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概念

融合通信是指，把計(jì)算機(jī)技術(shù)與傳統(tǒng)通信技術(shù)融合一體的新通信模式，融合計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與傳統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)平臺上，實(shí)現(xiàn)電話、傳真、數(shù)據(jù)傳輸、音視頻會議、呼叫中心、即時(shí)通信等眾多應(yīng)用服務(wù)。

業(yè)務(wù)平臺功能架構(gòu)

核心開發(fā)框架模型

框架模型概念說明

核心基礎(chǔ)框架模型主要描述下述幾個(gè)概念及概念之間的關(guān)系，自下至上分別為：

■ OSGI：一個(gè)基于Java語言的服務(wù)（業(yè)務(wù)）規(guī)范，是一個(gè)面向Java的動態(tài)模型系統(tǒng)，為模塊化應(yīng)用的開發(fā)定義了一個(gè)基礎(chǔ)框架。簡單的說，通過OSGI可以在后臺在線對應(yīng)用系統(tǒng)組件進(jìn)行安裝、升級或卸載，而無需打斷設(shè)備（服務(wù)器）的正常運(yùn)行。

■ Infrastructure Framework：實(shí)現(xiàn)了與OSGI的高度解耦。從開發(fā)者層面來看，它完全屏蔽了OSGI層面的技術(shù)實(shí)現(xiàn)，即開發(fā)人員在不需要關(guān)注復(fù)雜的OSGI技術(shù)的情況下，仍可做高層設(shè)計(jì)。同時(shí)，“Infrastructure Framework”又具備OSGI的功能，如服務(wù)的管理、注冊等。另外，基于“Infrastructure Framework”之上的其他業(yè)務(wù)Bundle在開發(fā)過程中也不需要依賴OSGI依賴了，框架更加簡潔。

■ Host：一個(gè)JVM實(shí)例只啟動一個(gè)Host，映射到物理主機(jī)（或虛擬主機(jī)）；Host的子元素是Server。

■ Server：表示軟件維度上的一個(gè)子系統(tǒng)，主要負(fù)責(zé)定義主處理流程，不管具體業(yè)務(wù)功能的實(shí)現(xiàn)。一個(gè)Host上可以啟動1~N個(gè)Server；在最嚴(yán)格的分布式部署要求下，一個(gè)Host上只啟動一個(gè)Server。每個(gè)Server都有自己獨(dú)立的配置信息庫；Server運(yùn)行時(shí)會根據(jù)配置文件信息主動申明自己需要裝配的Components，因此其運(yùn)行時(shí)的子元素是Component。

■ Component：從職責(zé)分配的角度上來看，上面已經(jīng)講到Server主要負(fù)責(zé)定義主處理流程，那么在此，Component則負(fù)責(zé)流程中的具體（業(yè)務(wù)功能）實(shí)現(xiàn)。同一個(gè)Component可以為多個(gè)不同的Server服務(wù)。每個(gè)被裝載到Server中的Component實(shí)例，都擁有自己獨(dú)立的配置(來自Server的配置信息庫)，實(shí)現(xiàn)了同一Component在不同Server中的嚴(yán)格相互隔離。

■ Plugin：從意義上看，Plugin類似于OSGI的bundle概念，為系統(tǒng)的模塊化設(shè)計(jì)提供支撐。一個(gè)Plugin可以提供至多1個(gè)Server和至少0個(gè)Component的實(shí)現(xiàn)，可以理解為Plugin是裝盛Server實(shí)現(xiàn)和Component實(shí)現(xiàn)的容器。從設(shè)計(jì)角度來看，目前主要有以下幾種類型的Plugin：

(1) Server Plugin：提供Server功能實(shí)現(xiàn)的Plugin。

(2) Infrastructure Plugin：提供系統(tǒng)基礎(chǔ)功能的Plugin，如IM系統(tǒng)中的Connector、File、Cache等基礎(chǔ)功能的Plugin。

(3) Protocol Plugin：提供協(xié)議解析器（Parser）和協(xié)議處理類（Protocol Processor）的Plugin，如Message協(xié)議解析、Presence協(xié)議解析、Jingle協(xié)議解析等。

■ Repository：可以理解為Plugin管理器，管理著全部的Plugin，并讀取Plugin中的Components，然后依據(jù)Server中的配置信息，將單個(gè)的Component注入到對應(yīng)的Server中。

特別說明：核心基礎(chǔ)框架模型中的Server不會與Repository中的Plugin直接打交道，而是通過靈活的配置信息，將合適的Component注入到對應(yīng)的Server中。

■ MessageChannel：基于架構(gòu)設(shè)計(jì)的一致性和對稱性，在Server與Server之間傳遞的信息，將被統(tǒng)一封裝到Message對象中。MessageChannel則是連接各個(gè)Server之間的通道，接收、傳遞和處理封裝好的Message對象。MessageChannel可以有多種不同的實(shí)現(xiàn)，以適應(yīng)苛刻的通訊要求。

核心開發(fā)框架的插件機(jī)制

框架插件機(jī)制的說明：

核心框架采用了插件注入機(jī)制，即按需裝配插件。從核心框架的設(shè)計(jì)來看，Server是負(fù)責(zé)系統(tǒng)的主處理流程，本身不具備業(yè)務(wù)處理的功能。換言之，Server啟動后，Server中沒有內(nèi)容，但是它會發(fā)出通知，告訴框架它需要裝配哪些Component才能工作。

Repository，相當(dāng)于一個(gè)Plugin管理器，其中包含了各種功能的Plugin，并統(tǒng)一管理這些Plugin；在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，它會掃描其包含的全部Plugin信息，并啟動這些Plugin。從設(shè)計(jì)角度來看，（開發(fā)時(shí)）我們又人為的把一個(gè)個(gè)大的功能拆分成若干個(gè)小的功能點(diǎn)，這就是Component了，以便于開發(fā)和維護(hù)。Plugin會監(jiān)聽其包含的Component的一系列動作，并廣播其能提供的Component服務(wù)。

在核心框架的作用下，Server拿到了其需要的Component實(shí)例，于是就將這些Component實(shí)例動態(tài)地裝配到Server中，Server也就能提供相應(yīng)的服務(wù)了。當(dāng)Plugin停止時(shí)，Server就相應(yīng)地卸載掉已經(jīng)裝配了的Component，也就停止了相應(yīng)的服務(wù)。整個(gè)過程都是動態(tài)發(fā)生了，只要相應(yīng)的配置文件正確，不需要人工干預(yù)，核心框架會自動完成這些工作。

分布式實(shí)現(xiàn)框架

介紹分布式實(shí)現(xiàn)之前，有必要說明一下本系統(tǒng)的消息處理流程。系統(tǒng)收到一條消息后，對其的處理步驟是固定的，依次是：stream(接入)、parse(解析)、process(處理)、route(路由)，每個(gè)步驟都對應(yīng)一個(gè)server：steamer、parser、processor、router。每個(gè)server有兩個(gè)固定組件：DataReceiver(數(shù)據(jù)接收器)、MessageChannel(數(shù)據(jù)發(fā)送通道)。每個(gè)server從DataReceiver中接收數(shù)據(jù)，處理完成后，通過其MessageChannel發(fā)送給下級server的DataReceiver。消息處理的流程如下圖所示：

本系統(tǒng)分布式實(shí)現(xiàn)的基本思想為：將負(fù)責(zé)消息處理不同階段的server部署到分布式的各個(gè)獨(dú)立節(jié)點(diǎn)上，每個(gè)獨(dú)立節(jié)點(diǎn)間使用高速通道互聯(lián)，且負(fù)責(zé)每個(gè)消息處理的節(jié)點(diǎn)會有多個(gè)。以此來提高系統(tǒng)對消息的并行處理能力。

系統(tǒng)中與分布式實(shí)現(xiàn)有關(guān)的bundle為：com.cmcc.olive.server.integration.distribution、

com.cmcc.olive.server.management。com.cmcc.olive.server.integration.distribution實(shí)現(xiàn)分布式版本的DataReceiver和MessageChannel。com.cmcc.olive.server.management實(shí)現(xiàn)了分布式節(jié)點(diǎn)的功能。

負(fù)責(zé)消息處理不同階段的server（如pipe.streamer、pipe.parser）可以根據(jù)不同的server配置加載不同版本的DataReceiver、MessageChannel。當(dāng)對server配置了deployment.type=distributed 時(shí)，server將加載分布式版本的組件實(shí)現(xiàn)（包括DataReceiver、MessageChannel）；當(dāng)對server配置了deployment.type=local或沒有設(shè)置deployment.type屬性時(shí)，server將加載本地版本的組件實(shí)現(xiàn)。

業(yè)務(wù)平臺邏輯架構(gòu)

系統(tǒng)邏輯架構(gòu)說明：

核心基礎(chǔ)框架從功能層面將整個(gè)系統(tǒng)劃分為三大功能塊，分別是Host功能塊、Server功能塊和Repository功能塊。Host功能塊上可以運(yùn)行1~N個(gè)邏輯Server，在最嚴(yán)格的分布式部署要求下，一個(gè)Host上只運(yùn)行一個(gè)Server，并且支持動態(tài)的啟停Server。Repository功能塊則包含若干個(gè)功能Plugin，Plugin由若干個(gè)Component組合而成，其中Component是主要的功能邏輯載體，以組件的形式對外提供服務(wù)。

業(yè)務(wù)平臺主處理流程

系統(tǒng)整體功能與交換流程說明：

整體功能與流程架構(gòu)圖描述了系統(tǒng)整體的邏輯功能與流程控制，側(cè)重展現(xiàn)了各個(gè)模塊之間的劃分以及模塊間的交互關(guān)系。

從水平角度看（也可以理解為系統(tǒng)的運(yùn)行視圖），Server定義了系統(tǒng)的主處理流程；從垂直角度看（也可以理解為開發(fā)視圖），Plugin定義了與功能或流程相關(guān)的插件。這樣從水平和垂直兩個(gè)不同的維度對系統(tǒng)進(jìn)行定義和劃分，便于開發(fā)人員在開發(fā)時(shí)對系統(tǒng)功能和流程的理解，也便于開發(fā)時(shí)的維護(hù)。

那么，系統(tǒng)各模塊劃分、功能及關(guān)系說明如下：

Stream Server

請求連接服務(wù)器，接收用戶請求并與之協(xié)商加密策略、壓縮方式建立安全通信通道，可接受TCP、HTTP等各種連接請求。

Auth Server

認(rèn)證服務(wù)器，連接的用戶與服務(wù)器協(xié)商加密機(jī)制，并通過Auth Server驗(yàn)證，驗(yàn)證通過后用戶Session信息保存在Connection Session服務(wù)器。后續(xù)的XML流將在此可靠通道下傳遞。

Parsing Server

XML解析服務(wù)器，業(yè)務(wù)通信過程中的XML數(shù)據(jù)流經(jīng)由Parsing Server解析，分為Presence、Message、IQ、Jingle等幾種類型，解析成Java能夠識別的業(yè)務(wù)對象，然后交給協(xié)議處理服務(wù)器處理。

Protocol Processing Server

XMPP核心業(yè)務(wù)處理模塊以及擴(kuò)展服務(wù)模塊，最終的業(yè)務(wù)處理服務(wù)都在這里，還包括與外部服務(wù)器（例如流媒體服務(wù)器）的對接通信，包含的功能有：

Presence status：在線狀態(tài)，用戶在線狀態(tài)存取
Subscription：訂閱，好友在線狀態(tài)查找
Realtime message：實(shí)時(shí)消息
Offline message：離線消息
Register：用戶注冊
Roster：花名冊，用戶好友相關(guān)信息
Search：用戶搜索
MUC：群組、群組聊天相關(guān)
File Transfer：對文件傳輸?shù)闹С?/p>
Service Discovery：服務(wù)發(fā)現(xiàn)，基于OSGI服務(wù)注冊與查找相關(guān)支持
Persistent：數(shù)據(jù)持久化支持
Jingle：XMPP的擴(kuò)展協(xié)議，通過Jingle可以實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對點(diǎn)的多媒體控制
Jingle Audio via RTP：音頻支持
Jingle Video via RTP：視頻支持
Jingle ICE：Jingle交互式連接建立
Jingle STUN：Jingle地址映射相關(guān)支持
Message：消息
vCard：名片

Router Server

消息路由服務(wù)器，負(fù)責(zé)消息的路由查找及流轉(zhuǎn)。

Session Server

會話管理，管理用戶Session、網(wǎng)絡(luò)連接Session服務(wù)器Session。當(dāng)用戶發(fā)起請求建立連接通道后，會將連接信息保存在Session Server，后續(xù)的XMPP通訊均基于該Session。XMPP核心及擴(kuò)展服務(wù)模塊的會話也由該服務(wù)器管理。

Management Server

管理服務(wù)器，系統(tǒng)中的所有模塊都是基于OSGI組件化的服務(wù)，OSGI組件將注冊到組件管理服務(wù)器，業(yè)務(wù)模塊需要用到某個(gè)組件時(shí)從組件管理服務(wù)器查找，并負(fù)責(zé)全局的配置信息管理及相關(guān)的業(yè)務(wù)監(jiān)控。

Streaming Media Server

流媒體服務(wù)器，實(shí)時(shí)語音和視頻通話，處理VOIP相關(guān)。相對獨(dú)立的模塊，系統(tǒng)擴(kuò)展協(xié)議Jingle與流媒體服務(wù)器交互。

Data Access Server

數(shù)據(jù)訪問，對系統(tǒng)業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)支撐，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的持久化和訪問。支持關(guān)系數(shù)據(jù)庫和非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫（NoSQL）兩種類型的數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)存取。

Cache Server

提供Key-Value型的高速緩存服務(wù)，支持任意對象的存儲。

File Server

統(tǒng)一的文件存儲接口，存儲用戶上傳的各式各樣的文件，并提供HTTP方式的文件訪問服務(wù)。

Gateway Server

外圍系統(tǒng)接入的統(tǒng)一入口，方便外圍系統(tǒng)與本多維通訊系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。

VOIP子系統(tǒng)架構(gòu)(整體)

融合通信系統(tǒng)要求支持實(shí)時(shí)的語音、視頻通話（即VOIP），對此，我們提出兩種架構(gòu)解決方案以實(shí)現(xiàn)對VOIP功能的支持，分別是“通過流媒體服務(wù)器中轉(zhuǎn)”和“點(diǎn)對點(diǎn)”這兩種架構(gòu)方案。

通過流媒體服務(wù)器中轉(zhuǎn)

通過流媒體服務(wù)器中轉(zhuǎn)的VOIP方案的流程如下：

(1) 主叫方發(fā)起通話請求：手機(jī)客戶端1（以下稱“主叫方”）準(zhǔn)備發(fā)起與手機(jī)客戶端2（以下稱“被叫方”）之間的VOIP通話請求；

(2) XMPP處理請求：實(shí)時(shí)通訊服務(wù)器收到主叫方的VOIP通話請求，查詢被叫方是否滿足進(jìn)行實(shí)時(shí)VOIP通話的要求（至少要求在線）。被叫方不在線，返回結(jié)果給主叫方，可以結(jié)束本次通話請求了；被叫方在線，則進(jìn)入下一步流程處理。

(3) 被叫方響應(yīng)通話請求：實(shí)時(shí)通訊服務(wù)器將主叫方的通話請求推送到被叫方，被叫方手機(jī)響鈴。被叫方在一段時(shí)間內(nèi)未作任何操作或直接掛接本次通話請求，則服務(wù)器通知主叫方可以結(jié)束本次通話請求了；被叫方接受主叫方的通話請求，則進(jìn)入下一步流程處理。

(4)XMPP+Jingle協(xié)商VOIP會話的建立：

與主叫方的協(xié)商（RTP協(xié)議）：通知主叫方可以開始錄制語音或視頻了，并采用指定的編碼格式對實(shí)時(shí)錄制的音頻或視頻進(jìn)行編碼，然后將編碼后的數(shù)據(jù)發(fā)送到流媒體服務(wù)器的指定端口A上。
與被叫方的協(xié)商（RTP協(xié)議）：通知被叫方可以去流媒體服務(wù)器的指定端口B上取回?cái)?shù)據(jù)，并采用指定的編碼格式對實(shí)時(shí)取回的數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼。

當(dāng)然，對媒體的編解碼工作可以交由流媒體服務(wù)器來做，但這樣對移動客戶端來說，可能比較耗流量。

(5) 主叫方建立VOIP會話：開始錄制音頻或視頻，并按照規(guī)定上傳到流媒體服務(wù)器上。

(6) 被叫方建立VOIP會話：按照規(guī)定從流媒體服務(wù)器上下載數(shù)據(jù)，在本地播放音頻或視頻。

(7)VOIP通話過程控制：在主叫方和被叫方進(jìn)行VOIP通話的期間，實(shí)時(shí)通訊服務(wù)器仍不斷地與主叫方和被叫方進(jìn)行數(shù)據(jù)的交換，如權(quán)限的控制、如何計(jì)費(fèi)等，直到本次VOIP通話完全結(jié)束。

點(diǎn)對點(diǎn)

數(shù)據(jù)存取架構(gòu)

數(shù)據(jù)庫模型采用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫+NoSQL，頻繁訪問的數(shù)據(jù)采用NoSQL數(shù)據(jù)庫進(jìn)行數(shù)據(jù)快速存取，重要數(shù)據(jù)、非頻繁訪問數(shù)據(jù)采用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫存儲。

數(shù)據(jù)緩存架構(gòu)

緩存技術(shù)，根據(jù)系統(tǒng)需要頻繁訪問的數(shù)據(jù)采用緩存提高訪問速度，可支持對象級的緩存，如任意的Java Object、圖片等類型的數(shù)據(jù)。共享緩存也提供各服務(wù)器節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)共享。

網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼軜?gòu)

網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼軜?gòu)說明：

外層是互聯(lián)網(wǎng)，終端設(shè)備、第三方系統(tǒng)、其他外部網(wǎng)關(guān)通過GPRS/3G/4G等網(wǎng)絡(luò)與本系統(tǒng)通訊
互聯(lián)網(wǎng)和內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)之間設(shè)主備兩套防火墻，防火墻內(nèi)架設(shè)主備兩套三層/四層交換機(jī)
內(nèi)網(wǎng)架設(shè)F5負(fù)載，各服務(wù)器節(jié)點(diǎn)與F5設(shè)備相連

系統(tǒng)邊界