华为CG9812V500R005产品概述.docx
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华为CG9812V500R005产品概述
华为CG9812产品概述
（V500R005）
华为技术有限公司
2021年3月
插图目录
表格目录
1产品简介
关于本章
介绍CG的产品定位、接口与协议等。
产品定位
接口与协议
1.1产品定位
CG9812是华为技术有限公司研制的大容量计费网关设备。
它处于USN9810/UGW9811与计费中心之间，实现离线计费接口功能。
CG能够接收、存储、转换USN9810/UGW9811产生的话单，形成计费中心要求的最终话单，并传送至计费中心。
与CG9812一起组网的元素有计费中心、USN9810/UGW9811、OMU、网管中心、OMU本地维护终端/话单查询浏览系统、OMU远程维护终端/话单查询浏览系统。
CG9812的典型组网如图1-1所示。
图1-1CG典型组网
LAN：
LocalAreaNetwork，局域网
WAN：
WideAreaNetwork，广域网
GTP'：
GPRSTunnelingProtocol，GPRS隧道协议
BIN：
BinaryProtocol，二进制协议
HTTP：
HypertextTransferProtocol，超文本传输协议
MML：
HumanMachineLanguage，人机语言
FTP：
FileTransferProtocol，文件传输协议
SFTP：
SecureFileTransferProtocol，安全文件传输协议
OMU：
Operation&MaintenanceUnit，操作维护单元
-
1.2接口与协议
CG分别提供到USN9810/UGW9811、OMU、到计费中心的组网接口，其接口与协议如图1-2所示。
图1-1CG的接口与协议
表1-1接口与协议
链路
接口名称
使用协议
说明
CG9812―USN9810/UGW9811
Ga
GTP'协议
离线计费接口，采用GTP'协议。
USN9810/UGW9811通过此接口将原始话单发给CG。
CG9812―OMU
OMi
内部协议BIN
CG9812向维护终端提供BIN接口，实现备份功能，通常也是通过此接口将最终话单备份到第三方服务器。
CG9812―计费中心
Bi
FTP/SFTP
与计费中心之间的接口，采用FTP/SFTP协议，实现分发功能。
CG9812通过此接口将话单文件提供给计费中心。
。
2产品特点
关于本章
CG9812的优势特点，包括先进的软硬件平台、多接入特性、灵活的话单处理、大容量和强大的处理性能、可扩容性、高可靠性、方便实用的操作维护功能。
先进的软硬件平台
多接入性
灵活的话单处理
大容量和强大的处理性能
可扩容性
高可靠性
方便实用的操作维护功能
2.1先进的软硬件平台
CG9812采用硬件平台和华为自主研发的软件平台。
硬件平台
CG9812采用OSTA（OpenStandardsTelecomArchitecturePlatform）平台作为其硬件平台。
是为下一代电信设备制定的一系列单板、背板和软件的规范，基于ATCA（AdvancedTelecommunicationsComputingArchitecture）标准架构，符合NEBS（NetworkEquipmentBuildingSystem）Level3和ETSI（EuropeanTelecommunicationsStandardsInstitute）标准，它具有以下特点：
高速率
采用高速串行数据链接与交换式结构，数据交换带宽可达。
高可用性
所有单板具备热插拔能力，使系统能达到%的可用性。
良好扩展性
框内接口板扩展、框间级联。
良好升级性
背板可平滑升级到10GE（GigabitEthernet），配套主机软件和BMC（BaseboardManagementController）升级方便快速。
良好管理性
标准的管理总线，可对系统中的各个组成部件进行管理。
软件平台
CG9812采用华为自主研发的计费网关平台，它是针对华为USN9810/UGW9811计费接口开发的通用计费采集平台。
提供并支持丰富的接口：
Ga接口、Bi接口、网管接口（OMi）等。
2.2多接入性
CG9812能同时接入不同类型的网元，如USN9810、UGW9811等。
CG9812分别接收来自各个网元的话单，并按照计费中心要求的格式生成最终话单并提供给计费中心。
2.3灵活的话单处理
为满足运营商对话单格式多样化的需求，CG9812提供灵活丰富的话单处理功能，包括话单接收、话单分拣、话单合并、话单格式转换、话单存储等功能，以满足运营商对话单格式多样化的需求。
运营商的计费中心往往对话单格式有特殊的需求，例如：
要求将格式的原始话单转换成计费中心要求的格式（如ASCII、格式等）的最终话单。
要求从原始话单中提取某几个特定的字段，组合成新的话单提供给计费中心。
2.4大容量和强大的处理性能
CG9812采用大容量磁盘和高性能处理器，因而具有大的话单存储容量和强大的话单处理性能。
标准配置下，CG可以保证：
每对单板处理话单的能力为6000CDR/s。
长时间的话单存储，可采用磁盘阵列备份话单。
2.5可扩容性
CG9812支持平滑扩容，可有效支撑业务扩展。
CG采用了模块化结构，因此可以添加新模块来引入新功能、新技术，扩展应用领域，便于对功能进行升级。
为满足增长的系统容量的需求，可升级或增加单板或磁盘阵列等方法扩展CG的业务支撑能力。
2.6高可靠性
CG9812采用以下机制保证系统的高可靠性：
所有的关键设备及组件如电源模块、以太网口、处理器单板等均为双备份。
当采用双机不带磁盘阵列时，处理器单板本地磁盘采用RAID1（RedundantArraysofInexpensiveDisks）冗余容错技术，主备单板话单分区可以自动同步，从而保证了话单数据的安全性。
当采用双机带磁盘阵列时，磁盘阵列采用RAID5+Hotspre冗余容错技术，保证了话单数据的安全性。
可将话单快速传输给远程存储设备进行备份，保证话单文件的安全。
提供状态文件损坏的自动恢复功能，从而有效地提高了备份和恢复系统的可靠性。
CG与USN9810/UGW9811连接的双网口采用Team绑定技术。
当一条链路故障之后，业务将自动切换到另外一条可用链路上。
可靠性的具体细节请参见7可靠性。
2.7方便实用的操作维护功能
CG9812提供方便实用的操作维护功能，具有以下特点：
提供本地/远程维护终端；提供MML、Web服务和GUI（GraphicUserInterface）相结合的图形界面管理方式。
提供日志、告警、信息收集、健康检查、浏览协议跟踪文件，帮助维护人员预防、定位并解决系统故障。
3
产品结构
关于本章
本章从产品的硬件结构、软件结构两方面，介绍CG9812的产品结构。
硬件结构
软件结构
3.1硬件结构
介绍CG9812的总体硬件结构以及各部件的说明。
机柜
机框
单板
物理配置形态
硬件组件设计标准
3.1.1机柜
介绍N68E-22机柜的外观、规格和内部组成部件。
CG9812采用独立机柜或与USN9810\MME产品共用机柜、机框。
N68E-22机柜内部可用空间为46U（1U=44.45mm＝）。
由配电框、机框、走线框、假面板、机架、滑道等部件组成，满足机柜内模块配置的灵活性要求。
N68E-22机柜采用-48VDC供电，符合IEC297标准。
N68E-22单机柜配置情况下，机柜如图3-1所示。
图3-1N68E-22机柜
3.1.2机框
介绍机框的外观和结构。
CG9812采用独立机柜或与USN9810\MME产品共用机柜、机框。
机框单板区前后各有14个槽位，采用前后对插方式。
其中SWU（前）/SWI（后）单板占用6和7固定槽位，其他槽位（0～5，8～13）为通用业务槽位。
机框最下面固定为2块SMM（SubrackManagementModule）板，和2块SDM（SubrackDataModule）板。
SMU板和SDM板形成前后对插关系，其中SMU板位于前面框，SDM板位于后面框。
OSTA机框的前视图和后视图分别如图3-2和图3-3所示。
图3-1机框前视图
图3-2机框后视图
3.1.3硬件组件设计标准
介绍硬件组件设计标准。
机柜设计标准
N68E-22机柜在设计上符合以下国际标准：
IEC60297-1Dimensionsofmechanicalstructuresofthe482.6mm（19in）seriesPart1:
Panelsandracks.
IEC60297-2Dimensionsofmechanicalstructuresofthe482.6mm（19in）seriesPart2:
Cabinetsandpitchesofrackstructures.
IEC60297-3Dimensionsofmechanicalstructuresofthe482.6mm（19in）seriesPart3:
Subracksandassociatedplug-inunits.
机框和单板设计标准
机框和单板遵循如下国际标准：
IEEEstandsforMechanicalCoreSpecificationforMicrocomputersUsingIEC60603-2connectors.
IEEEstandsforAdditionalMechanicalCoreSpecificationforMicrocomputersUsingIEEEStdEquipmentPractice.
IEEEstandsforMechanicalRearPlug-inUnitsSpecificationforMicrocomputersUsingIEEEEquipmentPractice.
3.2软件结构
介绍CG9812的总体软件结构及业务进程。
CG9812从总体上是一个多进程、多线程、客户端/服务器结构的系统。
CG9812软件以独立业务为单位设立线程模块，然后将业务功能最相关的线程模块组合成进程，软件整体形成多进程、多线程结构模式。
CG9812软件整体结构如图3-4所示。
图3-1软件结构
ACM：
AccessControlModule，接入控制进程
CBK：
CDRBackup，话单备份进程
CDM：
CDRDistributionManagement，话单分发进程
CQB：
CDRQuery&Browse，话单查询浏览进程
QBM：
CDRQuery&BrowseManagement，话单查询浏览管理进程
RCM：
ResourceControlManagement，资源管理进程
AP：
Accesspoint，接入点进程
-
由图3-4可知，CG服务器端由资源管理进程、接入控制进程、接入点进程、话单查询浏览进程、话单查询浏览管理进程、话单分发进程和话单备份进程组成，每一个进程内部又由各种相对独立的业务线程模块组成。
ACM进程
ACM进程与USN9810/UGW9811通信，接收来自各USN9810/UGW9811的话单并转发给CG的AP进程处理。
RCM进程
RCM进程是整个软件的核心，负责监控管理虚拟IP、硬盘剩余空间、接入点进程等软硬件资源。
对于无法消除的资源故障，执行自动倒换流程。
AP进程
接入点进程内集中了CG9812主要的业务功能，即话单接收、话单处理及话单存储，这些业务功能按模块分为话单接收模块、话单处理模块、最终话单存储模块，这三个模块组成了单向的话单业务逻辑处理流程，如图3-5所示。
图3-1AP进程
其中各模块的主要功能如下：
话单接收模块
接收原始话单，并通过GTP'协议保证话单无重复无丢失。
话单接收后直接保存。
话单处理模块
对原始话单进行分拣、合并、格式转换等处理，生成最终话单并传输到最终话单存储模块。
最终话单存储模块
最终话单分通道进行保存，形成最终话单文件并提供给计费中心使用。
CDM进程
CDM进程用于分发最终话单文件到计费中心或本地，支持PUSH、PULL、本地分发方式。
CBK进程
CBK进程用于备份原始话单文件、最终话单文件到第三方服务器或本地，从而提高话单数据的安全性。
CQB进程
CQB进程主要用于接收QBM进程下发的话单查询浏览命令，实现所在单板的话单查询浏览功能，并将查询浏览结果上报给QBM进程。
QBM进程
QBM进程主要用于接收客户端的话单查询浏览请求，下发查询浏览命令到各CQB进程，接收合并查询浏览结果，并返回查询浏览结果到客户端。
每个进程内都包含OM模块、管理模块和消息中转模块。
OM模块
实现进程内日志、配置、告警、维护、性能等OM功能的代理接口。
管理模块
实现进程内各模块的管理和调度功能。
消息中转模块
实现进程之间和进程内的通讯和消息转发功能。
4业务与功能
关于本章
介绍CG9812作为计费网关实现的相关功能，包括网元接口功能、话单处理、计费接口及话单网络备份等功能。
网元接口功能
话单处理功能
计费接口功能
4.1网元接口功能
CG9812通过Ga接口与USN9810/UGW9811等网元进行通信。
CG采用GTP'协议从USN9810/UGW9811等网元实时接收原始话单，按照指定格式生成最终话单，并将最终话单文件提供给计费中心。
4.2话单处理功能
介绍CG9812丰富的话单处理功能。
包括防止原始话单重复与丢失、生成最终话单、分拣话单、话单合并、格式转换、存储话单、自动删除过期话单。
防止原始话单重复与丢失
CG9812采用GTP'协议实时接收USN9810/UGW9811产生的话单，并保证话单在接收的过程中无重复、无丢失。
生成最终话单
CG9812支持将相应的原始话单转换为最终话单，并将最终话单文件提供给计费中心进行计费。
分拣话单
CG9812支持按分拣条件将最终话单存储在不同通道下。
最终话单的分拣条件可根据实际情况配置。
例如可以将最终话单按照话单类型分拣到不同的存储目录进行分类存储。
CG9812的话单分拣功能能满足计费中心不同的计费策略要求，大大方便计费中心对话单的处理。
话单合并
CG9812支持将一次PDP通话产生的多张话单合并成一张或者多张话单。
USN9810/UGW9811在切换、费率变更等情况下，一次PDP通话产生的话单不能合并成一张话单而合并成多张话单。
格式转换
格式转换就是为了满足计费中心的要求，将USN9810/UGW9811产生的话单转换成符合计费中心要求的格式的话单。
话单格式转换由话单处理模块调用格式引擎实现。
原始话单和最终话单都是字段的集合。
话单格式转换实际上是字段之间的转换。
最终话单中的字段由原始话单中的各字段通过不同的转换函数实现。
存储话单
存储原始话单
CG9812将接收或者采集的话单以固定大小方式形成原始话单文件，并存储在磁盘上。
存储最终话单
CG9812处理原始话单，生成最终话单，并将之以最终话单文件形式存储在磁盘上。
自动删除过期话单
CG9812支持原始话单和最终话单的自动删除功能。
原始话单和最终话单以文件形式存放，用户可以设置话单存储时间。
超过设定存储时间的原始话单和最终话单会被自动删除。
备份话单文件
CG9812能够将话单快速备份到本地或网络上其他计算机的存储设备上，从而提高数据的安全性。
话单备份方式如下：
网络备份：
通过FTP、SFTP协议备份到网络上其他计算机的存储设备上。
本地备份：
直接备份到CG9812服务器的磁盘（双机不带磁盘阵列）或磁盘阵列（双机带磁盘阵列）上。
4.3计费接口功能
CG9812采用灵活的计费接口。
主要体现在如下几个方面：
支持与计费中心之间的FTP协议、SFTP协议。
支持话单分发的传送方式有PULL方式和PUSH方式。
支持话单文件生成规则、话单文件名可配置。
支持灵活的话单格式转换。
5操作与维护
关于本章
CG9812支持人机交互接口，能提供良好的操作维护功能。
包括话单浏览查询、安全管理、配置管理、故障管理、性能管理。
话单浏览查询功能
安全管理功能
配置管理功能
性能管理功能
故障管理功能
5.1话单浏览查询功能
当调测话单业务、处理话单类故障、日常维护话单时，可使用CG9812话单查询浏览系统提供的浏览、查询原始话单和最终话单功能、以及立即生成话单等功能，进行话单调测、维护及定位话单故障。
支持浏览原始话单和最终话单功能。
用户可通过话单查询浏览系统浏览原始话单和最终话单。
支持查询原始话单和最终话单功能。
用户可以按照各种查询条件查询原始话单和最终话单，并在话单查询浏览系统中浏览查询结果。
支持立即生成话单功能。
在开局、升级、割接、扩容时进行业务调测，可使用立即生成话单功能生成最终话单。
通过查看最新生成的话单情况，即可判断CG9812的业务功能是否正常。
5.2安全管理功能
CG9812供日志管理、双机管理功能。
日志管理
日志记录了用户对设备的操作信息和设备运行状况。
CG9812提供日志浏览、查询功能，可以查询指定时间、指定用户的操作日志或者安全日志。
通过日志的查询及监控，能够发现非法操作及系统故障原因等，及时采取相应措施，以保障网络安全。
双机管理功能
CG9812支持双机故障自动倒换、手工倒换功能。
5.3配置管理功能
通过配置管理功能，能够实现对CG9812提供各项功能的设置。
CG9812可以通过OMU客户端的MML命令界面对配置参数进行添加、删除、修改和查询操作。
5.4性能管理功能
通过对CG9812的性能监控，可以及时了解CG9812当前运行状态，便于发现问题及定位问题，以及为CG9812扩容分析提供话单数据依据等。
性能管理为操作人员提供系统运行状况的信息。
CG9812的性能管理功能主要包括：
话单采集能力
话单处理能力
话单存储能力
5.5故障管理功能
CG9812有完善的故障管理功能，包括告警管理、维护管理、故障倒换。
故障管理帮助操作人员检查、定位系统在运行过程中出现的各种错误，以便修复系统。
另外系统自带的工具可以对系统进行例行维护，大大减少系统出错的机率，减轻工作人员工作强度。
故障管理主要包括：
告警管理
告警管理具有实时发现和上报系统的出错和异常信息的功能。
提供CG9812磁盘空间不足告警、CG9812写文件失败告警、计费中心长时间未取话单告警等多种告警信息。
维护管理
客户端提供了友好的GUI界面、方便实用的MML维护命令，便于操作人员对CG9812进行维护管理。
故障倒换
CG9812双机系统采用一对单板组成的双机集群。
采用双机互备方式，CG9812的业务进程在主备单板上运行，但只有业务进程处于激活状态的单板处理业务。
当某一块单板出现故障时，另一块单板通过软件诊测（心跳诊断）可以在短时间内将故障单板的应用接管过来，从而在不需要人工干预的情况下，自动保证系统能持续提供服务，提高系统的可靠性。
6可靠性
关于本章
高可靠性对于保障计费安全非常重要，CG9812通过软件、硬件、话单3个方面来提供系统的高可靠性。
硬件可靠性
软件可靠性
话单可靠性
6.1硬件可靠性
在CG9812系统中，重要设备进行备份冗余，保证系统发生故障时服务不会阻断。
设备采用以下了冗余设计：
双机
磁盘冗余备份
多平面网络结构
双机系统
CG9812采用双机系统，两块单板以主备用方式进行工作。
并通过双机之间故障自动倒换机制保证系统运行的可靠性和业务的连续性。
磁盘冗余备份
CG9812采用业界最常用的RAID（RedundantArrayofInexpensiveDisks）技术，将本地磁盘配置成RAID1或者磁盘阵列设置为RAID5+Hotspre冗余备份，保证在一个磁盘故障的情况下，数据不丢失。
多平面网络结构
CG9812每块单板通过Base平面和Fabric平面、外部网口分别与OMU、USN9810/UGW9811和及计费中心通信，使系统具有多平面结构，提高了系统的可靠性。
主备单板采用Base平面连接OMU，并通过OMU连接网管中心。
主备单板之间采用Fabric平面同步硬盘数据。
主备单板提供两个外部网口（做Team绑定）连接USN9810/UGW9811，采用GTP'协议保证话单传输的可靠性。
主备单板提供一个独立外部网口连接计费中心，通过FTP/SFTP协议向计费中心上传话单文件。
考虑到网络隔离的需要，此网口独立设计，以保障网络安全性。
主备单板提供一个独立外部网口连接到第三方服务器，通过FTP/SFTP协议向第三方服务器备份话单文件。
此网口可独立设计，以保障网络安全性。
6.2软件可靠性
CG9812采用自动故障检测、数据安全、虚拟IP、主备板心跳等措施提高系统可靠性。
自动故障检测
系统自动检测软硬件的运行状态并且上报故障。
用户可以在客户端浏览运行状态和故障。
如果关键部件的硬件功能发生故障或故障不能自动恢复，则系统发起主备倒换，保证系统的正常运行。
如果软件（如进程）发生故障或故障不能自动恢复，则系统自动倒换主备进程，确保系统的正常运行。
数据安全
采用话单同步机制，实现主备单板上话单的实时同步。
本地磁盘设置为RAID1模式，确保操作系统和计费网关软件的高安全性，确保计费信息、原始话单、最终话单、状态信息等重要数据的安全性。
系统数据冗余备份。
存放在不同位置的系统数据会在恢复过程中自动加载并相互验证。
为保护重要数据，计费网关可实现计费数据自动备份。
虚拟IP
虚拟IP技术用于保证CG9812主备单板在发生倒换后与USN9810/UGW9811及计费中心的业务连接正常。
心跳路径
主备CG9812单板之间提供了两条心跳路径。
用于主备单板之间交互握手信息，了解对方的运行状况，并进行状态同步，以便异常时进行倒换。
第一心跳路径通过BASE1平面。
第二心跳路径通过BASE2平面。
当其中一条心跳路径中断时，CG9812单板可选择另一条心跳路径进行通信。
6.3话单可靠性
从话单接收、话单处理、话单分发、话单备份四个方面介绍CG9812话单的可靠性机制及方法。
话单接收
话单在GSN与CG9812之间的传送
GSN与CG9812建立UDP连接，将话单池中的话单实时的发送到CG9812。
话单在CG9812双机之间的传送
采用话单同步技术实时同步CG9812主备单板的话单。
GTP'协议
GSN与CG9812之间通过GTP'协议传输话单。
GSN将话单以数据帧的方式发给CG9812，一个数据帧中包含多条话单记录。
CG9812收到话单后对帧号进行校验、剔重，然后将话单保存到硬盘。
确认话单数据完全写到硬盘后，CG9812向GSN回应答，GSN再发送其他
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