1 前言
HLR作为移动核心网中所有业务的基础支撑网元，负责全网用户数据的存储，其中不仅包括用户的静态数据（用户识别码IMSI、移动设备码、接入的优先级、预定业务类型以及保密参数等），还包括用户位置更新、补充业务激活状态等动态数据。HLR的稳定性与否直接关系到网络的正常运营，因此是GSM网络中的关键节点。
随着移动用户的迅猛增长，现网中HLR的容量越来越大，而一旦大容量的HLR出现故障，HLR业务中断将直接对网络质量和用户感知度产生巨大的影响，同时给运营商带来巨大的经济损失；此外，自然灾害（火灾、地震等）或人为原因造成的故障，也对网络的安全性与稳定性带来较大的影响。
为进一步提高网络安全性、保障漫游功能和来话呼叫成功率，对HLR进行整机的冗余备份是非常必要的。
2 容灾方式介绍
HLR的容灾备份方式分为实时备份（静态数据和动态数据的实时备份）和非实时备份（静态数据的实时备份）：
实时备份方式主要用于主用HLR与容灾HLR为同厂家设备的容灾，需要容灾HLR实时同步备份主用HLR的静态数据和动态数据。由于静态数据和动态数据都做到了主用HLR与容灾HLR实时的同步，因此，主用HLR宕机后，容灾HLR能实时接管，业务不受影响。
非实时备份方式多用于主用HLR与容灾HLR为不同厂家设备的容灾，对于静态数据的备份与实时备份方式一致。由于不同厂家设备数据格式不一致，实时同步动态数据较为困难，因此在主用HLR宕机后，容灾HLR接管主用HLR业务时，必须发送HLR RESET消息到所有VLR，强制用户进行位置更新。由于此刻容灾HLR中没有用户的最新位置信息，因此在一段时间内用户做被叫不能成功，业务会受到影响。
3 容灾方式的同步机制
3.1 静态数据同步
静态数据包括现网HLR用户的静态数据和后期增量用户的静态数据。对于现网HLR用户静态数据的备份，前期需一次性备份现有主用HLR用户静态数据到备份HLR。对于后期的增量数据，日常维护中利用BOSS系统实时同步相应主用HLR的静态用户数据，存在同构方式和异构方式两种情况。在同构方式中，BOSS系统将用户数据通过营业厅接口发到主用HLR，主用HLR通过IP连接主动将静态数据同步到容灾HLR，见图1。
图1 同构方式静态数据同步
在异构方式中，BOSS系统在对主用HLR操作成功后，把相应的指令转换成容灾HLR的指令格式文件，再发送给容灾HLR，实现主备用HLR增量用户静态数据的同步，见图2。
图2 异构方式静态数据同步
3.2 动态数据同步
动态数据的同步目前只存在于同构方式中，在主用HLR通过MAP消息收到用户动态数据变化后，主用HLR设备在修改自身数据库的同时把这些更新汇总到容灾HLR中，实现对用户动态数据的实时备份。对于动态数据的同步方式，不同厂家的采取的方式不尽相同，基本可以归结为两类，一类是在主用HLR和容灾HLR之间利用信令网络建立信令通道，主用HLR利用MAP信令将动态数据实时地传到容灾HLR中进行数据同步；另一类是组建群内局域网络，通过IP接口以IP数据包的形式同步动态数据，实现动态数据的实时备份，见图3。
图3 动态数据同步方式
4 容灾切换及恢复
4.1 容灾切换
由于HLR对外主要有两类接口：信令接口和BOSS接口，所以容灾切换分为信令切换和BOSS切换两种。
（1）信令切换
LSTP/MSC与主用HLR、容灾HLR都有直连链路连接，并预先在H/LSTP中设置主备用信令路由选择方式：将至主用HLR的路由设为主用路由，而至容灾HLR的路由设为备用路由。正常情况下使用到主用HLR的路由进行信令交互，主用HLR故障时，到容灾HLR的信令路由激活：
·MSC发起的对原主用HLR的查询、位置更新等操作，通过LSTP转发到容灾HLR上；
·H/LSTP收到的查询、位置更新等请求，根据SCCP层的备用路由配置，将原来发送到主用HLR的的信令转发到容灾HLR上。
容灾切换组网示意图见图4。
图4容灾切换组网示意图
（2）BOSS切换
BOSS系统分别和主用HLR、容灾HLR进行连接，正常情况下BOSS系统和容灾HLR的连接处于阻断状态；容灾切换时需要断开BOSS系统和主用HLR的连接，激活与容灾HLR的连接。
4.2 容灾恢复
（1）从容灾HLR中的相应数据反向同步到恢复后的主用HLR中；
（2）信令切回到恢复后的主用HLR；
（3）BOSS切回到恢复后的主用HLR。
5 容灾方式选择
就网络安全考虑，实时备份容灾方式完全优于非实时备份容灾方式；但是由于各省内网元情况不尽相同，同一省内存在多厂家HLR网元，完全采用实时备份方式将增加运营商的建设成本。因此在网络安全建设的初期，应结合设备情况、投资情况，合理选择容灾方式。
（1）方式一：同构实时备份方式
同构方式适合于省内用户较大、省内HLR厂家相对数量较少、投资相对宽裕、对HLR安全级别要求较高的省份。针对省内所有HLR分厂家进行备份，备份方式建议采用N+1方式进行，N台主用HLR容量之和不超过1500万（备份HLR静态容量为N台主用HLR容量之和，动态容量不低于N台主用HLR中的最大者）。
图5 同构方式网络拓扑图
（2）方式二：异构非实时备份方式
异构方式是在省内引入新的厂家HLR作为容灾HLR对现有的主用HLR进行备份。该方式从投资角度看，通过招标形式可以节约一定投资；但是由于只能做到静态数据的实时同步，无法做到真正意义上的实时接管，用户在主用HLR宕机后，被叫业务在一段时间内受到影响。由于该方式网络安全级别较低，不建议采用。
图6 异构方式网络拓扑图
（3）方式三：兼容方式
兼容方式是指同构方式和异构方式的结合，在省内引入现有主用HLR厂家中的容灾HLR，对同厂家的主用HLR实施静态数据和动态数据的实时备份，对其他厂家主用HLR实施静态数据的实时备份。因此，建议在网络安全规划的初期、投资不足的情况下考虑采用。
6 规划中的要点
通过上的面分析，可以看出在规划设计时不仅要合理选择容灾方式，更需要在容灾方式确定之后注意以下几点：
（1）现有HLR中用户的静态数据前期需要一次性导入到备份HLR数据库，采用异构或者兼容式容灾方式时，则需要考虑在将主用数据导入到备用HLR过程中的数据格式转换问题。
（2）采用异构或者兼容式容灾时，由于发送到主用HLR的指令与备用HLR的指令不同，需要考虑BOSS系统的改造。
在无任何主用HLR发生故障的情况下：
·BOSS系统收集市场部用户管理的信息，将用户业务变化的信息实时传送至任何一个主用HLR，开户或者修改用户信息。
·主用HLR开户或者修改用户信息成功后，再向备份HLR进行开户。BOSS的前置机在通信中作为CLIENT端，负责将用户变化的信息转化为备份HLR人机命令的格式，并写入基于SOCKET协议的数据包中，发往备份HLR。备份HLR在通信中作为SERVER端，实时监听提供给BOSS前置机的端口，接收前置机发来的基于SOCKET协议的数据包，并给予响应；同时根据收到的用户变化的信息，更新备份数据库。
当BOSS接到某一主用HLR发生故障的消息后：
·BOSS系统将停止向发生故障的主用HLR发送的用户指令；
·在备用HLR完全接管故障HLR后，启动BOSS与容灾HLR的联接；
·将发往故障主用HLR的用户指令改向发往容灾HLR；
·在故障期间，BOSS需要保存向容灾HLR发的所有用户指令的log，以便故障主用HLR恢复后，将此用户数据重写入该主用HLR。
（3）在同步数据同步时，无论是采用信令链路方式还是IP网络方式，都应该确保链路的数量和带宽满足动态数据的传输需求。
现网主用HLR设备到备份HLR的带宽需求可以分成两个阶段：第一阶段是进行用户数据初始化，第二阶段是实时备份阶段，而通常第一阶段的带宽需求比第二阶段要大。
7 结束语
HLR容灾的重要性已经不言而喻，在方案规划时要结合各省的实际情况，选择符合各省特点的容灾技术，并充分考虑不同厂家的设备技术要求，规划出合理的、可实施的设计方案。
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本文标题：HLR容灾技术及规划要点
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