码厩技术博客

#3 CMPP: UDH 头

中国移动 CMPP 协议中的 UDH 头设计源自 SMPP 协议，SMPP 协议又是参考的 GSM 短信服务的相关标准。

1. TP_UDHI 字段，1 bit，对应 GSM 协议中的 UDHI，表示短信中是否包含 UDH。

UDH

UDH，User Data Header，定义在 GSM 03.40 / 3GPP 23.040 中。
UDH 是短信中可能包含的一个二进制头部，对短信服务进行拓展。
可以实现以下功能：

1. 长短信（级联短信）：切割成多条，需要通过 UDH 中的总条数和序号来组装。
2. EMS，增强型消息服务，支持颜色，文件格式，图片，动画，音乐
3. MMS，彩信
4. 本地语言转换表（Nation Language Shift Table）：在 GSM-7 的框架上支持其他国家的语言。

概念:

• TP（Transfer Layer Protocol，传输层协议）
• TP-UD（User Data，用户数据），就是短信的正文部分
• 如果存在 UDH，那就在 TP-UD 的开头
• TP-UDHI（User Data Header Indicator，用户数据头指示器）
• 消息的第六 bit，表示短信中是否存在 UDH

UDHL：UDH Length，UDH 的第一字节，表示 UDH 的长度。
UDH 剩余部分是若干标签 + 长度 + 值的组合。其中标签又叫做 IEI（Information-Element-Identifier，信息元素标识符），占一字节。

例如：05 00 03 5F 03 01

• 第一字节 05，表示后面还有 5 Byte 是 UDH
• 第二字节 00，按照下面的 IEI 表，表示级联短信
• 第三字节 03，表示 IEI Length，也就是说这个 IEI 还有 3 Byte
• 第四字节 5F，按照级联短信的设计，这个 Byte 是一个随机 int8，避免不同批次短信搞混
• 第五字节 03，按照级联短信的设计，这个 Byte 表示总短信长度
• 第六字节 01，按照级联短信的设计，这个 Byte 表示当前短信在这一批次短信中的序号

重点：如果短信采用 GSM-7 编码，则需要对齐到 7 bit，也就是说真正需要的 bit 数是 math.ceil(6 * 8 / 7) * 7
上面这个例子，8 bit _ 6 = 48 bit，需要增加 1 bit，对齐成 7 bit _ 7 = 49 bit。

UDH Information Elements

参考资料与拓展阅读

• https://en.wikipedia.org/wiki/User_Data_Header
• https://en.wikipedia.org/wiki/Concatenated_SMS

#2 CMPP/SGIP/SMGP

• SMS: Short Message Service, 短信
• GSM: Global System for Mobile Communications，全球移动通信系统
• SP: Service Provider，服务商
• SMG: Short Message Gateway，短信网关, 作为 SMC 对外提供的接口，处理不同系统之间的短信交换（SMC 之间，SP 和 SMC 之间）
  部分资料也写作 SMGW，ISMG (Internet Short Message Gateway)
• GNS: Gateway Name Server, 网关名称服务器（汇接网关），类似 DNS
• SMC: Short Message Center，短信中心
• PSTN: Public Switched Telephone Network，公用电话网络
• ISDN: Integrated Services Digital Network，综合数字网络
• MSISDN: Mobile Subscriber Integrated Services Digital Network，移动用户数字网络
• SMPP: Short Message Peer-to-Peer，短信点对点协议 https://smpp.org/

对于开发者，只用了解协议中与 SP 相关的部分，也就是 SP 和 SMG 打交道的部分。

SP 的 SMS 要进入 SMC 需要走 SMG。

手机号的国际规范: ITU-T E.164

中国移动 CMPP (China Mobile Peer to Peer)

https://baike.baidu.com/item/CMPP

中国移动点对点协议
中国移动通信互联网短信网关接口协议

基于 TCP 协议。

说明：为中国移动通信集团公司企业规范。规范中描述了中国移动短信业务中各网元（包括 ISMG、 GNS 和 SP）之间的相关消息的类型和定义。

规范中定义了以下三方面的内容：

1. 信息资源站实体与互联网短信网关之间的接口协议；
2. 互联网短信网关之间的接口协议；
3. 互联网短信网关与汇接网关之间的接口协议。

适用于各 SP 和 ISMG 的开发厂商。

中国联通 SGIP (Short Message Gateway Interface Protocol)

https://baike.baidu.com/item/SGIP

中国联合通信公司短消息网关系统接口协议

SGIP 是的英文缩写，是中国联合通信公司短消息网关系统接口协议。

协议说明

本协议是 SMG 和 SP 之间、SMG 和 GNS 之间、以及 SMG 和 SMG 之间的接口协议，简称 SGIP。

通过应用 SGIP 协议，SP 可以接入到 SMG，实现 SP 应用的一点接入、全网服务；SMG 可以通过 SGIP 协议，实现消息在不同 SMG 之间的路由和转发。同时，SMG 通过该协议也可以和 GNS 通信，以实现各 SMG 和 GNS 之间路由表的同步功能。

适用范围

本协议适用于各 SP 厂商和 SMG 的开发厂商。

1. 号码可随意扩展
2. 支持全国联通上下行
3. 支持 300 字长短信
4. 可提供二次开发接口

中国电信 SMGP (Short Message Gateway Protocol)

短消息网关协议

https://baike.baidu.com/item/SMGP
https://wenku.baidu.com/view/fc13c7116c175f0e7cd1379b.html
https://wenku.baidu.com/view/b7f17df0fe4ffe4733687e21af45b307e971f9db.html 3.0.1
https://wenku.baidu.com/view/cf3e1ae4866fb84ae55c8d3a.html 3.0.3

SMGP 协议简称

定义

SMGP 协议是 SMGW 与其它网元设备（除 SMC 外）进行短消息传输的接口协议。
非 SMC 网元设备向 SMGW 发送或从 SMGW 接收短消息，这些非 SMC 网元设备称为 ESME。

通信方式

SMGW 与 ESME 之间共有两种连接方式：长连接和短连接。所谓长连接，指在一个 TCP 连接上可以连续发送多个数据包，在 TCP 连接保持期间，如果没有数据包发送，需要双方发链路检测包以维持此连接。短连接是指通信双方有数据交互时，就建立一个 TCP 连接，数据发送完成后，则断开此 TCP 连接，即每次 TCP 连接只完成一对 SMGP 消息的发送。

#1 CMPP 短信网关协议

术语

• ISMG: Internet Short Message Gateway
• SMPP: Short Message Peer to Peer
  一个国际上比较通用的短信网关协议
  CMPP 可能兼容 SMPP，因为 Wireshark 会将 CMPP 会话识别成 SMPP
• CMPP: China Mobile Peer to Peer
  中国移动开发的的短信网关协议
• SMC: Short Message Center
• GNS: Gateway Name Server
  相当于 CMPP 网络的路由器
• SP: Service Provider
• SMC: Short Message Control
• ISMG_Id: 网关代码
• SP_Id: SP 企业代码
• SP_Code: SP 服务代码
• Service_Id: SP 业务类型
• MO: 手机发送 Originate
• MT: 手机接收 Terminated

网络连接

CMPP 基于 TCP 协议。可以长连接，也可以短连接。
长连接支持一次连接发送多次 CMPP 消息，没有消息的时候需要维持心跳。
短连接则是一次 CMPP 通信之后就断开连接。

关于心跳：
建议每 3 分钟一次心跳，如果 60 秒内没有心跳响应，应该再次心跳，总共 3 次没有响应就断开连接。
关于重试（网关与 SP 之间，网关之间）：
60 秒之后没有响应，立即重试，总共 3 次没有响应就停发。

消息采用并发方式发送，加以滑动窗口流量控制，窗口大小参数 W 可配置，现阶段建议为 16，即接收方在应答前一次收到的消息最多不超过 16 条。

关于短连接：
60 秒超时，重试 2 次。

端口

• 7890 长连接（SP 与网关之间）
• 7900 短连接（SP 与网关之间，网关之间）
• 7930 长连接（网关之间）
• 9168 短连接（网关与 GNS 之间）

数据类型

var Total_Length uint32 // 消息总长度
var Command_Id uint32   // 命令或响应类型
var Sequence_Id uint32  // 消息流水号, 递增, 步长为 1, 循环使用

RESP Command_Id 则是对应的 Command_Id 最高 4 位为 8，即 0x8X。

SP 与 ISMG 之间的通信

对于一般开发来说就这 7 个接口。

1. 建立连接 CMPP_CONNECT
2. 断开连接 CMPP_TERMINATE
3. 提交信息 CMPP_SUBMIT
4. 获取状态 CMPP_DELIVER
5. 撤回信息 CMPP_CANCEL
6. 查询信息 CMPP_QUERY
   只是一些统计信息，我想不到这个接口的应用场景
7. 链路检测 CMPP_ACTIVE_TEST

连接 CMPP_CONNECT

var Source_Addr [6]byte // SP_Id
var AuthenticatorSource [16]byte // SP_Code
// md5(Source_Addr + 9 字节 0 + shared secret + timestamp)
// timestamp: MMDDHHMMSS, 月日时分秒, 补 0
var Version uint8 // 版本号, 高 4 位表示主版本号, 低 4 位表示次版本号, 最大 15.15
var Timestamp uint32 // 时间戳, 默认为 0

CMPP_CONNECT_RESP

var Status uint8 // 状态, 0 正确, 1 结构错误, 2 非法源地址, 3 认证错误, 4 版本错误, 5 其他错误
var AuthenticatorISMG [16]byte // ISMG 认证码
// md5(Status + AuthenticatorSource + shared secret)
// 如果认证错误, 此项为空
var Version uint8 // 服务器支持的最大版本号

断开连接 CMPP_TERMINATE

无请求消息体，无响应消息体

提交信息 CMPP_SUBMIT

var Msg_Id uint64       // 消息标识, 网关负责自主生成，SP 留空
var Pk_total uint8      // 消息总条数, 从 1 开始
var Pk_number uint8     // 消息序号, 从 1 开始
var Registered_Delivery uint8 // 是否要求返回状态确认报告, 0 不需要, 1 需要, 2 产生 SMC 话单 (该类型短信仅供网关计费使用，不发送给目的终端)
var Msg_level uint8     // 信息级别, 0 低, 1 中, 2 高
var Service_Id [10]byte // 业务类型
var Fee_UserType uint8  // 计费用户类型, 0 普通用户, 1 行业用户, 2 用户组
var Fee_terminal_Id [32]byte // 被计费用户的号码
var TP_pid uint8        // GSM协议类型, 0 GSM 03.40, 1 CDMA, 2 WCDMA, 3 CDMA2000, 4 联通移动TD专用协议
var TP_udhi uint8       // GSM协议类型
var Msg_Fmt uint8       // 信息格式, 0 ASCII 串, 3 短信写卡操作, 4 二进制, 8 UCS2 编码, 15 含 GB 汉字
var Msg_src [6]byte     // 消息发送者, SP_Id
var FeeType [2]byte     // 资费类别
var FeeCode [6]byte     // 资费代码, 以分为单位
var ValId_Time [17]byte // 存活有效期，格式遵循 SMPP3.3 协议
var At_Time [17]byte    // 定时发送时间, YYMMDDhhmmsstnnp, t 是 1/10 秒，nn 是与 UTS 时间的差值 00-48，p `+/-`
var Src_Id [21]byte     // 源号码
// SP 的服务代码或前缀为服务代码的长号码,
// 网关将该号码完整的填到 SMPP 协议 Submit_SM 消息相应的 source_addr 字段
// 该号码最终在用户手机上显示为短消息的主叫号码
var DestUsr_tl uint8    // 接收信息的用户数量, 小于 100
var Dest_terminal_Id [][21]byte // 接收短信的用户号码 (MSISDN), 21 * DestUsr_tl
var Msg_Length uint8    // 短消息长度
var Msg_Content []byte  // 短消息内容
var Reserve [8]byte     // 保留

注意：关于短信群发的问题，若 SP 对于群发消息不要求状态报告的回送时，才可以考虑群发，否则必须逐条发送。

关于 TP_udhi 的解释：

如果 = 1，则需要在 Msg_Content 中加入一个 udhi 头，定义如下：

1. 六字节
   05 00 03 开头，分别表示剩余 5 字节，xxx，剩余标识长度为 3
   第四字节，唯一标识
   第五字节，短信条数
   第六字节，序号
2. 七字节
   06 08 04 开头，分别表示剩余 6 字节，xxx，剩余标识长度为 4
   第四五字节，唯一标识
   第六字节，短信条数
   第七字节，序号

CMPP_SUBMIT_RESP

var Msg_Id uint64       // 消息表示, SP 自主生成
var Result uint8        // 结果, 0 正确, 1 消息结构错, 2 命令字错, 3 消息序号重复, 4 消息长度错,
                        //       5 资费代码错, 6 超过最大信息长, 7 业务代码错, 8 流量控制错, 9~ 其他错误

• MMDDHHMMSS，26 位
  月份 4 位, 1-12
  日期 5 位, 1-31
  小时 5 位, 0-23
  分钟 6 位, 0-59
  秒钟 6 位, 0-59
• 网关代码，22 位
• 序列号，16 位，递增, 步长为 1, 循环使用

查询 CMPP_QUERY

var Time [8]byte // YYYYMMDD
var Query_Type uint8 // 查询类型, 0 总数查询, 1 按业务类型查询
var Query_Code [10]byte // 查询码, 查询类型为 0 时无效, 查询类型为 1 时此处为业务类型
var Reserve [8]byte // 保留

CMPP_QUERY_RESP

var Time [8]byte
var Query_Type uint8
var Query_Code [10]byte
var MT_TLMsg uint32 // 接收消息总数
var MT_TLusr uint32 // 接收用户总数
var MT_Scs uint32   // 转发成功总数
var MT_WT uint32    // 待转发总数
var MT_FL uint32    // 转发失败总数
var MO_Scs uint32   // 发送成功总数
var MO_WT uint32    // 待发送总数
var MO_FL uint32    // 发送失败总数

送交短信 CMPP_DELIVER

从网关发送出来的消息

var Msg_Id uint64
var Dest_Id [21]byte            // 目的号码
var Service_Id [10]byte
var TP_pid uint8
var TP_udhi uint8
var Msg_Fmt uint8
var Src_terminal_Id [21]byte    // 源号码
var Registered_Delivery uint8
var Msg_Length uint8
var Msg_Content []byte          // Msg_Length
var Reserved [8]byte

var Msg_Id uint64
var Stat [7]byte
// DELIVRD 送达
// EXPIRED 过期
// DELETED 删除
// UNDELIV 未送达
// ACCEPTD 接收
// UNKNOWN 非法
// REJECTD 拒绝
var Submit_time [10]byte
var Done_time [10]byte
var Dest_terminal_Id [21]byte
var SMSC_sequence uint32

SP 等待状态报告 48 小时。

CMPP_DELIVER_RESP

var Msg_Id uint64
var Result uint8

删除短信 CMPP_CANCEL

var Msg_Id uint64

CMPP_CANCEL_RESP

var Success_Id uint8 // 0 成功, 1 失败

链路检测 CMPP_ACTIVE_TEST

无消息体。

CMPP_ACTIVE_TEST_RESP

var Reserved [8]byte