中國移動VGOP綜合網(wǎng)關系統(tǒng)總體技術要求

1、中國移動通信企業(yè)標準qb-z-011-2009中國移動vgop-綜合網(wǎng)關系統(tǒng)總體技術要求編制說明general information ofvgop-service integrated gateway system版本號：1.0.02009-9-21實施2009-9-21發(fā)布中國移動通信集團公司 發(fā)布目錄1標準編制背景12規(guī)范體系及與其它標準的關系13技術方案分析與選擇23.1.綜合網(wǎng)關系統(tǒng)設計原則23.2.關于綜合網(wǎng)關組網(wǎng)模型的選擇23.3.關于綜合接入網(wǎng)關通信方式比較23.3.1.同步方式23.3.2.異步方式33.3.3.通信方式比較43.3.4.選擇建議53.3.5.風險及防范措施5

2、3.4.綜合網(wǎng)關對sip協(xié)議的支持方式63.4.1.sip協(xié)議格式簡介63.4.2.綜合網(wǎng)關支持sip協(xié)議分析63.4.3.討論結論73.5.vgop-綜合網(wǎng)關接入短/彩信業(yè)務能力及dsmp系統(tǒng)的技術要求73.5.1.支持短/彩信能力調用功能73.5.2.消息下行能力調用73.5.3.消息上行能力調用83.5.4.綜合網(wǎng)關接入dsmp的接口要求83.5.5.業(yè)務流程問題94編制歷史9前 言本標準對vgop-綜合網(wǎng)關系統(tǒng)總體技術要求的制定思路以及依據(jù)做了闡述。本標準對應標準為中國移動vgop-綜合網(wǎng)關系統(tǒng)總體技術要求（標準編號：qb-d-112-2009）本標準由中移技2009270號印發(fā)。本標

3、準由中國移動通信研究院提出，集團公司技術部歸口。本標準起草單位：中國移動通信研究院。本標準主要起草人：段翔、謝豐、胡偉、楊劍1 標準編制背景當前，隨著互聯(lián)網(wǎng)和電信技術迅速發(fā)展，運營商增值業(yè)務的發(fā)展出現(xiàn)了各種新的機遇和挑戰(zhàn)。具體包括：1) 新的業(yè)務和商務模式不斷出現(xiàn)，增值業(yè)務數(shù)量大量增長，如何面向藍海市場，降低業(yè)務創(chuàng)新門檻，提高業(yè)務創(chuàng)新速度和精度，開拓新的增長空間，將是決定增值業(yè)務發(fā)展成功與否的關鍵因素之一；2) 隨著多種業(yè)務基礎設施和業(yè)務能力出現(xiàn)，新型融合類業(yè)務已成為業(yè)務發(fā)展趨勢，多種特征綜合出現(xiàn)的需求強烈，在為業(yè)務創(chuàng)新帶來新的機遇的同時，也提出了技術方面的挑戰(zhàn)；3) 利用不同業(yè)務提供的特征進

4、行業(yè)務創(chuàng)新，能夠將已有業(yè)務進一步轉化為中國移動增值業(yè)務持續(xù)發(fā)展動力，要求運營商能夠最大限度地支持和利用多業(yè)務互通，構建新的業(yè)務特征，提升業(yè)務的用戶感受。在此背景下，為加快業(yè)務創(chuàng)新和開發(fā)速度，構建更豐富的業(yè)務形式和業(yè)務特征，本規(guī)范將基于中國移動業(yè)務網(wǎng)總體架構（sda）規(guī)劃和實施原則，從功能、流程、接口、數(shù)據(jù)、組網(wǎng)、系統(tǒng)要求等方面，定義中國移動業(yè)務層的vgop-綜合網(wǎng)關系統(tǒng)（sig：service integrated gateway）的總體技術要求，向各業(yè)務提供更豐富的業(yè)務能力開放、調用和融合手段，并實現(xiàn)業(yè)務網(wǎng)中的通用化的接入控制功能。2 規(guī)范體系及與其它標準的關系vgop-綜合網(wǎng)關（以下可簡稱

5、綜合網(wǎng)關或sig）是以提供業(yè)務能力開放，支持業(yè)務平臺之間的互通和業(yè)務能力調用，并實現(xiàn)業(yè)務調用和互通鑒權控制為主要功能的承載實時業(yè)務流的網(wǎng)關系統(tǒng)。vgop-綜合網(wǎng)關是基于中國移動業(yè)務網(wǎng)sda架構提出，為業(yè)務網(wǎng)sda架構模型中的接入層設備，是屬于vgop域內的一個獨立子系統(tǒng)。綜合網(wǎng)關系列規(guī)范主要目標是將綜合網(wǎng)關系統(tǒng)的定位和實施原則要求明確化、具體化、規(guī)范化，以指導集團和各省公司綜合網(wǎng)管系統(tǒng)快速、高質量地建設。綜合網(wǎng)關規(guī)范體系定義和描述：1) 總體技術要求：針對中國移動綜合網(wǎng)關系統(tǒng)的定位、系統(tǒng)邊界、總體架構、組網(wǎng)、功能、流程、數(shù)據(jù)、接口等提出總體要求；2) 設備規(guī)范：對綜合網(wǎng)關系統(tǒng)的功能要求和非功能

6、要求等進行詳細定義和描述；3) 接口規(guī)范：對綜合網(wǎng)關系統(tǒng)所涉及到的所有接口進行詳細定義和描述。vgop-綜合網(wǎng)關規(guī)范將引用vgop系統(tǒng)的規(guī)范，如下表所示：序號標準編號標準名稱發(fā)布單位1一級綜合業(yè)務運營平臺（vgop）接口規(guī)范中國移動通信有限公司2數(shù)據(jù)業(yè)務管理平臺（dsmp）接口規(guī)范中國移動通信有限公司3 技術方案分析與選擇3.1. 綜合網(wǎng)關系統(tǒng)設計原則為更好地實現(xiàn)中國移動提出的移動信息專家的戰(zhàn)略目標，為增值業(yè)務發(fā)展的需求提供有力支撐，實現(xiàn)業(yè)務的快速開發(fā)和部署，綜合網(wǎng)關系統(tǒng)的方案設計將堅持如下主要原則：1) 輕量化：綜合網(wǎng)關系統(tǒng)從設計角度將在滿足中國移動現(xiàn)網(wǎng)需求和充分考慮未來演進的基礎上，去除低

7、價值的、冗余的、可用其他高效方式替代的功能，保留核心的、高價值的功能，用最小的代價和成本實現(xiàn)系統(tǒng)功能和需求價值最大化；2) 高靈活和可擴展性：結合綜合網(wǎng)關系統(tǒng)在sda系統(tǒng)中的特殊位置，充分考慮系統(tǒng)在功能、架構、組網(wǎng)、路由等方面的靈活性和可擴展性設計，提供多系統(tǒng)、多廠家、多平臺接入的一致性方案；3) 業(yè)務平臺/業(yè)務能力的平滑接入：由于綜合網(wǎng)關系統(tǒng)將連接各業(yè)務平臺，提供各種業(yè)務能力開放和業(yè)務互通調用，因此在系統(tǒng)設計時應充分考慮各平臺、各業(yè)務能力平滑接入，對新的業(yè)務平臺或業(yè)務能力接入盡量提供網(wǎng)關無升級或以最小的升級代的平滑接入技術方案。3.2. 關于綜合網(wǎng)關組網(wǎng)模型的選擇綜合網(wǎng)關的組網(wǎng)必須考慮組網(wǎng)的

8、靈活性、業(yè)務流程的效率以及中國移動業(yè)務管理的分級。根據(jù)中國移動數(shù)據(jù)業(yè)務開展的模式和管理的模式，綜合網(wǎng)關分為一級綜合網(wǎng)關和各省綜合網(wǎng)關，需要滿足的組網(wǎng)原則如下：1) 集團總部建設一套或者多套一級綜合網(wǎng)關，并可根據(jù)業(yè)務量靈活擴展；2) 各省根據(jù)業(yè)務需要建設一套或者多套綜合網(wǎng)關，并可根據(jù)業(yè)務量靈活擴展；3) 綜合網(wǎng)關系統(tǒng)采用對等組網(wǎng)，業(yè)務流最多在綜合網(wǎng)關中經(jīng)過一跳前轉。因此，為滿足上述組網(wǎng)原則，綜合網(wǎng)關采用“擴展星形連接”組網(wǎng)結構，每個一級綜合網(wǎng)關與每個省綜合網(wǎng)關分別直接相連。3.3. 關于綜合接入網(wǎng)關通信方式比較綜合接入網(wǎng)關可采用兩種通信方式：同步方式和異步方式。本章節(jié)對綜合網(wǎng)關選擇同步通信方式的

9、結論進行論述。3.3.1. 同步方式綜合接入網(wǎng)關與各能力和應用之間的接口通信方式可以采用同步方式。即，網(wǎng)關收到發(fā)送網(wǎng)元的請求后，根據(jù)需要進行處理，包括鑒權、前轉請求、將請求發(fā)送給接收網(wǎng)元、等待目的網(wǎng)元業(yè)務處理完成、從接收網(wǎng)元接收應答、應答前轉，然后將應答回復給發(fā)送網(wǎng)元。在這個過程中，發(fā)送網(wǎng)元與網(wǎng)關之間保持連接，請求與應答使用同一個網(wǎng)絡連接鏈路。同步通信示意圖如下：3.3.2. 異步方式綜合接入網(wǎng)關與各能力和應用之間的接口通信方式可以采用異步方式。即，網(wǎng)關和各能力網(wǎng)元及業(yè)務應用網(wǎng)元發(fā)送請求后，接收網(wǎng)元（包括網(wǎng)關和能力網(wǎng)元及業(yè)務應用網(wǎng)元）進行接入鑒權和消息格式檢查，檢查通過后立即返回一個消息已接受

10、的確認信息，然后再進行下一步操作，如鑒權、前轉或者發(fā)送消息。在目的網(wǎng)元對業(yè)務處理完成后，再通過業(yè)務應答消息方式向請求網(wǎng)元發(fā)送業(yè)務應答內容；同樣，收到應答的網(wǎng)元也是在進行接入鑒權和格式檢查后，立即返回消息已接受的確認信息，再進行下一步的業(yè)務操作。在這個過程中，發(fā)送網(wǎng)元與網(wǎng)關之間不保持連接，請求與應答使用不同的網(wǎng)絡連接鏈路。異步通信示意圖如下：3.3.3. 通信方式比較方式優(yōu)點缺點同步通信網(wǎng)元之間通信方式簡單；業(yè)務應用及網(wǎng)關內部處理和實現(xiàn)比較容易；webservice+xml 方式的同步通信有比較成熟的現(xiàn)網(wǎng)案例；在某個網(wǎng)元出現(xiàn)性能問題或者斷開時，容易造成堵塞，并且堵塞現(xiàn)象會擴散蔓延；網(wǎng)關需要保持網(wǎng)

11、絡鏈接并等待應答，并發(fā)量大的時候需要占用大量的系統(tǒng)資源；異步通信接受請求后即可釋放鏈接，不會大量占用系統(tǒng)資源；在某個網(wǎng)元出現(xiàn)性能問題或者斷開時，不會造成大面積的堵塞；業(yè)務應用需要匹配請求和業(yè)務應答，增加了處理工作量；異步通信在跨多個網(wǎng)元時，中間環(huán)節(jié)的通信故障不容易回送給發(fā)送網(wǎng)元，發(fā)送網(wǎng)元必須在等待業(yè)務應答超時后才可以采取重發(fā)等處理措施；webservicexml 方式的異步通信沒有現(xiàn)網(wǎng)成熟應用案例；同步/異步可以靈活根據(jù)能力、調用業(yè)務等配置選擇通信方式；各能力、業(yè)務應用網(wǎng)元和網(wǎng)關實現(xiàn)較復雜，對于簡單業(yè)務應用和能力增加了不必要的工作量；增加了配置信息全網(wǎng)一致性保障要求，否則容易導致各網(wǎng)元之間對同

12、一個請求的同步、異步方式選擇不一致，從而導致更復雜的業(yè)務場景，難以進行網(wǎng)絡跟蹤和維護；3.3.4. 選擇建議經(jīng)比較和利弊權衡，在一期綜合接入網(wǎng)關試點階段，建議綜合網(wǎng)關采用同步通信方式。后續(xù)根據(jù)實際應用情況，再考慮釋放需要調整。3.3.5. 風險及防范措施同步通信方式主要有兩個風險，具體風險和防范措施如下：1) 擁塞的風險采用同步通信方式，在某個網(wǎng)元出現(xiàn)性能問題或者斷開時，容易造成堵塞，并且這種堵塞現(xiàn)象會向其他有連接的網(wǎng)元擴散蔓延，極端情況下會導致全網(wǎng)大面積的系統(tǒng)堵塞，造成業(yè)務不可用。為防范這種風險，網(wǎng)關可考慮采用流量控制的措施，包括以下幾種：i. 總體并發(fā)連接數(shù)限制。網(wǎng)關對同時可接入的總并發(fā)連

13、接數(shù)進行限制，超過該限制即拒絕外部網(wǎng)元的新增連接請求，確保網(wǎng)關本身不會因為大量的并發(fā)連接請求而導致系統(tǒng)癱瘓。從而將堵塞限制在單個網(wǎng)關的范圍內，不會造成全網(wǎng)擴散；ii. 單個網(wǎng)元并發(fā)連接數(shù)限制。在總并發(fā)連接數(shù)限制的基礎上，網(wǎng)關對單個網(wǎng)元發(fā)起的并發(fā)連接數(shù)進行限制，在該網(wǎng)元的并發(fā)連接數(shù)超過上限后，拒絕該網(wǎng)元的新增連接請求。單個網(wǎng)元的并發(fā)連接限制可以針對各個網(wǎng)元進行單獨設置。這樣可以確保單個網(wǎng)元堵塞時，不至于影響到其他的網(wǎng)元；同時可以確保所有網(wǎng)元可以公平地分配到網(wǎng)絡連接數(shù)，避免單個網(wǎng)元耗光所有連接從而導致其他網(wǎng)元受到拖累；iii. 流量窗口限制。流量窗口指已接受的請求與已處理完成的請求之間的差，表示網(wǎng)

14、關內部目前仍然在處理之中的請求總數(shù)。流量窗口對接入的連接和向外發(fā)送的連接都適用。網(wǎng)關對接收流量窗口進行限制，在超過流量窗口后，拒絕接受新增請求，這樣可以避免網(wǎng)關本身接受超過自身處理能力的請求，造成自身的性能堵塞。網(wǎng)關對發(fā)送流量窗口進行限制，在超過流量窗口后，拒絕向該網(wǎng)元發(fā)送請求，避免該網(wǎng)元的故障造成對自身的影響。iv. 以上的三種流量限制，都需要向網(wǎng)管系統(tǒng)發(fā)送告警信息，在出現(xiàn)故障和性能隱患時及時通知系統(tǒng)維護人員進行干預。2) 系統(tǒng)資源的風險采用同步通信方式時，網(wǎng)關在接受網(wǎng)元請求到向網(wǎng)元返回應答之間，需要保持網(wǎng)絡鏈接，在并發(fā)量大的時候需要占用大量的系統(tǒng)資源，有可能造成網(wǎng)關系統(tǒng)資源占用率過高，極端

15、情況下會導致網(wǎng)關癱瘓。為防范這種風險，可考慮采用以下措施：i. 采用通信前置機后置業(yè)務處理機的處理方式；通信前置機接受網(wǎng)元請求并保持網(wǎng)絡連接，由后置業(yè)務機對具體業(yè)務流程進行處理，處理完成后通過通信前置機返回業(yè)務應答；這樣可以將資源占用請求分攤到前置機和后置機，前置機可以采用多臺較廉價的機器（如 pcserver等），可以方便地通過增加前置機達到提升并發(fā)連接數(shù)的目的；后置機則采用高性能的機器（如小型機等），增強處理能力；ii. 在實現(xiàn)方式上，建議在通信接口層面采用同步方式，而內部的處理則采用異步方式，以提高內部處理能力，并減少內部系統(tǒng)資源的占用。3.4. 綜合網(wǎng)關對sip協(xié)議的支持方式3.4.1

16、. sip協(xié)議格式簡介sip協(xié)議是一個用于建立、更改和終止多媒體會話或呼叫的應用層協(xié)議。多媒體會話可以是多媒體會議、遠程教學、因特網(wǎng)電話等各種應用。sip協(xié)議是從http的基礎上發(fā)展起來的，基于文本的消息編碼，底層協(xié)議采用tcp/udp，消息格式如下：invite sip:bob sip/2.0via: sip/2.0/udp ;branch=z9hg4bk776asdhdsmax-forwards: 70to: bob <sip:bob>from: alice <sip:alice>tag=1928301774call-id: a84b4c76e66710cseq:

17、314159 invitecontact: <sip:alice>content-type: application/sdpcontent-length: 142message body(sdp)sip core部分包括的請求消息invite、ack、options、bye、 cancel、register等；sip 響應部分包括1xx、2xx、3xx、4xx、5xx、6xx等3.4.2. 綜合網(wǎng)關支持sip協(xié)議分析綜合網(wǎng)關支持sip協(xié)議可以采用兩種方式：1. 北向接口采用webservice，南向接口采用sip，這樣要求綜合網(wǎng)關進行soap協(xié)議與sip協(xié)議的適配與轉化。北向接口的

18、webservice定義需要具體的業(yè)務場景，否則沒有辦法定義具體的消息。2. 北向和南向都采用sip協(xié)議，綜合網(wǎng)關采用透傳sip協(xié)議，采用該方式可以不用關心業(yè)務場景，但是需要解決現(xiàn)有的綜合網(wǎng)關與業(yè)務平臺的soap頭的消息如果通過sip協(xié)議來承載。有兩種方式可以處理：a) 這些soap頭消息在sip頭中攜帶，采用該方式要求業(yè)務平臺和綜合網(wǎng)關都支持這些私有的大量擴展sip頭消息。業(yè)務平臺和綜合網(wǎng)關處理都比較麻煩，不建議采用該方式。b) 在sip體中協(xié)議這些soap消息，采用該方式仍然需要定義一套私有的sip消息體協(xié)商機制。并且采用該方案還有一個問題就是，象presence業(yè)務本省也是需要攜帶消息體

19、的，sip協(xié)議不支持在同一個消息中協(xié)議兩個消息體，因此還需要定義一套機制來保證將業(yè)務應用實際需要的消息體與”soap消息頭”的消息體封裝的機制，該機制實現(xiàn)非常復雜，而且是私有協(xié)議沒有通用性。從業(yè)界來看也沒有這種用法，不建議采用該方式。3.4.3. 討論結論綜合前面的討論，建議的實現(xiàn)方式還是建議采用北向webservice，南向sip的方式。在有該業(yè)務場景的時候再根據(jù)業(yè)務場景來明確定義具體的webservcie接口消息支持。由于本版本綜合網(wǎng)關規(guī)范不對sip協(xié)議進行支持，因此本章節(jié)結論在后續(xù)綜合網(wǎng)關滿足支持sip協(xié)議的需求時可以適用。3.5. vgop-綜合網(wǎng)關接入短/彩信業(yè)務能力及dsmp系統(tǒng)的

20、技術要求3.5.1. 支持短/彩信能力調用功能前提：所有綜合網(wǎng)關直聯(lián)與各省彩信中心；各省綜合網(wǎng)關僅和本省短信中心連接。1、 綜合網(wǎng)關與彩信中心采用mm7接口，與業(yè)務層采用目前定義的soap接口，綜合網(wǎng)關要做兩個接口之間的協(xié)議轉換。2、 綜合網(wǎng)關以smpp連短信中心，網(wǎng)關與業(yè)務網(wǎng)元、網(wǎng)關之間采用soap接口，綜合網(wǎng)關要做兩個接口之間的協(xié)議轉換。3.5.2. 消息下行能力調用綜合網(wǎng)關支持對短信、彩信下行的能力調用，具有如下要求：1) 在接入地網(wǎng)關對消息的下行進行鑒權，鑒權要素包含業(yè)務和服務代碼的合法性、用戶的簽約關系等；2) 短信按計費用戶號路由到用戶的歸屬地smsc、彩信按目的用戶號路由到mms

21、c下發(fā)請求；3) 網(wǎng)關緩存消息請求的唯一標示，待收到消息下發(fā)的狀態(tài)報告進行匹配，生成相應的業(yè)務使用記錄，用于計費結算；4) 網(wǎng)關對消息能力的調用請求采取立即應答機制，并支持消息的存儲轉發(fā)功能；5) 網(wǎng)關需解析請求的消息體來獲取路由及鑒權數(shù)據(jù)元素接口要求：1) 利用消息頭providerifname字段定義短信、彩信下行的能力調用標示；2) 消息體包含消息唯一標示、業(yè)務標示、服務代碼、計費用戶號和目的用戶號、消息內容等字段；3.5.3. 消息上行能力調用綜合網(wǎng)關支持對短信、彩信上行的能力調用，具有如下要求：1) 接入地綜合網(wǎng)關根據(jù)消息接入號與callersid的對應關系，（這個對應關系可以在網(wǎng)關

22、側配置，也可通過enum-dns進行查詢，需要擴展enum-dns的接口），前轉到對應的網(wǎng)關，或送到對應業(yè)務平臺2) 綜合網(wǎng)關要實現(xiàn)消息內容的緩存重發(fā)3) 綜合網(wǎng)關記錄上行消息，用與計費不均衡通訊費的核減。4) 綜合網(wǎng)關需要支持消息下發(fā)狀態(tài)報告原路返回功能。接口要求：1) 利用消息頭providerifname字段定義短信、彩信上行消息和狀態(tài)報告的通知指令標示；2) 上行消息體包含消息唯一標示、業(yè)務標示（可選）、接入號（支持長號碼）、用戶號碼、消息內容等字段；3) 狀態(tài)報告消息體包含消息唯一標示（與原下發(fā)消息對應）、接入號、計費用戶號碼、消息下發(fā)狀態(tài)等字段3.5.4. 綜合網(wǎng)關接入dsmp的接口要求1) dsmp需要增加接入的綜合網(wǎng)關設備類型；2) 鑒權批價接口中的sp的企業(yè)代碼在綜合網(wǎng)關中沒有定義，綜合網(wǎng)關中需要配置pid與sp企業(yè)代碼的映射關系；3) 鑒權批價接口