SMPP协议解析

本文详细介绍了SMPP协议，一种在移动通信网络中发送和接收短信的二进制协议，涉及其基本特性、消息类型、流程、安全性和应用领域，重点讲解了Bind、Submit、Deliver等关键操作。

SMPP（Short Message Peer-to-Peer）是一种用于发送和接收短信消息的协议，通常用于移动通信网络。它允许应用程序通过短信中心（Short Message Service Center，SMSC）发送和接收短信。下面是对SMPP协议的详细解释。

SMPP（Short Message Peer-to-Peer Protocol）是用于短信服务的高效协议，解析其协议数据单元（PDU）需掌握以下核心要点：

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1. SMPP协议基础
• 用途：连接短信网关（ESME）与短信中心（SMSC），支持短信提交、投递及状态查询。

• 版本：常见版本3.3、3.4、5.0，不同版本字段可能存在差异。

• 通信模式：基于TCP/IP，使用大端字节序（网络字节序）。

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2. PDU结构解析
每个PDU包含Header（固定16字节）和Body（可变长度）：

Header结构

struct {uint32 command_length;   // 整个PDU长度（含Header和Body）uint32 command_id;       // 命令类型（如submit_sm=0x00000004）uint32 command_status;   // 响应状态（0表示成功）uint32 sequence_number;  // 序列号（用于请求-响应匹配）
}

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3. Body字段解析示例：submit_sm

# 字段顺序及类型（以SMPP 3.4为例）
service_type        : COctetString(1-6)    # 服务类型（如空字符串）
source_addr_ton     : uint8               # 源地址类型（如国际号码=0x01）
source_addr_npi     : uint8               # 源编号计划（如ISDN=0x01）
source_addr         : COctetString(1-21)  # 源地址（如手机号）
dest_addr_ton       : uint8               # 目标地址类型
dest_addr_npi       : uint8               # 目标编号计划
destination_addr    : COctetString(1-21)  # 目标地址
esm_class           : uint8               # 消息类型（如普通消息=0x00）
protocol_id         : uint8               # 协议标识（通常0x00）
priority_flag       : uint8               # 优先级（0-3）
schedule_delivery_time: COctetString(0-17) # 定时发送时间（可选）
validity_period     : COctetString(0-17)  # 有效期（可选）
registered_delivery : uint8               # 回执标志（如需要状态报告=0x01）
replace_if_present  : uint8               # 替换已存在消息（通常0x00）
data_coding         : uint8               # 编码格式（如GSM-7=0x00，UCS-2=0x08）
sm_default_msg_id   : uint8               # 默认消息ID（通常0x00）
sm_length           : uint8               # 短信内容长度
short_message       : OctetString(0-255)  # 短信内容（或UDH+内容）

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4. 解析流程

1. 读取Header：提取长度、命令类型及序列号。
2. 验证长度：确保接收的数据完整。
3. 解析Body：按命令类型对应的字段顺序逐个解析。
4. 处理可选参数：遍历剩余字节解析TLV。
5. 处理编码：根据<font style="color:rgb(51, 51, 51);">data_coding</font>转换内容（如GSM7、UCS-2）。
6. 组装长短信：通过UDH中的<font style="color:rgb(51, 51, 51);">concat</font>参数合并分段。

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5. 代码示例（Python）

import structdef parse_header(data):return struct.unpack('>4I', data[:16])def parse_submit_sm(body):fields = {}# 解析固定字段ptr = 0fields['service_type'] = parse_c_octet(body[ptr:ptr+6])    # COctetString(6)ptr += 6fields['source_addr_ton'] = body[ptr]ptr +=1# ... 按顺序解析其他字段# 解析short_messagesm_length = body[ptr]ptr +=1fields['short_message'] = body[ptr:ptr+sm_length]ptr += sm_length# 解析可选参数while ptr < len(body):tag, length = struct.unpack('>HH', body[ptr:ptr+4])ptr +=4value = body[ptr:ptr+length]ptr +=lengthfields[f'tag_{tag:04X}'] = valuereturn fieldsdef parse_c_octet(data):end = data.find(b'\x00')return data[:end].decode('latin1') if end != -1 else data.decode('latin1')

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6. 注意事项
• 字节序处理：所有多字节整数需使用大端序解析。

• 版本兼容：不同版本的字段差异需适配（如5.0新增字段）。

• 错误处理：校验<font style="color:rgb(51, 51, 51);">command_status</font>，非零需处理错误码。

• 异步通信：通过<font style="color:rgb(51, 51, 51);">sequence_number</font>匹配请求与响应。

以下是针对SMPP协议的流程图、应用场景及Java代码示例：

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一、流程图示例

1. SMPP连接建立流程
   

2. 短信提交（submit_sm）流程

3. 长短信分片处理流程
   

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二、应用场景

1. 企业短信通知系统
   • 场景：企业向用户发送验证码或订单通知。

• SMPP角色：

• ESME（企业短信平台）通过submit_sm提交短信。

• SMSC（运营商网关）返回message_id，并在投递后发送状态报告（deliver_sm）。

2. 用户上行短信（MO）处理
   • 场景：用户回复短信（如退订指令）。

• SMPP角色：

• SMSC主动推送deliver_sm到ESME，其中short_message字段包含用户回复内容。

• ESME解析后触发业务逻辑（如更新用户状态）。

3. 国际短信路由
   • 场景：跨国企业向多国家用户发送短信。

• SMPP角色：

• 根据dest_addr_ton（目标地址类型）和data_coding（编码格式）自动适配运营商路由。

• 支持GSM-7、UCS-2等编码，确保内容兼容性。

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三、Java代码示例

1. 解析SMPP Header

public class SmppHeader {private int commandLength;private int commandId;private int commandStatus;private int sequenceNumber;public static SmppHeader parse(byte[] data) {ByteBuffer buffer = ByteBuffer.wrap(data).order(ByteOrder.BIG_ENDIAN);return new SmppHeader(buffer.getInt(),buffer.getInt(),buffer.getInt(),buffer.getInt());}
}

2. 构造submit_sm PDU

public class SubmitSmBuilder {public static byte[] buildSubmitSm(String sourceAddr, String destAddr, String message) {ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024).order(ByteOrder.BIG_ENDIAN);// 固定字段buffer.put((byte) 0x00);                // service_type (空)buffer.put((byte) 0x01);                // source_addr_ton (国际号码)buffer.put((byte) 0x01);                // source_addr_npi (ISDN)putCOctetString(buffer, sourceAddr, 21); // source_addrbuffer.put((byte) 0x01);                // dest_addr_tonbuffer.put((byte) 0x01);                // dest_addr_npiputCOctetString(buffer, destAddr, 21);   // destination_addrbuffer.put((byte) 0x00);                // esm_classbuffer.put((byte) 0x00);                // protocol_idbuffer.put((byte) 0x00);                // priority_flag// 短信内容（GSM-7编码）byte[] gsm7Bytes = encodeGsm7(message);buffer.put((byte) gsm7Bytes.length);    // sm_lengthbuffer.put(gsm7Bytes);                  // short_message// 回退到实际长度并返回byte[] result = new byte[buffer.position()];System.arraycopy(buffer.array(), 0, result, 0, result.length);return result;}private static void putCOctetString(ByteBuffer buffer, String value, int maxLength) {byte[] bytes = value.getBytes(StandardCharsets.US_ASCII);int length = Math.min(bytes.length, maxLength - 1);buffer.put(bytes, 0, length);buffer.put((byte) 0x00); // 补\0结束符}
}

3. 处理可选参数（TLV）

public class TlvParser {public static Map<Integer, byte[]> parseTlvs(ByteBuffer buffer) {Map<Integer, byte[]> tlvs = new HashMap<>();while (buffer.remaining() >= 4) {int tag = buffer.getShort() & 0xFFFF;int length = buffer.getShort() & 0xFFFF;byte[] value = new byte[length];buffer.get(value);tlvs.put(tag, value);}return tlvs;}
}

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四、关键注意事项

1. 编码处理
   • 使用StandardCharsets.US_ASCII处理GSM-7，StandardCharsets.UTF_16BE处理UCS-2。

• 长短信需添加UDH头，并通过sar_msg_ref_num等TLV参数关联分片。

2. 异步通信
   • 通过sequenceNumber匹配请求和响应：

CompletableFuture<String> future = new CompletableFuture<>();
pendingRequests.put(sequenceNumber, future);
// 收到响应后通过sequenceNumber触发future.complete()

3. 错误处理
   • 检查commandStatus：

if (header.getCommandStatus() != 0) {throw new SmppException("Error code: " + header.getCommandStatus());
}

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以上内容覆盖了SMPP的核心流程、场景及Java实现关键代码，可直接用于开发短信网关或集成服务。