（通信与信息系统专业论文）移动增值服务平台的结构设计和实现.pdf

北京邮电大学硕士研究生学位论文移动增值服务平台的结构设计和实现 独创性( 或创新性) 声明 本人声明所呈交的论文是本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，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰 写过的研究成果。也不包含为获得北京邮电大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材 料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢 意。 申请学位论 本人签名： 关于论文使用授权的说明 学位论文作者完全了解北京邮电大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校 攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京邮电大学。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磁盘，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部 或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。( 保密的学位 论文在解密后遵守此规定) 保密论文注释：本学位论文属于保密在年解密后适用本授权书。非保密论 文注释：本学 本人签名 导师签名 适用本授权书。 昌翥；鞋 日期：递) ：z 北京邮电大学硕士研究生学位论文 移动增值服务平台的结构设计和实现 移动增值服务平台的结构设计和实现 摘要 移动通信的高速发展给我们的生活带来了许多方便，随着移动用 户市场的不断扩大，s m s ( 移动短消息业务) 应运而生并得到了迅速 推广，成为除话音通信外的另一种有效的沟通方式。本文首先介绍了 移动增值业务的发展现状，指出了短信的广阔市场。然后分析了移动 应用平台的结构体系，分4 个子系统：p l a t f o r m 子系统，w e b 子系统， 接入子系统和s a g 子系统，并对各个子系统进行了介绍。对自己参与 的g a t e w a y 设计和开发的部分讲解得比较详尽，g a t e w a y 部分分成3 个部分来实现：消息部分、队列部分、线程部分。在本系统中一共有 5 种消息类型：中国移动的c m p p 协议，中国联通的s g i p 协议，中国 电信的s m g p 协议，中国网通的c n g p 协议以及平台内部使用的协议 w c s m p 协议，文中对这五种协议中主要用到的消息作了一些简单介绍。 队列部分网关的主要通信采取的手段就是队列，队列是消息缓存的必 备手段，本网关采取了异步消息传输机制；线程部分，分为和运营商 之间的通信进程和系统中运行的对各个队列监控并做处理的监控进 程。然后，介绍了在一个数据处理的流程中系统各个功能块的活动情 况和在发送一个消息的过程中系统各个功能块的活动情况。最后，对 开发中使用到的工具：s t r u t s ，h i b e r n a t e ，t o m c a t 的简单情况和工 作原理做了部分介绍。 关键词s m s 移动增值业务c m p ps g i ps m g p c q g p 北京邮电大学硕士研究生学位论文移动增值服务平台的结构设计和实现 t h ed e s i g na n da c h i e v e m e n to f t h es t r u c t u r eo fm o b i l e v a l u e - a d d e ds e r v i c ep l a t f o r m a b s t r a c t t h er a p i dd e v e l o p m e n to fm o b i l ec o m m u n i c a t i o nh a sb r o u g h tal o t o fc o n v e n i e n c et oo u rl i v e s w i t ha l le x p a n d i n gm a r k e to fm o b i l eu s e r s s m s ( m o b i l es h o r tm e s s a g es e r v i c e lc a m et oa l i v ea n dg r o w sr a p i d l y , b e c o m i n ga n o t h e re f f e c t i v ew a y o fc o m m u n i c a t i o n t h i sp e l i n t r o d u c e s t h ed e v e l o p m e n to f 也em o b i l ev a l u e a d d e ds e r v i c e i n d i c a t e st h eb r o a d m a r k e to fs m s t h e l la n a l y s e st h em o b i l ea p p l i c a t i o np l a t f o r ms t r u c t u r e ， i n t r o d u c e st h ef o u rs u b s y s t e m s ：p l a c f o r ms u b s y s t e m , w b bs u b s y s t e m , a c e ss u b s v s t e ma n ds a gs u b s y s t e m d os o m ed e t a i l e di n t r o d u c et ot h e g a t e w a yp a r tw h i c hih a v ep a r t i c i p a t e di n t h eg a t e w a yi sd i v i d e di n t o t h r e ep a r t s ：i n f o r m a t i o n s ，q u e u e sa n dt h r e a d s t h e r ea l ef i v ek i n d so f p r o t o c o l si nt h i ss y s t e m ：t h ec m p pp r o t o c o lo fc h i n am o b i l e c h i n a u n i c o r n ss g i pp r o t o c o l ，c h i n at e l e c o m ss m g pp r o t o c o l ，c h i n a n e t c o m sc n g pp r o t o c o la n dt h ep r o t o c o lo f 、m c s m pp l a t f o r mf o r i m e m a lu s a g e ；q u e u e sa l et h es o l u t i o nt od oc o m m u n i c a t i o ni ng a t e w a y , a st h eg a t e w a yh a su s e dt h ea s y n c h r o n o u st r a n s m i s s i o nm e c h a n i s m , t h e q u e u e sh a sb e c a m ean e c e s s a r yb u f f e ro fi n f o r m a t i o n ；t h r e a d s ，t h e c o m m u n i c a t i o nt h r e a d sw i t ht h eo p e r a t o ra n dt h em o n i t o rt h r e a d si nt h e o p e r a t i n gs y s t e m f i n a l l y , i n t r o d u c et h ed e v e l o p m e n tt o o l su s e di nt h e p r o j e c t s t r u t s ，h i b e r n a t e ，t o m c a ta n d t h e i rw o r k i n gp r i n c i p l e k e yw o r d ss m sv a l u e - a d d e ds e r v i c ec m p ps g i ps m g p c n g p 北京邮l 包人学硕 ：研究生学位论文移动增值服务f 台的结构设计和实现 第一章移动增值业务发展现状 移动通信的高速发展给我们的生活带来了许多方便，随着移动用户市场的不 断扩大，s m s ( 移动短消息业务) 应运而生并得到了迅速推广，成为除话音通信 外的另一种有效的沟通方式。随着时日j 的推移，人们已经不再满足单纯地发送文 本消息，而想在发送的消息中加入图片和音乐，因此出现了可传送更加丰富内容 的e m s ( 增强型短消息业务) 和m m s ( 多媒体消息服务) 。另外，由于短消息 业务的一些固有的优势，广大无手机的用户也有强烈的使用这种业务的需求，因 此固定网短消息业务也逐渐浮出水面并同益成熟起来。总之，无论是移动网还是 固定网，短消息业务都已经成为一种颇有影响力的业务，并处在高速发展中。 1 1前言 过去1 0 年里，没有一个行业能像移动通信那么激动人心，成就了那么多腾 飞的梦想。更让人振奋的是庞大的人口基数和稳定的经济发展还在不断地刺激着 市场的需求，机会之门敞开给了每一个投身于此的人。资本市场受中国门户网站 通过短信增值业务实现了巨额赢利消息的强烈刺激，中国的网络公司又一次被热 烈追捧，不少人实现了财富梦想。醒过神来的人们突然发现身边有一个储量极其 丰富的金矿一一移动通信增值业务。于是大家蜂拥而入，热闹的场面足以和当年 互联网大发展时代的情形相媲美。 1 2移动通信增值业务 在过去，移动通信的话音时代就产生了很多增值服务。运营商和系统供应商 通过对网络技术功能的改造，提供了如呼叫转移、呼叫等待、来电显示等服务： 通过建设智能网，实现了预付费业务和v p n ( 虚拟专网) 服务等。这些服务是 在设备的技术改造的基础上实现的，用户从中得到了更加满意的服务，通常他们 也愿意为这些特殊的功能付出更多的费用，因此，这就是典型的增值业务。当然， 有些服务好像并不能迅速为运营商带来经济效益。比如v p n 服务，它会减少用 户和固定朋友或同事的通信费用，但实践证明v p n 能很好锁定用户群，减少离 网率，由此保证了运营商长期受益。 现在当人们谈到移动增值业务的时候，必然会提及短信。短信是随着数字移 动通信网络( g s m 、c d m a ) 的发展而出现的。在网络开通仞期，由于大部分 手机只支持英文短信，短信功能的利用率极低，运营商仅用来作为语音信箱的接 收通知。随着中文短信手机的普及，以及中国传统节日人们流行互发祝福信息的 推动，点对点短信互发业务开始快速发展起来。但短信业务真正的转折点是实现 了不同运营网络的互联，并且在增值服务提供商( s p ) 可以参与移动增值业务 经营之后。s p 发现利用网站和手机进行交互，用户可以获取自己喜欢的手机铃 声、图片和文字。一旦完成信息的交互，用户除了支付短信的通信费用外，还需 要支付额外的内容费用( 增值部分) 。这两部分的费用都由运营商负责向用户收 北京邮i 担人学硕i ：研究生学位论文移动增值腰务平台的结构i 殳计和实现 取，并和s p 分享内容费用。 短信作为一种简单的数据业务，在过去，全球的移动运营商都没有将它当作 增值业务来发展，短信业务量的增长也比较平缓。但在中国，为什么近两三年罩 短信会有如此迅猛地发展呢? 关键的原因是运营商建立了一种创新的经营模式。 因为运营商通过经济利益的保障，刺激了s p 开发新颖服务的热情。s p 信息服务 的创新，满足了用户的需求，同时也带动了短信业务量的快速增长。因此，是一 种创新的商业模式的引入，使简单的短信业务演变成了提供增值服务的平台。 s m s ( 短消息业务) 是g s m 系统提供给用户的一种有别于语音传输的通信 业务，主要包括点对点短消息业务和小区广播短消息业务。点对点短消息业务是 通过m o m s 发起的短消息业务) ，m t ( m s 终止的短消息业务) 以及a o ( 业务 应用发起的短消息业务) 和a t ( 业务应用终止的短消息业务) 将一条短消息从 一个实体发送到指定目的地址的业务。编码后，单条短消息长度最大为1 4 0 个字 节。可以承载1 6 0 个英文字符或7 0 个汉字小区广播短消息业务指的是通过基站 ( b s c ) 向指定区域内所有短消息用户发送短消息的业务。编码后，每页消息长 度为8 2 个字节，最大页数为1 5 页。这里着重分析点对点短消息业务。 点对点短消息业务的基本系统结构。主要包括移动交换中心( m s c ) 、归属 位置寄存器( h u t ) ，短消息业务一关同互通m s c ( s m s g i w m s c ) ，短消息 中心( s m s c ) 以及扩展短消息实体( e s m e ) 等。具体实施中，一般分为s m s c 与g i wm s c 合设及g ，iw m s c 与m s c 合设两种方式。其中，短消息中心是短 消息业务的核心实体，它是独立于g s m 网络的一个业务处理系统，主要功能是 提交、存储、转发短消息，并完成与p s t n ，i n t e r a c t 等网络的互通，以实现来自 其它e s m e ，如人工台自动台、咨询平台等的短消息的传递。 短消息中心与扩展短消息实体之日j 的接口采用标准的s m p p 协议，通过此标 准协议可以同任何支持s m p p 的e s m e 对接。短消息中一t l , 同外部的接口包括同 短消息人工台( 短消息秘书台) 、自动台、短消息信息台、w w w e m a l l 接口 及话音邮箱接口等，所有这些接口都通过s m p p 协议同短消息中心连接。短消息 中心( s m s c ) 和移动台( m s ) 之日j 的联系，通过p l m n 网按照有关协议进行。 ( 1 ) s m s 的特点 存储转发机制，即传送数据包的工作由移动网络中的短消息中心而不是由终 端用户来完成，如果被叫用户无法接收短消息，短消息就被存储在短消息中心。 传递确认机制，在电路交换数据环境中，连接是端到端的。所以用户能够知 道连接是否完成以及数据传递的情况。 ( 2 ) s m s 的缺点以及存在的局限性 消息长度不能超过1 6 0 个字符，这是m a p 信令层所限定的。 消息格式单一，只能支持简单文本。 消息结构不灵活，g s m0 3 4 0 标准定义的s m s 协议数据单元( p d u ) 结构 不够灵活，数据编码方案、源地址、协议标识符及其它首部域都是固定的，不利 于新业务的扩展。 采用的信令信道速率低。 存储转发机制效率低。 在s m s 中，每一条短消息从发送到接收，都要经过短消息中心的存储和转 发，通信效率自然会受到影响，并且还增加了短消息中心的处理负荷。u m t s 委员会将把它修改为有选择性的存储，即接收到消息之后立即将其转发，如果无 法转发出去，再存储。 北京邮 乜人学硕i 二研究生学位论文 移动增值服务平台的结构设计和实现 基于s m s ，可以开发各种各样的应用。比如中国移动的”移动梦网”和中国 联通的“联通在信”短消息业务，通过这些业务移动用户可以享受到由业务提供商 ( s p ) 提供的新闻、天气预报、股票、游戏等各种各样的数据增值服务。s m s 通过无线网络、短消息中心( s m s c ) 以及短消息网关( s m g ) 等实体的组合来 传递m s 与s p 之间的请求和响应消息，控制它们之间的业务交互过程，为s p 和移动台( m s ) 之问提供了一条快捷、安全的信息通道。 第二章概要设计 2 1设计和实现移动应用平台的体系结构 整个移动应用平台的体系结构如下图： 图2 - 1s m p s h o t tm e s s a g ep 1 8 t f o r m 短信平台( s h o r tm e s s a g ep l a t f o r m ，简称s m p ) 以p l a t f o r m 子系统为主体， w e b 子系统为辅助工具，数据库存放平台所需的各种数据，s a g 子系统和接入 子系统作为网关部分。 p l a t f o r m 子系统：几乎所有的移动应用都由p l a t f o r i l l 子系统完成。p l a t f o r m 子系统完全基于j 2 e e 的体系结构，实现了一系列细节上的处理，包括：应用的 组件化、数据安全性、以及内部组件可根据负载压力的分布处理。 w e b 子系统：为系统人员提供管理工具，这里的管理人员包括：系统配置人 员、应用配置人员、内容管理人员、内容发布编辑( 内部，乡 部) 、客服人员。大 部分人员都可以通过w w w 服务完成各自的任务。 北京邮咆人学硕 ：研究生学位论文移动增值服务甲矗的结构设计和实现 接入子系统：和运营商连接的网关，主要支持各种运营商短信协议，如c m p p ， s g i p ，s m g p 和c n g p 。 s a g 子系统：和印相连的业务网关，主要负责和各个印相连，主要支持 c m p p 协议。 数据库：存放数据，包括系统配置数据、应用配置信息、注册用户信息、应 用内容等。 2 2设计和实现的p l a t f o r m 子系统的组件结构图 2 2 1 整体介绍 设计的p l a t f o r m 子系统如下图： 图2 - 2p l a t f o r m 子系统组件结构图 由上图可见p l a t f o r m 子系统包含的对象和组件分为五类： 应用逻辑层( l o g i cl a y e r ) ：该层主要实现软件需求规格种的各功能点的业 务逻辑，该模块实现功能包括：处理点播定制业务，处理状态报告，处理黑名单， 管理s p c p 信息等。 业务能力层( c a p a b i l i t yl a y e r ) ：该模块主要支持如下功能：计费、黑名单 检查、c p 认证、c p 鉴权、订购关系认证、业务认证、隐式认证、自动注册、运 北京邮电人学硕l 研究生学位论文 移动增值服务平台的结构设计和实现 营商路由、7 2 小时检查、上下行消息限制、二次确认处理、消息收发、帮助服 务、消息编解服务。 数据访问层( d a ol a y e r ) ：实现对所有数据库的访问。 通讯子系统( c o m m u n i c a t o r ) ：通过内部协议与业务接入网关和短信接入网 关通讯，实现数据接收和消息解析。 t i m e r 子系统( t i m e r ) ：调度执行定时任务。 2 2 2 系统的详细设计描述 2 2 2 1 运行设计 触发平台子系统执行应用逻辑的有三类角色：网关( 业务接入网关，短信接 入网关) ，w e b 和定时器。处理过程略有不同，分别描述。 2 2 2 1 1 网关发起 网关触发的处理包括：处理点播请求( 包括手机和w e b ) ，处理点播应答( 包 括手机和w e b ) ，处理定制取消定制( 包括手机和w e b ) ，处理定制关系查询， 处理状态报告。 囤囤巨 i 兰竺兰 i r 1 定制请息jl i 卜一戢据访问 i i；i敷据 ii 瞢0 k - - ! 翌r 。 i l 苎翌一j j i ： 兰型皇! ；j；i 图2 - 3 网关发起的消息请求 2 2 2 1 2 w e b 发起 w e b 触发的处理包括：同步定制关系，w e b 点播，w e b 定制，w e b 取消 定制、统计所有的管理类请求。 北京邮电人学硕h 洱究生学位论文 移动增值服务甲台的结榴致汁和实现 匡四国 ； 教据 i ；定制麻笄r 一一 l i ： 定制应答r 1 ；一一： 图2 - 4 网关发起的消息请求 2 2 2 1 3定时器发起 定时器触发的处理包括：出帐，自动导入黑名单，发包月话单和补发包月话 单，批量推送，包月内容下发。 回国囤囤 i i i 帐 ： ： 出帐 ： 7 ： 帐 ：卜_ i i ：教据 ；i出帐戍答卜一一 出帐应答f 一1 乓一： 图2 - 5 定时器发起的消息请求 2 2 。2 ，2 调用关系 一层子系统之间的调用关系入下图所示： 北京邮f 乜人学顾l _ - t i 开究生学位论文 移动增值服务甲台的结构设计和实现 l i i 蟓 业务i e 力屡 、p 数据访阁f用5 墩据 ，：， 数据访阿层 图2 - 6 一层子系统之间的调用关系 1 2 o + 北京邮电人学硕l 二研究生学位论文移动增值服务平台的结构设计和实现 2 3设计和实现的w e b 子系统的结构图 。 退出 。 苗理s p 信息n 、， 图2 - 1w e b 子系统的结构图 操作员登录、管理c p 信息、管理业务分组信息、管理c p 业务信息、管理 接入点业务配置信息、管理操作员信息、用户信息管理、管理用户订购关系、群 发管理、黑名单管理、话单管理、时自j 策略管理、接入点管理、号段管理、统计 分析。 2 - 4设计和实现的g w 子系统的结构图 2 4 1 整体介绍 网关工作在业务系统与平台和运营商与平台之间，它负责在业务系统与平台 之间；运营商与平台之间建立一个统一、安全、高效的通信通道。从而屏蔽平台 与业务层和运营商网关之间多样的通信承载方式和多样的应用协议。 北京邮电人学硕l ：研究生学位论文移动增值服务甲台的结构设计和实现 佑皂簧，1 f 最受，计艘袅 图2 - 8s m s 网络结构 i 业务与c p 业务系统1业务系统2业务系细 ， t 平台协议、运营商定义互联网短消息协议 叫业业务用关卜7 平台 一短信接入网关l 。、7 1 平台协议、运营商窿义互联网短消息协议f运营商 ，77 i、 运营商同关 运营商同关运营商同关 图2 - 9平台通信结构 1 4 - 北京邮i u 人学预i ：研究生学位论文 移动增值殿务 f 台的结构设计和实现 在网关与业务系统之白j 和网关与运营商系统之间，网关可以支持平台定义的 统一接入协议和运营商制定的互联网短消息协议。 在现在支持的运营商协议包括： c m p p2 0 3 0 s g l p1 23 0 c n g p s m g p 在网关和平台之间使用平台的内部协议。 2 4 2 主要功能 能： 网关是平台系统中完成外部通信接入、协议转换的子系统。主要完成以下功 多点的统一接入。对多个运营商和多个c p 系统的接入提供统一接入点， 完成多点的统一接入。 多应用协议之问的统一转换。提供系统中存在的多个应用协议之阃的转 换。 消息路由。根据消息自动选择发送路由。 流量控制。自动完成消息的流量控制。 优先级。根据消息的优先级，选择消息处理的先后顺序。 通信通道的动态配置。 可插拔的协议解析器。 网关不支持的功能： 不支持对消息中携带的会话上下文信息的缓存。 不支持与业务相关的命令的解析。 不支持同步消息的发送。 2 4 。3 短信接入网关接口 首先对网关所应用到的主要协议进行简单介绍： 2 。4 。3 1s gj p 说明： s g i p1 2 是中国联通定义的s m g 和s p 之间的接口协议。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 m g 可以通过 s g i p 协议，实现消息在不同s m g 之间的路由和转发。 在平台网关中，主要关注s m g 和s p 之间消息部分。这部分消息按照消息 流向分为主要分为上行和下行；按照消息类型分为网关内消息( s p 和s m g 之间 的消息) 和短信相关消息( 接受和推送短信) 。 消息分别为： b 阱d 1 5 北京邮i 乜人学硕1 ：研究生学位论文移动增值服务平台的结构设计和实现 u n b i n d s u b m i t d e u v e l r e p o r t 接口定义： 接口1b i n d 消息流向： s p s m g s p 消息说明： 表2 - 1b i n d 消息说明 数据项长度特殊要求 说明 b i n d 见s g l p l 2 协议 b i n d 操作由b i n d 命令和b i n dr c s p 应答组成。客户端 首先发送b i n d 命 令，服务器端收到 b i n d 命令后，对命 令发送方进行验 证，然后返回 b i n dr c s p 应答。 接口2 流向： s p s m g - s p 消息说明： 表2 - 2u n b i n d 消息说明 数据项长度特殊要求 说明 u n b i n d 见s g i p l 2 协议u n b i n d 操作由 u n b i n d 命令和 u n b i n dr c s p 应答 组成。通信连接建 立以后，客户端如 果要停止通信，需 要发送u n b i n d 命 令；服务器端收到 u n b i n d 命令后，向 客户端发送 u n b i n dr c s p 相 应，然后双方断开 1 6 北京邮l b 大学顾l ：研究生学位论文 移动增值服务乎台的结构i 殳计和实现 接口3 流向： s p s m g s p 消息说明： 表2 - 3s u b m i t 消息说明 数据项长度 特殊要求说明 s u b m i t 在s p 和s m g 的通 信中，s p 用s u b m i t 命令向s m g 提交 m t 短消息，发送 到用户的手机中。 s m g 接收到 s u b m i t 命令，会返 回s u b m i tr e s p 应 答。s m g 根据 s u b m i t 命令中的 付费号码，判断出 该命令是否应从 本地s m s c 发送， 如果属于本地发 送，则直接发送到 相应的s m s c ，否 则路由至相应的 s m g 。 接口4 流向： s m g s p s m g 消息说明： 表2 - 40 e l i v e r 消息说明 数据项 长度 特殊要求 说明 d e l i v e r 在s p 和s m g 的通 信中，s m g 用 d e l i v e r 命令向s p 发送一条m o 短消 息。s p 接收到 d e l i v e r 命令，会返 回d e l i v e rg e s p 应 答。 1 7 - 北京邮电大学硕i ：研究生学位论文移动增值服务平台的结构设计和实现 接口5 表2 - 5r e p o r t 消息说明 数据项长度特殊要求 说明 r e p o r t r e p o r t 命令用于向 s p 发送一条先前 的s u b m i t 命令的 当前状态，或者用 于向前转s m g 发 送一条先前的 d e l i v e r 命令的当 前状态。r e p o r t 命 令的接收方需要向 发送方返回 r e p o r tr e s p 命令。 2 4 3 2o a l a p 协议说明： c m p p 是中国移动定义的s m g 和s p 之间的接口协议，下面所列的协议消息 主要是s p 和互联网短信网关之白j 的上下行消息，主要有 c m p p _ c o n n e c t c m p pt e r m i n a t e c m p ps u b m i t c m p pd e l e r c m p p _ a c t i v e _ t e s t 接口定义： 接口1 流向： s p i s m g s p 消息说明： 表2 - 6c m p p c o n n e c t 消息说明 数据项长度特殊要求 说明 c m p p _ c o n n e c tc m p p _ c o n n e c t 和 c m p pc o n n e c t _ r e s p 是一对请求与应答协议目 的是s p 向i s m g 注册作 为一个合法s p 身份，若 1 8 北京邮也人学硕l ：研究生学位论文 移动增值服务平台的结构设计和实现 注册成功后即建立了应用 层的连接，此后s p 可以 通过此i s m g 接收和发送 短信。 接口2 流向： s p i s m g - s p 消息说明： 袁2 7c m p p t e r m i n a t e 消息说明 数据项长度特殊要求 说明 c m p p c m p pt e r m i n a r e 和 _ t e r m i n a t ec m p 唧r m l n a t e _ r e s p 构成一对应答消息。目的是 s p 或i s m g 基于某些原因 决定拆除当前的应用层连 接而发起的操作。此操作完 成后s p 与i s m g 之间的应 用层连接被释放，此后s p 若再要与i s m g 通信时应发 起c m p pc o n n e c i 操作。 接口3 流向： s p i s m g s p 消息说明： 袁2 - 8c l v l p p s u b m i t 消息说明 数据项长度特殊要求 说明 c m p p j u b m i t c m p ps u b m i t 和 c m p ps u b m l l rr e s p 构成一对应答消息， c m p ps u b m i t 操作的 目的是s p 在与i s m g 建 立应用层连接后向 i s m g 提交短信。i s m g 以 c m p ps u b m i t _ r e s p 消息响应。 接口4 流向： 1 9 - 北京邮电人学硕j ：研究生学位论文移动增值服务平台的结构设计和实现 i s m g ， s p i s m g 消息说明： 表2 - 9c m p p d e l i v e r 消息说明 数据项长度特殊要求说明 c m p pd e l i v e r 包含状念报告c m p pd e l i v e r 和 c m p p _ d e l i v e r _ r e s p 构成一对消息应答。 c m p pd e l i v e r 操作的 目的是i s m g 把从短信 中心或其它i s m g 转发 来的短信送交s p ，s p 以 c m p p _ d e l i v e r _ r e s p 消息回应。 接口5 流向： s p i s m g s p 或i s m g s p i s m g 消息说明： 表2 - 1 00 4 p p a c t i v e t e s t 消息说明 数据项长度特殊要求说明 c m p p _ - a c l a v e _ t e s tc m p p _ a c t i v et e s t 和 c m p p a c t i v et e s t _ r e s p 构成一对消息应答。使用与在 场连接时对链路情况进行监 测 2 4 3 3 固网短信协议s m g p 、c n g p 协议说明： s m g p 和c n g p 是中国电信( s m g p ) 和中国网通( c n g p ) 指定的固网互 联网短消息协议，规定了固网电话短消息传输时的规范，下面介绍固网短信增值 业务部分的s p 至s m g w 之间的消息部分，具体消息为： l o g 呵 s u b m n d e u v e r a c n v e t e s t e ) 【i t 2 0 北京邮f 乜大学硕l 二研究生学位论文移动增值服务f 台的结构设计和实现 接口1 流向： s p s m g w - s p 消息说明： 表2 - 1 1l o g i n 消息说明 数据项长度特殊要求说明 l o g i nl o g i n 和l o g i n r e s p 过程一对应答消息。完成 s p 与s m g w 之间的身 份验证与连接。 接口2 流向： s p s m g w - s p 消息说明： 表2 - 1 2s u b m i t 消息说明 数据项长度特殊要求说明 s u b m n ls u b m i t 和 s u b m i t _ r e s p 构成一 对消息应答，完成s p 向 s m g w 的短消息提交 接口3 流向： s m g w s p s m g w 消息说明： 表2 - 1 3d e l i v e r 消息说明 数据项长度特殊要求说明 d e u v e rd e l i v e r 和 d e l i v e r _ r e s p 构成一 对应答消息。完成短消息 的上行发送。 接口4 流向： s p s m g w s p 消息说明： 表2 - 1 4a c t i v e t e s t 消息说明 2 l - 北京邮电大学硕l ：研究生学位论文 移动增值服务平台的结构设计和实现 a c 兀t e s ta v t i v e t e s t 和 a c i i v e t f e s t _ r e s p 构 成一对链路测试消息，用 于在长连接时保持链路。 接口5 流向： s p s m g 、v - s p 消息说明： 表2 - 1 5e x i t 消息说明 数据项长度特殊要求说明 e x r r e x i t 和e x i t _ r e s p 构 成一对消息，s p 和 s m g w 之间用此消息断 开连接。 2 4 3 4 平台内部协议 协议说明： 平台内部协议是现有平台业务系统和现有短信平台之间的协议系统。 接口定义： 接口1 消息流向： 使用内部协议的业务系统 内部网关 运营商网关 运营商网关 内部网关 使用内部协议的业务系统 消息说明： 表2 - 1 6h e a d s i z e 消息说明 数据项长度特殊要求说明 加巳a d s l z e4 u n s i g n e d 消息头大小 i n t e g e r s m s c m8 i n t e g e r 短消息服务中心标识 o r g a d d r1 7o c t e ts t r i n g 用户的手机号码 d e s 仉岫d r2 1o c t e ts t r i n g请求的接入号码 d c s 4 u n s i g n e d 请求或应答的数据编 北京邮i u 大学硕l ：研究生学位论文移动增值服务甲仃的结构设计和实现 i n t e g e r 码方式 个位表示编码方式， 十位表示发出方 式， 如：o ，表示a s c i i 编码； 1 ，表示u n i c o d e 编码； 2 ，表示英文编码， 以上表示用手机 发出的请求： 1 0 ，1 1 ，1 2 ，表示 从网站发出的请求 d 幛t a s l z e4 u n s i g n e d 数据的长度 i n t e g e r m s g t y p e4 u n s i g n e d 表示d e l i v e r 的消息的 i n t e g e r 类型 b u s i n e s s t y p e 1 1 o c t e ts t r i n g业务类型 f e e 玎y p e3o c t e ts t r i n g 资费类别 f e e c o d e7o c t e ts t r i n g 资费代码 f e e a d d r2 1o c t e ts t r i n g收费手机号码 m o r e m t f l a g4 u n s i g n e d 引起m t 消息的原因 i n t e g e r s p i d7o c t e ts t r i n g s p i d u d h i1o c t e ts t r i n g用于发送铃声图片 r d e ij 、，e r y1 o c t e ts t r i n gd e l i v e l 类型 2 3 北京邮l 乜大学硕f ：研究生学位论文移动增值服务平台的结构设计和实现 1 状态报告 2 - s m c 话单 m s g i d8 o c t e ts t r i n g 消息标识 1 o t a l1 i n t e g e r 同一标识的总的消息 数量 n u m b e r1o c t e ts t r i n g 同一标识的消息中某 条消息的序号 u n k i d2 0o c t e ts t r i n gc m p p3 0 的l i n k i d d a i a b u f f e r由d a = r a s i z eo c t e ts t r i n g数据 字段指定 2 4 北京邮i 乜人学硕j ：研究生学位论文移动增值服务平台的结构设计和实现 2 4 4网关系统结构与基本数据流定义 图2 - 1 0网关系统结构 2 4 4 1 系统结构分解描述 上图描述了网关系统中所实现的功能及其总体的结构。 方法实现实现了一些底层的控制和基础数据结构主要具有这几个功能 1 线程池 2 并发性控制 3 基本的队列池 4 具体的通信方式的实现 为上一层的调用接口提供服务。在方法实现中网关系统实现了 对工作在系统中的所有线程的管理； 在并发数据时对于并发策略的管理 对建立在各种通信a p i ( s c o k e t 、j m s 等) 之上的对每一种通信方式的 厂l j 北京邮电人学硕i ：研究生学位论文移动增值服务甲台的结构瑷计和实现 具体实现，为上一层提供原始数据。 系统使用的各种基本的队列和池等数据结构 线程池的控制。 状态缓存管理 访问接口层实现了 对数据处理所需要的各种外部配置的管理。 对底层控制层提供的原始数据处理优先级策略的管理。 对底层控制层提供的原始数据处理方法的管理。 对处理过后的数据流向的路由的管理。 屏蔽了数据获取和发送时对于底层控制层调用的不同。 对外发数据的流量的控制管理。 根据要求初始化线程池中的处理线程 工厂方法建立调用接口的实例，为应用提供了实现调用接口的类的实例。 2 4 4 2 基本数据流描述 下图是网关的基本数据流描述： 协汉解析薯，r 由安酬路由管理 i 一 。雌嚣肿燃觜 一r 习堂竺卜竺竺专迁竺呻竺奸习l _ j 磐q l _ j i 主蟊曲面齄诺数据队 _ _ 一一 图2 - 1 1网关基本数据流描述 北京邮l 乜人学硕l ：研究生学位论文 移动增值服务平台的结构设计和实现 2 4 4 3 调度策略 2 4 4 3 1数据组织及i 0 策略 外部 l 系统 | | l 1 数据通道 数据通道是以一个外部通信实体( i p 和p o r t ) 划分的一个逻辑上的处 理例程与数据结构的集合。它包含了在接受 处理) 发送一次处理流程上所 必须包含的功能和数据存储方案。包括： 数据队列 数据队列组是一组存储不同类型数据的数据队列组成。组中的队列 存储不同用途的待处理数据。数据队列组必须存在接收队列和发送 队列，数据队列组和通信通道一一对应。 协议解析 在每一个通信通道上的网关都是相同的，从而可以知道通信通道上 承载的应用协议为同一个，所以可以将同一协议解析器映射到同一 通信通道上的数据队列处理模块上。 连接 连接是网关与通信实体建立的通信连接，数据通道通过它与通信实 体通信。通信连接可以是s o c k e t 、i m s 等等的连接，也可以是网关系 统内部数据通道之间建立的交换数据的虚拟的连接。连接时双向的 即包括到外部的连接也包括到平台的连接。 处理线程 网关中包括一个和多个数据通道，数量根据外部通信实体个数确定。每 一个通道上的连接和处理线程都是专用的来处理连接上的数据，队列可 北京邮 b 人学硕i ：研究生学位论文移动增值服务平台的结构设计和实现 以是公用的，但是经过讨论，最终否定了该方案。划分数据通道的原因 在于： 确定解析数据用的协议。从现有的运营商的短消息协议上来看， 通过消息本身来区分到底是什么协议是无法做到的。利用运营商 服务器的主机地址和端口这样的参数可以确定和网关通信的是 哪个运营商或者c d 的服务器这样就可以确定所使用的协议。 更好的动念管理连接和处理线程数。在通信过程中存在着一个重 要的现象，就是不同的业务量大小的区分。对于业务量大的业务 通信量就大，待处理的消息就多，就需要在通信中为此业务建立 较多的连接，并且为此业务增加接收和发送队列的长度和处理线 程的数量。这样就需要对连接、队列和处理线程有一个动态的管 理。建立数据通道就是为了能够更好的管理连接、队列和处理线 程。如果都使用同一套连接、队列和处理线程就很难做到这样的 要求。 更好的分离不同的数据。在不同运营商的协议罩潜规则的情况时 很普遍的通道的划分更好的区分的不同的协议的潜规则。 高效的处理。如果所有接收和发送公用队列，会造成同步锁延时 过多。处理线程排队的现象。对线程的利用率会降低，同步延时 会增大。 2 i ，o 方式 为了高效的利用，网关在数据收发上采用异步模式。 3 处理策略 在处理上网关采用多线程处理，每一个通信通道由三类线程队列读线程、 队列写线程、和与通信通道中连接数相等的通信控制线程。一个通信通 道最少会有三个线程 一个队列读线程。 一个队列写线程。 通信通道是单个连接时的单一的通信线程。 读、写线程可以根据业务量增加，通信线程根据通信通道中的连接 数增加。 队列读线程完成对接收队列的监视，读取接收队列中未处理的数据， 通过协议解析处理后，放入发送队列。 队列写线程完成对发送队列的监视，取得发送队列中的数据，交给 通信通道发送。 通信控制线程负责通信处理的线程。线程根据注册的处理程序的不 同可以实现被动监听或者主动连接。 北京邮电人学硕1 ：研究生学位论文 移动增值服务平台的结构设计和实现 2 4 5 网关软件的设计和实现 这一节定义了网关工作中的状态