面向业务体系结构：开创下一代电信业务新局面

1 从NGN到电信2.0的演进
    业务体系结构的下一代电信业务网络是将近年来企业信息化过程中提出的面向业务体系结构的概念和机制运用在下一代电信业务网络上，突破传统电信业务和传统电信业务体系下的下一代电信网络(NGN)和IP多媒体子系统(IMS)的束缚，实现电信业务的进一步技术开发和体制创新的结果。

    下一代电信网络NGN[1]，长期以来是和软交换、会话初始化协议(SIP)、IMS和电信智能网络(IN)等概念和技术在一起讨论的。换句话说，下一代电信网络是采用IP技术的电信网络，通过在IP基础设施上构造一个新的提供业务控制能力的信令网络，支持基于固定的、移动的或是游牧的终端，提供电话业务和由电话业务和信令网络能力衍生的多媒体会话型通信业务以及基于会话型业务的智能业务，并通过开放的业务平台为第三方开发智能应用提供接口。

    面向业务体系结构(SOA)[2]，是近年来IT业推动企业信息化软件开发时提出的概念。目前，面向业务的体系结构已经和互联网上近年出现的Web Services[3]技术和一系列Web 2.0[4]技术结合，并形成了称为Enterprise Web 2.0[5]的全新的企业业务解决方案。Enterprise Web 2.0将支持的企业业务流程从局域网扩大到了整个互联网，扩充了企业信息化涉及的领域、地域、部门和人员，可以将隶属于不同实体管理和维护的业务部件进行灵活的调用和组合，使应用开发的复杂度大幅度降低，提升了信息服务对业务需求的响应速度，从而提升了企业的劳动生产率、资源利用率以及对市场变化的应对能力，提高了企业的竞争力。

    与此同时，面向业务的体系结构也已经开始影响到电信业。Telco Web 2.0[6]或者称为Telco 2.0、电信2.0，是指具有面向业务体系结构的下一代电信业务网络。把面向业务体系结构、互联网Web Services 和Web 2.0技术，还包括Enterprise Web 2.0取得的经验和成果，结合到了下一代电信网络NGN的研究和开发中，使得电信业务的开发能够在更大的资源空间上进行，能够通过网络上分布式计算的大规模部署实现更高的资源利用率，能够使得应用更加快速地响应市场的差异化的需求，并能够推动电信技术和电信业务的创新，已经成为目前全球电信业对下一代电信业务网络体系结构进行研究的热点之一。

    尽管有许多研究者声称，电信业务网络的体系结构从来就是面向业务的，甚至可以从多年以前的宽带综合业务数据网络(B-ISDN)、智能网[7]以至电信信息网络体系结构(TINA)[8]的体系结构中找到足够的根据。通过分析可以得知，传统的电信业务网络体系结构，或是现有的下一代电信网络IMS[9]/NGN的体系结构和我们正在讨论的Telco Web 2.0的面向业务体系结构事实上没有任何直接的关系。

    我们可以看到，在Telco Web 2.0的语境下，电信业务的内涵得到了数量和质量方面的革命性扩展。显然，作为支持这种新型电信业务的下一代电信业务网络，其设计的指导思想、体系结构和关键技术都会产生重大的变化。这就是电信业讨论面向业务体系结构的意义所在。

2 面向业务体系结构的定义和设计原则
    产生面向业务体系结构的原因，可以看成是两个方面的需要。一个方面是软件和信息服务开发企业对效率和需求应变能力的渴望，另一个方面是信息服务运营企业对提升信息服务的范围、扩大业务规模和能力的企图和降低运营成本的考虑。

    从各种文献中我们可以看到，面向业务体系结构的概念和定义很多、也很广泛，它们反映了不同的人群从不同的角度看待和理解在企业信息化的过程中以面向业务的观点处理业务流程及其在分布式环境下软件实现的解决方案。从严谨性的角度，结构化标准促进组织(OASIS)[10]对面向业务体系结构的参考模型的定义可以更准确地看出SOA对电信业务网络的意义。

    OASIS对于SOA的定义是：面向业务体系结构是通过统一的提供、发现、交互和使用“能力”的方法，给出对一组属于不同拥有者控制的“能力”的组织和运用方式，用以产生具有可测度的前提与预见的结果。从作用上看，面向业务体系结构就是用来有效地适配业务提供者的“能力”和业务消费者的“需求”之间的一种可以管理的机制。

    在面向业务的体系结构中，表达这种机制的最重要的概念就是业务。所谓业务就是指通过指定接口提供的，执行过程受到业务描述中的策略和限制约束的，对一个或多个“能力”进行存取的机制。

    在另一方面，为了提高软件的开发效率和复用度，多年来关于体系结构的讨论一直没有停止过。事实上，人们争论的焦点并不在是否需要功能分解和模块化这样的普遍性问题上，而是在模块的粒度、和传统系统的互联能力以及追求业务的灵活性还是模块的复用度上。

    因此，面向业务的体系结构也被认为是一种软件方法。按照Yvonne Balzer和Thomas Erl对面向业务的体系结构的定义[11]，对面向业务体系结构软件的开发、使用和维护强调以下基本原则：

• 可重复使用, 粒度, 模组性, 可组合型, 构件化以及具交互操作性；
• 符合标准(通用的或行业的)；
• 服务的识别和分类，提供和发布，监控和跟踪；
  

    而对于软件体系结构的设计，则必须遵从：

• 服务的封装；
• 服务关系：服务之间的关系最小化，只是互相知道；
• 服务契约：服务按照服务描述文档所定义的服务契约行事;
• 务抽象：除了服务契约所描述的内容，服务将对外部隐藏逻辑；
• 服务的重用性：将逻辑分布在不同的服务中，以提高其重用性；
• 服务的可组合性：一组服务可以协调工作并组合起来形成一个组合服务；
• 服务自治：服务对所封装的逻辑具有控制权；
• 服务无状态：服务将一个活动所需保存的资讯最小化；
• 服务的可被发现性：服务需要对外部提供描述资讯，这样可以通过现有的发现机制发现并访问服务。
  

    上述的对于面向业务体系结构的动机、定义和设计原则，体现了面向业务体系结构的基本思想。这是我们分析具有面向业务体系结构的下一代电信业务网络和传统电信业务网络差异，寻找新业务的开发点的重要依据。

3 面向业务体系结构与传统电信业务体系结构的差异
    依据OASIS的定义和面向业务体系结构的软件设计原则，我们可以发现具有面向业务体系结构的电信业务网络和传统的任何一种电信业务网络都有许多根本的不同点。认识到这些不同点，才能使我们开发面向业务体系结构的下一代电信业务网络能够超越现有的NGN/IMS，实现电信业务的创新和突破。

    (1) 能力概念的扩充
    首先，SOA支持的“能力”远远超越了NGN采用的Parlay工作组所定义的“开放业务能力”的范畴。因为在面向业务的体系结构下，这些新的能力可以来自不同的拥有者，并且可以由拥有者自行控制。特别是，这种能力不仅包含传统电信业务的通信能力和信息处理能力，更包含信息服务能力、媒体分发能力、社会网络能力甚至对用户、资源和服务的管理能力，以及企业网的信息和企业自身不同部门的信息和业务处理、企业之间的信息和业务处理，以及大量的互联网上的信息和业务处理、专用网络上的信息和业务处理、家庭网络的信息和业务处理、甚至个人的信息和业务处理能力。基于这些外部的、自治的能力开发开放的电信业务，都可以在具有面向业务体系结构的下一代电信业务网络中实现，这在过去的体系结构下是根本没有考虑过的，也根本不可能实现。

    (2) 业务概念的发展
    面向业务体系结构的机制即“业务”的概念可以远远超越传统电信业务和智能网中的呼叫处理，以及NGN中的“会话业务”的范畴。首先，传统电信业务所指的业务概念的主体，是电信网络自身，而面向业务体系结构所涉及的业务概念则是指对客户需求的抽象。传统的呼叫处理和会话业务，其核心是在一个集中的执行环境里按照预定的业务逻辑维护一组存在于呼叫或会话路径上的会话状态。传统业务在早期是封闭的，并不存在提供存取的开放业务接口。从Parlay定义呼叫处理的开放业务能力开始，呼叫处理的业务能力和各种电信网络的业务能力有了存取的接口。但是，Parlay定义的业务存取仅仅是直接对能力的存取，而面向业务体系结构的机制中提出的、按照业务描述及其相应的策略和限制约束的、可以存取一个或多个能力的业务执行机制，在电信业务网络体制中是不存在的。

    (3) 业务接口的定义
    SOA的业务接口和传统通信业务网络中的用户接口(UNI)和网络接口(NNI)有着完全不同的含义。在传统通信业务网络中，所有的接口都是用来接入网络中的业务节点的。这个节点通常是一个物理上的交换机，或是一台物理上的服务器。所以，所有传统的“接入”都包含了几个默认的限制：接入地点、接入带宽和接入服务器的接入处理能力。同时，对于这种物理的接入还必须考虑到接入的可靠性、安全性和容错能力，这些都会在接口中表现出来，从而造成接口的复杂性。在SOA体系下，把和物理设备相关的能力和对业务的接入和存取分开，业务接口就与物理设备无关。这样，上述和物理接口相关的性能限制，以及和可靠性、安全性和容错能力相关的需求，都被SOA的机制隔离了。这不仅意味着业务接口的复杂性大大下降，也意味着业务接口的功能可以得到大幅度的提高。

    (4) 能力到业务的变换
    这也是上面问题的推论，SOA机制的作用是在所有的能力和所有的需求之间的空间变换。因此，SOA机制可以看成是建立在各种不同性质的、处于不同位置的物理能力之上，并支持各种需求的两个空间之间的变换层。这也是和传统电信业务网络完全不同的特点[12]。传统电信业务网络中的业务层是一个建立在传送网络和应用之间的层网，是网络中的一层。因此，无论在层网之上还是在层网之下，对应的是这个网络层中的不同层次的物理业务节点，而SOA提供的业务接口则是和物理网络、物理节点无关的。在这种情况下，业务的集成和对业务的存取都可以在任意的地点进行，而不必考虑任何与网络、地点、服务器处理能力相关的因素。

    (5) 业务逻辑的实现形态
    在传统的电信业务网络中，业务控制的逻辑是事先制作的、多点状态维护的和固定单点集中执行的，即所谓远过程调用的实现形态。即使在IMS架构中，会话业务控制的状态也是需要被多个会话状态控制功能(CSCF)维护，而业务逻辑也需要在应用服务器中执行。与此不同的是，在互联网的Web访问体系中，包含业务逻辑的网页是业务控制的模块，它可以在任何终端的浏览器上运行，对服务器进行存取。因此，对服务器而言这些海量的网页访问是无状态的，但是服务器对每个业务请求的执行状态还是需要端对端维护的。在Web Services体系中，业务逻辑和状态是携带在工作流之中，实现各个松耦合的业务功能服务器之间的交互，并不需要服务器专门地维护每一个业务请求的执行状态。而Web 2.0则更进一步，它一方面将一个业务控制网页分解成为一些小的、通过消息机制关联的独立模块，另一方面通过SOA机制实现对业务资源的异步操作而不是对物理服务器进行访问。这样，除了终端之外，并不需要有任何服务器介入维护用户的业务逻辑和执行状态。这样做的结果，不仅简化了系统的交互结构，降低了状态维护需要的处理能力和存储能力，更有效地降低了应用开发的复杂性和运行点迁移的复杂性。由于这种SOA机制将业务控制执行点放在终端上，将业务逻辑设置在工作流中，将业务资源和能力实现了分离，不再需要那些分属不同部门或是不同企业维护的能力提供对交互状态管理的支持，从而可以使我们在异构环境下建立动态的业务开发体系。

    (6) 应用的形态
    在Web 2.0技术中我们已经看到，由于互联网上出现了日益增多的开放业务资源及应用开发工具的不断改善，使得应用开发的复杂度大大下降。应用在这里不再是复杂的功能设计、过程设计和网页设计，而变成了简单的网页编程，编制的网页程序被称为Mashup[13-14]，被分发到终端或服务器中运行。这显然代表着一种全新的应用形态，甚至引入了全新的多方协作的应用开发商业模型。因此，在Enterprise Web 2.0的环境下，应用已经被认为是无需专业软件知识，而是由企业业务流程开发部门直接设计、测试和维护。同样，在Telco Web 2.0这样的具有面向业务体系结构的下一代电信业务网络中，也将出现以网页程序Mashup为基础的应用形态。由于下一代电信业务网络的应用可以在更大的网络空间里获得业务和能力，下一代电信业务网络从而可以显著增加应用开发的创新能力、大幅度降低应用开发的复杂度，从而在更大层面上推动信息化的发展。

4 结束语
    体系结构是系统开发中的一个十分重要的问题，因为它约束了一个系统具备的潜在的能力和发展空间。由于传统电信业务网络体系结构的影响，IP多媒体电信业务的体系包括NGN/IMS，至今还是以会话业务和呼叫处理为核心的自封闭的业务体系结构。

    SOA、互联网的Web Services、Web 2.0技术，以及Enterprise Web 2.0的实践，为下一代电信业务的发展打开了一个新的窗口。

    从技术的角度看，面向业务体系结构的电信业务网络Telco Web 2.0是企业Enterprise Web 2.0的增加了网络通信能力和网络计算能力的扩展。但是，这个扩展的市场意义远远大于它的技术意义。它同时突破了电信业务发展的障碍和企业信息化发展的阻力，它将电信业务的开发建立在一个全国甚至全球的开放协作的环境之下，通过一个提供从能力到业务的变换机制，使得能力得到极大地扩充，业务的结构产生根本的改变，甚至彻底改变了应用的形态，不仅可以使得电信业务的开发和使用效率大幅度提高，更大大改善了快速相应用户需求的能力，并提供了业务创新的崭新手段，可以促进电信市场和企业信息化市场更加健康地发展，从而在实质上推动了信息化融合工业化的进程。

5 参考文献
[1] ITU-T. Next Generation Networks Global Standards Initiative (NGN-GSI) [EB/OL]. http://www.itu.int/ITU-T/ngn/introduction.html.
[2] THOMAS E. Service oriented architecture, concepts, technology and design [Ｍ]. Upper Saddle River, NJ, USA: Prentice Hall, 2005.
[3] ERIC N, GREG L. Understanding SOA with Web services [Ｍ].New York, NY, USA: Addison Wesley, 2005.
[4] TAPSCOTT D, WILLIAMS A D, WIKINOMICS. How mass collaboration changes everything [Ｍ]. New York, NY, USA: Penguin, 2007.
[5] COOK N. Enterprise 2.0: How social software will change future work?[Ｍ]. London, UK: Ashgate Publishing, 2008.
[6] TeleStrategies, Telco-Web 2.0 Service Creation Conference[EB/OL]. http://www.telestrategies.com.
[7] 杨放春,孙其博. 智能网技术及其发展[Ｍ]. 修订版. 北京: 北京邮电大学出版社, 2002.
[8] Telecommunications Information Networking Architecture Consortium (TINA-C), Principles of TINA [EB/OL]. http://www.tinac.com/about/principles_of_tinac.htm.
[9] CAMARILLO G, GARCIA-MARTIN M. The 3G IP Multimedia Subsystem (IMS): Merging the Internet and cellular worlds [Ｍ]. New York, NY, USA: John Wiley & Sons, 2006.
[10] Organization for the Advancement of Structured Information Standards (OASIS)[EB/OL]. http://www.oasis-open.org/home/index.php.
[11] MOERDIJK A J, KLOSTERMANN L. Opening the networks with parlay/OSA: standards and aspects behind the APIs [J]. IEEE Network, 2003, 17(3):58-64.
[12] 3GPP. Service Capability Interaction Manager (SCIM) in IP Multimedia Subsystem [R].3GPP TS23.002.
[13] Dictionary of Mashups and Web 2.0 APIs [EB/OL]. [2008-07-15]. http://www.programmableweb.com.
[14] Dictionary of Mashups and Web 2.0 APIs[EB/OL]. [2008-07-15]. http://www.webmashup.com.

收稿日期：2008-07-15

[摘要] 传统上基于信令的电信业务控制体系和由此发展出来的智能业务体系，甚至包括被视为电信网络发展方向的下一代网络(NGN)和IP多媒体子系统(IMS)，在业务生成和业务控制上是封闭的，而且是基于集中式计算模型的，对电信业务的丰富和发展形成了体制性障碍。面向业务体系结构(SOA)、Web Services以及Web 2.0技术是互联网、分布式计算和企业信息化等领域的最新技术。根据OASIS对于面向业务体系结构(SOA)的定义，面向业务概念下的电信业务体系结构比传统电信业务体系结构显著扩充了能力结构、延展了业务的概念、改变了业务接口的定义、增加了从业务到能力的转换机制，并大大简化了应用的形态。

[关键词] 电信业务；NGN；Web 2.0；Web Services；Telco Web 2.0；SOA；分布式计算

[Abstract] It has been the obstacle in Telco service development for traditional signaling based intelligent network service control architecture, even Next Generation Network (NGN) and IP Multimedia Subsystem (IMS) that are pictured as the fundamental of future services, because it is closed in service creation and service control implemented on a centralized computing platform. As the newest approaches in Internet, distributed computing and enterprise information services, Service Oriented Architecture (SOA) and associated Web services and Web 2.0 technologies have been widely accepted in information and service industry in past years. Based on the SOA definition of OASIS, Telco services will bring tremendous opportunities for service development with their disruptive innovation in capability expansion, service definition, service interfacing, service-capability mapping and application generation.

[Keywords] Telco service; NGN; Web 2.0; Web Services; Telco Web 2.0; SOA; distributed computing