公益短信群发系统的建设与应用

段凯凯 崔觉瑞 梁志 李继文

摘  要：新型冠状病毒疫情来势凶猛，如何更好地助力全国疫情防控工作，是通信行业的不可或缺的责任，而短信通信触达则是较为亲民且直观的方式。在行业发展和用户规模持续增长下，应允国家、政府和公益事业的等特殊性的通信要求，山西公司基于公司级的“公益短信群发系统”，轻量化承载，同时从安全、网络、运维、生产于一体，顺应接入5G大区标准，满足了国家公益、疫情、以及各种自然灾害或突发情况下专属短信送达。

关键词：短信群发系统;通信触达;5G

中图分类号：TN929.5                   文献标识码：A文章编号：2096-4706（2021）16-0134-05

Construction and Application of Public Welfare Short Message Group Sending System

DUAN Kaikai， CUI Juerui， LIANG Zhi， LI Jiwen

（China Mobile Shanxi Co.， Ltd.， Taiyuan  030032， China）

Abstract： The outbreak of COVID-19 epidemic is fierce. How to assist the national epidemic prevention and control work better is an indispensable responsibility of the communication industry， while short message communication is more close to the people and intuitive. Under the development of the industry and the continuous growth of the user scale， Shanxi company responds to the special communication requirements of the state， the government and public welfare undertakings. Based on the company-level “Public Welfare Short Message Group Sending System”， which is lightweight， Shanxi Company complies with the access to 5G regional standards from the aspects of security， network， operation， maintenance and production to meet the national public welfare， epidemic， as well as a variety of natural disasters or emergencies under the exclusive SMS service.

Keywords： short message group sending system; communication touch; 5G

0  引  言

面對提速降费和互联网+的双重挑战，以及国内科学技术的迅猛发展，在众多通信的“红海市场”中，短信通信仍是国人最直接的即时交互方式。自2014年4G技术的革新，到现今5G技术的迅猛发展，短信从未淡出视线，并逐步成为国家、政府以及运营商之间特殊时期的有效凭证。随着5G技术的多元化和成果化，短信作为5G发展下的节点，在顺应国家发展和政府要求的同时，承接接入5G技术并支撑5G等新模式的突破。

随着庚子鼠年新春的到来，突如其来的新型冠状病毒感染肺炎疫情来势凶猛，如何更好地助力全国疫情防控工作，是通信行业的不可缺少的责任[1，2]，而短信通信则是较为亲民、柔和且直观的方式。以往只承接业务推广，交互，通知提醒的短信系统，疫情期间则需发展其具有社会效益和公益服务，类如山西移动自疫情暴发伊始仅十天便已为工信部、卫建委、防疫指挥部、各地市政府机构累积发送疫情相关短信5.1亿次，受到各行业和用户好评。

现传统短信包含业务受理、营销推广，订购提醒，话费等一系列的用户提醒，其系统下发方式有大文件传输、扫表、接口、固定消息模式、文本模式等。而在行业发展和用户规模不断增长的情况下，应允国家、政府和公益事业的等特殊性的通信要求，需构建基于公司级的“短信群发系统”，能轻量化承载，从安全、网络、运维、生产于一体的规范化流程，顺应接入5G大区标准，满足国家公益、疫情、以及各种自然灾害或突发情况下专属定制短信的及时送达。

1  公益短信群发系统建设

1.1  公益短信群发系统应用架构

公益短信群发系统的建设架构分为触点域、业务支撑域和外部渠道，其中业务支撑域提供了群发处理、配额控制、短信网关、消息管理、监控管理、运维管理和系统管理等最关键应用场景;触点域则为系统通过短信方式与终端用户进行接触;外部渠道为群发使用的用户文件，可以采用离线文件的方式传输提供，进行后续短信群发任务的创建。

业务支撑域：包含能力支撑域、运营管理域，能力支撑域纳管群发处理引擎、短信发送模块、短信网关核心模块及运营管理的基础条件和运行算法，运营管理域提供了消息管理、监控管理、运维管理、系统管理等相关运营信息。支撑域分布式多任务部署，多进程处理，网关负载集群利用，整体应用服务系统部署灵活，提供了业务处理和监控、系统运维、任务记录、长短信拆分、双协议转换等多种能力;除包含的核心代码算法运行外，业务系统拥有智能化运维接入、灵活化个性告警发出的机制，实现了运维告警一体化。

数据管理及有效机制：有效及敏感数据利用多层迭代要因数据模糊化的安全组件传输，以底层SSM微服务+密块加密算法为基礎构建的安全组件，通用能力包括提供数据接入能力、算法管理、模型沉淀，通过算法和框架中“微+密”的特性，实现了敏捷交互、安全存储和传输，定制化的数据落表，沉淀用户样本数据。

数据层：对群发任务数据源kafka消息模式、文本模式、大数据hbase信息模式、redis缓存消息等进行传输配置，去除高风险万能模板传输介质，配置动态参数变量缩减安全风险同时便于传输和使用，处理机制动态调配待发送链路到待发送文件，cmpp和smpp固定协议传输，内外部使用集成接口服务。

传输时管理界面对群发任务进行创建和编辑操作，最终落地任务信息保存到数据库;当任务创建时，任务分配会选择动态调配算法选择一个当前下发量最小的任务进行处理，并设置任务号和任务订单一同保存到数据库中;特定文件路由到相关链路，分出机制及处理机制程序会通过文件分发程序分发，利用链路保持原则，一台为任务的处理主机，其他两个为文件备份，当主机宕机时是可以切换到其他引擎处理;分发程序根据配置的主机个数和路径，如果系统主机需要扩容可修改该参数，在下次任务创建时就可以将新的主机添加上，达到动态系统扩容的目的。群发处理主机上的处理程序读取属于独自的任务进行处理，并最终推送给网关;网关通过F5配置，做到双机双活部署提供短信发送能力。应用架构如图1所示。

1.2  公益短信群发系统运行架构

公益短信系统实现业务内部服务中心化与可管理性、系统建设高可用性和均衡性、系统建设高性能和可扩展性、运维告警一体化的架构特点，每个环节都扮演着重要作用。业务内部服务中心化与可管理性：业务按功能域对服务能力进行聚合，实现服务标准化提供，支持服务能力复用。界面逻辑与业务服务能力分离，应用与数据分离，实现应用的分层解耦，实现了全界面的应用配置、参数配置和运行管理，如：提供WEB界面配置流程、启停流程;通过WEB界面监控系统运行参数及服务调用情况，系统运行架构图如图2所示。

系统建设高可用性和均衡性：系统主备部署最小化利用资源，且满足高可用基本条件;群发处理引擎分布式多任务处理，下发模板分布式多进程，网关负载集群利用，整体应用服务系统部署灵活，多采用分布式部署，充分利用系统硬件资源，保障了业务连续性。同时，系统根据设备能力配置负荷能力，实现相关的负载均衡，包括提供主机负载平衡性动态调整，提供任务平衡性动态调整。

系统建设高性能和可扩展性：系统功能要满足群发处理，采用分了阶段的分布式事件驱动架构，增加服务调用的吞吐量，满足大规模并发业务处理要求，分布式部署在各中心，增强中心服务的处理能力，其应用组件支持处理能力弹性扩展。

1.3  公益短信群发系统处理流程

运营人员在管理界面创建群发任务，多种形式进行传输，例以发送号码作为下发文件的方式进行导入，配置的群发任务经过bpm工作流审批，下发用户号码文件根据配置的主机列表路由群发处理引擎;处理机制对传输特定文件进行解析验证，根据配置的任务类型选择该程序需要下发的号码短信，生成待发送短信文件;短信下发处理模块读取待发送短信文件调用短信网关接口，利用双协议发送传输，最终通过5G消息中心发送短信;本系统配置数据等多种数据均以数据库形式和个性化沉淀样本，任务数据包含下发号码文件、处理号码文件、待发送短信内容都使用文件方式进行转存，公益短信系统关键处理流程如图3所示。

2  公益短信群发系统核心技术

2.1  指标工作流处理

BPM审批工作流是公益短信系统关键的一环，方便使用人员的可视化操作和审批。整个流程可控，单一流程开发周期较短;使用变量参数时，一般无松散持久层，与业务服务没有密切的关联。审批工作流能够将各行动节点串接，人员接口内嵌于流程，系统接口调用应用程序，灵活跳转，松散耦合。

在实际使用中，公益短信BPM审批支持自定义业务流程设置，可以训练、调试等流程，让业务流程臻于完善。BPM足够的灵活性，使系统建设对流程研究，并剔除存在的无效步骤和低效率流程。通过流程再造，节省了成本、加速了流程以及减少错误，提高ROI，也让群发系统管理变得更为规范。

数据流使用中利用多模板数据从各子系统推送智能分析，动态分流，通过流数据任务实时处理，经过同时将数据存储到数据库，作为数据集，并提供给任务模型推理服务，实时将指标数据通过模型服务推理出是否为异常。

2.2  运维告警一体化

短信群发系统智能化运维接入、灵活化个性告警发出实现运维告警一体化。智能化快速接入：自动化运维预案制作+一键式发布+智能化跟踪+业务个性化告警工程。对接自动化运维平台，批量调测联通，由人工处理到系统监测，节省了前期运维人力和后期调测耗时。业务专属预案制作，满足个性化业务发展需求，一键式发布后，智能化跟踪拨测。客户端告警工程输出，成快速接入变量参数。以上进行模板化，制成“电渠告警一体化”的接入条件。灵活化个性告警发出：告警agent快速读取+简单赋权。利用平台的快速接入，读取上阶段的个性化告警，对告警agent进行简单赋权，汇成“告警一体化”的输出条件。

多个预案制作后进行预案之间的判断关系，关系属于预案，预案关系分为无条件执行、结果选择、条件选择，各预案关系完成后预案发布，完成多预案一键式发布。本案例采用条件选择，条件选择的变量值是一个整数，是由上一个任务输出的，格式为“@{result=整数}@”。当子任务的输出中有多个这种格式的字符串时，会将最后一次出现的值作为条件选择值。一键式发布后程序会在任务的最后一行输出中提取上下文变量，过程存在包含、不包含的判断逻辑，都是提取任务输出的最后一行是否包含指定关键字。待成功后执行一键式发布获取状态，任务状态有：成功、失败、超时、系统错误等。

2.3  微服务+密块安全

为保证使用的安全性，構建应用具体的框架时，经过专属业务的Mybatis、Spring进行多层次的整合框架，SpringMVC作为相关请求的交互，Spring来创建映射器接口和相关事物管理以及Mybatis数据源配置等工作。不同的层次体系分别负责不同的工作内容，通过数据业务层来获取映射器接口以及Sql会话等内容，采用Spring注入方式，省去mybatis-config.xml的事务配置以及数据源等内容，如图4所示。

安全在系统中扮演着重要的角色[3]，数据存储同样有多种加密方案[4，5]，本文公益短信群发系统采用的安全密块算法为一种分组密码算法，64比特为它的分组长度，56比特为密钥长度。加密时首先进行初始置换，再进行相同功能的16轮变换，每轮变换包含置换和代换运算，在最后一轮时输出左右两部分并交换次序;最后进行逆初始变化。在进行16轮变换的时候，左右分别为32比特。再把输入的右半部分扩展成48比特，和密钥进行异或，通过8个s盒同数输出32比特，s盒输入长度为6比特，输出长度为4比特。在整个过程中，s盒是唯一的非线性元件。

整个安全环节通过SSM微服务的轻量性与智能快速模糊算法进行融合嵌套，作为用户敏感信息存储或传输一个整体组件。

3  应用效果

突如其来的疫情使全国陷入恐慌，为更好助力疫情防控工作，山西移动公益短信群发系统开启特殊通道，发展其社会效益和公益服务，仅十天便已为工信部、卫建委、防疫指挥部、各地市政府机构累积发送疫情相关短信5.1亿次，下发成功率高于99.95%，圆满完成政府和卫生健康委等任务，受到各行业和用户好评。此次支撑任务中，公益短信群发系统为担负好国企重任、做好通信事业发展写下了浓浓的一笔，图5为系统应用的具体过程。

4  结  论

山西移动轻量化承载的公益短信群发系统建设，从安全、网络、运维、生产于一体的规范化流程。界面逻辑与业务服务能力分离，应用与数据分离，实现应用的分层解耦;以微服务和加密为基，实现敏捷交互、安全存储，同步拥有运维告警一体化。使得移动在行业发展和用户规模不断增长的情况下，能够应允国家、政府等机构特殊性的通信要求，满足了国家公益类、应急类及自然灾害或突发情况下专属短信的及时送达。

参考文献：

[1] 张雷，刘珊.黑龙江通信业持续加强疫情防控工作 [J].通信管理与技术，2020（1）：4.

[2] 王柯懿，周文杰，刘耀，等.疫情对中国信息通信业发展的影响 [J].中国电信业，2020（4）：30-32.

[3] 张玉磊，骆广萍，张永洁，等.基于格式保留的敏感信息加密方案 [J].计算机工程与科学，2020，42（2）：236-240.

[4] 蔡双进.数据加密技术在计算机网络通信安全中的应用分析 [J].电脑迷，2018（7）：19.

[5] 叶聪聪，李国强，蔡鸿明，等.区块链的安全检测模型 [J].软件学报，2018，29（5）：1348-1359.

作者简介：段凯凯（1993—），男，汉族，山西太原人，中级工程师，硕士研究生，研究方向：系统开发。