页面，省市县运维人员通过信息内网或接入网访问后端主用http服务器，http服务器通过负载路由至主用业务应用服务器，应用服务器通过imsadmin控制器controller根据业务类型及请求数据进行校验，进入service服务层生成业务记录，httpjson接口将业务请求传递给接口业务适配器interfaceadapter。接口业务适配器interfaceadapter，根据业务记录解析出是核心网还是接入网的业务接口，核心网根据业务接口编号进行数据解析形成一条或多条网元操作请求,按照网元操作请求封装报文指令，向ims核心网hss、ats、ens网元依次发送操作指令，并进行解析返回解析结果。在核心网完成所有网元操作请求后，接口业务适配器interfaceadapter解析返回结果，并根据业务接口编号形成一条或多条配置请求向指定的接入侧设备发送指令，并解析返回的响应，最后组成统一的响应结果返回给前端控制器(imsadmin)。前端控制器(imsadmin)应用根据返回结果及业务关键字记录到数据库服务器，并向用户展示业务配置的最终结果描述。通过httpresponse响应给用户的浏览器展示给终端用户。通过页面化的操作完成在ims核心网的各网元和ims接入网各接入设备(iad设备、ip电话)的配置自动下发。

鉴于接入网设备的安装及时性问题，提供kafka消息队列机制，对已入网的设备能够网络连通的情况下出队指令并完成执行，对未上电、未入网的接入设备指令会执行失败在出队执行失败之后再次入队，等待网络连通后出队下发指令fifo。

(所有指令入队，取出队列中指令后通过httpurlconnection向目标地址请求，目标不可达，则指令重新入队；否则出队，执行配置下发指令)

http服务器中的nginx软负载通过http转发方式与应用服务器进行通信。http服务器a、b节点使用keepalived通过socket方式完成互备容灾。

接口业务适配器interfaceadapter与核心网交互采用http+soap方式，具体过程为：

步骤一：启动接口业务适配器interfaceadapter。

步骤二：接口业务适配器进行缓存处理，将业务定义数据表nt_busi_define、接口定义数据表int_interface_define、接口schema定义表int_schema_define等数据信息缓存至redis。

步骤三：接口业务适配器接收来自imsadmin的业务操作请求，并根据请求中的业务id从redis中索引详细业务信息。

步骤四：解析业务信息，包括执行该业务的接口id和回退该业务的接口id；

步骤五：根据步骤四中的接口id索引redis中的接口定义数据表int_interface_define，获得接口的ip地址、端口、请求方式、超时时间。

步骤六：在接口元素定义表int_element_define中获得接口协议的请求报文元素和响应报文元素，按照父子关系组装soap报文对象。

步骤七：在接口schema定义表int_schema_define中获得接口协议的schema要求，通过header元素、body元素、schema信息组装形成soap对象。

其中，header元素和body元素分别是消息头和消息体，这个是http+soap的请求方式，这是soap请求的组成。

步骤八：按照通配符规则定义，将业务操作请求的关键数据元素按照key-value对方式替换到报文结构体，通过tostring()方法将soap报文对象转换成文本类型string。

步骤九：ims核心网网元hss、ats、ens的操作请求信息按照上述五、六、七、八步完成报文封装后，通过java中的httpurlconnection向目标网元发起请求并获取ims核心网的响应，连接超时和请求超时时间按照配置设定，读取响应信息按照数据表的响应报文体结构解析核心网返回报文的数据。

接口业务适配器interfaceadapter与接入网交互采用tr069协议、telnet、stenet方式，具体过程为：

步骤一：启动redis数据库服务器，将校验信息表int_common_encrypt、终端设备信息表int_busi_deviceintrel、业务接口表int_common_bizdefineorigin存储在数据库服务器。

步骤二：接口业务适配器interfaceadapter解析ims核心网返回的响应信息，判断“请求成功”，执行步骤三。

其中，“请求成功”指的是，已经完成核心网的配置下发，直观步骤是：从web页面进行操作后，该发明的平台先将配置下发给核心网，核心网完成操作且操作成功后，该发明的平台再将配置下发给接入侧。

对运维人员来说只是在该发明平台的web页面上做点击鼠标填写信息的操作，这些信息通过后台自动下发给核心网和接入网。

步骤三：接口业务适配器interfaceadapter判断发向接入网终端设备的业务请求，并校验请求是否合法，并将校验信息存储在int_common_encrypt表，如果是合法请求，按照校验信息表中业务编号查找对应业务接口。

步骤四：根据业务请求中的目的终端mac地址查询终端设备信息表int_busi_deviceintrel，获得终端类型、品牌等信息，同时获得终端的接口信息，进行接口协议适配。

步骤五：根据步骤四的终端类型，进行配置下发操作。如果是iad设备，选择telnet或stelnet协议连接终端设备。并将配置指令全部存储在kafka消息队列。所述kafka消息队列定义两种对象角色producer和customer，producer完成配置指令入队操作；customer判断iad设备是否注册或在线，如果是，则选择端口进行配置指令下发；如果否，则定义临时队列，将配置指令缓存，且每隔10s判断一次iad设备的连通状态，如果连通则将配置指令从缓存队列取出，进行配置的自动发放。如果是ip话机设备根据品牌型号生成对应的配置文件，将配置文件放入配置文件服务器指定目录中进行配置的下发。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。