一、NFS服务简介
NFS 是Network File System的缩写,即网络文件系统。一种使用于分散式文件系统的协定,由Sun公司开发,于1984年向外公布。功能是通过网络让不同的机器、不同的 *** 作系统能够彼此分享个别的数据,让应用程序在客户端通过网络访问位于服务器磁盘中的数据,是在类Unix系统间实现磁盘文件共享的一种方法。
NFS 的基本原则是“容许不同的客户端及服务端通过一组RPC分享相同的文件系统”,它是独立于 *** 作系统,容许不同硬件及 *** 作系统的系统共同进行文件的分享。
NFS在文件传送或信息传送过程中依赖于RPC协议。RPC,远程过程调用 (Remote Procedure Call) 是能使客户端执行其他系统中程序的一种机制。NFS本身是没有提供信息传输的协议和功能的,但NFS却能让我们通过网络进行资料的分享,这是因为NFS使用了一些其它的传输协议。而这些传输协议用到这个RPC功能的。可以说NFS本身就是使用RPC的一个程序。或者说NFS也是一个RPC SERVER。所以只要用到NFS的地方都要启动RPC服务,不论是NFS SERVER或者NFS CLIENT。这样SERVER和CLIENT才能通过RPC来实现PROGRAM PORT的对应。可以这么理解RPC和NFS的关系:NFS是一个文件系统,而RPC是负责负责信息的传输。
二、系统环境
系统平台:CentOS release 56 (Final)
NFS Server IP:1921681108
防火墙已关闭/iptables: Firewall is not running
SELINUX=disabled
三、安装NFS服务
NFS的安装是非常简单的,只需要两个软件包即可,而且在通常情况下,是作为系统的默认包安装的。
nfs-utils- :包括基本的NFS命令与监控程序
portmap- :支持安全NFS RPC服务的连接
1、查看系统是否已安装NFS
系统默认已安装了nfs-utils portmap 两个软件包。
2、如果当前系统中没有安装NFS所需的软件包,需要手工进行安装。nfs-utils 和portmap 两个包的安装文件在系统光盘中都会有。
# mount /dev/cdrom /mnt/cdrom/
# cd /mnt/cdrom/CentOS/
# rpm -ivh portmap-40-65221i386rpm
# rpm -ivh nfs-utils-109-50el5i386rpm
# rpm -q nfs-utils portmap
四、NFS系统守护进程
nfsd:它是基本的NFS守护进程,主要功能是管理客户端是否能够登录服务器;
mountd:它是RPC安装守护进程,主要功能是管理NFS的文件系统。当客户端顺利通过nfsd登录NFS服务器后,在使用NFS服务所提供的文件前,还必须通过文件使用权限的验证。它会读取NFS的配置文件/etc/exports来对比客户端权限。
portmap:主要功能是进行端口映射工作。当客户端尝试连接并使用RPC服务器提供的服务(如NFS服务)时,portmap会将所管理的与服务对应的端口提供给客户端,从而使客户可以通过该端口向服务器请求服务。
五、NFS服务器的配置
NFS服务器的配置相对比较简单,只需要在相应的配置文件中进行设置,然后启动NFS服务器即可。
NFS的常用目录
/etc/exports NFS服务的主要配置文件
/usr/sbin/exportfs NFS服务的管理命令
/usr/sbin/showmount 客户端的查看命令
/var/lib/nfs/etab 记录NFS分享出来的目录的完整权限设定值
/var/lib/nfs/xtab 记录曾经登录过的客户端信息
NFS服务的配置文件为 /etc/exports,这个文件是NFS的主要配置文件,不过系统并没有默认值,所以这个文件不一定会存在,可能要使用vim手动建立,然后在文件里面写入配置内容。
/etc/exports文件内容格式:
<输出目录> [客户端1 选项(访问权限,用户映射,其他)] [客户端2 选项(访问权限,用户映射,其他)]
a 输出目录:
输出目录是指NFS系统中需要共享给客户机使用的目录;
b 客户端:
客户端是指网络中可以访问这个NFS输出目录的计算机
客户端常用的指定方式
指定ip地址的主机:1921680200
指定子网中的所有主机:19216800/24 19216800/2552552550
指定域名的主机:davidbsmartcn
指定域中的所有主机:bsmartcn
所有主机:
c 选项:
选项用来设置输出目录的访问权限、用户映射等。
NFS主要有3类选项:
访问权限选项
设置输出目录只读:ro
设置输出目录读写:rw
用户映射选项
all_squash:将远程访问的所有普通用户及所属组都映射为匿名用户或用户组(nfsnobody);
no_all_squash:与all_squash取反(默认设置);
root_squash:将root用户及所属组都映射为匿名用户或用户组(默认设置);
no_root_squash:与rootsquash取反;
anonuid=xxx:将远程访问的所有用户都映射为匿名用户,并指定该用户为本地用户(UID=xxx);
anongid=xxx:将远程访问的所有用户组都映射为匿名用户组账户,并指定该匿名用户组账户为本地用户组账户(GID=xxx);
其它选项
secure:限制客户端只能从小于1024的tcp/ip端口连接nfs服务器(默认设置);
insecure:允许客户端从大于1024的tcp/ip端口连接服务器;
sync:将数据同步写入内存缓冲区与磁盘中,效率低,但可以保证数据的一致性;
async:将数据先保存在内存缓冲区中,必要时才写入磁盘;
wdelay:检查是否有相关的写 *** 作,如果有则将这些写 *** 作一起执行,这样可以提高效率(默认设置);
no_wdelay:若有写 *** 作则立即执行,应与sync配合使用;
subtree:若输出目录是一个子目录,则nfs服务器将检查其父目录的权限(默认设置);
no_subtree:即使输出目录是一个子目录,nfs服务器也不检查其父目录的权限,这样可以提高效率;
六、NFS服务器的启动与停止
在对exports文件进行了正确的配置后,就可以启动NFS服务器了。
1、启动NFS服务器
为了使NFS服务器能正常工作,需要启动portmap和nfs两个服务,并且portmap一定要先于nfs启动。
# service portmap start
# service nfs start
2、查询NFS服务器状态
# service portmap status
# service nfs status
3、停止NFS服务器
要停止NFS运行时,需要先停止nfs服务再停止portmap服务,对于系统中有其他服务(如NIS)需要使用时,不需要停止portmap服务
# service nfs stop
# service portmap stop
4、设置NFS服务器的自动启动状态
对于实际的应用系统,每次启动LINUX系统后都手工启动nfs服务器是不现实的,需要设置系统在指定的运行级别自动启动portmap和nfs服务。
# chkconfig --list portmap
# chkconfig --list nfs
设置portmap和nfs服务在系统运行级别3和5自动启动。
# chkconfig --level 35 portmap on
# chkconfig --level 35 nfs on
七、实例
1、将NFS Server 的/home/david/ 共享给19216810/24网段,权限读写。
服务器端文件详细如下:
# vi /etc/exports
/home/david 19216810/24(rw)
2、重启portmap 和nfs 服务
# service portmap restart
# service nfs restart
# exportfs
3、服务器端使用showmount命令查询NFS的共享状态
# showmount -e//默认查看自己共享的服务,前提是要DNS能解析自己,不然容易报错
# showmount -a//显示已经与客户端连接上的目录信息
4、客户端使用showmount命令查询NFS的共享状态
# showmount -e NFS服务器IP
5、客户端挂载NFS服务器中的共享目录
命令格式
# mount NFS服务器IP:共享目录 本地挂载点目录
# mount 1921681108:/home/david/ /tmp/david/
# mount |grep nfs
挂载成功。
查看文件是否和服务器端一致。
6、NFS的共享权限和访问控制
现在我们在/tmp/david/ 里面建立一个文件,看看权限是什么
# touch 20130103
这里出现Permission denied,是因为NFS 服务器端共享的目录本身的写权限没有开放给其他用户,在服务器端打开该权限。
# chmod 777 -R /home/david/
再次在客户端/tmp/david/ 里面建立一个文件
我用root 用户建立的文件,变成了nfsnobody 用户。
NFS有很多默认的参数,打开/var/lib/nfs/etab 查看分享出来的/home/david/ 完整权限设定值。
# cat /var/lib/nfs/etab
默认就有sync,wdelay,hide 等等,no_root_squash 是让root保持权限,root_squash 是把root映射成nobody,no_all_squash 不让所有用户保持在挂载目录中的权限。所以,root建立的文件所有者是nfsnobody。
下面我们使用普通用户挂载、写入文件测试。
# su - david
$ cd /tmp/david/
$ touch 2013david
普通用户写入文件时就是自己的名字,这也就保证了服务器的安全性。
关于权限的分析
1 客户端连接时候,对普通用户的检查
a 如果明确设定了普通用户被压缩的身份,那么此时客户端用户的身份转换为指定用户;
b 如果NFS server上面有同名用户,那么此时客户端登录账户的身份转换为NFS server上面的同名用户;
c 如果没有明确指定,也没有同名用户,那么此时 用户身份被压缩成nfsnobody;
2 客户端连接的时候,对root的检查
a 如果设置no_root_squash,那么此时root用户的身份被压缩为NFS server上面的root;
b 如果设置了all_squash、anonuid、anongid,此时root 身份被压缩为指定用户;
c 如果没有明确指定,此时root用户被压缩为nfsnobody;
d 如果同时指定no_root_squash与all_squash 用户将被压缩为 nfsnobody,如果设置了anonuid、anongid将被压缩到所指定的用户与组;
7、卸载已挂载的NFS共享目录
# umount /tmp/david/
八、启动自动挂载nfs文件系统
格式:
<server>:</remote/export> </local/directory> nfs < options> 0 0
# vi /etc/fstab
保存退出,重启系统。
查看/home/david 有没有自动挂载。
自动挂载成功。
九、相关命令
1、exportfs
如果我们在启动了NFS之后又修改了/etc/exports,是不是还要重新启动nfs呢?这个时候我们就可以用exportfs 命令来使改动立刻生效,该命令格式如下:
# exportfs [-aruv]
-a 全部挂载或卸载 /etc/exports中的内容
-r 重新读取/etc/exports 中的信息 ,并同步更新/etc/exports、/var/lib/nfs/xtab
-u 卸载单一目录(和-a一起使用为卸载所有/etc/exports文件中的目录)
-v 在export的时候,将详细的信息输出到屏幕上。
具体例子:
# exportfs -au 卸载所有共享目录
# exportfs -rv 重新共享所有目录并输出详细信息
2、nfsstat
查看NFS的运行状态,对于调整NFS的运行有很大帮助。
3、rpcinfo
查看rpc执行信息,可以用于检测rpc运行情况的工具,利用rpcinfo -p 可以查看出RPC开启的端口所提供的程序有哪些。
4、showmount
-a 显示已经于客户端连接上的目录信息
-e IP或者hostname 显示此IP地址分享出来的目录
5、netstat
可以查看出nfs服务开启的端口,其中nfs 开启的是2049,portmap 开启的是111,其余则是rpc开启的。
最后注意两点,虽然通过权限设置可以让普通用户访问,但是挂载的时候默认情况下只有root可以去挂载,普通用户可以执行sudo。
NFS server 关机的时候一点要确保NFS服务关闭,没有客户端处于连接状态!通过showmount -a 可以查看,如果有的话用kill killall pkill 来结束,(-9 强制结束)简单说,分布式是以缩短单个任务的执行时间来提升效率的,而集群则是通过提高单位时间内执行的任务数来提升效率。
例如:
如果一个任务由10个子任务组成,每个子任务单独执行需1小时,则在一台服务器上执行改任务需10小时。
采用分布式方案,提供10台服务器,每台服务器只负责处理一个子任务,不考虑子任务间的依赖关系,执行完这个任务只需一个小时。(这种工作模式的一个典型代表就是Hadoop的Map/Reduce分布式计算模型)
而采用集群方案,同样提供10台服务器,每台服务器都能独立处理这个任务。假设有10个任务同时到达,10个服务器将同时工作,10小后,10个任务同时完成,这样,整身来看,还是1小时内完成一个任务!
以下是摘抄自网络文章:
一、集群概念
1 两大关键特性
集群是一组协同工作的服务实体,用以提供比单一服务实体更具扩展性与可用性的服务平台。在客户端看来,一个集群就象是一个服务实体,但事实上集群由一组服务实体组成。与单一服务实体相比较,集群提供了以下两个关键特性:
· 可扩展性--集群的性能不限于单一的服务实体,新的服务实体可以动态地加入到集群,从而增强集群的性能。
· 高可用性--集群通过服务实体冗余使客户端免于轻易遇到out of service的警告。在集群中,同样的服务可以由多个服务实体提供。如果一个服务实体失败了,另一个服务实体会接管失败的服务实体。集群提供的从一个出 错的服务实体恢复到另一个服务实体的功能增强了应用的可用性。
2 两大能力
为了具有可扩展性和高可用性特点,集群的必须具备以下两大能力:
· 负载均衡--负载均衡能把任务比较均衡地分布到集群环境下的计算和网络资源。
· 错误恢复--由于某种原因,执行某个任务的资源出现故障,另一服务实体中执行同一任务的资源接着完成任务。这种由于一个实体中的资源不能工作,另一个实体中的资源透明的继续完成任务的过程叫错误恢复。
负载均衡和错误恢复都要求各服务实体中有执行同一任务的资源存在,而且对于同一任务的各个资源来说,执行任务所需的信息视图(信息上下文)必须是一样的。
3 两大技术
实现集群务必要有以下两大技术:
· 集群地址--集群由多个服务实体组成,集群客户端通过访问集群的集群地址获取集群内部各服务实体的功能。具有单一集群地址(也叫单一影像)是集群的一个基本特征。维护集群地址的设置被称为负载均衡器。负载均衡器内部负责管理各个服务实体的加入和退出,外部负责集群地址向内部服务实体地址的转换。有的负载均衡器实现真正的负载均衡算法,有的只支持任务的转换。只实现任务转换的负载均衡器适用于支持ACTIVE-STANDBY的集群环境,在那里,集群中只有一个服务实体工作,当正在工作的服务实体发生故障时,负载均衡器把后来的任务转向另外一个服务实体。
· 内部通信--为了能协同工作、实现负载均衡和错误恢复,集群各实体间必须时常通信,比如负载均衡器对服务实体心跳测试信息、服务实体间任务执行上下文信息的通信。
具有同一个集群地址使得客户端能访问集群提供的计算服务,一个集群地址下隐藏了各个服务实体的内部地址,使得客户要求的计算服务能在各个服务实体之间分布。内部通信是集群能正常运转的基础,它使得集群具有均衡负载和错误恢复的能力。
二、集群分类
Linux集群主要分成三大类(高可用集群, 负载均衡集群,科学计算集群)
高可用集群(High Availability Cluster)
负载均衡集群(Load Balance Cluster)
科学计算集群(High Performance Computing Cluster)
具体包括:
Linux High Availability 高可用集群
(普通两节点双机热备,多节点HA集群,RAC, shared, share-nothing集群等)
Linux Load Balance 负载均衡集群
(LVS等)
Linux High Performance Computing 高性能科学计算集群
(Beowulf 类集群)
三、详细介绍
1 高可用集群(High Availability Cluster)
常见的就是2个节点做成的HA集群,有很多通俗的不科学的名称,比如"双机热备","双机互备","双机"。
高可用集群解决的是保障用户的应用程序持续对外提供服务的能力。 (请注意高可用集群既不是用来保护业务数据的,保护的是用户的业务程序对外不间断提供服务,把因软件/硬件/人为造成的故障对业务的影响降低到最小程度)。
2 负载均衡集群(Load Balance Cluster)
负载均衡系统:集群中所有的节点都处于活动状态,它们分摊系统的工作负载。一般Web服务器集群、数据库集群和应用服务器集群都属于这种类型。
负载均衡集群一般用于相应网络请求的网页服务器,数据库服务器。这种集群可以在接到请求时,检查接受请求较少,不繁忙的服务器,并把请求转到这些服务器上。从检查其他服务器状态这一点上看,负载均衡和容错集群很接近,不同之处是数量上更多。
3 科学计算集群(High Performance Computing Cluster)
高性能计算(High Perfermance Computing)集群,简称HPC集群。这类集群致力于提供单个计算机所不能提供的强大的计算能力。
31 高性能计算分类
311 高吞吐计算(High-throughput Computing)
有一类高性能计算,可以把它分成若干可以并行的子任务,而且各个子任务彼此间没有什么关联。象在家搜寻外星人( SETI@HOME -- Search for Extraterrestrial Intelligence at Home )就是这一类型应用。这一项目是利用Internet上的闲置的计算资源来搜寻外星人。SETI项目的服务器将一组数据和数据模式发给Internet上参加SETI的计算节点,计算节点在给定的数据上用给定的模式进行搜索,然后将搜索的结果发给服务器。服务器负责将从各个计算节点返回的数据汇集成完整的 数据。因为这种类型应用的一个共同特征是在海量数据上搜索某些模式,所以把这类计算称为高吞吐计算。所谓的Internet计算都属于这一类。按照 Flynn的分类,高吞吐计算属于SIMD(Single Instruction/Multiple Data)的范畴。
312 分布计算(Distributed Computing)
另一类计算刚好和高吞吐计算相反,它们虽然可以给分成若干并行的子任务,但是子任务间联系很紧密,需要大量的数据交换。按照Flynn的分类,分布式的高性能计算属于MIMD(Multiple Instruction/Multiple Data)的范畴。
四、分布式(集群)与集群的联系与区别
分布式是指将不同的业务分布在不同的地方;而集群指的是将几台服务器集中在一起,实现同一业务。
分布式中的每一个节点,都可以做集群。 而集群并不一定就是分布式的。
举例:就比如新浪网,访问的人多了,他可以做一个群集,前面放一个响应服务器,后面几台服务器完成同一业务,如果有业务访问的时候,响应服务器看哪台服务器的负载不是很重,就将给哪一台去完成。
而分布式,从窄意上理解,也跟集群差不多, 但是它的组织比较松散,不像集群,有一个组织性,一台服务器垮了,其它的服务器可以顶上来。
分布式的每一个节点,都完成不同的业务,一个节点垮了,那这个业务就不可访问了。I7和至强根本没办法比。至强处理器是面对服务器和工作站的,要求7X24小时工作不出现一丁点的卡死现象。也就是经过ISV认证。I7只不过是糊弄普通号称DIY高手的人而出的。给你个简单例子,980x是和至强X5600系列一条生产线出的,就因为980X体质太次,基准测试太次,才处理处理成了“DIY玩家”的至宝。所以,纯正的超频发烧友的至宝是至强X5680(能买两个还多的980X),因为X5680体质极好,能超频到12GHZ,虽说是传闻,但是从价格上我们也可以看出来980X和X5680的差距。像你要跑分,其实不超频的情况下960对E5507的差距不是很大,但是E5507肯定要比960强,尤其是3DMARKS这种面对普通DIY玩家的测试软件,不可能显示出E5507的强大。一、 集群通信系统的概念
集群(英文名为:Trunking),是一种多用户共用一组通信信道而不互相影响的技术。集群这一技术概念其实已在双向的无线通信领域中被广泛应用。
集群通信系统能使大量的用户共享相对有线的频率资源,即系统的所有可用信道可为系统内所有用户共用,具有自动识别用户,自动并动态地分配无线信道的功能,是一种多用途,高效率的移动调度通信系统
二、 集群通信系统的特点
1、 集群使用的频率
集群的工作频段为800兆频段,具体的:
· 上行频段为:806~821(MHz);下行频段为:851~866(MHz);
· 邻道之间的频率间隔为:25KHz;
· 集群系统中,通信的双方(基站和用户终端)采用两个频率为一组,实现双向通信;
· 一组频点的上下行频率间隔为:45MHz;
2、 集群通信的工作方式
集群系统中基站采用双频全双工的工作方式,用户终端则根据不同的工作模式采用不同的工作方式:
调度模式下,采用双频半双工方式;
电话模式下,若用户终端为全双工类型的终端可采用双频全双工方式;若为单工用户机,则只能采用双频半双工方式;
双频全双工的定义:通信双方采用两个频率为一组,通信的任何一方在发射的同时也能接收, *** 作方便,无需进行按键通信。
双频半双工的定义:通信的双方采用两个频率为一组,通信的一方(基站)为全双工方式工作;另一方为单工方式,即在发射的同时无法接收,在接收的同时也无法发射,只能采用按键发话,松键收听的方式。
3、 集群系统的组网方式
模拟集群系统一般采用小容量大区制的覆盖(又称为单站结构),模拟联网的集群系统和数字集群系统一般采用大容量小区制的覆盖(又成为蜂窝网结构);
所谓大区制是指用一个基站覆盖整个业务区,业务区半径一般为30km左右,以可大至60km。大区制一般可容纳几千至上万用户。
所谓小区制是将整个服务区话分为若干无线小区(有称基站区),每个小区服务半径为2~10km。采用该组网方式的系统中频率可以重复利用,而且根据小区分割模式不同可采用不同的频率复用方式。
4、 集群系统的基本功能
集群系统所共有的基本功能如下:
1、具有强劲的调度通信功能;
2、兼备有与公共电话网和公共移动通信网互联的电话通信功能;
3、智能化的用户移动行管理功能;
5、 智能化的无线信道分配管理、系统控制和交换功能;
三、 集群通信系统分类
1、按控制方式分
有集中控制和分布控制。集中控制是指一个系统中有一个独立的智能控制器统一控制、管理资源和拥护。分布式控制方式是指每个信道都有一个单独的控制起,这些控制器分别独立的控制、管理相应的系统资源和一部分用户。
2、按信令方式分
有共路信令和随路信令方式。共路信令是指基站或小区内设定了一个专门的信道作为控制信道,用以接收用户机发出的通信、入网等请求信号,同时传输系统的控制信令,向用户下达信道分配信息和用户通知信息。
3、按通话占用信道分
有信息集群、传输集群和准传输集群。信息集群是指用户完成一次通信后,该信道仍为该用户保留一段时间(一般为10秒左右),以确保该用户在这段时间内再次呼叫时仍能成功占用信道,如此来保证信息的完整性;传输集群是指当用户完成一次通信后,新道立即释放,以提供系统再次分配,如此来提高系统资源的利用率;准传输集群是介于以上两种之间的一种集群方式,即信道保留的时间略短于信息集群(一般为3秒左右)。
4、按信令占信道方式分
有固定式和搜索式。固定实是指信令信道(控制信道)是系统中固定的一个信道,用户在入网或业务请求式固定向该信道发起请求;搜索式是指信令信道不固定,由系统随机指定,用户每次入网或业务请求均必须搜索信令信道。
模拟集群
一、设备及组织结构
本公司三个集群基站均采用美国MOTOROLA公司生产的集群移动通信系统SMARTNETII,系统组成如图所示,主要由中央控制器、电话互联终端、集群信道机、收发天线共用器、天线、系统管理终端、系统监视终端、移动台和手机等设备组成。如图3-1
中央控制器:
负责控制和管理整个系统的运行,包括:选择和分配可用信道;监视话音信道活动;监测和报告告警情况;为系统管理提供接口等。
电话互联终端(CIT):
是集群通信网与有线电话网的接口,供调度台和移动台自动接入有线电话网之用。
集群信道机:
分为控制信道和话音信道,提供中央控制器与用户设备间的接口。每个信道机要求一部发射机和一部收发信机全双工工作。
系统管理终端:
提供系统 *** 作员输入或修改系统运行参数、设备状态及告警报告、调整系统定时及系统接续参数、报告信道工作状态及控制用户接入系统等。
天馈系统:
天馈系统包括从天线到传输线接头为止的所有匹配、平衡、移相或其他耦合装置,包括天线、发射机合路器、接收机多路耦合器、传输线、雷电保护和避雷器及塔顶放大器等。
模拟集群系统组织结构图
二、功能简介
1、 用户终端实现的功能:
组呼:通话小组是集群系统中最基本的通信组织。通过用户机编码可以将多个用户机编在一个通话小组中,用户机按键进行组呼,只有同一组码的用户机才能与本小组内的成员进行通信。
私线呼叫(单呼):一个用户机能有选择性地指定用户与其建立单独通话。
呼叫提示:由一方用户机发起的对另一方用户机的寻呼,被叫的一方机器会间隔几秒钟发出"嘟嘟"的响声,直到被叫用户响应,同时被叫方的机器将会显示主叫方的用户ID;被叫用户此时若直接按键,会向主叫方发起一次私线呼叫。
电话互连:集群用户可以通过系统拨打有线电话(市话、长话),市话用户也可通过二次拨号与集群用户建立电话通信。
紧急呼叫:由用户按紧急呼叫键发起,紧急呼叫具有最高等级,当信道遇忙时,通常有两种方式:队首式和强拆式。
2、 系统管理实现的功能:
系统对用户机ID码的识别和管理
用户每一次申请,系统都必须对其ID码进行认别,以辨别其合法性及小组归属。
用户机功能的遥闭、授权、开启
系统可以根据需要对分散在各处的用户机进行空中关闭---遥闭或开启。系统也可以对用户机优先等级、电话功能等进行远程授权或取消。
遇忙排队
当用户发起呼叫申请时,系统内无空闲信道,则系统记录下用户机的ID码并进行排队,按一定的程序进行处理。
动态的信道分配
由系统中央控制器根据系统当前的状态按一定的顺序进行向用户提供动态的信道分配。
故障弱化模式
当中央控制器或所有的控制信道故障时,系统会工作在故障弱化模式下,这时所有用户机以常规模式工作,占用用户机编程时设定的故障弱化信道进行通信。
系统的故障诊断和处理、状态监视、系统参数的调整
· 系统能对于当前发生在信道机或控制器部件上的故障作出响应和处理,将故障的部件自动暂闭,以使系统不再将用户的通信分配上去。
· 系统对当前的运行状态进行不断的监视,如哪些/哪个信道机被占用,哪些空闲,哪些故障等,以便在信道分配时作出准确的处理。
· 系统内有大量的参数,可以通过系统管理终端进行及时的远程调整。
数字集群
IDEN(Integrated Digital Enhanced Networks)是美国MOTOROLA公司生产的800M数字集群移动通信系统,这个系统是利用了多项先进的数字话技术,能在一部iDEN用户机上集成了调度、电话、短信、数传四项功能。其先进的无线射频技术使得一个25kHz的载频上容纳6路话音,从而使得有限的频点得到了更大程度的利用。iDEN数字集群通信网具有大容量、大覆盖区、高保密和高通话清晰度的特点。
1、 组织结构及设备
iDEN的基本组织结构包含:调度子系统、互联子系统、 *** 作维护子系统、计费及用户数据管理子系统和基站子系统;
运行管理中心(MSO):是上层网络控制和交换设备所在的机房,负责执行系统的日常管理,为长期的网络工程系统监控和规划工具提供数据库资料。在MSO中包含的子系统为:调度子系统、互联子系统、OMC子系统、计费及用户数据管理子系统;
*** 作维护中心(OMC):承担对全网设备的管理,对运行参数进行设置和修改,收集运行数据,监控系统运行情况。
计费及用户数据管理子系统(ADC):实现对用户进行的开、关、授权、采集计费数据等功能。
基站子系统: 包含了分布在全市各个方向上的基站(EBTS-增强型基站传输系统)。各个基站通过E1数字中继线路与MSO设备联接。在本公司的iDEN基站系统中目前分布在外环线以内的基站均为3扇区的基站,分布在外环线以外的基站为全向基站。
调度子系统包含以下设备:
调度应用处理器(DAP):为调度通信提供了总体的协调、控制和实时的调度呼叫处理,实现了调度通信时所需的资源管理、用户访问控制、位置跟踪和调度子系统内所有设备的网络管理,同时也为OMC子系统提供接口;DAP包含了D-HLR、D-VLR、i-HLR
· D-HLR:调度归属位置寄存器,是一个驻留在硬盘上的用户数据库。用以记录用户与调度通信相关的身份码、权限、通话组号、开设的调度业务类别等;
· D-VLR:调度访问位置寄存器,是一个驻留在内存上的用户数据库,用以记录在系统中当前一开机的调度用户状态、位置以及相关权限等;
· i-HLR:分组业务归属位置寄存器,是一个与分组数传业务相关的用户数据库,用以记录为用户的分组数传业务分配的IP地址;
快速分组交换机(MPS):在DAP的控制下将来自基站的话音分组进行复制,根据DAP的指令在各个基站之间实现话音分组的交换。
移动数据网关(MDG):是一个企业基叫环路由器,通过该接口网关可以建立起与其他intranet或internet的互联路由
互联子系统包括以下设备:
移动交换中心(MSC):为iDEN用户的电话通信提供了控制管理和实时的呼叫处理和话音交换功能。另一方面,又为MSC与公共电话网(PSTN)之间的互联提供了接口。MSC包含了T-HLR和T-VLR
· T-HLR:电话归属位置寄存器,是一个集成在MSC交换机核心内的用户数据库。记录了所有用户与电话通信相关的身份码、业务类型和状态等。
· T-VLR:电话访问位置寄存器,是一个驻留在交换机核心内存上的用户数据库。记录了当前开机用户的位置、状态等。
短消息业务服务中心:(SMS-SC)为用户的短消息提供接收、存储和转发功能。
基站控制器(BSC): 是基站与MSC之间的接口,又称为A接口。它一方面实现了将电话通信的话音从EBTS接续至MSC进行交换;另一方面也将公共有线电话网内的交换信令转换为移动电话应用信令,为移动用户与PSTN之间的通信建立信令握手。BSC包括BSC-CP,和BSC-XCDR
· BSC-CP(基站控制器-处理器):承担呼叫处理,包括信令转换、话音接续等。
· BSC-XCDR(基站控制器-话音变码器): 提供PSTN网内使用的PCM话音编码和iDEN EBTS系统内使用的VSELP话音编码之间的转换
iDEN基本网络结构
二、关键技术
· 时分多址TDMA技术:是把时间分割成周期性的帧,每一帧在分割成若干个时隙。然后根据一定的时间分配原则,使各个移动台在每帧内只能按指定的时隙向基站发送信号,在满足定时和同步的条件下,基站可以分别在各时隙中接受各移动台的信号而不混扰。同时基站发向多个移动台的信号都按顺序安排在预定的时隙中传输,各移动台只要在指定的时隙内接收,就能在合路的时隙中把发给它的信号区分出来。
iDEN系统把每个25kHz信道分割为6个时隙,每个时隙占15ms。
· VESLP语音编码技术(矢量和激励线性预测编码技术):将90ms的模拟话音压缩为15ms的数字信号。以适应其在一个15ms的时隙信道内传送。
· M-16QAM调制技术(多路复用-16点阵正交振幅调制技术):这是一种专为集群系统设计的调制技术这种调制方式具有线形频谱,克服时间扩散产生的影响。
三、 承载业务
1、新增的用户机功能
新增的调度功能:
· 组呼
--本地呼叫(支持用户在其归属的Service Area的小区内进行呼叫)
--选区呼叫(支持用户选择某一Service Area进行呼叫)
--广域呼叫(支持用户在iDEN区域网络的任何位置进行呼叫)
· 单呼
--私线呼叫
--呼叫提示
· 紧急呼叫-在按下紧急呼叫按钮后,允许该用户强拆本组用户在用的通信,使本组内所有成员均收听到其话音;
· 单站 *** 作模式(ISO)---- ISO功能支持当一个基站失去与MSO的链接后,仍能保持在该机站范围内的受限的调度功能
· 移动用户状态消息----允许有增强功能的MS单机向iDEN增强型调度台或其他有此功能的MS发送预定义的状态短信;
· 多组通信(MSTG)---- MSTG支持调度模式下可访问一个主要的通话组和3个辅助的通话组;
增强的电话功能:
· 蜂窝小区和双工漫游
· 呼叫等待、三方会谈、呼叫转移
· 自动漫游和越区切换
短消息收发功能-在用户机不具备接收短信的条件下(如:关机、不在服务区或手机存储器已满等),信息存储在短信中心内,在用户可以接受时(如开机并在服务区内等),信息发送给用户;
分组数传功能-在16QAM调制技术下,一个载频的传输速率为22Kbit/s;
2、新增的系统管理功能
(1) 配置管理,如:改变显示基站设备及系统网络管理设备的配置、改变和显示控制用户机的数据库、报告所有数据库的最新数据、确定用户机的使用功能等
(2) 计费管理:记录用户机在空中的使用时间和时长,输出记录的数据到计算机
(3) 错误诊断管理:显示各类设备的故障报告、告警报告、输出各设备的状态变化信息、进行环路反馈的测试等。
(4) 安全保密管理:控制有关人员对系统资源的访问、提供用户机的无线遥毙、开启功能等。
(5) 运行管理:对运行着的设备进行有针对性的监控、收集和处理各类运行数据。
四、用户机编码结构
· IMEI(international Mobile Equipment Identifier)-国际移动终端设备身份码,这是一台用户终端再生产过程中有生产厂家根据国际标准给移动台设立的,在国际范围内唯一的机器编号。该编码长15个字节,编写在移动台硬件芯片(如SIM卡)中。
· IMSI(International Mobile Station Identifier)- 国际移动台身份码,这是由服务提供商为移动台设立的,在国际范围内唯一的身份码。改编码长15个字节,系统首先在上层网络设备中进行分配,在数据库中建立并存储起IMEI于IMSI的唯一对应关系,移动台在首次开机注册时在通过了系统鉴定后,由控制信道上读取并自动存储在移动台内存中。
· TMSI(Temporary Mobile Station Identifier)-临时的移动台身份码,这是由系统在移动台每次的开机或更新位置区域时分配的编码,在VLR范围内唯一。该编码是为了防止用户身份的盗用,同时节省呼叫建立的时间。
· MSISDN(Mobile Station ISDN)-移动台ISDN号码,是一个电话号码,它唯一地标识了移动它在iDEN网和PSTN网内的身份,iDEN用户在电话通信时使用该号码。该号码长度部超过15个字节。
· FLEET & MEM-调度大组号及成员号,大组号在整个iDEN系统内唯一的标识了一个单位或团体;成员号则在该大组范围内唯一的标识了一个调度用户单机。
· Talkgroup-通话组号,在FLEET范围内唯一,它将FLEET范围内的成员组织为一个一个独立调度的小组。
五、 用户机与系统之间的部分叫呼过程
1、关于用户机的身份码分配过程
首先由管理员登录到系统管理终端连接到系统的HLR(归属位置登记器),将记录在用户机CPU内存中的串号(IMEI-国际移动设备标识符)登记到HLR中,为其分配一个在系统中有效的且唯一的IMSI(国际移动用户标识),以及一系列的其他参数,包括编组情况。所有这些参数必须确保在HLR内正确地成功注册。
在HLR中IMEI和IMSI必须都保持唯一,即一个IMEI对应一个IMSI,一个IMSI也只能分配给一个用户机。
2、 用户机在系统中的登记过程
用户机的每次开机时与系统之间相互传递数据的过程为登记过程。
用户机在注册后的首次登记时将IMEI通过基站传送至系统中心设备,系统收到后与用户机之间执行鉴证过程。当鉴证通过后,将IMSI、Individual ID(一个半固定的身份码)等通过基站发送给用户机。
用户机以后每次的开机时所触发的登记过程向系统发送IMSI,在鉴证通过后收到Individual ID等。
用户机在成功地开机登记后到关机之前,每次位置更新和业务通信申请时,均向系统传递Individual ID。
用户机的鉴证过程:
系统HLR产生一个随机数,传送到系统的CPU上执行一次运算(特定的运算程序)得到与此随机数相应的结果值,保存在VLR(访问位置寄存器)中。随机数通过基站发送给用户机。
用户机收到随机数后由用户机的CPU进行相关的运算,并将其得到的结果数通过基站传送给VLR,VLR将此结果数与系统运算的结果数比较,两数相等,则鉴证正确,通过;反之则鉴证失败,系统拒绝该用户机入网。
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