通讯网关中的若干核心技术研究

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3.0 赵德峰 2024-11-19 4 4 632.78KB 53 页 15积分
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摘 要
随着业务的不断拓展, 中国移动有很多的平台，由于使用支持中文手机的用
户增多，短信息已经成为手机用户经常使用的业务之一。除了大量使用的手机用
户到手机用户的点对点短信业务之外，从信息平台到手机用户的短信信息服务业
务也在快速发展。在广大服务提供商(SP)的支持下，用户可以采用短信点播或网
站定制的方式得到大量有用信息，SP 也能通过提供有偿信息服务而获得收益，因
此用户和 SP 对短信信息服务业务的需求都很大。
本文就是要研究设计一个短信网关系统来解决当大量信息发送时如何高效
完成短信发送的问题。短信网关(ISMG)的建设可以为 SP 与短消息中心(SMC)之
间数据交换提供一条安全、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，同时完成相应计费采集、业务管理、网络管理
等功能。这一切将使信息发送更加方便，为人们的通讯带来无穷的益处。
短信信息服务参与实体：服务提供商(Service Provider 缩写 SP)：短信信息服
务的信息提供者； 短信网关(Internet Short Message Gateway 缩写 ISMG)：提供
SP 与短信中心之间数据交换的通道，采用 NETPRO 协议与 SP 进行连接，采用
CMPP(China Mobile Peer to Peer) 协议与中国移动网关连接；短信中心(Short
Message Service Center 缩写 SMSC)：利用信令网将短消息发送给手机用户；汇接
网关(Gateway Name Server 缩写 GNS)：提供短信网关的路由查询。
要建立一个良好的网关好的结构设计是少不了的，我们采用的是传统的 C/S
结构。而在网关设计时要解决的问题很多，也就要用到多项核心技术。首先要用
WinSock 技术来维持通讯，其次要实现多线程，再次网关和 SP 之间要建立良好
的通讯协议 NETPRO，验证用户要进行 MD5 加密，利用 COM 技术使得所有 SP
和网关间通讯统一化、简单化。
成功地实现短信网关功能，能够完善中国移动的业务系统，也使其系统更加
多元化。
关键词：组件对象模型（COM）NETPRO 协议 WINSOCK 多线
程MD5 加密算法 CMPP
ABSTRACT
With the development of it’s operation, China Moble has lots of platforms.
Because of the consumers’ growing who have mobiles holding out Chinese, short
messages have become one of the operations mobile consumers’ often used. Besides a
great deal of mobile consumers’ peer to peer operation, short messages from platform
to consumers are also becoming more and more. Under the support of service
providers, consumers may adopt short message ordering programmes or net station
customizing to get a lot of useful information. Service providers can also get profits
through offering valuable information. So consumers and service providers are both
need short message service operation.
This thesis is to study and design an Internet Short Message Gateway to solve the
problem that we complete the function efficiently when much information is sent. The
constructing of Internet Short Message Gateway can give a safe, quick channels for
data exchange between service providers and Short Message Center, so that mobile
consumers can adopt short messages mode to realize intercommunication with service
providers, to take over the information from service providers, at the same time they
complete calculating costs, operation management and network management. All of
this will make info sent conveniently and bring us infinitude benefits.
Short messages information service includes several entities. Service Provider,
short message information providers, Internet Short Message Gateway, Short Message
Service Center and Gateway Name Server. Internet Short Message Gateway provides
channels for data exchange between service providers and Short Message Center and
adopt NETPRO protocol to communicate with service providers and adopt CMPP
protocol to connect with China Mobile gateway. Short Message Service Center sends
short messages to consumers through information order network. Gateway Name
Server provides route query of short message gateway.
To build a gateway, a design of structure is necessary. We adopt C/S structure.
Solving problems in designing a gateway, we need several kernel skills : winsock skill,
multithread skill, NETPRO protocol, MD5 encryption skill and COM skill.
Succeeding in realizing ISMG’s function will perfect China Mobile’s operation
system and make it flourishing.
Key Words: COM, NETPRO Protocol, WinSock, Multithread,
MD5 Encryption, CMPP
目 录
中文摘要
ABSTRACT
第一章 绪论 .....................................................................................................................1
§ 1.1 短信出现在人们的生活中 ................................................................................. 1
§ 1.2 短信业务的目前国内外先进水平及引入网关的必要性 ................................. 2
§ 1.2.1 短信业务的发展阶段 ...................................................................................... 2
§ 1.2.2 早期短信业务引入网关的必要性 .................................................................. 2
§ 1.3 本文所研究的问题和主要工作 ......................................................................... 3
§ 1.3.1 系统科学 .......................................................................................................... 3
§ 1.3.2 短信网关的总体构架 ...................................................................................... 3
§ 1.3.3 开发工具的选择 .............................................................................................. 4
§ 1.4 成果及意义 ......................................................................................................... 4
第二章 软件工程思想及网关设计 ................................................................................ 6
§ 2.1 软件工程 ............................................................................................................. 6
§ 2.1.1 软件工程的概念 .............................................................................................. 6
§ 2.1.2 软件生存周期模型，方法 .............................................................................. 6
§ 2.1.3 可行研究与项目开发计划 .............................................................................. 6
§ 2.1.4 软件需求分析 .................................................................................................. 7
§ 2.1.5 软件概要设计 .................................................................................................. 7
§ 2.1.5.1 软件概要设计概念 ....................................................................................... 7
§ 2.1.5.2 软件概要设计的基本任务 ........................................................................... 7
§ 2.1.5.3 软件设计的基本原理 ................................................................................... 7
§ 2.1.6 软件测试 .......................................................................................................... 8
§ 2.1.6.1 软件测试方法 ............................................................................................... 8
§ 2.1.6.2 软件测试过程和调试 ................................................................................... 9
§ 2.1.7 软件维护 .......................................................................................................... 9
§ 2.2 网关设计 ............................................................................................................. 9
§ 2.2.1 CMPP 功能概述............................................................................................. 10
§ 2.2.2 协议栈 .............................................................................................................11
§ 2.2.3 通信方式 ........................................................................................................ 12
§ 2.2.3.1 长连接 ......................................................................................................... 12
§ 2.2.3.2 短连接 ......................................................................................................... 12
§ 2.2.4 网关系统及核心技术 .................................................................................... 12
第三章 WINDOWS SOCKETS 技术 .........................................................................15
§ 3.1 引言 ................................................................................................................... 15
§ 3.2 WINDOWS SOCKETS 规范 ................................................................................... 15
§ 3.3 WINDOWS SOCKETS 组成部分 ........................................................................... 16
§ 3.4 套接口 ............................................................................................................... 17
§ 3.4.1 基本概念 ........................................................................................................ 17
§ 3.4.2 客户机/服务器模型 ...................................................................................... 17
§ 3.4.3 带外数据 ........................................................................................................ 19
§ 3.5 套接口网络编程原理 ....................................................................................... 19
§ 3.6 WINDOWS SOCKETS 编程原理 .......................................................................... 22
§ 3.7 多线程环境下的 WINDOWS SOCKETS .............................................................. 23
§ 3.8 结束语 ............................................................................................................... 23
第四章 多线程技术 ...................................................................................................... 24
§ 4.1 引言 ................................................................................................................... 24
§ 4.2 进程 ................................................................................................................... 24
§ 4.3 线程 ................................................................................................................... 25
§ 4.3.1 何时创建线程 ................................................................................................ 26
§ 4.3.2 何时不能创建线程 ........................................................................................ 27
§ 4.3.3 线程的优先级 ................................................................................................ 28
§ 4.3.4 多线程同步 .................................................................................................... 29
§ 4.3.4.1 多线程同步方式 ......................................................................................... 29
§ 4.3.4.2 本系统采用的线程通信--利用事件对象 ...................................................29
§ 4.4 结束语 ................................................................................................................ 31
第五章 NETPRO 协议及 MD5 加密算法 .................................................................. 32
§ 5.1 引言 ................................................................................................................... 32
§ 5.2 MD5 加密算法 ..................................................................................................32
§ 5.2.1 MD5 加密算法发展 .......................................................................................32
§ 5.2.2 MD5 加密算法描述 .......................................................................................32
§ 5.2.3 NETPRO 通讯协议流程.................................................................................36
§ 5.2.3.1 HTTP 方式下数据传输过程描述 ............................................................... 36
§ 5.2.3.2 TCP 方式下数据传输过程描述 ..................................................................37
§ 5.2.4 MD5 加密算法在 NETPRO 协议中的应用 .................................................. 38
§ 5.3 结束语 ............................................................................................................... 40
第六章 组件对象模型 .................................................................................................. 41
§ 6.1 引言 ................................................................................................................... 41
§ 6.2 组件对象模型 ................................................................................................... 41
§ 6.2.1 COM 标准....................................................................................................... 41
§ 6.2.2 COM 工作原理............................................................................................... 41
§ 6.2.3 COM 组件开发............................................................................................... 42
§ 6.3 通讯短信网关系统设计 ................................................................................... 42
§ 6.3.1 总体设计 ........................................................................................................ 42
§ 6.3.2 短信网关子系统的实现 ................................................................................ 43
§ 6.3.3 客户端程序设计 ............................................................................................ 45
§ 6.4 结束语 ............................................................................................................... 46
第七章 结束语 .............................................................................................................. 47
第一章 绪论
1
第一章 绪论
§ 1.1 短信出现在人们的生活中
世界发展到今天，信息已经成为人们在生活中不可或缺的要素。对于一个商
业集团，掌握相关信息的多少，获取信息的速度直接影响到了该集团在商界的成
败；人们在生活中如果没有手机似乎就会觉得缺了点什么。而短信息已经成为手
机用户最经常使用的业务之一。除了大量使用的手机用户到手机用户的点对点短
信业务之外，从信息平台到手机用户的短信信息服务业务也在快速发展，该业务
已经成为广大用户及时方便地获取信息的一种手段。在广大服务提供商(SP)的支持
下，用户可以采用短信点播或网站定制的方式得到大量有用信息，SP 也能通过提
供有偿信息服务而获得收益，因此用户和 SP 对短信信息服务业务的需求都很大。
移动梦网短信业务分定制和点播两大类，这两大类又各有手机定制、网站定
制和手机点播、网站点播两种使用方式。以定制为例，想要定制某个 SP 的天气预
报，您就有两种方式，一种方式是使用手机编辑短信发送到 SP 的服务代码，只需
编写短信“TQ”（具体见 SP 的业务提示）发送到该 SP 的服务代码即可。另外一
种方式是登录该 SP 网页，在页面中输入您的手机号，选择“天气预报”，然后点
击“立即订阅”，就定制成功了。点播也是同样的道理，您可以根据自己的实际情
况来选择。
定制或点播成功了，移动梦网短信业务是怎样收费的呢？移动梦网短信业务
的资费由两个部分构成，通信费和信息费。通信费指的是客户使用中国移动或中
国联通的网络而产生的、需要支付给中国移动或中国联通的费用，信息费的具体
标准由提供业务的 SP 制定，各有不同，但单条短信业务的价格应该在 0.1 元到 2
元之间，包月业务的价格应该在 1元到 30 元之间，不会超过最高标准。除非特别
说明，一般情况下，客户发送短信只收取通信费，不收取信息费，而接受短信只
收取信息费，不收取通信费。
在使用定制类业务的时候特别需要注意一点，定制类短信业务分为按条计费
和包月计费两种方式，按条计费业务当退订后立即停止计费，而包月业务在本月
已收取费用，退订后的下个月才会停止计费。
手机短信息业务之所以迅猛发展，有其在传送信息方面的独特优势：价格低
廉，发送一条短信的费用才 0.1 元，大大低于通话费用，而且是单向收费；一些不
易用声音直接表达的意思，可以用短信息轻松传递。2002 年10 月10 日，中国移
动在 GPRS 宽带基础上又推出了“彩信”业务。它最吸引人之处是能传输包括文
本、图片、动画以及视频等在内的数据信息，而且不影响手机的正常通话。这样，
通讯网关中的若干核心技术研究
2
人们在旅途中随时可与身处异地的商业伙伴进行信息交流，也可与亲友自由地互
通图像、声音、照片以及视频短片。
中国移动运营商的有关技术人员认为，手机短信息的生命力很强，未来数年
内的手机短信息业务会很红火。与此同时，手机短信息的红火也产生了一些副作
用，如虚假和色情等有害短信息日益成为社会的一大公害，应该引起人们的重视。
但是无论如何，人们都无法否认短信业务给人们带来的巨大方便，人们也无法离
开短信业务。
§ 1.2 短信业务的目前国内外先进水平及引入网关的必要性
§ 1.2.1 短信业务的发展阶段
从短信业务的发展来看，短信信息服务的发展经历了下述两个时期：
(1)第一阶段，以短信中心为主要的业务提供及信息提供的时期。在此阶段，
短信中心是唯一的信息提供者及数据传输通道，造成信息量少，且各短信中心的
信息来源不一致。这一阶段是短信信息服务的独立发展时期。
(2)第二阶段，以互联网上的信息作为短信的主要信息来源，由互联网上的 SP
直接与各 SMSC 相沟通，建立信息交换的接口。其特点是，由信息的极大富有者
SP 作为信息的提供者，弥补了原来 SMSC 的不足。这一阶段是短信业务的急剧扩
展时期。
目前短信业务正处在业务发展的第二阶段，其主要的业务特征模式就是依附
干原有的手机信息传递方式（短消息），将互联网上的巨大信息量根据用户的要求
通过手机的短消息方式传递给用户。这一发展模式，将传统的信息提供与信息服
务的合二为一彻底分离，体现了一种传统业务与互联网相结合的发展模式。
§ 1.2.2 早期短信业务引入网关的必要性
在这短信信息服务第二阶段业务发展的初期，一般采用 SP 直接与某一个
SMSC 连接，由 SMSC 直接通过信令网发迭短信给用户的方式。但当 SP 的短信信
息服务业务量很大时，全部短信都由与 SP 直连的 SMSC 负责转发，造成该 SMSC
负荷极大，难以满足业务发展的需要。而且，GSM 网的规范做法是由用户归属地
的SMSC 负责用户短信业务的转发，如果该 SMSC 与提供服务的 SP 没有连接，
当用户采用短信点播申请短信信息服务时，上行短信无法发送到该 SP。
因此，随着业务的发展，信息类短信的转发也要求采用 GSM 网的规范做法，
即由用户归属地的 SMSC 负责用户短信信息服务的发送。但是如何将大量 SP 接入
摘要：

摘要随着业务的不断拓展,中国移动有很多的平台，由于使用支持中文手机的用户增多，短信息已经成为手机用户经常使用的业务之一。除了大量使用的手机用户到手机用户的点对点短信业务之外，从信息平台到手机用户的短信信息服务业务也在快速发展。在广大服务提供商(SP)的支持下，用户可以采用短信点播或网站定制的方式得到大量有用信息，SP也能通过提供有偿信息服务而获得收益，因此用户和SP对短信信息服务业务的需求都很大。本文就是要研究设计一个短信网关系统来解决当大量信息发送时如何高效完成短信发送的问题。短信网关(ISMG)的建设可以为SP与短消息中心(SMC)之间数据交换提供一条安全、快捷的通道，以便手机用户采用短信...

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作者：赵德峰 分类：高等教育资料 价格：15积分 属性：53 页 大小：632.78KB 格式：PDF 时间：2024-11-19

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