CN103053144B - 通信***业务分发的方法和设备 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例涉及通信***业务分发的方法和设备。通信***中的业务分发方法包括：获取所述通信***中的各业务处理模块所处理的各业务的速率；选定一种CPU作为基准，以所述CPU处理各业务的单次CPU占用率之间的比率作为权重，确定各业务处理模块所处理的各业务的速率的加权和，作为各业务处理模块的等效业务速率；根据各业务处理模块的等效业务速率向各业务处理模块分发业务。根据本发明实施例，可以均衡地向各业务处理模块分发业务，避免业务处理模块的业务处理流量差异变大所导致的***资源使用不平衡以及导致的***异常。
Description
技术领域
本发明实施例涉及通信领域，更具体地说，涉及通信***业务分发的方法和设备。
背景技术
在现在分布式通信***中，衡量一个***的负荷，往往用***CPU占用率来衡量。
硬件内部的因素(缓存(Cache)大小、内存访问性能、超线程等)，导致CPU占用率与业务流量不是线性的关系，因此CPU性能潜力衡量工作存在一定的困难，需要详细的测试数据和复杂的非线性公式来拟合CPU占用率与业务流量的关系函数。通过这个函数，才能预测当业务流量增加到一定数值时，CPU占用率变化的情况，从而得知***在该业务流量时是否会出现CPU过载。
不同型号的硬件，因为硬件内部因素(缓存大小、内存访问性能、超线程等)不同，CPU占用率与业务流量的关系函数也不同，当业务模型变化时，CPU占用率与业务流量的关系曲线也随之变化。
如果一个分布式***中业务处理模块的硬件相同，CPU占用率与业务流量的关系函数是一致的，就可以把业务处理模块的CPU占用率反馈到业务分发节点，通过把新业务向CPU占用率最低的业务处理模块发送的办法，实现业务处理模块的业务处理流量基本一致。
随着硬件技术日新日益的发展，不同性能的硬件用在一个***中成为历史的必然，按照CPU占用率衡量***当前负荷、性能潜力和实现负荷均衡将变得非常困难。如果一个分布式***中业务处理模块的硬件类型不一样，则CPU占用率与业务流量的存在多种关系函数，如果按照上述直接反馈CPU占用率到业务分发模块的方法，就会向CPU处理能力强的业务处理模块分配更多的业务，导致业务处理模块的业务处理流量差异变大，从而导致***资源使用不平衡，最终导致***异常，业务损失。
发明内容
本发明实施例提供一种业务分发方法，在通信***存在硬件类型不同的业务处理模块时，能均衡地向各业务处理模块分发业务。
根据本发明实施例，提出了一种通信***中的业务分发方法，所述方法包括：
获取所述通信***中的各业务处理模块所处理的各业务的速率；
选定一种CPU作为基准，以所述CPU处理各业务的单次CPU占用率之间的比率作为权重，确定各业务处理模块所处理的各业务的速率的加权和，作为各业务处理模块的等效业务速率；
根据各业务处理模块的等效业务速率向各业务处理模块分发业务。
根据本发明实施例，提出了一种通信***中的业务分发设备，所述设备包括：
获取模块，用于获取所述通信***中的各业务处理模块所处理的各业务的速率；
确定模块，用于选定一种CPU作为基准，以所述CPU处理各业务的单次CPU占用率之间的比率作为权重，确定各业务处理模块所处理的各业务的速率的加权和，作为各业务处理模块的等效业务速率；
分发模块，用于根据各业务处理模块的等效业务速率向各业务处理模块分发业务。
根据本发明实施例，可以均衡地向各业务处理模块分发业务，避免业务处理模块的业务处理流量差异变大所导致的***资源使用不平衡以及导致的***异常。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明实施例的业务方法所应用的通信***的示意结构图；
图2是根据本发明实施例的业务分发方法的流程图；和
图3是根据本发明实施例的业务分发设备的示意结构图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的技术方案，可以应用于各种通信***，例如：GSM，码分多址(CDMA，CodeDivisionMultipleAccess)***，宽带码分多址(WCDMA，WidebandCodeDivisionMultipleAccessWireless)，通用分组无线业务(GPRS，GeneralPacketRadioService)，长期演进(LTE，LongTermEvolution)等。
图1是根据本发明实施例的业务方法所应用的通信***的示意结构图。如图1所示，通信***100包括业务处理模块110、120、130和140。业务处理模块110、120、130和140可以是通信***中处理业务的计算机，或单板，或软件模块。这些业务处理模块的硬件类型可以不同，包括CPU性能不同，还可以包括其他硬件部件例如内存容量等不同。本领域技术人员应该理解，图1仅为示意性表示，因此实际通信***中可以包括或多或少的业务处理模块，而且这些业务处理模块的硬件类型可以相同也可以不同，均适用本发明实施例的方法。在新的通信业务到达业务分发模块150的时候，业务分发模块按照本发明实施例的业务分发方法来向不同的业务处理模块110、120、130和140分发业务。
图2是根据本发明实施例的业务分发方法的流程图。如图2所示，业务分发方法200包括：
210：获取所述通信***中的各业务处理模块所处理的各业务的速率；
这里各业务的速率可以是单位时间，如1秒内，处理各个业务的次数，业务的速率的单位可以为：业务次数/秒；
220：选定一种CPU作为基准，以所述CPU处理各业务的单次CPU占用率之间的比率作为权重，确定各业务处理模块所处理的各业务的速率的加权和，作为各业务处理模块的等效业务速率；
这里可以任选一种型号的CPU作为基准，具体选择方法，本发明实施例不作限制；
230：根据各业务处理模块的等效业务速率向各业务处理模块分发业务。
结合图1所示的通信***，举例来说，在本发明实施例的业务分发方法200的步骤210中，获取业务处理模块110、120、130和140的所处理的业务的速率。然后在步骤220，例如选定业务处理模块110，则获取业务处理模块110处理各业务的单次CPU占用率。根据本发明实施例的业务分发方法中，例如业务处理模块110、120、130、140都可以处理通信业务A、B、C、D。因此，以业务处理模块110处理的业务A的单次CPU占用率P1作为基准，计算业务处理模块110处理业务B、C和D的单次CPU占用率P2、P3和P4与P1的比值分别作为业务B、C、D的权重，由此认为业务处理模块110处理的业务A、B、C、D的权重分别为1、P2/P1、P3/P1、P4/P1。根据本发明实施例的业务分发方法中，例如业务A、B、C和D的速率分别为Ra、Rb、Rc和Rd。根据业务A、B、C和D的权重分别计算业务处理模块110的业务的速率的加权和，作为业务处理模块110的等效业务速率：
等效业务速率＝Ra*1+Rb*P2/P1+Rc*P3/P1+Rb*P4/P1。
类似地，也可以算出业务处理模块120、130、140的等效业务速率。
根据本发明实施例，根据各业务处理模块的等效业务速率作为***负荷的呈现指标，以使***负荷指标与实际负荷量互为线性关系。在***维护和监控***中，通过等效业务速率的实时数值显示、绘制曲线、周期性统计报告等方法，向维护监控人员呈现***负荷。
也可以将等效业务速率×3600秒来计算1个小时的各种业务的性能消耗。然后在步骤230，在新业务出现时，通信***可以根据业务处理模块110、120、130和140的等效业务速率来分发业务，分发依据的原则是各业务处理模块的等效业务速率基本上均等。
鉴于等效业务速率为相对概念，与具体硬件特性无关，因此在通信***中的业务处理模块的硬件更换之后，只要保持等效业务量的计算方法以及各种业务的权重不变，就可以保证业务流量在不同业务处理模块之间保持均衡。
根据本发明实施例，通信***可以在业务处理模块的等效业务速率超过特定的阈值时，向所述通信***发送警告消息。
进一步地，可以结合各业务处理模块110、120、130和140的等效业务速率以及单次CPU占用率两者来向各业务处理模块分发业务，以使处理能力较强的CPU承担较多的业务，兼顾业务处理模块的效率与均衡。
根据本发明实施例，可以将选定CPU的CPU占用率处于特定阈值时的等效业务速率作为业务处理模块额定规格，将各业务处理模块的等效业务速率进行归一化，作为各业务处理模块的业务使用率。这里选定的CPU的CPU占用率是指各业务总的CUP占用率，不是单次CPU占用率。例如，以业务处理模块110的CPU占用率为70％时，根据此时的业务量计算得到等效业务速率为业务处理模块110的额定规格。业务处理模块120、130和140的等效业务速率与该额定规格的比率即为业务处理模块120、130、140的业务使用率。如果以所述额定规格为100％，则业务处理模块110、120、130和140的实时业务使用率可以在0～L％(L≥100％)范围内变化。根据本发明实施例，业务使用率可以作为业务处理模块或者通信***的实时业务负荷的体现，可以与CPU占用率一起作为***负荷评估的依据，也可以与CPU占用率一起用于性能潜力评估。根据本发明实施例，可以设定业务使用率的安全范围为0～100％，在业务使用率超过100％时，可以认为***超过额定规格工作，进入了不安全状态，此时可以采用警告、日志等方式通知用户进行扩容。
根据本发明实施例，可以根据各业务处理模块110、120、130和140的业务使用率向各业务模块分发业务，以使各业务处理模块的业务使用率基本上均等。或者，可以结合业务使用率和CPU占用率两者来分发业务，兼顾各业务处理模块的效率和均衡。
利用本发明实施例的方法，可以均衡地向各业务处理模块分发业务，避免CPU占用率与硬件特性强相关的性能变化和非线性缺陷。
以下通过两个具体的例子来进一步说明本发明实施例的原理。应该注意，以下具体例子并非穷举，而仅仅作为示例对本发明的原理进行说明。
1.软交换***
本例中以公用电话交换网络用户(PublicSwitchedTelephoneNetworkSubscriber，简称PSTN用户)拨打第二代移动通信用户(简称2G移动用户)的忙时呼叫试呼次数(Busy-HourCallAttempt，简称BHCA)作为基准，称为等效BHCA，其他业务的性能消耗都按照各自的权重折算成等效BHCA。其他业务的折算权重参考该业务单次业务流程与一个PSTN用户打2G移动用户的BHCA的CPU占用比值制定，比如单次PSTN用户打2G移动用户BHCA平均CPU占用是1％，单次位置更新业务的平均CPU占用是0.1％，单次短信业务的CPU占用是0.3％，单次2G移动用户拨打2G移动用户普通呼叫业务的CPU占用是1.6％，则位置更新业务的转换权重是0.1、短信业务的转换权重是0.3、2G移动用户拨打2G移动用户业务的转换权重是1.6。其他业务也用同样的方法获得与PSTN用户打2G移动用户呼叫的转换权重。最后各种业务按照不同的权重，把CPU占用都统一折算为PSTN用户打2G移动用户呼叫，用等效BHCA作为单位。在软交换***中选择一种型号的CPU的CPU占用率＝70％时处理业务流量的等效BHCA作为业务处理模块的额定规格。使用实时业务速率计算得到的等效BHCA除以该额定规格，就得到业务使用率。业务使用率安全范围是0～100％，当业务使用率超过100％，认为***超额定规格工作，进入不安全状态，然后采取告警、日志等信息通知用户进行扩容。
如果硬件切换，各种业务的等效BHCA转换权重不变，以保证业务使用率与业务流量的关系不变，达到性能指标与硬件无关的目的。
2.IP多媒体***(IPMultimediaSubsystem，简称IMS)
类似移动软交换***，IMS***中呼叫会话控制功能(CallSessionControlFunction，简称CSCF)网元的业务会话、呈现业务会话、注册会话等业务都可以折算成统一的单位--等效移动用户忙时会话建立请求次数(BusyHourSessionAttempt，简称BHSA)。会话请求协议(SessionInitiationProtocol，简称SIP)信令和Diameter信令统一折算成SIP信令的等效PPS。
本例中，IMSCSCF网元的一个业务处理软件模块在某种型号CPU上的CPU占用率＝80％时处理业务量的等效BHSA作为额定规格。同样的，信令处理模块在该型号CPU上当CPU占用率＝80％时候的信令流量的等效PPS作为额定规格。
如果硬件切换，各种业务的等效BHSA转换权重不变，以保证业务使用率与业务流量的关系不变，达到性能指标与硬件无关的目的。
实时业务速率算得的等效BHSA除以额定规格，得到***业务使用率。比如业务处理模块的额定规格时1000等效BHSA，实时业务量折算得到800等效BHSA，则业务使用率＝80％。
将每个模块的业务使用率反馈到业务分发节点，替代CPU占用率，或者按照一定权重与CPU占用率共同使用，作为***业务分发的依据，从而实现一个分布式***内不同硬件性能节点的业务负荷基本均等。
业务使用率安全范围是0～100％，当业务使用率超过100％，认为***超额定规格工作，进入不安全状态，然后采取告警、日志等信息通知用户进行扩容。
图3是根据本发明实施例的业务分发设备300的示意结构图，该业务分发设备可以用来实现本发明实施例的业务分发方法。如图3所示，业务分发设备300包括：获取模块310，用于获取所述通信***中的各业务处理模块所处理的各业务的速率；确定模块320，用于选定一种CPU作为基准，以所述CPU处理各业务的单次CPU占用率之间的比率作为权重，确定各业务处理模块所处理的各业务的速率的加权和，作为各业务处理模块的等效业务速率；分发模块330，用于根据各业务处理模块的等效业务速率向各业务处理模块分发业务。
结合图1所示通信***来说，获取模块310获取业务处理模块110、120、130和140的所处理的业务的速率。确定模块320以业务处理模块110处理的业务A的单次CPU占用率P1作为基准，计算业务处理模块110处理业务B、C和D的CPU占用率P2、P3和P4与P1的比值分别作为业务B、C、D的权重，由此认为业务处理模块110处理的业务A、B、C、D的权重分别为1、P2/P1、P3/P1、P4/P1。确定模块320根据上述计算方法计算各业务处理模块的等效业务速率。然后，由分发模块330根据各业务处理模块的等效业务速率向各业务处理模块分发业务，以使各业务处理模块的等效业务速率基本上均等。
根据本发明实施例，分发模块330还用于根据各业务处理模块的所述等效业务速率和各业务处理模块的CPU占用率向各业务处理模块分发业务。
根据本发明实施例，业务分发设备300还包括监测模块340，用于在所述业务处理模块的所述等效业务速率超过特定阈值时，向所述通信***发送警告消息。
根据本发明实施例，确定模块320还用于确定各业务处理模块的业务使用率，其中以所述选定CPU的CPU占用率为特定阈值时的等效业务速率作为业务处理模块的额定规格，所述确定模块计算所述等效业务速率与所述额定规格的比率，作为各业务处理模块的业务使用率，并且分发模块330用于根据各业务处理模块的业务使用率向各业务处理模块分发业务。
结合图1所示的***，以业务处理模块110的CPU占用率为70％时，根据此时的业务量计算得到等效业务速率为额定规格。确定模块320计算业务处理模块120、130和140的等效业务速率与该额定规格的比率作为业务处理模块120、130、140的业务使用率。
根据本发明实施例，分发模块330还用于根据各业务模块的业务使用率和各业务处理模块的CPU占用率向各业务处理模块分发业务。
根据本发明实施例，监测模块340用于在所述业务处理模块的所述业务使用率超过特定门限时，向所述通信***发送警告消息。例如，在业务使用率超过100％时，监测模块340向所述通信***发送警告消息。
根据本发明实施例，还可以设计一种包括业务分发设备300的通信***来具体用于通信，以实现本发明实施例的优势。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的***、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的***、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccessMemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
Claims (14)
1.一种通信***中的业务分发方法，其特征在于，
获取所述通信***中的各业务处理模块所处理的各业务的速率；
选定一种CPU作为基准，以所述CPU处理各业务的单次CPU占用率之间的比率作为权重，确定各业务处理模块所处理的各业务的速率的加权和，作为各业务处理模块的等效业务速率；
根据各业务处理模块的等效业务速率向各业务处理模块分发业务。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述以所述CPU处理各业务的单次CPU占用率之间的比率作为权重，确定各业务处理模块所处理的各业务的速率的加权和，作为各业务处理模块的等效业务速率，包括：
以选定的业务处理模块所处理的业务中的选定的业务的单次CPU占用率作为基准，计算该选定的业务处理模块所处理的其他业务的单次CPU占用率与所述基准的比率作为权重，根据所述权重计算所述各业务处理模块所处理的业务的速率的加权和，作为各业务处理模块的等效业务速率。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，
所述根据各业务处理模块的等效业务速率向各业务处理模块分发业务，包括：
根据各业务处理模块的所述等效业务速率和各业务处理模块的单次CPU占用率向所述各业务处理模块分发业务。
4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在所述业务处理模块的所述等效业务速率超过特定阈值时，向所述通信***发送警告消息。
5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据各业务处理模块的等效业务速率向各业务处理模块分发业务，包括：
以所述选定CPU的CPU占用率为特定阈值时的等效业务速率作为业务处理模块的额定规格，计算各业务处理模块的等效业务速率与所述额定规格的比率，作为各业务处理模块的业务使用率，并根据各业务处理模块的业务使用率向各业务处理模块分发业务。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，
所述根据各业务模块的业务使用率向各业务处理模块分发业务，包括：根据各业务模块的业务使用率和各业务处理模块的单次CPU占用率向各业务处理模块分发业务。
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述业务处理模块的所述业务使用率超过特定门限时，向所述通信***发送警告消息。
8.一种通信***中的业务分发设备，其特征在于，所述设备包括：
获取模块，用于获取所述通信***中的各业务处理模块所处理的各业务的速率；
确定模块，用于选定一种CPU作为基准，以所述CPU处理各业务的单次CPU占用率之间的比率作为权重，确定各业务处理模块所处理的各业务的速率的加权和，作为各业务处理模块的等效业务速率；
分发模块，用于根据各业务处理模块的等效业务速率向各业务处理模块分发业务。
9.如权利要求8所述的设备，其特征在于，所述确定模块用于以选定的业务处理模块所处理的业务中的选定的业务的单次CPU占用率作为基准，计算该选定的业务处理模块所处理的其他业务的单次CPU占用率与所述基准的比率作为权重，根据所述权重计算所述各业务处理模块所处理的业务的速率的加权和，作为各业务处理模块的等效业务速率。
10.如权利要求8或9所述的设备，其特征在于，
所述分发模块还用于根据各业务处理模块的所述等效业务速率和各业务处理模块的单次CPU占用率向各业务处理模块分发业务。
11.如权利要求8或9所述的设备，其特征在于，所述设备还包括：
监测模块，用于在所述业务处理模块的所述等效业务速率超过特定阈值时，向所述通信***发送警告消息。
12.如权利要求9所述的设备，其特征在于，所述确定模块还用于确定各业务处理模块的业务使用率，其中以所述选定CPU的CPU占用率为特定阈值时的等效业务速率作为业务处理模块的额定规格，所述确定模块计算所述各业务模块的等效业务速率与所述额定规格的比率，作为各业务处理模块的业务使用率，并且
所述分发模块用于根据各业务处理模块的业务使用率向各业务处理模块分发业务。
13.如权利要求12所述的设备，其特征在于，所述分发模块还用于根据各业务模块的业务使用率和各业务处理模块的单次CPU占用率向各业务处理模块分发业务。
14.如权利要求12所述的设备，其特征在于，所述设备还包括：监测模块，用于在所述业务处理模块的所述业务使用率超过特定门限时，向所述通信***发送警告消息。
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