政企行业短信时延优化研究

张海涛

【摘要】 分析政企行业短信时延优化的必要性，通过分步优化实现端到端时延的有效降低，同时提出短信“智能管道”概念，实现基于客户分类的短信全流程Qos调度。

【关键词】 行业短信 时延优化 端到端

一、引言

随着移动互联网时代的到来，通信业进一步拓展，政企客户（集团）市场迅速蓬勃发展起来，逐步成为运营商收入来源的重要组成部分。运营商开始为企业量身制定个性化的通信解决方案，包括企业宽带、企业专线、IDC服务、ICT服务、行业应用等。

近年来，各大运营商逐渐将政企市场作为业务发展的战略重点，政企行业短信作为最重要的行业应用业务之一，受到越来越多的关注，特别是政企大客户对行业短信的稳定性和端到端时延提出了更高的要求。为了更好支撑政企客户市场，提升客户感知和保障政企业务收入，亟需在保证业务稳定的情况下优化行业短信端到端时延。

本文从行业短信下发的全流程角度分析和挖掘可优化点，提出基于全流程“智能管道”的短信下发时延优化方案。

二、时延优化

行业短信业务流程从短信网关的角度可分为消息提交，消息处理和消息下发三个阶段，通过分别深入挖掘三个阶段目前流程存在的问题，优化短信下发时延，最重要是保证时延的稳定性特别是业务忙时稳定性，如图1所示。

2.1 提交时延优化

客户提交至行业网关submit消息，网关会返回submit_response应答，客户会等待一定窗口的应答的消息，如果应答不及时，可能导致部分EC的下发消息的速度受到影响。这样从EC角度看，由于网关响应不及时导致下发给最终用户的短信时延增大。

通过图2可以看出，客户提交消息的响应时延代理节点处理时延、调度节点处理时延和内部传输时延。进一步分析时延影响的关键因素，我们针对本省网关特性优化解码和检测算法，缩短业务处理的时间。并通过优化底层传输协议栈，缩减内部节点之间的传输时延。

该优化实施后，短信网关内部处理缩短至原来的50%，对每条提交到网关的消息虽然是毫秒级优化，但从客户角度大幅度提升了短信通道的下发速度，部分大客户下发等待的现象不再出现。

2.2 消息处理优化

提交至网关的消息内部需要进行流控鉴权、更新流控信息和黑白名单等属性鉴权，这些流程均需要对大型数据库的读和写的操作。由于业务量巨大，对整体系统架构提出的严重挑战。

该部分时延优化本质数据库处理时延的优化，但数据库处理时延本身即是一项系统优化工程，一般包括：（1）硬件资源能力的提升。可以考虑升级存储和CPU提升IO等硬件性能指标。（2）数据库调优。根据业务调整数据库参数，进行缓存索引等参数优化。（3）应用优化。优化应用调用数据的方式可大幅度提升数据库性能，缩短读写时延。

基于以上分析，在现网硬件资源不变的情况下，我们应用优化的角度提升消息处理性能，缩短处理时延。通过业务批量提交和业务分表等内部优化方式，数据库的忙时负荷缩短为优化前40%，业务忙时从业务等待1-5s缩短至无需等待（毫秒级处理时延），大幅度缩短了忙时的消息处理时延。

2.3 端到端时延优化

在有限的系统资源条件下，如何更好的服务客户，特别是重要客户（时延敏感）是值得讨论的话题。当网关不做业务细分的情况下，当网络拥塞多个消息同时竞争调度资源时，网关采用“排队”的方式进行消息调度。这样势必会导致时延敏感类的重要客户（比如银行等）消息下发延时增加，影响客户感知。

因此需要对业务做优先级细分进行分类保障。目前行业网关和短信中心的优先级控制是互相分离的，即使网关在消息发送时设置了高优先级，也无法保证消息在行业短信的全流程都处于高优先级状态。

所以需要有端到端全流程的业务优化方案，将普通用户和重要用户下发的消息区分开，并且在全流程中都保持不同的调度优先级。行业网关端到端全流程的业务优化方案包含三个步骤：1，QoS着色；2，多优先级调度；3，优先级传递。通过这个方案可以保证不同用户下发的消息在整个行业短信端到端全流程中处于指定的优先级，区分重要用户与普通用户的业务级别，提升客户感知。

（1）QoS着色。网络管理员对行业网关的不同客户划分不同的优先级。在消息入口处，对不同级别的客户消息标识不同的优先级，该标识在整个行业短信的整个生命周期均有效。（2）多优先级调度。行业网关采用加权轮循队列进行调度，经过QoS着色后，VIP客户的消息进入最高优先级队列，低优先客户的消息进入低优先级队列。VIP客户的消息得到最优先的调度，重要客户的消息得到次优先级的调度，普通客户的消息得到最低优先级的调度。保证VIP客户的消息在拥塞时总是优先获得转发服务，有效降低VIP消息的下发时延。（3）优先级传递。行业短信网关和SMSC通过之间通过标准的SMPP协议优先级传递。对SMPP消息中的优先级字段进行定义，同时将网关的分级队列分别映射，实现网关与短信中心之间优先级传递。短信中心和下级网关需要配合改造，支持基于传递过来的优先级进行调度。

通过省内测试，不同类别客户消息可实现分级调度，时延敏感类客户通过优先调度，确保了下发时延不受网关业务量影响。

三、优化效果分析

本优化方案无需硬件及其他配套投资，仅通过优化业务流程和软件即可实现，投资性价比高。

（1）客户端吞吐量大幅度提升。随着行业短信业务发展，业务量和突发业务的增加要求网关在大业务量冲击下有较小且稳定的提交时延，该优化方案可较好的满足需求。（2）业务空闲时端到端时延缩短约20%，业务忙时端到端时延至少缩短50%以上。（3）处理时延均衡稳定，时延敏感类客户忙时处理时延可以优先得到保证。

【摘要】 分析政企行业短信时延优化的必要性，通过分步优化实现端到端时延的有效降低，同时提出短信“智能管道”概念，实现基于客户分类的短信全流程Qos调度。

【关键词】 行业短信 时延优化 端到端

一、引言

随着移动互联网时代的到来，通信业进一步拓展，政企客户（集团）市场迅速蓬勃发展起来，逐步成为运营商收入来源的重要组成部分。运营商开始为企业量身制定个性化的通信解决方案，包括企业宽带、企业专线、IDC服务、ICT服务、行业应用等。

近年来，各大运营商逐渐将政企市场作为业务发展的战略重点，政企行业短信作为最重要的行业应用业务之一，受到越来越多的关注，特别是政企大客户对行业短信的稳定性和端到端时延提出了更高的要求。为了更好支撑政企客户市场，提升客户感知和保障政企业务收入，亟需在保证业务稳定的情况下优化行业短信端到端时延。

本文从行业短信下发的全流程角度分析和挖掘可优化点，提出基于全流程“智能管道”的短信下发时延优化方案。

二、时延优化

行业短信业务流程从短信网关的角度可分为消息提交，消息处理和消息下发三个阶段，通过分别深入挖掘三个阶段目前流程存在的问题，优化短信下发时延，最重要是保证时延的稳定性特别是业务忙时稳定性，如图1所示。

2.1 提交时延优化

客户提交至行业网关submit消息，网关会返回submit_response应答，客户会等待一定窗口的应答的消息，如果应答不及时，可能导致部分EC的下发消息的速度受到影响。这样从EC角度看，由于网关响应不及时导致下发给最终用户的短信时延增大。

通过图2可以看出，客户提交消息的响应时延代理节点处理时延、调度节点处理时延和内部传输时延。进一步分析时延影响的关键因素，我们针对本省网关特性优化解码和检测算法，缩短业务处理的时间。并通过优化底层传输协议栈，缩减内部节点之间的传输时延。

该优化实施后，短信网关内部处理缩短至原来的50%，对每条提交到网关的消息虽然是毫秒级优化，但从客户角度大幅度提升了短信通道的下发速度，部分大客户下发等待的现象不再出现。

2.2 消息处理优化

提交至网关的消息内部需要进行流控鉴权、更新流控信息和黑白名单等属性鉴权，这些流程均需要对大型数据库的读和写的操作。由于业务量巨大，对整体系统架构提出的严重挑战。

该部分时延优化本质数据库处理时延的优化，但数据库处理时延本身即是一项系统优化工程，一般包括：（1）硬件资源能力的提升。可以考虑升级存储和CPU提升IO等硬件性能指标。（2）数据库调优。根据业务调整数据库参数，进行缓存索引等参数优化。（3）应用优化。优化应用调用数据的方式可大幅度提升数据库性能，缩短读写时延。

基于以上分析，在现网硬件资源不变的情况下，我们应用优化的角度提升消息处理性能，缩短处理时延。通过业务批量提交和业务分表等内部优化方式，数据库的忙时负荷缩短为优化前40%，业务忙时从业务等待1-5s缩短至无需等待（毫秒级处理时延），大幅度缩短了忙时的消息处理时延。

2.3 端到端时延优化

在有限的系统资源条件下，如何更好的服务客户，特别是重要客户（时延敏感）是值得讨论的话题。当网关不做业务细分的情况下，当网络拥塞多个消息同时竞争调度资源时，网关采用“排队”的方式进行消息调度。这样势必会导致时延敏感类的重要客户（比如银行等）消息下发延时增加，影响客户感知。

因此需要对业务做优先级细分进行分类保障。目前行业网关和短信中心的优先级控制是互相分离的，即使网关在消息发送时设置了高优先级，也无法保证消息在行业短信的全流程都处于高优先级状态。

所以需要有端到端全流程的业务优化方案，将普通用户和重要用户下发的消息区分开，并且在全流程中都保持不同的调度优先级。行业网关端到端全流程的业务优化方案包含三个步骤：1，QoS着色；2，多优先级调度；3，优先级传递。通过这个方案可以保证不同用户下发的消息在整个行业短信端到端全流程中处于指定的优先级，区分重要用户与普通用户的业务级别，提升客户感知。

（1）QoS着色。网络管理员对行业网关的不同客户划分不同的优先级。在消息入口处，对不同级别的客户消息标识不同的优先级，该标识在整个行业短信的整个生命周期均有效。（2）多优先级调度。行业网关采用加权轮循队列进行调度，经过QoS着色后，VIP客户的消息进入最高优先级队列，低优先客户的消息进入低优先级队列。VIP客户的消息得到最优先的调度，重要客户的消息得到次优先级的调度，普通客户的消息得到最低优先级的调度。保证VIP客户的消息在拥塞时总是优先获得转发服务，有效降低VIP消息的下发时延。（3）优先级传递。行业短信网关和SMSC通过之间通过标准的SMPP协议优先级传递。对SMPP消息中的优先级字段进行定义，同时将网关的分级队列分别映射，实现网关与短信中心之间优先级传递。短信中心和下级网关需要配合改造，支持基于传递过来的优先级进行调度。

通过省内测试，不同类别客户消息可实现分级调度，时延敏感类客户通过优先调度，确保了下发时延不受网关业务量影响。

三、优化效果分析

本优化方案无需硬件及其他配套投资，仅通过优化业务流程和软件即可实现，投资性价比高。

（1）客户端吞吐量大幅度提升。随着行业短信业务发展，业务量和突发业务的增加要求网关在大业务量冲击下有较小且稳定的提交时延，该优化方案可较好的满足需求。（2）业务空闲时端到端时延缩短约20%，业务忙时端到端时延至少缩短50%以上。（3）处理时延均衡稳定，时延敏感类客户忙时处理时延可以优先得到保证。

【摘要】 分析政企行业短信时延优化的必要性，通过分步优化实现端到端时延的有效降低，同时提出短信“智能管道”概念，实现基于客户分类的短信全流程Qos调度。

【关键词】 行业短信 时延优化 端到端

一、引言

随着移动互联网时代的到来，通信业进一步拓展，政企客户（集团）市场迅速蓬勃发展起来，逐步成为运营商收入来源的重要组成部分。运营商开始为企业量身制定个性化的通信解决方案，包括企业宽带、企业专线、IDC服务、ICT服务、行业应用等。

近年来，各大运营商逐渐将政企市场作为业务发展的战略重点，政企行业短信作为最重要的行业应用业务之一，受到越来越多的关注，特别是政企大客户对行业短信的稳定性和端到端时延提出了更高的要求。为了更好支撑政企客户市场，提升客户感知和保障政企业务收入，亟需在保证业务稳定的情况下优化行业短信端到端时延。

本文从行业短信下发的全流程角度分析和挖掘可优化点，提出基于全流程“智能管道”的短信下发时延优化方案。

二、时延优化

行业短信业务流程从短信网关的角度可分为消息提交，消息处理和消息下发三个阶段，通过分别深入挖掘三个阶段目前流程存在的问题，优化短信下发时延，最重要是保证时延的稳定性特别是业务忙时稳定性，如图1所示。

2.1 提交时延优化

客户提交至行业网关submit消息，网关会返回submit_response应答，客户会等待一定窗口的应答的消息，如果应答不及时，可能导致部分EC的下发消息的速度受到影响。这样从EC角度看，由于网关响应不及时导致下发给最终用户的短信时延增大。

通过图2可以看出，客户提交消息的响应时延代理节点处理时延、调度节点处理时延和内部传输时延。进一步分析时延影响的关键因素，我们针对本省网关特性优化解码和检测算法，缩短业务处理的时间。并通过优化底层传输协议栈，缩减内部节点之间的传输时延。

该优化实施后，短信网关内部处理缩短至原来的50%，对每条提交到网关的消息虽然是毫秒级优化，但从客户角度大幅度提升了短信通道的下发速度，部分大客户下发等待的现象不再出现。

2.2 消息处理优化

提交至网关的消息内部需要进行流控鉴权、更新流控信息和黑白名单等属性鉴权，这些流程均需要对大型数据库的读和写的操作。由于业务量巨大，对整体系统架构提出的严重挑战。

该部分时延优化本质数据库处理时延的优化，但数据库处理时延本身即是一项系统优化工程，一般包括：（1）硬件资源能力的提升。可以考虑升级存储和CPU提升IO等硬件性能指标。（2）数据库调优。根据业务调整数据库参数，进行缓存索引等参数优化。（3）应用优化。优化应用调用数据的方式可大幅度提升数据库性能，缩短读写时延。

基于以上分析，在现网硬件资源不变的情况下，我们应用优化的角度提升消息处理性能，缩短处理时延。通过业务批量提交和业务分表等内部优化方式，数据库的忙时负荷缩短为优化前40%，业务忙时从业务等待1-5s缩短至无需等待（毫秒级处理时延），大幅度缩短了忙时的消息处理时延。

2.3 端到端时延优化

在有限的系统资源条件下，如何更好的服务客户，特别是重要客户（时延敏感）是值得讨论的话题。当网关不做业务细分的情况下，当网络拥塞多个消息同时竞争调度资源时，网关采用“排队”的方式进行消息调度。这样势必会导致时延敏感类的重要客户（比如银行等）消息下发延时增加，影响客户感知。

因此需要对业务做优先级细分进行分类保障。目前行业网关和短信中心的优先级控制是互相分离的，即使网关在消息发送时设置了高优先级，也无法保证消息在行业短信的全流程都处于高优先级状态。

所以需要有端到端全流程的业务优化方案，将普通用户和重要用户下发的消息区分开，并且在全流程中都保持不同的调度优先级。行业网关端到端全流程的业务优化方案包含三个步骤：1，QoS着色；2，多优先级调度；3，优先级传递。通过这个方案可以保证不同用户下发的消息在整个行业短信端到端全流程中处于指定的优先级，区分重要用户与普通用户的业务级别，提升客户感知。

（1）QoS着色。网络管理员对行业网关的不同客户划分不同的优先级。在消息入口处，对不同级别的客户消息标识不同的优先级，该标识在整个行业短信的整个生命周期均有效。（2）多优先级调度。行业网关采用加权轮循队列进行调度，经过QoS着色后，VIP客户的消息进入最高优先级队列，低优先客户的消息进入低优先级队列。VIP客户的消息得到最优先的调度，重要客户的消息得到次优先级的调度，普通客户的消息得到最低优先级的调度。保证VIP客户的消息在拥塞时总是优先获得转发服务，有效降低VIP消息的下发时延。（3）优先级传递。行业短信网关和SMSC通过之间通过标准的SMPP协议优先级传递。对SMPP消息中的优先级字段进行定义，同时将网关的分级队列分别映射，实现网关与短信中心之间优先级传递。短信中心和下级网关需要配合改造，支持基于传递过来的优先级进行调度。

通过省内测试，不同类别客户消息可实现分级调度，时延敏感类客户通过优先调度，确保了下发时延不受网关业务量影响。

三、优化效果分析

本优化方案无需硬件及其他配套投资，仅通过优化业务流程和软件即可实现，投资性价比高。

（1）客户端吞吐量大幅度提升。随着行业短信业务发展，业务量和突发业务的增加要求网关在大业务量冲击下有较小且稳定的提交时延，该优化方案可较好的满足需求。（2）业务空闲时端到端时延缩短约20%，业务忙时端到端时延至少缩短50%以上。（3）处理时延均衡稳定，时延敏感类客户忙时处理时延可以优先得到保证。