（计算机系统结构专业论文）移动增值服务平台短消息和wap接入的设计与实现.pdf

华中科技大学硕士学位论文 摘要 移动增值服务平台是移动运营商和移动服务提供商之间的接口，是一个集成的 中间件平台。从移动增值服务平台的体系结构和各种标准通信协议出发，深入研究 了通信模块、业务模块、计费模块以及管理模块之间的关系，在此基础上设计适用 于电视台行业的移动增值服务平台通信模块，实现了通信模块的主要功能：短消息 通信的通用接入和基于无线应用协议的i n t e r n e t 接入。 在短消息通信的通用接入上，主要工作是实现两个功能：对各种短消息通信协 议的封装和对各种短消息通信协议的通用接入。开发中采用通用接入设计思想，利 用x m l 对各种西议进行二次封装，实现了统一的通信接口，从而使业务模块对通 信模块透明地访问，屏蔽了各种通信协议的差异，减轻了业务模块的负担。 在无线应用协议的接八上，主要工作是实现两个功能：协议转换与压缩编码。 协议转换是将无线应用协议栈的服务请求转换为w w w 协议栈的请求。压缩编码是 将无线应用协议内容的编码格式变成紧缩的编码格式，从而减少在通信网络上传输 的数据量。开发中利用源码开放的k a n n e l 网关在l i n u x 上实现了这两种功能，从而 使移动终端用户可以浏览i n t e r n e t 信息和享受在线音频视频等多媒体服务。 测试结果表明，移动增值服务平台成功地实现了各种短消息通信协议以及无线 应用协议的接入，并且采用短消息的通用接入设计以后，移动增值服务平台系统性 能得到显著提高。 关键词：移动增值服务平台，短消息，通用接入接口，无线应用协议 l 华中科技大学硕士学位论文 a b s t r a c t m o b i l ev a l u e a d d e ds e r v i c ep l a t f o r m ( m v s p ) i st h ei n t e r f a c eb e t w e e nm o b i l e o p e r a t o ra n d m o b i l es e r v i c ep r o v i d e r t h em v s pi sam i d d l e w a r ei n t e g r a t i o np l a t f o r m a f t e ra n a l y z i n gt h ea r c h i t e c t u r eo ft h em v s pa n da l lt y p e so fc o m m u n i c a t i o np r o t o c o l s ， t h em v s pc o m m u n i c a t i o nm o d u l ei sd e s i g n e df o rt vi n d u s t r y t h ec o m m u n i c a t i o n m o d u l e i m p l e m e n t st w of u n c t i o n s ：t h eu n i v e r s a la c c e s si n t e r f a c eo f s h o r tm e s s a g es e r v i c e a n dt h ea c c e s si n t e r f a c eo f t h ew i r e l e s sa p p l i c a t i o np r o t o c a l ( w a p ) s e r v i c e f o rt h eu n i v e r s a la c c e s si n t e r f a c eo fs h o r tm e s s a g es e r v i c e ，t h em v s p i m p l e m e n t s n o to n l ya l l t y p e s o fs h o r tm e s s a g ec o m m u n i c a t i o np r o t o c o l s ，b u ta l s ot h eu n i v e r s a l a c c e s s i n go f t h e s ep r o t o c o l s t h ed e s i g no fu n i v e r s a la c c e s si n t e r f a c ei s u s i n gx m l t o p a c k e tt h e c o m m u n i c a t i o ni n t e r f a c e s t h eu n i v e r s a la c c e s si n t e r f a c ec a ns h i e l dt h e d i f f e r e n c e so ft h e p r o t o c o l s f o rt h es e r v i c e m o d u l e ，s ot h es e r v i c em o d u l ec o u l d m a n a g e m e n t s e r v i c e sm o r e e f f e c t i v e l y f o rt h ea c c e s si n t e r f a c eo ft h ew a p s e r v i c e ，t h em v s pc o m m u n i c a t i o nm o d u l e i n c l u d e st w op a r t s ：o n ep a r ti sf o rt r a n s f o r m i n gt h es e r v i c er e q u e s t so fw a p p r o t o c o l s t a c kt ot h es e r v i c er e q u e s t so fw w w p r o t o c o ls t a c k a n o t h e rp a r ti sf o rc o m p r e s s i n gt h e c o d i n gf o r m a t t h ek a n n e l n a pg a t e w a yi nl i n u xi s u s e dt o i m p l e m e n tt h e s et w o f u n c t i o n s t h ew a pi n t e r f a c ei nt h em v s pm a k e st h em o b i l e st e r m i n a l st oa c c e s st h e i n t e m e ta n ds h a r et h em e d i as e r v i c eo n l i n e t h er e s u l t ss h o wt h em v s p i m p l e m e n t st h es h o r tm e s s a g ea n dw a pa c c e s s i n g s u c c e s s f u l l y a f t e ru s i n gu n i v e r s a la c c e s si n t e r f a c e ，t h ep e r f o r m a n c eo f t h em v s ph a s b e e n g r e a t l yi m p r o v e d k e yw o r d s ：m v s p , s h o r tm e s s a g e ，u n i v e r s a la c c e s si n t e r f a c e ，w a p 1 1 独创性声明 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，除文中已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， 均已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：三咸 日期：川? 年午月留日 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，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，在年解密后适用本授权书。 本论文属于 不保密囝。 ( 请在以上方框内打“4 ”) 学位论文作者签名： 日期：测午年午月 兰定 月日 燧痧缝 日期：。p 年j - 月上日 华中科技大学硕士学位论文 1 绪论 t 水章描述了移动增值服务的概况，分析了现状与问题，最后给出了课题的意义。 1 1 移动增值技术概况 我国从1 9 8 7 年开始使用移动通信电话网，到2 0 0 2 年，中国移动用户数增幅为 年均1 5 0 ，目前移动用户数已达1 7 亿户，移动通信用户数超过美国、日本，居世 界第一位。 随着用户量的增长，整个网络对于网络质量与增值业务的开展更加重视。如何 充分利用现有网络，结合新技术的应用，方便灵活的开展各种增值服务，满足各个 层次用户日益增长的业务需求，成为各运营商所要考虑的重点【m 】。 人们对信息的需求呈指数增长，而移动网络的特性很好地满足了人们获取信 息的需求。基于以上需求，近来移动增值技术取得了蓬勃的发展，短消息与w a p ( w i r e l e s sa p p l i c a t i o np r o t o c a l ，无线应用协议) 技术是移动增值技术中最为关键 的两个技术，与短消息和w a p 相关的各种移动增值服务已经在市场上不断涌现 出来。 在现今众多的移动增值业务中，短消息业务通过存贮转发、实时监测的机 制，提供可靠的、低开销的移动增值业务，是现阶段最重要、最方便、最普及 的无线数据接入手段。它改变了人们的生活，成为人们随时随地获取信息、掌 握生活的重要工具。短消息的出现，从某种程度上来说，推动了移动增值产业 的形成。 将移动通信与i n t e m e t 联系起来，提供移动数据业务的技术就是移动互联网。 这种联系不仅是数据传输上的联系，两种技术的联系，而且是两大产业的交融。w a p 是当今移动互联网目前最主要的规范。w a p 使i n t e m e t 扩大了延伸范围和用户群的 同时也会催生出更多的富有特色的应用，比如移动终端在线视频、在线游戏以及 在线交互等等。随着高端手机的逐步普及，基于w a p 的移动增值服务将在移动增值 产业旱的分量越来越重1 。6 】。 华中科技大学硕士学位论文 1 2 移动增值技术现状 1 2 1 移动增值业务中短消息网络系统结构 短消息网络系统结构如图i 1 所示【7 _ 9 。 幽11 瓴消。鼠网络系统结构 短消息网络结构中各部分作用和关系说明如下 7 - 9 】： 1 ) 短信信息服务参与实体 ( 1 ) 服务提供商( s e r v i c ep r o v i d e r , s p ) ：短信信息服务的信息提供者： ( 2 ) 短信网关( i n t e m e ts h o r tm e s s a g eg a t e w a y ，i s m g ) ：提供s p 与短信中心之 阳j 数据交换的通道，采用c m p p 2 0 ( c h i n am o b i l ep e e rt op e e r ，中国移动点对点短 消息协议) 与s p 进行连接，采用s m p p 3 - 3 ( s h o r tm e s s a g ep e e rt op e e r ，点对点短 消息协议) 与短信中心连接； ( 3 ) 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 , s m s c ) ：利用信令网将短信发送 给手机用户； ( 4 ) 汇接网关( g a t e w a y n a m es e r v e r , g n s ) ：提供短信网关的路由查询。 2 ) 短信信息服务业务过程 ( 1 ) 用户发短信业务( 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 ) ，如信息点播 2 华中科技大学硕士学位论文 等，短信中心将短信内容以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： ( 2 ) 用户收短信业务( 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 ) ，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 m p p 协议发给连接的短信网关， 山短信网关根据用户手机号段以s m p p 协议发给用户归属的短信中心。 3 ) 短信网关间的信息转发和路由查询 如果用户归属的短信中心和提供业务的s p 连接在不同的短信网关上，则由短 信网关之间以c m p p 协议进行转发。 各短信网关连接的s p 和短信中心的路由情况，由汇接网关维护，由各短信网 关以c m p p 协议进行路由查询和路由更新。各短信网关会将查询到的路由信息在本 地缓存，汇接网关也会将更新的路由信息以c m p p 协议下发。 1 2 2 移动增值业务中w a p 网络系统结构 w a p 系统结构如图1 2 所示 1 0 1 ”。 图1 2w a p 网络系统结构 w a p 终端同时与无线网络中2 个服务器进行通信。w a p 代理把w a p 请求转化 成w w w 请求，从而让w a p 终端可以向w e b 服务器提交w e b 请求。同时，w a p 代理还把来自w e b 服务器的响应按照能为w a p 终端所接收的紧缩二进制格式进行 编码。w t a ( w i r e l e s st e l e p h o n ea p p l i c a t i o n ，无线电话应用) 服务器是直接响应w a p 终端请求的源服务器或者网关服务器实例。 。 3 华中科技大学硕士学位论文 1 2 3 移动增值技术中存在的问题 近两年移动增值产业迅速兴起，手机用户对各类移动增值业务也表现出了极大 的兴趣，但是我们仍然发现移动增值技术还存在着若干问题，下面我们从三个角度 分析问题所在。 1 ) 移动无线网络与有线网络相比存在如下问题 2 】： ( 1 ) 带宽更窄； ( 2 ) 时延较大； ( 3 ) 误码率高； ( 4 ) 连接稳定性差； ( 5 ) 各运营商标准不统一以及运营商之间的互联不理想。 2 ) 移动终端存在如下问题： ( i ) 由于移动终端功率和外形方面的根本限制，所以移动终端对信息的处理能 力比较弱，从而使移动终端在获得复杂的应用和服务时受到了很大的限制； ( 2 ) 移动终端生产商以及型号的繁多，终端在模式，功能和性能上存在着很大 的差别。例如有的支持c d m a ( c o d e d i v i s i o n m u l t i p l e a c c e s s ，码分多址) 网络，有 的支持g s m ( g l o b a ls y s t e m f o r m o b i l e c o m m u n i c a t i o n ，全球移动通信系统) 网络。 这使移动互联的接入，应用和服务的建立变得非常复杂。 3 ) 移动增值服务商存在如下问题： 由于移动增值业务类型的多样化以及运营商标准的不统一，服务商一般需 要针对每种类型的增值业务单独搭建服务器以及相应的业务内容管理系统。但 实际上，各种类型的增值业务其业务内容可能是统一的，不同的仅仅是调用内 容和传输的方式。比如针对中国移动c m p p 短消息通信协议和中国联通的s g i p ( s h o r tm e s s a g eg a t e w a yi n t e r f a c ep r o t o c a l ，短消息业务联网规范) 短消息通信 协议的短消息业务，在业务内容上应该是完全相同的，但是因为移动运营商支 持的协议不同，使得服务商需要搭建c m p p 短信平台和s g i p 短信平台，因为增 加了服务商的费用以及管理业务的难度。随着m m s ( m u l t i m e d i a m e s s a g es e r v i c e 多媒体信息服务) 和w a p 各类型增值业务的不断增加，这个问题也就越来越严 萤。 华中科技大学硕士学位论文 1 3 课题的提出和意义 1 3 i 移动增值业务综合平台 目前各增值业务服务商对移动增值技术理解不深，与移动或联通联接时只简单 地根据运营商提供的a p i 或c m p p s g i p 来丌发具体业务，造成在增加某项新业务 时不得不修改通信底层和原来的业务代码，导致重复开发。并且增值业务服务商容 易忽视了电信级、可运营、可管理的基本业务需求，没有考虑到诸如流量控制、缓 冲调度、多端口备份、状态报告、消息优先级、路由管理等基本支撑功能。 针对于此，提出移动增值服务平台，该平台应具有以下基本特征： ( 1 ) 电信级的稳定性、可靠性，容错性； ( 2 ) 超强处理能力( 面向特大用户群，时效要求高) ； ( 3 ) 新业务推出的灵活性； ( 4 ) 互联互通性( 移动、联通移动短信及电信固话短信的接入) ； ( 5 ) 技术可持续发展性( 兼容m m s 、w a p 、u s s d 、g p r s 、c d m a 等) ： ( 6 ) 可维护性( 远程维护、实时监控等) ； ( 7 ) 可管理性( 友好完善的各种人机界面) ； ( 8 ) 可营业性( 用户管理计费等) 。 1 3 2 课题的意义 移动增值服务平台中短消息模块除了需要实现各类短消息通信协议，更重要的 就是在各类不同的短消息通信协议基础上，提供业务对通信层的透明访问。这样将 降低移动增值服务商的成本也方便服务商管理和新增业务。 移动增值服务平台中w a p 模块需要实现w a p 代理的功能。通过这个模块的实现， 移动增值服务商将会提供移动用户浏览i n t e r n e t 信息和享受音频视频等在线多媒体服务。 1 4 本文的主要内容 文章首先介绍了移动增值的概况，在此基础上给出了移动增值服务平台整体架 构，针对平台原有通信接入的不足之处，提出了短消息通用接入的设计，然后描述 了短消息通用接入的实现以及w a p 接入的设计与实现，最后给出测试实例和运营结 果分析，证明实现通用接入方式以后，移动增值服务平台系统性能得到提高。 5 华中科技大学硕士学位论文 2 移动增值服务平台的架构 本章描述了移动增值服务平台整体的逻辑结构和物理结构。 2 1 移动增殖服务平台逻辑结构 移动增殖服务平台逻辑结构及网络结构如图2 。1 所示。 幽2 i移动增殖服各平台逻辑结构 移动增殖服务平台按照分层的方式实现业务与承载的分离。平台在实现c m p p 、 s g i p 等标准通信协议模块的基础上，利用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 ，可标 记扩展性语言) 技术，按照通用接入的设计思想定义了统一的消息接口和消息管道， 从两实现了业务对通信层的透明访问f l2 “】。通过具有业务路由功能的功能支撑层可 以实现各种操作终端对业务数据的透明访问，和业务模块之间的有机集成，从而提 供灵活多样的业务接入能力和业务扩展能力，并且可以通过业务支撑单元的外部开 放接口可以提供简便、安全、可靠、易于扩展的的第三方业务的透明接入系统途径。 6 华中科技大学硕士学位论文 2 1 1 接入接口层 移动增值服务商与移动运营商短消息设备连接的方式主要有3 种口4 l ：连接短消 息例关、连接短消息中心、连接信息平台。而针对不同的运营商又有不同的短消息 通信西议。因此要求移动增值服务品台对运营商的短消息设备和短消息通信协议具 有较好的适配性才可以保证移动增值服务的提供。 移动增殖服务平台以s m s 为主，通过标准协议同短消息中心系统连接，实现业 务处理单元同移动台之间的传输通道，并完成业务请求和业务请求结果的传输。可 选择增加w a p 网关、语音网关、传真网关等多种扩展媒体网关【1 5 。6 1 。 移动增值服务平台同短消息调度e o 心之间通过标准的s m p p 协议( e t s l0 3 3 9 1 或标准的c m p p 协议( 移动梦网协议) 连接，可以同支持s m p p c m p p 协议的短消 息调度中心的连接7 。8 】。系统同时也支持中国联通的短消息s g i p 协议。通过标准协 议提供的同短消息中心的双向通讯接口实现短消息信息的提交和下发。借助于短消 息q 心系统提供的短消息承载功能，实现信息在信息处理服务端和移动台之间的传 输，进而为用户提供各种信息服务。同时，移动增值服务平台也支持符合( e t s l0 3 3 9 1 规范的c a p i i ( e r i c s s o n 调度中心专用协议) ，c i m d ( n o k i a 调度中心专用协议) 等协议的短消息中心连接1 1 7 q8 1 。 除了实现上述不同协议的按入支持，为了保证业务层对短消息接入的透明访问， 需要对不同协议的接入进行二次封装，封装的思想就是通用接入设计思想。图2 1 中s m s 接口就是二次封装各类短消息协议以后移动增值服务平台提供的短消息通 用接入接口。通过这个接口，业务层不需要考虑移动终端属于哪个运营商以及通过 何种协议进行短消息交互，可以脱离通信层管理和新增业务。 2 1 2 功能支撑层 对各业务的特点加以抽象，对业务接口的管理和业务接入路由方式进行集中管 理，对用户各自注册的需求业务进行统一管理【17 1 。功能支撑层提供基于接入服务码 的方式进行消息路由，系统提供相应的接入配置管理手段，实现了业务添加的平滑 过渡。 2 1 3 业务接口层 以彼此独立的方式实现业务需求，通过降低业务逻辑处理模块的耦合性提高整 华中科技大学硕士学位论文 个系统的稳定性，保证系统的稳定安全运行【。业务逻辑处理单元均以模块叠加的 方式接入系统中，在新的业务叠加时，已有业务处理单元和系统均能稳定平滑运行， 业务叠加能力强。 接入接口层和功能支撑层及业务接口层共同构成移动增值服务平台的概念。 2 2 移动增殖服务平台短消息业务流程 移动增值服务平台短消息业务流程如图2 2 所示 i i 图2 2 移动增殖服务平台短消息业务流程 整个业务平台，由移动增值服务平台与网关通过c m p p ( 与移动) 或s g i p ( 与联通) 相连，业务模块通过帐号，密码登录到移动增值服务平台，并建立一个s m p p 协议 的常连接接1 ：3 ，用于彼此间的通讯，移动增值服务平台下可联接多个业务处理模块， 每个模块可以处理相同的业务，也可以处理不同的业务，业务模块通过存储过程接 口存取数据库的数据m 1 。 8 凇；! 搴黼瓴 黼揪 ，卜；瓣；瓣；i w瓣l， 一 短笛孵关 一 华中科技大学硕士学位论文 ( 1 ) 对于手机用户提交的短信，先经过短信网关f 发到移动增值服务平台，移 动增值服务平台根据对目地号码的路由( 不同的帐号对应不同的路r h ) ，送到其相应 的处理模块( 图2 2 中，点播处理模块) ，如果一个帐号下有多个业务模块，则会根据 负荷分担原则，平均分配到每个业务模块，业务模块调用存储过程，处理手机用户 提交上来的内容，取到存储过程返回的处理结果，把返回信息提交到移动增值服务 平台，移动增值服务平台根据对手机号码的路由，送到相应的网关 1 引。 ( 2 ) 对于非点播引起的发送( 如给用户发广告，群发等) ，业务模块( 图2 2 中， 下发处理模块) 定时执行存储过程，取出指定个数的需要发送的手机号码，及其对应 的内容，提交到移动增值服务平台，移动增值服务平台提交到短信网关 2 0 1 。 2 3 移动增殖服务平台网络物理结构方案 2 3 1 移动增值服务平台网络物理结构图 移动增值服务平台网络物理结构图如图2 3 所示。 图2 3 移动增殖服务平台网络物理结构图 9 华中科技大学硕士学位论文 移动增值服务平台的网络接口将网络划分为三个子网，图2 3 中用虚线分隔。e t h 0 为系统于短信网关的接口；e t h l 与业务、内容服务、操作维护在同一子网内，承载平 台和业务及内容服务之间的短讯的上下行，以及与操作维护台的通讯；e t h 2 所在子网 为两个移动增值服务平台服务器之间的连接，用来进行主备热倒换，和主备平台之间 的握手通信，以及数据的热备份。 2 3 2 移动增值服务平台网络物理结构特点 移动增值服务平台网络物理结构特点如下【2 1 2 2 1 ： ( 1 ) 业务扩展性好。由于业务独立于消息的接入方式，从而业务的扩展非常容 易。 ( 2 ) 业务处理负载均衡。移动增值服务平台将短消息事务处理的业务部分独立 出来，并采移动增值服务短消息模块作为前置处理平台。移动增值服务平台会将短 消息根据业务的不同分发到不同的业务处理子系统进行处理。对于同一业务存在多 个服务器可以处理的情况，移动增值服务平台会针对服务器进行轮换的分发，从而 达到业务处理负载均衡。 ( 3 ) 移动增值服务平台热倒换。移动增值服务平台采用互为主备的两台服务器。 业务模块采用唯一的一个浮动i p 与平台连接。这就使得两台服务器可以在运行中进 行主备倒换，而不影响业务处理。 2 3 3 移动增值服务平台硬件配置 移动增值服务平台服务器： ( 1 ) 芯片要求：针对是短讯流量大的特点，建议选用多c p u 服务器。 ( 2 ) 硬盘要求：由于短讯平台需要写话单，在大流量的情况下对于硬盘的要求 也比较高。设一天的流量为1 0 0 万条。一条话单约占用1 k 存储空间。 1 0 0 0 0 0 0 1 0 2 4 1 0 2 4 1 0 2 4 = 9 7 6 m 一天的话单需要9 7 6 m 硬盘空间，一台服务器以能够保存3 个月话单为基 本要求，9 7 6 + 3 0 + 3 = 8 7 8 9 0 m = 9 0 g 。加上其他的开销，因此建议使用2 0 0 g 硬盘。 ( 3 ) 内存要求：为了保证数据库的运行速度和平台处理为存储转发机制，所以 对内存的消耗比较大，所以建议采用5 1 2 m 以上内存。 1 0 华中科技大学硕士学位论文 2 4 本章小结 本章首先概括的介绍了移动增值服务平台的逻辑结构，平台逻辑结构主要有三 部分组成：接入接口层、功能支撑层和业务接口层。分析了这三部分在平台中的作 用。在此基础上给出平台处理短消息业务的逻辑流程，最后给出移动增值平台的网 络物堙结构的实现方案。 l l 华中科技大学硕士学位论文 3 移动增值服务平台短消息通用接入模块的设计 本章首先介绍了移动增值服务平台短消息通信接入需要实现的通信协议，在此 基础上对于原来的短消息接入方式，提出了短消息通用接入的设计，并且详细说明 了接口的协议封装设计以及通用接入的设计。 3 1 短消息通信协议协议规范 3 1 1c m p p 协议 c m p p 是c h i n a m o b i l ep e e r t op e e r 的缩写，即中国移动点对点协议，是中国移 动通信集团公司制定的短消息通信协议，最新的版本是c m p p3 0 。c m p p 协议主要 包括三个方面的接口规定【8 ： ( 1 ) 信息资源站实体与互联网短信网关之间的接口协议； ( 2 ) 互联网短信网关之间的接口协议； ( 3 ) 互联网短信网关与汇接网关之间的接口协议。 c m p p 协议主要提供以下两类会话操作8 ，2 3 】： 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 ) 典型的会话业务操作举例如图3 1 所示： j 璺| 3 1 c m p ps m m o 会话描述 ( 1 ) 手机发出数据请求( 可能是订阅信息或图片点播等) ，被源l s m g 接收； ( 2 ) 源i s m g 对接收到的信息返回响应： ( 3 ) 源i s m g 在本地查询不到要连接的s p ，向g n s ( 汇接网关) 发路由请求信息 1 2 华中科技大学硕士学位论文 ( 4 ) g n s 将路由信息返回； ( 5 ) 源i s m g 根据路由信息将请求前转给目的i s m g ； ( 6 ) 目的i s m g 对接收到的信息返回响应； ( 7 ) 目的i s m g 将淆求信息送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， 目的i s m g 在接收到s p 的响应后将产生m o 状态报告发给源i s m g 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 ) 典型的会话业务操作举例如图3 2 所示： 。g n s ( 汇接网关) 臣少5 图3 2c m p ps m m t 会话描述 ( 1 ) s p 发出数据请求( 可能是短信通知或手机铃声等) ，被源i s m g 接收： ( 2 ) 源i s m g 对接收到的信息返回响应； ( 3 ) 源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g n s ( 汇接网关) 发路由请求信息i ( 4 ) 汇接网关将路由信息返回： ( 5 ) 源i s m g 根据路由信息将请求前转给目的i s m g ； ( 6 ) 目的i s m g 对接收到的信息返回响应； ( 7 ) 目的i s m g 将请求信息发送至s m c ； ( 8 ) s m c 向目的i s m g 返回响应。 在上述操作中，步骤1 到步骤6 均使用c m p p 协议；在随后的操作中，s m c 将 通过n o 7 信令网向移动用户发送信息，移动用户收到后将返回状态报告 ( d e l i v e r y r e c e i p t ) 给短信中心，短信中心将按照m o 操作的流程将状态报告返回 给s p ( 如果s p 要求返回状态报告) 。 1 3 华中科技大学硕士学位论文 3 1 2s m p p 协议 s m p p 是s h o r t m e s s a g e p e e r t op e e r 的缩写，即短消息端到端协议，是由s m p p 论坛提出的基于t c p i p 或x 2 5 的短消息传输协议，最新的版本是s m p p v 3 4 。s m p p 主要实现移动网络的外部短消息实体( e x t e r n a ls h o r tm e s s a g ee n t i t y , e s m e ) 与短信 中心( s m s c ) 的接口，外部短消息实体包括所有的通过短信中心进行消息收发的 非移动的实体1 10 1 。 参考s m p p 协议，运营商提出了各自的短消息通信协议：移动提出c m p p 协议， 联通提出s g i p 协议。并且采用了短信网关作为短消息通信的中间设备，参考第一 章中图1 1 。但在采用短信网关之前，s p 是通过s m p p 协议与s m s c 直接相连的， 并且这种方式目前仍然存在。 在s m s c 和e s m e 之间的一个s m p p 会话首先是由e s m e 发起并连接到s m s c 的一个指定的网络端口，通过向该端口发出一个s m p p 的b i n d 请求来打开一个 s m p p 的会话过程【1 0 2 。如果e s m e 既想向s m s c 发送消息，又想从s m s c 接收消 息，e s m e 需要与s m s c 建立两个s m p p 会话。这些会话都是基于t c p i p 协议之 上的。 在s m p p 会话中，e s m e 可以向s m s c 发送一系列的请求，并顺序的等待相应 的应答信息。同样，s m s c 也可以向e s m e 发送一个o u t b i n d 信号，促使e s m e 发 起一个与s m s c 的连接来建立会话，如图3 3 所示。 e s m es m s c 6 t ，t d i m b i t “。 + p d e l i , e rs f d 。- i 3 p 图3 3s m p p 典犁会话描述 这种机制可以在s m s c 有紧急的信息需要与e s m e 进行通讯，而e s m e 又没有 与s m s c 建立会话的时候得到应用。一旦建立这种s m p p 会话，e s m e 发送的是接 收方式的b i n d r e c e i v e r 请求，由s m s c 给出应答。即s m s c 必须是发送方，e s m c 1 4 华中科技大学硕士学位论文 必坝怂接收疗，_ 6 【| i 粜e s m c 不接e t ) g s g + t fz 由s m s c 发起的会话与式，e s m c 可d , n t 丌 s m s ( 、的i 冽络连接。 3 2 移动增值服务平台短消息接入模块的设计 3 2 1 原有短消息接入模块的设计 移动增值服务平台原有的短消息接入模块的从软件结构上可以分为p u 层，如图 34 所习6 ”】。 幽34原有短消息接入的软什掣j 构幽 ( 1 ) 争用业务接口主要完成与业务的消息传递。通过支持c m p p 协议接口灾 脱i j 一j 、l 移动短消息网关或者河接网关的相连：通过支持s g i p 协议接门实现1 7 巾 联通魃消息网关或者汇接网关的相连；在c m p p 和s g i p 的l 办议基础上，也通过 芷特s m p p 办议接j 实现j 移动或者联通的短消息中心的相连。 为了满足小同的通信咖议，业务需要实现不同通信协议的通信接口才呵以进行 川j 、蛐0 如消息 擘递。 l5 华中科技大学硕士学位论文 ( 2 ) r o u t e r 未卜要完成发送和接收包的路山定向。区别j 二移动增值平台中的 、务路f ，短消息接入模块中的r o u t e r 只是参照路由表，定| i = 1 j 包需要转发的短消息 协父、扎接网火或者短消息巾心。剥j 移动增值服务商量来晓，这个路h i 表足柏对 川疋帕，史新蹄 如表需要同移动运营商商定。 ( 3 ) 防火墙主要为移动土f l 值服务i f 台提供安全保障，它包括i p 包过滤和身份 验【n ( 4 ) 原有趣消息接入的软件结构中还有汁费( b i l l i n g ) 和系统管：a j ! ( m a n a g e m e n t ) i 】j 选模块。i 矧为每种业务针对不同的短消息通信协议都需要不司的接口，足、l k 务的 赞干侍珲怛死法脱离通信层，所以原有通信接入的软件结构中存在这两个模块。 3 2 2 短消息通用接入模块的设计 根捌山原有短消息接入模块的设计的不足，采用通用接入的方式重新设汁_ 短 消息接入模块，其软件结构如图3 5 所示。 一 1 6 华中科技大学硕士学位论文 与原有软件结构不同的是，专用接口模块除了实现对c m p p 、s g i p 以及s m p p 通信协议的封装之外，还利用x m l 对各类通信协议进行了二次封装，通用接口的 其体实现将在第四章中详细说明。 使用x m l 封装消息有以下优势1 2 ”： ( 1 ) x m l 提供一种标准化的方法来描述短消息的结构，用户可以根据实际需 求，定义规范。对于今天的移动增值服务，尤其是短消息类型的服务，协议版本和 种类比较多，要求协议承载的格式和表述业务逻辑的复杂性也就越来越多，x m l 的 特点对此是最好的解决方案； ( 2 ) 一些标准化的高性能免费软件用来创建和解析x m l 文档，比如j a v a 对 x m l 的支持就是非常强大的，通过j d k 提供的x m l a p i 编程接i d ，使程序员非常 方便的解析x m l 文档，加快了产片开发周期； ( 3 ) x m l 开发具有跨平台的特性。 因此x m l 是设计短消息通用接口的最佳候选者。 由于通用接口的实现屏蔽了通信协议种类和版本的差异，使业务层和通信层分 离，从而关于业务的计费和管理不在依赖于通信层。在移动增值服务平台中，业务 的计费和管理成为功能支撑层的重要组成部分，参见图2 1 。 3 3 移动增值服务平台c m p p 和s m p p 协议封装的设计 联通的s g i p 协议与移动的c m p p 协议规范和接口基本相同，在以后的描述中只描 述c m p p 协议，s g l p 具有类似的情况。接口的实现将在第4 章介绍，实现语言是v c 6 0 。 c m p p 和s m p p 的封装主要涉及s o c k e t 连接，c m p p 和s m p p 中所规定的数据 包( p d u ) 的生成和解析以及请求应答机制的实现等，程序结构如图3 6 所示。 图3 6c m p p 和s m p p 协议封装程序结构图 华中科技大学硕士学位论文 ( 1 ) 最底层是s o c k e t 层，主要是建立t c p 连接、完成数据包的发送和接收。 s o c k e t 层与上层协议无关，只是完成具体的网络通信【2 引。 ( 2 ) c m p pp d u 层和s m p pp d u 层是协议封装的核心层，方面负责完成 s m p p 协议和c m p p 协议中的数据包( p d u ) 的生成和解析；另一方面负责完成s m p p 和c m p p 的请求应答机制。在c m p p 和s m p p 通信中移动增值服务平台为客户端， 连接对象为服务器端，由客户端向服务器端发起连接请求。需要发送的s m p p 和 c m p p 数据包都对应一个生成函数，需要接收的数据包对应解析函数。生成函数按 照s m p p 和c m p p 协议中规定的格式填写各种参数，在发送数据缓冲区中直接生成 数据包。解析函数在接收数据缓冲区中取出数据包的各个字段送给相应的处理函数。 ( ”c m p p a p i 层和s m p p _ _ a p i 层提供协议后封装后的接口函数。在a p i 层 巾每一个连接都对应一个私有的数据结构。其中包括连接使用的s o c k e t ，发送和接 收缓冲区以及连接属性等。连接属性根据协议的不同而不同，具体包括协议的种类 以及版本，通信会话的状态，通信双方的信息，通信资费种类以及时间戳等 2 9 1 。 ( 4 ) x m l 实现对a p i 的二次封装是区别去原有的短消息接入设计的，它主要 利用x m l 是自定义的结构化语言，针对业务的需求设计接口标签，将不同协议接 口参数二次封装，使通行层对业务层透明【3 0 。 3 4 本章小结 本章首先介绍了短消息通信中重要的两个协议。然后介绍了移动增值服务平台 原有的短消息接入软件结构，针对原有软件结构存在的不足，按照通用接入的方式 改进了原有的短消息接入模块。最后给出模块中通信协议封装的具体设计。 华中科技大学硕士学位论文 4 移动增值服务平台短消息通用接入模块的实现 本章描述了通信接口协议封装的具体实现以及利用x m l 实现通用接入接口。 4 1 c m p p 和s m p p 协议实现中的几个基本数据结构 4 1 1c m p p 消息的格式 消息结构如表4 1 所示。 表4 1 消息结构 项目 说明 m e s s a g eh e a d e r消息头( 所有消息公共包头) m e s s a g eb o d y 消息体 消息头格式如表4 2 所示。 表4 2 消息头格式 字段名字节数类型描述 u n s i g n e d t o t a l l e n g t h 4 消息总长度( 含消息头及消息体) i n t e g e r u n s i g n e d c o m m a n d1 d 4 命令或响应类型 i n t e g e r u n s i g n e d 消息流水号，顺序累加，步长为l ，循环使用 s e q u e n c el d 4 i n t e g e r( 一对请求和应答消息的流水号必须相同) 消息体根据c m p p 会话类型的不同定义不同。 程序中使用宏来标志c o m m a n di d ；一个c o m m a n di d 同时对应一种消息的数 扼 结构，具体定义为： | 4 m a c r oo f c m p pc o m m a n di d f # d e f i n em a c cc o r m e c t r q s to x 0 0 0 0 0 0 0 1 请求连接 # d e f i n em a c cc o r m e c t r e p0 x 8 0 0 0 0 0 0 1请求连接应答 # d e f i n em a c ct e r m i n a t e r q s t0 x 0 0 0 0 0 0 0 2终止连接 华中科技大学硕士学位论文 # d e f i n em a c c # d e f i t i em a c c # d e f i h em a c c # d e f i n em a c c # d e f i l i em a c c # d e 矗n em a c c # d e f i l i em a c c # d e f i n em a c c # d e f i n em a c c # d e f i n em a g c f e r m i n a t e r e p d e