应急短信平台建设

王礼坤

（海南核电有限公司 海南昌江）

一、引言

随着网络的飞速发展，人们沟通交流、传递信息的方式越来越多。短信不再是现在人们沟通的主流方式。但是在核电站的通信中，短信依旧拥有不可替代的地位。快速、大量、有效地将信息传递给相关人员，而且不存在网络安全问题。这正是核电站需要的特性。由于核电站的特殊性，建设一套安全、可靠、高效的应急短信平台，在紧急情况下及时的将应急信息发送到相关人员手中是很有必要的。

通过前期对应急短信平台的调研分析、现场的无线信号覆盖情况以及应急短信平台的建设方案评定。最终海南核电选用了中国电信的短信平台。由专网、专线接入，实现短信群发、语音追呼、并及时反馈短信发送接收状态，针对未发送成功者实行自动二次重发，以确保每一位人员都能正常的接收的短信。

二、应急短信平台的设计要求

1.总体要求

海南核电采用短消息发送和追加语音呼叫的方式，以满足昌江核电项目应急信息的发布需求。要求实现一套易于操作、可以扩展、便于接口的稳定高可用的应急短信平台系统，并以应急待命人员可以完整无遗漏地接收并确保知悉应急信息指令为根本目的。应急短信平台应该具备大批量信息群发的能力、高度的时效性和可靠性，以及不低于传统无线寻呼系统的信息传送速率和极低的误码率和信息丢失情况。实现将大批量的应急信息或语音信息及时、准确、可靠地发送给相关人员。为应急待命人员完成指令处理，争取第一时间。海南核电应急短信平台的设计需遵循以下原则。

稳定性：应急短信平台必须保证高度的稳定性，其中包括硬件设备的稳定性及程序自身业务访问的稳定性。

安全可靠性：提供良好的安全可靠性策略，支持多种安全可靠技术手段，包含必要的告警机制。

灵活性及可扩展性:系统管理、配置灵活方便并可实现灵活扩展，为未来业务发展奠定基础。

可管理性：包括设备管理、配置管理、安全管理及QoS服务质量管理等。

先进性：采取较为先进、成熟的产品和技术以及软件开发环境，确保系统具备一定先进性。

2.设计目标

信息发送模式的多样化，可以实现批量发送、单独发送以及定制发送。具备语音追呼提示功能，在信息发送的同时，添加语音追呼可以实现语音呼叫提示，提示阅读短信。语音本地化，可以自由录制语音内容，并将语音内容发送给指定的人员。操作界面清晰明了，功能完善。系统信息发送状态的实时查询和反馈。专网、专线、2Mb数据链路直连行业网关实现与公网分离。

3.技术指标要求

专线信令阻断率低于0.1次/年。运营商短信中心业务并发处理能力应＞100条/s，短信平台实际信息发送率应＞1条/s，时延＜0.02 s。短信中心信息发送成功率＞99.9%。设备故障修复及时率（4 h修复及时率）＞90%。语音并发呼叫＞30路，成功率＞95%。平台可用率100%。

三、项目实施

1.平台的组成

应急短信系统主要由短信平台和寻呼平台2部分组成。

（1）短信平台。短信平台，要求能在短时间内完成大量应急短信的可靠发送等，运行各项业务应用系统等。因此网络硬件系统建设应充分考虑到平台所要求的性能、安全性、可靠性等方面的特征。

（2）寻呼平台。寻呼平台需要完成在短信发送出去后追加电话拨号，应急人员接通后，系统朗诵录制的短信内容。为了实现自动语音呼叫功能，系统将建设一个小型的呼叫中心，实现自动语音提示功能。

2.应急短信平台系统硬件构架

在应急短信平台项目中，主要设备有由运营商提供4台服务器（2台Web应用/网关/数据库服务器，2台语音服务器）、2台防火墙；和由海南核电提供2台堆叠交换机。上述设备，将共同构成基础的短信平台系统网络。系统网络构架见图1。

（1）Web应用/网关/DB服务器。提供用户和管理员Web操作界面，用于短信下发、统计查询、办公应用、用户信息管理、后台操作等相关功能。

安装网关子系统，实现处理短信上下行，已发短信入库，对接运营商网关等功能。安装ORACLE等数据库，提供主业务服务、历史数据查询、更新、事务管理、索引、高速缓存、查询优化、安全及多用户存取控制等。

图1 网络拓扑图

图2 软件结构图

2台应用/网关/DB服务器实现1主1备。2台服务器配置浮动地址，并通过“心跳监测”监控彼此的“负载调度器”服务，当其中一台宕机时自动切换浮动地址至另外一台服务器。整个系统的Web服务由“负载调度器”来调度运行。负载调度器的运行模型可见平台软件结构图。通过网络地址转换，调度器重写请求报文的目标地址，根据预设的调度算法，将请求分派给后端真实的服务器；真实的Web服务器的响应报文通过调度器时，报文源地址被重写再返回给客户，完成整个负载调度过程。“监控器”为“负载调度器”提供整个系统的监视服务，当其中一台WEB服务器出现故障时，“监控器”将发送消息给“负载调度器”，自动屏蔽掉该服务器。

2台服务器的数据库表通过数据库的快照互相同步。通过系统的数据规整模块，可将分散在各服务器上的短信发送数据、状态报告数据统一抽取到两台主数据库中，以供各系统查询统计。当系统出现故障时，导致的两台主数据库数据不一致时，能够自动校对同步数据；或当数据丢失时，能够从服务器上的LOG日志中恢复数据。

（2）语音服务器。安装Cute！Talk平台软件，完成外呼播放语音功能。每台语音服务器上安装一块1E1（30路）语音卡用于语音外呼。每条E1分别接入海南电信不同的交换局。在网络结构上采用双平面网络结构，每台服务器均配置4端口千兆网卡，通过主备2根网线分别和核电厂BD中心机房的两台网络交换机连接实现主备功能防止单点故障。

3.应急短信平台的软件结构

应急短信平台的软件架构如图2。系统平台在软硬件上都有冗余。系统的高可用性可以通过检测节点或服务进程故障和正确地重置系统来实现，使得系统收到的请求能被存活的结点处理。通过“监控器”来时刻监视各个服务器结点的健康状况。当服务器对ICMP ping不可达时或者探测它的网络服务在指定的时间没有响应时，“监控器”通知“负载调度器”将该服务器从调度列表中删除或者失效。这样，新的服务请求就不会被调度到坏的结点。“监控器”能通过短信向管理员报告故障。一旦监测到服务器恢复工作，则通知调度器将其加入调度列表进行调度。另外，通过系统提供的管理程序，管理员可发命令随时可以将新机器加入服务来提高系统的处理性能，也可以将已有的服务器切出服务，以便对服务器进行系统维护升级而不中断服务。

4.应急短信平台的使用环境

应急短信平台和海南核电网络是通过防火墙进行网络边界隔离的，实际的管理、监控权限，为运营商管理，提供海南核电所需的IP地址接口。在用户实际使用过程中，用户所用的地址仅仅有2个，即短信服务地址和语音服务地址。在这种方式下，即可保障两个网络的互不干扰，又能保证用户使用体验不受影响。图3展示了基本的使用场景。

在正常使用过程中，用户处于海南核电办公网络环境，但办公网络环境若瘫痪，则短信平台直接出现影响。所以，在短信平台网络内部，提供访问终端，则十分必要。

图3 网络示意图

设计中,另外提供了3个网络终端，即EMSMC-EM-01、EMSMC-L710-01、EMSMC-L720-01，分别放置于 EM 楼、1号主控、2号主控。三台终端不受海南核电网络状况影响，并可通过虚拟桌面访问海南核电现有应用，通过web访问部分授权应用。图4为最后效果图。

5.系统功能结构

应急短信平台系统的主要功能点有：短信中心、网关接口、通信录、语音呼叫模块、系统管理、网关检测预警、平台日志管理、数据规整模块以及负载调度功能（图5）。

图4 网络效果示意图

图5 功能结构示意图

（1）短信中心。短信中心主要提供的业务功能包括：短信预设定义、短信发送，短信接收，查询统计。设计人性化，可以从通信录里面选择多个联系人或者群发组作为短信的接收者，当输入短信时，提示字符个数和短信条数。为短信的编制和发送提供便利。

（2）网关接口。包含上行接口与下行接口。支持多连接、多进程并发处理。

中国移动CMPP协议，完全支持中国移动所制定的《中国移动通信互联网短信平台接口协议》3.0版本（简称CMPP协议）。

中国联通SGIP协议，支持由中国联通所制定的《中国联合通信公司短消息网关系统接口协议》（简称SGIP协议）版本1.2及其适应性修改版本（支持LinkID）。

中国电信SMGP协议，支持由中国电信所制定的《基于固定电话网的信息终端及综合信息系统技术规范》中《第七分册短消息网关（SMGP）协议V2.0》及《第七分册 短消息网关（SMGP）协议V1.3》

（3）通信录。通信录采用目录树结构管理，直观、使用方便。通过核心字段的管理，能更好的对通信录进行管理。

（4）语音呼叫系统。语音呼叫系统：用户在启动应急短信发送时，同时触发语音追呼功能，实现语音呼叫提醒，提示阅读短信内容。

（5）系统管理功能。后台管理系统主要实现对系统的后台管理。包括通道管理、组织管理、用户管理和日志管理。

（6）检测预警模块。网关检测预警模块主要监测系统运行期间，系统硬件或软件引发的系统故障，系统不断的监测并将出现的异常告警信息提示给管理人员。主要包含。

应用日志告警，监控应用服务程序的运用情况，当出现异常情况时，生成日志，并告警。

操作系统/数据库检测自动告警，监测系统文件，系统硬盘使用空间、数据库、磁盘等异常告警。

主机服务器SNMP包监控告警，监测网络连接等，异常告警。

（7）平台日志管理。网关连接日志。用于管理短信平台与3大运营商短信网关的网络连接监控日志；短信发送/接收日志。用于管理短信平台发送/接收的监控日志；服务程序运行日志。用于管理短信平台服务程序运行的监控日志。

（8）数据归整模块。将分散在各短信发送服务器上的短信发送数据、状态报告数据统一抽取到两台主数据库中，以供各IT系统查询。当系统出现故障时，导致的两台主数据库数据不一致时，能够自动校对同步数据；或当数据丢失时，能够从短信服务器上的LOG日志中恢复数据。

（9）负载调度管理。负载调度模块，通过网络地址转换，调度器重写接口请求报文的目标地址，根据预设的调度算法，将请求分派给后端真实的短信服务器；真实的短信服务器的响应报文通过调度器时，报文源地址被重写再返回给客户，完成整个负载调度过程。

监控预警模块，通过“监控器”来时刻监视各个服务器结点的健康状况。当服务器出现故障时，“监控器”通知“负载调度器”将该服务器从调度列表中删除或者失效。一旦监测到服务器恢复工作，则通知调度器将其加入调度列表进行调度。

双机切换模块，当检测到“负载调度器”出现ICMP ping不可达时或者探测它的网络服务在指定的时间没有响应时，部署在两台Web服务器上的“双机切换模块”能够应用自动切换服务器。或系统需要维护更新时，也可通过“双机切换模块”进行手工切换服务器。

四、总结

本项目从用户需求到方案设计，再到项目实施，受到各种因素的制约，导致整个项目推进的有点缓慢，总体进度有些滞后。但同时也在这过程中不断的发现问题和解决问题，才能使平台最终达到目前的效果，满足用户需求。通过对最原始的用户需求到最终的项目实施进行梳理，总结整个项目实施过程的经验。为今后相关项目建设提出良好建议，有效地将项目实施过程中的经验传承下去。