短信網(wǎng)關(guān)在短信信息服務中的作用
聶明 2002/10/24
摘 要 本文描述了短信信息服務的發(fā)展，以及短信網(wǎng)關(guān)在短信信息服務中的作用。
關(guān)鍵詞 短信 信息服務 短信網(wǎng)關(guān)
1 概述
隨著使用支持中文手機的用戶增多，短信息已經(jīng)成為手機用戶最經(jīng)常使用的業(yè)務之一。除了大量使用的手機用戶到手機用戶的點對點短信業(yè)務之外，從信息平臺到手機用戶的短信信息服務業(yè)務也在快速發(fā)展，該業(yè)務已經(jīng)成為廣大用戶及時方便地獲取信息的一種手段。在廣大服務提供商（SP）的支持下，用戶可以采用短信點播或網(wǎng)站定制的方式得到大量有用信息，SP也能通過提供有償信息服務而獲得收益，因此用戶和SP對短信信息服務業(yè)務的需求都很大。
短信網(wǎng)關(guān)（ISMG）的建設可以為SP與短消息中心（SMSC）之間數(shù)據(jù)交換提供一條安全、快捷的通道，以便手機用戶采用短信方式與SP雙向通信，接收SP提供的信息服務，同時完成相應計費采集、業(yè)務管理、網(wǎng)絡管理等功能。
2 短信信息服務發(fā)展情況
2.1 短信信息服務的發(fā)展階殷
從短信業(yè)務的發(fā)展來看，短信信息服務的發(fā)展經(jīng)歷了下述兩個時期：
（1）第一階段，以短信中心為主要的業(yè)務提供及信息提供的時期。在此階段，短信中心是唯一的信息提供者及數(shù)據(jù)傳輸通道，造成信息量少，且各短信中心的信息來源不一致。這一階段是短信信息服務的獨立發(fā)展時期。
（2）第二階段，以互聯(lián)網(wǎng)上的信息作為短信的主要信息來源，由互聯(lián)網(wǎng)上的SP直接與各SMSC相溝通，建立信息交換的接口。其特點是，由信息的極大富有者SP作為信息的提供者，彌補了原來SMSC的不足。這一階段是短信業(yè)務的急劇擴展時期。
目前短信業(yè)務正處在業(yè)務發(fā)展的第二階段，其主要的業(yè)務特征模式就是依附干原有的手機信息傳遞方式（短消息），將互聯(lián)網(wǎng)上的巨大信息量根據(jù)用戶的要求通過手機的短消息方式傳遞給用戶。這一發(fā)展模式，將傳統(tǒng)的信息提供與信息服務的合二為一徹底分離，體現(xiàn)了一種傳統(tǒng)業(yè)務與互聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合的發(fā)展模式。
在這一階段，中國移動推出了“移動夢網(wǎng)”業(yè)務，而中國聯(lián)通也推出了“聯(lián)通在信”業(yè)務。
2.2 短信信息服務的業(yè)務種類
下面以“移動夢網(wǎng)”為例介紹一下與各SP合作向用戶提供的短信信息服務的種類�！耙苿訅艟W(wǎng)”提供的短信信息服務種類行信息服務、娛樂服務、位置服務、通信服務和商務服務。
信息服務包括：
股市信息，如定制或點播實時行情、到價提醒、個股走勢、大盤走勢、專家評股等各種信息；
新聞定制，可定制或點播國際、國內(nèi)、財經(jīng)、科技、體育、娛樂等各種新聞；
彩票信息，可定制或點播各城市各種彩票開獎信息；
外匯行情，可定制或點播外匯牌價；
天氣預報，可定制或點播全國各省會城市、國內(nèi)旅游景點、世界大城市的天氣預報，乃至專業(yè)天氣預報；
在線翻譯，可點播進行英漢、漢英的單詞查詢。
娛樂服務包括：
手機鈴聲、圖片下載，可定制或點播手機鈴聲以及開機LOGO等圖片；
每日幽默，可定制或點播幽默、笑話；
每日星運，可定制或點播星座、血型、花語、每日運程等；
電子寵物，可點播認養(yǎng)各種電子寵物；
互動游戲，可定制或點播各種竟猜、燈謎游戲等。
位置服務包括：
城市信息查詢，可點播郵政編碼、長途區(qū)號、公交路線、周邊環(huán)境等信息；
商業(yè)廣播，可定制或點播無線廣告、打折／餐飲娛樂等信息。
通信服務包括：
移動E-Mail，可定制郵件通知、網(wǎng)上短信、手機收／發(fā)郵件；
日常用語，可定制或點播各種短語信息；
在線聊天，可以用移動OICQ隨時隨地上網(wǎng)聊天。
商務服務包括：
票務服務：可以點播鐵路、航班信息。
2.8 短信信息服務的使用方法
手機用戶可以通過短信采用手機點播或網(wǎng)站定制的方式享受以上服務。
手機點播的方式：
用戶在手機的編輯短消息的消息體中，輸入需要點播的業(yè)務代碼，然后在“發(fā)送”號碼中輸入SP的服務代碼，發(fā)送短信；
如果發(fā)送成功，稍后即可收到點播的信息。
網(wǎng)站定制的方式：
用戶登錄提供短信信息服務的SP網(wǎng)站，按照頁面的提示，注冊成為SP的用戶，并登記用戶的手機號碼；
SP會將確認密碼以短信方式發(fā)送給用戶，用戶以此密碼在SP進行確認，確認成功就可以定制SP提供的服務了；
用戶在SP的頁面上定制需要的服務，SP會根據(jù)用戶的定制信息發(fā)送信息到用戶手機。
2.4 短信網(wǎng)關(guān)的引入
在這短信信息服務第二階段業(yè)務發(fā)展的初期，一般采用SP直接與某一個SMSC連接，由SMSC直接通過信令網(wǎng)發(fā)迭短信給用戶的方式。但當SP的短信信息服務業(yè)務量很大時，全部短信都由與SP直連的SMSC負責轉(zhuǎn)發(fā)，造成該SMSC負荷極大，難以滿足業(yè)務發(fā)展的需要。而且，GSM網(wǎng)的規(guī)范做法是由用戶歸屬地的SMSC負責用戶短信業(yè)務的轉(zhuǎn)發(fā)，如果該SMSC與提供服務的SP沒有連接，當用戶采用短信點播申請短信信息服務時，上行短信無法發(fā)送到該SP。
因此，隨著業(yè)務的發(fā)展，信息類短信的轉(zhuǎn)發(fā)也要求采用GSM網(wǎng)的規(guī)范做法，即由用戶歸屬地的SMSC負責用戶短信信息服務的發(fā)送。但是如何將大量SP接入到各地的SMSC上，如何保證接入的一致性及安全性，如何為用戶提供優(yōu)質(zhì)的服務，是這一階段業(yè)務發(fā)展需要解決的主要問題。為了解決這一問題，短信網(wǎng)關(guān)應運而生。在短信網(wǎng)關(guān)參與的模式下，短信網(wǎng)關(guān)作為專業(yè)化的信息分配及管理者實現(xiàn)SP與SMSC之間的交互。
3 短信網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)組成簡述
下面以“移動夢網(wǎng)”為例介紹短信網(wǎng)關(guān)的系統(tǒng)組成。
（1）短信信息服務參與實體
服務提供商（Service Provider縮寫SP）：短信信息服務的信息提供者；
短信網(wǎng)關(guān)（Internet Short Message Gateway縮寫ISMG）：提供SP與短信中心之間數(shù)據(jù)交換的通道，采用CMPP（China Mobile Peer to Peer）協(xié)議與SP進行連接，采用SMPP3．3協(xié)議與短信中心連接；
短信中心（Short Message Service Center縮寫SMSC）：利用信令網(wǎng)將短消息發(fā)送給手機用戶；
匯接網(wǎng)關(guān)（Gateway Name Server縮寫GNS）：提供短信網(wǎng)關(guān)的路由查詢。
（2）短信信息服務業(yè)務過程
用戶發(fā)短信業(yè)務—即MO業(yè)務，如信息點播等，短信中心將短信內(nèi)容以SMPP協(xié)議發(fā)給連接的短信網(wǎng)關(guān)。短信網(wǎng)關(guān)根據(jù)短信發(fā)送號碼（即SP的服務代碼）將短信內(nèi)容以CMPP協(xié)議發(fā)給相應的SP，由SP進行處理。
用戶收短信業(yè)務—即MT業(yè)務，如短信傳情、鈴音下載等，提供此項業(yè)務的SP將短信內(nèi)容以CMPP協(xié)議發(fā)給連接的短信網(wǎng)關(guān)，由短信網(wǎng)關(guān)根據(jù)用戶手機號段以SMPP協(xié)議發(fā)給用戶歸屬的短信中心。
（3）短信網(wǎng)關(guān)間的信息轉(zhuǎn)發(fā)和路由查詢
如果用戶歸屬的短信中心和提供業(yè)務的SP連接在不同的短信網(wǎng)關(guān)上，則由短信網(wǎng)關(guān)之間以CMPP協(xié)議進行轉(zhuǎn)發(fā)。
各短信網(wǎng)關(guān)連接的SP和短信中心的路丸情況，由匯接網(wǎng)關(guān)維護，由各短信網(wǎng)關(guān)以CMPP協(xié)議進行路由查詢和路由更新。各短信網(wǎng)關(guān)會將查詢到的路由信息在本地緩存，匯接網(wǎng)關(guān)也會將更新的路由信息以CMPP協(xié)議下發(fā)。
4 短信網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
短信網(wǎng)關(guān)的作用是為SP與短消息中心之間數(shù)據(jù)交換提供一條安全、快捷的通道，以便手機用戶利用短信方式與SP雙向通信，接收SP提供的信息服務，同時完成相應計費采集的功能。
短信網(wǎng)關(guān)包括與負責范圍內(nèi)SP進行連接的通訊軟件（采用CMPP協(xié)議）。與負責范圍內(nèi)SMSC相連的協(xié)議軟件（采用SMPP協(xié)議）。與其他ISMG進行連接的通訊軟件（采用CMPP協(xié)議）、業(yè)務處理軟件、網(wǎng)絡管理軟件、防火墻軟件和為計費提供原始活單的計費處理軟件等。
短信網(wǎng)關(guān)各組成部分的功能為：
（1）SMPP代理系統(tǒng)遵循SMPP 3.3版本協(xié)議與GSM網(wǎng)中短消息中心連接，實現(xiàn)高效、可靠的數(shù)據(jù)傳輸。該系統(tǒng)支持流量控制功能，能夠根據(jù)SMSC的業(yè)務量進行發(fā)送流量控制。
（2）通信代理系統(tǒng)實現(xiàn)與SP等內(nèi)容供應商的連接和協(xié)議互通。它基于TCP／IP協(xié)議基礎(chǔ)之上，利用CMPP協(xié)議與SP之間建立一條安全、高效的傳輸通道。該系統(tǒng)支持流量控制功能，能夠根據(jù)本身的業(yè)務量進行接收流量控制。
（3）防火墻作為短信網(wǎng)關(guān)的重要功能組成部分，其功能是對短信網(wǎng)關(guān)內(nèi)部其它相關(guān)模塊進行保護，實現(xiàn)針對內(nèi)外訪問的包過濾和代理。
（4）短消息網(wǎng)關(guān)處理系統(tǒng)完成網(wǎng)關(guān)的業(yè)務處理，包括：向匯接網(wǎng)關(guān)進行路由查詢，在本地建立短信網(wǎng)關(guān)ID、用戶手機號碼、SP ID及其IP地址對應表的緩存，建立用戶手機號碼段與SMSC（短信中心）地址的對應表，完成對數(shù)據(jù)分發(fā)功能的支持、計費原始話單的提供
及處理等。
（5）短信網(wǎng)關(guān)計費系統(tǒng)提供短信網(wǎng)關(guān)的原始話單記錄（CDR）。
（6）業(yè)務管理系統(tǒng)包括業(yè)務管理和網(wǎng)管監(jiān)控功能。
業(yè)務管理主要完成對業(yè)務的統(tǒng)計報告、生成報表、運營者對用戶數(shù)據(jù)的添加、修改、刪除等；
網(wǎng)管監(jiān)控主要完成對網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)的監(jiān)控、查詢、操作和維護的管理。
5 短信業(yè)務流程
（1）MO業(yè)務流程
對于MO業(yè)務，用戶歸屬地的短信中心會將短信轉(zhuǎn)發(fā)給負責連接該短信中心的短信網(wǎng)關(guān)，由短信網(wǎng)關(guān)根據(jù)服務代碼和業(yè)務代碼判別將請求轉(zhuǎn)發(fā)給相應的SP；若該SP為該短信網(wǎng)關(guān)負責連接的SP，則短信網(wǎng)關(guān)直接轉(zhuǎn)發(fā)；若該SP非其負責連接的SP，需向匯接網(wǎng)關(guān)查詢路由，查詢到路由后再將請求轉(zhuǎn)發(fā)給負責的短信網(wǎng)關(guān)，由該負責的短信網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)發(fā)給該SP。
（2）MT業(yè)務流程
對于MT業(yè)務，短信網(wǎng)關(guān)根據(jù)接收用戶手機號碼判斷其歸屬地短信中心，若該短信中心由本短信網(wǎng)關(guān)負責連接，則直接將業(yè)務數(shù)據(jù)發(fā)送給短信中心；否則向匯接網(wǎng)關(guān)查詢路由，根據(jù)路由查詢結(jié)果將業(yè)務數(shù)據(jù)發(fā)送給負責連接的短信網(wǎng)關(guān)，再由該短信網(wǎng)關(guān)發(fā)給歸屬地短信中心，繼而發(fā)送給用戶。
6 短信網(wǎng)關(guān)的路由
6.1 路由的過程
在短信業(yè)務流程中存在著兩次路由的過程：
（1）短信中心到提供信息服務的SP的路由
（2）SP的信息服務內(nèi)容送到用戶手機歸屬的短信中心的路由
由于手機用戶、短信中心以及提供服務的SP數(shù)量眾多，地域分布廣泛，不可能存在一個短信網(wǎng)關(guān)可以直接連接所有的短信中心及SP，為網(wǎng)內(nèi)短信用戶提供服務；而是存在若干短信網(wǎng)關(guān)，各自負責一部分地域范圍內(nèi)短信中心及SP的連接。這就要求短信網(wǎng)關(guān)之間存在著路由關(guān)系，使任一短信用戶可以尋找到任一SP進行信息點播，而任一SP可以將短信信息發(fā)送給任一用戶。
SP與SP所連接的短信網(wǎng)關(guān)這一路由信息沒有明確的規(guī)律，且隨著業(yè)務的開展，SP的情況變化很快，不可能所有的短信網(wǎng)關(guān)都維護這一路由表，而是由匯接網(wǎng)關(guān)維護這一路由表。
當短信網(wǎng)關(guān)接收到短信請求需發(fā)送給SP時，如果該SP不與本短信網(wǎng)關(guān)直接相連，則短信網(wǎng)關(guān)將通過CMPP協(xié)議向匯接網(wǎng)關(guān)發(fā)起路由查詢，匯接網(wǎng)關(guān)將以CMPP協(xié)議進行應答，將前轉(zhuǎn)短信網(wǎng)關(guān)地址發(fā)給該短信網(wǎng)關(guān)。該短信網(wǎng)關(guān)通過這一過程查詢到路由后，將短信請求發(fā)給前轉(zhuǎn)短信網(wǎng)關(guān)，再由前轉(zhuǎn)短信網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)發(fā)給相連接的SP，這樣可以做到信息最多經(jīng)一次轉(zhuǎn)發(fā)到達SP。
用戶號碼與用戶歸屬地的路由表，用于發(fā)送短信給用戶，其內(nèi)容為用戶號段與所對應的短信中心地址或前轉(zhuǎn)短信網(wǎng)關(guān)地址，其中用戶號段與前轉(zhuǎn)短信網(wǎng)關(guān)地址的對應路由表亦由匯接網(wǎng)關(guān)維護。
當短信網(wǎng)關(guān)接到SP的短信發(fā)送請求時，若用戶歸屬的短信中心不與本短信網(wǎng)關(guān)直接連接，則短信網(wǎng)關(guān)將通過CMPP協(xié)議向匯接網(wǎng)關(guān)發(fā)起路由查詢，匯接網(wǎng)關(guān)將以CMPP協(xié)議進行應答，將前轉(zhuǎn)短信網(wǎng)關(guān)地址發(fā)給該短信網(wǎng)關(guān)。該短信網(wǎng)關(guān)通過這一過程查詢到路由后，將請求發(fā)給前轉(zhuǎn)短信網(wǎng)關(guān)，再由前轉(zhuǎn)短信網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)發(fā)給相連接的短信中心，可做到信息最多經(jīng)一次轉(zhuǎn)發(fā)到達用戶。
6.2 路由表的維護
（1）匯接網(wǎng)關(guān)
匯接網(wǎng)關(guān)維護的路由表用于查詢前轉(zhuǎn)網(wǎng)關(guān)的地址，包括：
a）業(yè)務代碼、服務代碼、SP企業(yè)代碼、連接SP的短信網(wǎng)關(guān)IP地址的路由表
b）全國用戶手機號段、用戶歸屬省的短信網(wǎng)關(guān)IP地址的路由表
匯接網(wǎng)關(guān)的路由表a由CMPP協(xié)議自動生成，路由表b由人工配置。
匯接網(wǎng)關(guān)為維護路由表a，要求所有短信網(wǎng)關(guān)有新增加的SP或SP增加服務內(nèi)容，或者網(wǎng)內(nèi)有新連入的短信網(wǎng)關(guān)，都必須以CMPP協(xié)議將路由更新信息向匯接網(wǎng)關(guān)報告，或者由匯接網(wǎng)關(guān)以CMPP協(xié)議獲取此網(wǎng)關(guān)的全部路由表。
當全網(wǎng)路由發(fā)生變化時，匯接網(wǎng)關(guān)可以將更新信息下發(fā)給省網(wǎng)關(guān)。
（2）省內(nèi)短信網(wǎng)關(guān)
省內(nèi)短信網(wǎng)關(guān)維護的路由表用于查詢SP和短信中心的地址，包括：
a）對直接連接的SP：業(yè)務代碼、服務代碼、SP企業(yè)代碼、SP IP地址的路由表
b）對本省的手機用戶：本省手機號段、用戶歸屬地短信中心IP地址的路由表
省短信網(wǎng)關(guān)的路由表a、路由表6均由人工配置
為增加路由查詢的效率，減少匯接網(wǎng)關(guān)查詢的壓力，省短信網(wǎng)關(guān)對從匯接網(wǎng)關(guān)查詢到的路由進行緩存。省內(nèi)短信網(wǎng)關(guān)也可主動申請，從匯接網(wǎng)關(guān)獲取全部路由表。
7 甜美信網(wǎng)關(guān)與短信中心以及SP的連接
（1）短信網(wǎng)關(guān)與短信中心的連接
短信網(wǎng)關(guān)與短信中心之間應采用專線方式互聯(lián)。對短信中心應進行改造，改造的主要內(nèi)容是：
協(xié)議上在原來的SMPP 3.3的基礎(chǔ)上擴充功能，使短消息擴展實體（SME）一即短信網(wǎng)關(guān)有辦法得到短消息發(fā)送成功與否的結(jié)果，以便短信網(wǎng)關(guān)進行計費記錄，以及采用CMPP將發(fā)送成功與否的信息傳遞給SP。
（2）短信網(wǎng)關(guān)與SP的連接
提供業(yè)務的各SP只需連接到互聯(lián)網(wǎng)上，通過互聯(lián)網(wǎng)就可以與短信網(wǎng)關(guān)連接。
由于短信網(wǎng)關(guān)需要負責到SP的路由查詢，原則上一家SP的業(yè)務只能從一個短信網(wǎng)關(guān)接入，以免短信信息點播業(yè)務的上行短信發(fā)送到SP時出現(xiàn)路由混亂的情況。
對于特大型SP，如新浪網(wǎng)等，允許其接入多個短信網(wǎng)關(guān)，以分流短信業(yè)務量。在這種情況下，SP對信息點播業(yè)務將采用分區(qū)提供服務的方式。比如假設新浪分別連接了北京、廣州兩處短信網(wǎng)關(guān)，則北京網(wǎng)關(guān)負責北方的業(yè)務，廣州網(wǎng)關(guān)負責南方的業(yè)務。當天津的短信網(wǎng)關(guān)向匯接網(wǎng)關(guān)查詢新浪的路由時，匯接網(wǎng)關(guān)將返回北京短信網(wǎng)關(guān)的地址作為前轉(zhuǎn)網(wǎng)關(guān)的地址當廣西的短信網(wǎng)關(guān)向匯接網(wǎng)關(guān)查詢新浪的路由時，匯接網(wǎng)關(guān)將返回廣州短信網(wǎng)關(guān)的地址作為前轉(zhuǎn)網(wǎng)關(guān)的地址。
8 計費、網(wǎng)管與安全
（1）短信信息服務的計費方式
短信信息服務的計費采集點設在短信網(wǎng)關(guān)，信息計費由GSM網(wǎng)各省計費中心完成。
短信網(wǎng)關(guān)對所有經(jīng)過網(wǎng)關(guān)的短消息產(chǎn)生詳細的計費記錄，包含短消息序列號、短消息類型、用戶類型、計費用戶手機號碼、 SP企業(yè)代碼、第三方號碼（接收短消息的用戶號碼）、服務代碼、業(yè)務代碼、用戶計費類別、信息費、包月費、短消息發(fā)送狀態(tài)、短消息發(fā)送優(yōu)先級、信息長度、計費用戶歸屬省、網(wǎng)關(guān)代碼、前轉(zhuǎn)網(wǎng)關(guān)代碼、短消息中心代碼、申請時間、處理結(jié)束時間等基本計費內(nèi)容。
短信網(wǎng)關(guān)以定時／定量且參數(shù)可調(diào)的方式產(chǎn)生計費記錄文件井明確采集目錄，計費采集接口支持FTP、FTAM等協(xié)議。GSM網(wǎng)各省計費中心設置采集機，完成原始計費記錄的定時采集。
（2）短信網(wǎng)關(guān)的網(wǎng)管
短信網(wǎng)關(guān)提供SNMP接口、開放接口協(xié)議和信息格式、開放MIB庫，支持配置、告警、性能數(shù)據(jù)的采集。
業(yè)務管理主要完成對業(yè)務的統(tǒng)計報告、生成報表、運營者對用戶數(shù)據(jù)的添加、修改、刪除等；
網(wǎng)管監(jiān)控主要完成對網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)的監(jiān)控、查詢、操作和維護的管理。
（3）系統(tǒng)安全
短信網(wǎng)關(guān)在硬件和軟件結(jié)構(gòu)設計上應采用分布式、模塊化的設備，其中硬件設備可考慮采用多臺主機，在網(wǎng)絡上利用四層交換機實現(xiàn)負載分擔工作，避免單點故障，實現(xiàn)設備的安全。
同時短信網(wǎng)關(guān)采用防火墻技術(shù)，可以支持IP包過濾和應用代理方式，防止外界的攻擊，實現(xiàn)信息的安全。
短信網(wǎng)關(guān)與SP在進行CMPP協(xié)議的連接建立時，采用MD5對互相的身份進行認證，實現(xiàn)業(yè)務的安全。
短信網(wǎng)關(guān)與短信中心、計費中心之間的連接都采用專線方式，而且與計費中心的連接還要求計費中心側(cè)加入防火墻，保障了現(xiàn)網(wǎng)設備的安全性不會由于與短信網(wǎng)關(guān)的連接而降低。
今后隨著技術(shù)的發(fā)展，可以考慮在短信網(wǎng)關(guān)之間和短信網(wǎng)關(guān)與SP之間采用IPVPN技術(shù)，使整個系統(tǒng)與互聯(lián)網(wǎng)隔離，更有效地提高系統(tǒng)的安全性。
中國電信(www.chinatelecom.com.cn)
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