大規(guī)模LTE信令數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)研究.pdf

1、近年來，移動數(shù)據(jù)業(yè)務和智能設備數(shù)量快速增長，移動設備的數(shù)據(jù)流量不斷增加,這對數(shù)據(jù)傳輸速度和穩(wěn)定性提出了更高的要求。LTE網(wǎng)絡為用戶提供了更高的數(shù)據(jù)傳輸能力，因此，LTE網(wǎng)絡規(guī)模得以迅速擴大。隨之而來的就是 LTE信令數(shù)據(jù)量的快速增長。這給信令數(shù)據(jù)的存儲、處理和分析帶來了巨大的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的縱向擴展架構(gòu)難以滿足海量信令數(shù)據(jù)快速處理和分析的需求，而大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展使得通過廉價的PC構(gòu)建分布式計算系統(tǒng)成為一種處理海量數(shù)據(jù)的新方式。這種方式通過橫

2、向擴展的方式增加系統(tǒng)的處理能力，這為海量LTE信令數(shù)據(jù)的處理提供了一種新的思路。
　　首先，本文針對LTE信令數(shù)據(jù)海量和實時性的特點，設計滿足海量LTE信令數(shù)據(jù)收集、匯總、處理和存儲的系統(tǒng)。系統(tǒng)可對多種格式的 LTE信令數(shù)據(jù)進行收集，并針對信令數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)提出適當?shù)臄?shù)據(jù)分發(fā)匯總策略，使用 Kafka對數(shù)據(jù)進行匯總。Spark作為系統(tǒng)的計算模塊，對數(shù)據(jù)進行實時處理。系統(tǒng)根據(jù)信令數(shù)據(jù)快速存儲和查詢的需求，設計存儲模型，利用HBase對信

3、令數(shù)據(jù)進行存儲。
　　其次，本文分析了當前系統(tǒng)實時處理模塊存在的不足。當前的系統(tǒng)在數(shù)據(jù)實時處理時，從Kafka中讀取數(shù)據(jù)后需要進行重新分片以使得分片數(shù)量滿足計算集群處理的并行要求。而重新分片需要對全局所有數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)移，從而帶來了大量的網(wǎng)絡帶寬消耗和磁盤 IO消耗。針對重新分片的消耗，本文提出了讀取數(shù)據(jù)時預分片的策略，在數(shù)據(jù)匯總時根據(jù)生成LTE信令數(shù)據(jù)的設備ID將數(shù)據(jù)均勻的分配到多個Kafka分片中，在數(shù)據(jù)讀取時計算得到Kafka數(shù)

4、據(jù)源中每條數(shù)據(jù)映射到的計算集群中的分片ID，并按照此ID對數(shù)據(jù)進行預分片。通過這種方式使得數(shù)據(jù)讀取后在計算集群中的分片可為指定的數(shù)量，避免了重新分片帶來的消耗。之后，本文針對在 LTE信令數(shù)據(jù)實時處理過程中輸入數(shù)據(jù)數(shù)量和計算集群的計算能力不匹配的問題，提出了一種改進的數(shù)據(jù)處理速率上限控制算法。該方法通過收集數(shù)據(jù)實時處理過程中各階段的統(tǒng)計信息，實時計算得到當前任務處理的速率上限，并根據(jù)該速率上限對任務進行提交。通過這種方法，使得計算集群讀