電信網中業務沖突檢測的研究

1、CPN Tools概述

Petri網是一種既具有圖形表達能力又具有嚴格數學定義的模擬工具，CPN（Colored Petri Nets）則是對它的一種擴展。CPN適用于對具有并發性和分布式特點的電信系統進行圖形化建模，并描述系統的動態特征。CPN Tools可以對軟件中使用到的語義和結構進行自動檢測，并為最后的仿真結果提供報告。利用CPN Tools對已知業務邏輯的電信業務進行建模和仿真，可以靜態地檢測出電信業務之間可能存在的沖突。

顏色集就是對建模中要用到的數據類型進行定義。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合顏色集。位置和變遷則是CPN Tools中另外兩個重要的概念。位置表示系統各個狀態，變遷則表示系統要被觸發的事件。位置和變遷之間通過有向弧（arc）連接。

CPN Tools對電信網業務的建模主要是把網絡中的網元進行抽象，并利用CPN Tools本身分層式結構自頂向下地重建電信網絡系統，如圖1所示。CPN Tools抽象出了現有電信網絡的主要功能構件，并將它們之間的通信內容封裝成CPN Tools中的顏色集。

                           圖1　利用CPN Tools對電信網系統建模

2、利用CPN Tools檢測業務沖突的案例

下面兩個案例所描述的業務沖突是將系統建模的業務運行的最終仿真結果通過CPN Tools建模并仿真所檢測到的存在業務沖突的例子。我們這里所研究的業務沖突表現形式主要有功能互斥、功能屏蔽、功能死鎖或死循環和功能違反等。

案例1：游子歸家業務和同振業務之間的沖突（功能死循環類）

游子歸家業務屬于被叫方業務，就是把設定了游子歸家業務的呼叫接續到其轉移的號碼。同振業務也屬于被叫方業務，主要是在主叫方呼叫發起時，實現被叫方及其設定的同振號碼的終端同時振鈴。

假設號碼為1350xxxxxxx的用戶申請了游子歸家業務，其轉移號碼為8711xxxx；而8711xxxx申請了同振業務，同振號碼為1350xxxxxxx。現在用戶A撥打號碼1350xxxxxxx，而1350xxxxxxx的接續轉移到8711xxxx，同時8711xxxx的同振又使話路接續回1350xxxxxxx，這時1350xxxxxxx和8711xxxx兩個號碼之間就形成了話路循環的業務沖突。經過使用CPN Tools模型運行一步到位仿真，證明號碼1350xxxxxxx的游子歸家業務和號碼8711xxxx的同振業務不停地進行話路循環接續。在實際電信網中，這種情形有可能實現不了正常的話路呼叫，嚴重時會造成電信網絡系統局部癱瘓。

案例2：移機不改號（NP）業務和800主叫付費業務之間的沖突（功能違反類）

NP業務屬于主叫方業務，實現的功能是主叫方物理號碼變更時而不改變原有的邏輯號碼。800業務屬于被叫方業務，由被叫方付費，而且呼叫的接續是從800號碼接續的物理號碼中選擇與主叫方最近的物理號碼。

假設號碼為871100xx的用戶申請了NP業務，它對應的邏輯號碼是852900xx；而800號碼800111abcd對應的物理號碼有871100zz和852900yy。現在871100xx號碼撥打800111abcd，按照就近接入的原則，系統會將871100xx與871100zz進行話路接續。但是871100xx申請的NP業務使系統判斷主叫號碼為852900xx，從而實際完成的話路接續是852900xx和852900yy，這就是發生了功能未實現的業務沖突。

經過使用CPN Tools模型運行一步到位仿真，證明號碼871100xx的移機不改號業務和號碼800111abcd的就近接入業務之間業務功能不能正確實現。在實際電信網中，這種情形有可能造成呼叫話路不能正確接續的沖突，從而影響電信網業務的管理。

3、業務沖突研究的發展

目前，關于電信業務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三個方面。

電信系統是一個巨大的、實時的分布式系統，如果嚴格按照軟件工程技術開發一個電信業務，那么業務產生沖突的可能性就會減少。因此，電信網中的新開發業務和已有業務的沖突檢測就可以借鑒軟件工程中的測試技術和嚴格的質量控制。

而形式化語言描述業務沖突的最大優點就是可以直接描述電信系統以及業務的運行狀態，而且形式化語言可以自動刻畫出業務運行引起的系統變化和行為，從而很容易根據狀態報告判斷出系統中是否存在業務沖突。因此，形式化語言描述也適合已知業務邏輯的業務沖突檢測。

以上兩種都側重于對業務沖突的離線檢測。但是，業務在實際運行的任何時刻都有可能發生沖突，這就意味著業務沖突數量倍數于業務數量的增長，僅僅依靠靜態檢測技術遠遠不能滿足電信業務（尤其是增值業務）開發對系統的要求。業務沖突的動態檢測是一種必然趨勢。所謂動態檢測就是在業務運行環境中獲取業務的必要信息（如業務特征、業務邏輯等），再依據業務設計規范判斷可能存在的業務沖突。動態檢測技術使得在電信網中開發新業務的同時保證已有業務穩定地運行成為可能，所以動態檢測必將成為解決業務沖突的主要技術。

4、小結

隨著電信行業的飛速發展，電信業務的開發