吕志鸿 王玉龙 廖建新
（东信北邮信息技术有限公司 北京100083）
摘 要 随着移动智能网SCP系统在移动通信领域越来越广泛地运用，SCP系统的稳定性也越来越重要。需要有一个更好的过负荷控制机制，不仅能够最大限度地利用SCP系统资源，也能够依据系统的运行情况及时地启动过负荷控制，能够提高SCP系统的稳定性和可用性。
关键词 过负荷控制 排队呼叫总数 初始化排队长度 过负荷控制基数
1 前言
每一套移动智能网SCP系统的处理能力，受各种资源的限制，其处理能力都是有限的。但是移动用户的呼叫强度是无法预计的。因此，必须有一个好的控制机制，在移动用户的呼叫强度超过SCP系统处理能力的时候，能够拒绝部分呼叫，以确保SCP系统的稳定性和可用性。因此，中国移动集团公司移动智能网SCP系统设备规范中就有过负荷控制的要求。
过负荷控制是在SCP系统达到或即将达到系统设计容量的时候，主动拒绝部分呼叫，减少系统负荷，以确保SCP系统的稳定性和可用性。因此，设计一个可靠而有效的过负荷控制机制，对SCP系统的稳定运行十分重要。
2 现有过负荷控制机制及其缺陷
按照中国移动集团公司的SCP系统设备规范，过负荷控制的机制是通过对排队呼叫总数的控制而实现的。从系统的处理能力角度考虑，当系统的排队呼叫总数达到满负荷时，系统对当前到来的呼叫请求进行过负荷控制，并不区别该呼叫的具体业务或者具体用户。
当TC层处理从信令链路接收到TC原语，在开始一个新的对话向SCF上报之前，对整个系统的排队呼叫总数进行判断，如果呼叫总数在系统允许的负荷之内，则将本次呼叫按照正常呼叫处理。否则，系统会根据统计数据决定当前所采用的过负荷控制级别，启动该控制级别的过负荷控制算法，并按照相应算法决定是否拒绝当前到来的呼叫请求。
根据系统的处理能力确定系统呼叫排队最大长度，CMIN02-SCP并将CPU利用率的80%作为系统的满负荷门限。在此基础上将过负荷控制分为四个级别。
但是，从SCP系统实际运行的情况看，依据系统呼叫排队长度判断系统的负荷，并加以过负荷控制，有很大的缺陷。
1. 在SCP系统上有很多业务，各种业务的话务忙时不尽相同，例如智能网的两个主要业务，PPS业务和VPMN业务。VPMN业务的忙时在上午，而PPS的话务忙时为晚上。一个PPS呼叫和一个VPMN呼叫对SCP系统的消耗是不同的。因此，不能以呼叫排队长度判断系统的负荷。可能出现系统资源足够而过负荷控制机制已经启动的情况。
2. 不能制止瞬间话务高峰对SCP系统的冲击。
3. 在SCP系统中，除了呼叫的处理以外，还有其他的系统负荷，例如网管、统计、告警和SCP系统服务器自身的消耗。这些系统负荷往往是瞬间的，消耗的资源也很大，一旦异常，SCP系统就会出现堆积，不能正常处理呼叫，但系统的排队长度没有达到系统设置的最大长度，不能对SCP系统起到有效的保护作用。
4. 在SCP系统中，过负荷控制是由后台处理机实现的。一旦后台处理机的资源不足而导致系统无法运行，就可能无法启动负荷监视，无法保护SCP系统。
本文介绍一种新的过负荷控制机制，能够避免系统资源已经不足而过负荷控制没有启动的情况。
3 对原有过负荷控制机制的改进
按照中国移动集团公司SCP设备规范的要求，SCP系统在收到一个呼叫请求，到返回消息处理结果之间的消息响应时间是有要求的，例如PPS业务为250ms。一个呼叫的TC_BEGIN消息已经发送到SCP系统，而SCP系统还没有返回消息处理结果，这时的呼叫称为正初始化呼叫。SCP系统初始化呼叫的数量称为初始化排队长度。
SCP系统在正常运行的情况下，其CAPS数是一定的，初始化排队长度也是一定的。当SCP系统资源不足时，就不能及时地返回消息处理结果，初始化排队长度就增加。而系统资源足够时，系统及时返回处理结果，初始化排队长度减少。因此可以依据系统的初始化排队长度的大小判断系统的负荷，并加以过负荷控制。
东信北邮公司生产的CMIN02-SCP系统，分为前台部分（FEP）和后台部分（BEP）。后台部分主要运行SCP系统的数据库和应用处理部分，而前台系统主要是7号信令系统的维护和7号信令/CMIN02-SCP系统内部协议的转换。负责7号信令/CMIN02-SCP系统内部协议转换的模块是n7server模块。在n7server模块中设计一个新的过负荷控制机制：
1. 设计一计数器NumOfIndDialog，记录SCP系统初始化排队长度。在n7server模块从7号信令网络中收到TC_BEGIN消息以后，NumOfIndDialog数加1，当SCP后台返回该对话的处理结果以后，NumOfIndDialog数减1。
2. 设一全局变量NumOfindDialog，为过负荷控制基数。 当NumOfIndDialog数值达到NumOfIndDia-
log时，启动过负荷控制；当NumOfIndDialog数值恢复到NumOfIndDialog以下时，过负荷控制取消。NumOfIndDialog数值可以在系统运行前设定，也可以在系统运行过程中设定。
3. 为了保护SCP系统的稳定运行过负荷控制操作如下：
· 在NumOfIndDialog达到过负荷控制基数时，拒绝20%新的呼叫，并向后台（BEP）发送告警信号；
· 在NumOfIndDialog达到过负荷控制基数2倍时，n7server进程拒绝40%新的呼叫；
· 在NumOfIndDialog达到过负荷控制基数3倍时，n7server进程拒绝60%新的呼叫；
· 在NumOfIndDialog达到过负荷控制基数4倍时，n7server进程拒绝80%新的呼叫；
· 在NumOfIndDialog达到过负荷控制基数5倍或5倍以上时，n7server进程拒绝所有新的呼叫；
· 当NumOfIndDialog数量降低时，逐级降低过负荷控制级别。在NumOfIndDialog恢复到过负荷控制基数以下时，向后台（BEP）发告警清除信号。
4 新过负荷控制机制的优势
1. 新过负荷控制机制是依据SCP系统的响应速度而设计的，能够真正反映系统的负荷情况，能够使SCP系统在资源足够的情况下尽可能多地接续呼叫，与呼叫的总队列数无关。而在SCP系统资源不足时及时启动过负荷控制，保护SCP系统的运行。
2. 新过负荷控制机制是在SCP业务负载机器之外的机器上运行，与SCP业务负载机器间不存在任何资源冲突，能真正有效地保护SCP系统。并且减轻了SCP业务负载机器由于过负荷控制而增加的系统资源占用。
3. 新过负荷控制机制能够有效地防止突发情况对SCP系统的冲击，例如瞬间话务高峰，SCP系统其他功能（如统计、告警和网管）的运行。
5 小结
随着移动智能网SCP系统在移动通信领域越来越广泛地运用，SCP系统的稳定性也越来越重要。新过负荷控制机制不仅能够最大限度地利用SCP系统资源，也能够依据系统的运行情况及时地启动过负荷控制，能够提高SCP系统的稳定性和可用性。在东信北邮新版本的CMIN02-SCP 4.04版本的系统中，增加了对新过负荷控制机制的支持，并且已经商用。商用的结果反映新过负荷控制机制能够有效地提高SCP系统的稳定性和可用性。
----《中国数据通信》
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