應(yīng)急短信平臺(tái)建設(shè)

王禮坤

（海南核電有限公司 海南昌江）

一、引言

隨著網(wǎng)絡(luò)的飛速發(fā)展，人們溝通交流、傳遞信息的方式越來越多。短信不再是現(xiàn)在人們溝通的主流方式。但是在核電站的通信中，短信依舊擁有不可替代的地位?？焖佟⒋罅?、有效地將信息傳遞給相關(guān)人員，而且不存在網(wǎng)絡(luò)安全問題。這正是核電站需要的特性。由于核電站的特殊性，建設(shè)一套安全、可靠、高效的應(yīng)急短信平臺(tái)，在緊急情況下及時(shí)的將應(yīng)急信息發(fā)送到相關(guān)人員手中是很有必要的。

通過前期對應(yīng)急短信平臺(tái)的調(diào)研分析、現(xiàn)場的無線信號(hào)覆蓋情況以及應(yīng)急短信平臺(tái)的建設(shè)方案評定。最終海南核電選用了中國電信的短信平臺(tái)。由專網(wǎng)、專線接入，實(shí)現(xiàn)短信群發(fā)、語音追呼、并及時(shí)反饋短信發(fā)送接收狀態(tài)，針對未發(fā)送成功者實(shí)行自動(dòng)二次重發(fā)，以確保每一位人員都能正常的接收的短信。

二、應(yīng)急短信平臺(tái)的設(shè)計(jì)要求

1.總體要求

海南核電采用短消息發(fā)送和追加語音呼叫的方式，以滿足昌江核電項(xiàng)目應(yīng)急信息的發(fā)布需求。要求實(shí)現(xiàn)一套易于操作、可以擴(kuò)展、便于接口的穩(wěn)定高可用的應(yīng)急短信平臺(tái)系統(tǒng)，并以應(yīng)急待命人員可以完整無遺漏地接收并確保知悉應(yīng)急信息指令為根本目的。應(yīng)急短信平臺(tái)應(yīng)該具備大批量信息群發(fā)的能力、高度的時(shí)效性和可靠性，以及不低于傳統(tǒng)無線尋呼系統(tǒng)的信息傳送速率和極低的誤碼率和信息丟失情況。實(shí)現(xiàn)將大批量的應(yīng)急信息或語音信息及時(shí)、準(zhǔn)確、可靠地發(fā)送給相關(guān)人員。為應(yīng)急待命人員完成指令處理，爭取第一時(shí)間。海南核電應(yīng)急短信平臺(tái)的設(shè)計(jì)需遵循以下原則。

穩(wěn)定性：應(yīng)急短信平臺(tái)必須保證高度的穩(wěn)定性，其中包括硬件設(shè)備的穩(wěn)定性及程序自身業(yè)務(wù)訪問的穩(wěn)定性。

安全可靠性：提供良好的安全可靠性策略，支持多種安全可靠技術(shù)手段，包含必要的告警機(jī)制。

靈活性及可擴(kuò)展性:系統(tǒng)管理、配置靈活方便并可實(shí)現(xiàn)靈活擴(kuò)展，為未來業(yè)務(wù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

可管理性：包括設(shè)備管理、配置管理、安全管理及QoS服務(wù)質(zhì)量管理等。

先進(jìn)性：采取較為先進(jìn)、成熟的產(chǎn)品和技術(shù)以及軟件開發(fā)環(huán)境，確保系統(tǒng)具備一定先進(jìn)性。

2.設(shè)計(jì)目標(biāo)

信息發(fā)送模式的多樣化，可以實(shí)現(xiàn)批量發(fā)送、單獨(dú)發(fā)送以及定制發(fā)送。具備語音追呼提示功能，在信息發(fā)送的同時(shí)，添加語音追呼可以實(shí)現(xiàn)語音呼叫提示，提示閱讀短信。語音本地化，可以自由錄制語音內(nèi)容，并將語音內(nèi)容發(fā)送給指定的人員。操作界面清晰明了，功能完善。系統(tǒng)信息發(fā)送狀態(tài)的實(shí)時(shí)查詢和反饋。專網(wǎng)、專線、2Mb數(shù)據(jù)鏈路直連行業(yè)網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)與公網(wǎng)分離。

3.技術(shù)指標(biāo)要求

專線信令阻斷率低于0.1次/年。運(yùn)營商短信中心業(yè)務(wù)并發(fā)處理能力應(yīng)＞100條/s，短信平臺(tái)實(shí)際信息發(fā)送率應(yīng)＞1條/s，時(shí)延＜0.02 s。短信中心信息發(fā)送成功率＞99.9%。設(shè)備故障修復(fù)及時(shí)率（4 h修復(fù)及時(shí)率）＞90%。語音并發(fā)呼叫＞30路，成功率＞95%。平臺(tái)可用率100%。

三、項(xiàng)目實(shí)施

1.平臺(tái)的組成

應(yīng)急短信系統(tǒng)主要由短信平臺(tái)和尋呼平臺(tái)2部分組成。

（1）短信平臺(tái)。短信平臺(tái)，要求能在短時(shí)間內(nèi)完成大量應(yīng)急短信的可靠發(fā)送等，運(yùn)行各項(xiàng)業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)等。因此網(wǎng)絡(luò)硬件系統(tǒng)建設(shè)應(yīng)充分考慮到平臺(tái)所要求的性能、安全性、可靠性等方面的特征。

（2）尋呼平臺(tái)。尋呼平臺(tái)需要完成在短信發(fā)送出去后追加電話撥號(hào)，應(yīng)急人員接通后，系統(tǒng)朗誦錄制的短信內(nèi)容。為了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)語音呼叫功能，系統(tǒng)將建設(shè)一個(gè)小型的呼叫中心，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)語音提示功能。

2.應(yīng)急短信平臺(tái)系統(tǒng)硬件構(gòu)架

在應(yīng)急短信平臺(tái)項(xiàng)目中，主要設(shè)備有由運(yùn)營商提供4臺(tái)服務(wù)器（2臺(tái)Web應(yīng)用/網(wǎng)關(guān)/數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，2臺(tái)語音服務(wù)器）、2臺(tái)防火墻；和由海南核電提供2臺(tái)堆疊交換機(jī)。上述設(shè)備，將共同構(gòu)成基礎(chǔ)的短信平臺(tái)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架見圖1。

（1）Web應(yīng)用/網(wǎng)關(guān)/DB服務(wù)器。提供用戶和管理員Web操作界面，用于短信下發(fā)、統(tǒng)計(jì)查詢、辦公應(yīng)用、用戶信息管理、后臺(tái)操作等相關(guān)功能。

安裝網(wǎng)關(guān)子系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)處理短信上下行，已發(fā)短信入庫，對接運(yùn)營商網(wǎng)關(guān)等功能。安裝ORACLE等數(shù)據(jù)庫，提供主業(yè)務(wù)服務(wù)、歷史數(shù)據(jù)查詢、更新、事務(wù)管理、索引、高速緩存、查詢優(yōu)化、安全及多用戶存取控制等。

圖1 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

圖2 軟件結(jié)構(gòu)圖

2臺(tái)應(yīng)用/網(wǎng)關(guān)/DB服務(wù)器實(shí)現(xiàn)1主1備。2臺(tái)服務(wù)器配置浮動(dòng)地址，并通過“心跳監(jiān)測”監(jiān)控彼此的“負(fù)載調(diào)度器”服務(wù)，當(dāng)其中一臺(tái)宕機(jī)時(shí)自動(dòng)切換浮動(dòng)地址至另外一臺(tái)服務(wù)器。整個(gè)系統(tǒng)的Web服務(wù)由“負(fù)載調(diào)度器”來調(diào)度運(yùn)行。負(fù)載調(diào)度器的運(yùn)行模型可見平臺(tái)軟件結(jié)構(gòu)圖。通過網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換，調(diào)度器重寫請求報(bào)文的目標(biāo)地址，根據(jù)預(yù)設(shè)的調(diào)度算法，將請求分派給后端真實(shí)的服務(wù)器；真實(shí)的Web服務(wù)器的響應(yīng)報(bào)文通過調(diào)度器時(shí)，報(bào)文源地址被重寫再返回給客戶，完成整個(gè)負(fù)載調(diào)度過程?！氨O(jiān)控器”為“負(fù)載調(diào)度器”提供整個(gè)系統(tǒng)的監(jiān)視服務(wù)，當(dāng)其中一臺(tái)WEB服務(wù)器出現(xiàn)故障時(shí)，“監(jiān)控器”將發(fā)送消息給“負(fù)載調(diào)度器”，自動(dòng)屏蔽掉該服務(wù)器。

2臺(tái)服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫表通過數(shù)據(jù)庫的快照互相同步。通過系統(tǒng)的數(shù)據(jù)規(guī)整模塊，可將分散在各服務(wù)器上的短信發(fā)送數(shù)據(jù)、狀態(tài)報(bào)告數(shù)據(jù)統(tǒng)一抽取到兩臺(tái)主數(shù)據(jù)庫中，以供各系統(tǒng)查詢統(tǒng)計(jì)。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，導(dǎo)致的兩臺(tái)主數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)不一致時(shí)，能夠自動(dòng)校對同步數(shù)據(jù)；或當(dāng)數(shù)據(jù)丟失時(shí)，能夠從服務(wù)器上的LOG日志中恢復(fù)數(shù)據(jù)。

（2）語音服務(wù)器。安裝Cute！Talk平臺(tái)軟件，完成外呼播放語音功能。每臺(tái)語音服務(wù)器上安裝一塊1E1（30路）語音卡用于語音外呼。每條E1分別接入海南電信不同的交換局。在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上采用雙平面網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，每臺(tái)服務(wù)器均配置4端口千兆網(wǎng)卡，通過主備2根網(wǎng)線分別和核電廠BD中心機(jī)房的兩臺(tái)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)連接實(shí)現(xiàn)主備功能防止單點(diǎn)故障。

3.應(yīng)急短信平臺(tái)的軟件結(jié)構(gòu)

應(yīng)急短信平臺(tái)的軟件架構(gòu)如圖2。系統(tǒng)平臺(tái)在軟硬件上都有冗余。系統(tǒng)的高可用性可以通過檢測節(jié)點(diǎn)或服務(wù)進(jìn)程故障和正確地重置系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)，使得系統(tǒng)收到的請求能被存活的結(jié)點(diǎn)處理。通過“監(jiān)控器”來時(shí)刻監(jiān)視各個(gè)服務(wù)器結(jié)點(diǎn)的健康狀況。當(dāng)服務(wù)器對ICMP ping不可達(dá)時(shí)或者探測它的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)在指定的時(shí)間沒有響應(yīng)時(shí)，“監(jiān)控器”通知“負(fù)載調(diào)度器”將該服務(wù)器從調(diào)度列表中刪除或者失效。這樣，新的服務(wù)請求就不會(huì)被調(diào)度到壞的結(jié)點(diǎn)。“監(jiān)控器”能通過短信向管理員報(bào)告故障。一旦監(jiān)測到服務(wù)器恢復(fù)工作，則通知調(diào)度器將其加入調(diào)度列表進(jìn)行調(diào)度。另外，通過系統(tǒng)提供的管理程序，管理員可發(fā)命令隨時(shí)可以將新機(jī)器加入服務(wù)來提高系統(tǒng)的處理性能，也可以將已有的服務(wù)器切出服務(wù)，以便對服務(wù)器進(jìn)行系統(tǒng)維護(hù)升級而不中斷服務(wù)。

4.應(yīng)急短信平臺(tái)的使用環(huán)境

應(yīng)急短信平臺(tái)和海南核電網(wǎng)絡(luò)是通過防火墻進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)邊界隔離的，實(shí)際的管理、監(jiān)控權(quán)限，為運(yùn)營商管理，提供海南核電所需的IP地址接口。在用戶實(shí)際使用過程中，用戶所用的地址僅僅有2個(gè)，即短信服務(wù)地址和語音服務(wù)地址。在這種方式下，即可保障兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)的互不干擾，又能保證用戶使用體驗(yàn)不受影響。圖3展示了基本的使用場景。

在正常使用過程中，用戶處于海南核電辦公網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，但辦公網(wǎng)絡(luò)環(huán)境若癱瘓，則短信平臺(tái)直接出現(xiàn)影響。所以，在短信平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部，提供訪問終端，則十分必要。

圖3 網(wǎng)絡(luò)示意圖

設(shè)計(jì)中,另外提供了3個(gè)網(wǎng)絡(luò)終端，即EMSMC-EM-01、EMSMC-L710-01、EMSMC-L720-01，分別放置于 EM 樓、1號(hào)主控、2號(hào)主控。三臺(tái)終端不受海南核電網(wǎng)絡(luò)狀況影響，并可通過虛擬桌面訪問海南核電現(xiàn)有應(yīng)用，通過web訪問部分授權(quán)應(yīng)用。圖4為最后效果圖。

5.系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)

應(yīng)急短信平臺(tái)系統(tǒng)的主要功能點(diǎn)有：短信中心、網(wǎng)關(guān)接口、通信錄、語音呼叫模塊、系統(tǒng)管理、網(wǎng)關(guān)檢測預(yù)警、平臺(tái)日志管理、數(shù)據(jù)規(guī)整模塊以及負(fù)載調(diào)度功能（圖5）。

圖4 網(wǎng)絡(luò)效果示意圖

圖5 功能結(jié)構(gòu)示意圖

（1）短信中心。短信中心主要提供的業(yè)務(wù)功能包括：短信預(yù)設(shè)定義、短信發(fā)送，短信接收，查詢統(tǒng)計(jì)。設(shè)計(jì)人性化，可以從通信錄里面選擇多個(gè)聯(lián)系人或者群發(fā)組作為短信的接收者，當(dāng)輸入短信時(shí)，提示字符個(gè)數(shù)和短信條數(shù)。為短信的編制和發(fā)送提供便利。

（2）網(wǎng)關(guān)接口。包含上行接口與下行接口。支持多連接、多進(jìn)程并發(fā)處理。

中國移動(dòng)CMPP協(xié)議，完全支持中國移動(dòng)所制定的《中國移動(dòng)通信互聯(lián)網(wǎng)短信平臺(tái)接口協(xié)議》3.0版本（簡稱CMPP協(xié)議）。

中國聯(lián)通SGIP協(xié)議，支持由中國聯(lián)通所制定的《中國聯(lián)合通信公司短消息網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)接口協(xié)議》（簡稱SGIP協(xié)議）版本1.2及其適應(yīng)性修改版本（支持LinkID）。

中國電信SMGP協(xié)議，支持由中國電信所制定的《基于固定電話網(wǎng)的信息終端及綜合信息系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》中《第七分冊短消息網(wǎng)關(guān)（SMGP）協(xié)議V2.0》及《第七分冊 短消息網(wǎng)關(guān)（SMGP）協(xié)議V1.3》

（3）通信錄。通信錄采用目錄樹結(jié)構(gòu)管理，直觀、使用方便。通過核心字段的管理，能更好的對通信錄進(jìn)行管理。

（4）語音呼叫系統(tǒng)。語音呼叫系統(tǒng)：用戶在啟動(dòng)應(yīng)急短信發(fā)送時(shí)，同時(shí)觸發(fā)語音追呼功能，實(shí)現(xiàn)語音呼叫提醒，提示閱讀短信內(nèi)容。

（5）系統(tǒng)管理功能。后臺(tái)管理系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)的后臺(tái)管理。包括通道管理、組織管理、用戶管理和日志管理。

（6）檢測預(yù)警模塊。網(wǎng)關(guān)檢測預(yù)警模塊主要監(jiān)測系統(tǒng)運(yùn)行期間，系統(tǒng)硬件或軟件引發(fā)的系統(tǒng)故障，系統(tǒng)不斷的監(jiān)測并將出現(xiàn)的異常告警信息提示給管理人員。主要包含。

應(yīng)用日志告警，監(jiān)控應(yīng)用服務(wù)程序的運(yùn)用情況，當(dāng)出現(xiàn)異常情況時(shí)，生成日志，并告警。

操作系統(tǒng)/數(shù)據(jù)庫檢測自動(dòng)告警，監(jiān)測系統(tǒng)文件，系統(tǒng)硬盤使用空間、數(shù)據(jù)庫、磁盤等異常告警。

主機(jī)服務(wù)器SNMP包監(jiān)控告警，監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)連接等，異常告警。

（7）平臺(tái)日志管理。網(wǎng)關(guān)連接日志。用于管理短信平臺(tái)與3大運(yùn)營商短信網(wǎng)關(guān)的網(wǎng)絡(luò)連接監(jiān)控日志；短信發(fā)送/接收日志。用于管理短信平臺(tái)發(fā)送/接收的監(jiān)控日志；服務(wù)程序運(yùn)行日志。用于管理短信平臺(tái)服務(wù)程序運(yùn)行的監(jiān)控日志。

（8）數(shù)據(jù)歸整模塊。將分散在各短信發(fā)送服務(wù)器上的短信發(fā)送數(shù)據(jù)、狀態(tài)報(bào)告數(shù)據(jù)統(tǒng)一抽取到兩臺(tái)主數(shù)據(jù)庫中，以供各IT系統(tǒng)查詢。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，導(dǎo)致的兩臺(tái)主數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)不一致時(shí)，能夠自動(dòng)校對同步數(shù)據(jù)；或當(dāng)數(shù)據(jù)丟失時(shí)，能夠從短信服務(wù)器上的LOG日志中恢復(fù)數(shù)據(jù)。

（9）負(fù)載調(diào)度管理。負(fù)載調(diào)度模塊，通過網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換，調(diào)度器重寫接口請求報(bào)文的目標(biāo)地址，根據(jù)預(yù)設(shè)的調(diào)度算法，將請求分派給后端真實(shí)的短信服務(wù)器；真實(shí)的短信服務(wù)器的響應(yīng)報(bào)文通過調(diào)度器時(shí)，報(bào)文源地址被重寫再返回給客戶，完成整個(gè)負(fù)載調(diào)度過程。

監(jiān)控預(yù)警模塊，通過“監(jiān)控器”來時(shí)刻監(jiān)視各個(gè)服務(wù)器結(jié)點(diǎn)的健康狀況。當(dāng)服務(wù)器出現(xiàn)故障時(shí)，“監(jiān)控器”通知“負(fù)載調(diào)度器”將該服務(wù)器從調(diào)度列表中刪除或者失效。一旦監(jiān)測到服務(wù)器恢復(fù)工作，則通知調(diào)度器將其加入調(diào)度列表進(jìn)行調(diào)度。

雙機(jī)切換模塊，當(dāng)檢測到“負(fù)載調(diào)度器”出現(xiàn)ICMP ping不可達(dá)時(shí)或者探測它的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)在指定的時(shí)間沒有響應(yīng)時(shí)，部署在兩臺(tái)Web服務(wù)器上的“雙機(jī)切換模塊”能夠應(yīng)用自動(dòng)切換服務(wù)器?；蛳到y(tǒng)需要維護(hù)更新時(shí)，也可通過“雙機(jī)切換模塊”進(jìn)行手工切換服務(wù)器。

四、總結(jié)

本項(xiàng)目從用戶需求到方案設(shè)計(jì)，再到項(xiàng)目實(shí)施，受到各種因素的制約，導(dǎo)致整個(gè)項(xiàng)目推進(jìn)的有點(diǎn)緩慢，總體進(jìn)度有些滯后。但同時(shí)也在這過程中不斷的發(fā)現(xiàn)問題和解決問題，才能使平臺(tái)最終達(dá)到目前的效果，滿足用戶需求。通過對最原始的用戶需求到最終的項(xiàng)目實(shí)施進(jìn)行梳理，總結(jié)整個(gè)項(xiàng)目實(shí)施過程的經(jīng)驗(yàn)。為今后相關(guān)項(xiàng)目建設(shè)提出良好建議，有效地將項(xiàng)目實(shí)施過程中的經(jīng)驗(yàn)傳承下去。