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1、ZXUN USPP系统概述系统概述USPPUSPP：Universal Subscriber Profile PlatformUniversal Subscriber Profile Platform通用用户数据平台通用用户数据平台内部公开nUSPP概述nUSPP的系统结构nUSPP的硬件结构nUSPP的虚拟HLR应用nUSPP的组网提提 纲纲2内部公开USPP是什么是什么USPP（ Universal Subscriber Profile Platform ）是通用的用户数据平台USPP能实现通讯网络中象HLR、HSS、EIR、AAA、MNP等基于数据存储管理应用网元的功能，也就是一个USP
2、P可以看作是一个支持HLR/HSS/EIR/AAA应用的网元，也可以是几种应用网元的组合，如USPP可以同时具有HLR、EIR、HSS、AAA的功能，具体一套USPP支持哪些应用网元的功能，是通过License控制的。3内部公开USPP背景背景n海量数据存储海量数据存储 大容量HLR可以大大降低运维、建设成本，并且有效降低了核心网络组网的复杂度，以及交换设备路由分析难度，因此HLR正向大容量、少局所的方向发展。Lucent已经推出六千万容量的SDHLR设备，Apertio的ONE NDS设备甚至高达一亿容量。n通用数据平台通用数据平台 通过实现用户数据组织的通用化，数据与具体应用分离，并结合大
3、容量，可以在一套大容量通用数据库基础上同时提供多个HLR、EIR、MNP DB网元，设备提供更加的灵活。进一步可以通过提供数据库开放接口，实现业务模块和数据模块的完全分离n网元融合网元融合 随着通讯技术的发展，呈现了两大趋势，一个是核心网络逐渐趋于融合并屏蔽接入方式的差异；另外一个就是业务提供趋于标准化；而顺应趋势，数据融合成为先行的一个关键步骤。HLR将管理不同类型的用户数据以及业务数据，目前中国电信SHLR融合研究就是在做此类的尝试和技术储备；n分布式与冗灾的多样化分布式与冗灾的多样化 数据分布对用户数据没有任何号段方面的限制，可以以用户为单位也可以以业务为单位在节点分布。节点间的地理位置
4、也没有限制 ：；：。 4内部公开USPPUSPP术语术语nDSADSA（Directory System AgentDirectory System Agent） DSA是目录服务协议(X.500)中的概念，是目录模型的服务端，相对于客户端DUA而言，在USPP中用DSA表示存放各种类型的用户 数据的数据库,相当于oracle、MSSQLserver数据库.nDSADSA节点节点 存放各种类型的用户数据的数据库节点，一个DSA由一个或者多个DSA节点组成.组成一个DSA的所有DSA节点中存储的用户数据都是相同的.nDSADSA集群集群 可以使用多个DSA节点构成一个集群。集群中有一个主节点和多
5、个备节点。集群内的所有节点数据是相同的，基本是一致的nDSADSA主用、备用节点主用、备用节点 DSA节点分成DSA主用节点和DSA备用节点，一个DSA同时只能有一个DSA主用节点，允许有1到M（M=80）个DSA备用节点; USPP中通过自定义的同步、异步数据复制协议实现同一个DSA中DSA主用节点向一个或者多个DSA备用节点的数据同步。 只有DSA主用节点才能处理数据的读写操作，DSA备用节点只能提供只读操作.nUDS(Universal Directory Server)UDS(Universal Directory Server) UDS是个逻辑的概念，是USPP中所有DSA的集合，U
6、SPP中只有一个UDS。5内部公开USPP术语术语nFE(Front End)FE(Front End) FE是个逻辑的概念，是USPP中每个交换局内实现信令和业务处理的所有模块的集合。nBE(Back End)BE(Back End) BE是个逻辑的概念，是USPP中每个交换局内数据存储和同步的所有模块的集合。nProvisionProvision PROVISION是个逻辑的概念，是USPP中每个交换局内实现业务受理功能的受理台、接口机、DBIO模块的集合。nN+KN+K容灾容灾 同时允许有N+K个模块或者数据库节点提供服务，最多同时允许有K个模块或者数据库节点出现故障。nN+1N+1容灾
7、容灾 N个主用模块或者数据库节点，1个备用模块或者数据库节点;1个备用模块或者数据库节点允许接管N个主用模块或者数据库节点的1个到N个的模块的处理，在N个主用模块或者数据库节点都正常的情况下，备用模块或者数据库节点是不处理业务或者数据访问的.6内部公开IM-SSFCSCFASIMS DomainIu-CSIu-PSGbACS DomainPS DomainCNMSC ServerGMGWPSTN/Other PLMNGGSNSGSNGSM BSSWCDMARNSMGWGMSC ServerUSPPPosition of ZXUN USPP in GSM/UMTS/IMS Network7内部公
8、开Iu-CSIu-PSGbACS DomainPS DomainCNMSCServerPSTN/Other PLMNGGSNSGSNGSM BSSWCDMARNSMGWGMSC ServerGMGWShGrGcZXUN USPP Interfaces in GSM/UMTS networkDCsriprnAssignment flow of S-CSCF CSCFASCxIM-SSFSiIMS DomainUSPP8内部公开ZXUN USPP Interfaces FunctionsInterfaceInterfaceDescriptionDescriptionFunctionFunction
9、CxBetween HSS and CSCFC is the interface to fulfill the function of authentication, query the location of user, query the users register status, and etcSiBetween HSS and IMSSFSi is the interface to implement the function of subscribe and search anytime, Change notice of users data and etcShBetween H
10、SS and ASSh is the interface to implement the function of Read data, Write data, Subscription notice and etcHBetween HLR and AUCH is an internal interface to let HLR acquire user authentication data from AUC CBetween HLR and GMSCBetween HLR and SMSCC is a MAP interface to fulfill the function of loc
11、ation updating, user data inserting, supplementary service, MT routing and etc DBetween HLR and MSC/VLRD is a MAP interface to fulfill the function of location updating, user data inserting, supplementary service, MT routing and etc GrBetween HLR and SGSNFulfill GPRS location updating and user data
12、inserting GcBetween HLR and GGSNTo let GGSN acquire user location information and service subscription data FBetween EIR and MSCRealize authentication user equipments when accessed GfBetween EIR and SGSNRealize IMEI authentication of user equipments when accessed. 9内部公开nUSPP概述nUSPP的系统结构nUSPP的硬件结构nUS
13、PP的虚拟HLR应用nUSPP的组网提提 纲纲10内部公开USPP 系统结构示意图系统结构示意图11内部公开USPP 软件结构描述软件结构描述nUSPP内部划分内部划分UDS（数据库子系统）FE （信令处理子系统、业务处理子系统）；Provision（业务受理子系统OMC（网管子系统) 包括：本地OMM 和EMS集中网管UMT(维护工具子系统) 包括：维护工具客户端和分布在FEPROVISIONUDS上的代理模块. 主要实现系统日志管理、升级维护功能。nUSPP支持子系统分布部署支持子系统分布部署FE 支持异地分布；UDS 中的DSA支持异地分布Provision 支持异地分布接入nUSPP提
14、供本地和集中维护两种手段提供本地和集中维护两种手段USPP 对于本地设备提供本地维护OMM；针对 USPP整个分布式系统提供集中维护的OMC，实现对所有分布的子系统资源的集中、统一管理。 12内部公开USPP 软件架构的特点软件架构的特点n分布式的软件架构分布式的软件架构 1、多个FE 2、多个PROVISION 3、UDS也是由多个DSA组成的分布式数据库 4、分布式的网管 一套集中网管和多套分布在各地的本地网管。 n业务逻辑和数据分离的架构业务逻辑和数据分离的架构 1、FE只处理信令和业务的逻辑； 2、PROVISION只处理业务受理的逻辑； 3、UDS只存储维护数据，不处理和业务相关的逻
15、辑； 4、FE、PROVISION和UDS之间采用扩展的LDAP接口。 扩展的LDAP接口是在RFC 2251定义的标准LDAP接口基础上增 加了一些功能，增加的功能和业务逻辑无关。13内部公开V3HLR和和USPP的模块对应关系的模块对应关系 14内部公开USPP系统构架和系统构架和V3HLR构架比较构架比较比较点比较点V3HLRUSPP备注备注软件子系统组成信令处理子系统业务处理子系统FE（包含信令处理子系统业务处理子系统）FE是分布的业务受理子系统PROVISIONV3HLR只能有一个DBIO服务器，USPP的Provision是分布，系统有可以有多个数据库子系统UDSUDS的DSA是分
16、布的，DSA分布情况不需要FE、PROVISION关心.网管子系统分布式的网管子系统USPP网管包括集中网管和本地网管无维护工具子系统USPP新增接口方面自定义的业务访问数据库的接口扩展的LDAP接口USPP的FEPROVISION访问UDS数据只通过扩展的LDAP接口，不需要FEPROVISION向融合版本一样关心操作的数据位于内存库还是位于商用数据库中。DBIO和MAP/DAPP之间内部接口FE和PROVISION之间的接口采用了通用的、和具体业务无关的消息LDAP接口，没有采用融合版本的内部接口，无新增了PROVISION和PROVISON之间的接口新增了维护工具子系统和FEPROVIS
17、IONUDS之间的消息接口15内部公开USPP UDS 软件结构软件结构16内部公开UDS的的DSA分类分类结合结合USPP需要存储的用户数据的分析，需要存储的用户数据的分析，UDS的的DSA划分成两种类型：划分成两种类型：DSA类型存储的数据用途备注Identity DSA用户标识信息IMSIMSISDNMINPVINAIFE、PROVISION访问签约的业务数据时需要访问该DSA相当于融合版本的SMPDBIO上的号码对照表Profile DSA用户签约的业务数据不直接和FEPROVISION交互，只和identity DSA和Profile DSA交互相当于融合版本的HSDB需要注意的是，
18、不是每种应用的数据都需要划分成这两种DSA。1、对于HLR、HSS、AAA应用由于存在多种用户标识且业务属性的数据量比较大，需要划分成以上DSA。2、对于EIR应用和MNP应用，由于业务属性的数据量也很小，没有必要划分PROFILE DSA，只有identity DSA。 17内部公开UDS存储子系统存储子系统18内部公开UDS的数据存储方式的数据存储方式-日志日志 n在在UDS中，可以认为数据是通过日志产生的，也就是说，数据是日志的集合中，可以认为数据是通过日志产生的，也就是说，数据是日志的集合 n日志和事务日志和事务 对UDS的一个节点的一次修改在该节点上产生一个事务。注意目前为止UDS的
19、事务不能跨节点 一个事务产生一个日志。日志的流水号用于标识一个日志，每产生一个日志则日志流水号加1。日志流水号的属性包括： 1）产生日志的节点 2）产生日志的时间戳（或者是启动流水号） 3）日志的序列号：包括溢出次数和序列号 4）日志记录的是被修改了哪些记录、字段，以及这些记录字段的修改前的值和修改后的值。n日志的特点日志的特点 日志记录的是物理修改，所以无法根据日志判断数据修改的逻辑影响 必须按照顺序应用：日志必须按照序列号的顺序从小到大连续的应用，否则数据就是错误的 我们将DSA当前最新日志的流水号称为CSN 可重复应用：从任意一个日志开始，到CSN为止的这段日志可以多次应用而不会改变数据
20、。注意必须是要应用到CSN为止19内部公开UDS数据存储数据存储-日志持久化日志持久化n存储存储 存储是将内存库数据写入磁盘的过程。存储类型分为本地存储和转储。n日志持久化和日志持久化和CKPT 日志持久化是将日志写入到日志文件的过程，CKPT是将日志应用到数据文件的过程 其功能有点和内存库的日志应用类似。区别在于，写磁盘的时候为了提高性能，将对数据文件中记录的修改先缓存起来，然后批量写磁盘，以减少I/O nDUMP DUMP是将内存库的数据直接写入数据文件 DUMP的过程是：先写数据，然后日志持久化，然后CKPT 其过程以及性质和在线恢复有点类似。当DSA的日志和DST的日志不接续的时候则需
21、要做DUMPn内存数据库加载内存数据库加载20内部公开UDS存储类型存储类型n无存储n本地存储l将DSA节点上的内存数据库数据持久化到商用数据库或文件n转储l通过转储节点DST，将DSA节点上的内存数据库数据持久化到商用数据库或文件lDSA节点和DST节点的存储子系统配合完成21内部公开UDS数据同步数据同步-复制复制n复制：复制：复制的功能在于将数据从主节点同步到备节点n同步复制和异步复制同步复制和异步复制 同步复制和异步复制都是只拷贝应用日志，同步复制是主节点主动将日志发送给备节点，异步复制是备节点主动找主节点要日志。n在线恢复在线恢复 在线恢复的步骤包括：拷贝数据、拷贝应用日志 DSA节
22、点上的日志缓冲区是有大小限制的，所以当主节点和备节点日志缓冲区无法接续的时候则需要做在线恢复，因为此时无法拷贝到日志22内部公开UDS状态监控状态监控n分布式监控子系统维护本分布式监控子系统维护本DSA的主备状态的主备状态l启动时通知存储子系统加载数据和内存数据库子系统重建索引l数据失步时通知复制子系统执行异步复制或在线恢复l协调其他子系统完成切换为主节点、备节点流程l协调其他子系统完成下电流程nDSA节点的主备状态发生变化时，通知其他子系统或其他节点的主备状态发生变化时，通知其他子系统或其他DSA节点节点l通知目录服务子系统，使目录服务子系统可以通知DUA本节点的读写状态，利于DUA的发端负
23、载均衡l通知邻接DSA节点，便于DSA节点执行发端负载均衡和收端负载均衡，以及执行无主检测和双主检测lDSA节点主备状态通知，可以是实时的，也可以是定时的n无主和双主的情况下，都需要执行无主和双主的情况下，都需要执行PDS选举选举.PDS选举可以由选举可以由DSA节点请求监控节点请求监控中心执行，也可以由监控中心主动执行中心执行，也可以由监控中心主动执行nPDS选举分为两个阶段选举分为两个阶段l监控中心查询各个节点的状态l监控中心根据各个节点的状态，执行PDS选举策略，选举出唯一的PDS，并通知相应的DSA节点切换为PDS，或切换为SDS23内部公开UDS硬件构成硬件构成nDSA节点节点n包含
24、UDS的所有子系统nDSA由一个或多个DSA节点构成nUDS由一个或多个DSA构成nDSA节点可以运行在单板上，也可以运行在后台服务器上，支持PC SERVER、ATCA、小型机等硬件和WINDOWS、AIX、LINUX等操作系统nDST节点（转储节点）节点（转储节点）n转储节点运行在后台服务器上，可以为一个或多个DSA提供数据持久化功能n一个DSA可以对应多个转储节点，一个转储节点也可以支持多个DSAn转储节点本身没有主备功能，依赖于商用集群软件实现n功能上，转储节点属于存储子系统的一部分n监控中心监控中心n监控中心运行在OMP上，是OMP上的一个单独进程n每个局有一个监控中心，一个监控中心
25、可以管理多个DSAn功能上，监控中心属于分布式监控子系统的一部分24内部公开USPP FE的软件系统结构的软件系统结构SS7 or IP NetworkUDSMTP1MTP2IPSIPISPBMTP3SCTPHSS- DAPPSCCPTCAPWCDMAMAPWCDMA /TD-SCDMA /EIRM3 UADIAMETEROMM AgentHCDBTCAPCDMAMAP CDMASUAUSPPFEUDPRADIUSAAALDAPGLPILA25内部公开USPP FE 功能功能n处理HLR、HSS、EIR等应用相关信令和业务。n实现用户数据修改通知有序化，确保用户数据修改正确通知到其他网元。n实
26、现采用LDAP接口读写UDS数据的功能；n实现在USPP内FE之间的收端负载均衡。n向UDS发送请求时实现发端负载均衡功能。n实现在USPP内PROVISION之间的收端负载均衡（包含转发功能）；nGLPI模块，用于LDAP接口和内部接口的转换。nLA模块，用于管理DUA（FE/PROVISION）和UDS之间的链路。n实现过负荷控制功能。n实现虚拟应用功能。n支持应用级容灾；n支持异地接入；26内部公开USPP Provision软件结构软件结构注意：内部模块交互非最终方案注意：内部模块交互非最终方案27内部公开USPP PROVISION 系统功能系统功能n处理HLR、HSS、EIR等应用
27、相关的业务受理功能；n将MML/XML请求处理规则化，根据MML/XML请求自动生成数据访问请求；n采用LDAP接口读写UDS数据；n可以根据组网情况实现集中、分散受理；n支持异地受理；n实现在USPP内PROVISION之间的收端负载均衡；n向UDS发送请求时实现发端负载均衡功能；n实现虚拟应用功能。28内部公开USPP子系统划分USPP OMC 软件结构软件结构29内部公开USPP OMC 软件特点软件特点nOMM子系统为2层架构，包含1个集中网管和多个本地网管 n将设备管理与应用管理相互独立；本地网管侧重设备管理、集中网管侧重应用管理；n集中网管采用主备容灾(可选)；n集中网管为本地网管
28、提供配置数据容灾；n集中网管提供跨地域的信息维护、管理功能。 30内部公开UMT 维护工具子系统软件结构维护工具子系统软件结构31内部公开USPP UMT 维护工具子系统软件特点维护工具子系统软件特点n维护工具采用C/S模式 1、在FEPROVISIONDSA上有维护工具的代理模块，实现服务端 的功能； 2、维护工具的客户端和各个代理模块之间通过基于TCP/IP的消息交互。 3、客户端支持GUI界面和字符终端。n客户端和代理模块的接口采用MML字符消息接口。32内部公开nUSPP概述nUSPP的系统结构nUSPP的硬件结构nUSPP的虚拟HLR应用nUSPP的组网提提 纲纲33内部公开USPP
29、系统结构系统结构(单站点单站点)34内部公开USPP系统结构（多站点分布）系统结构（多站点分布）35内部公开德国德国materna案例案例-系统结构系统结构n全局分为两局物理局点，因此将全网用户数据均分为2份，号段A用户的信令路由指向SITE1 FE，号段B用户的信令路由指向SITE2 FE。从而对于同一个用户，在正常情况下，是固定被同一个FE处理的。n两个FE都有独立的GT和SPC，用于和其他网元的信令互通；n两个 FE之间互相作为对方的备份；nNG HLR系统通过中兴的集中网管进行管理；36内部公开德国德国materna案例案例-物理组网物理组网n1.每个局都是两个机架：前台3G平台标准机
30、架，后台ATCA机架；n2.后台ATCA的刀片中的双机，心跳线在图中没画，实际是有的；后台ATCA的7槽和8槽的GES交换板，在Fabric平面有两个交换板之间的连线，在图中没画，实际是有的；n3.SBC12与磁阵间通过GES连接，不经过交换机。n3.本局通信和跨局通信采用同一对TIPI板。n4.两个局点在同一个局方，跨局通信采用两个局点的switch级联方式。37内部公开硬件结构说明硬件结构说明nFE:V3平台nOMP/RPUnSMP 信令及业务处理模块nSPB 窄带信令接入板nSIPI IP信令接入板n前台DSA(IDDSA/PDSA)n前后台及跨局通信接口(USI/TIPI)nBE:AT
31、CA平台n后台DSA(注：DSA要么在前台要么在后台，目前商用局DSA在前台)nDST(转储模块)nDBIO和接口机nEMS/OMMn客户端38内部公开USPP模块硬件和操作系统模块硬件和操作系统使用模块使用模块 硬件类型硬件类型操作系统操作系统备注备注OMPV3-MPX86_2VxworksSMPV3-MPX86_2VxworksDSA(前台)V3-MPX86_2Vxworks商用局DSA统一放前台DSA(后台)ATCA-SBC12Soalrsi 10 u4 for SPARCDSTATCA-SBC12SuSE Linux Enterprise Server 10 64bit（含SP2）DB
32、IOATCA-SBC11Windows 2003 标准版（32位）接口机ATCA-SBC11Windows 2003 标准版（32位）OMM ServerV3-SBCXCGS-Linux-MAIN.V3.00.12.p3-i386（32位） SBCX为V3机架前台服务器单板ATCA-SBC11Windows 2003 标准版（32位）EMS ServerATCA-SBC11Windows 2003 标准版（32位）EMS Client/OMM ClientPCWindows XP 标准版39内部公开nUSPP概述nUSPP的系统结构nUSPP的硬件结构nUSPP的虚拟HLR应用nUSPP的组网
33、提提 纲纲40内部公开VHLR的概念nUSPP虚拟虚拟HLR是一个逻辑上的概念，即将一套是一个逻辑上的概念，即将一套USPP系统逻辑系统逻辑上划分成多个独立的虚拟上划分成多个独立的虚拟HLR，每个虚拟，每个虚拟HLR在业务受理、业在业务受理、业务处理、务处理、OMC配置、性能统计、告警等各个方面呈现出来的都配置、性能统计、告警等各个方面呈现出来的都是相对独立是相对独立HLR。 （本文是指广义上的虚拟（本文是指广义上的虚拟HLR，包括虚拟，包括虚拟HLR/SHLR/HSS/AAA/EIR/MNP等）等）n用虚拟应用来实现分权分域用虚拟应用来实现分权分域 建设一套USPP后，可以实现数据的集中管理
34、、业务的融合，减少核心设备的投资，从运营商的日常可维护性方面考虑，业务开展、业务受理和操作维护按照区域来划分更容易维护，如上面的三个省/自治区在现网的每个HLR都是独立的功能实体，每个HLR中用户签约的业务可能是不一样的，每个HLR的网管也是独立的；采用USPP后，原有业务按照区域为单位开展的模式保留不变，如漫游业务按照区域开展，各地的业务受理、网管操作员只受理、配置、统计、查看本地相关的用户资源，因此在USPP中引入虚拟HLR应用，以实现在USPP中分权分域管理。41内部公开VHLR的特点的特点nVHLR是USPP作为HLR功能实体时开展业务的最小单位（“业务功能开展的最小单位），即：每个V
35、HLR内部的用户允许开展的业务是相同的，不同VHLR开展的业务允许不相同。n虚拟应用包含的资源：1、业务功能资源； 2、用户资源.nVHLR之间的操作维护是相对独立的（“独立的操作维护“）；n以VHLR为单位进行数据配置、性能统计、受理日志上报和统计等。nVHLR之间的业务受理权限是相对独立的(“独立的受理权限“)。n受理操作员对用户的受理权限以VHLR为单位控制。n每个虚拟应用内部的用户允许开展的业务是相同的; n一个虚拟应用可以开展在不同的FE上，这样就可以实现虚拟应用层面的冗余，为USPP容灾提供实现基础。n【备注】 VHLR类似SHLR中域的功能 VHLR类似V3HLR中的容灾虚拟HL
36、R（注意同时虚拟HLR，但是完全两个不同的概念）42内部公开VHLR划分方式划分方式n按照应用类型划分（WCDMA，CDMA，PCS，SHLR等）n按照地理位置划分n按照号段资源划分nUSPP系统整体作为一个虚拟HLRn满足运营商其他特殊需求的划分n实际应用中，划分虚拟HLR可能是根据运营商的需求，同时综合考虑上述几种虚拟HLR的划分方式。43内部公开VHLR-按照应用划分按照应用划分44内部公开VHLR按照物理位置划分按照物理位置划分45内部公开USPP 虚拟应用特点虚拟应用特点n实现设备与应用分离； 设备维护着重于本地维护，应用规划、维护着重于USPP系统的维护；n虚拟应用可以开展在不同的
37、FE、PROVISION上； 可以实现虚拟应用层面的冗余，为USPP容灾提供实现基础；nUSPP提供以虚拟应用层面的灵活组网；USPP中的中的VHLR只是个功能实体，不是一个物只是个功能实体，不是一个物理实体。理实体。46内部公开nUSPP概述nUSPP的系统结构nUSPP的硬件结构nUSPP的虚拟HLR应用nUSPP的组网提提 纲纲47内部公开USPP的组网结构的组网结构48内部公开USPP组网的特点组网的特点大容量：大容量： 最大支持最大支持1亿亿 WCDMA 动态、静态用户动态、静态用户松耦合：松耦合：业务与数据松耦合，不同网络的数据可以存储在同一个USPP中，一个网络的数据或业务修改不会影响到另一个网络的数据。分布式存储：分布式存储：一个DSA中的节点地理上可以分布在IP网络内的任何地方。平滑扩容：平滑扩容：业务处理能力的扩容只需要增加单板或者机架或者FE，用户数据的扩容只需要增加DSA。N+K容灾能力容灾能力: FE实现N+K容灾能力，所有N+K个节点的FE以负荷分担的方式工作，允许K个FE节点宕机。UDS中的DSA实现N+K容灾能力，所有N+K个DS节点以负荷分担的方式工作，允许K个DS节点宕机。开放的标准接口：开放的标准接口：接口遵循ITU-T X.500以及LDAP标准，对其他厂家的业务平台开放。49
