（计算机应用技术专业论文）sp短信服务平台的设计.pdf

摘要 摘要 随着现代移动通信和互联网的迅速发展，互联网与移动网络相结合的短信业务， 萨处于飞速发展阶段，越来越广泛地应用于人们的生产和生活，成为众多运营商和 s p 服务提供商利润的主要来源之一。由于短信服务业务类型日益复杂，s p 迫切需要 一种短信服务平台，来方便、高效地开展各项短信业务，提高竞争力。 本课题在l i n u x 操作系统环境下，使用o r a c l e 数据库，在严格遵守各电信运营 商短信网关通信协议的前提下，利用b s ds o c k e t 网络通信编程接口，使用p o s i x 多 线程技术、进程( 线程) 间通信技术，设计和实现了s p 短信服务平台。 论文首先介绍了短消息业务及其发展，在对各种运营商短信网关通信协议进行 分析和比较的基础上，结合s p 的功能需求设计了系统的整体结构，系统模块的设计 以通信模块与业务处理模块完全分离为原则，各种功能模块以数据库作为模块间交 换信息的接口。 论文重点阐述了通信模块的设计和实现。按照与短信网关连接方式的不同，对 通信模块的结构进行了分类设计。设计了短信接收、短信发送和定时处理等工作线 程，线程问通过位于共享内存中的缓冲区来进行来均衡处理速度，采用互斥量和条 件变量来实现线程间的同步和互斥。论文详细介绍了各工作线程的实现细节，另外 对通信协议中所要求的协议转换、链路测试、滑动窗口流量控制、超时重发、异步 收发等关键技术环节的实现进行了特别说明。 论文还介绍了各种短信业务处理的方法和手段，给出了短信处理进程的设计方 案，说明了m t 路由和m o 路由的原理和实现方法。论文的最后介绍了短信过滤等 模块的设计思路。 本课题设计丌发的s p 短信服务平台，一方面可以高效、安全地与移动、联通、 网通和电信多家运营商短信网关进行消息传递，完成短信收、发的核心功能，另一 方面借助于平台提供的各种业务处理手段，s p 可以方便地进行业务处理和新业务的 丌发，以及各项管理工作。 关键词短信服务平台；短信服务；s p ；多线程；m t ；m o 河北科技大学硕士学位论文 = 昌昌= 葛皇_ _ 皇鲁昌= 宣_ _ _ 皇昌昌昌= 昌昌昌宣i 目昌高= = 穹昌宣鲁- 皇高= = 罩= = 昔昌昌昌= = 篁= 昌= 暑= 盅= = = 皇重昌审自= l 雹昌= 昌： 皇一皇：= l 皇一e 鲁：昌_ _ 昌：= = 皇 a b s t r a c t w i t ht h er a p i dd e v e l o p m e n to fm o d e mm o b i l ec o m m u n i c a t i o na n dt h ei n t e m e t ，t h e s h o r tm e s s a g es e r v i c ec o m b i n e db yi n t e r a c ta n dm o b il en e t w o r k ，w h i c hi si nt h es t a g eo f g r e a td e v e l o p m e n ta n dh a sb e e nw i d e l ya p p l i e dt ot h ep r o d u c i n ga n dl i f e ，h a sb e c o m eo n e o f t h em a i ns o u r c e so fp r o f i tf o rt h el a r g en u m b e ro ft h em a n a g i n ga n ds e r v i c e p r o v i d e r s b e c a u s eo ft h ei n c r e a s i n gc o m p l e x i t yi nt h et y p e so fs h o r tm e s s a g e s e r v i c e ，i ti su r g e n tf o r t h es pt o d e v e l o pak i n do fs h o r tm e s s a g ep l a t f o r mt oh a n d l ea l ls o r t so fm e s s a g e s c o n t i n e n t l ya n de f f i c i e n t l yf o rg r e a t e rc o m p e t i t i v e n e s s i nl i n u xo p e r a t i n gs y s t e me n v i r o n m e n t ，u s i n gt h eo r a c l ed a t a b a s e ，a n di n s t r i c t c o m p l i a n c ew i t ha l lt e l e c o mo p e r a t o r ss h o r tm e s s a g eg a t e w a yc o m m u n i c a t i o n s ，t h i s p a p e rd e s i g n sa n di m p l e m e n t st h es ps h o nm e s s a g es e r v i c ep l a t f o r mb yu s i n gt h eb s d s o c k e tn e t w o r k p r o g r a m m i n gi n t e r f a c e a n dt h ep o s i xm u l t i t h r e a d t e c h n o l o g y ， i n t e r p r o c e s s ( i n t e r t h r e a d ) c o m m u n i c a t i o n a tt h eb e g i n n i n g ，t h ed i s s e r t a t i o ni n t r o d u c e s t h es h o r tm e s s a g eb u s i n e s sa n di t s d e v e l o p m e n t ，t h e ni td e s i g n st h ew h o l es t r u c t u r eo ft h es y s t e mi nt h er e q u e s to ft h es p f u n c t i o n sb a s e do nt h ea n a l y s i sa n dc o m p a r i s o no fs h o r tm e s s a g eg a t e w a yc o m m u n i c a t i o n p r o t o c o lb e t v e e e nv a r i o u so p e r a t o r s t h ed e s i g no ft h es y s t e mm o d u l ei sb a s e do nt h e p r i n c i p l et h a tc o m m u n i c a t i o nm o d u l ea n db u s i n e s sp r o c e s s i n gm o d u l es h o u l db ei n c o m p l e t es e p a r a t i o n ，a n da l lf u n c t i o n a lm o d u l e sm a k eu s eo ft h ed a t a b a s em o d u l ea st h e i n f o r m a t i o ne x c h a n g ei n t e r f a c eb e t w e e nm o d u l e s a tl a s t ，i ta l s oi n t r o d u c e sa l lt e c h n o l o g y c o n c e m e di nt h i ss y s t e md e v e l o p m e n t t h ek e y p a r to ft h i sd i s s e r t a t i o ni st h ee x p l a n a t i o no ft h es t r u c t u r eo fc o m m u n i c a t i o n m o d u l e ，i t sd e s i g na n dc o m p l e m e n t a t i o n o nt 矗ed i f f e r e n tc o n n e c t i o n sw i t hs h o r tm e s s a g e g a t e w a y ，t h es t r u c t u r eo ft h ec o m m u n i c a t i o n sm o d u l ea r eg i v e nc l a s s i f i e dd e s i g n ，s u c ht h e t h r e a da ss h o r tm e s s a g er e c e i v i n g ，s h o r tm e s s a g e s e n d i n g ，a n dt i m i n g t h r e a dc a nb a l a n c e i t ss p e e db yt h es h a r e dm e m o r yc a c h ei nt h ea r e aa n dr e a l i z et h es y n c h r o n i z a t i o na n d m u t u a l l ye x c l u s i v eb e t w e e nt h o s et h r e a db ye x c l u s i v ev a r i a b l e sa n dc o n d i t i o n sv a r i a b l e s t h i sd i s s e r t a t i o no f f e r sad e t a i l e di n t r o d u c t i o no fi m p l e m e n t a t i o no fa l lw o r k i n gt h r e a d ， a n di ta l s op r o v i d e sa l le x t r ae x p l a n a t i o nf o rt h ei m p l e m e n t a t i o no ft h o s ek e yt e c h n o l o g y r e q u i r e db yc o m m u n i c a t i o np r o t o c o la sp r o t o c o lc o n v e r s i o n ，t e s t i n gl i n k s ，s l i d i n gw i n d o w f l o wc o n t r o l ，o v e r t i m er e s e n d ，a s y n c h r o n o u ss e n d i n ga n dr e c e i v i n g f u r t h e r m o r e ，t h i sd i s s e r t a t i o n a l s oi n t r o d u c e sw a y st od e a lw i t ha l ls o r t st h es h o r t ab s t r a c t m e s s a g eb u s i n e s s ，t o g e t h e rw i t ht h ed e s i g n i n go u t l i n ef o rt h es h o r tm e s s a g ed e w i n gt h o s e p r o g r e s s i n ga n dt h ep r i n c i p l ea n di m p l e m e n t a t i o no ft h em tr o u t i n ga n dm or o u t i n g o no n eh a n d t h es ps h o r tm e s s a g es e r v i c ep l a t f o r md e s i g n e di nt h i sd i s s e r t a t i o nc a n s e n dm e s s a g e st oc h i n am o b i l e ，u n i c o r n ，n e t c o ma n dt e l e c o m e f f i c i e n t l ya n ds a f e l y o n t h eo t h e rh a n d ，b yt h eh e l po fa l ls o r t so fb u s i n e s sm a n a g i n gm e t h o dp r o v i d e db yt h e p l a t f o r m ，s pc a nc o n d u c ta n dd e v e l o pb u s i n e s sc o n v e n i e n t l ya n dm a n a g i n gv a r i o u sw o r k s a tt h es a m et i m e k e yw o r d ss h o r tm e s s a g es e r v i c ep l a t f o r m ；s h o r tm e s s a g es e r v i c e ；s p ；m u l t i t h r e a d ； m t ：m 0 “f 河北科技大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工 作所取得的成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方 式标明。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发 表或撰写过的作品或成果。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位敝作者虢锗晦 切锡年i 1 乒 i 奸 指导教师签名：多名 1 9 貉1 钥f 同 河北科技大学学位论文版权使用授权书 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，同意学校保留 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 人授权河北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。 口保密，在一年解密后适用本授权书。 本学位论文属于 彰不保密。 ( 请在以上方框内打“”) 学位论文作者签名： 碣年l 1 月 指导教师签名：多i 丢乞色 1 船仁月r 第1 章绪论 第1 章绪论 1 1短信服务简介 短信服务s m s ( s h o r tm e s s a g es e r v i c e ) 是无线通信网络所提供的一种重要的电 信业务，通过该业务移动终端可以发送和接收文本格式的消息。消息由文字、字母、 数字组合构成，消息的长度限制在一定范围，约1 4 0 个字符，7 0 个汉字，所以人们称 之为短信或短消息。由于短信发送占用的是s s 7 信令通道，不占用业务信道，所以在 通话的同时仍可接收短信i i j 。 根据订购方式的不同，短信业务分为两类： ( 1 ) 定制类业务定制类业务是指用户经过定制一项服务后，用户会定时接收 到系统主动下发的信息。主要包括定制新闻、天气预报、格言警旬、幽默笑话、股 市行情、投资技巧、需求信息等综合类和娱乐类业务。定制类业务在用户不愿意继 续使用时，需要进行退订。信息费可以分为定制按条计费或定制包月计费，区别在 于定制按条计费业务退订后立即停止计费，而定制包月业务本月已收取费用，在退 订的下个月爿停止计费。 ( 2 ) 点播类业务点播类增值业务无需事先定制，需要时发送指定的命令内容 到服务提供商s p ( s e r v i c ep r o v i d e r ) ，即可得到特定的信息，比如节目互动、考试成 绩查询和个性签名等。点播类业务无需退订，用户不点播即不提供服务。 1 2 短信服务的发展 短信息服务的发展经历了下述三个发展阶段1 2 5 j ： 1 ) 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，由 于短消息中，l , s m s c ( s h o r tm e s s a g es e r v e rc e m e r ) 是唯一的信息提供者及数据传输 通道，造成信息量少，且各短信中心的信息来源不一致，这一阶段是短信息服务的 独立发展时期。 2 ) 第二阶段，电信运营商和具有海量信息的互联网有机结合，以互联网上的信 息作为短信的主要信息来源，由互联网上的服务提供商直接与各s m s c 相沟通，建立 信息交换的接口，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。 3 ) 第三阶段，为了保证信息的安全性，s p 不直接与短消息中心s m s c 相连，而 是与短消息网关i s m g ( i n t e r n e ts h o r tm e s s a g eg a t e w a y ) 相连。s p 与i s m g 之间通过 c m p p l 6 】( c h i n am o b i l ep e e rt op e e r ，中国移动点对点协议) 或者s g i p t 7 】( s h o r tm e s s a g e g a t e w a yi n t e r f a c ep r o t o c o l ，中国联通互联网短消息网关接口协议) 协议进行通信， 而短消息网关与s m s c 之间通过s m p p 协议【8 】( s h o r tm e s s a g ep e e rt op e e r ，短消息点 河北科技人学硕十学位论文 对点协议) 通信。网络结构分为s m s c 层，、网关层：乖i ：i s p 层一j 。 目前短信业务f 处在第三阶段，其主要的业务特征模式就是依附于原有的手机 信，皂、传递方式，将互联网上的巨大信息量根据用户定制的需求，通过手机短信的方 式传递给用户。这样，s p 通过短信网络向移动用户提供信息服务；电信运营商通过 网络构建s p 为广大移动用户提供电信服务的平台；用户使用s p 提供的信息服务，向 运营商缴纳费用，逐步形成了包含服务提供商、运营商、用户等部分的完整的价值 链和信息产业链。 从2 0 0 4 年3 月份丌始，中国联通的s p m s 系统和中国移动的m i s c 系统，先后 在短信平台上增加了s p 管理功能，实现了对s p 提供的业务实施鉴权，在技术层面 加强了对s p 的管理，标志着短信业务的发展进入了成熟期。 1 9 9 5 年，我国的移动通信网第一次提供短消息业务，到2 0 0 0 年业务量达到1 0 亿条。从2 0 0 1 年丌始，我国短信业务量出现了大幅度增长，全年的手机短信发送量 猛增到1 8 9 亿条，2 0 0 2 年达到9 0 0 亿条，2 0 0 3 年达到了2 2 0 0 亿条，2 0 0 7 年达到5 9 2 1 亿条，比2 0 0 6 年增加3 7 7 ，根据中国信息产业部发布的2 0 0 8 年4 月份通信行业统 计月报，国内手机用户总数已达到5 8 3 5 亿户。据( ( 2 0 0 7 2 0 0 8 年中国增值业务市场 研究报告，2 0 0 7 年，我国增值电信业务市场规模继续扩大，增值电信业务年收入达 到2 0 0 0 亿元左右，与2 0 0 6 年相比增长率超过2 0 ，仍然保持了快速的发展势头， 与全国电信业务收入1 0 9 的年增长速度相比高出许多，是我国电信业务收入增长的 重要拉动力量之一。 现在面向行业的短信业务逐渐成为短信应用的一个重要组成部分，越来越多的 行业开始开展诸如短信商业信息发御、短信客户关系管理、短信呼叫中心、短信防 伪和短信移动办公等业务。短信应用范围也由通用服务向企业领域融合，介入到银 行、证券、交通、教育和社保等行业领域。 1 3 短信平台的应用现状和课题的意义 s p 短信服务平台作用是为s p 与i s m g 之间提供一条安全、快捷的信启、传递通 道，使s p 能够方便、高效地开展各项短信业务。据调查，目前s p 使用的短信服务 平台主要存在以下几种不足： 1 )由于技术及资金等各方面的原因，直接购买价格昂贵的第三方开发短消息平 台。这些平台在设计时往往太注重通用性、跨平台性，而忽视了性能。在实际应用 中，运营商的短消息网关接口经常有些变化，据调查每年大约变化3 5 次，所以s p 端也要进行必要的修改，这就需要商家提供长久的技术支持服务，实际情况往往是 技术支持不到位或者反应太慢，增加了s p 的时间成本。 2 第1 章绪论 2 ) 有些s p 受到技术力量的限制，未能自己设计实现与运营商短消息网关的通 信模块，在接收和发送短信过程中，使用的是这些公司提供的a p i 。目前，各运营商 在每个省都至少有一个短消息网关，各地的网关类型又不尽相同，如中兴、英斯克、 东软、亚信、傲天、华为和卓望等。这些公司的网关产品，虽然都使用标准协议与 s p 进行通信，但实现起来各有不同，单单连接种类就有多种。在这种情况下，如果 要和多个短消息网关相连接，就要使用多种a p i ，使得整个系统实现起来变得十分复 杂和臃肿。另一方面，由于技术保密，s p 不知道a p i 的实现原理，很难与整个业务 平台的其它部分有机地结合起来，最终导致系统效率较低。 3 1 有些s p 虽然不采用a p i 开发，实现了与运营商短信网关的通信模块，但以 各自特殊需求出发，通信模块与业务处理模块彼此耦合度较高。往往每进行一次业 务调整或推出一项新业务就要需要重新修改大部分代码，不能快速适应s p 在同趋激 烈的市场竞争形势下，不断为公众提供个性化服务的需求，可扩展性差。 4 ) 系统结构设计考虑不周，系统存在瓶颈，平时业务量小表现不出问题，但在 节假同出现短时问的大业务量时，会使用户请求处理时间变长，甚至会大量丢失数 据包，引起用户的不满。 在学术研究方面，有些侧重于某一方面的应用，如文献1 0 i n 重于w e b 方式的 短信收发；还有一些针对特定运营商来设计短信服务平台的论文，如文献 11 ，1 2 】主 要基于中国移动c m p p 协议，文献 1 3 主要基于中国联通s g i p 协议，文献 1 4 主要 基于中国网通c n g p 协议( c h i n a n e t c o mg a t e w a yp r o t o c o l ，中国网通短消息网关协 议) ，文献【15 】主要基于中国电信s m g p 协议( s h o r tm e s s a g eg a t e w a yp r o t o c o l ，中国 电信短消息网关协议) 。虽然也有文献1 6 1 对支持多运营商的短信平台做了研究，但 投入实际应用的不多。 为了克服目的实际应用中的弊端，本课题的首要任务是设计和实现一个兼容多 协议、结构合理、性能良好的s p 短信服务平台。短信平台的设计和开发也是s p 的 迫切需要，是s p 在通信市场多变的情况下找到发展机遇，增强市场竞争力的前提和 技术保证。 1 4 课题的研究内容 s p 短信服务平台作为s p 开展短信业务的支撑平台，其主要目标是：第一，要 开发实现平台通信模块，屏蔽底层短信网关通信协议、网关生产厂商及运营商的差 别，为业务层提供透明、稳定的短信收发的核心服务。第二，要为业务的处理和开 发，提供多种处理机制和方法，并为下级部门、下级s p 和第三方合作伙伴提供接入 服务，降低他们丌展短信业务的门槛。第三，要提供参数配置、计费、统计分析和 3 河北科技人学硕十学位论文 系统监控，以及包括用户管理、业务代码维护、定制维护等各项管理功能，方便平 台的使用。 通信部分采用r e dh a te n t e r p r i s el i n u x5 操作系统，利用g n uc + + 进行丌发， 数据库采用o r a c l e9 2 。课题主要的研究内容有： 1 ) 按照通信和业务模块互相分离的原则，设计平台的系统结构，划分功能模块， 模块之间以数掘库为信息交换的中介。 2 ) 在研究有关的短消息通信协议包括s m p p ，以及c m p p 、s g i p 、c n g p 和 s m g p 协议基础的上，设计出一种能够兼容这些协议的数据封装方法。按照短信网 关对连接要求的不同，分类设计通信模块的结构及其各种工作线程。设计基于共享 内存的消息队列，用于线程之间的数据缓冲，均衡线程的处理速度。 3 ) 利用网络b s ds o c k e t 编程的有关技术，p o s i x 多线程技术、并发服务器 技术和进程问通信机制，实现网关通信协议所要求的信息包的解析与封装、链路测 试、滑动窗口流量控制、超时重发和异步收发的核心功能，这也是通信模块稳定、 高效的的自订提。完成短信的m t 和m o 路由处理，实现信息的正确交付。 4 ) 研究垃圾短信过滤机制，使用黑名单、关键字实现垃圾短信的过滤。 5 ) 研究o r a c l e 数据库技术，包括存储过程、触发器和p r o 木c 编程，编制数 据库接口、提高数据库访问效率。 6 ) 研究业务处理的方式，为s p 业务处理提供多种技术手段和途径；利用线程 池技术，设计下级服务程序；以及便于平台使用所需的其它模块。 1 5 论文的组织结构 论文共分5 章，内容如下： 第1 章介绍了短消息业务及其发展，s p 服务平台的应用现状，指出了丌发的目 的和课题的主要任务。第2 章以c m p p 协议为例介绍了短信网关协议的主要内容， 并对其它协议进行了分析、比较。第3 章介绍了系统开发所使用的各项关键技术， 包括进程间通信、多线程、b s ds o c k e t 编程、并发服务器以及o r a c l e 数据库p r o 拳c 多线程编程的技术。第4 章设计了系统的总体结构，介绍了各模块的功能。按照数 据库设计理论，对数据库进行逻辑和物理设计。第5 章首先介绍了平台通信模块的 设计和实现。对通信模块的结构、设计所需的数据结构和各个工作现程的具体实现 细节做了充分说明。接着介绍了业务处理的流程，可采用的技术手段，并叙述了业 务处理服务器的设计方法。最后介绍了平台计费、路由等其它模块的设计思路和技 术要点。结论部分对整个课题的开发设计进行了总结，对下一步的工作提出一些改 进意见。 4 第2 章短信网天通信协议 第2 章短信网关通信协议 国内四大电信运营商对互联网短信网关，在参照国际标准s m p p 协议的基础上， 结合各个公司自己的需要，制定了不同的通信协议标准。例如：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 t l 7 】协议和中国电信的s m g p 1 8 】协议。 这些协议有许多共同点，下面以c m p p 为例进行论述。 2 1短消息系统的网络结构 图2 1互联网短信网关网络结构 f i g 2 - i n e t w o r ks t r u c t u r eo fi n t e r n e ts h o r tm e s s a g e g a t e w a y 互联网短信网关的网络结构如图2 1 所示，互联网短信网关( i s m g ) 是外部信 息资源站实体( s p ) 与移动网内短信中心( s m s c ) 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，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 得网关间的转发路由信息。 s p 与i s m g 之间通过i n t e r n e t 互联网进行通信，i s m g 与s m s c 之间则通过专 线或局域网通信。i s m g 与s p ，i s m g 与i s m g ，i s m g 与g n s 之间的通信使用c m p p 协议，i s m g 与s m s c 之f 刚的通信使用s m p p 协议。 2 2 业务流程 c m p p 协议主要提供两类业务操作，用户发起的短信业务称作m o( m o b i l e 5 河北科技人学硕十学位论文 o r i g i n a t i o n ) 业务，用户终止的短信业务称作m t ( m o b i l et e r m i n m i o n ) 业务。 2 2 1m o 业务流程 m o 业务流程如图2 2 所示，过程如下【1 9 】： 归属i s m g j l 21 r i l s m c 图2 - 2m o 业务流程图 f i g 2 - 2 m o o p e r a t i o n a lf l o wc h a r t 1 ) 手机发出数据请求( 可能是订阅信息或图片点播等) ，被归属i s m g 接收； 2 )归属i s m g 对接收到的信息返回响应； 3 )归属i s m g 在本地查询不到要连接的s p 时，向汇接网关g n s 发路由请求 信息： 4 ) g n s 将路由信息返回； 5 )归属i s m g 根据路由信息将请求前转给接入i s m g ； 6 ) 接入i s m g 对接收到的信息返回响应； 7 ) 接入i s m g 将请求信息送s p ； 8 ) s p 返回响应； 在以上操作中，步骤3 到步骤8 均使用c m p p 协议。在随后的操作中，接入i s m g 在接收到s p 的响应后将产生m o 状态报告发给归属i s m g 。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 为该短信网关连接的s p ， 则短信网关直接转发给s p ：若该s p 并非该网关连接的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连接该s p 的短信网关，由该网关转发给s p 。 2 2 2m t 业务流程 m t 业务流程如图2 3 所示，过程如下【1 9 】： 1 ) s p 发出数据请求( 可能是短信通知或手机铃声等) ，被接入i s m g 接收； 2 ) 接入i s m g 对接收到的信息返回响应； 6 第2 章短信网关通信协议 i = l 接恻关g n s 图2 3m t 业务流程图 f i g 2 - 3 m to p e r a t i o n a lf l o wc h a r t 3 1 接入i s m g 在本地数据库中找不到要目的手机号段所对应网关代码，向汇接 网关g n s 发路由请求信息； 4 ) 汇接网关将路由信息返回； 5 ) 接入i s m g 根据路由信息将请求前转给归属i s m g ； 6 ) 归属i s m g 对接收到的信息返回响应； 7 ) 归属i s m g 将请求信息发送至s m c ； 8 ) s m c 向归属i s m g 返回响应； 对于m t 业务，短信网关根据接收到的手机号码判断其归属地短消息中心，若 该短消息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，继而发送短信给手机用户。 2 3 通信方式 c m p p 协议是在t c p i p 协议之上的应用层协议，s p 与i s m g 之间的连接有长连 接和短连接两种方式，长连接适合大流量的数据环境。 2 3 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。长连 接是指在一个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，需要双方发送链路检测数据包以维持连接。 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丁后未收到响应，应立即再发送链路检测包，再连 续发送- 1 次后仍未得到响应则断开此连接。参数c 、丁、原则上应可配置，现 阶段建议取值为：c = 3r a i n ，t = 6 0s ，n = 3 。 网关与s p 之间、网关之间的消息发送后等待t s 后未收到响应，应立即重发， 7 河北科技人学硕十学位论文 再连续发送人乙1 次后仍未得到响应则停发。现阶段建议取值为：t = 6 0s ，n = 3 。 消息采用并发方式发送，加以滑动窗1 ：3 流量控制，窗口大小参数缈可配置，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。 2 3 2 短连接 以客户端驱动方式发起连接请求，请求与应答在同一个连接中完成。数据发送 完成后，则断丌此连接，即每次t c p 连接只完成一对c m p p 消息的发送。网关与s p 之间、网关之1 1 白j 的消息发送后等待丁秒后未收到响应，应立即重发，再连续发送- 1 次后仍未得到响应则停发。现阶段建议取值为：t = 6 0s ，n = 3 。 2 3 3 异步通信方式 在s p 与i s m g 之间、s m 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，即在通信过程中，s p 可以连续发送多条短消息，也可以连续收到多个应 答包。s p 可以不等待上一个短消息的i s m g 应答消息，就发送下一条短消息；同样 i s m g 可以不等待上一个短消息的s p 应答消息，就发送下一个短消息。同步方式是 指发送请求包之后，必须等待接收到应答包之后，才能发送下一个请求包。显然异 步方式比同步方式具有较高的效率。 2 4消息定义 c m p p 的消息包格式有消息头和消息体两部分组成，消息格式如表2 1 所示： 表2 1 消息包格式 t a b 2 - li n f o r m a t i o np a c k e tf o r m a t 项目 说i j m e s s a g eh e a d e r 消息头 m e s s a g eb o d y 消息休 消启、头格式如表2 2 所示。 表2 2 消息头格式 t a b 2 2 m e s s a g eh e a d e rf o r m a t j t ：段名字节数类型描述 t o t a l l e n g t h 4 u n s i g n e di n t e g e r消息总长度( 含消息又及消息体) c o m m a n d i d 4 u n s i g n e di n t e g e r 命令或响应类型 s e q u e n c e l d 4 u n s i g n e di n t e g e r消息流水譬顺| 事累加步k 为1 消息流水号，顺序累加，步长为1 ，循环使用，请求包流水号由命令源填写，应 8 第2 章短信网关通信协议 答包必须与对应请求包的流水号相同。 所有消启、的消息头格式都相同，而随后的消息体m e s s a g eb o d y 不同，主要的消 息类型有： c m p pc o n n e c t请求连接 c m p pc o n n e c tr e s p 请求连接应答 c m p pt e r m i n a t e 终止应用层连接 c m p pt e r m i n a t er e s p 终止应用层连接应答 c m p pd e l i v e r 短信下发 c m p pd e l i v e rr e s p下发短信应答 c m p ps u b m i t 提交短信 c m p ps u b m i tr e s p 提交短信应答 c m p p 发送短信状态查询q u e r y c m p p 短信状态查询结果_ q u e r y r e s p c m p pc a n c e l 删除短信 。 c m p pc a n c e lr e s p删除短信应答 c m p pa c t i 盯et e s t激活测试 c m p pa c t i 盯et e s tr e s p 激活测试应答 ( 1 ) c m p pc o n n e c t 操作的目的是s p 向i s m g 注册一个合法身份，注册 成功后建立了应用层的连接，然后s p 才能收发信息，其消息格式如表2 3 所示。 表2 - 3c m p pc o n n e c t 消息格式 t a b 2 3c m p pc o n n e c tf o r m a t 。，段名。，节数类型描述 s o u r c e a d d r 6o c t e ts t r i n g 源地址，此处为s p i d a u t h e n t i c a t o r s o u r c e1 6o c t e ts t r i n g 用于签别源地址。其值通过单向m d 5h a s h 计算得j l ， 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 宁节的0 + s h a r e ds e c r e t + t i m e s t a m p ) t i m e s t a m p 格式为：m m d d h h m m s s ，即月时分秒， 1 0 位。 v e r s i o nl u n s i g n e d双方协商的版本号( 高位4 b i t 表爪主版奉 j 低位4 b i t i n t e g e r表示次版本号) ，对于3 0 的版本，扇4 b i t 为3 ，低4 位 为0 t i m e s t a m p 4 u n s i g n e d 时问戳的明文，由客户端产生，格式为m m d d h h m m s s ， i n t e g e r即月f 1 时分秒，l o 位数：# 的整型，右对齐。 9 河北科技人学硕十学伉论文 ( 2 ) c m p p c o n n e c t r e s p 包格式如表2 4 所示。 表2 4c m p pc o n n e c tr e s p 消息格式 t a b 2 - 4 c m p p _ c o n n e c t _ r e s pf o r m a t ，：段名，节数 类型 描述 s t a t h s4 u n s i g n e d状态0 ：正确1 ：消息结构错2 ：1 r 法源地址3 ：认 i n t e g e r 证错4 ：版本太高5 ：1 c 他错误 a u t h e n t i c a t o r l s m g1 6o c t e ts t r i n g i s m g 认证码，用十鉴y j i j i s m g 。j e 值通过单向m d 5 h a s h 计算得出，表，j 如下： a u t h e n t i c a t o r i 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 + s h a r e ds e c r e t ) ，s h a r e d s e c r e t 由中国移动j 源地址实体事允商定， 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 p _ c o n n e c t 中的值。认 白川：错时，此项为窄。 v e r s i o n1 u n s i g n e d 服务器支持的最高版奉号，对于3 0 i n t e g e r 的版本，高4 b i t 为3 ，低4 位为0 ( 3 ) c m p p s u b m i t 用于s p 建立应用层连接后，向短消息网关下发短消息， 格式如表2 5 所示。 表2 - 5 c m p p s u b m l t r e s p 消息格式 t a b 2 5 c m p p s u b m i t r e s pf o r m a t ，段名j ：节数 类型描述 m s gi d8 u n s i g n e di n t e g e r信息标识，由i s m g 产生，奉处填窄。 p kt o t a l1 u n s i g n e di n t e g e r 相同m s gl d 的信息总条数，从i 开始 p k _ n u m b e r l u n s i g n e di n t e g e r相i 叫m s g _ l d 的信息序号，从i 开始 r e g i s t e r e d d e l i v e r y l u n s i g n e di n t e g e r是否要求返l 叫状态确认报告： 0 ：不需要1 ：需要 m s g _ l e v e l 1 u n s i g n e di n t e g e r 信息级别 s e r v i c ei d1 0o c t e ts t r i n g 业务标识 f e e _ u s e r t y p e l u n s i g n e di n t e g e r 计费用户类型字段o ：对日的终端m s i s d n 计 费；l ：对源终端m s i s d n 计费； 2 ：对s p 计费：3 ：表，j 奉字段尢效， 对谁计 费参见, f e e t e r m i n a l i d ，段。 第2 章短信网关通信协议 ( 续表) j ：段名。乒节数类型描述 f e e _ t e r m i n