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文檔簡介
密級: 保密期限: 碩士研究生學位論文 題目: 支持動態(tài)配置的空中服務系統(tǒng) 的 設計與實現(xiàn) 學 號: 10 姓 名: 崔軍輝 專 業(yè): 電子與通信工程 導 師: 張曉瑩 學 院: 電子工程學院 2012 年 11 月 19 日北京郵電大學碩士研究生學位論文 支持動態(tài)配置的空中服務系統(tǒng)的設計與實現(xiàn) I 獨創(chuàng)性(或創(chuàng)新性)聲明 本人聲明所呈交的論文是本人在導師指導下進行的研究工作及取得的研究成果。盡我所知,除了文中特別加以標注和致謝中所羅列的內(nèi) 容以外,論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果,也不包含為獲得北京郵電大學或其他教育機構(gòu)的學位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。 申請學位論文與資料若有不實之處,本人承擔一切相關(guān)責任。 本人簽名: 日期: 關(guān)于論文使用授權(quán)的說明 學位論文作者完全了解北京郵電大學有關(guān)保留和使用學位論文的規(guī)定,即:研究生在校攻讀學位期間論文工作的知識產(chǎn)權(quán)單位屬北京郵 電大學。學校有權(quán)保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復印件和磁盤,允許學位論文被查閱和借閱;學??梢怨紝W位論文的全部或部分內(nèi)容,可以允許采用影印、縮印或其它復制手段保存、匯編學位論文。(保密的學位論文在解密后遵守此規(guī)定) 保密論文注釋:本學位論文屬于保密在 年解密后適用本授權(quán)書。非保密論文注釋:本學位論文不屬于保密范圍,適用本授權(quán)書。 本人簽名: 日期: 導師簽名: 日期: 北京郵電大學碩士研究生學位論文 支持動態(tài)配置的空中服務系統(tǒng)的設計與實現(xiàn) 2 支持動態(tài)配置的空中服務系統(tǒng) 的 設計與實現(xiàn) 摘 要 空中服務系統(tǒng)是 著 善和增強 , 如今手機 支付、 身份驗證等 越來越多的 對安全有較高要求的 應用可以在 (U)為真正的多應用匯集門戶平臺 。從運營商的角度來看,由于初期建設的 能滿足現(xiàn)今豐富的多應用需求,因此統(tǒng)一規(guī)劃新 統(tǒng),同時考慮以后的擴展性最終達到減少投入,擴大市場占有率是運營商迫在眉睫的問題。因此運營商希望新一代 運行在 7 24的工作模式下 和 提供著不間斷的服務的同時,又可以自適應新應用的接入,完成新應用的業(yè)務邏輯處理而不影響原有業(yè)務。這就要求的空中服務系統(tǒng) 具有動態(tài)配置的 能力 。 本文首先 分析 了目前 統(tǒng)存在的一些弊端,然后 研究 統(tǒng)中的關(guān)鍵流程,針對擴展性不足的問題,提出可動態(tài)配置的空中服務系統(tǒng)的 實現(xiàn) 方案 ,并選擇當前熱門的手機支付空中服務系統(tǒng)實現(xiàn)驗證方案的可行性 。方案包括 了系統(tǒng)整體功能模塊設計,接口設計,協(xié)議設計以及動態(tài)配置設計。動態(tài)配置設計中首先研究了國內(nèi)外動態(tài)配置的發(fā)展情況,對比了現(xiàn)有動態(tài)配置技術(shù),并結(jié)合 聯(lián)通總部 空圈平臺項目背景,提出以軟件總線為設計思想使用 置組件的解決方案。在整體設計方案的指導下編碼完成可動態(tài)配置的手機錢包空中服務系統(tǒng) 。目前系統(tǒng)基本滿足需求并已經(jīng)上線測試。 關(guān)鍵字: 態(tài)配置 軟件總線 北京郵電大學碩士研究生學位論文 支持動態(tài)配置的空中服務系統(tǒng)的設計與實現(xiàn) 3 F O he is of TA an in TA TA of of IM of in U) a of is TA s of to of TA s TA to is of TA to a in of in 24 京郵電大學碩士研究生學位論文 支持動態(tài)配置的空中服務系統(tǒng)的設計與實現(xiàn) 4 TA in to of TA in TA to of of to of to a ML is in of of be 京郵電大學碩士研究生學位論文 支持動態(tài)配置的空中服務系統(tǒng)的設計與實現(xiàn) 5 目 錄 第一章 緒 論 . 7 現(xiàn)狀及不足 . 7 介 . 7 前 不足 . 8 態(tài)配置的現(xiàn)狀 . 8 態(tài)配置的背景 . 9 持動態(tài)配置的手機錢包空中服務系統(tǒng)的開發(fā)背景和建設目標 . 10 文完成的工作及論文框架 . 11 第二章 支持動態(tài)配置的空中服務系統(tǒng)的具體分析 . 13 中服務系統(tǒng)的分析 . 13 消息網(wǎng)關(guān)接口協(xié)議 . 13 架 . 14 沖池機制 . 15 單工廠模式 . 16 機錢包的空中服務系統(tǒng)的分析 . 17 機錢包空中服務系統(tǒng)的特點 . 17 機錢包空中服務系統(tǒng)的動態(tài)配置需求 . 18 態(tài)配置的分析 . 18 件總線設計思想 . 18 術(shù) . 19 第三章 支持動態(tài)配置的空中服務系統(tǒng)的設計 . 20 統(tǒng)開發(fā)環(huán)境 . 20 介 . 20 介 . 20 據(jù)庫 . 21 統(tǒng)結(jié)構(gòu) . 21 件架構(gòu) . 22 輯結(jié)構(gòu) . 23 務模塊 . 24 信網(wǎng)關(guān)接入模塊 . 24 文解析與組包模塊 . 25 議選擇與消息路由模塊 . 26 務邏輯處理模塊 . 27 統(tǒng)監(jiān)控模塊 . 30 管接口模塊 . 31 務平臺接口模塊 . 32 據(jù)庫模塊的設計 . 33 戶表 . 33 數(shù)表 . 34 北京郵電大學碩士研究生學位論文 支持動態(tài)配置的空中服務系統(tǒng)的設計與實現(xiàn) 6 務核心表 . 35 理員信息表 . 36 態(tài)配置的詳細設計 . 38 件設計 . 38 統(tǒng)一致性驗證 . 42 第四章 支持動態(tài)配置的手機錢包空中服務系統(tǒng)的 實現(xiàn) . 44 臺框架的實現(xiàn) . 44 務封裝類的實現(xiàn) . 45 務隊列的實現(xiàn) . 45 動態(tài)配置的業(yè)務邏輯處理模塊的實現(xiàn) . 46 置文件的實現(xiàn) . 46 務的實現(xiàn) . 48 據(jù)庫實現(xiàn) . 49 統(tǒng)測試 . 49 本功能測試 . 49 態(tài)配置測試 . 50 第五章 總結(jié) . 52 參考文獻 . 53 北京郵電大學碩士研究生學位論文 支持動態(tài)配置的空中服務系統(tǒng)的設計與實現(xiàn) 7 第一章 緒 論 隨著通信技術(shù)的飛速發(fā)展,移動應用更加明顯的趨向于豐富化,個性化。 增值業(yè)務曾為運營商帶來巨大的市場,隨著 今手機支付、身份驗證等越來越多的對安全有較高要求的應用可以在 (U)上實現(xiàn), 臺發(fā)展的必然趨勢是成為真正的多應用匯集門戶平臺 1。同時,軟件技術(shù)的不斷更新以及用戶需求不斷的推陳出新使得企業(yè)級軟件的更新周期逐漸縮短。因此,如何適應這種動 態(tài)的變化,成為如今設計企業(yè)級軟件時不可避免需要考慮的重要環(huán)節(jié)。 現(xiàn)狀及不足 介 中下載 技術(shù) 的簡稱 。 種 通過移動通信( 網(wǎng)絡的空中接口對 據(jù)及應用進行遠程 控制和 管理的技術(shù)。 其中的 空中接口 一般 采用 據(jù) 短消息技術(shù)。 在第二代移動通信系統(tǒng)中多采用數(shù)據(jù)短消息技術(shù),因為數(shù)據(jù)短消息方式中用戶通過 絡服務器后臺根據(jù)請求將對應的服務或動態(tài) 程中不需要與網(wǎng)絡進行頻繁地交互,不但減輕了網(wǎng)絡后臺服務器的壓力,也使得服務器的設計相對簡捷,同時還可減輕短消息的傳輸壓力 2。 此外,由于交互的減少以及下載過程的大量簡化,也使得 總體來說數(shù)據(jù)短消息方式具有以下特點: 作簡便 在此技術(shù)下,運營商通過以數(shù)據(jù)短消息方式與卡端通信,并實時更新和管理卡端數(shù)據(jù)和菜單,方便而且迅速地向用戶推出新業(yè)務和更新 現(xiàn)更多業(yè)務功能;同時也鼓勵用戶通過最常用的短消息方式實現(xiàn)自己個性化和動態(tài)的手機菜單的管理,滿足用戶對業(yè)務簡單性、易用性、可下載性三方面的 要求。北京郵電大學碩士研究生學位論文 支持動態(tài)配置的空中服務系統(tǒng)的設計與實現(xiàn) 8 基于短消息的 3。 要承擔客戶端和第三方平臺之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。用戶選擇 生成上行報文以數(shù)據(jù)短信的格式發(fā)至短消息網(wǎng)關(guān)( 短消息網(wǎng)關(guān)通過 臺收到數(shù)據(jù)后進行相應的解析、驗證、重組、轉(zhuǎn)發(fā)流程,將有效數(shù)據(jù)發(fā)至第三方業(yè)務處理平臺進行最終的業(yè)務處理。同時如果空中服務平臺 直接處理上行請求或收到第三方業(yè)務平臺的請求時,需要逆操作上行流程,解析重組后生成下行報文,并發(fā)送報文至短消息網(wǎng)關(guān),由短消息網(wǎng)關(guān)進行協(xié)議轉(zhuǎn)換后以數(shù)據(jù)短信格式發(fā)回至客戶端即卡端,卡端收到后進行客戶端的更新,更新后完成整個數(shù)據(jù)服務請求流程。 目前 不足 術(shù)與 術(shù)的結(jié)合很好地解決了用戶端的擴展問題,實現(xiàn)了手機菜單的豐富化和個性化,但是隨著用戶需求的改變, 臺對于新應用的接入能力尚顯不足。主要原因是由于多種應用的邏輯,協(xié)議,安全級別有差異, 臺無法處理新應用接入時自身的更新問 題。 同時由于早期建設的各類 及隨著通信網(wǎng)規(guī)模的日益擴大,目前存在的各種 要問題包括各省支持 使功能類似,外各省 得其系統(tǒng)的功能距離滿足實際業(yè)務需求都有一定差距,最重要的是總部無法統(tǒng)一把握各子系統(tǒng)的業(yè)務管理情況,也無法對全國的 用戶進行統(tǒng)一部署。 基于以上系統(tǒng)存在的各種問題,迫切需要 對 范管理流程,從動態(tài)接入的角度考慮整體設計,延長企業(yè)級軟件存活周期,建設一個集團級規(guī)范平臺從而解決存在的各種問題,最大限度地創(chuàng)造效益。 態(tài)配置的現(xiàn)狀 動態(tài)配置,也稱為動態(tài)更新或動態(tài)升級,主要含義指在系統(tǒng)軟件不重新啟動的情況下,動態(tài)地改變系統(tǒng)本身的邏輯結(jié)構(gòu)和功能。 北京郵電大學碩士研究生學位論文 支持動態(tài)配置的空中服務系統(tǒng)的設計與實現(xiàn) 9 動態(tài)配置的背景 隨著科技水平社會經(jīng)濟的加快發(fā)展,各類商業(yè)軟件充斥各個行業(yè)。用戶需求的推陳出新、舊業(yè)務模式的淘汰、系統(tǒng)常規(guī)升級等使得商業(yè)軟件更新的周期也越來越短。但是在一些特殊行業(yè)中,譬如銀行、電信、 航空、軍事等,用戶要求高質(zhì)量有保證的服務,一旦系統(tǒng)停機、維護、重啟,必然會導致用戶體驗嚴重下降,對經(jīng)濟及其他效益造成不可估量的損失,這些都限制此類軟件必須運行在 7使需要更新也必須采用兩套系統(tǒng)實現(xiàn)無縫切換,這樣既造成硬件冗余,也必須承擔割接過程中不可預估的風險。因此,如何讓軟件在運行時動態(tài)配置新功能意義重大。 動態(tài)配置在各種語言中都有一定的實現(xiàn),比如 C 中的動態(tài)鏈接庫及 文主要研究在 的實現(xiàn)。在 實現(xiàn)動態(tài)配置主要有通過 言的底層功能進行 更新和通過虛擬機實現(xiàn)更新兩種方式。 言規(guī)范定義了反射功能( 反射是指 在 程序 運行狀態(tài)中,對于任意一個類,都能夠 訪問 這個類的所有屬性 及 方法;對于任意一個對象,都能夠調(diào)用它的任意一個屬性 及 方法;這種動態(tài)獲取的信息以及動態(tài)調(diào)用對象的方法的功能稱為 言的反射機制 4。 通過反射機制, 序可以在運行狀態(tài)中確定要加載的類和運行相應的方法。簡單來講,使用 射機制來實現(xiàn)動態(tài)配置是將要實現(xiàn)的功能模塊化,動態(tài)配置就轉(zhuǎn)化為模塊的動態(tài)加載。因此,使用反射實現(xiàn)動態(tài)配置的主要工作就 集中在系統(tǒng)功能的模塊化和重構(gòu)中。在這個過程中需要處理 很多細節(jié)問題,包括各種接口及變量作用域的限制、對象實例的跟蹤、集成的處理問題、特殊方法和參量(比如 其它靜態(tài)方法)以及繼承的諸多問題??梢姡褂梅瓷錂C制實現(xiàn)動態(tài)更新十分復雜,不僅有諸多限制,還破壞了原有程序的繼承結(jié)構(gòu),這些會造成維護困難,執(zhí)行效率下降。因此簡單的使用 射實現(xiàn)動態(tài)配置不是最佳方案。 但是 開發(fā)人員提供了一個較好的。 向組件的計算環(huán)境。 步 演化 發(fā)展 , 最終 形成了一個標準的、面向服務的計算環(huán)境 。它 為用戶提供了 一個 開放的、面向服務組件的、易于部署的、可插拔的編程模型 。 基于 應用程序 能夠 動態(tài)更改 自身 運行狀態(tài)和行為。在 一個 際上都是可熱插拔的 。 因此,修改一個特定的 會影響到容器中的 其他 應用,運行的大部分應用還是可以照常工作。 在重新部署修改后的 去 后 ,容器 本身 從來沒有重新啟 動 過 。從程序外部看來 看來,這種 內(nèi)部的改變 過程 是不可見的。另外 應用程序 具有 穩(wěn)定高效的 特北京郵電大學碩士研究生學位論文 支持動態(tài)配置的空中服務系統(tǒng)的設計與實現(xiàn) 10 點 。 因為 一個微核的系統(tǒng),所謂微核是指其核心只有 若干個 ?;?合性能極佳 ,其結(jié)構(gòu) 可變 的優(yōu)勢性 使得框架中 具體的狀態(tài)不會 影響到全局,不會因為局部的錯誤 而 導致全局系統(tǒng)的崩潰 5。并且 只有當服務被調(diào)用的時候才會 加載對應的 每個 由于其結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢,復用性 非常 強。 身的設計結(jié)構(gòu)決定其 可復用性強,每一個 是一個獨立可復用的單元 ,這為 構(gòu)建面向接口的程序架構(gòu) 帶來了極大的便利 。 如果需要 開發(fā) 新的企業(yè)級系統(tǒng),可以從以往的 擇 出可復用的模塊, 進行二次開發(fā) ,最大限度 地實現(xiàn)軟件的復用 , 降低開發(fā)成本和周期,最終實現(xiàn) 增強企業(yè)的競爭力 的目標 。 另外一種方式是通過虛擬機來實現(xiàn)動態(tài)配置。 程序首先由編譯器翻譯為特殊的二進制碼,即讀者們熟悉的 由 釋執(zhí)行。由于 n 制,在解釋執(zhí)行時會進行一定的方法替換以達到優(yōu)化效率的目的。那么在 進行方法替換的時候如果用戶可以控制這個過程,就可以將原有方法替換為新的方法,也完成了系統(tǒng)的功能更新。這種方式可以簡單地通過修改虛擬機來完成。但是這種方式嚴格意義上來講源程序沒有動態(tài)變化,只是在程序加載時進行方法的部分更新,并且修改虛擬機的方式不適合推廣,無法滿足企業(yè)級軟件的動態(tài)配置需求。 綜合以上,動態(tài)配置技術(shù)還有待發(fā)展,如何在空中服務系統(tǒng)中實現(xiàn)動態(tài)配置是本文研究的重點。 持動態(tài)配置的手機錢包空中服務系統(tǒng)的開發(fā)背景和建設目標 手機支付就是允許移動用戶使用其移動手機終端對所消費的商品或服務進行 賬務支付的一種服務方式 。手機支付近年來發(fā)展迅速,隨著國家相應政策法規(guī)的出臺,規(guī)范化的手機移動支付在未來支付領(lǐng)域?qū)⒋蠓女惒省?自從中國人民銀行發(fā)布非金融機構(gòu)支付服務管理辦法以來,國內(nèi)移動支付領(lǐng)域的業(yè)務發(fā)展取得了長足的進步,包括移動運營商在內(nèi)的多個行業(yè)的相關(guān)企業(yè)做了很多開創(chuàng)性的研究和嘗試,有效的培育和發(fā)展了市場。特別是隨著各類非接 觸式交互 技術(shù) (如和多應用卡片技術(shù)的迅速發(fā)展,移動網(wǎng)絡運營商的業(yè)務范圍與服務形態(tài)得到了有效拓展。如果采用具有非接功能的多應用 ,可以讓用戶使用同一張 支持 多種支付應用,用戶通過空中服務平臺可以方便的進行空中圈存等服務,避免用戶多張卡到不同的營業(yè)廳進行充值的問題。移動網(wǎng)絡特有的與用戶空中接觸的渠道強化了用戶聯(lián)系,使業(yè)務發(fā)布與使用更為方便。 目前,以公交刷卡為代表的業(yè)務形態(tài)已經(jīng)開始走入普通民眾的生活,并開始北京郵電大學碩士研究生學位論文 支持動態(tài)配置的空中服務系統(tǒng)的設計與實現(xiàn) 11 快速覆蓋到電子支付、門禁安全、電子票務、客戶服務等領(lǐng)域,呈現(xiàn)出巨大的發(fā)展?jié)摿蛷V闊的市場前景。中國聯(lián)通目前開展的支付業(yè)務包括:話費小額支付業(yè)務、近場支付公交業(yè)務、聯(lián)通商城業(yè)務、校園一卡通業(yè)務等 , 這些業(yè)務都是通過手機上的 單作為業(yè)務功能的應用入口,通過數(shù)據(jù) 短信對卡片的操作來實現(xiàn)的 。鑒于手機支付類業(yè)務對保持用戶粘度、提升用戶活躍度,提高用戶 明顯的促進作用,無論從聯(lián)通總部開展聯(lián)通支付業(yè)務的角度,還是各省分 公司 開展業(yè)務的需要,都對空中服務平臺基礎(chǔ)設施的建設提出了要求。因此,迫切需要建設中心空中服務平臺,處理全國范圍內(nèi)用戶的空中服務請求,以實現(xiàn)集團統(tǒng)一規(guī)劃的聯(lián)通自有賬戶業(yè)務以及通過集團接入的合作應用相關(guān)的空中服務功能,并為將來進一步拓展新的支付業(yè)務打下基礎(chǔ)。 建設目標總體來講為統(tǒng)一聯(lián)通 信協(xié)議標準,全面支撐各類應用,在高效的完成 身功能的前提下 實現(xiàn)系統(tǒng)安全性和可擴展性的提升,擴展用戶基數(shù),優(yōu)化服務質(zhì)量,最終提高集團整體效益。具體來講在技術(shù)實現(xiàn)上要堅持以下設計的原則: ( 1) 規(guī)范性:嚴格遵循中國 聯(lián)通 集團的相關(guān)技術(shù)規(guī)范和業(yè)務規(guī)范的要求,對平臺進行整體規(guī)劃。 ( 2) 開放性:系統(tǒng)遵循開放性架構(gòu),采用開放的接口協(xié)議與開發(fā)平臺,為用戶提供統(tǒng)一的、開放的能力調(diào)用;業(yè)務維護和發(fā)展不依賴于設備廠商,能夠保證業(yè)務的持續(xù)升級和發(fā)展; ( 3) 安全性:系統(tǒng)按照電信級的應用進行設計,系統(tǒng)軟硬件架構(gòu)充分考慮整個系統(tǒng)運行的安全策略和機制;針對各類流程的安全需求,采用多種安全技術(shù)手段,為用戶提供完 善的安全技術(shù)保障; ( 4) 成熟性:采用成熟穩(wěn)定并且具有運營實例的硬件平臺和第三方軟件或者組件; ( 5) 先進性:系統(tǒng)必須采用業(yè)界領(lǐng)先的技術(shù)和體系結(jié)構(gòu),確保系統(tǒng)的先進性; ( 6) 可擴展性:系統(tǒng)采用模塊化設計,能夠滿足未來業(yè)務發(fā)展的需要;新功能、新業(yè)務的增加能夠在不影響系統(tǒng)運行的情況下實現(xiàn);系統(tǒng)設備應以模塊化方式組建,設備的處理能力能夠平滑擴容。 文完成的工作及論文框架 在支持動態(tài)配置的手機錢包空中服務系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)中,本文作者主要承擔了系統(tǒng)基本架構(gòu)的設計,核心業(yè)務的實現(xiàn)以及動態(tài)配置模塊的設計與實現(xiàn)。 北京郵電大學碩士研究生學位論文 支持動態(tài)配置的空中服務系統(tǒng)的設計與實現(xiàn) 12 工作內(nèi)容包括分析 支付平臺業(yè)務系統(tǒng)的基本需求,閱讀聯(lián)通相關(guān)技術(shù)規(guī)范文檔以及電子金融卡片的相關(guān)規(guī)范,參與并實現(xiàn)部分系統(tǒng)基本框架,實現(xiàn)所有核心業(yè)務處理。在閱讀動態(tài)配置相關(guān)國內(nèi)外文獻后,提出符合空中服務系統(tǒng)的動態(tài)配置方案,并很好地將其結(jié)合到系統(tǒng)設計中,最終以手機支付領(lǐng)域中的手機錢包空中服務系統(tǒng)為例實現(xiàn)支持動態(tài)配置的手機錢包空中服務系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)。 論文的框架由以下幾部分組成: 要介紹 及的相關(guān)概念及背景,還介紹了動態(tài)配置的背景和現(xiàn)狀。簡單描述了論文作者的工作內(nèi)容及論文的框架。 通過分析空中服務系統(tǒng)的基本特點以及研究具有代表性的手機錢包空中服務系統(tǒng)的特點和動態(tài)配置需求,明確了設計方案中需要用到的各種技術(shù),并對這些技術(shù)進行一定的研究。 據(jù)空中服務系統(tǒng)的特點對系統(tǒng)進行整體的設計,使得系統(tǒng)滿足基本的可用性,高效性,安全性,同時應用動態(tài)配置方案,讓系統(tǒng)可以支持動態(tài)配置。 照詳細的設計選擇手機錢包空中服務系統(tǒng)進行具體的實現(xiàn)以驗證設計方案的可行性。 目前的工作進行總結(jié),分析本文提出的設計方案在未來的發(fā) 展中的趨勢和利弊。 北京郵電大學碩士研究生學位論文 支持動態(tài)配置的空中服務系統(tǒng)的設計與實現(xiàn) 13 第二章 支持動態(tài)配置的空中服務系統(tǒng)的具體分析 在了解了本文相關(guān)背景后、設計和實現(xiàn)支持動態(tài)配置的空中服務系統(tǒng)前,我們先對空中服務系統(tǒng)的特點和實現(xiàn)過程中用到的關(guān)鍵技術(shù)進行簡略的分析和說明。 中服務系統(tǒng)的分析 本文的空中服務系統(tǒng)指 務規(guī)范中的空中服務支撐平臺,也就是上文提到的 統(tǒng)。它主要完成的功能是報文的轉(zhuǎn)發(fā)和驗證。整體架構(gòu)圖如下: 圖 2中服務系統(tǒng)架構(gòu)圖 消息網(wǎng)關(guān)接口協(xié)議 整體架構(gòu)及具體流程可知 ,空中服務平臺主要與外界的通信接口為短信網(wǎng)關(guān)通信接口和第三方支付平臺通信接口。其中短信網(wǎng)關(guān)通信接口需要遵循中國聯(lián)通短消息網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)接口協(xié)議 議規(guī)范。 中國聯(lián)通短消息網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)接口協(xié)議 議規(guī)范是 中國聯(lián)合通信公司 短消息網(wǎng)關(guān) 系統(tǒng) 接口協(xié)議 6。 該 協(xié)議是 規(guī)范 用服務商) 之間 、 接網(wǎng)關(guān)) 之間、以及 間的 通信 接口協(xié)議 。通過應用 議, 現(xiàn) 用的一點接入、全網(wǎng)服務; 以通過 議,實現(xiàn)消息在不同 間的 路由 和轉(zhuǎn)發(fā)。同時, 過該協(xié)議也可以和信,以實現(xiàn)各 間路由表的同步功能 7。簡單理解即短消息網(wǎng)關(guān)遵循 議,橋接短消息網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng),實現(xiàn)網(wǎng)間請 求轉(zhuǎn)換,建立多網(wǎng)通北京郵電大學碩士研究生學位論文 支持動態(tài)配置的空中服務系統(tǒng)的設計與實現(xiàn) 14 信。 空服平臺作為支付業(yè)務唯一的中國聯(lián)通支付業(yè)務的空中交易服務通道,為各業(yè)務平臺提供統(tǒng)一的包括短信、彩信、 內(nèi)的接入能力。在現(xiàn)階段,具體體現(xiàn)在對近場錢包空中通道的支持和對遠程系統(tǒng)普通短信的支持。 架 客戶端上行請求經(jīng)過短信網(wǎng)關(guān)以后會轉(zhuǎn)換為 求,同時第三方支付平臺也是以 式與空中服務平臺通信,也就是說,本質(zhì)上,空中服務平臺是作為一個網(wǎng)絡應用來處理所有收到的網(wǎng)絡請求。 出的一個網(wǎng)絡應用程序框架。 用于開發(fā)高性能和高可用性的網(wǎng)絡應用程序的基礎(chǔ)框架。 它提供了一個通過 不同的傳輸例如P 和 P 上抽象的事件驅(qū)動的異步 通過使用 架可以可以省下處理底層 I/O 和線程并發(fā)等復雜工作,開發(fā)人員能夠把更多的精力投入到業(yè)務設計和開發(fā)當中。 架的應用比較廣泛,應用的開源項目有 、 稱為 架庫,客戶端服務器框架庫或網(wǎng)絡套接字庫 8。 架的 主要 特點 如下 : 架基于 最新的 庫開發(fā); 架采用非阻塞方式的異步傳輸; 架 基于 事件驅(qū)動; 架支持批量數(shù)據(jù) 的 傳輸; 架支持 多種網(wǎng)絡通信協(xié)議,包括常用的 架 采用 控制反轉(zhuǎn)的設計模式 ,因此 持 架采用優(yōu)雅的松耦合架構(gòu) , 便于靈活使用 ; 架 采用 靈活的加載過濾器機制; 架 使得 單元測試更容易實現(xiàn); 架可自定義線程的數(shù)量,以提高運行于多處理器上的性能; 架采用回調(diào)的方式完成調(diào)用,使 創(chuàng)建 線程 變得簡單輕便 。 可見 架優(yōu)點很多,性能極佳。在空中服務平臺中即契合系統(tǒng)需求,又兼具網(wǎng)絡處理的高性能。因此以 架為平臺的載體是非常合適的一個選擇。 北京郵電大學碩士研究生學位論文 支持動態(tài)配置的空中服務系統(tǒng)的設計與實現(xiàn) 15 沖池機制 緩沖池機制,顧名思義為緩沖輸入流到內(nèi)存中,以達到異步雙工的處理模式效果。它的最實際的應用是生產(chǎn)者消費者模型。通俗點講當 一個模塊不斷的產(chǎn)生數(shù)據(jù),我們可以形象的稱其為生產(chǎn)者,而另一個模塊主要處理生產(chǎn)者的數(shù)據(jù)則其對應被稱為消費者。 生產(chǎn)者 /消費者模型是最基本的并發(fā)協(xié)作模型,是所有并發(fā)協(xié)作的基礎(chǔ)??梢赃@么說,其他的并發(fā)協(xié)作都是生產(chǎn)者 /消費者模型的變種 9。生產(chǎn)者 /消費者模型 的結(jié)構(gòu)示意圖如下所示: 圖 2產(chǎn)者 /消費者模型的結(jié)構(gòu)示意圖 使用 生產(chǎn)者 /消費者模型 可以解決現(xiàn)實中很多問題,它的主要優(yōu)點是使得程序低耦合,高內(nèi)聚。設想一下,如果不采用 生產(chǎn)者 /消費者模型 ,消費者必須直接訪問生產(chǎn)者以獲取其數(shù)據(jù),并且,由于生產(chǎn)和消費都需要時間 ,無論哪一方?jīng)]有完成自己的工作,另一方都需要等待直至對方完成為止。而 生產(chǎn)者 /消費者模型 采用異步模型也很好的解決了這個問題。模型中生產(chǎn)者只需負責生產(chǎn)產(chǎn)品和與緩存池通信,即生產(chǎn)好后將產(chǎn)品放置于緩存池,然后繼續(xù)生產(chǎn)下一件產(chǎn)品。同樣的消費者只關(guān)心緩存池中有無產(chǎn)品,若有則取出并處理,若無則等待。關(guān)于 生產(chǎn)者 /消費者模型 有一個很形象的比喻:生產(chǎn)者可以比喻為一個寄信人,消費者比喻為郵差,這里的緩沖池就是寄信人的郵筒。寄信人寫好信后將信放進郵筒,郵差按固定時間來查看郵筒內(nèi)是否有信件,有的話就取走寄出去。寄信人和郵差不需要互相 認識,也不用告知對方自己的工作進度,他們只關(guān)心郵筒的狀態(tài)。 生產(chǎn)者,消費者之間的供求關(guān)系可以簡單的使用管道 即消息隊列 來構(gòu)造。 比較 兩者之間的行為模式 如下,首先看 生產(chǎn) 者 /消費 者 模型 , 生產(chǎn) 者 /消費 者 模型 中生產(chǎn)者在可能的情況下持續(xù)生產(chǎn)產(chǎn)品, 消費者 持續(xù)消費對應的產(chǎn)品。 如果無消費產(chǎn)品 ,就會阻塞直到 生產(chǎn)者生產(chǎn)產(chǎn)品為止,而 一個消費 產(chǎn)品 僅供一個消費者消費。并且先生產(chǎn)的產(chǎn)品應該先被消費。再來看 隊列),假設隊列足夠大,只北京郵電大學碩士研究生學位論文 支持動態(tài)配置的空中服務系統(tǒng)的設計與實現(xiàn) 16 要有請求到來即可存入隊列。如果隊列不為空,則可讀取出隊首內(nèi)容并從隊列中移除(隊列滿足 先出原則)。 如果隊列為空,則讀取操作將會阻塞直至隊列有新的內(nèi)容到達。由此可見,阻塞隊列天然符合生產(chǎn) /消費模型的供求行為模式。 由于平臺用戶眾多,上行請求訪問量巨大,平臺邏輯處理能力不能實時處理上發(fā)請求,這就需要平臺使用緩沖池機制建立任務處理隊列,其中接收到的上發(fā)請求是生產(chǎn)者生產(chǎn)的產(chǎn)品,平臺業(yè)務邏輯處理模塊為對應消費者。這樣就可以把接收請求和處理請求分隔開來,使得接收的同時也能處理請求,兩者互不影響。既可以在處理的過程中不影響接收下一個請求,又可以有序的處理所有的請求。 單工廠模式 成熟的軟件 通常使用設計模式來構(gòu)建很多框架,其中較常用的有簡單工廠模式。 簡單工廠模式是面向?qū)ο蟮脑O計模式之一。面向?qū)ο蟊旧淼脑O計目的之一就是劃分具體責任,并分派給具體對象。各個對象只關(guān)注自己的工作與其他類似模塊互不影響。將大量這些具有公共接口的功能類的實例化創(chuàng)建和使用分離開來的設計模式就是工廠模式,而簡單工廠模式是工廠模式中較為常用且比較簡單的一種特殊實現(xiàn),有時候也被稱為 靜態(tài)工廠方法模式 10。 使用簡單工廠模式可以 由一個工廠對象根據(jù)傳入的參量決定創(chuàng)建出哪一種產(chǎn)品類的實例 。下圖為簡單工廠模式的 : 北京郵電大學碩士研究生學位論文 支持動態(tài)配置的空中服務系統(tǒng)的設計與實現(xiàn) 17 圖 2單工廠模式的 舉個簡單的例子:要設計一個計算器程序,輸入兩個數(shù)值和一個操作符,比如加減乘除,程序計算相應結(jié)果。根據(jù)面向?qū)ο蟮木幊趟枷敕治龊罂芍?,每個計算操作都是接收兩個數(shù)值和一個操作符最后返回結(jié)果??梢詫⑦@些類進行封裝,每個類都實現(xiàn)一個公共的接口,接口中有個接收兩個數(shù)值和一個操作符并且返回值為數(shù)值的方法。假設客戶端使用計算器時,直接根據(jù)輸入的操作符去判斷調(diào)用哪種計算類,那么在客戶端很多的情況下,如果增加一個同類型的計算類,就需要去更改每一個客戶端的代碼,這是程序員避之不及的情況。但是如果建 立一個工廠類,由工廠類負責接收不同的操作符并提供一個返回計算類接口類型的方法。這樣在使用的時候客戶端只需要實例化工廠,并通過工廠去實例化計算類,客戶端本身不關(guān)心返回的類型,只需要調(diào)用計算類的公共接口完成計算就可以了。即使有計算類的改動,也可以將改動限制在工廠類中,客戶端部分完全不用更改。 在空中服務平臺中考慮到每個請求的基本格式相同,只有具體到每個業(yè)務的核心處理中才會有不同的操作。這里可以考慮使用簡單工廠模式,首先業(yè)務邏輯類統(tǒng)一公共接口,再創(chuàng)建一個業(yè)務工廠,工廠根據(jù)具體業(yè)務分類的指令來創(chuàng)建業(yè)務邏輯類,業(yè)務邏 輯處理只需要訪問工廠類。這樣可以解耦具體業(yè)務邏輯類和業(yè)務處理模塊,為以后業(yè)務邏輯的擴展打下良好的基礎(chǔ)。 機錢包的空中服務系統(tǒng) 的分析 手機錢包空中服務系統(tǒng)是手機支付領(lǐng)域的具有代表性的空中服務系統(tǒng)。使用手機錢包時需要將 與銀行卡在柜臺綁定,之后通過手機 單請求開通空中交易渠道,開通成功后可進行圈存、鎖定、解鎖、查詢支付密碼等
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