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主存数据库在电信计费帐务系统中的应用

2017年01月11日 数据库 ⁄ 共 3590字 ⁄ 字号 评论关闭
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主存数据库在电信计费帐务系统中的应用

作者:南开创元

计费帐务系统的现状与挑战

电信计费帐务系统是基于计算机网络及相关技术,为电信运营商提供业务运营的平台系统,从功能上看,计费帐务系统基本上涵盖了计费、结算、业务、客户服务及相应的决策支持分析等方面,并根据需要与相关外部系统进行互联。

从分散到集中,从批处理到实时是当前计费帐务系统发展的趋势。现阶段的计费帐务系统需要实现用户数据的唯一性、数据一致性,使整体系统易于管理、具有扩展性与高性能。目前,中国的电信运营商正逐步实现以客户数据为中心,实现2级集中管理(国家级、省级),建立包括数据层、业务逻辑层、接入层的三层结构模式。数据层以客户的数据为中心,将所有的用户数据存储到统一的数据库中,解决用户数据的一致性、实时性问题,提供信息、存储跟踪用户数据库、交易缓存。在数据层之上是业务逻辑层,即业务应用层,包括计费、CRM、HLR、客户服务、防欺诈等每一个逻辑应用。计费帐务系统是电信运营商的核心支撑系统,而数据中心是计费帐务系统的核心,建设统一、集中的数据中心是实施计费帐务系统的关键。

传统的电信计费帐务系统一直是基于后台的处理系统,但随着用户需求的不断提升和业务的多元化,计费帐务系统不再是一个后台系统,而更应该贴近用户、贴近市场。它的位置也由后台变到了前台。这样的计费帐务系统可带来下面的变化:

1.可以是市场促销计划和市场推广活动能迅速实施的引擎;

2.能直接和客户进行沟通,通过客户服务中心,迅速和客户保持联系,传递客户最需要了解的信息;

3.企业收入价值链中最重要的环节,可掌握每个客户的信用度情况,通过设定不同的阀值,控制运营过程中带来的风险;

4.可通过数据的积累和挖掘,分析客户的消费行为,制定正确合理的市场营销策略;

5.是运营商应对激烈竞争的保证。

同时,网络和业务支撑系统变得越来越近,融合的观念将会继续向前发展,首先是基于网络的融合,有线、无线和IP网将更紧密地结合在一起;其次是服务的融合,语音和数据服务将更多结合;三是支付方式的融合,预付费和后付费作为不同市场策划的支付手段得到灵活运用;四是余额的融合,包括电子钱包、信用度限额和预付费余额将被纳入进用户帐户中进行管理。

新一代的计费帐务系统也将迈向“永远在线”的目标,不但可以正向批价,也能允许反向批价,保护用户利益,而且与CRM系统可做到同步、异步的处理。

随着业务种类的不断增加,计费的对象不仅是面对语音,而且还将面对内容计费,比如针对B2B或B2C的用户,还得将用户的计费分摊给不同的合作伙伴。

面对这样的下一代计费帐务系统,现有技术会受到很大的限制。

1. 快速批价不是解决问题的最佳方案;

2. 以服务为节点的系统各自独立,比如计费帐务系统和定单受理系统相互独立,和CRM系统相互独立,这样容易形成各自的信息孤岛,不能最大化共享信息资源;

3.没有融合余额管理、批价管理,给用户带来不便,同时也给企业的运营带来隐患;

4.需要毫秒级延迟的数据库,支持Active-Active n+1服务器冗余;

5.需要将大量的数据和运算放到主存中完成,这样对内存技术提出了更高要求。

可以看出下一代的计费帐务系统对于数据的实时性以及系统的灵活性提出了更高的要求,一方面需要有一个强大的数据中心来完成数据信息的处理和共享,另一方面也需要通过提升基础平台的性能来降低应用开发所带来的风险。

这种以客户管理和计费为中心的计费帐务系统,具有大容量、实时的特点。系统的实时性对系统底层的数据库系统又提出了更高的要求,由多样服务带来的大量被访问数据量以及不断增加的用户数量要求系统能快速存取数据和支持大量并发访问的能力。传统的基于磁盘的数据库系统要满足快速处理海量信息和大量并发访问的要求,就不得不对硬件进行过量的投资,但是基于磁盘的数据库很难仅依靠硬件升级就使其基本性能得到迅速增长。因此需要新型的数据库解决方案满足以下需求:

* 稳定地处理大容量的事务;

* 低延迟,高实时性;

* 在用户数和通话数大量增长的情况下保持系统性能;

主存数据库系统能提供极高的数据存储速度和极强的并发访问能力,可满足这种业务需求。

主存数据库介绍

主存数据库是将所有数据存于物理内存,因此能不需要访问磁盘直接访问数据,从而获得极高的存取速度和极强的并发访问能力的数据库系统。主存数据库与传统的基于磁盘的数据库系统的重大区别在于数据的存储介质和针对物理内存而特别设计的数据储存结构的存取机制,一般存取速度的增加在10至1000倍左右。简单地说,主存数据库是启动时数据库就常驻于主存中并且在主存中对数据库进行操作的数据库管理系统 。

主存数据库有以下特点:

* 执行读数据操作时,直接访问主存,不访问磁盘;

* 执行更新数据操作时,直接在主存中进行,将数据更新写入磁盘日志;

* 在特定时间(检查点)将发生改变的数据页写入备份数据库。

 主存数据库和磁盘数据库的比较

 

磁盘数据库

主存数据库

数据存储

在磁盘上存储数据库

在内存中存储数据库

查询算法

使用B-Tree算法进行查询

使用T-Tree算法进行查询

查询优化

需要复杂的查询优化

(减少磁盘I/O瓶颈)

简单的查询优化

(不存在磁盘I/O瓶颈)

写入速度

写入数据速度一般

写入数据比磁盘数据库快

10至1000倍以上

 

64bit 芯片的普及,使系统获得了几乎无限的寻址空间。因为系统最大寻址空间决定了主存数据库容量,这也就使主存数据库的数据容量突破了原来32位平台的限制。

Altibase主存数据库产品介绍

Altibase主存数据库是目前世界上最先进的主存数据库产品。韩国Altibase公司成立于1999年11月,总部在韩国汉城。Altibase目前已应用于韩国80%的电信运营商和电信厂商,包括samsung、(KTH)韩国电信、SK Telecom等,这些系统都在很好地运行。

Altibase主存数据库综合了主存数据库领域目前已知的最先进技术,在安全性、稳定性、通用性和易用性等方面有着明显的优势。

1.安全性

通过下面的手段为系统提供不间断的服务。

⑴通过灵活的复制手段(星型)进行数据备份工作,最大可支持16个备份服务器;

⑵运用独特的Ping-Pong算法来实现数据的恢复;

⑶基于日志的恢复功能。

2.稳定性

⑴记录的读/写操作中不使用Lock和Latch,实现死锁检测;

⑵使用MVCC(MultiVersion Concurrency Control)实现并发控制,使事务之间的冲突最小化;

⑶支持XA接口,使负载平衡。

3.通用性

  支持国际上的多种行业标准,

1、 在查询处理方面支持完整的SQL92标准,提供标准的CLI、ODBC、JDBC,加快用户的开发进度和降低用户的转换成本。

4.易用性

提供多种内建函数,支持本地存储过程,提供各种工具,包括isql,iloader,dbadmin等。

Altibase与商用磁盘数据库性能比较

1.测试一(见图1)

测试环境:Server : Sun E450

Memory : 4GB  CPU : 2 * 400 MHZ

测试部门:韩国Altibase公司和韩国三星电子

比较产品:Altibase DBMS和 DISK Based DBMS

测试工具:TPC-B、TPC-H Benchmark

性能标准:TPS (Transaction Per Second),每秒事务处理量

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1 TPC-B测试分析图

测试结果表明,Altibase处理能力比磁盘数据库快10倍以上

Altibase在电信计费业务中的应用解决方案和成功案例

Altibase针对电信计费帐务系统的解决方案

Altibase主存数据库的众多特性可以在计费帐务系统的底层数据库存储系统中扮演非常重要的角色。利用其快速的存取速度和高并发性的特点,可以为整个系统的功能提升带来明显的变化。

Altibase主存数据库已在韩国最大的电信运营商SK-Telcom得到了很好应用。SK-Telcom拥有1700万用户,其中1000万为移动用户。为了适应用户使用量大幅增加及运营网络不断进化等特点,并要即时满足客户的多样、细化的要求,将语音、数据、增值服务等多种计费体系统一,对各种应用事业模块有效支持,SK-Telcom在Altibase主存数据库之上构筑了在全球通信市场具有竞争力、有实时计费处理功能的BOSS。

通过对原有系统的改造,SK-Telcom从原来的每日批处理计费方式改进到提供实时计费功能,原来每日最大处理1.5亿Call,现在可以处理每日4亿Call,每秒可以处理5000Call。改造费用也只有原系统开发维护费用的1/10

近年来,半导体内存大规模生产,动态随机存取存储器(DRAM)的容量越来越大,而价格越来越低,这无疑为计算机内存的不断扩大提供了硬件基础,使得主存数据库的经济可行性逐步成熟。

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