消息传输方法、系统、电子设备和存储介质与流程

1.本发明实施例涉及通信领域，特别涉及消息传输方法、系统、电子设备和存储介质。


背景技术：

2.短信作为网络必达的信息收发通道，在5g时代会继续长期存在，语音、短信是最基础的移动通信服务，是每一个移动终端必备的基础功能，是电信服务的代表，是全球范围内直接可达、可互通、可漫游的通信服务。
3.短信中心(smsc，short message service center)，是在2g时代就存在的网元，主要用于短信的存储和转发，一般基于传统map(manufacturing automation protocol)协议与周边网元交互，在各运营商现网中数量众多。4g网络演进，网元间交互主要基于sip协议，新增了ipsmgw网元，实现sip与map协议的编解码转换，从而避免了现网短信中心升级改造带来的成本和影响。5g网络演进，网元间交互基于http2协议，同理，3gpp在5g核心网中新增了短信服务网元(smsf，short message service function)，实现http2与map协议的编解码转换。smsf充当了5g核心网与传统短信中心之间终端收发5g nas短信接口和桥梁的作用。smsf通过n20接口与其他网元进行交互。
4.然而，由于5g各网元采用服务化接口，底层采用http2协议多链路传输。在某些外部因素下，如网络波动、http2层协议错误、网元宕机等，致使smsf与待交互的网元某一链路或全部通信中断，从而造成较大呼损。


技术实现要素：

5.本发明实施方式的目的在于提供一种消息传输方法、系统、电子设备和存储介质，保障了在异常情况下smsf与其他网元之间消息的可靠传输。
6.为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种消息传输方法，包括以下步骤：
7.获取与所述smsf待交互网元的状态和备用网元的清单，其中所述网元的状态包括可达状态和不可达状态；
8.若所述待交互网元的状态为所述可达状态，向所述待交互网元建立多条链路；
9.通过预先设置的链路选择方式，选择所述链路与所述待交互网元进行所述消息传输，直至所述消息传输成功；
10.若所述待交互网元的状态为所述不可达状态，根据所述备用网元的清单，切换未被选择过的所述备用网元，将所述备用网元设置为所述待交互网元。
11.本发明的实施方式还提供了一种消息传输系统，包括：
12.接收模块，用于获取与所述smsf待交互网元的状态和备用网元的清单，其中所述amf状态包括可达状态和不可达状态；
13.链路重定向模块，用于若所述待交互网元的状态为所述可达状态，向所述待交互
网元建立多条链路；通过预先设置的链路选择方式，选择所述链路与所述待交互网元进行所述消息传输，直至所述消息传输成功；
14.网元重定向模块，用于若所述待交互网元的状态为所述不可达状态，根据所述备用网元的清单，切换未被选择过的所述备用网元，将所述备用网元设置为所述待交互网元。
15.本发明的实施方式还提供了一种电子设备，包括：
16.至少一个处理器；以及，
17.与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
18.所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行上述的消息传输方法。
19.本发明的实施方式还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的消息传输的方法。
20.本发明实施方式相对于现有技术而言，通过判断网元的状态，确定可与smsf进行消息传输的网元，避免了与不可达网元建立链路及切换链路进行所多消耗的时间及资源成本；同时，与可达的待交互网元建立多条链路，增加了传输消息成功的几率；并且通过备用网元清单可以与多个网元进行传输尝试，使得在异常情况下，smsf依然可以与待交互网元进行消息传输，使传输更为可靠。
21.另外，本发明实施方式提供的消息传输方法，在所述获取与所述smsf待交互网元的状态和备用网元的清单中，所述获取与所述smsf待交互网元的状态包括：通过网络存储功能nrf定时获取所述待交互网元的变更通知；对所述变更通知进行解码，获取所述待交互网元的状态。通过定时获取变更通知，网元状态可以定时的变更，使网元状态更加准确。
22.另外，本发明实施方式提供的消息传输方法，在所述向所述待交互网元建立多条链路，包括：通过网络存储功能nrf获取所述待交互网元的相关网络互连协议ip；根据所述ip地址建立ip链路，其中，所述ip链路的数量大于1。根据ip地址建立链路，使链路设置更加合理。
23.另外，本发明实施方式提供的消息传输方法，在所述通过预先设置的链路选择方式，选择所述链路与所述待交互网元进行所述消息传输，直至所述消息传输成功前，包括：配置网元ip重选开关、所述网元ip最大重选次数、ip链路重选开关和所述ip链路最大重选次数。通过设置多种阈值，避免链路和网元超负荷工作，维护传输工作的健康进行。
24.另外，本发明实施方式提供的消息传输方法，所述确定所述网元ip重选开关和所述ip链路重选开关开启，切换其他所述ip链路进行所述消息传输，若发送失败，将所述待交互网元的状态变更为不可达状态。根据传输结果实时变更网元状态，方便下次传输时获取最新的网元状态。
25.另外，本发明实施方式提供的消息传输方法，在所述确定所述网元ip重选开关和所述ip链路重选开关开启，切换其他所述ip链路发送所述请求服务通知中，若所述发送失败，将所述待交互网元的状态变更为不可达状态。
26.另外，本发明实施方式提供的消息传输方法，所述根据所述备用网元的清单，切换未被选择过的所述备用网元，包括：确定所述备用网元重选开关开启，切换在所述备用网元清单中未被选择过的所述备用网元，其中，切换次数小于所述备用网元最大重选次数。
附图说明
27.一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定。
28.图1是本发明的第一实施方式提供的消息传输方法的流程图；
29.图2是本发明的第二实施方式提供的消息传输方法的流程图；
30.图3是本发明的第三实施方式提供的消息传输系统的结构示意图；
31.图4是本发明的第四实施方式提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
32.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本技术而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本技术所要求保护的技术方案。
33.以下各个实施例的划分是为了描述方便，不应对本发明的具体实现方式构成任何限定，各个实施例在不矛盾的前提下可以相互结合相互引用。
34.本发明的第一实施方式涉及一种消息传输方法。具体流程如图1所示。
35.步骤101，获取与所述smsf待交互网元的状态和备用网元的清单，其中待交互网元的状态包括可达状态和不可达状态。
36.在本实施方式中，由于每个网元启动时，要到网络存储功能(nrf，nf repository function)进行注册登记才能提供服务。nrf是用来进行nf登记、管理、状态检测，实现所有nf的自动化管理，登记信息包括nf类型、地址、服务列表等。与过去的移动通信系统不同，5g系统架构将逐渐取消专用的网元设备，转而采用在通用服务器上部署各种网络功能(nf，network function)的形式。
37.因此，smsf的接收单元接收nrf发送的网元注册信息，smsf的解码单元对注册信息进行解码，其中，注册信息可以包括网元服务的ip端口、ip端口优先级、网元状态、备用网元清单等信息。同时smsf通过nrf监控网元状态，当待交互网元上线或下线时，nrf会向smsf发送变更通知，通知包括当前网元状态，待smsf接收解码后以instanceid为索引存储该网元状态，即instanceid对应不同的网元状态，通过获取最新的instanceid以获取最新的网元状态。
38.备用网元清单中包括备用网元的网元标识及地址等信息，通过备用网元清单，在当前待交互网元无法进行交互的情况下切换其他网元进行交互和传输消息，使在发生异常情况无法对当前网元传输消息时，依然可以通过与备用网元建立连接，保证可靠的传输。
39.需要说明的是，由于不同的用户具有不同的网元及各个网元的状态，存储网元清单信息和instanceid信息后，生成国际移动用户识别码(imsi，international mobile subscriber identity)作为后续查询网元清单信息和instanceid信息的索引。
40.具体地，根据不同应用场景的需要，smsf可以与接入和移动管理功能(amf，access and mobility management function)、会话管理功能(smf，session management function)、网络暴露功能(nef，network exposure function)等网元进行交互，传输消息，在本实施方式中，对待交互的网元不做限制。
41.通过预先对网元的通信状态进行了检测，获取了网元是否可达的状态，并对网元状态进行存储，仅对可达的网元建立链路，进行传输，避免了因对不可达网元建立链路，重试链路所浪费的时间成本和资源成本。
42.对网元的通信状态进行检测的方式包括被动检测和主动检测。
43.被动检测的方式具体为：
44.s1、smsf向nrf注册网元信息。
45.s2、smsf向nrf订阅网元信息。
46.s3、smsf接收nrf关于网元状态变更通知，解码后获取网元状态。
47.s4、以instanceid为索引在存储单元存储网元状态信息。
48.由于被动检测的方式不具有及时性，在一些情况下可能很久不更新网元状态或没有网元状态，此时需要使用主动检测的方式获取网元状态。
49.主动检测的方式具体为：
50.s1、smsf配置网元ip-重选开关n1及重选次数n2，以及ip链路-重选开关n3及次数n4，smsf配置ip链路数n5。
51.s2、smsf作为服务消费者，向nrf获取网元服务相关ip。
52.s3、smsf根据ip向待检测网元建立n5条链路。
53.s4、smsf选取一条链路向待检测网元请求服务。
54.s5、如成功则步骤结束，将网元状态变更为可达状态。如失败或超时则继续步骤6。
55.s6、判断n3是否打开。如n3打开，n5》1并且n4》1，则直接切换该ip下其它链路重试请求(跳转4)。如n3未打开或重试次数达到n4或n5仍未成功，继续步骤7。
56.s7、判断n1是否打开，如n1未打开跳转步骤9。否则判断跳转次数是否达到n2，达到则跳转9，否则继续。
57.s8、切换ip跳转步骤3。
58.s9、以instanceid为索引更新网元状态为不可达状态。
59.步骤102，若所述待交互网元的状态为所述可达状态，向所述待交互网元建立多条链路。
60.通过网络存储功能nrf获取所述待交互网元的相关ip，即步骤101中获取的注册信息中包括与待交互网元相关的ip；根据所述网络互联协议建立ip链路，其中，所述ip链路的数量大于1。
61.具体地，ip链路是一种通信工具或介质，节点可以通过它在internet协议套件的数据链路层上进行通信。ip链路的类型可能包括简单以太网、桥接以太网、集线器或异步传输模式(asynchronous transfer mode,atm)网络。在步骤101种获取的注册信息除与待交互网元相关的ip外，还包括ip端口的优先级、及各种负荷情况等，根据这些信息，对相关的ip进行排序，将优先级较高且负荷较小的ip排在前面，以排序顺序从前往后选取ip，选择ip后，根据选择的ip地址向待交互的网元建立多条链路。
62.步骤103，通过预先设置的链路选择方式，选择所述链路与所述待交互网元进行所述消息传输，直至所述消息传输成功。
63.在smsf中配置ip-重选开关和重选ip的最大次数、ip链路重选开关和重选ip链路的最大次数。
64.根据预先设置的链路选择方式，选择一条链路进行传输，如果传输失败，判断ip链路重选开关是否开启，若ip链路重选开关开启，且重选次数未超过重选ip链路的最大次数，则切换其他链路进行传输；
65.若ip链路未开启，或该ip的所有链路均不能成功传输，判断ip-重选开关是否开启，若ip-重选开关开启，且未达到ip重选最大次数，按照ip的排序顺序，切换其他ip建立链路，并按照预先设置的链路选择方式，切换链路，直至消息传输成功；
66.若ip-重选开关未开启，或ip重选次数达到最大次数，且所有链路均不能成功传输，则将当前网元的状态变更为不可达状态。
67.步骤104，若所述待交互网元的状态为所述不可达状态，根据所述备用网元的清单，切换未被选择过的所述备用网元，将所述备用网元设置为所述待交互网元。
68.由于当前待交互网元的状态为不可达状态，因此不再进行链路建立的过程，显著减少了与不可达网元建立链路及切换链路而多消耗的时间及资源成本。
69.因此，根据备用网元清单中的备用网元的标识，将与smsf进行交互的网元切换成备用网元，将该备用网元作为待交互网元，执行步骤103的过程。
70.在本实施方式中，通过判断网元的状态，确定可与smsf进行消息传输的网元，避免了与不可达网元建立链路及切换链路进行所多消耗的时间及资源成本；同时，与可达的待交互网元建立多条链路，增加了传输消息成功的几率；并且通过备用网元清单可以与多个网元进行传输尝试，使得在异常情况下，smsf依然可以与待交互网元进行消息传输，使传输更为可靠。
71.本发明的第二实施方式涉及一种消息传输方法，以smsf与移动性管理网元(amf，authentication management function)的交互为例。amf是ran控制面接口的终止，也是nas协议的终止，为nas提供加密和完整性保护。amf的主要功能还包括接入授权和认证、连接管理、移动管理等。在与eps互操作的场景中，amf负责eps承载id的分配，amf从用户设备(ue)接收所有连接和会话相关信息，负责处理连接和移动管理任务。
72.smsf与amf交互的具体步骤如图2所示。
73.步骤201，根据用户的imsi获取待交互amf的instanceid和备用amf清单。
74.通过instanceid获取待交互amf状态，通过备用amf清单获取备用amf的标识，即全球唯一amf标识符(guami，globally unique amf id)。
75.s1、若amf状态为可达状态，执行步骤202。
76.步骤202，通过nrf获取待交互amf的ip端口、ip端口优先级、ip负荷情况等。
77.步骤203，smsf配置amf ip-重选开关n1及最大重选次数n2，以及ip链路-重选开关n3及最大重选次数n4，smsf配置ip链路数n5。
78.步骤204，对获取到的ip按照优先级和负荷等情况进行排序，按照高优先级低负荷的顺序选取未被选取的ip进行建立n5条链路。
79.步骤205根据预先设置的选择策略，选取一条链路向amf进行传输消息。若传输成功，流程结束；若不成功，执行步骤205。
80.步骤206，判断ip链路重选开关n3是否开启：
81.若n3开启，且切换次数未达到n4、n5，则切换其他ip链路重试，直至通信成功；
82.若n3未开启、重试次数达到ip链路最大重选次数n4或重试次数达到ip链路数n5，
则执行步骤206。
83.步骤207，判断amf ip-重选开关n1是否开启：
84.若n1开启，则执行步骤203；
85.若n1未开启或amf ip重选次数超过最大重选次数n2，将当前amf的状态变更成不可达状态。
86.s2、若amf的状态为不可达状态，执行步骤208。
87.步骤208，根据备用amf清单，选取未被选择的备用amf，将该备用amf作为待交互的amf执行步骤202。
88.具体地，配置guami最大重试次数为n6。
89.判断guami切换次数是否达到n6：
90.若未达到，在备用amf清单中，选择未被选取过的备用amf的guami，将选择的备用amf作为待交互的amf，执行步骤202。
91.若切换次数达到n6，则结束切换步骤，流程结束，消息传输失败。
92.在本实施方式中，在amf切换、ip切换和ip链路切换处，都配置了最大重试次数，通过配置最大重试次数，使重试次数具有限度，避免了由于有着大量的网元的情况下，需要运行很久，浪费过多的运行空间和资源，保障健康的进行传输。
93.在smsf与amf交互的过程中，设置了多次的重选重定向过程，避免了在交互传输消息的过程中因为部分通信通道或网元产生故障而影响整个传输过程的情况发生，提高了传输过程的可靠性，确保在异常情况下，如网络波动、http2层协议错误、amf网元宕机时，可以通过切换链路、切换ip或切换amf的方法，对smsf的交互对象进行重定向，大大增加了通信容错的能力。
94.上面各种方法的步骤划分，只是为了描述清楚，实现时可以合并为一个步骤或者对某些步骤进行拆分，分解为多个步骤，只要包括相同的逻辑关系，都在本专利的保护范围内；对算法中或者流程中添加无关紧要的修改或者引入无关紧要的设计，但不改变其算法和流程的核心设计都在该专利的保护范围内。
95.本发明第三实施方式涉及一种消息传输系统，如图4所示，包括：
96.接收模块301，用于获取与所述smsf待交互网元的状态和备用网元的清单，其中所述amf状态包括可达状态和不可达状态。
97.具体地，接收模块还包括：消息接收单元、解码单元和缓存单元。其中，消息接收单元用于接收消息通知，instanceid、网元清单信息等；解码单元用于对通知和消息进行解码；缓存单元用于存储imsi、instanceid和网元清单的映射关系。
98.需要说明的是，instanceid为网元状态(如amf的状态)的唯一标识，instanceid对应一个网元标识，网元标识在网元清单中，以instanceid作为key，建立一个对应关系。
99.链路重定向模块302，用于若所述待交互网元的状态为所述可达状态，向所述待交互网元建立多条链路；通过预先设置的链路选择方式，选择所述链路与所述待交互网元进行所述消息传输，直至所述消息传输成功；
100.网元重定向模块303，用于若所述待交互网元的状态为所述不可达状态，根据所述备用网元的清单，切换未被选择过的所述备用网元，将所述备用网元设置为所述待交互网元。
101.不难发现，本实施方式为与第一实施方式相对应的系统实施例，本实施方式可与第一实施方式互相配合实施。第一实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第一实施方式中。
102.值得一提的是，本实施方式中所涉及到的各模块均为逻辑模块，在实际应用中，一个逻辑单元可以是一个物理单元，也可以是一个物理单元的一部分，还可以以多个物理单元的组合实现。此外，为了突出本发明的创新部分，本实施方式中并没有将与解决本发明所提出的技术问题关系不太密切的单元引入，但这并不表明本实施方式中不存在其它的单元。
103.本发明第四实施方式涉及一种电子设备，如图4所示，包括：
104.至少一个处理器401；以及，与所述至少一个处理器401通信连接的存储器402；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行消息传输方法。
105.其中，存储器和处理器采用总线方式连接，总线可以包括任意数量的互联的总线和桥，总线将一个或多个处理器和存储器的各种电路链接在一起。总线还可以将诸如外围设备、稳压器和功率管理电路等之类的各种其他电路链接在一起，这些都是本领域所公知的，因此，本文不再对其进行进一步描述。总线接口在总线和收发机之间提供接口。收发机可以是一个元件，也可以是多个元件，比如多个接收器和发送器，提供用于在传输介质上与各种其他装置通信的单元。经处理器处理的数据通过天线在无线介质上进行传输，进一步，天线还接收数据并将数据传送给处理器。
106.处理器负责管理总线和通常的处理，还可以提供各种功能，包括定时，外围接口，电压调节、电源管理以及其他控制功能。而存储器可以被用于存储处理器在执行操作时所使用的数据。
107.本领域技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一个设备(可以是单片机，芯片等)或处理器(processor)执行本技术各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
108.本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。