基于CMPP协议的短消息网关设计改过.docx
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基于CMPP协议的短消息网关设计改过
摘要............................................................................................................................................................2
1 绪论,主要讲述短消息业务的发展概况,论文主要工作内容及意义。
......................................3
1.1短信业务发展现状......................................................................................................................3
1.2本文的内容和研究的意义..........................................................................................................3
2 短信网络分析,介绍短消息网络的系统结构及短消息原理。
....................................................4
2.1短信网络概述..............................................................................................................................4
2.2短信网络系统结构.....................................................................................................................4
3 短消息网关分析,阐述了短消息网关在短消息网络中的作用和必要性。
................................6
3.1短信网关系统.............................................................................................................................6
3.1.1短信网关系统组成............................................................................................................6
3.1.2短信网关系统结构功能......................................................................................................7
3.2CMPP协议..............................................................................................................................7
3.2.1CMPP功能概述.....................................................................................................................8
3.2.2CMPP通信方式....................................................................................................................8
3.2.3CMPP消息定义及格式.....................................................................................................9
4 基于CMPP协议的短信收发系统的设计,给出了整个短消息平台的系统结构设计、组成、短消息流程。
............................................................................................................................................................11
4.1短消息收发系统需求分析.........................................................................................................11
4.1.1目标与要求........................................................................................................................11
4.2短消息收发系统SP客户端接入方式.......................................................................................11
4.2.1API接入方式...................................................................................................................11
4.2.2模拟网关............................................................................................................................11
4.3短消息收发系统结构.................................................................................................................12
4.3.1短信增值业务网络平面结构............................................................................................12
4.3.2系统收发短消息流程........................................................................................................13
5 基于CMPP协议API接口程序的设计与实现,给出对外接口程序的详细设计及接口类的实现。
.....15
5.1接口程序流程.............................................................................................................................15
5.1.1Socket连接.......................................................................................................................15
5.1.2登录网关服务器................................................................................................................15
5.1.3发送线程处理....................................................................................................................16
5.1.4接收线程处理.....................................................................................................................17
5.1.5链路检测线程处理.............................................................................................................18
5.2接口类的实现.............................................................................................................................18
5.2.1数据结构的定义.................................................................................................................18
6 结论。
................................................................................................................................................20
6.1论文工作总结.............................................................................................................................20
参考文献....................................................................................................................................................21
摘要
本文介绍了短信网关(ISMG)在无线互联网短消息业务中所起的重要作用。
ISMG为服务提供商(SP)与短消息中心(SMSC)之间的数据交换提供了一条安全、快捷的通道,以便手机用户采用短信方式与SP双向通信,接收SP提供的信息服务。
本文设计与实现了基于中国移动点对点协议(CMPP2.0)的短信网关动态链接库,提供WINDOWS下统一的编程接口。
通过本接口,还开发了SP应用程序。
本课题的主要工作是封装CMPP协议,实现短消息网关的接口程序。
采用多线程处理方式,消息收、发以及链路检测均在不同的线程。
为了提高发送效率,发送线程采用线程池管理。
并且为了提供高效的传输数据同时兼顾可靠性,根据CMPP协议在连接链路上采用滑动窗口,加以流量控制。
接口程序以动态链接库的形式导出API接口类,提供其成员函数和成员变量供SP应用程序调用。
编程语言采用VC,主要涉及到socket编程、CMPP所规定的数据包(PDU)生成和解析以及请求/应答机制的实现。
在接口程序中,分为三层:
Socket_IO层、CMPPPDU层和API层。
本系统采用卓越短信网关模拟器对本接口程序进行测试。
关键词:
短信网关;CMPP;API接口
第1章绪论
1.1短信业务发展现状
2001年8月1日,中国联通正式推出了其无线数据业务的统一品牌“联通在信”,正要与“移动梦网”比个高低上下。
经营固定电话的中国电信,对于短信息市场也是早想杀入以占据一席之地。
目前固网短信业务己在广东、福建等地试运行,年底将面向全国大规模推出。
据了解,固网短信业务的收费标准尚未最终确定,预计会采取包月制和按条数计两种计费方法,而且会比手机短信息的资费低。
业内人士认为,作为中国最大的电信运营商,中国电信拥有最大的用户群体、强大的网络支撑和丰富的内容服务经验,一旦大规模推出固定短信息业务,消息定制类、信息点播类的“移动梦网”业务将会受到较大的冲击,部分业务收入将会被分流。
1.2本文的内容和研究的意义
随着通信技术的发展,无线互联网短消息业务正在为用户提供越来越多的服务。
目能大部分短消息业务的互联互通都是使用短消息网关来实现,主要服务提供商SP与短消息网关之间通过二进制的CMPP(中国移动点对点协议)接口进行信息交换。
本文的工作是构建一个编程实现短信息网关接口的简单模型,开发出实现CMPP协议的短信网关动态链接库,并实现SP客户端的短信功能。
而且自己开发实现CMPP的好处在于可以用一套平台,只需稍加修改甚至不用修改就可以应用到不同的网关。
本课题的设计是为交通部西部项目“汉江航行安全保障信息系统”中增加融合进一个短信功能,主要用于在GPRS连接发生故障时,用短信功能远程控制船载终端进行程序修改和启动工作。
第2章信网络分析
2.1短信网络概述
GSM系统除了提供电路交换的各种电信业务和承载业务外,还提供基于分组交换的短消息业务。
短消息(ShortMessage),又称为短信息或短信(本文对短消息、短信息和短信不作区分),是通过移动网络传输的有限长度的文本信息。
在GSM网中发送短消息是通过复用信令控制信道SDCCH或SACCH传输的。
SDCCH称为独立专用控制信道,用于分配业务信道之前的呼叫建立等信令交换。
SACCH是慢速随路控制信道,它伴随业务信道TCH或独立专用控制信道SDCCH,主要用于邻近小区的监视、功率测量及测量报告的发送等。
当话音信道TCH空闲时,短消息采用独立专用控制信道SDCCH传输,当话音信道TCH被占用时,短消息采用慢速随路控制信道SACCH进行传输,由于短消息不占用话音信道,因此,移动用户在处于完全通信状态下,仍然可以进行短消息的传输。
再短消息的整个传输过程中没有呼叫连接建立和释放的过程,因此具有节省无线资源、传输迅速和价格低廉的特点。
2.2短信网络系统结构
GSM网络的点对点短消息包括两种基本业务:
MT:
是到达移动台MS的短消息业务,描述GSM系统从短消息中心SMSC向一个MS发送短消息的能力;
MO:
是由移动台MS发起的短消息业务,描述GSM系统通过短消息中心UK向一个短消息实体SME发送短消息的能力。
消息必须包括消息的最终到达地址,即SME地址。
短消息通信仅限于一个消息,换言之,一个消息的传输就构成了一次通信。
因此,业务是非对称的,一般认为移动起始短消息(MO)传输与移动终接短消息(MT)传输是两回事。
这并不阻碍实时对话,但系统认为不同的消息彼此独立,消息的传输总是由处于GSM外部的短消息服务中心(SMSC)进行中继,消息、有目的地或起源地,但只与用户和SMSC有关,而与其他GSM基础设施无关。
短信网络结构如图2.1所示。
图2.1短信网络结构
图2-1TheStructureOfShortMessageNetwork
SME:
ShortMessageEntity,短消息实体。
它可以接收或发送短消息,位于固话系统、移动基站或其他服务中心内。
SMSC:
ShortMessageServiceCenter,短消息服务中心,负责在基站和SME间中继、储存或转发短消息;移动台(MS)到SMSC的协议能传输来自移动台或朝向移动台的短消息,协议名为SMTP(ShortMessageTransmissionProtocol)。
一般的短信中心由电信基础运营商运营,如中国移动公司和中国联通公司在各省均设立了省一级的短信中心,最近中国电信公司也推出了基于固定电话网的短消息服务。
SMS_WMS:
SMS-GatewayMSC,SMS网关。
负责MT类型的业务,接收由SMSC发送的短消息,查询位置归属寄存器HLR获得路由信息,然后经由GSM电路交换网络,将短消息传送给到MS所在的目的拜访移动交换中心VMSC。
和SMS多WMS对应的还有SMS_IWMSC。
它代表短消息业务互连,负责MO类型的业务,接收公共陆地移动网PLMN内部MS发来的短消息,并提交给短消息中心SMSC。
HLR:
HomeLocationRegister,归属位置寄存器。
用于永久储存管理用户和服务记录的数据库,由SMSC产生。
SMS网关与HLR之间的协议使前者可以要求HLR搜索可找到的用户地址。
它与MSC与HLR之间的协议一起,能在移动台因超出覆盖区而丢失报文、随后又可找到时加以提示。
MSC:
MobileSwitchingCenter,移动交换中心。
负责系统切换管理并控制来自或发向其他电话或数据系统的拨叫。
VLR:
VisitorLocationRegister,访问位置寄存器。
含有用户临时信息的数据库。
交换中心服务访问用户时需要这些信息。
BSS:
BaseStationSystem,基站系统。
是移动终端通过无线信道接入网络的接口。
MSC与VLR,HLR,SMS-US之间通过7号信令网承载消息。
MSC与BSS之间采用2048kb/s的E1线路承载消息。
[5-6]
第3章信网关分析
3.1短信网关系统
3.1.1短信网关系统组成
短信网关ISMG主要和三个实体相连:
1)短信服务参与实体服务提供商SP:
提供具体应用的开发商,是短信信息服务的信息提供者,为了让用户共享互联网中丰富的资源,SP发挥着举足轻重的作用;
2)短信中心SMSC:
存储和中继短消息,利用信令网将短消息发送给手机用户,在上一章节中有介绍;
3)汇接网关GSN:
提供短信网关的路由查询。
在GSN中存储了全网所有ISMG的信息,包括与各网关相关的手机号段和SP的路由信息。
网中添加或删除一个ISMG网关都统一向GSN报告,并由GSN主动或被动地下发最新的路由信息给其他ISMG。
目前GSN还在建设当中,因此各网关仍需维护全网路由,更新的路由信息进行手动维护。
图3-1互联网短信网关组网结构
Fig.3.1TheNetworkStructureofInternetShortMessageGateway
如图3.1所示,互联网短信网关(ISMG)是业务提供商(SP)与移动网内短中心之间的中介实体,互联网短信网关一方面负责接收SP发送给移动用户的信息和提交给短信中心。
另一方面,移动用户点播SP业务的信息将由短信中心通过互信联网短信网关发给SP。
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SP提交的信息转发到相应的互联网短信网关。
3.1.2短信网关系统结构功能
短信网关的作用是为SP与短消息中心之间数据交换提供一条安全、快捷的通道,以便手机用户利用短信方式与SP双向通信,接收SP提供的信息服务,同时完成相应计费采集的功能。
短信网关包括与负责范围内SP进行连接的通讯软件(采用CMPP协议)。
与负责范围内SMSC相连的协议软件(采用SUP协议)。
与其他ISMG进行连接的通讯软件(采用CUP协议)、业务处理软件、网络管理软件、防火墙软件和为计费提供原始活单的计费处理软件等。
短信网关各组成部分的功能为:
(1)SMPP代理系统遵循SUP协议与GSM网中短消息中心连接,实现高效、可靠的数据传输。
该系统支持流量控制功能,能够根据SMSC的业务量进行发送流量控制。
(2)通信代理系统实现与SP等内容供应商的连接和协议互通。
它基于TCP/IP协议基础之上,利用CMPP协议与SP之间建立一条安全、高效的传输通道。
该系统支持流量控制功能,能够根据本身的业务量进行接收流量控制。
(3)防火墙作为短信网关的重要功能组成部分,其功能是对短信网关内部其它相关模块进行保护,实现针对内外访问的包过滤和代理。
(4)短消息网关处理系统完成网关的业务处理,包括:
向汇接网关进行路由查询,在本地建立短信网关ID、用户手机号码、SPID及其IP地址对应表的缓存,建立用户手机号码段与SMSC(短信中心)地址的对应表,完成对数据分发功能的支持、计费原始话单的提供及处理等。
(5)短信网关计费系统提供短信网关的原始话单记录(CDR).
(6)业务管理系统包括业务管理和网管监控功能。
业务管理主要完成对业务的统计报告、生成报表、运营者对用户数据的添加、修改、删除等;网管监控主要完成对网关系统的监控、查询、操作和维护的管理。
3.2CMPP协议
CUP--中国移动点对点协议,是ChinaMobilePeertoPeer的简称,是中国移动通信互联短信网关接口协议。
它规定了以下三个方面的内容:
信息资源站实体与互联网短信网关之间的接口协议;
互联网短信网关之间的接口协议;
互联网短信网关与汇接网关的接口协议。
CMPP协议以TCP/IP作为底层通信承载,各网元之间的交互过程中均采用异步方式,即任一网元在收到请求消息后应立即回送响应消息。
CMPP通信协议栈的具体
结构如图3.2示。
图3-2CMPP通信协议栈
Fig.3.3TheCommunicationProtocolStackofCMPP
3.2.1CMPP功能概述
CMPP协议主要提供以下两类业务操作:
1.短信发送(ShortMessageMobileOriginate,SMMO)
由图3.4可见需要前转的MO操作需要八个步骤:
1)手机发出数据请求(可能是订阅信息或图片点播等),源ISMG接收;
2)源SMG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:
在以上操作中,步骤3到步骤8均使用COP协议;
典型的业务操作如图3.3示。
图3-3TheOperationofMO
在随后的操作中,目的ISMG在接收到SP的响应后将产生MO状态报告发给源
ISMG
2.短信接收(ShortMessageMobileTerminated,SMMT)
短信接收是短信发送的逆过程。
1)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;
2)源ISMG对接收到的信息返回响应;
3)源ISMG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GNS发路由请求信息;
4)汇接网关将路由信息返回;
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将请求信息发送至SMC;
8)SMC向目的ISMG返回响应;
在上述操作中,步骤1到步骤6均使用CUP协议;
3.2.2CMPP通信方式
由于CMPP协议是以TCP/IP
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