華為3GHLR數(shù)據(jù)庫ORACLE脫機(jī)查詢的探索

摘 要 HLR設(shè)備中存儲(chǔ)有大量有價(jià)值的信息，但在線提取這些信息存在著很大的風(fēng)險(xiǎn)。HLR脫機(jī)查詢系統(tǒng)滿足了這一需求，通過數(shù)據(jù)庫備份導(dǎo)入脫機(jī)系統(tǒng)并結(jié)合優(yōu)化的查詢算法，可以為市場部門決策提供極具價(jià)值的第一手?jǐn)?shù)據(jù)資料。

關(guān)鍵詞 3G HLR中央數(shù)據(jù)庫 ORACLE SQL語言 表結(jié)構(gòu)

1 HLR在移動(dòng)通信系統(tǒng)中的地位

2009年隨著工業(yè)和信息化部正式發(fā)放了3張3G牌照，中國正式進(jìn)入了3G時(shí)代。在3G的三種基本制式中，中國聯(lián)通選用的WCDMA是最具競爭力的，它是目前世界上用戶最多的和技術(shù)最成熟的3G網(wǎng)絡(luò)，全球范圍內(nèi)的用戶達(dá)到了3.2億。華為公司針對WCDMA網(wǎng)絡(luò)推出的HLR9820V6系列產(chǎn)品，隨著我國3G網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)也得到了廣泛的應(yīng)用。

現(xiàn)階段WCDMA網(wǎng)絡(luò)R4版本的核心網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示：

與2G相同，HLR仍是M900/M1800移動(dòng)通訊系統(tǒng)的核心數(shù)據(jù)庫，存儲(chǔ)著該HLR控制的所有注冊登記的移動(dòng)用戶的相關(guān)數(shù)據(jù)。在一個(gè)移動(dòng)交換業(yè)務(wù)區(qū)中，所有移動(dòng)用戶的重要靜態(tài)數(shù)據(jù)均存儲(chǔ)在HLR中，其中包括移動(dòng)用戶識(shí)別號(hào)碼、訪問功能和用戶類別等數(shù)據(jù)。HLR同時(shí)存儲(chǔ)并提供移動(dòng)用戶實(shí)際漫游所在的位置區(qū)信息，以便任何入局呼叫都能取得被叫用戶的的路由信息，從而接通被叫用戶。

另外，3G網(wǎng)絡(luò)的HLR設(shè)備兼容2G用戶，在數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)著用戶訪問2G或3G網(wǎng)絡(luò)的權(quán)限。

2 HLR設(shè)備的核心組成及其重要性

HLR設(shè)備的核心在于其存儲(chǔ)大量數(shù)據(jù)的中央數(shù)據(jù)庫。華為M900/1800中央數(shù)據(jù)庫硬件由兩臺(tái)SUN服務(wù)器，一個(gè)D1000和終端集線器（Terminal connectrator）組成，軟件數(shù)據(jù)庫采用ORACLE。

中央數(shù)據(jù)庫在設(shè)計(jì)上采用雙網(wǎng)雙平面的體系結(jié)構(gòu)，并且部件選型充分考慮了可靠性。而這種可靠性的設(shè)計(jì)更說明了HLR設(shè)備在整個(gè)移動(dòng)通信網(wǎng)中的關(guān)鍵地位和作用。從HLR的作用中我們可以了解到，一旦中央數(shù)據(jù)庫出現(xiàn)問題，HLR設(shè)備會(huì)退出服務(wù)，直接造成的影響就是所轄的幾十萬甚至是上百萬的用戶無法登錄網(wǎng)絡(luò)和接打電話。而如果故障無法在短時(shí)間內(nèi)排除，其造成的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的負(fù)面影響將會(huì)是無法估量的。

因而在所有的通信規(guī)程中均明確要求，HLR的年阻斷率都嚴(yán)格控制在30分鐘以內(nèi)。故HLR中央數(shù)據(jù)庫的維護(hù)工作一直是從事移動(dòng)交換維護(hù)工作人員最為重視和關(guān)注的。

3 HLR數(shù)據(jù)庫脫機(jī)查詢的需求

同時(shí)在HLR的用戶數(shù)據(jù)庫中又存在著大量的有待采集的信息，例如當(dāng)前的開戶用戶數(shù)，用戶開機(jī)情況，用戶在各地的分布情況等等，這些信息對市場部門的決策都有重要的參考價(jià)值。

例如，市場部門比較關(guān)心的一些數(shù)據(jù)：

◆每天新入網(wǎng)的用戶數(shù)量

市場部門通過每天對開戶數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，可以直接了解整體市場發(fā)展的速度；

◆開通增值業(yè)務(wù)的用戶數(shù)

例如通過對比每日開通彩鈴業(yè)務(wù)的用戶數(shù)量的變化，業(yè)務(wù)部門可以間接的了解用戶對彩鈴的資費(fèi)的認(rèn)可程度；

◆用戶在全國的漫游分布情況

信息部門通過了解用戶在全國的各地的漫游情況，可以判斷出高漫游區(qū)域，進(jìn)而制定靈活的套餐來刺激用戶的增長。如圖2所示：

這一系列的有價(jià)值的資料數(shù)據(jù)都存儲(chǔ)在HLR設(shè)備的數(shù)據(jù)庫中，而如果要查詢這些信息，需要對其SUN平臺(tái)上的ORACLE 數(shù)據(jù)庫進(jìn)行SQL查詢操作。但由于查詢操作是直接針對正在運(yùn)行的HLR底層oracle數(shù)據(jù)庫的，因而在線操作存在較大的風(fēng)險(xiǎn)，是很不安全的。下列情況是在線操作潛在的風(fēng)險(xiǎn)：

◆查詢操作會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)負(fù)荷明顯增加，嚴(yán)重時(shí)可能引起系統(tǒng)過載而宕機(jī)；

◆查詢指令存在錯(cuò)誤，例如誤加入了修改或刪除的指令，會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)錯(cuò)誤；

◆頻繁的使用聯(lián)合等耗費(fèi)系統(tǒng)資源的SQL操作，會(huì)累積導(dǎo)致系統(tǒng)資源不足。

這任意一個(gè)潛在的風(fēng)險(xiǎn)，在穩(wěn)定性要求極高的HLR系統(tǒng)中都是不允許存在的。由此可以看出在線操作查詢這些有價(jià)值的數(shù)據(jù)是沒有現(xiàn)實(shí)意義的。

而如果可以實(shí)現(xiàn)建立脫機(jī)的系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)查詢HLR用戶信息的操作，將是很安全且實(shí)用的。脫機(jī)系統(tǒng)是指，在一臺(tái)獨(dú)立的與網(wǎng)絡(luò)沒有連接的SUN終端或PC機(jī)上，安裝與HLR相同版本的ORACLE數(shù)據(jù)庫，并將HLR備份的數(shù)據(jù)庫文件導(dǎo)入脫機(jī)的ORACLE中，通過編寫查詢腳本或程序在脫機(jī)ORACLE進(jìn)行用戶數(shù)據(jù)查詢。

4 HLR數(shù)據(jù)庫脫機(jī)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

4.1 ORACLE平臺(tái)和版本的確定

ORACLE數(shù)據(jù)庫軟件存在諸多版本，應(yīng)用的平臺(tái)也很廣泛，如WINDOWS、SUN（SPARC）平臺(tái)等。這樣就為我們提供了很大的選擇空間，在使用WINDOWS的PC機(jī)和使用SOLARIS的SUN機(jī)器上均可實(shí)現(xiàn)脫機(jī)系統(tǒng)的功能。

本例采用SUN Ultra5工作站，故僅介紹SPARC平臺(tái)上的脫機(jī)系統(tǒng)。

另外ORACLE的版本是向下兼容的，也就是說，ORACLE高版本的數(shù)據(jù)庫可以兼容低版本數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)。HLR數(shù)據(jù)庫采用ORACLE7版本，因而安裝ORACLE7及以上版本的數(shù)據(jù)庫均可。

本例采用對系統(tǒng)硬件要求比較低且性能較為優(yōu)越的ORACLE8i作為數(shù)據(jù)庫平臺(tái)。

4.2 ORACLE系統(tǒng)的安裝

ORACLE8i的安裝軟件在ORACLE官網(wǎng)上可以下載到，雖然是免費(fèi)版有連接數(shù)量的限制，但由于本脫機(jī)系統(tǒng)同時(shí)僅存在1～2個(gè)連接故并無影響。

ORACLE系統(tǒng)的安裝過程是較為復(fù)雜和繁瑣的，由于篇幅的限制這里不再贅述。一般嚴(yán)格按照安裝指導(dǎo)書的要求進(jìn)行是可以完成安裝的。

ORACLE安裝完成后會(huì)自動(dòng)創(chuàng)建一個(gè)數(shù)據(jù)庫實(shí)例，同時(shí)在進(jìn)程中可以看到ora8的存在。

4.3 脫機(jī)ORACLE數(shù)據(jù)恢復(fù)

ORACLE的數(shù)據(jù)備份一般均采用exp命令，由它導(dǎo)出的數(shù)據(jù)備份文件中包含有所有的數(shù)據(jù)和全部數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)，就相當(dāng)于將整個(gè)庫完全拷貝了下來。因而在恢復(fù)數(shù)據(jù)庫時(shí)，無需如同某些數(shù)據(jù)庫一樣，必須提前建立庫并恢復(fù)庫結(jié)構(gòu)才可以導(dǎo)入數(shù)據(jù)。ORACLE的備份文件在導(dǎo)入過程中會(huì)自動(dòng)根據(jù)備份時(shí)的情況首先創(chuàng)建或恢復(fù)數(shù)據(jù)庫，然后依次將表結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)恢復(fù)。

數(shù)據(jù)導(dǎo)入使用imp命令。為解決對象之間依賴關(guān)系可能產(chǎn)生的問題，imp程序?qū)霐?shù)據(jù)的順序如表1所示：

具體的導(dǎo)入命令可參考如下：

#su oracle

password：

$/opt/oracle/imp user/password /databack/backup_20080404.dmp fully=y

在命令執(zhí)行完成后imp會(huì)生成數(shù)據(jù)導(dǎo)入情況報(bào)告，以此判斷數(shù)據(jù)是否成功導(dǎo)入或?qū)霐?shù)據(jù)是否完整。

至此，整個(gè)系統(tǒng)最關(guān)鍵的一環(huán)脫機(jī)數(shù)據(jù)庫部分已經(jīng)建立完成，數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)了在脫機(jī)系統(tǒng)的完整重現(xiàn)，為下一步的脫機(jī)查詢打好了基礎(chǔ)。

5 HLR數(shù)據(jù)庫脫機(jī)查詢應(yīng)用

數(shù)據(jù)庫移植到脫機(jī)系統(tǒng)后，為各類查詢操作甚至是修改操作提供了巨大的便捷。在了解了HLR數(shù)據(jù)庫的庫結(jié)構(gòu)和表結(jié)構(gòu)后，做各類統(tǒng)計(jì)是易如反掌的。

根據(jù)華為現(xiàn)有的資料，結(jié)合GSM通信對HLR數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，可基本掌握所有有價(jià)值的資源的查詢方法。一般在ORACLE中所有的數(shù)據(jù)查詢、修改等都是通過sqlplus工具完成的。

下面以對于用戶漫游分布情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)為例，介紹其查詢的方法。

在3G移動(dòng)通信網(wǎng)中，全國基本每個(gè)城市均建有一個(gè)或多個(gè)軟交換MSC設(shè)備，且所有軟交換MSC設(shè)備統(tǒng)一進(jìn)行編號(hào)。在HLR中存儲(chǔ)有用戶當(dāng)前所在的MSC設(shè)備編號(hào)，因此只要找到它就可以判斷出用戶所在的位置。

通過研究發(fā)現(xiàn)，用戶漫游位置信息-MSC編號(hào)存儲(chǔ)在表：user_location（未用真實(shí)表名）。這個(gè)表中用戶號(hào)碼為關(guān)鍵域，其他域包括用戶所在的MSC號(hào)碼（MSC）、用戶是否在VLR中刪除、用戶欠費(fèi)情況等，均與用戶的移動(dòng)性有關(guān)。

而要統(tǒng)計(jì)用戶在全國各地市用戶的漫游情況，首先需要將全國各地市所轄MSC號(hào)碼的資料錄入到ORACLE中。

表2為舉例說明的全國城市MSC號(hào)碼資料（EXCEL格式）：

將EXCEL文件另存為文本文件，制作成SQL命令如下所示：

INSERT INTO MSC_NUMBER （MSC，PROV，CITY） VALUES （ '13001'，'北京'，'北京'）

INSERT INTO MSC_NUMBER （MSC，PROV，CITY） VALUES （ '13002'，'北京'，'北京'）

...

INSERT INTO MSC_NUMBER （MSC，PROV，CITY） VALUES （ '13007'，'河北'，'石家莊'）

...

利用SQLPLUS中在ORACLE中新建表MSC_NUMBER，表中有MSC，PROV，CITY 3個(gè)域，并在執(zhí)行上述SQL語句導(dǎo)入全國MSC號(hào)碼表。

通過對MSC_NUMBER表和user_location表進(jìn)行聯(lián)合，可將二者關(guān)聯(lián)起來，之后通過GROUP方式直接輸出以省或市為單位的漫游用戶數(shù)。具體命令如下：

以省為單位統(tǒng)計(jì)：

SELECT T1.PROV，COUNT（T1.PROV） AS PROV_NUMBER FROM MSC_NUMBER T1，user_location T2 WHERE T1.MSC=T2.MSC GROUP BY T1.PROV

以市為單位統(tǒng)計(jì)：

SELECT T1.CITY，COUNT（T1.PROV） AS PROV_NUMBER FROM MSC_NUMBER T1，user_location T2 WHERE T1.MSC=T2.MSC GROUP BY T1. CITY

這樣市場部門就可以拿到一份詳細(xì)的用戶在全國漫游區(qū)域分布的報(bào)告了。

6 HLR數(shù)據(jù)庫脫機(jī)查詢的意義

在面對著各種災(zāi)情或者突發(fā)狀況時(shí)，各行各業(yè)均行動(dòng)起來，發(fā)揮自己的力量做出貢獻(xiàn)。作為通信保障部門，為了確保正在特殊區(qū)域漫游用戶的正常使用，提出為這部分用戶提供免欠費(fèi)停機(jī)等便利。

這就要求需要每天將漫游在特殊區(qū)域的用戶統(tǒng)計(jì)出來，不難看出在上述例子中做簡單的修改即可實(shí)現(xiàn)要求的功能，而也正是這套脫機(jī)查詢系統(tǒng)在一些有重大意義的行動(dòng)中發(fā)揮了核心的作用。