Ключевые словосочетания
Резюме
Введение
1. УЭП система
  Функциональность
  Регистрация
  Включение
  Уведомление пользователя
  Выключение
2. Модули и коммуникация внутри системы УЭП
3. Решение параллелизма операций
Заключение
Список литературы

Интеграция услуг Интернета и телефонных услуг открывает новую область развития телекоммуникационных услуг. Одним из примеров являются услуги, использующие телефонную сеть для уведомления пользователей о принятых новых сообщениях электронной почты – УЭП (E-mail Alert System – EMA). УЭП система – система интеграции компьютера и телефона (Com-puter Telephony Integration - CTI) – программное приложение, проверяющее почтовый ящик пользователя, и в случае получения нового сообщения, уведомляющее его об этом по телефонной линии. Следовательно, больше нет необходимости постоянной проверки и подключения к Интернет. УЭП система раз-работана, в Институте по разработке телекоммуникацонных систем (ETK/D) компании Эрикссон Никола Тесла, как распределенное и параллельное приложение. Пользователь на web странице может изменять параметры и абонентский номер, на который желает получать уведомления. УЭП система состоит из семи модулей, а коммуникация базируется на технологии модели объектных компонентов (Component Object Model - COM). Данная статья описывает структуру системы УЭП, ее внедрение и достоинства для пользователя.

Введение

Мы являемся свидетелями значительных перемен в области телекоммуникаций. Компьютеры и телефонная связь объединяются в новую ветвь развития телеком-муникационных услуг.

На сегодня более 60% трафика в телекоммуникационных сетях занимают голосовые сообщения, а остальные 40% остаются на перенос данных. Предусмотрено, что в следующие пять лет резко возрастет перенос данных, который будет составлять более 80% общего телеком-муникационного трафика, с тенденцией дальнейшего возрастания.

Одной из самых популярных услуг в Интернете явлется услуга электронной почты (e-mail). Пользователь простым способом может коммуницировать и обмениваться дан-ными с другими. По исследованиям, средний пользователь Интернета ежедневно получает пять – шесть электронных сообщений. Одним из самых больших недостатков услуг Интернета является то, что пользователь во время работы должен постоянно иметь доступ к своему почтовому ящику (mail-box) или переодически его проверять, если хочет быть оповещен о приеме новых электронных почтовых сообщений. В этом случае абонентская телефонная линия постоянно занята, а переодическая проверка отнимает слишком много времени. В некоторых случаях это даже невозможно, например, когда пользователь не находится рядом со своим присоединением в Интернет. Ввиду этого, эффективность услуги электронной почты значительно уменьшена. Похожая проблема возникает, когда сервер электронной почты (Mail Server) находится в частной внутренней сети предприятия, в котором работает пользователь, а сеть защищена от несанкционированного доступа межсетевым экраном (firewall). В тех случаях, когда пользователь не находиться на своем рабочем месте и не подключен к частной сети, он не может проверять свою электронную почту.

Решение данной проблемы может дать система УЭП, интегрирующая услуги электронной почты и телефона. Система вместо пользователя будет проверять почтовый ящик электронной почты и вызовет его на заданный телефонный номер (сотовый или обычный) для уведомления о принятии почты. УЭП состоит из семи параллельных и распределенных модулей. Коммуникация между ними основана на технологии модели объектных компонентов (СОМ).

Исполнение и функциональность УЭП системы описаны в первой главе. Во второй главе описаны модули и коммуникация между ними. Решение параллельности в УЭП системе объяснено в третьей главе.

1. УЭП система

Пользователем УЭП системы может быть каждый, имеющий телефонную линию и электронный почтовый ящик на сервере электронной почты, поддерживающий РОР3 и IMAP4 протоколы.

Для удовлетворения различных потребностей пользователей разработаны две версии УЭП системы – деловой и общего пользования.

Деловая версия (рис. 1) предназначена для предприятий с собственной интрасетью. Деловая версия поддерживает до 5 000 регистрированных пользователей, 1 000 из которых может быть одновременно охвачено проверкой электронных почтовых ящиков. Деловая система УЭП использет аналоговую телефонную линию для связи с офисной телефонной станцией (PBX) и системуm управления базами данных (СУБД) Microsoft Access.

Версия общего пользования (рис. 2) поддерживает до 50 000 пользователей, а не более 5 000 из них могут быть одновременно активными. Данная версия связывается с УПТС (РВХ) по цифровой системе с интеграцией услуг (ISDN). Ввиду большего числа пользователей выбрана более мощная система управления базами данных – Microsoft SQL Server.

Функциональность

Функциональность системы УЭП делится на:

• Регистрацию
• Включение
• Уведомление пользователя
• Выключение
• Оплату

Регистрация

Для использования УЭП системы пользователь должен быть в первую очередь зарегистрирован; должен получить собственный идентификатор пользователя (User Idtntification Number – UID) и персональный иденти-фикационный номер - ПИН (Personal Identification Number – PIN). Регистрацию выполняет администратор с помощью консоли, являющейся составной частью системы, или сам пользователь с помощью web-интерфейса. Данные о пользователе хранятся в базе данных.

Включение

После регистрирования пользователь может включить функции системы. Включение может быть выполнено через web-страницу. Пользователь должен внести данные о сервере почты, с помощью которого получает почту, соответствующие имя пользователя (log in) и пароль (password), а так же специфицировать электронные сообщения, на которые срабатывает система УЭП. Если пользователь получит подтверждение после внесения ПИН-кода, вызов считается удавшимся. В противном, вызов повторяется определенное число раз в течение определенного периода времени.

Уведомление пользователя

После включения системы электронный почтовый ящик пользователя переодически проверяется. По приеме специфицированных почтовых сообщений иницируется вызов к заданному абонентскому номеру.

Выключение

Систему можно выключить несколькими способами:

• внесением кода выключения после успешного вызова,
• определением периода выключения через Web,
• установкой функции в пассивное состояние через Web,
• автоматически, после определенного числа несос-тоявшихся соединений.

2. Модули и коммуникация внутри системы УЭП

Система УЭП разработана как распределенное и па-раллельное клиент-сервер программное приложение, состоящее из семи модулей: Контроллер (Contloller), Консоль (Console), Автоинформатор (Voice Machine), Проверка почты (Mail Checker), Web интерфейс (Web Interface), Web-обработчик (Web handler) и База данных (Database).

Модули Контроллер, Проверка почты, Автоинформатор и Web-обработчик разработаны с помощью программных языков С и С++. Модуль Web интерфейс разработан с применением Java Script, VB Script, ASP и HTML.

Процессы в системе УЭП можно разделить на три гла-вных уровня: интерфейса, приложений и уровень данных в соответствии с архитектурой распределенных интернет приложений, предложенный фирмой Microsoft (Microsoft Distributed Internet Applications Architecture – DNA), как показано на рис. 3.

Контроллер – главный (центральный) модуль системы УЭП. Он передает данные из модуля Web интерфейс в базу данных и посылает запрос модулю Проверка почты для проверки электронного почтового ящика пользователя. По принятию почты Контроллер посылает запрос модулю Автоинформатор для уведомления пользователя. Результаты, полученные из Автоинформатора, после уведомления пользователя, возвращаются назад в модуль Контроллер. Модуль Контроллер кроме того получает все запросы из модуля Консоль.

Web-интерфейс – интерфейс для пользователей системы УЭП. С помощью данного интерфейса регистрируются новые пользователи, изменяются параметры, ПИН-код, и выдается информация о ПИН-коде, в случае если пользователь его забыл (рис. 4).

• В изменения параметров входят:
• Время и дата включения и выключения,
• Пассивный период (например ночью),
• Номер телефона на который уведомляют пользователя,
• Проверка до трех электронных почтовых ящиков,
• Возможность выбора до 10-ти электронных адресов, о которых пользователь хочет быть уведомлен (элек-тронные адреса с большой важностью для определенного пользователя) и дополнительные критерии для выключения.

Речевая машина – связывает УЭП систему с телефонной сетью, используя аналоговый или цифровой (ISDN) интерфейс. Модуль Автоинформатор получает от модуля Контроллер запросы на уведомления пользователей и результаты вызовов возвращает ему.

Проверка почты – интерфейс между УЭП системой и сервером почты, расположенном в Интернете или интрасети (Internet/Intranet Mail Server). Он выполняет запросы, полученные из модуля Контроллер, и результаты возвращает тому же модулю. В данный момент Проверка почты поддерживает до 20-ти одновременных связей к Интернет/интрасети. Протокол, используемый для коммуникации – РОР3. Но если какой-либо сервер не поддерживает протокол РОР3 на порте 110 (port), то Про-верка почты пробует связаться с сервером электронной почты, используя протокол IMAP4 на порте 143.

Web-обработчик – интерфейс с базой данных в УЭП системе. Активные серверские страницы (Active Server Pages – ASP) имеют интерпретируемую программу на стороне сервера, которая запускает программу, написанную в Визуальном Бейзике (Visual Basic), на Web-сервере.
Эта программа вызывает Web-обработчика и результаты пересылает через web-сервер (Web Server) на браузер (Web Browser). программа ASP коммуницирует с базой данных через ADO (ActiveX Data Object). Каждый, отдельный запрос Web-клиента независим от остальных запросов.

Консоль – модуль, предназначенный для администратора, и служит для предоставления услуг пользователю. С помощью Консоли администратор может:

• включить и выключить систему УЭП,
• Изменить данные в базе (введение нового пользователя, удаление пользователя из базы, просмотр и изменение данных о пользователе),
• Провести операции, связанные с оплатой пользования услугой (если речь идет о версии общего пользования),
• Просмотреть журнальные файлы, связанные с ошибками и неисправностями внутри системы УЭП (log files) и распечатать отчет,
• Изменить параметры.

База данных – модуль, хранящий данные о пользователе, необходимые для УЭП системы. Он содержит информацию о пользователе и параметрах пользования. В версии  для общего пользования системы УЭП имеются и допо-лнительные данные об оплате. Доступ к базе данных возможен с помощью ADO через Контроллер и Web-интерфейс. ADO позволяет осуществить независимый доступ к базам данных (к различным базам данных с одной и той же программой) и простоту применения.

На рис. 5 показана коммуникация между модулями при регистрации нового пользователя, включения услуги, проверки электронного почтового ящика и уведомлении пользователя. Для того, что бы пользователь мог вос-пользоваться системой УЭП, его необходимо регистровать или через web или с помощью Консоли. Данные о пользователе передаются базе данных и пользователь автоматически получит свой ПИН-код в свой почтовый ящик. После этого, пользователь может включить услугу УЭП системы с помощью Web интерфейса или Консоли. Запрос на включение услуги будет послан модулю
Контроллер, который возьмет данные о пользователе из базы данных. Контроллер пошлет запрос модулю Проверка почты для переодической проверки почтового ящика электронной почты пользователя. При приеме нового электронного сообщения модуль Проверка почты пос-ылает оповещение модулю Контроллер. Данные о поль-зователе Контроллер проследит модулю Автоинформатор, который уведомит пользователя о приеме электронной почты. Пользователь вначале должен внести свой ПИН-код и решить хочет ли он данную услугу выключить или оставить включенной.

3. Решение параллелизма операций

Как уже было приведено, система УЭП разработана как распределенное и многозадачное программное Интернет приложение. Параллельность в системе УЭП существует между процессами и потоками (thread), одновременного доступа к базе данных и модулю Автоинформатора (рис. 6).

Многопроцессное совпадение (multiprocess concurrence) решено операционной системой. Контроллер параллельно обрабатывает задачи, полученные из других модулей (сообщения из модуля Проверка почты, запрос модуля Автоинформатор об уведомлении пользователя и т.д.).

Проблема параллелизма при одновременном доступе к базе данных решена применением ADO. ADO обеспечивает сосуществование многоразовых запросов к данным от модулей Контроллер, Web-обработчик или Консоль, блокируя соответствующую запись в базе данных (MS Access и SQL Server).

Многопотоковый (multi-thread) параллелизм внутри процесса решен использованием синхронизационных объектов в 32х разрядных операционных системах (Win32) и применением технологии СОМ. Контроллер состоит из трех потоков: Центральный поток (Central Thread – CT), Поток распределения заданий (Job Distribution Thread – JDT), Поток окончания заданий (Job Completition Thread – JCT). Кроме того, конкурентность между потоками существует и в модуле Проверка почты, при проверке электронных почтовых ящиков пользователей.

Проблемы возникают, когда два конкурентных потока должны обрабатывать одни и те же данные. Для решения этой проблемы использованы синхронизационные объекты – поток «блокирует» данные, с которыми работает, и из-за этого ни один другой поток (thread) в тот момент не имеет права доступа к этим данным.

В модуле Автоинформатор так же появляется парал-лелизм в моменты, когда двух или больше пользователей необходимо уведомить о принятой электронной почте. В зависимости от числа располагаемых (аппаратных) каналов к телефонной сети общего пользования - ТфОП (PTSN – Public Switched Telephone Network) выбирается первый свободный канал для выполнения вызова. В случае, когда все каналы заняты, модуль Автоинформатор ждет, пока какой-либо канал не освободится. Такая конкурентность назывется способность к параллельной аппаратной обработке (hardware parallel ability).

Заключение

Система УЭП – типичный пример программного при-ложения, относящегося к Новому миру телекоммуникаций в котором, на сегодняшний день разделенные, ТфОП и сети передачи данных объединются. В системе успешно решена интеграция телефонных услуг и Интернет услуг электронной почты. Пользователи получат уведомление по телефону о приеме новых сообщений электронной почты, без доступа к Интернет. Для удовлетворения потребностей пользователей, система УЭП разработана в двух версиях: общего пользования и корпоративная. В статье приведены решения интеграции компьютеров и телефонной технологии, применение различных программных языков и несколько типов параллелизма в обработке процессов и решения требований к синхронизации.

Список литературы

[1] Frank D., Lučić H., Opsenica M., Pukšec J., Žic M., Brajković S., Maričić V.: The EMA System: A CTI-Based E-mail Alerting Service, IEEE Communications Magazine, vol. 38, no. 2, February 2000, pp. 122-128.

[2] Maričić V., Zalar B., Filjar D., Žic M., Opsenica M., Frank D.: EMA System: Another application for future telecom world, Proc. of the 5th Conference on Telecommunication ConTel99, Zagreb, Croatia, 1999, pp. 379-384

[3] Opsenica M., Frank D., Pukšec J.: EMA System and Concurrence Solution, Proc. of SoftCOM ‘99 Conf., Split-Rijeka-Trieste-Venezia, Croatia-Italy, 1999, pp. 279-287.

[4] Žic M., Frank D.: A Database Client Technology in E-mail Alert System, Proc. of SoftCOM ‘99 Conf., Split-Rijeka-Trieste-Venezia, Croatia-Italy, 1999, pp. 289-298.

[5] Eckel B.: Thinking In C++, MindView Inc.,
Published by Prentice Hall Inc., 1998.

[6] MSDN Library, edition of July 1999,
(http://www.microsoft.com/msdn/).

[7] Box D.: Essential COM, Addison Wesley Longman inc., 1998.

[8] Hart J. M.: Win32 System Programming, Addison Wesley Longman inc., 1997.