中国移动VGOP综合网关系统总体技术要求.doc

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1、中国移动通信企业标准QB-Z-011-2009中国移动VGOP-综合网关系统总体技术要求编制说明General Information ofVGOP-Service Integrated Gateway System版本号：1.0.02009-9-21实施2009-9-21发布中国移动通信集团公司 发布目录1标准编制背景12规范体系及与其它标准的关系13技术方案分析与选择23.1.综合网关系统设计原则23.2.关于综合网关组网模型的选择23.3.关于综合接入网关通信方式比较23.3.1.同步方式23.3.2.异步方式33.3.3.通信方式比较43.3.4.选择建议53.3.5.风险及防范措施5

2、3.4.综合网关对SIP协议的支持方式63.4.1.SIP协议格式简介63.4.2.综合网关支持SIP协议分析63.4.3.讨论结论73.5.VGOP-综合网关接入短/彩信业务能力及DSMP系统的技术要求73.5.1.支持短/彩信能力调用功能73.5.2.消息下行能力调用73.5.3.消息上行能力调用83.5.4.综合网关接入DSMP的接口要求83.5.5.业务流程问题94编制历史9前 言本标准对VGOP-综合网关系统总体技术要求的制定思路以及依据做了阐述。本标准对应标准为中国移动VGOP-综合网关系统总体技术要求（标准编号：QB-D-112-2009）本标准由中移技2009270号印发。本标

3、准由中国移动通信研究院提出，集团公司技术部归口。本标准起草单位：中国移动通信研究院。本标准主要起草人：段翔、谢丰、胡伟、杨剑1 标准编制背景当前，随着互联网和电信技术迅速发展，运营商增值业务的发展出现了各种新的机遇和挑战。具体包括：1) 新的业务和商务模式不断出现，增值业务数量大量增长，如何面向蓝海市场，降低业务创新门槛，提高业务创新速度和精度，开拓新的增长空间，将是决定增值业务发展成功与否的关键因素之一；2) 随着多种业务基础设施和业务能力出现，新型融合类业务已成为业务发展趋势，多种特征综合出现的需求强烈，在为业务创新带来新的机遇的同时，也提出了技术方面的挑战；3) 利用不同业务提供的特征进

4、行业务创新，能够将已有业务进一步转化为中国移动增值业务持续发展动力，要求运营商能够最大限度地支持和利用多业务互通，构建新的业务特征，提升业务的用户感受。在此背景下，为加快业务创新和开发速度，构建更丰富的业务形式和业务特征，本规范将基于中国移动业务网总体架构（SDA）规划和实施原则，从功能、流程、接口、数据、组网、系统要求等方面，定义中国移动业务层的VGOP-综合网关系统（SIG：Service Integrated Gateway）的总体技术要求，向各业务提供更丰富的业务能力开放、调用和融合手段，并实现业务网中的通用化的接入控制功能。2 规范体系及与其它标准的关系VGOP-综合网关（以下可简称

5、综合网关或SIG）是以提供业务能力开放，支持业务平台之间的互通和业务能力调用，并实现业务调用和互通鉴权控制为主要功能的承载实时业务流的网关系统。VGOP-综合网关是基于中国移动业务网SDA架构提出，为业务网SDA架构模型中的接入层设备，是属于VGOP域内的一个独立子系统。综合网关系列规范主要目标是将综合网关系统的定位和实施原则要求明确化、具体化、规范化，以指导集团和各省公司综合网管系统快速、高质量地建设。综合网关规范体系定义和描述：1) 总体技术要求：针对中国移动综合网关系统的定位、系统边界、总体架构、组网、功能、流程、数据、接口等提出总体要求；2) 设备规范：对综合网关系统的功能要求和非功能

6、要求等进行详细定义和描述；3) 接口规范：对综合网关系统所涉及到的所有接口进行详细定义和描述。VGOP-综合网关规范将引用VGOP系统的规范，如下表所示：序号标准编号标准名称发布单位1一级综合业务运营平台（VGOP）接口规范中国移动通信有限公司2数据业务管理平台（DSMP）接口规范中国移动通信有限公司3 技术方案分析与选择3.1. 综合网关系统设计原则为更好地实现中国移动提出的移动信息专家的战略目标，为增值业务发展的需求提供有力支撑，实现业务的快速开发和部署，综合网关系统的方案设计将坚持如下主要原则：1) 轻量化：综合网关系统从设计角度将在满足中国移动现网需求和充分考虑未来演进的基础上，去除低

7、价值的、冗余的、可用其他高效方式替代的功能，保留核心的、高价值的功能，用最小的代价和成本实现系统功能和需求价值最大化；2) 高灵活和可扩展性：结合综合网关系统在SDA系统中的特殊位置，充分考虑系统在功能、架构、组网、路由等方面的灵活性和可扩展性设计，提供多系统、多厂家、多平台接入的一致性方案；3) 业务平台/业务能力的平滑接入：由于综合网关系统将连接各业务平台，提供各种业务能力开放和业务互通调用，因此在系统设计时应充分考虑各平台、各业务能力平滑接入，对新的业务平台或业务能力接入尽量提供网关无升级或以最小的升级代的平滑接入技术方案。3.2. 关于综合网关组网模型的选择综合网关的组网必须考虑组网的

8、灵活性、业务流程的效率以及中国移动业务管理的分级。根据中国移动数据业务开展的模式和管理的模式，综合网关分为一级综合网关和各省综合网关，需要满足的组网原则如下：1) 集团总部建设一套或者多套一级综合网关，并可根据业务量灵活扩展；2) 各省根据业务需要建设一套或者多套综合网关，并可根据业务量灵活扩展；3) 综合网关系统采用对等组网，业务流最多在综合网关中经过一跳前转。因此，为满足上述组网原则，综合网关采用“扩展星形连接”组网结构，每个一级综合网关与每个省综合网关分别直接相连。3.3. 关于综合接入网关通信方式比较综合接入网关可采用两种通信方式：同步方式和异步方式。本章节对综合网关选择同步通信方式的

9、结论进行论述。3.3.1. 同步方式综合接入网关与各能力和应用之间的接口通信方式可以采用同步方式。即，网关收到发送网元的请求后，根据需要进行处理，包括鉴权、前转请求、将请求发送给接收网元、等待目的网元业务处理完成、从接收网元接收应答、应答前转，然后将应答回复给发送网元。在这个过程中，发送网元与网关之间保持连接，请求与应答使用同一个网络连接链路。同步通信示意图如下：3.3.2. 异步方式综合接入网关与各能力和应用之间的接口通信方式可以采用异步方式。即，网关和各能力网元及业务应用网元发送请求后，接收网元（包括网关和能力网元及业务应用网元）进行接入鉴权和消息格式检查，检查通过后立即返回一个消息已接受

10、的确认信息，然后再进行下一步操作，如鉴权、前转或者发送消息。在目的网元对业务处理完成后，再通过业务应答消息方式向请求网元发送业务应答内容；同样，收到应答的网元也是在进行接入鉴权和格式检查后，立即返回消息已接受的确认信息，再进行下一步的业务操作。在这个过程中，发送网元与网关之间不保持连接，请求与应答使用不同的网络连接链路。异步通信示意图如下：3.3.3. 通信方式比较方式优点缺点同步通信网元之间通信方式简单；业务应用及网关内部处理和实现比较容易；WebService+XML 方式的同步通信有比较成熟的现网案例；在某个网元出现性能问题或者断开时，容易造成堵塞，并且堵塞现象会扩散蔓延；网关需要保持网

11、络链接并等待应答，并发量大的时候需要占用大量的系统资源；异步通信接受请求后即可释放链接，不会大量占用系统资源；在某个网元出现性能问题或者断开时，不会造成大面积的堵塞；业务应用需要匹配请求和业务应答，增加了处理工作量；异步通信在跨多个网元时，中间环节的通信故障不容易回送给发送网元，发送网元必须在等待业务应答超时后才可以采取重发等处理措施；WebServiceXML 方式的异步通信没有现网成熟应用案例；同步/异步可以灵活根据能力、调用业务等配置选择通信方式；各能力、业务应用网元和网关实现较复杂，对于简单业务应用和能力增加了不必要的工作量；增加了配置信息全网一致性保障要求，否则容易导致各网元之间对同

12、一个请求的同步、异步方式选择不一致，从而导致更复杂的业务场景，难以进行网络跟踪和维护；3.3.4. 选择建议经比较和利弊权衡，在一期综合接入网关试点阶段，建议综合网关采用同步通信方式。后续根据实际应用情况，再考虑释放需要调整。3.3.5. 风险及防范措施同步通信方式主要有两个风险，具体风险和防范措施如下：1) 拥塞的风险采用同步通信方式，在某个网元出现性能问题或者断开时，容易造成堵塞，并且这种堵塞现象会向其他有连接的网元扩散蔓延，极端情况下会导致全网大面积的系统堵塞，造成业务不可用。为防范这种风险，网关可考虑采用流量控制的措施，包括以下几种：i. 总体并发连接数限制。网关对同时可接入的总并发连

13、接数进行限制，超过该限制即拒绝外部网元的新增连接请求，确保网关本身不会因为大量的并发连接请求而导致系统瘫痪。从而将堵塞限制在单个网关的范围内，不会造成全网扩散；ii. 单个网元并发连接数限制。在总并发连接数限制的基础上，网关对单个网元发起的并发连接数进行限制，在该网元的并发连接数超过上限后，拒绝该网元的新增连接请求。单个网元的并发连接限制可以针对各个网元进行单独设置。这样可以确保单个网元堵塞时，不至于影响到其他的网元；同时可以确保所有网元可以公平地分配到网络连接数，避免单个网元耗光所有连接从而导致其他网元受到拖累；iii. 流量窗口限制。流量窗口指已接受的请求与已处理完成的请求之间的差，表示网

14、关内部目前仍然在处理之中的请求总数。流量窗口对接入的连接和向外发送的连接都适用。网关对接收流量窗口进行限制，在超过流量窗口后，拒绝接受新增请求，这样可以避免网关本身接受超过自身处理能力的请求，造成自身的性能堵塞。网关对发送流量窗口进行限制，在超过流量窗口后，拒绝向该网元发送请求，避免该网元的故障造成对自身的影响。iv. 以上的三种流量限制，都需要向网管系统发送告警信息，在出现故障和性能隐患时及时通知系统维护人员进行干预。2) 系统资源的风险采用同步通信方式时，网关在接受网元请求到向网元返回应答之间，需要保持网络链接，在并发量大的时候需要占用大量的系统资源，有可能造成网关系统资源占用率过高，极端

15、情况下会导致网关瘫痪。为防范这种风险，可考虑采用以下措施：i. 采用通信前置机后置业务处理机的处理方式；通信前置机接受网元请求并保持网络连接，由后置业务机对具体业务流程进行处理，处理完成后通过通信前置机返回业务应答；这样可以将资源占用请求分摊到前置机和后置机，前置机可以采用多台较廉价的机器（如 PCServer等），可以方便地通过增加前置机达到提升并发连接数的目的；后置机则采用高性能的机器（如小型机等），增强处理能力；ii. 在实现方式上，建议在通信接口层面采用同步方式，而内部的处理则采用异步方式，以提高内部处理能力，并减少内部系统资源的占用。3.4. 综合网关对SIP协议的支持方式3.4.1

16、. SIP协议格式简介SIP协议是一个用于建立、更改和终止多媒体会话或呼叫的应用层协议。多媒体会话可以是多媒体会议、远程教学、因特网电话等各种应用。SIP协议是从HTTP的基础上发展起来的，基于文本的消息编码，底层协议采用TCP/UDP，消息格式如下：INVITE sip:bob SIP/2.0Via: SIP/2.0/UDP ;branch=z9hG4bK776asdhdsMax-Forwards: 70To: Bob From: Alice ;tag=1928301774Call-ID: a84b4c76e66710CSeq: 314159 INVITEContact: Content-T

17、ype: application/sdpContent-Length: 142message body(SDP)SIP Core部分包括的请求消息INVITE、ACK、OPTIONS、BYE、 CANCEL、REGISTER等；SIP 响应部分包括1XX、2XX、3XX、4XX、5XX、6XX等3.4.2. 综合网关支持SIP协议分析综合网关支持SIP协议可以采用两种方式：1. 北向接口采用WebService，南向接口采用SIP，这样要求综合网关进行SOAP协议与SIP协议的适配与转化。北向接口的WebService定义需要具体的业务场景，否则没有办法定义具体的消息。2. 北向和南向都采用S

18、IP协议，综合网关采用透传SIP协议，采用该方式可以不用关心业务场景，但是需要解决现有的综合网关与业务平台的SOAP头的消息如果通过SIP协议来承载。有两种方式可以处理：a) 这些SOAP头消息在SIP头中携带，采用该方式要求业务平台和综合网关都支持这些私有的大量扩展sip头消息。业务平台和综合网关处理都比较麻烦，不建议采用该方式。b) 在SIP体中协议这些SOAP消息，采用该方式仍然需要定义一套私有的sip消息体协商机制。并且采用该方案还有一个问题就是，象Presence业务本省也是需要携带消息体的，SIP协议不支持在同一个消息中协议两个消息体，因此还需要定义一套机制来保证将业务应用实际需要

19、的消息体与”SOAP消息头”的消息体封装的机制，该机制实现非常复杂，而且是私有协议没有通用性。从业界来看也没有这种用法，不建议采用该方式。3.4.3. 讨论结论综合前面的讨论，建议的实现方式还是建议采用北向webService，南向sip的方式。在有该业务场景的时候再根据业务场景来明确定义具体的Webservcie接口消息支持。由于本版本综合网关规范不对SIP协议进行支持，因此本章节结论在后续综合网关满足支持SIP协议的需求时可以适用。3.5. VGOP-综合网关接入短/彩信业务能力及DSMP系统的技术要求3.5.1. 支持短/彩信能力调用功能前提：所有综合网关直联与各省彩信中心；各省综合网关

20、仅和本省短信中心连接。1、 综合网关与彩信中心采用MM7接口，与业务层采用目前定义的SOAP接口，综合网关要做两个接口之间的协议转换。2、 综合网关以SMPP连短信中心，网关与业务网元、网关之间采用SOAP接口，综合网关要做两个接口之间的协议转换。3.5.2. 消息下行能力调用综合网关支持对短信、彩信下行的能力调用，具有如下要求：1) 在接入地网关对消息的下行进行鉴权，鉴权要素包含业务和服务代码的合法性、用户的签约关系等；2) 短信按计费用户号路由到用户的归属地SMSC、彩信按目的用户号路由到MMSC下发请求；3) 网关缓存消息请求的唯一标示，待收到消息下发的状态报告进行匹配，生成相应的业务使

21、用记录，用于计费结算；4) 网关对消息能力的调用请求采取立即应答机制，并支持消息的存储转发功能；5) 网关需解析请求的消息体来获取路由及鉴权数据元素接口要求：1) 利用消息头providerIFName字段定义短信、彩信下行的能力调用标示；2) 消息体包含消息唯一标示、业务标示、服务代码、计费用户号和目的用户号、消息内容等字段；3.5.3. 消息上行能力调用综合网关支持对短信、彩信上行的能力调用，具有如下要求：1) 接入地综合网关根据消息接入号与CallerSID的对应关系，（这个对应关系可以在网关侧配置，也可通过ENUM-DNS进行查询，需要扩展ENUM-DNS的接口），前转到对应的网关，或

22、送到对应业务平台2) 综合网关要实现消息内容的缓存重发3) 综合网关记录上行消息，用与计费不均衡通讯费的核减。4) 综合网关需要支持消息下发状态报告原路返回功能。接口要求：1) 利用消息头providerIFName字段定义短信、彩信上行消息和状态报告的通知指令标示；2) 上行消息体包含消息唯一标示、业务标示（可选）、接入号（支持长号码）、用户号码、消息内容等字段；3) 状态报告消息体包含消息唯一标示（与原下发消息对应）、接入号、计费用户号码、消息下发状态等字段3.5.4. 综合网关接入DSMP的接口要求1) DSMP需要增加接入的综合网关设备类型；2) 鉴权批价接口中的SP的企业代码在综合网

23、关中没有定义，综合网关中需要配置PID与SP企业代码的映射关系；3) 鉴权批价接口中的SP的业务代码在综合网关中没有定义，综合网关中需要配置SID与SP企业代码的映射关系；4) 用户点播上行消息时综合网关向DSMP发起鉴权批价请求，DSMP鉴权批价应答时会返回LinkID，该LinkID需要返回给第三方业务平台，第三方业务平台下行用户点播业务时，需要携带LinkID。目前综合网关中的接口中没有这个字段，因此可能需要对接口消息头进行扩展；5) DSMP的鉴权批价接口中的ServiceType字段标识业务类别（SMSMO、SMSMT、MMSAO、MMSAT），综合网关接口中这个字段目前的取值从哪里

24、获取（由第三方业务平台携带下来，还是综合网关自己根据接口自己判断）不明确，需要进行扩展；6) DSMP需增加用户开放能力允许业务平台调用的接口。3.5.5. 业务流程问题 综合接入网关需要处理SMSC/MMSC上行消息，上行消息处理流程跟一般业务调用请求不一样：1) 需要向DSMP进行鉴权批价；2) 如果不是订购或退订请求，根据接入号转发给第三方业务平台；3) 如果DSMP返回上行消息为订购或退订请求，则不转发给第三方业务平台；4) 如果DSMP返回需要用户二次确认，则需要将请求缓存，并等待DSMP的点播类业务用户确认通知请求，根据用户确认结果再做处理，用户确认点播时处理逻辑跟以上相同，用户确认不点播则不转发给第三方业务平台。注：由于本版本综合网关不接短信/彩信业务能力，也不接入DSMP系统，因此上述分析可以在综合网关接入短/彩信及DSMP系统时适用。4 编制历史版本号更新时间主要内容或重大修改1.0.02009-07-29本编制说明的主要对VGOP-综合网关的研究背景、方案选择和储备技术方案进行了详细阐述1.0.0版本；编号：QB-Z-011-2009