手機(jī)欠費(fèi)用戶(hù)自助繳費(fèi)方案設(shè)計(jì)與應(yīng)用

摘" 要：為避免手機(jī)欠費(fèi)停機(jī)給用戶(hù)帶來(lái)不便，提升用戶(hù)體驗(yàn)，減少用戶(hù)離網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)降低實(shí)體營(yíng)業(yè)廳的運(yùn)營(yíng)壓力和成本，湖南電信針對(duì)如何構(gòu)建手機(jī)欠費(fèi)用戶(hù)自助繳費(fèi)的綠色通道（簡(jiǎn)稱(chēng)手機(jī)綠通）進(jìn)行了研究，設(shè)計(jì)了一套創(chuàng)新方案，在無(wú)須增設(shè)新設(shè)備的前提下，解決了4G網(wǎng)絡(luò)下綠通流程中多個(gè)核心問(wèn)題，并通過(guò)不斷的迭代優(yōu)化證明該業(yè)務(wù)系統(tǒng)取得了顯著的成效，實(shí)現(xiàn)了服務(wù)資源的合理配置及客戶(hù)價(jià)值與服務(wù)成本的匹配，為企業(yè)樹(shù)立了良好的口碑，大大提升了企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力，被集團(tuán)采納在全國(guó)推廣。

關(guān)鍵詞：手機(jī)綠通；核心網(wǎng)；流量控制識(shí)別；高可用

中圖分類(lèi)號(hào)：TN929.5；TP311" 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A" 文章編號(hào)：2096-4706（2024）11-0058-05

Design and Application of Self-service Payment Solution for Mobile Phone Arrears Users

HE Xu， LIU Zhi， CHEN Honghui， TANG Lan， YAN Guozheng

（China Telecom Hunan Branch， Changsha" 410021， China）

Abstract： In order to avoid inconvenience caused by mobile phone unpaid shutdown， improve user experience， reduce the risk of users leaving the network， and reduce the operational pressure and cost of physical business halls， Hunan Telecom has conducted research on how to build a green channel for mobile phone arrears users to self-service payment （referred to as mobile phone green channel）. It designs an innovative solution， and solves multiple core problems in the green channel process under 4G networks without the need for new devices. Through continuous iteration and optimization， it has been proven that the business system has achieved significant results， achieved reasonable allocation of service resources and matching customer value with service costs， established a good reputation for the enterprise， greatly improved its competitiveness， and is adopted and promoted by the group nationwide.

Keywords： mobile phone green channel; core network; traffic control and identification; high availability

0" 引" 言

隨著移動(dòng)業(yè)務(wù)量的發(fā)展，湖南電信每月初欠費(fèi)停機(jī)的峰值用戶(hù)高達(dá)六十余萬(wàn)，這些用戶(hù)只能通過(guò)手機(jī)Wi-Fi接入網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行線(xiàn)上繳費(fèi)或到線(xiàn)下?tīng)I(yíng)業(yè)廳繳費(fèi)復(fù)機(jī)。為了解決用戶(hù)停機(jī)煩惱，優(yōu)化用戶(hù)體驗(yàn)，減少用戶(hù)離網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)同時(shí)降低實(shí)體營(yíng)業(yè)廳運(yùn)營(yíng)的壓力和成本，需要考慮如何能使用戶(hù)在欠費(fèi)停機(jī)狀態(tài)仍可以進(jìn)行充值繳費(fèi)快速?gòu)?fù)通手機(jī)。因此如何構(gòu)建一條手機(jī)自助繳費(fèi)的綠色通道，為更多的欠費(fèi)停機(jī)的用戶(hù)提供更便捷的服務(wù)，同時(shí)如何確保面對(duì)數(shù)量龐大的用戶(hù)群時(shí)仍能提供穩(wěn)定的服務(wù)成為目前亟待解決的問(wèn)題。手機(jī)綠通在全國(guó)部分省份有展開(kāi)案例，但均存在明顯缺陷[1]，主要有以下幾個(gè)主要問(wèn)題：部分省份考慮的方案是回落至3G模式，無(wú)法解決4G網(wǎng)絡(luò)下實(shí)現(xiàn)綠通流程，客戶(hù)體驗(yàn)較差；還有部分省份方案是新增專(zhuān)用設(shè)備的方式[2]，如引入停機(jī)PDN網(wǎng)關(guān)[3]的方式等，該類(lèi)方案組網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，投入的成本較高。同時(shí)該業(yè)務(wù)屬于高并發(fā)場(chǎng)景，并發(fā)數(shù)十萬(wàn)量級(jí)，日訪(fǎng)問(wèn)次數(shù)過(guò)千萬(wàn)，系統(tǒng)的穩(wěn)定性很難保證?；谝陨蠁?wèn)題的存在，盡管其他部分省份已經(jīng)開(kāi)展手機(jī)綠通類(lèi)似的業(yè)務(wù)，但用戶(hù)體驗(yàn)不佳，投入成本高，仍有較大的改善空間。

1" 方案設(shè)計(jì)

為實(shí)現(xiàn)4G網(wǎng)絡(luò)下的綠通流程，必須解決兩個(gè)重要問(wèn)題：第一是4G網(wǎng)絡(luò)下欠費(fèi)用戶(hù)的流量識(shí)別和控制，即欠費(fèi)用戶(hù)僅允許訪(fǎng)問(wèn)手機(jī)綠通的繳費(fèi)頁(yè)面及支付網(wǎng)址如微信、支付寶等；第二是高并發(fā)網(wǎng)絡(luò)下服務(wù)器性能的穩(wěn)定性，即需要承載月初欠費(fèi)高峰期時(shí)千萬(wàn)次以上的訪(fǎng)問(wèn)壓力。通過(guò)不斷迭代優(yōu)化，設(shè)計(jì)出以下方案，圖1為手機(jī)綠通的平臺(tái)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。

1.1" 核心網(wǎng)側(cè)流量控制識(shí)別方案

針對(duì)欠費(fèi)用戶(hù)的流量控制和識(shí)別，在相關(guān)技術(shù)中，有些采用為欠費(fèi)用戶(hù)接入專(zhuān)用第二層隧道協(xié)議網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器（Layer 2 Tunneling Protocol Network Server， LNS）的方式，該方式需要投入專(zhuān)用的LNS設(shè)備，部署成本高。本文提出的方案無(wú)須增設(shè)專(zhuān)用設(shè)備，可以在現(xiàn)有的具備深度包檢測(cè)（Deep Packet Inspection， DPI）功能的分組數(shù)據(jù)網(wǎng)（Packet Data Network， PDN）網(wǎng)關(guān)上實(shí)現(xiàn)[4]，部署方便快捷，已申請(qǐng)專(zhuān)利保護(hù)[5]，具體方案為：

1）4G用戶(hù)欠費(fèi)后，在IT系統(tǒng)下發(fā)工單到演進(jìn)的分組核心網(wǎng)（Evolved Packet Core， EPC）的歸屬簽約用戶(hù)服務(wù)器上（Home Subscriber Server， HSS），為用戶(hù)簽約一個(gè)特定APN用來(lái)上網(wǎng)繳費(fèi)，同時(shí)HSS必須先記錄下用戶(hù)欠費(fèi)前簽約的APN，以便在用戶(hù)繳費(fèi)復(fù)機(jī)后將特定的APN修改為欠費(fèi)前簽約的APN。

2）4G欠費(fèi)用戶(hù)通過(guò)接入點(diǎn)（Access Point Name， APN）附著到4G網(wǎng)絡(luò)后，上網(wǎng)數(shù)據(jù)包到達(dá)EPC核心網(wǎng)的PDN網(wǎng)關(guān)，PDN網(wǎng)關(guān) （PDN Gate Way， PGW）將流量引入DPI網(wǎng)關(guān)。

3）DPI網(wǎng)關(guān)根據(jù)配置的DPI規(guī)則對(duì)用戶(hù)流量進(jìn)行檢測(cè)識(shí)別，并根據(jù)控制規(guī)則進(jìn)行相應(yīng)的業(yè)務(wù)控制：重定向、允許通過(guò)、禁止通過(guò)。具體的判斷規(guī)則如圖2流量控制識(shí)別流程圖所示。

1.2" 業(yè)務(wù)側(cè)Web服務(wù)方案

1.2.1" 前端頁(yè)面設(shè)計(jì)

用戶(hù)在手機(jī)欠費(fèi)停機(jī)后，手機(jī)訪(fǎng)問(wèn)其他網(wǎng)站都會(huì)被重定向至圖3所示的繳費(fèi)頁(yè)面，通過(guò)HTTP頭增強(qiáng)技術(shù)[6]可以實(shí)現(xiàn)以一種安全的方式攜帶手機(jī)號(hào)碼展示在繳費(fèi)界面，用戶(hù)無(wú)須手動(dòng)填寫(xiě)，繳費(fèi)完成后即可完成復(fù)機(jī)，有利于提升客戶(hù)體驗(yàn)。該頁(yè)面提供欠費(fèi)查詢(xún)功能和充值功能。

1.2.2" 后端數(shù)據(jù)分析面板設(shè)計(jì)

為了提供手機(jī)綠通業(yè)務(wù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和精準(zhǔn)分析，搭建了一套可視化數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，該系統(tǒng)首先通過(guò)前端頁(yè)面的插碼組件進(jìn)行頁(yè)面埋點(diǎn)，對(duì)用戶(hù)的操作行為進(jìn)行記錄，以異步請(qǐng)求的方式提交至Nginx服務(wù)。而在服務(wù)器端，部署filebeat、采集監(jiān)控Nginx、Tomcat中間件日志和數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)獲取數(shù)據(jù)，并推送至logstash集群，再將數(shù)據(jù)中間件、數(shù)據(jù)庫(kù)匯總進(jìn)行清洗，并對(duì)結(jié)果數(shù)據(jù)持久化。然后通過(guò)集成ECharst可視化庫(kù)，對(duì)千萬(wàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行前端展現(xiàn)，使用豐富的圖形化組件，定制專(zhuān)題分析頁(yè)面，動(dòng)態(tài)讀取數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)變化情況實(shí)時(shí)展示給運(yùn)營(yíng)人員。如圖4所示，為手機(jī)綠通月度統(tǒng)計(jì)看板，以月度為周期展示服務(wù)用戶(hù)數(shù)，支付總金額及訂單的地域分布情況。如圖5所示，實(shí)時(shí)展示每日訂單數(shù)及訂單轉(zhuǎn)化情況。

1.3" 服務(wù)端架構(gòu)部署

由于該業(yè)務(wù)屬于資源消耗性業(yè)務(wù)，據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，高峰期間每天自動(dòng)附著到手機(jī)綠通首頁(yè)的用戶(hù)達(dá)10萬(wàn)，訪(fǎng)問(wèn)次數(shù)達(dá)5 000萬(wàn)，導(dǎo)致服務(wù)器基本負(fù)載在10以上，峰值期間甚至達(dá)到20，一般服務(wù)器提供正常的Web服務(wù)時(shí)負(fù)載應(yīng)低于3，導(dǎo)致業(yè)務(wù)試運(yùn)行初期在月初高峰期階段大量的用戶(hù)無(wú)法訪(fǎng)問(wèn)頁(yè)面。因此已有的傳統(tǒng)服務(wù)器架構(gòu)和性能無(wú)法滿(mǎn)足業(yè)務(wù)需要，所以采用了一種Linux虛擬服務(wù)器（Linux Virtual Server， LVS）+Nginx的服務(wù)端架構(gòu)[7]。傳統(tǒng)的服務(wù)端架構(gòu)圖如圖6所示。

其通過(guò)負(fù)載均衡設(shè)備對(duì)用戶(hù)的請(qǐng)求進(jìn)行分發(fā)，根據(jù)對(duì)負(fù)載均衡上的數(shù)據(jù)觀(guān)測(cè)，手機(jī)綠通的并發(fā)請(qǐng)求高達(dá)150K，峰值是199.2K，為了保證該負(fù)載均衡上其他業(yè)務(wù)的正常運(yùn)行，在負(fù)載均衡上做了連接數(shù)為30K的最大限制，而實(shí)際連接數(shù)遠(yuǎn)大于30K，從而導(dǎo)致無(wú)法及時(shí)把客戶(hù)端的請(qǐng)求及時(shí)負(fù)載均衡到實(shí)服務(wù)器。手機(jī)綠通平臺(tái)采用的服務(wù)端架構(gòu)圖如圖7所示，該方案采用的是直接路由（Direct Routing， DR）模式，當(dāng)終端用戶(hù)的Web請(qǐng)求會(huì)發(fā)送給LVS調(diào)度器，LVS調(diào)度器區(qū)分主備，通過(guò)Keepalived的方式保持連接從而實(shí)現(xiàn)高可用。調(diào)度器根據(jù)自己預(yù)設(shè)的算法智能的將該請(qǐng)求發(fā)送給后端的Nginx服務(wù)器，通過(guò)共享存儲(chǔ)的方式確保所有用戶(hù)請(qǐng)求的數(shù)據(jù)的一致，用戶(hù)的請(qǐng)求到達(dá)真實(shí)服務(wù)器后不再通過(guò)LVS而是通過(guò)路由直接將響應(yīng)返回客戶(hù)，可以有效地解除負(fù)載均衡設(shè)備能力的限制。

2" 實(shí)施難點(diǎn)和舉措

從2018年年初開(kāi)始設(shè)計(jì)制定手機(jī)綠通系統(tǒng)的方案，12月底開(kāi)始上線(xiàn)試運(yùn)營(yíng)，自上線(xiàn)以來(lái)，在不斷地調(diào)整和優(yōu)化過(guò)程中主要遇到以下兩方面的難點(diǎn)：

1）手機(jī)綠通業(yè)務(wù)屬于資源消耗類(lèi)、高并發(fā)業(yè)務(wù)場(chǎng)景，在月初欠費(fèi)高峰期很容易出現(xiàn)因負(fù)載過(guò)高而系統(tǒng)崩潰的情況。

2）業(yè)務(wù)上線(xiàn)初期，通過(guò)數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)手機(jī)綠通業(yè)務(wù)到達(dá)率和支付成功率很低，用戶(hù)無(wú)法順暢的完成繳費(fèi)復(fù)機(jī)的過(guò)程，用戶(hù)體驗(yàn)亟待優(yōu)化。

2.1" 高可用性能的保障

針對(duì)解決如何提高手機(jī)綠通系統(tǒng)高可用的性能，采取的措施主要分為兩方面：

1）降低手機(jī)綠通業(yè)務(wù)對(duì)服務(wù)器非必要的資源消耗。為了降低連接消耗，采用靜態(tài)頁(yè)面的設(shè)計(jì)方式和refer過(guò)濾機(jī)制。靜態(tài)化頁(yè)面可以有效地解決減輕網(wǎng)站壓力，提高網(wǎng)站訪(fǎng)問(wèn)速度[8]。在進(jìn)行靜態(tài)頁(yè)面設(shè)計(jì)時(shí)，詳細(xì)考慮每個(gè)原型頁(yè)面，根據(jù)業(yè)務(wù)邏輯找到頁(yè)面上展示的信息和它的更新方式，更新時(shí)機(jī)，更新頻率，確定好頁(yè)面中必須動(dòng)態(tài)加載的內(nèi)容，從而使得服務(wù)器可以承受高并發(fā)的訪(fǎng)問(wèn)，大大減少服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)和接口資源的消耗。同時(shí)通過(guò)登錄服務(wù)器后臺(tái)對(duì)訪(fǎng)問(wèn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)有大量的無(wú)效訪(fǎng)問(wèn)，抓取APP自動(dòng)訪(fǎng)問(wèn)的特征，修改了Ngnix配置，做referer過(guò)濾，攔截掉無(wú)效的訪(fǎng)問(wèn)，從而Ngnix不會(huì)下發(fā)到Web實(shí)例，可以有效地減輕服務(wù)器壓力，提升響應(yīng)速度[9]。

2）部署LVS+Nginx的服務(wù)端架構(gòu)，可以有效地提升服務(wù)器的可用性。

2.2" 用戶(hù)體驗(yàn)的持續(xù)優(yōu)化

通過(guò)大量測(cè)試，繳費(fèi)過(guò)程流暢度不高的原因主要存在以下問(wèn)題，如在微信自帶瀏覽器中無(wú)法打開(kāi)手機(jī)綠通的鏈接，支付頁(yè)面無(wú)法成功跳轉(zhuǎn)等，為了優(yōu)化用戶(hù)體驗(yàn)和感知，主要采取以下措施：

1）提高在微信瀏覽器的兼容性。通過(guò)對(duì)代碼進(jìn)行修改，先做瀏覽器類(lèi)型的判斷，根據(jù)不同瀏覽器決定調(diào)用哪種類(lèi)型的支付鏈接，如果判斷為微信自帶瀏覽器，則使用JSAPI支付的鏈接，如果判斷為其他瀏覽器，使用微信H5支付鏈接。

2）優(yōu)化白名單配置。由于需要允許欠費(fèi)用戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)支付類(lèi)網(wǎng)址，需將支付類(lèi)地址加入白名單，之前采用IP為白名單的方式，但由于IP地址經(jīng)常變動(dòng)，維護(hù)困難，優(yōu)化為采用域名白名單的方式，相對(duì)穩(wěn)定可靠。同時(shí)對(duì)微信支付流程使用抓包工具進(jìn)行大量的抓包測(cè)試和分析，保持微信支付暢通的前提下，逐條刪減白名單域名，最終確定一個(gè)最小的白名單長(zhǎng)度。在此白名單范圍內(nèi)，能正常完成微信支付，但是其他與支付不相關(guān)的域名全部刪除，最終將白名單長(zhǎng)度由原來(lái)的126條精簡(jiǎn)至24條，極大地改善了支付頁(yè)面無(wú)法成功打開(kāi)的問(wèn)題。

3）采用HTTP頭增強(qiáng)實(shí)現(xiàn)號(hào)碼免填功能。HTTP消息包括客戶(hù)機(jī)向服務(wù)器的請(qǐng)求消息和服務(wù)器向客戶(hù)機(jī)的響應(yīng)消息。這兩種類(lèi)型的消息由一個(gè)起始行，一個(gè)或者多個(gè)頭域，一個(gè)只是頭域結(jié)束的空行和可選的消息體組成。HTTP的頭域包括通用頭、請(qǐng)求頭、響應(yīng)頭和實(shí)體頭四個(gè)部分。每個(gè)頭域由一個(gè)域名、冒號(hào)（：）和域值三部分組成。通過(guò)采用HTTP頭增強(qiáng)的方式，可以實(shí)現(xiàn)以一種安全的方式攜帶手機(jī)號(hào)碼[10]，用戶(hù)無(wú)須手動(dòng)填寫(xiě)需繳費(fèi)的號(hào)碼，有利于提升客戶(hù)體驗(yàn)。

4）開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)可視化實(shí)時(shí)面板。通過(guò)對(duì)日常數(shù)據(jù)報(bào)表的分析，確定運(yùn)營(yíng)中關(guān)注度較高的關(guān)鍵數(shù)據(jù)指標(biāo)，開(kāi)發(fā)了數(shù)據(jù)可視化實(shí)時(shí)面板進(jìn)行關(guān)鍵數(shù)據(jù)的展示，可以直觀(guān)準(zhǔn)確的實(shí)時(shí)監(jiān)控手機(jī)綠通平臺(tái)訂單轉(zhuǎn)化和支付情況，通過(guò)對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的掌控來(lái)進(jìn)行快速?zèng)Q策，及時(shí)優(yōu)化調(diào)整策略提升用戶(hù)訂單的轉(zhuǎn)化率。

3" 應(yīng)用成效

自上線(xiàn)以來(lái)，手機(jī)綠通系統(tǒng)經(jīng)過(guò)持續(xù)迭代優(yōu)化，效果顯著，如圖8所示，月繳費(fèi)金額和服務(wù)規(guī)模有了質(zhì)的發(fā)展和飛躍，月均收繳欠費(fèi)金額從2019年初的87萬(wàn)元增長(zhǎng)至超千萬(wàn)元，2023年通過(guò)該繳費(fèi)平臺(tái)繳費(fèi)的用戶(hù)總金額已超過(guò)1.3億元，月均服務(wù)用戶(hù)超過(guò)20萬(wàn)戶(hù)，峰值月份達(dá)32萬(wàn)戶(hù)，創(chuàng)造了較大的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)大大節(jié)省了人力資源成本，目前該平臺(tái)月繳費(fèi)訂單量約等于100個(gè)線(xiàn)下?tīng)I(yíng)業(yè)廳網(wǎng)點(diǎn)的交易量。同時(shí)極大地解決了用戶(hù)實(shí)際問(wèn)題，打造了一款惠民應(yīng)用，有利于增加用戶(hù)黏性，降低用戶(hù)離網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)，提高了客戶(hù)依存度，奠定了忠誠(chéng)度基礎(chǔ)。實(shí)現(xiàn)了服務(wù)資源的合理配置及客戶(hù)價(jià)值與服務(wù)成本的匹配，帶來(lái)了良好的社會(huì)效益。

4" 結(jié)" 論

本文創(chuàng)造性地提出了一種手機(jī)欠費(fèi)場(chǎng)景下用戶(hù)線(xiàn)上自助繳費(fèi)的設(shè)計(jì)方案，該方案立足我省現(xiàn)狀，完全利用已有系統(tǒng)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)，無(wú)須新增專(zhuān)用設(shè)備，與外省方案相比，開(kāi)發(fā)成本低，組網(wǎng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，優(yōu)化了高并發(fā)網(wǎng)絡(luò)下的架構(gòu)部署，構(gòu)建了應(yīng)對(duì)每日億次訪(fǎng)問(wèn)的能力，且通過(guò)實(shí)踐驗(yàn)證取得了顯著的效益，為提升客戶(hù)服務(wù)質(zhì)量，增加企業(yè)收入奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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作者簡(jiǎn)介：何旭（1994—），女，漢族，湖南沅江人，中級(jí)工程師，碩士研究生，研究方向：通信與信息系統(tǒng)。

收稿日期：2023-11-10