浅析短信业务中CP与SP之间的通信

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在信息产业部发布的电信增值业务目录中的五大类增值业务中，移动增值电信业务的高速发展越来越引人注目，短信业务正是移动增值电信业务的重要组成部分。随着移动互联网在接入速率上的不断提高、应用内容的日益丰富，移动通信技术与互联网应用的距离也越来越近，两者之间的结合日趋紧密。短信业务除了在用户层面使用了互联网，在业务的后台支撑方面也充分利用了互联网资源。各类短信业务的介绍和网络设计中并没有规定谈及CP与SP之间的通信如何实现，本文结合短信订票业务的实现重点阐述了其实现方式。
一、短信业务概述
    短息业务（SMS，ShortMessageService）在网络和移动台之间传递的是文字信息。该业务具有信息到达确认以及信息存储的特点。短消息基本业务主要包括：
    实时点播业务(MessageOnDemand)，如股票信息、票务信息、外汇牌价、标题新闻、话费查询等；
    定时通知业务(NotificationOnTime)，如股票告警、定时提醒、话费通知、欠费催缴等；
    交易类业务，如资金转账、证券委托等；
    Internet接入业务等。
    用户请求短信服务的方式分为两类。
    IOD方式：用户通过“－＞【信息】－＞【写信息】－＞【发送】－＞特服号”发送的点播请求，适用于普通SIM卡和STK卡用户。
    STK方式：用户通过“－＞【移动梦网】－＞【各项菜单】－＞【发送】－＞特服号”发送的点播请求，适用于拥有STK业务便利卡的用户。
    短信根据发送源可分为两种类型。
    MO：是指用户终端发起的源请求，包括IOD和STK两种方式。习惯称PULL业务。
    MT：是指由服务端下发的目标请求。没有用户终端发起的上行请求，一般由服务提供商Web网站发起。习惯称PUSH业务。
    本文中涉及到的缩略语如表1所示。
二、网络结构设计
    支撑短信业务的移动平台采用如图1所示的网络结构，从图中可以看出，CP与手机用户完成信息传递需要通过几个功能节点。其中SP是ISMG与CP之间的中介实体，SP一方面负责接收CP发送给移动用户的信息并提交给ISMG；另一方面，移动用户的请求信息将从ISMG经SP发给CP。ISMG是SP与SMC之间的中介实体。ISMG一方面负责接收SP发送给移动用户的信息并提交SMC；另一方面，移动用户点播SP业务的信息将由SMC经过ISMG发给SP。另外，为了减轻短信中心的信令负荷，ISMG还根据路由原则将SP提交的信息转发到相应的ISMG。ISMG通过向GNS查询的方式获得网关间的转发路由信息。

图1  互联网短信网关逻辑网络结构

三、CP与SP之间的通信功能
    简单地说，所有节点的功能均是为了保障信息在用户与CP之间的顺利传递。因此CP与SP之间的通信功能主要是与CMPP协议配合提供以下两类业务操作，下文就订票业务进行介绍。
    1.短信发送（ShortMessageMobileOriginate，SM MO）
    典型的业务操作如图2所示。

图2　ＭＯ请求示意

     (1)手机发出数据请求（可能是订阅信息或图片点播等），被源ISMG接收；
     (2)源ISMG对接收到的信息返回响应；
     (3)源ISMG在本地查询不到要连接的SP，向GNS(汇接网关)发路由请求信息；
     (4)GNS将路由信息返回；
     (5)源ISMG根据路由信息将请求前转给目的ISMG；
     (6)目的ISMG对接收到的信息返回响应；
     (7)目的ISMG将请求信息送SP；
     (8)SP返回响应；
     (9)SP将请求信息送给CP；
     (10)CP返回响应。
    2.短信接收（ShortMessageMobileTerminated，SM MT）
    典型的业务操作如图3所示。

图3  MT请求

     (1)CP发出数据请求（可能是短信通知或手机铃声等），被SP接收；
     (2)SP对接收到的信息返回响应；
     (3)SP发出数据请求（可能是短信通知或手机铃声等），被源ISMG接收；
     (4)源ISMG对接收到的信息返回响应；
     (5)源ISMG在本地数据库中找不到目的手机号段所对应网关代码，向GNS（汇接网关）发路由请求信息；
     (6)汇接网关将路由信息返回；
     (7)源ISMG根据路由信息将请求前转给目的ISMG；
     (8)目的ISMG对接收到的信息返回响应；
     (9)目的ISMG将请求信息发送至SMC；
     (10)SMC向目的ISMG返回响应。
四、通信方式
    由于短信具有单位信息量小，随机性强的特点，CP与SP之间的通信大多选择了互联网作为通信平台。通信接口大部分均基于两种协议：TCP和HTTP。当采用TCP进行通信时，通常可以分为如下两种方式。
    1.长连接
    通信双方以客户-服务器方式（CP作为客户端，SP作为服务端）建立TCP连接，用于双方信息的相互提交。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。
    参数C、T、N原则上应可配置，现阶段经验取值为：C=3min，T=60s，N=3。
    消息发送后等待Ts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。现阶段经验取值为：T=60s，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16，即接收方在应答前一次收到的消息最多不超过16条。
    长连接的操作流程如图4所示。

图4 长连接的操作流程

    2.短连接
    通信双方以客户-服务器方式建立TCP连接（CP作为客户端，SP作为服务端），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。
    CP与SP之间的消息发送后等待Ts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：T=60s，N=3。
    短连接的操作流程如图5所示。

图5 短连接的操作流程