（交通信息工程及控制专业论文）短信息服务系统设计与实现.pdf

摘要 随着短信业务的迅速发展，手机用户到手机用户的点对点短信业务已远远满足不了 手机用户对短信业务的需求，将互联网上的巨大信息量通过信息平台以短信方式传递给 手机用户已成为短信息服务发展的趋势。短信息服务系统可以为业务提供者( s e r v i c e p r o v i d e r 缩写s p ) 与短消息中心( s h o r tm e s s a g es e r v i c ec e n t e r 缩写s m s c ) 之间数 据交换提供一条安全、快捷的通道，使手机用户可以采用短信方式与s p 进行双向通信， 接收s p 提供的信息服务，同时完成相应的业务管理、网络管理等功能。由于短信息服务 系统可以为广大用户获取海量信息提供一种方便、快捷的手段，从而满足短信息服务发 展的需要。所以建设短信息服务系统具有巨大的市场前景。在这样的前提下，本文提出 研究开发通用的短信息服务系统是迎合了短信发展的潮流。 本文所研究的是如何设计并实现一个通用高效的短信息服务系统来解决s p 与用户 之间短信息数据的交换。文中把短信息服务系统分成短信网关与后台管理数据库两大部 分，短信网关主要负责与短信息中心( s h o r tm e s s a g es e r v i c ec e n t e r 缩写s m s c ) 交换 数据，后台管理数据库处理用户发送的短信并把用户需要的短信息通过短信网关发送给 用户，两部分协同合作完成s p 与手机用户之间短信息的交换。通过详细阅读并分析了中 国移动通信互联网短信网关接口协议v 3 0 ( c m p p ) 及相关的学术论文分别对短信网关与 后台管理数据库提出设计思路，结合d c l p m 语言与t s q l 脚本对两部分分别进行了实现。 短信息服务系统的设计和实现是本论文的核心，它的实现是对短信息服务多元化提 供了一种可靠的手段，解决了s p 与手机终端之间交换数据的问题，因此短信息服务系 统的实现对促进短信业务多元化的发展将具有积极的推动作用。 关键词：短信息服务系统，短信网关，后台数据库，业务提供者，数据交换 a b s t r a c t a l o n g 谢mt h es h o r tm e s s a g es e r v i c er a p i dd e v e l o p m e n t ，c o u l dn o th a v es a t i s f i e dt h e h a n d s e tu s e rb yf a rt h eh a n d s e tu s e rt ot h eh a n d s e tu s e r sp o i n t t o p o i n ts h o r tn o t es e r v i c et o t h es h o r tm e s s a g es e r v i c ed e m a n d ，t r a n s m i t st h ei n t e r n e to nh u g ei n f o r m a t i o nc o n t e n tt h r o u g h t h ei n f o r m a t i o np l a t f o r mb yt h es h o r tm e s s a g ew a yf o r t h eh a n d s e tu s e rh a sb e c o m et h es h o r t m e s s a g es e r v i c ed e v e l o p m e n tt h et e n d e n c y t h es h o r tm e s s a g es e r v i c es y s t e mm a y ( s e r v i c e p r o v i d e rc o n d e n s es p ) f o rt h es e r v i c et e n d e r ( s h o r tm e s s a g es e r v i c ec e n t e rt oc o n d e n s e s m s c ) w i t h t h es h o r tm e s s a g ec e n t e rm cb e t w e e nt h ed a t ae x c h a n g et op r o v i d ea s e c u r i t y , t h e q u i c kc h a n n e l ，e n a b l e st h eh a n d s e tu s e rt ob ea l l o w e dt os e l e c tt h es h o r tm e s s a g em e t h o da n d s pc a r r i e so nt h et w p w a yc o m m u n i c a t i o n ，r e c e i v e sm e s s a g es e r v i c ew h i c hs pp r o v i d e s ， s i m u l t a n e o u s l yc o m p l e t e sc o r r e s p o n d i n gf u n c t i o na n ds oo nb u s i n e s sm a n a g e m e n t ，n e t w o r k m a n a g e m e n t b e c a u s et h es h o r tm e s s a g es e r v i c es y s t e mm a yc o n v e n i e n t l yp r o v i d eo n ek i n d f o rt h eu s e rc o m m u n i t i e sg a i nm a g n a n i m o u si n f o r m a t i o n ，t h eq u i c km e t h o d ，t h u ss a t i s f i e s s h o r tm e s s a g es e r v i c et h en e e dt od e v e l o p t h e r e f o r ec o n s t r u c t st h es h o r tm e s s a g es e r v i c e s y s t e mt oh a v et h eg i a n tm a r k e tp r o s p e c tw i t h o u td o u b t u n d e rs u c hp r e m i s e ，t h i sa r t i c l e p r o p o s e dt h er e s e a r c hd e v e l o p m e n tg e n e r a ls h o r tm e s s a g es e r v i c es y s t e mh a sc a t e r e dt ot h e s h o r tn o t ed e v e l o p m e n tt i d a lc u r r e n t w h a tt h i sa r t i c l es t u d i e si sh o wd e s i g n sa n dr e a l i z e sa ng e n e r a lh i s h l ye f f e c t i v es h o r t m e s s a g es e r v i c es y s t e mt os o l v eb e t w e e ns pa n dt h eu s e rt h es h o r tm e s s a g ed a t ae x c h a n g e i n t h ea r t i c l ed i v i d e si n t ot h es h o r ti n f o r m a t i o ns e r v i c es y s t e mt h es h o r tn o t eg a t e w a ya n dt h e b a c k s t a g em a n a g e m e n td a t a b a s et w om a j o rp a r t s ，t h es h o r tm e s s a g eg a t e w a yp r i m a r y c o g n i z a n c ea n dt h es h o r tm e s s a g ec e n t e r ( s h o r tm e s s a g es e r v i c ec e n t e rc o n d e n s e ss m s c ) t o e x c h a n g et h ed a t a , t h eb a c k s t a g em a n a g e m e n td a t a b a s eh a n d l i n gu s e rt r a n s m i s s i o ns h o r t n o t ea n dt h es h o r tm e s s a g ew h i c hn e e d st h eu s e rt h r o u g ht h eg a t e w a yt r a n s m i s s i o nf o rt h eu s e r , t w op a r t so fc o o r d i n a t i o nc o o p e r a t i o nc o m p l e t e ss pa n db e t w e e nt h eh a n d s e tu s e rt h es h o r t m e s s a g ee x c h a n g e t h r o u g hi nd e t a i lr e a da n dh a sa n a l y z e dc h i n am o b i l ec o m m u n i c a t i o n i n t e r n e ts h o r tm e s s a g e g a t e w a yc o n n e c t i o na g r e e m e n t v 3 0 ( c m p p ) a n dt h ec o r r e l a t i o n d i s s e r t a t i o ns e p a r a t e l yt ot h es h o r tm e s s a g eg a t e w a ya n dt h eb a c k s t a g em a n a g e m e n td a t a b a s e p r o p o s e dt h ed e s i g nm e n t a l i t y , u n i f i e dt h ed e l p h il a n g u a g ea n dt h et - s q ls c r i p th a s s e p a r a t e l yc a r r i e d0 nt h er e a l i z a t i o nt ot w op a r t s t h es h o r tm e s s a g es e r v i c es y s t e md e s i g na n dt h er e a l i z a t i o na r et h ep r e s e n tp a p e rc o r e ，i t s r e a l i z a t i o nw a sh a sp r o v i d e do n er e l i a b l em e t h o dt ot h es h o r tm e s s a g es e r v i c em u l t i p l i c a t i o n ， h a ss o l v e ds pa n db e t w e e nt h eh a n d s e tt e r m i n a le x c h a n g e st h ed a t at h eq u e s t i o n ，t h e r e f o r et h e s h o r tm e s s a g es e r v i c es y s t e mr e a l i z a t i o nt ow i l l p r o m o t et h es h o r tm e s s a g es e r v i c e m u l t i p l i c a t i o nd e v e l o p m e n tt oh a v et h ep o s i t i v ei m p e t u sf u n c t i o n k e y w o r d s ：s h o r tm e s s a g es e r v i c es y s t e m ，s h o r tm e s s a g eg a t e w a y ，t h eb a c k g r o u n d d a t a b a s e ，s e r v i c ep r o v i d e r ，i n t e r f a c ep r o t o c o l ，s h o r tm e s s a g es e r v i c e c e n t e r l l i 论文独创性声明 本人声明：本人所呈交的学位论文是在导师的指导下，独立进行 研究工作所取得的成果。除论文中已经注明引用的内容外，对论文的 研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本论 文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表的成 果。 本声明的法律责任由本人承担。 论文作者签名：讫塌 幽7 年 f 月j 7e l 论文知识产权权属声明 本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归 属学校。学校享有以任何方式发表、复制、公开阅览、借阅以及申请 专利等权利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的 学术论文或成果时，署名单位仍然为长安大学。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 做作者签名：殇磊 导师弛即岔气 卅年月) 7 日 节朋7 日 长安大学硕士学位论文 第一章绪论 1 1 论文研究背景 1 9 9 2 年，世界上第一条手机短信在英国发送成功，1 9 9 8 年中国开通手机短信业务， 使用短信的手机用户逐年增多，到2 0 0 2 年，仅中国移动用户就已达到1 亿多户。2 0 0 4 年春节7 天，中国移动用户发送短信就达6 0 亿条，彩信发送1 0 0 万条，形成了很好的 商业前景。这其中的经济效益暂且不谈，就其社会效益而言，恐怕其涉及人数仅次于苦 守着电视守岁的数目。2 0 0 3 年2 月，据调查公司在中国1 0 个城市、9 个小城镇进行的 最新调查显示，中国城镇地区1 8 6 0 岁的手机用户中有4 0 以上的用户收发过短信息 或享受过短信服务。市场无疑是巨大的。随着使用支持中文手机的用户增多，短信息 已经成为手机用户最经常使用的业务之一。除了大量使用手机用户到手机用户的点对点 短信业务之外，从信息平台到手机用户的短信信息服务业务也在快速发展，该业务已经 成为广大用户及时方便地获取信息的一种手段。在服务提供商( s e r v i c ep r o v i d e r 缩写s p ) 的支持下，用户可以采用短信点播或网站定制的方式得到大量有用信息，s p 也能通过 提供有偿信息服务而获得收益，因此用户和s p 对短信信息服务业务的需求都很大。手 机短信服务除了个人通讯外，另一个重要的功能是传递公用信息，用户可以通过点播、 定制的方式获得新闻、天气、金融、证券等信息。我国短信业务的开展已有近1 0 年的 历史，但短信服务的火爆却是近几年才开始的。有关资料显示，从2 0 0 0 年第四季度开 始，全国移动电话短信息业务量每月增加几千万条。据专家预计，今年我国手机短信发 送量将超过1 2 0 0 亿条，手机短信息服务市场的规模也将超过1 2 0 亿元，由此带来巨大 的经济利润。如此快速发展的手机短信息服务市场，同样给开展手机短信息增值服务带 来商机。手机短信息业务之所以迅猛发展，原因大致有三点：一是在传送信息方面的独 特优势，价格低廉，而且是单向收费，国内不收漫游费；二是充分体现个性化，私密性 好；三是传输快捷、高效、可靠。由于通讯手段的不断发展，传播信息的媒体也在不断 拓展，各类信息在原有的报纸、广播、电视服务的基础上，又向电话声讯服务、无线寻 呼、因特网浏览等多种形式发展，特别是近一两年来全国绝大部分省( 区、市) 已开展 了手机短信气象服务，大大推动了信息的有效传播，作为手机短信定制服务的重要内容， 手机短信服务将成为增值服务新的增长点，其发展前景十分广阔。 从短信业务的发展来看，短信信息服务的发展经历了下述两个时期： 短信息服务的独立发展时期 第一章绪论 第一阶段，以短信中心为主要的业务提供及信息提供的时期。在此阶段，短信中心 是唯一的信息提供者和数据传输通道，造成信息量少，各短信中心的信息来源不一致。 这一阶段是短信信息服务的独立发展时期。 短信业务的急剧扩展时期 第二阶段，以互联网上的信息作为短信的主要信息来源，由互联网上的s p 直接与 各s m s c 相沟通，建立信息交换的接口。其特点是，由信息的极大富有者s p 作为信息 的提供者，弥补了原来s m s c 的不足。这一阶段是短信业务的急剧扩展时期。 目前短信业务正处在业务发展的第二阶段，其主要的业务特征模式就是依附于原有 的手机信息传递方式( 短消息) ，将互联网上的巨大信息量根据用户的要求通过手机的 短消息方式传递给用户。这一发展模式，将传统的信息提供与信息服务的合二为一彻底 分离，体现了一种传统业务与互联网相结合的发展模式。发送短信的实体( s m e ) 也由 单一的手机终端发展为包括移动用户信息点播平台、i n t e m e t 网络及其他业务系统在内 的庞大群体。通过短信中心( s h o r tm e s s a g es e r v i c ec e n t e r 缩写s m s c ) 及其相关增值 业务系统可以实现诸如股票交易、信息点播、g p s 监控、天气预报、e m a i l 通知等信息 服务。随着增值业务的类型拓展和应用力度加深，短信作为一种廉价、快捷的无线通信 方式正在许多行业得到广泛应用。 1 2 论文的主要工作 本论文目标是设计一个通用的、功能强大的短信网关来满足s p 与短信中心交换数 据，同时增加后台数据库来管理短信网关与短信中心之间交换的数据。短信网关 ( i n t e r n e ts h o r tm e s s a g eg a t e w a y 缩写i s m g ) 的建设可以为业务提供者( s e r v i c e p r o v i d e r 缩写s p ) 与短消息中心( s m s c ) 之间数据交换提供一条安全、快捷的通道， 以便手机用户采用短信方式与s p 双向通信，接收s p 提供的信息服务，同时完成相应的 业务管理、网络管理等功能。短信网关与后台数据库合成为短信息服务系统。 为了设计并实现短信息服务系统，主要工作如下：详细阅读并分析了中国移动通信 互联网短信网关接口协议v 3 0 ( c m p p ) 及相关的学术论文，查阅大量关于数据库设计方 面的书籍，根据协议规范完成短信息服务系统的后台数据库的设计，提出短信网关的实 现方案，遵照短信服务存在点播和定制两种方式分别设计出处理流程图，利用s q ls e r v e r 2 0 0 0 的数据库脚本语言t - s q l 建立了后台数据库，通过编写d e l p h i 代码实现了短信网 关。 2 长安大学硕学位论文 第二章短信息服务系统体系结构 21 短信息服务系统组网结构 删2 - 1 短信网关组网结构 如图2 - 1 所示，短信网关( i s m g ) 是业务提供商( s p ) 与移动网内短信中心之间的 中介实体，短信网关一方面负责接收s p 发送给移动用户的信息并提交给短信中心。另 一方面，移动用户点播s p 业务的信息将由短信中心通过短信网关发给s p 。另外，为了 减轻短信中心的信令负荷，短信网关还应根据路由原则将s p 提交的信息转发到相应的 短信网关。短信网关通过向汇接网关( g a t e w a yn a m es e r v e r 缩写g n s ) 查询的方式 获得网关间的转发路由信息。 另外，i s m g 还必须与数据业务管理平台( d a t as e r v i c em a n a g ep l a t f o r m 缩写 d s m p ) 进行连接，在业务流程中对用户、业务以及定购关系等进行鉴权并对业务进行批 价。1 1 1 22 手机用户与s p 短信息交换过程 手机用户与s p 短信息交换过程，如图2 - 2 所示。用户发短信业务fs h o r tm e s s a g e m o b i l eo r i g i n a t e 缩写m o 业务，如信息点播等) ：短信中心将短信内容虬s m p p 协议 发给连接的短信网关，短信网关根据短信发送号码( 即s p 的服务代码) 将短信内容以 c m p p 协议发给相应的s p ，由s p 进行处理。 第二章短信息服务系统论日兜 m o 图2 - 2手机用户与s p 短信息变换过程 用户收短信业务( 郎m t 业务，如短信群发等) ：提供此项业务的s p 将短信内容以中 国移动点对点协议( s h o r t m e s s a g ep e e r t o p e e r 缩写s m p p ) 发给连接的短信网关，由 短信网关根据用户手机号以短消息点对点协议f s h o r tm e s s a g ep e e rt op e e r 缩写s m p p ) 协议发给用户所属的短信中心；短信中心将短信下发到用户手机终端上。 23 短信网关接口协议栈 c m p p 协议以t c p f l p 作为底层通信承载，具体结构如图2 - 3 所示 圈2 3c m p p 协议栈 24 短信网关接口通信方式 各网元之间共有两种连接方式：长连接和短连接。所谓长连接，指在一个t c p 连 接上可以连续发送多个数据包，在t c p 连接保持期间，如果没有数据包发送。需要双 方发链路检测包以维持此连接。短连接是指通信双方有数据交互时，就建立一个t c p 连接数据发送完成后，则断开此t c p 连接，即每次t c p 连接只完成一对c m p p 消息 长安大学硕士学位论文 的发送。 2 4 1 长连接 通信双方以客户服务器方式建立t c p 连接，用于双方信息的相互提交。当信道上 没有数据传输时，通信双方应每隔时间c 发送链路检测包以维持此连接，当链路检测包 发出超过时间t 后未收到响应，应立即再发送链路检测包，再连续发送n 1 次后仍未得 到响应则断开此连接。参数c 、t 、n 原则上应可配置，现阶段建议取值为：c = 3 分钟， 仁6 0 秒，n = 3 。 网关与s p 之间、网关之间的消息发送后等待t 秒后未收到响应，应立即重发，再 连续发送n 1 次后仍未得到响应则停发。现阶段建议取值为：t = 6 0 秒，n = 3 。 消息采用并发方式发送，加以滑动窗口流量控制，窗口大小参数w 可配置，现阶段 建议为1 6 ，即接收方在应答前一次收到的消息最多不超过1 6 条。 长连接的操作流程如图2 - 4 所示： 5 第二章短信息服务系统理论研究 滑动窗口不大于w 图2 - 4 长连接操作流程 6 器端 墼型型邀 2 4 2 短连接 通信双方以客户- 服务器方式建立t c p 连接，应答与请求在同一个连接中完成。系 统采用客户月艮务器模式，操作以客户端驱动方式发起连接请求，完成一次操作后关闭此 连接。 网关与s p 之间、网关之间的消息发送后等待t 秒后未收到响应，应立即重发，再 连续发送n - 1 次后仍未得到响应则停发。现阶段建议取值为：t = 6 0 歪3 k ，n = 3 。【l l 短连接的操作流程如图2 - 5 所示： 客户端朋艮务器 建立t c p 连接 服务器客户端 图2 - 5 短连接操作流程 2 4 3 短信网关接口协议涉及的端口号 短信网关接口协议涉及的端口号i l 】如表2 1 所示： 7 第二章 短信息服务系统理论研究 表2 - 1短信网关所涉及的端口号 端口号应用 7 8 9 0 长连接( s p 与网关间) 7 9 0 0短连接( s p 与网关间) 7 9 3 0长连接( 网关之间) 9 1 6 8 短连接( 短信网关与汇接网关之 间) 2 4 4 交互过程中的应答方式 在s p 与i s m g 之间、s m s c 与i s m g 之间及i s m g 之间的交互过程中均采用异步 方式，任一个网元在收到请求消息后应立即回送响应消息。举例如图2 - 6 所示： s m s c i s m g li s m g 2s p s m p p 请求消息 c m p p 请求消息 s m p p 响应消息 1 c m p p 响应消息 c m p p 请求消息 1 t j 、士：j 吐ft j 图2 6 异步交互方式 2 5 短信息服务系统的运行环境 2 5 1 关系数据库 s q ls e r v e r2 0 0 0 是为迅速提供可伸缩性电子商务、企业及数据仓库解决方案而开发 的完整数据库与分析软件产品。s q ls e r v e r2 0 0 0 定位于i n t e r n e t 背景下的数据库应用， 它为用户的w e b 应用提供了一款完善的数据管理和数据分析解决方案。同时s q ls e r v e r 2 0 0 0 还是w i n d o w sd n a ( d i s t r i b u t e di n t e m e ta r c h i t e c t u r e ) 架构的一个核心组件。它极 8 长安大学硕士学位论文 大地缩短了用户开发电子商务、数据仓库应用的时间。s q ls e r v e r2 0 0 0 还提供对x m l ( e x t e n s i b l em a r k u pl a n g u a g e 扩展标示语言支持) 和唧的全方位支持。 2 5 2 应用程序模块开发工具 d e l p h i 是著名的b o f l a n d ( 现在已和i n p r i s e 合并) 公司开发的可视化软件开发工具。 “真正的程序员用c 语言，聪明的程序员用d e l p h i ，这句话是对d e l p h i 最经典、最实在 的描述。d e l p h i 被称为第四代编程语言，它具有简单、高效、功能强大的特点。d e l p h i 具有以下的特点：基于窗体和面向对象的方法，高速的编译器，强大的数据库支持，与 w i n d o w s 编程紧密结合，强大而成熟的组件技术。但最重要的还是o b j e c tp a s c a l 语言， 它才是一切的根本。o b j e c tp a s c a l 语言是在p a s c a l 语言的基础上发展起来的，简单明了， 使用方便。 在d e l p h i 众多的优势当中，它在数据库方面的特长显得尤为突出：适应于多种数据 库结构，从客户机服务机模式到多层数据结构模式；高效率的数据库管理系统和新一 代更先进的数据库引擎；最新的数据分析手段和提供大量的企业组件。 9 第三章短信息服务系统总体设计 第三章短信息服务系统总体设计 3 1 短信息服务系统设计模型 311 短信息服务系统的基本构架 短信息服务系统是接收用户的上行短信，根据短信携带的要求，经处理后下发用户 需要的短信给用户。短信息服务系统主要分为短信网关和后台数据库两大部分，短信网 关与移动i s m g 互联，负责接收和发送短信息；数据库负责存储、分析、处理上行和下 行数据。如图3 - 1 虚线部分为是短信息服务系统结构示意图。 31 2 短信息服务系统功能模块 图3 _ 1 短信息系统结构示意国 短信息服务分为短信网关与后台数据库两大功能模块。短信网关分为连接模块、接 收短信模块，发送短信模块，链路检测模块。后台数据库分为上行数据记录表、下行数 据记录表、系统业务配置表、定制用户信息表、实用信息表和存储过程，如图3 - 2 所示。 长安大学硕士学位论文 图3 2 短1 言息系统功能模块图 3 2 短信息服务系统业务分类 短信息服务系统的业务一般分为点播和定制两种类型。 点播业务指手机发送短信到指定的业务代码，系统接收到用户短信后经后台数据库 处理，然后发送给用户需要的短信内容。点播业务主要是遵循一问一答的方式，用户发 送一次短信，系统根据用户的要求发送相应内容的短信，发送完成业务结束。具体业务 流程图如3 - 3 所示。 第三章短信息服务系统总体设计 从数据库中提取信息 l i 根据不同的处理流程取 出不同的短信 j ( 发送至聃手机) 图3 3短1 言点播流程图 定制业务是用户通过发送定制短信与系统产生订购关系，系统根据用户定制要求定 时发送短信给用户，用户定时获取系统为其提供的短信业务。用户如果不需要该短信服 务可以发送取消定制短信，系统收到取消定制短信后，删除与系统生成的订购关心，用 户不再收到系统发送的短信，该项业务结束。 具体业务流程如图3 - 4 所示。 1 2 长安大学硕士学位论文 图3 - 4短信定制流程图 订购关系确立后，系统根据用户定制要求定时发送短信给用户，用户定时获取系统 为其提供的短信业务。具体业务流程如图3 - 5 所示。 1 3 第三章短信息服务系统总体设计 图3 - 5 系统处理定制用户信息流程 1 4 长安大学硕士学位论文 第四章短信息服务系统的网关设计 4 1 短信网关的设计思想 短信网关是短信息服务系统与短信中心( s m s c ) 进行短信收发的根本。主要功能为 接收用户的上行( m o ) 短信写入后台数据库上行表，定时扫描下行表中的数据，完成短 信的下发。短信网关与后台数据库通过数据库通用接口o d b c 进行连接。短信息网关与 短信中心建立稳定可靠的连接是网关开发成败的关键。短信网关主要包括连接网关模 块、接收短信模块、发送短信模块、链路检测模块。 1 、连接网关模块 c m p p 协议规定：为了防止一些个人或者企业进行短信的恶意传输，短信网关不能直 接与s m s c ( 短消息中心) 互联，而必须通过中国移动短信网关即i s m g ( i n t e n e ts h o r t m e s s a g eg a t e w a y ) 来发送或者接收短信，由i s m g 将短信发送至s m s c 。短信网关与中国 移动短信网关之间通过c m p p 协议接口进行通信，而i s m g 与s m s c 之间以s m p p 协议进行 通信。c m p p 协议用以建立短信网关和i s b l g 网关之间的通路。短信网关作为客户端，由 连接模块向作为服务器端的i s m g 发起连接请求，在通过身份验证后，短信息服务系统 的网关与i s m g 之间方可进行数据传输。具体设计为连接模块与i s m g 建立可靠的t c p 连 接后，向i s m g 发送请求连接到i s m g ( c m p p _ c o n n e c t ) 操作，i s m g 以c m p p _ c o n n e c t r e s p 消息响应短信网关的请求。连接模块根据接收到的c m p p _ c o n n e c t _ r e s p 消息中s t a t u s 的状态判断是否正确的连接到i s m g ，如果为0 ，表明连接成功，短信网关可以进行短信 的收发。 2 、接收短信模块 用户向短信息服务系统发送短信，短信中心( s m s c ) 收到短信后判断路由发送给 与短信息服务相连的i s m g ( 互联网短信网关) 。i s m g 向短信网关提交短信执行 ( c m p pd e l e r ) 操作，接收短信模块以c m p pd e l i v e rr e s p 消息回应接收短信 的情况。接收模块得到短信息后，将其写入到上行表中存储。 3 、发送短信模块 接收模块接收到了用户发送的短信后写入上行表，后台数据库处理系统根据用户发 送的短信息启动处理流程，获得需要给用户下发的短信内容写入下行表。发送短信模块 通过扫描获取下发数据后发执行c m p ps u b m i t 操作。c m p ps u b m i t 操作的目的是 1 5 第四章短信息服务系统的网关设计 发送模块向i s m g 提交短信，i s m g 以c m p p s u b m i tr e s p 消息响应。发送模块判断 回应信息中的结果判断是否发送成功，如果发送不成功，重新提交短信进行发送。 4 、链路检测模块 在连接模块与i s m g 建立了通信连接后，发送、接收短信模块开始工作。由于短信 网关与i s m g 之间的连接是i n t e m e t 线路，容易发生连接断开的情况。为了排除线路对 系统业务的影响，必须建立链路检测机制来维护通信连路的畅通。链路检测：长连接通 信维持机制，对每个连接，启动一个1 1 秒( - - i 以自定义时间长短，通常为6 0 秒。) 的 定时器。如果在此期间有消息来往，停止定时器，过r n 秒( 通常为2 3 分钟) 后继续启 动定时器。如果一个定时期间没有消息来往，确定为超时，重新启动定时器，连续三次 超时，判定连接断开，重新启动网关连接模块。链路检测模块定时发送 c m p pa c 耶et e s t 操作，接收c m p pa c t i v et e s tr e s p 回应包。 综上所述，短信网关与i s m g 之间的工作流程图如图4 1 所示。 图4 - 1短信网关与i s m g 工作流程图 短信息服务系统正常运行，不仅需要短信网关与i s m g 进行通信，还需要与数据库 建立连接读写数据。图4 - 2 是短信息服务系统短信网关与数据库工作过程。当短信息服 务系统的短信网关接收到i m s g 传送的用户短信息后，短信网关将其写入后台数据库用 户上行表中，经后台数据库系统处理后，将信息写入用户m t 下行表，短信网关扫描到该 条数据后发送给i s m g 网关，i s m g 网关将信息发送给用户，完成了短信服务系统与手机 1 6 长安大学硕士学位论文 终端的短信交换。 短信网关 夕一弋取 ( 上子流表( 4 2 短信网关的实现 4 2 1 连接模块实现 图4 - 2 短信网关与数据库工作过程 1 、协议对c m p pc o n n e c t 消息的定义 接口协议对c m p p _ c o n n e c t 消息定义( 网关- i s m g ) ，如表4 - 1 所示。 表4 - 1c m p p _ c o n n e c t 消息定义 字段名 字节数 属性描述 s o u r c ea d d r6o c t e t源地址，此处为s pi d ，即s p s t r i n g 的企业代码。 a u t h e n t i c a t o r s o u r c e1 6o c t e t用于鉴别源地址。其值通过单 s t r i n g向m d 5h a s h 计算得出，表示 如下：a u t h e n t i c a t o r s o u r c e = m d 5 ( s o u r c ea d d r + 9 字节 的0 + s h a r e de c r e t + t i m e s t a m p ) s h a r e ds e c r e t 由中国移动与 源地址实体事先商定， t i m e s t a m p格式为 ： m m d d h h m m s s ，即月日时 分秒，1 0 位。 v e r s i o n1 u n s i g n双方协商的版本号( 高位4 b i t e d表示主版本号，低位4 b i t 表示 i n t e g e r次版本号) ，对于3 0 的版本， 高4 b i t 为3 ，低4 位为o t i m e s t a m p 4 u n s i g n时间戳的明文，由客户端产生， e d格式为m m d d h h m m s s ，即 i n t e g e r月日时分秒。 1 7 第四章短信息服务系统的网关设计 接1 2 协议c m p p c o n n e c t r e s p 消息定义( i s m g 专网关) ，如表4 - 2 所示。 表4 - 2 c m p p _ c o n n e c t _ r e s p 消息定义 字段名字节数属性 描述 状态 u n s i g n e d 0 ：正确1 ：消息结构错 s t a t u s4 2 ：非法源地址3 ：认证错 i n t e g e r 4 ：版本太高5 ：其他错误 i s m g 认证码，用于鉴别 i s m g 。 其值通过单向m d 5h a s h 计算 得出，表示如下： a u t h e n t i c a t o r l s m g = m d 5 ( s t a t u s + a u t h e n t i c a t o r s o u r c e + a u t h e m i c a t o r l s s h a r e ds e c r e t ) ，s h a r e ds e c r e t m g 1 6o c t e ts t r i n g 由中国移动与源地址实体事 先商定，a u t h e n t i c a t o r s o u r c e 为源地址实体发送给i s m g 的 对应消息c m p pc o n n e c t 中的 值。 认证出错时，此项为空。 服务器支持的最高版本号，对 u n s i g n e d 于3 0 的版本，高4 b i t 为3 ， v e r s i o nl i n t e g e r 低4 为0 2 、连接模块数据结构定义 c m p pc o n n e c t 组合包短信网关t oi s m g t c m p p _ c o n n e e t _ s t o i = p a c k e dr e c o r d h e a d ：t c m p p _ h e a d _ t a g ； b o d y ：t c m p pc o n n e c t _ t a g ； e n d ； c m p p c o n n e c t r e s p 组合包i s m gt o 短信网关 t c m p p _ c o n n e c t _ r e s p _ i t o s = p a c k e dr e c o r d h e a d ：t c m p p _ h e a d _ t a g ； b o d y：t c m p p _ c o n n e c t _ r e s p _ t a g ； e n d ； i r 长安大学硕士学位论文 3 、连接模块消息体定义 f i 消息头 p c m p p _ h e a d _ t a g = t c m p p _ h e a d _ t a g ； t c m p p _ h e a dt a g = p a c k e dr e c o r d t o t a l _ l e n g t h ：l o n g w o r d ；消息总长度( 含消息头及消息体) c o m m a n d i d ：l o n g w o r d ；命令或响应类型 s e q u e n c e _ i d ：l o n g w o r d ；消息流水号，顺序累加，步长为1 ，循环使用 ( 一对请求和应答消息的流水号必须相同) e n d ； 网关请求连接到i s m g( c m p pc 0 1 州e c t ) p c m p p _ c o n n e c t _ t a g = a t c m p p _ c o n n e c t _ t a g ； t c m p p _ c o n n e c tt a g = p a c k e dr e c o r d s o u r c e a d d r ：a r r a y 0 5 】o fc h a r ；源地址，此处为s p i d ，即s p 的企业 ； 代码。 a u t h e n t i c a t o r s o u r c e ：a r r a y 0 15 】o fc h a r ；用于鉴别源地址。其值通过单 向m d 5h a s h 计算得出，表示如下：a u t h e n t i c a t o r s o u r c e = m d 5 ( s o u r c e a d d r + 9 字节的0 + s h a r e ds e c r e t + t i m e s t a m p ) s h a r e d s e c r e t 由中国移动与源地址 实体事先商定，t i m e s t a m p 格式 为：m m d d h h m m s s ，即月日时分秒，1 0 位。 v e r s i o n ：b y t e ；x 2 方协商的版本号( 高位4 b i t 表示主版本号，低位4 b i t 表 示次版本号) t i m e s t a m p ：l o n g w o r d ；，时间戳的明文，由客户端产生，格式为 m m d d 删m s s ，即月日时分秒，1 0 位数 字的整型，右对齐。 e n d ； 网关收到i s m g 连接回应消息( c m p pc o n n e c t = r e s p ) p c m p p _ c o n n e c t _ r e s p _ t a ga t c m p p _ c o