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多协议综合短信接入平台的设计与实现 摘要 智能网是在原有通信网的基础上设置的一层叠加网络，是快速、方 便、经济、灵活、有效地生成和实现各种新业务的体系结构。这个体系 结构的目标是为所有的通信网络服务，既可以为现有的电话网、窄带综 合业务数字网( i s d n ) 服务，也可以为移动通信网和宽带i p 网服务。 与其他智能网相比，移动智能网具有呼叫量大，对外接口多，业务 种类多等特性。预付费短消息业务就是移动智能网提供的一种业务。本 文详细描述并分析了短消息业务目前实际应用的情况，根据该业务自身 的特点以及现有的实现方法的一些缺陷，提出了一种改进方案多协 议综合短信接入平台。 目前短消息业务正在迅速的发展，用户发送短信数量快速增加。而 在实际应用的c m i n 0 2 s c p 系统中的短信前置系统，版本繁多，支持的 短信通信协议单一，系统的新业务扩展能力不强，新需求开发周期较长。 上述的缺陷导致了现有s c p 系统的短信产品在软件维护、处理能力及应 对新需求等方面均显现出不足。多协议综合短信接入平台能够很好的解 决上述提到的问题，它支持目前中国移动集团公司现网应用的多种短信 通信协议，继承原有短信系统的各类短信鉴权计费功能并加以改进，与 s c p 后台的接口采用短信触发业务逻辑的方案，方便新业务的开展，缩 短了开发周期。 本文围绕多协议综合短信接入平台的设计和实现进行阐述。第一章 首先对智能网的概念和体系结构进行介绍，并且简要介绍了北京邮电大 学网络与交换国家重点实验室研制的移动智能网产品c m i n 0 2 移动 智能网系统。第二章对于现网应用中的多种短消息业务和在c m i n 0 2 系 统中实际应用的主要的两类短信前置系统( 点对点短信前置系统和梦网 短信前置系统) 作了系统的总结和介绍。第三章针对中国移动集团公司 采用或自行制定的三类短信通信协议：s m p p 协议、c m p p 协议和e m p p 北京邮l 乜大学网络与交换技术国家重点实验室 融议避行了介缨帮麓单姻比较。醚髂的第删礅怒本文的攫点，零辩在黼 交器方瑟蠹撼簿董磋，魏，露多叠嚣禳台霞赛搂a 孚台魏麓诗粪实囊遴野 了详细的攒穗。包括；黼信触发濂努逻辑晌橇铡鹃介绍、短信鉴投讲- 爨 功戆的改进、系统主要横泱的设计、多协议憾况下路由确定方案等方黼 瓣逮褰。本文最磊熬蘩纛章黯多耱菠练含楚麓等台令囊懿发蕊嘉巍，溅 瑟避一步工侉遽孬了矮矮。 麓键字：移渤磐能弼，艇濮惑，s m p p jc m p p ，e m p p ，业务逻辑。 嚣察辩毫五擎辩褥嚣赞揍蜚幂露謇鏊嚣龚釜塞 d e s i g na n di m p l e m e n t a t i o no f t h em u l t i p r o t o c o li n t e g r a t e ds m sa c c e ss i n g p l a t f o 剐m a b s t r a c t i n t e l l i g e n t n e t w o r kl san e t w o r ka r c h i t e c t u r ea d d e do n t h e t e l e c o m m u n i c a t i o nn e t w o r k ，a l l o w i n gn e ws e r v i c e st ob ec o n t r i b u t e dr a p i d l y a n d e f f i c i e n t l y t h e a i mo ft h ea r c h i t e c t u r ei st os e r v ea l lt h e t e l e c o m m u n i c a t i o nn e t w o r k s ，i n c l u d i n gn o to n l yp u b l i cs w i t c h e dt e l e p h o n e n e t w o r k ( p s t n ) ，n a r r o w b a n di n t e g r a t e ds e r v i c ed i g i t a ln e t w o r k ( n - i s d n ) ， b u ta l s om o b i l et e l e c o m m u n i c a t i o nn e t w o r ka n db r o a d b a n di pn e t w o r k c o m p a r e dw i t ho t h e ri n t e l l i g e n tn e t w o r k s ，m o b i l ei n t e l l i g e n tn e t w o r k h a ss o m en e wf e a t u r e s ，s u c ha s h a v i n gm o r es e r v i c e s ，i n t e r f a c e sa n dc a l l a m o u n t p r e p a i d s h o r tm e s s a g es e r v i c e ( s m s ) i so n eo ft h es e r v i c e st h a t m o b i l ei n t e l l i g e n tn e t w o r kp r o v i d e s t h eu s i n gs i t u a t i o no fs m ss e r v i c ei s c a r e f u l l yd e s c r i b e di nt h et h e s i s i n t e g r a t e dm u l t i p r o t o c o ls m sa c c e s s i n g p l a t f o r mi s b r o u g h tf o r w a r d a sa ni m p r o v i n gm e t h o db a s i n go ns o m e c h a r a c t e r i s t i c so ft h es e r v i c ea n dl i m i t a t i o n so ft h ec u r r e n ti m p l e m e n t i n g m e t h o d n o wt h es m ss e r v i c ei s g r o w i n gr a p i d l y t h ea m o u n to f t h em e s s a g e s e n ti sa l s oe x p a n d i n gr a p i d l y b u tt h el i m i t a t i o n so ft h ep r e p o s i t i v es m s s y s t e mi nt h ec m i n 0 2 一s c ps y s t e ms u c ha st o om a n yr e l e a s e s ，s i n g l es m s c o m m u n i c a t i o n p r o t o c o ls u p p o r t i n g ，l o we x p a n d i n gc a p a b i l i t y o fn e w s e r v i c e s ，a n dl o n gc y c l eo fn e wr e q u i r e m e n t s t h e s el i m i t a t i o n sb r i n gt ot h e s h o r t a g e i ns o f t w a r em a i n t e n a n c e ，p r o c e s s i n g a b i l i t y a n dr e s p o n d i n gn e w r e q u i r e m e n t s i n t e g r a t e dm u l t i p r o t o c o ls m sa c c e s s i n gp l a t f o r mc a nr e s o l v e t h e s ep r o b l e m s t h ep l a t f o r mc a ns u p p o r ts e v e r a lp r o t o c o l st h a ta p p l y i n go n t h en e t w o r ko fc h i n am o b i l eb y i n h e r i t i n g a n ds t r e n g t h e na l lt h es m s 北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室3 a u t h e n t i c a t i n ga n db i l l i n gf u n c t i o n ，i n t e r f a c i n gt h es c pb a c k g r o u n ds y s t e mb y u s i n gs m si n v o k i n gs e r v i c el o g i c s ，s oa st of a c i l i t a t et h ed e v e l o p m e n to fn e w s e r v i c e sa n ds h o r t e nt h ed e v e l o p i n gc y c l e i nt h e t h e s i s ，t h ed e s i g n a t i o na n d i m p l e m e n t a t i o n o f i n t e g r a t e d m u l t i - p r o t o c o ls m sa c c e s s i n gp l a t f o r ma r et h o r o u g h l yd e s c r i b e d t h ef i r s t c h a p t e ri n t r o d u c e st h ec o n c e p t i o na n dt h ea r c h i t e c t u r eo ft h ei n t e l l i g e n t n e t w o r ka n dt h ec m i n 0 2m o b i l ei n t e l l i g e n tn e t w o r ks y s t e mt h a td e v e l o p e d b yt h es w i t c h i n ga n dn e t w o r k i n gs t a t ek e yl a bo fb u p t t h es e c o n d c h a p t e ri n t r o d u c e st h ep r e p o s i t i v es m ss y s t e m ( p e e rt op e e rp r e p o s i t i v es m s s y s t e ma n dm o n t e r n e tp r e p o s i t i v es m ss y s t e m ) i nc m i n 0 2s y s t e ma n d s e v e r a ls m ss e r v i c e s i nt h et h i r dc h a p t e r ，t h et h r e ek i n d so fc o m m u n i c a t i n g p r o t o c o l s ，i n c l u d i n gs m p p ，c m p p ，a n de m p pp r o t o c o l ，a r ei n t r o d u c e da n d c o m p a r e d a st h ef o c u so ft h et h e s i s ，t h ed e s i g n a t i o na n di m p l e m e n t a t i o no f t h e i n t e g r a t e dm u l t i p r o t o c o ls m sa c c e s s i n g p l a t f o r mb a s e do nt h e d e s c r i p t i o n si nt h ef r o n tc h a p t e r sa r ep a r t i c u l a r l yd e s c r i b e di nt h e f o u r t h c h a p t e r ，i n c l u d i n g t h ef u n c t i o no fs m si n v o k i n gs e r v i c e l o g i c ，t h e a m e l i o r a t i n go ft h es m sa u t h e n t i c a t i n ga n db i l l i n gf u n c t i o n ，t h ed e s i g n a t i o n o ft h em a i nm o d u l e so ft h es y s t e m ，t h er o u t i n gp l a ni nm u l t i p r o t o c o ls i t u a t i o n ， a n ds oo n t h ed e v e l o p i n gd i r e c t i o no fa n dt h ef u r t h e rw o r kn e e d e db yt h e i n t e g r a t e dm u l t i p r o t o c o ls m sa c c e s s i n gp l a t f o r ma r ec o n c l u d e di nt h ef i f t h c h a p t e r k e yw o r d s ：m o b i l ei n t e l l i g e n tn e t w o r k ，s h o r tm e s s a g es e r v i c e ( s m s ) ， s m p p ，c m p p ，e m p p ，s e r v i c el o g i c 北京| i f 电人学网络与交换技术国家重点实验室 4 北京邮电大学硕士学位论文多协议综合短信接入平台的设计与实现 1 1 智能网简介 第一章移动智能网简介 智能网( i n ：i m e l l i g e n t n e t w o r k ) 概念的提出是为了解决由于业务的增多而带来 的业务生成周期过长、网络中多厂商设备改造困难、业务的顾客化过于复杂、业务提 供者需要在单一网络上竞争等问题，它是一种统一的并且能保护网络上现有交换设备 巨大投资的解决方案。智能网是在原有通信网的基础上设置的一层叠加网络，是快速、 方便、经济、灵活、有效地生成和实现各种新业务的体系结构。其目标是为现在、未 来的所有通信网络服务，包括电话网( p s t n ：p u b l i cs w i t c h e dt e l e p h o n en e t w o r k ) 、 综合业务数字网( i s d n ) 、移动通信网( g s m ，c d m a 等) ，因特网( i m e r n e t ) 等等， 不断为各种网络提供满足用户需要的新业务。 智能网的基本思想是将传统交换机的交换功能和业务控制功能相分离，在交换网 上设置一些新的功能部件，原有交换机仅完成基本的接续功能，所有新业务的提供和 控制由这些功能部件协同原有交换机共同完成。 为了推动智能网技术的发展与应用，国际电联i t u t 和欧洲电信标准协会e t s i 从1 9 8 9 年开始制订智能网的国际标准，并在1 9 9 2 年提出了第一代智能网体系结构、 业务和通信协议的建议文本i nc s 1 。随着智能网的发展，1 9 9 7 年i t u t 又推出了i n c s 2 标准，该标准主要研究智能网的网间互连以及网间业务。在i t u t1 9 9 9 年初推 出的i nc s 3 标准草案中，基本上沿用i nc s 一2 的体系结构，对i nc s 一2 的体系结构 和呼叫处理模型没有做大的改动，但增强了i nc s 一2 的能力，考虑了i n 与i n t e r n e t 的融合，并且实现了支持移动的第一步。原来在i nc s 一3 中涉及的智能网与新的网络 结构( b i s d n ，i m t 2 0 0 0 ) 的综合放入了i nc s 4 中。 1 2 智能网概念模型 在i t u ti nc s 一1 建议中，给出了智能网的概念模型( i nc o n c e p tm o d e l ，i n c m ) ， 用于烈体系结构的设计和描述。i n c m 本身并不是一个体系，它只是设计和描述智 能网体系的一个框架。从原则上讲，i n c m 不但适用于c s l ，也适用于智能网的其 它能力级。i n c m 运用了层次化、结构化及面向对象等原理和技术，将智能网用一个 四层平面模型来表示，每个层面代表从不同角度所提供的网络能力，面向不同的相关 北京邮哇三大学网络与交换技术国家重点实验室i 一 北京邮电大学硕士学位论文多协议综合短信接入r 台的设计与实现 人员，如图1 1 所示，这四个平面分别为： 业务平面( s e r v i c ep l a n e ，s p ) ：从业务用户和业务提供者的角度出发，是面 向业务的视图。每种业务由一个或多个业务特征( s f ，s e r v i c ef e a t u r e ) 构成。 i t u t 在i nc s 1 建议中提出了2 5 种业务和3 8 种业务属性，实际上可提供 的业务种类并不限于这些。 整体功能平面( g l o b a lf u n c t i o n a lp l a n e ，g f p ) ：面向业务的设计者，它将烈 结构看成一个完整的实体，由与业务无关的构件s i b ( s e r v i c ei n d e p e n d e n t b u i l d i n gb l o c k ) 构成业务。i t u t 在i nc s 。1 中定义了1 5 种s i b 。 分布功能平面( d i s t r i b u t e df u n c t i o n a lp l a n e ，d f p ) ：面向智能网的设计与实 现者，它模拟了i n 结构网的分布式视图。其中的单元称为功能实体f e ( f u n c t i o ne n t i t y ) ，一个或多个功能实体动作f e a s ( f u n c t i o ne n t i t ya c t i o n s ) 及功能实体间的信息流i f ( i n f o r m a t i o nf l o w ) 构成s i b ，提供给业务设计者。 物理平面( p h y s i c a lp l a n e ，p h p ) ：面向网络运营者和设备提供者，它描述将 第三层各功能实体组合成实际物理系统的各种可能方案以及物理系统间的具 体通信协议。 北京邮i 也大学删络与交换技术国家重点实验室 北京邮电大学硕士学位论文多协议综合短信接入平台的设计与实现 1 3 移动智能网简介 图1 1 智能网概念模型脚 随着科学技术的进步，社会信息化运动已广泛的深入到人们生活的各个领域中， 促进着人们生活水平的提高，其中最有代表性的变化之一移动通信也被越来越多 的民众所接受同时，传统的简单电话业务已渐渐不能满足人们的需要，人们对通信能 力的要求不断提高，并希望电信运营商能为用户提供更为多样、灵活、方便、个性化 的服务。 应用于移动网之上的智能网称为移动智能网。移动智能网可以在移动通信网络上 快速、有效地生成智能业务，不仅现在能向用户提供诸多的业务，而且也着眼于未来 能方便、快速、经济地向用户提供新的业务，现已逐渐成为移动通信网络提供新业务 的首选解决方案。 目前，移动通信系统正处于从第二代向第三代过渡过程中，正在应用的移动通信 北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室3 北京邮i u 大学硕士学位论文多协议综合铤i 信矮入3 p 台的设计与实现 系统主要有两种制式：g s m 和c d m a 。现在的移动智能网都是建立在它们之上的。 与其他智能网相比，移动智能网具有以下突出特点：脚 业务种类、业务属性多； 与外部功能实体接口多； 用户多，呼叫量大。 早在1 9 9 6 年，我国就开始研究移动智能网的相关技术，并在1 9 9 8 年开始了实际 的建设。我国的g s m 移动智能网在网络规模、容量和采用的技术方面都是世界上首 屈一指的。其中，在移动智能网上向用户提供的神州行预付费业务，也以其方便的使 用方式得到了广大用户的认可，成为了移动通信新的增长点。 1 4c m i n 0 2 系统介绍 c m i n 0 2 移动智能网系统是北京邮电大学交换与网络国家重点实验室研制的移 动智能网产品，该系统符合e t s ic a m e l 2 标准以及信息产业部、中国移动通信集团 公司制定的移动智能网协议规范、业务规范和设备规范，能够适应我国移动通信网上 设备来自多个厂家的情况，提供全网漫游的预付费业务及多种移动智能业务。 如图1 2 所示，c m i n 0 2 系统由以下几个部分组成： s c p ：业务控制点。实现s c f 的功能，是整个移动智能网系统的核心。提供 多种业务逻辑的执行环境。存储业务数据和业务逻辑，针对不同的智能业务 选择和执行相应的业务逻辑，控制业务交换点s s p 的动作，以实现智能业务 的执行和控制。 s m p ( s e r v i c em a n a g e m e n tp o i n t ) ：业务管理点。实现s m f ( s e r v i c e m a n a g e m e n tf u n c t i o n ) 的功能，是移动智能网的业务、用户数据管理中心。 它能提供已开发的业务，支撑正在运营的业务。它与s m a p 一起组成了一个 用户信息管理网络，完成业务管理、用户管理、网络管理、接入管理、系统 管理及计费管理等功能。 s m a p ( s e r v i c em a n a g e m e n ta c c e s sp o i n t ) ：业务管理接入点。实现s m a f ( s e r v i c em a n a g e m e n t a c c e s sf u n c t i o n ) 的功能，向用户提供接入到业务管理 功能的接口和界面。通过s m a p 可以修改、删除、查询用户数据。 s c e ( s e r v i c ec r e a t i o ne n v i r o n m e n t ) ：业务生成环境。用于提供开发业务的环 境。利用与网络类型、网络配置无关的s i b 生成新的业务。在每一个新业务 被加载到系统以前，s c e 对业务进行验证，以保证网络的安全性和新业务的 北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室 4 一 北京| i i i j i 乜大学硕士学位论文 多协议综合短信接入j 卜台的设计与实现 完整性。 除此之外，c m i n 0 2 系统还包括v c ( v o u c h e rc e n t r e ) 和i p ( i n t e l l i g e n tp e r i p h e r a l ) 。 v c ：充值中心。对用户输入的充值卡卡号和密码进行实时鉴权，根据鉴权结 果向s c p 发送确认或拒绝消息。 i p ：智能外设。存放语音通知，支持文本语音转换等。可以根据s c p 的指示 完成播放录音通知，接收d t m f 信号等功能。 c m i n 0 2 智能网系统的短消息业务需要支持与短信中心( s m s c ) 、互联网短消息 网关( i s m g ) 等多种外部实体的接口，实现方法将在下一章中介绍。 图1 2c m i n 0 2 系统以及与外部实体的连接 s c e 业务生成环境 c m p资源管理台 s c p业务控制点 v c 充值中心 s s p业务交换点 i s m g 移动梦网短消息网关 北京邮i 乜大学网络与交换技术国家重点实验室 s m a p 业务管理接入点 s m p业务管理点 i p 智能外设 h l r归属位置寄存器 s m s c 短消息中心 5 北京邮电大学硕士学位论文多协议综合短信接入j l 台的设计与实现 第二章c m i n 0 2 系统短消息业务的介绍 随着通信技术的不断发展，广大用户对通信服务的要求已经不仅局限于传统的语 音业务。以短消息为代表的数据业务凭借其简单、便捷的特性在近几年发展迅猛，越 来越多的人开始使用短消息业务。下面本章将对目前移动智能网中应用的短消息业务 进行介绍。 2 1 短消息业务简介 短消息业务是一种基于信令的非实时业务，用户可以在手机终端上输入一些文 字，并通过手机终端将这些文字发送给其他的用户。这些信息都是通过信令通道传送 的，因此，短消息的长度受到很大的限制，一般只有几十个字符。为了增加短消息传 送的内容、丰富短消息业务，目前出现了一些增强的短消息传送技术，如e m s 、s m a r t m e s s a g i n g 等，它们通过将多条短消息的组合，增大了短消息传送的能力，使短消 息不但可以传送更多的文本信息，还可以传送铃声、图片等信息。但是在底层的处理 都是一致的，所使用的就是将几条短消息合并的机制。 目前现网应用的短消息业务主要可以分为两大类，一类是用户之间互相发送的点 对点短信，另一类是用户与各类服务提供商( s p ) 之间交互的短信。其中第一类短信 又包括网内短信( 主叫用户与被叫用户归属于同一运营商的情况) 以及网间短信( 主 叫用户与被叫用户归属于不同运营商的情况) 两种类型的短信。第二类短信又包括运 营商直接对用户提供的短信服务( 账户余额查询、短信充值等业务) 以及其他增值业 务的短信( 彩铃定值短信、互联网短信等) 。对于不同类型的短信其实现方式是有区 别的，在下面的章节将进一步给与更详细的介绍。 由于神州行( 中国移动的p p s 业务品牌) 用户的特点，向神州行用户提供短消 息业务，首先要解决的问题是用户的鉴权和扣费的问题。所以目前现网应用的各类短 信系统中，对用户的鉴权扣费功能成为系统的一个主要功能。由于短信类型的多样性， 不同类型短信的费率以及计费方式不尽相同也就导致了鉴权扣费的复杂性。 2 2 现网应用的短消息系统的介绍 以目前在中国移动集团公司多个省公司实际现网应用的c m i n 0 2 移动智能网系 北京i i | l j l 乜大学i 叫络与交换技术国家重点实验室 北京邮电大学硕士学位论文 多协议综合短信接入平台的设计与实现 统为例，实现短消息业务的系统( 下文统称为短信系统) 主要包括两个：点对点短信 前置系统和梦网短信前置系统。两个系统在逻辑上均作为智能网业务控制点( s c p ) 的一部份，用来处理与语音业务相对应的数据业务主要是短消息业务的相对 独立的前置进程。主要实现对神州行用户使用各种短消息服务的鉴权计费功能。 除上述两类主要的短信系统之外，目前现网应用的还有一类集团用户短号短信系 统( v p m n 短号短信系统) 。该系统结构与点对点短信系统类似，但是主要功能是实 现集团用户的集团内号码( 短号码) 与该用户真实号码( 长号码) 之间的转换功能。 目前具体的实现方式有两种，一种是通过短信触发业务逻辑的机制，由s c p 上的业 务逻辑完成号码翻译工作，另一种则是由短信系统的处理子进程实现号码翻译的功 能，不再与s c p 进行交互。无论是哪种实现方式均可将其看成是点对点短信前置系 统的一个特例。 为了实现短消息业务，短信系统需要与以下的外部实体进行交互： s m s c i s m g s c p i p 本章节下面将分别介绍现有的两类短信系统。对于与各类短消息相关的通信协议 将在下一章节详细介绍。 另外除去点对点短信系统与梦网短信系统之外，还有另外一个与i p 后台连接用 来处理彩铃短信的彩铃短信系统。实现原理与s c p 的点对点短信自，j 置系统类似，本 文主要讨论与s c p 相关的短消息业务的相关系统的设计与实现，因此对于彩铃短信 系统不再进行介绍。 2 2 1 点对点短信系统 目前c m i n 0 2 系统中的点对点短信系统主要负责实现网内点对点短信以及s c p 上的业务逻辑下发的短信。主要功能具体包括以下几个方面： 建立与s m s c 和s c p 之间的连接 解析从外部实体收到的，并实现消息之间的协议转换 实现短信的鉴权计费功能 实现集团用户( v p m n 用户) 号码翻译功能 北京| i | j i i i ：i 大学网络与交换技术国家重点实验室 北京邮i u 人学颁士学位论文多协议综合短信接入平台的设计与实现 2 2 1 1s c p 与s m s c 的组网 在目前的实现中，p p s 用户的点到点短消息业务、以及其他一些短消息业务可能 由多个s m s c 提供，因此一个s c p ( 实际上表示s c p 系统中的点对点短信前置系统) 需要具有与多个s m s c 连接的能力。同样，一个s m s c 也需要有与多个( 有限个) s c p 相连的能力。对用户进行鉴权时，s m s c 可以通过号码段分析判断出用户是哪个 s c p 的p p s 用户，需要到哪个s c p 去鉴权。由于被叫用户可能是归属于任何一个s c p 的用户，因此一个s m s c 可能需要到所有的s c p 去鉴权。如果当用户归属于没有与 s m s c 直接相连的s c p 时，s m s c 可以通过一个与之相连的s c p 到用户归属的s c p 去鉴权。s m s c 与s c p 可以直连或通过数据网连接，底层通信协议为t c p i p 。上层 采用扩展的s m p p 协议。组网方案如图2 1 所示： 2 2 1 2 系统功能介绍 图2 1s m s c 与s c p 组网图 在c m i n 0 2 移动智能网系统中，s c p 系统对于短消息业务的实现是通过增加一 些新的进程构成一个前置系统来完成的。这些进程一共有三种：s m s c ，s m s c p p ， s m s e r v i c e 。这三种进程的功能如下： s m s c 进程为守护进程。s m s c p p 和s m s e r v i c e 为s m s c 进程的子进程，由s m s c 进程创建。s m s c 进程的作用是接收s m s c p p 和s m s e r v i c e 进程的例检消息，如 果发现例检超时或者子进程异常终止，重启子进程。 s m s c p p 进程负责与s m s c 和s c p 的m a n a g e r 连接，具体连接信息由配置文 件确定。s m s c p p 从s m s c 接收消息，当接收到主叫鉴权和结果通知消息时， 查找用户信息所在数据库，然后根据配置文件的内容，确定目前有哪些 s m s e r v i c e 进程连接到该数据库，并根据负荷分担的原则选择其中之一，将消 北京l | l i j i 乜火学i 】【) 9 络与交换技术国家重点实验室8 北京邮l u 火学硕二匕学位论文多协议综合短信接入1 卜台的设计与实现 息通过f i f o 发送给选择的s m s e r v i c e 进程处理。 s m s e r v i c e 进程是负责处理业务消息的进程，可以启多个，它们直接连接s c p 数据库，通过f i f o 与s m s c p p 进程通信。s m s c p p 进程与s m s e r v i c e 进程的对 应关系是一对多。s m s e r v i c e 进程连接数据库，通过数据库访问接口直接访问 s c p 数据库。它从s m s c p p 进程接收到消息后，访问数据库，把处理结果返回 给s m s c p p 。s m s e r v i c e 进程的数目可以在配置文件中指定。同一账户下的多个 s m s e r v i c e 进程可以连接不同的数据库，具体由配置文件指定。 图2 2 是点对点短信前端系统进程之间的连接关系，单箭头代表f i f o ，箭头方 向为数据写入方向，双箭头代表s o c k e t 。 2 2 1 3 s m s c p p 进程 图2 2 点对点短信前置系统进程连接关系 该进程的功能包括以下几个方面： 建立与s m s c 的s m p p 连接； 利用内部通信接口建立与s c p 的连接： 打开与s m s e r v i c e 之间的通信管道： 接收各个进程发送过来的消息，自己能够处理的就处理：不能处理的选择一 个能够处理该消息的进程，进行格式转换，发送给所选择的进程处理。 北京| i l | j l u 火学网络与交换技术国家重点实验室 北京邮电火学硕二卜学位论文 多协议综合短信接入一、f 台的设计与实现 目前，s m s c p p 从s m s c 接收到的鉴权消息只有一种情况需要s c p 处理，那就是 被叫异地鉴权消息，即接收短消息的用户号码归属其他s c p ，这时需要本地s c p 通 过e x e c u t e 信令到异地s c p 对被叫用户进行鉴权。 另外对于一些短信业务，例如：账户余额查询等，此类型的短信s m s c p p 进程从 s m s c 接受到d e l i v e r 消息，通过与s c p 之间的短信触发业务逻辑的接口将消息转发 给s c p ，s c p 依据短信内容触发相应的业务逻辑，业务逻辑将处理结果通过s u b m i t 消息的形式下发给s m s c p p 进程，s m s c p p 进程进行格式转换后转发给s m s c 。 s m s c p p 进程内部结构及其与s m s c 和s c p 的连接关系如图2 3 所示。 s m s c p p 主模块 i p彳 r 一一一岁一一一? r 一一一三7 - 一! s m | ) p 协议处理内部协议处理 - 模块模块 i s m s c _r s m i ，1 ) 协议消息内部协议消息 编解码模块编解码模块 - , 4 底层通信模块 j t j 2 - 通信 | ；3 块 图2 3s m s c p p 进程内部结构 s m s c p p 进程在两个方向上的协议栈是对称的，只是应用层协议有所不同。负责 与s m s c 连接的模块按照分层的思想建立和维护两条与s m s c 的连接。最底层的通 信模块负责建立和维护t c p i p 连接，在该连接上接收到的消息流经过编解码模块的 处理之后到达s m p p 协议处理模块，该模块负责s m p p 会话的建立和维护，它主要实 现以下几种功能： 初始化时，调用底层通信模块建立与s m s c 的t c p i p 连接。 在t c p i p 连接已经建立的情况下，检查与s m s c 的s m p p 会话状态。如果 会话没有建立，则发出b i n d 消息，请求建立。 在s m p p 会话已经建立的情况下，每隔15 秒钟向s m s c 发送一次 e n q u i r el i n k 消息，检查对方应用层是否工作f 常。如果发送5 次 e n q u i r el i n k 消息，对方都没有响应，则认为对方应用层工作不正常， 需要撤销会话，重新建立。 从s m s c 接收到的消息可分为两种：业务消息以及非业务消息。对这两种消 北京| l i | j i l l 火学| i ) 4 络与交换技术国家重点实验室 1 0 北京邮电大学硕士学位论文多协议综合短信接入j 卜台的设计与实现 息按不同方法处理。业务消息主要指鉴权消息和结果通知消息，对这些消息 的处理必须通过访问s c p 中的数据库才能完成，因而必须交给上层的主模 块，再由主模块选择一个能够处理该消息的进程处理。非业务消息主要指 s m p p 会话的撤销与维护消息，即u n b i n d ，e n q u i r el i n k ， e n q u i r el i n kr e s p 等消息，对这些消息s m p p 协议处理模块自己可以 处理。 检查与s m s c 的t c p i p 连接情况以及s m p p 会话状态。如果发现异常，则 重新建立连接。 2 2 1 4s m s e r v i c e 进程 s m s e r v i c e 进程直接连接s c p 数据库，通过数据库提供的接口访问数据库，功能 比较简单，主要负责对用户进行鉴权和计费操作。与外部的连接只是与s m s c p p 进程 之间的f i f o 。完整的处理流程如下： 打开日志文件： 初始化信号处理程序： 打开与s m s c p p 进程之间的f i f o ； 读入配置文件，确定需要连接的数据库服务器的名称： 建立与配置文件中指定的数据库服务器的连接； 进入主循环： 检查与s m s c p p 进程之间的以读方式打开的f i f o 中是否有数据可读，如 果有，则读出数据至缓冲区； 从缓冲区中取出数据，分段，解码，根据解码结果进行处理； 向s m s c 进程写例检消息。 2 2 2 梦网短信系统 中国移动集团公司联合众多s p ( 服务提供商) 向广大用户提供了多种短信应用 服务，它利用短消息存储转发功能的特点，可以方便地实现将各sp 的信息发送到用 户手机上，使用户可以通过手机方便、及时地获取互联网信息或其它行业信息。梦网 短信前置系统是为p p s 用户使用此类短信服务实现鉴权计费功能的系统。系统的主 要功能包括： 北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室 北京邮i i i 大学硕士学位论文多协议综合短信接入平台的设计与实现 建立与i s m g 之间的连接 处理从i s m g 收到的消息，并依据消息对用户使用梦网短信进行鉴权计费 实现网问短信的鉴权计费功能 2 2 2 1 梦网系统组网结构 与点对点短信前置系统不同，梦网短信前置系统主要实现s c p 与i s m g 之间的 连接。而与点对点短信系统相同的地方是一个s c p 也要支持连接多个i s m g ，同样一 个i s m g 也要有与多个s c p 连接的能力。s c p 与i s m g 之间的连接，底层通信协议 为t c p i p ，上层采用e m p p 协议。组网方案如图2 4 所示： 图2 4 梦网系统组图 图2 4 中的s c p 代表梦网短信前置系统，g n s 表示i s m g 之间的汇接网关，存 储各个i s m g 之间的路由信息。 2 2 2 2 系统功能介绍 梦网短信前置系统包括以下进程：g w i n i t ，g w c t r l ，g w s e r v e r ，s m c g w 。各个进程 的功能如下： g w i n i t 进程为守护进程。其余进程均为g w i n i t 进程的子进程，由g w i n i t 进程 创建。g w i n i t 进程的作用是接收各个子进程的例检消息，如果发现例检超时 或者子进程异常终止，重启该子进程。 g w c t r l 进程负责在进程启动时读取各个配置文件，初始化系统共享内存。 北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室1 2 北京l | i | 5 i 乜人学硕二i ：学位论义多协议综合短信接入| ，台的设计与实王见 g w s e r v e r 进程负责与i s m g 的连接，具体连接信息由配置文件确定。g w s e r v e r 从i s m g 接收消息，当接收到相应的鉴权消息时。根据负荷分担的原则选择 一个处理进程s m c g w 进程，将消息通过f i f o 发送给选中的s m c g w 进程进行 处理。 s m c g w 进程是负责处理鉴权消息的进程，可以启多个，它们直接连接s c p 数 据库，通过系统共享内存共享由g w c t r l 进程初始化的系统共用数据，通过f i f o 与g w s e r v e r 进程通信。g w s e r v e r 进程与s m c g w 进程的对应关系是一对多。 s m c g w 进程连接数据库，通过数据库访问接口直接访问s c p 数据库。它从 g w s e r v e r 进程接收到消息后，访问数据库，把处理结果返回给g w s e r v e r 。s m c g w 进程的数目可以在配置文件中指定。 梦网系统中进程之间的关系如图2 5 所示： 图2 5 梦网系统进程关系 、 图2 5 中g w s e r v e r 进程与s c p 的m a n a g e r 之间的连接是在被叫鉴权用户不属于 本地s c p 的情况下，将此鉴权消息通过该连接发送给s c p ，由s c p 将其转发到用户 归属的s c p 进行鉴权操作。但是目前现网已不再使用该功能，梦网系统不再直接与 s c p 进行连接。 梦网系统与点对点短信系统的结构以及进程的功能相类似，不再逐一对梦网系统 的进程进行单独介绍。 2 2 2 3 网间短信的实现 由于不同运营商之间对于短消息的费率有区别，那么涉及到归属于不同运营商的 两个用户之间的短信通信问题就不能按照一般的点对点短信的处理方式来处理。目前 北京邮i 乜大学网络与交换技术国家重点实验室1 3 北京| | 1 1 5 乜大学硕士学位论文 多协议综合短信接入半台的设计与实现 实现这种网间点对点短信是通过i s m g 向梦网前置系统发送e m p p 协议的鉴权消息的 方式来实现的。 各省有专门的短信网关( i s m g ) 负