（通信与信息系统专业论文）快速短消息服务开发平台的设计.pdf

华中科技大学硕士学位论文 摘要 短消息是指简短的字符信息，在短消息通信系统里，则指由短消息实体发起， 通过g s m 网络传输到指定且的地址的有限长度的文本信息。在传统的一对一的短消 息传递基础上，又出现了通过短消息定制信息服务和其它服务的短消息服务功能。 短消息服务在互联网上通过运营商定义的短消息网关接口与短消息业网络相连。实 现与短消息网关接口的连接是短消息服务提供商实现服务的关键环节。目前我国存 在提供短消息业务的四大运营商，分别定义了不同的接口，因此短消息服务需要分 别与之连接，为短消息服务的开展增加了难度。 本论文在分析了短消息业务的机制和各种短消息网关接口规范的基础上设计并 实现了一种通用短消息服务开发平台，目的是为短消息服务提供者提供一种快速开 发和定制短消息服务平台的工具。 论文对短消息业务的发展与需求进行了分析，讨论了短消息服务网络的结构以 及短消息业务的数据流程，并对几大运营商的网关接口协议进行了讨论。对快速短 消息服务平台进行了总体框架设计以及功能与接口的设计，各个部件分别包装了连 接建立与维持、短消息协议代理( a g e n t ) 、短消息协议转换、消息队列与队列管理、 内部处理路由管理、h 兀p 服务、数据接口、应用接口和综合管理与配置等功能。并 给出了主要的数据结构和数据库。以实例介绍快速短消息服务开发平台的实现，最 后进行总结。 关键词：短消息开发平台；短消息网关；m o 业务；m t 业务； 华中科技大学硕士学位论文 a b s t 陷c t t h es h o r tm e s s a g er e f e r st ot h eb r i e fc h a r a c t e ri n f o r m a t i o n , i ns h o r tm c s s a t g e c o m m u n i c a t i o n ss y s t e m ，t h e nr e f e r sb yt h es h o r tm e s s a g ee n t i t yi n i t i a t e s ，l r a n s m i t s t h r o u g ht h eg s mn e t w o r ka s s i g n st h e d e s t i n a t i o na d d r e s st h el i m i t e d l e n g t ht e x t i n f o r m a t i o n b a s e do i lt h et r a d i t i o n a lp o i mt op o i n tm a n n e r , i n f o r m a t i o ns e r v i c e s c u s t o m i z e dt h r o u g hs h o r tm e s s a g ea n do t h e rs e r v i c e sc o m eu p t h eg a t e w a y sd e f i n e db y t e l e c o m m u n i c a t i o ns e r v i c ep r o v i d e r sl i n kt h es h o r tm e s s a g es e r v i c en e t w o r kt oi n t e m e t s o ，t h ek e yp r o b l e mi st oi m p l e m e n tt h ei n t e r f a c eo ft h eg a t e w a y s a tp r e s e n tt h e r ea r e f o u rb i gt e l e c o m m u n i c a t i o ns e r v i c ep r o v i d e r sg i v et h es h o r tm e s s a g es e r v i c ei no u r c o u n t r y ，s e p a r a t e l yh a sd e f i n e dt h ed i f f e r e n ti n t e r f a c e ，t h e r e f o r ed i f f e r e n c ep r o v i d e r d e f i n e sd i f f e r e n c ei n t e r f a c ew h i c hm a k e st h es h o r tm e s s a g es e r v i c ed i t f i e u l t i nt h i st h e s i s , 1 3 , g e n e r a ls h o r tm e s s a g es e r v i c ed e v e l o p m e n tp l a t f o r mi sd e s i g n e da n d i m p l e m e n t e db a s i n g0 1 1t h ea n a l y s i st os h o r tm e s s a g es e r v i c em e c h a n i s ma n di m p l e m e n t e d b a s i n go nt h ea n a l y s i st os h o r tm e s s a g es e r v i c em e c h a n i s ma n ds o m ek i n do fg a t e w a y i n t e r f a c e t h ep u r p o s eo ft h ep l a t f o r mi st 0p r o v i d ea s o r to ft o o l sf o rs h o r tm e s s a g e p r o v i d e r t h ep a p e rh a sc a r r i e do nt h ea n a l y s i st ot h es h o r tm e s s a g es e r v i c ed e v e l o p m e n ta n d t h ed e m a n d , d i s c u s s e dt h es h o r tm e s s a g es e r v i c en e t w o r k $ 1 r u c t u r ea sw e l l 硒t h es h o r t m e s s a g es e r v i c ed a t af l o w , a n dh a sd i s c u s s e dt h ep r o t o c o lo ft h eg a t e w a y si n t e r f a c eo f s e v e r a lb i gt e l e c o m m u n i c a t i o ns e r v i c ep r o v i d e r s h a sc a r r i e do nt h eo v e r a l lf l a l n ed e s i g n a sw e l la st h ef u n c t i o n 趾dt h ei n t e r f a c ed e s i g nt ot h eg e n e r a ls h o r tm e s s a g es e r v i c e p l a t f o r m e a c hp a r ts e p a r a t e l yp a c k e dt h ec o n n e c t i o nt oe s t a b l i s ha n dt om a i n t a i n , t h e d a o r tm 豁s a g ep r o t o e o 麓：e n t ，t h es h o r tm e s s a g ep r o t o e o ll a a n s f o n l a s , t h em e s s a g e 细 m a t i o l l la n dt h ef o r m a t i o nm a l l a g c s l i n t e r n a lp r o c e s s i n gf u n c t i o na n ds o 曲r o u t e m a n a g e m e n t , h ms e r v i c e , d a t ai n t e r f a c e a p p l i c a t i o n i n t e r f a c ea n d s y n t h e s i s m a n a g e m e n ta n dd 主叩稍滔供触l l a 融弘h 山l h 乒描a i 舡。鲫暾f w 啦i 睢o fd a l a ra n dt h e 华中科技大学硕士学位论文 d a t a b a s e t ot h ee x a m p l ei n t r o d u c e dt h er e a l i z a t i o no ft h eg e n e r a ls h o r tm e s s a g es e r v i c e d e v e l o p m e n tp l a t f o r m , f i n a n yp a l _ r r i 船o nt h es u m m a r y o k e y w o r d s ：s h o r tm e s s a g ed e v e l o p m e n tp l a t f o r ms h o r tm e s s a g eg a t e w a y l 独创性声明 y 1 0 1 6 2 5 0 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得 的研究成果。尽我所知，除文中己经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他 个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集 体，均己在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名；令她 日期：。k 占年厂月，f 日 关于论文使用授权的说明 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有 权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和 借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据 库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 保密口 本论文属于在年解密后适用本授权书。 不保密团 ( 请在以上方框内打。”) 学位论文作者签名： 日期：o b 湃珀，孝日 师签胡爱呶 日期私6 年9 月2 日 ， 华中科技大学硕士学位论文 1短消息业务的发展趋势与应用 1 1 短消息业务简介 短消息业务( s m s s h o r tm 唿m g m gs c r v i c 圮是基于移动同络的一项新业务， 手机用户可以通过手机键盘输入中英文的简短信息( 一条短信息的长度最长可达1 6 0 个英文字母或7 0 个汉字) ，并将其快捷无误地发往其他手机。无论对方己关机还是 不在服务区，只要其再次开机或重新回到服务区内，即可马上接收到别人发出的短 消息。 随着中国一跃成为世界上最大的移动通信市场，手机短信以它通信费用低廉， 双向传输，通信质量可靠，速度快等显著优点受到了越来越多人的青睐，手机短信 已被称为“第六媒体”除了大量使用的手机用户之间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。 短消息业务的发展之所以如此迅猛，是由于其具有如下特点： 保密：点对点的直接交流，别人无法知道； 便捷：通过m e 就可以方便地编辑短消息的内容，并在几秒钟的时间里就 能够到达接受方的m e 上，具有准实时通信的快捷性，和随时随地都能够使用的特 点； 费用低；相比于移动语音通信，短消息业务的通信资费要低得多，这成为短 消息业务快速发展的决定性因素之一； 高效：短消息可以通过软件方式自动发送，而且具备群发功能，使其应用领 域更为广泛； 适于自动处理：相比于语音通信，文本方式的通信模式使得短消息适合于计 算机的自动处理，使用户能够通过固定格式的短消息与自动服务系统进行交互，从 而获得相关信息，节省了服务系统的人力成本。此外短消息也能够被计算机进行自 动统计和分类，使其能够满足许多应用的需要； 可靠：在短消息发送有效期内不会因关机、电力不足造成信息丢失，只要开 机或重返服务区即可收到短消息。 畅通：在信号弱乃至无法通话的地区仍能正常工作； 在短消息服务中，移动设备m e ( 如手机) 发送的短消息称为m o ( m o b i l c 华中科技大学硕士学位论文 o r i g i n a l ) ，发送给m e 的短消息称为h i t ( m o b i l et e r m i n a t e ) 短消息服务业务过程： 用户发短信业务哺蜃0 业务。如信息点播等，短信中心将短信内容以s m p p 协议发给连接的短消息网关，短消息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 p p ( 或c n g p 、s g i p 、s m g p ) 协议发给相应的s p ，由s p 进行处理 用户收短信业务m r 业务，如短信传情、铃音下载等，提供此项业务的 s p 将短信内容以c n g f ( 或c m p p 、s g 口、s m g p ) 协议发绘连接的短消息网关， 由短消息网关根据用户手机号段以s m p f 协议发给用户归属的短信中心j s p 和短消息服务的一个典型例子是高考查分服务用户只需要输入考生相关信 息并发送到指定的号码，考生的分数就会由系统通过短消息自动返回。短消息查分 不但给考生提供了方便，而且减少了分数查询需要花费的人力，其中还蕴藏着很大 的市场价值。 短消息业务是一种采用了存储转发机制的双向有保证服务。双向是指m e 既可 以发送短消息，也可以接收短消息；有保证是指当m e 发出一条短消息后，s m s c 。 会向m e 发出确认信息；存储转发机制是指s m s c 会对收到的短消息进行一定时间 的缓存，当接收方m e 开机( 在线) 时，向接收方m e 转发，从而保证短消息不会 丢失 短消息业务s m s ( s h o r tm e s s a g i n gs e r v i c e ) ，是最早的，但仍是现在火爆全球的 文本短消息服务；e m s ( e n h a n c e dm e s s a g es e r v i c e ) 增强短消息业务，是( s m s ) 的新 版本，支持发送简单的图像、声音和动画等信息；m m s ( m u l t i m e d i a m e s s a g i n g s e r v i c e ) 多媒体短信服务，是目前短信技术开发最高标准的一种，支持多媒体功能，需要2 5 g 。或3 g 的网络来支持它的运转。 增强短消息业务是在普通的短消息业务基础上发展起来的扩展业务，可以支持 更长的消息长度和媒体类型。由于基本机制没有改变，e s m 不需要对传送短消息的 支承网络进行改进，就可以在当前的网络上进行传送e m s 对媒体的扩展包括支持 带有格式化的普通文本、1 0 种声音格式、3 种图片格式以及2 种尺寸的动画。e m s 丰富了短消息的内容，迸一步增强了短消息服务的活力t l j 短消息业务的另一个发展方向是多媒体消息业务( m m s ：m u l t i m e d i am e s s a g i n g s e r v i c e ) ，m m s 提供了对交互式视频等多媒体信息的支持通过b n 骼，可以在h m 间发送集成了文本、声音、图象和视频等多媒体信息的各种信息的内容。由于多媒 体信息对通信宽带有较高的要求，需要专用的数据信道来传送支持多媒体信息的消 2 华中科技大学硕士学位论文 息，因此需要对现有的网络基础设旌进行升级，并且需要m e 具有多媒体信息的处 理能力。从消息的长度上来说，m m s 已经不是传统意义上的“短”消息了，但其仍 然具有短消息的优点。目前m m s 还处于发展阶段，m m s 的广泛普及应用还至少需 要花费几年的时间，但可以预见m m s 将是短消息类业务的必然发展方向 1 2 短消息业务的功能应用 除了大量使用的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。在广大服务提供商( 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 从短消息的传递方式上来分，短消息的应用可以分为两大类：小区广播短消息 和点到点短消息。 小区广播短消息是短消息群发的一种应用，可以将同一信息发送给申请了广播 接收服务的多个m e ，其典型应用包括气象预报、交通信息、金融信息、体育时事、 广告、网络信息、标题新闻等服务 点到点短消息是通常意义上的短消息，当前的典型应用包括；m e 间的短消息通 信；移动秘书( 是指用户可以根据自己的需求添加事件提醒信息，系统会在指定的 时间里自动给手机发送短信息。还可以设定提前提醒，方便又实用。包括：纪念日 提醒、预约提醒，日程提醒、到帐提醒等) ；移动点歌( 点歌台可以提供歌曲点播的 服务，用户在提供的点歌单中选择要发送的歌曲，并且填入发送人的姓名，收歌人 的姓名。手机号码，并且相应的写祝福语，确定发送的时间) 由于短消息业务具有上节讨论的诸多优点，其应用领域越来越广泛，从其发展 的情况不难看出，短消息业务中蕴藏了无限商机。短消息业务作为一种通信手段， 归根结底是一种信息的承载工具，而其承载的信息内容才是可以深入挖掘和具有巨 大市场价值的宝藏从前面的讨论可知，电信运营商提供了短消息传递的信道和网 络平台，s p 提供了面向内容的短消息服务，绝大多数短消息的应用都处于s p 的一 侧，因而可知短消息服务是市场价值的根源。 企业如何利用短消息这一快速发展的通信方式增强自身的竞争能力，或直接在 短消息服务这一巨大的市场中占据有利的形式，将是现代企业发展中需要考虑的一 个问题。快速建立企业自己的功能丰富和灵活的短消息服务将会是其所面临的首要 3 华中科技大学硕士学位论文 问题。企业建立自己的短消息服务平台的方式基本上有两种：租用短消息服务提供 商的乎台和自己开发短消息服务平台。煎一种方式的优点是能够快速建立短消息服 务，但存在灵活性差和缺乏自主管理能力的问题；后一种方式虽然可以建立适合于 企业需要的平台，但开发周期较长，并且需要企业自己拥有具有相关专业知识和经 验的开发人员。 1 3 本论文的研究内容和作者的主要工作 1 3 1 本论文的研究内容 面对快速建立短消息服务的企业需求，本论文研究了当前几大主要电信运行商 所使用的短消息协议，并结合软件的部件技术，设计开发了一套支持快速二次开发 的通用短消息服务开发平台，以此来为企业的快速短消息服务的开发和部署提供基 础工具。 该平台基于模块化设计的原则，把短信息服务分解为多个功能独立的部分，并 分别建立相应的部件和部件接1 ：3 。各个部件分别包装了连接建立与维持、短消息协 议代理( a g e n t ) 、短消息协议转换、消息队列与队列管理、内部处理路由管理、h t t p 服务、数据接口、应用接口和综合管理与配置等功能。各个部件间定义了相互的接 口标准，使其能够协同工作。 通过简单的配置后，该平台就可以提供短消息服务，并且由于具有可扩展的设 计结构一电信运营商、应用程序和服务类型三方面的外部接口，平台能够对新的短 消息业务协议以及特定的应用程序进行支持，提供了快速、简便的二次开发能力。 本论文讨论的短消息业务是指已广泛使用的普通短消息业务，也可扩展支持 e m s ，但不包含对m m s 的支持。 13 2 作者的主要工作 ( 1 ) 收集资料 收集第一手资料，包括图书，期刊，典型案例、经验总结等文献资料。还通过 参加学术会议交流，收集了他人的研究成果，以了解有关该课题学术研究的最新动 态。 ( 2 ) 制订方案 制订论文的工作计划，提出论文的具体要求，完成论文的总体方案。 4 华中科技大学硕士学位论文 ( 3 ) 方法论证 对论文提出的方法，从理论( 如短信的相关规定) 和实践( 如已经应用在实际 中的技术) 两方面进行论证。 ( 4 ) 设计及编程 对短消息服务开发平台的各部件进行功能设计及编程，如侦听服务与连接建立、 消息流程、队列管理等部件的功能设计及编程。 ( 5 ) 分析协议 根据中国4 大短信运营商的相关协议，分析协议，取得功能设计的一些方法。 如通过分析它们各自不同网关接口协议，虽然消息格式不同但功能类似，因此得出 通用内部消息格式。 华中科技大学硕士学位，论文 2 短消息服务的网络结构及数据流程 2 1短消息服务的网络结构 互联网短信网关( 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，互联网短信网关一方面负责接收s p 发送给移动用户的信息和提交给短信中心。 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互联网短信网关发给s p 另外，为了减轻短信中心的信令负荷，互联网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互联网短信网关互联网短信网关通过向汇接网关( g n s ) 查 询的方式获得网关问的转发路由信息 短消息服务的网络结构如图2 1 所示通过使用手机号作为寻址手段，不同解决 方案的消息都能实现从终端到终端、从终端到互联网以及从互联网到终端的互通。 图2 1 短消息服务网络的结构 m e 与s m s c 通过无线链路相连：s m s c 通过专线或局域网方式与短消息网关 ( s m g ：s h o r tm e s s a g eg a t e w a y ) 相连，在中国移动的网络中，s m g 称为互联网短 消息网关( i s m g ：i n t e r a c ts h o r tm e s s a g eg a t e w a y ) ；s p 和网关名称服务器( g n s ： g a t e w a yn a m es e r v e r ，也称为汇接网关) 通过互联网与s m g 相连l j j 在s m g 与s m s c 之间，运行点对点短消息协议s m p p ( s h o r tm e s s a g ep e e rt o 6 华中科技大学硕士学位论文 p e e r ) ；在s m g 之闻，以及s m g 与s p 之间运行网关接口协议。 不同电信运营商提供的s m g 各不相同： 对于中国移动来说，网关接口协议称为中国移动点对点协议c m p p ( c h i n a m o b i l e p e e r t op e e r ) ： 在中国联通的网络中称为短消息网关接口协议s g i p ( s h o r tm e s s a g eg a t e w a y i n t e r f a c ep r o t o c 0 1 ) ； 中国网通的s m g 称为短消息网关与s p 接口规范c n g p ( c h i n an e t c o ms h o r t m e s s a g eg a t e w a yp r o t o c 0 1 ) ； 中国电信的s m g 称为小灵通短消息网关协议s m g p ( s h o r tm e s s a g eg a t e w a y p r o t o c 0 1 ) 。 这些协议实现的功能基本相同，只是协议的规定和细节有所不同。 ( 1 ) 短信网关与短信中心的连接 短信网关与短信中心之间应采用专线方式互联。对短信中心应进行改造，即短信 网关有办法得到短消息发送成功与否的结果，以便短信网关进行计费记录，以及采 用网关接口协议将发送成功与否的信息传递给s p ( 2 ) 短信网关与s p 的连接 提供业务的各s p 只需连接到互联网上，通过互联网就可以与短信网关连接。 由于短信网关需要负责到s p 的路由查询，原则上一家s p 的业务只能从一个短 信网关接入，以免短信信息点播业务的上行短信发送到s p 时出现路由混乱的情况 当短信网关接收到短信请求需发送给s p 时，如果该s p 不与本短信网关直接相 连，则短信网关将通过c m p p 协议向汇接网关发起路由查询，汇接网关将以c m p p 协议进行应答，将前转短信网关地址发给该短信网关该短信网关通过这一过程查 询到路由后，将短信请求发给前转短信网关，再由前转短信网关转发给相连接的s p ， 这样可以做到信息最多经一次转发到达s p t j 。 当短信网关接到s p 的短信发送请求时，着用户归属的短信中心不与本短信网关 直接连接；则短信网关将通过c m p p 协议( 以c m p p 协议为例) 向汇接网关发起路由 查询，汇接网关将以c m p p 协议进行应答，将前转短信网关地址发给该短信网关。 该短信网关通过这一过程查询到路由后，将请求发给前转短信网关，再由前转短信 网关转发给相连接的短信中心，可做到信息最多经一次转发到达用户 短消息服务平台的核心任务是与s m s c 进行短消息的交互，从图2 1 和上述讨 论可知，完成这种交互有两种方式：直接与s m s c 连接和通过s m g 与s m s c 连接。 直接与s m s c 连接时短消息服务平台需要实现s m p p 协议，该协议是一个国际标准， 7 华中科技大学硕士学位论文 因而基于此协议的服务平台能够与各个电信运行商的s m s c 连接【5 】但由于电信运 行商通常提供的许可连接接i ：1 在s m g 一侧，因此广泛使用的是短消息服务平台与 s m g 通过互联网连接。在这种方式下，短消息服务平台需要实现相应的s m g 接口 协议，即中国移动的c m p p 协议、中国联通的s g i p 协议、中国网通的c n g p 协议 或中国电信的s m g p 协议。本论文设计与实现的开发平台采用上述的第二种方式 2 2 短消息业务的路由与网关协议 在短消息服务网络中，第一个s m e 都拥有一个唯一的标识码，用以唯一确定短 消息的路由，同时也用来区分发送接口是无线网络还是有线网络短消息业务的过 程分为m o 业务和m t 业务两类 2 2 1m o 业务 。 对于m o 业务，用户归属地的短信中心会将短信转发给负责连接该短信中心的 短信网关，由短信网关根据服务代码和业务代码判别将请求转发给相应的s p ；若该 s p 为该短信网关负责连接的s p ，则短信网关直接转发；若该s p 非其负责连接的s p ， 需向汇接网关查询路由，查询到路由后再将请求转发给负责的短信网关，由该负责 的短信网关转发给该s p 。 m o 业务处理短消息的发送请求，其流程如图2 2 所示【6 1 m es m s cs m gs m gg n s s p 、趣 趣絮 芝 也s p o 菇沪 h 、i 譬g 鼬瓢固! 匙! ! 竺 蔷童r 嫠迦 i ；一 - - h i 嚣暑 1 0s 而碗、h 心! 拉婴罂!、- - 图2 2m o 业务流程 8 华中科技大学硕士学位论文 ( 1 ) 当s m s c 收到m e 发出的数据请求后，s m s c 通过s m p p 协议把消息传递 给与之连接的s m g , ( 2 ) s m g 对收到的信息做出返回响应； ( 3 ) s m g 首先根据短消息的目的标识在本地进行查寻，如果找到目的标识码代 表的s p ，则直接通过网络把该消息发给目的s p , ( 4 ) 如果在本地没有找到，s m g 向g n s 进行路由查询，并根据g n s 的返回结 果把消息发送给与目的s p 相连的s m g ( 这里称为目的s m g ) ；， ( 5 )目的s m g 收到消息后，酋先进行响应，然后通过网关接口将消息发给目的s p ； ( 6 )目的s p 对收到的消息进行响应； ( 7 )目的s m g 收到响应后，产生m o 状态报告并发给源s m g 。 2 2 1m t 业务 对于m t 业务，短信网关根据接收用户手机号码判断其归属地短信中心，若该 短信中心由本短信网关负责连接，则直接将业务数据发送给短信中心；否则向汇接 网关查询路由，根据路由查询结果将业务数据发送给负责连接的短信网关，再由该 短信网关发给归属地短信中心，继而发送给用户。 m t 业务处理短消息的接收过程，其流程如图2 3 所示。 s ps m g g m gg n ss m $ cs m s cm e 图2 3m t 业务流程 9 华中科技大学硕士学位论文 ( 1 ) s p 发出数据请求后，被源s m g 接收： ( 2 ) 源s m g 对收到的住处进行返回响应； ( 3 ) 源s m g 首先在本地查找目标m e 号段对应的网关代码，如果没有找到，则 向g n s 发出路由请求； ( 4 ) g n s 在收到请示后返回路由信息； ( 5 ) 源s m g 根据路由信息将消息转发给目的s m g ； ( 6 ) 目的s m g 对收到的消息进行响应，并将消息发送给s m s c ； ( 7 ) s m s c 在收到消息后向目的s m g 做出响应，同时把消息发送给目的m e i ( 8 ) 目的m e 收到消息后将向s m s c 返回状态报告： ( 9 ) 如果源s p 要求返回状态报告，s m s c 将使用m o 业务的操作流程将报告发 回给源s p 7 。 2 3 短消息网关协议 由于本文所设计的短消息服务开发平台位于s m g 的互联网一侧，因而主要需要 实现的接口是与各个短消息网关相接的接口，为此首先简要介绍一下相关短消息网 关的协议。 2 3 1c m p p c m p p ( c h i n a m o b i l e p e e r t o p e e r ) 协议，全称是中国移动通信互联网短信接口 协议，其规定了以下三个方面的内容： ( 1 ) 业务提供者( s p ) 与互联网短信网关( i s m g ) 之间的接口协议； ( 2 ) 互联网短信网关之间的接口协议； ( 3 ) 互联网短信网关和汇接网关( g n s ) 之间的接口协议。 协议主要提供以下两类业务操作： ( 1 ) 短信发送( s h o r tm e s s a g em o b i l eo r i g i n a t e ，s mm o ) 即m o 操作：手机用户 为起始端； ( 2 ) 短信接收( s h o r tm e s s a g em o b i l et e r m i n a t e d ，s mm t ) 即m t 操作：手机用户 为终止端； c m p p 协议以t c p i p 为基础通信协议，具体结构如图2 4 所示【8 】。 l o 华中科技大学硕士学位论文 印卵露 a 甲口旧pa ，pa 岍p t c p t c pt c pt c p i pi pi pi p 底层底层 底层底层 图2 4c m p p 的协议 c m p p 协议处于t ( 驯口网络模型的应用层，它以t c p i p 协议作为底层通信承 载。s p 与i s m g 之间进行信息交互式可以采用长连接或短连接两种方式。本短消息 服务平台所采用的连接方式为长连接，即：s p 与i s m g 以c s 方式建立连接时，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，需要双方发送链路检测包以维持连接。 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 消息的发送 c m p p 建议s p 与i s m g 之间采用长连接的通信方式。 长连接：通信双方以客户一服务器方式建立t c p 连接，用于双方住处的相互提 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。 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：c = 3 分钟，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 ，一次发送1 6 条消息，并等待应答，每成功一个应答，窗口缩小， 然后再从缓存取一个发送，填满窗口。准确的说，c m p p 协议中定义的滑动窗口概 念应该叫缩放窗口因为它并没有实现序列控制问题，只是起到流量控制和异步高 华中科技大学硕士学位论文 效快速发送的目的。长连接的操作流程举例如图2 5 所示。 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，服务器模式，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 。如图2 6 所示 滑动窗口不大于w 客户墙服务器墙 一t 立勰连扼一 r u 谐自 舭岍! 竺：竺皇一一 一一一 对伽r ! 翌苎：塑p - 一 = 二- = 二： ： # 三三 - _ 一一 蝴检! 兰 - 一 - - 繁路检! 璺! 窖一一 - 7 图2 5 长连接操作流程 1 2 华中科技大学硕士学位论文 = = = = = = = = = 2 = = = = = = = 目= = ；= 图2 6 短连接操作流程 c m p p 协议涉及的端口号如下： 端口号应用 7 8 9 0 长连接( s p 与网关之问) 7 9 0 0 短连接( s p 与网关问) 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 3 2s g i p 中国联通的s g i p 是用来完成短信网关( s m g ) 与服务提供商( s p ) 之间，s m g 与 s m g 之间短消息发送、接收及转发功能的接口协议。通过应用s g i p 协议，s p 可以 接入到s m g ，实现s p 应用的一点接入、全网服务。s g i p 有两种具体实现方式，一 种是采用专用s g i p 方式，另一种是采用通用h t r p 方式。s p 和s m g 的通信同时支 持这两种方式，本文采用第一种方式。 s l i p 协议的通信流程： 一 1 3 华中科技大学硕士学位论文 采用专用s g 即方式通信时，通信双方互为客户端和服务器端。当客户端要发送 命令时，主动向服务器端建立连接，然后向服务器端发送命令，并接收应答；服务器 端从客户端接收命令，返回应答。连接建立以后，客户端可以连续发送多条命令 命令发送完并接收到所有应答后，客户端应该主动断开连接。命令及其应答之间的 时间间隔最大不能超过3 0s ，且待应答的命令不得超过3 2 条。而且，如果服务器端 检测出一条连接长时间空闲，可以主动断开该连接。如果需要，客户端可以同时向 一个服务器端建立多个连接。 采用专用s g i p 承载方式时，所涉及的端口号如下： 端口号应用 8 8 0 1s m g 和s m g 、s p 和s m g 之间使用的端口号 8 8 0 2g n s 监听s m g 的端口号 8 8 0 3s m g 监听g n s 的端口号 8 8 0 4主g n s 和备用g n s 之间的端口号 8 8 1 0s m g 之间的测试用端口号 s p 和s m g 之间的通信由客户端向服务器发起连接连接建立以后，由客户端 向服务器端发送命令，服务器端必须对接收到的每一条命令返回一条应答消息s p 和s m g 互为客户端和服务器端。 客户端有命令要向服务器端发送时，由客户端首先通过b i n d 命令向服务器发起 连接服务器端根据b i n d 命令之中的登录名和密码，对客户端的合法性进行验证， 然后返回一条b i n d 应答给客户端。如果验证通过，则客户端和服务器端的通_resp 信开始，否则中断连接。s p 与s m g 之间发送的任何一条命令都带有一个序列号， 序列号由命令源产生。客户端与服务器端通信开始以后，客户端可以向服务器端发 送相应的命令，服务器端对收到的命令返回应答。s p 通过s u b m i t 命令向s m g 传递 短消息，s p 每s u b m i t 一条短消息，s m g 会回应一条s u b m i l r e s p 。所有的短消息发 送完成后，s p 向s m g 发送请求断开连接的u n b i n d 命令收到s m g 的u n b i n dr e s p 命令后，就可以断开底层的s o c k e t 连接了，整个会话结束纠 s p ( 客户端) 与s m g ( 服务器端) 之间的通信过程如图2 7 所示。 s m g ( 客户端) 与s p ( 服务器端) 之问的通信过程如图2 8 所示。 s m g 有命令要向s p 发送时，由s m g 首先通过b i n d 命令向s p 发起连接。连 1 4 华中科技大学硕士学位论文 s p 偿，户訇蚧s m g ( 8 移 器淞 a i - dr m 7 1 s | 二l f1 蜀矗袖霄- f f ， 1 蛐- - i ；而、一 矗 。： jt h w * m 嘲0 m 7 ：蛐。i t - r n 、 i h h t t h _ r m 图2 7s p 与s m g 的通信过程 接成功后s m g 就可以通过d e l i v e r 命令向s p 传递短消息，s m g 每d d i v c r 一条短消 息，s p 应该回应一条i ) c l i v c r _ r c s p 。所有的短消息发送完成后，$ m g 要向s p 发送 请求断开连接的u n b i n d 命令收到s p 的u n b i n d _ r c s p 命令后，s m g 就断开底层的 s o c k e t 连接，整个会话结束 似娟鲈端)s p ( 8 e 务器蜘 a h r m 7 n “耐n。 r k k 晴r 畏- r ，n r n 幡 l 国 r m m “m： n i o _ fr _ 们 7 = r 岫r t l _ j 蛰 t t d 而一 。 t t - 洲r m 7 图2 8s m g 与s p 的通信过程 命令在s p 和s m s c 之间的传输是采用类似接力的方法，每条命令和对应的应答 仅仅表示该次命令发送的结果是否是正确的。比如，s p 向某一个手机发送一条短消 息，是通过向本地s m g 发送一条s u b m i t 命令实现的，随后，s p 会从s m g 接收到 一条s u b m i t _ r e s p 应答。但是，即使应答表示s u b m i t 命令已正确接收，也不表示s u b m i t 命令内的短消息已经发送到手机上了，而仅仅表示该短消息已经传送到s m g ，s m g 将会作下一步处理，或者发送给s m s c ，或者路由到另外的s m g ，最终由目的s m s c 发送到手机上。这中间任何一个环节出现错误，系统会终止信息的继续发送，并且 通过向原s p 发送r s p o r t 命令告诉出错的原因。 华中科技大学硕士学位论文 2 3 3s m g p 中国电信制定的s m g p 网关通信协议是短信服务提供商与短信网关，以及短信 网关与短信网关之间的通信协议。s m g p 可以实现以下功能： 服务提供商向中国电信短信用户发送p e s h 短信，例如邮件通知、天气预报等 中国电信短信用户向服务提供商点播信息，例如查询股票信息、航班信息。 服务提供商以某个短信用户的身份向中国是信短信用户发送传情信息( 是 否应与总册中的说法一致，指订阅信息) ，例如图片传情、音乐传情等 s m p p 是一个基于数据包的交互式协议，通过t ( 驯口传递数据每个数据包都 包含请求标识，代表数据包的用途。服务提供商与短信网关或者短信网关与短信网 关之间采用客户服务器的方式交互信息，客户向服务器发送一个请求包，服务器向 客户返回回应包。 客户发送的所有请求包都包含一个唯一的序列号，服务器返回的回应包也带有 相应的序列号，以便客户识别这是哪一个请求的回应 客户和服务器之间采用长连接，如果在一定时间内客户和服务器之间没有发送 合法的请求包，连接就中断。 s m g p 的通信流程包括s p 发送短信流程和s p 接收短信流程。 s p 发送短信流程如图2 9 所示s p 以发送者身份登录后，就可以发送短信s p 可以不等待上一个短信发送回应包，就发送下一个短信i l u j 。 s ps m g w l o 商删加s 血m 哟 。 1 0 9 i n _ f e 罐 砌瑚i t ( 1 ) 。 飘蛔姐 日妇t 攀( 1 ) 7 、 妊嗍( 2 ) 1 e x i t e m tr e i p 图2 9s p 发送短消息的流程 s p 接收短信的流程如图2 1 0 所示。s p 以接收者身份登录后，短信网关就向s p 下以m o 短信，短信网关可以不等待上一个下发m o 短信回应包，就下发下一个m o 短信。 华中科技大学硕士学位论文 = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = =