面向5G消息業(yè)務(wù)的應(yīng)用架構(gòu)研究

趙鴻

【摘要】? ? 5G消息是5G時代首批大規(guī)模落地的應(yīng)用之一，將帶來全新的移動互聯(lián)網(wǎng)入口，其在終端無需安裝、無需注冊、共享開放、高觸達率等特點，將會持續(xù)擴展企業(yè)客戶的終端用戶觸點，實現(xiàn)商業(yè)模式創(chuàng)新。為了切實滿足企業(yè)客戶實現(xiàn)5G消息業(yè)務(wù)創(chuàng)新，將傳統(tǒng)重移動終端應(yīng)用的業(yè)務(wù)模式，轉(zhuǎn)換成服務(wù)端應(yīng)用加5G終端消息窗口的業(yè)務(wù)模式，提出了一種面向5G消息業(yè)務(wù)場景的應(yīng)用架構(gòu)方案。在實現(xiàn)5G消息通信能力的基礎(chǔ)上，設(shè)計并構(gòu)建出了積木式5G消息模板、5G消息能力組件、服務(wù)端5G消息應(yīng)用市場等功能模塊。在該應(yīng)用架構(gòu)模式下，企業(yè)客戶可以使用已有應(yīng)用，也可以開發(fā)自有應(yīng)用來服務(wù)終端，有助于快速拓展5G消息業(yè)務(wù)生態(tài)。

【關(guān)鍵詞】? ? 5G消息? ? RCS UP協(xié)議? ? 應(yīng)用市場? ? 能力組件? ? 應(yīng)用架構(gòu)

引言：

5G消息是基于GSMA（全球移動通信系統(tǒng)協(xié)會）的通訊標(biāo)準(zhǔn)UP2.4（通用概要文件） 構(gòu)建，將傳統(tǒng)短信變革升級為RCS（富媒體通訊套件）業(yè)務(wù)，實現(xiàn)了消息的富媒體化和輕量化。運營商為了實現(xiàn)RCS商業(yè)部署，在自身網(wǎng)絡(luò)上架設(shè)了MaaP（消息即平臺）網(wǎng)關(guān)和Chatbot（聊天機器人）管理平臺，平臺面向企業(yè)端開放通訊接口，提供5G行業(yè)消息服務(wù)。

5G行業(yè)消息帶來了全新的人機交互模式，終端用戶在消息窗口就能完成服務(wù)發(fā)現(xiàn)、商品訂單支付、智能交互等一站式業(yè)務(wù)體驗，是全新的移動應(yīng)用服務(wù)入口。全球主要運營商均已選擇RCS作為短信的升級方向。

一、5G消息應(yīng)用主要特點分析

5G消息業(yè)務(wù)接入運營商的IMS（IP多媒體子系統(tǒng)）網(wǎng)絡(luò)，使用SIP（會話初始協(xié)議）和MSRP（消息會話中繼協(xié)議）等協(xié)議進行通信，將及時消息、文件傳輸、位置服務(wù)等納入其基本業(yè)務(wù)范疇，把移動互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用下沉到更為穩(wěn)定和安全的運營商基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)中。可以看出，5G消息應(yīng)用呈現(xiàn)出以下幾個明顯特點：

1.1生態(tài)構(gòu)建普適化

2020年4月8日，三大運營商聯(lián)合產(chǎn)業(yè)上下游伙伴，共同發(fā)布了《5G消息白皮書》，正式拉開5G消息生態(tài)服務(wù)的帷幕。隨著5G終端的覆蓋率不斷上漲，5G消息即將成為普適性的信息基礎(chǔ)設(shè)施，催生巨大的5G消息應(yīng)用技術(shù)市場。同時，由于對安全做了全新的設(shè)計，無論C端和B端接入5G消息都需要經(jīng)過實名認證，且通信過程加密，使得信息安全可管可控。

1.2企業(yè)服務(wù)場景化

目前，短信、APP等均存在服務(wù)形式單一、生態(tài)封閉、業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)化率低、獲客成本高等諸多問題。依托5G的共享開放、大容量、低時延、高速率等特征，5G消息可延伸出更多的應(yīng)用，驅(qū)動生活服務(wù)，移動辦公，企業(yè)營銷等領(lǐng)域場景創(chuàng)新。企業(yè)服務(wù)離消費者越近，促成消費的概率越高，場景化服務(wù)將成為5G時代的新趨勢。

1.3終端應(yīng)用輕量化

5G消息基于原生短信界面作為入口，終端無需安裝應(yīng)用程序即可獲取各種服務(wù)。另外還可以有效擺脫OTT（互聯(lián)網(wǎng)公司越過運營商發(fā)展各種應(yīng)用業(yè)務(wù)）私有域限制，實現(xiàn)公平、開放的應(yīng)用服務(wù)環(huán)境。

1.4交互信息模式化

5G消息是運營商聯(lián)合整個產(chǎn)業(yè)鏈上下游共同構(gòu)建的具有統(tǒng)一業(yè)務(wù)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)的信息交互模式。在終端形態(tài)上表現(xiàn)為業(yè)務(wù)可直接觸達、富媒體、標(biāo)準(zhǔn)卡片式交互、菜單互動等。企業(yè)僅需在運營商進行合法備案，并通過能力驗證后，即可接入面向終端提供服務(wù)。

由于5G消息相關(guān)的底層通信協(xié)議實現(xiàn)、企業(yè)備案、5G消息能力接入、三網(wǎng)覆蓋、全終端覆蓋等都需要一定技術(shù)門檻，這給企業(yè)使用5G消息業(yè)務(wù)帶來一定的困難，所以有必要提出并建設(shè)一套面向5G消息應(yīng)用場景的企業(yè)應(yīng)用架構(gòu)方案，將上述底層功能進行封裝，直接向上層提供各種服務(wù)端場景應(yīng)用，使企業(yè)將有限的資源和精力聚焦于自身具體業(yè)務(wù)上，有助于快速擴展5G消息應(yīng)用技術(shù)市場。

二、5G消息應(yīng)用架構(gòu)設(shè)計

2.1設(shè)計思路

通過上述分析5G消息的應(yīng)用特點，結(jié)合當(dāng)前企業(yè)在數(shù)字化建設(shè)中，SaaS化（軟件即服務(wù)）需求趨勢愈發(fā)明顯和成熟，同時根據(jù)基礎(chǔ)通信技術(shù)的相對穩(wěn)定性、基礎(chǔ)應(yīng)用服務(wù)的相對模式化等特征，提出了基于應(yīng)用架構(gòu)的針對5G消息業(yè)務(wù)場景整體實施方案。應(yīng)用架構(gòu)描述了應(yīng)用系統(tǒng)的業(yè)務(wù)功能和技術(shù)實現(xiàn)內(nèi)容。本文重點從系統(tǒng)功能的視角闡述5G消息業(yè)務(wù)場景的應(yīng)用架構(gòu)設(shè)計。從應(yīng)用架構(gòu)的角度開展5G消息服務(wù)端應(yīng)用方案研究具有以下優(yōu)勢：一是應(yīng)用架構(gòu)具有模塊化和可重用性特征，可以將5G消息業(yè)務(wù)場景的技術(shù)實現(xiàn)，在框架設(shè)計層面劃分為多個邏輯獨立的層或者模塊，同時設(shè)計抽象出可重用的基礎(chǔ)能力組件。二是應(yīng)用架構(gòu)具有可擴展性和可維護性特征，應(yīng)用框架由與業(yè)務(wù)完全無關(guān)的通用組件組成，能夠為不同的應(yīng)用共用，在需求變化后能夠方便地對相應(yīng)的應(yīng)用進行改變，或者擴展新的應(yīng)用。

2.2服務(wù)端應(yīng)用架構(gòu)設(shè)計

5G消息要求終端廠商將短信應(yīng)用升級到支持RCS UP2.4及以上協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，短信界面支持接收和發(fā)送富媒體消息，點擊菜單，發(fā)送位置等操作，從業(yè)務(wù)上看，短信界面成為終端和企業(yè)實現(xiàn)交互的統(tǒng)一入口。企業(yè)側(cè)向運營商申請專屬的Chatbot賬戶，通過Chatbot賬戶，企業(yè)可以為終端提供服務(wù)，終端也可以搜索到企業(yè)Chatbot并獲取相關(guān)服務(wù)，本質(zhì)上終端變得真正輕量化，僅負責(zé)消息的收發(fā)、展示、服務(wù)發(fā)現(xiàn)等功能，而業(yè)務(wù)場景的邏輯實現(xiàn)則轉(zhuǎn)移到服務(wù)端。服務(wù)端針對5G消息業(yè)務(wù)場景的應(yīng)用架構(gòu)設(shè)計如圖1所示。

本架構(gòu)的設(shè)計目的是以5G消息為業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)載體，為企業(yè)和終端用戶之間建立起業(yè)務(wù)服務(wù)橋梁。前端分為功能展示層和接口層，企業(yè)客戶可以通過web頁面或者API接口，實現(xiàn)5G消息模板制作、應(yīng)用管理、能力組件管理等功能。

應(yīng)用市場以SaaS化形式提供給企業(yè)客戶，以一種面向構(gòu)件的架構(gòu)設(shè)計理念建設(shè)[3]。企業(yè)客戶可以選用現(xiàn)有應(yīng)用，也可以根據(jù)應(yīng)用市場的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，開發(fā)自有應(yīng)用。每個應(yīng)用擁有獨立頁面和業(yè)務(wù)處理功能，同時享用公共功能和接口，應(yīng)用可接收終端用戶發(fā)送上來的上行信息，下發(fā)消息給終端用戶則使用5G消息模板（可內(nèi)含變量）形式進行。

能力組件是指能在5G消息應(yīng)用中可抽象、可重用的獨立功能模塊，如支付，動態(tài)H5表單、身份證識別、語音轉(zhuǎn)文字等組件。以支付組件為例，它在5G消息模板中表現(xiàn)為一個菜單按鈕，當(dāng)終端收到包含支付按鈕的5G消息后，直接點擊支付按鈕完成支付過程，該能力組件可以集成微信、支付寶、銀聯(lián)等三方支付能力，以及未來支持更多方式的擴展。能力組件作為基礎(chǔ)能力，開放給所有預(yù)設(shè)應(yīng)用和自定義應(yīng)用提供服務(wù)，避免各應(yīng)用重復(fù)開發(fā)。

后臺層承擔(dān)了公共管理功能，包括風(fēng)控、計費、5G消息通信的路由控制、企業(yè)客戶產(chǎn)品分配、以及其他后臺任務(wù)等。

5G消息通信層將復(fù)雜的通信協(xié)議和通信過程做封裝，隱藏各運營商通信網(wǎng)關(guān)的差異，對外做到高度統(tǒng)一，企業(yè)客戶一點式接入即可，把重心放在業(yè)務(wù)應(yīng)用上。最典型的方式是將集成了能力組件的5G消息模板提供給應(yīng)用層，應(yīng)用層無需關(guān)注消息封裝和通信實現(xiàn)細節(jié)，只要將發(fā)送給終端的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，綁定對應(yīng)5G消息模板送給通信層即可，消息模板可看成是存放業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的容器，內(nèi)含各種變量。同時應(yīng)用層還能從通信層接收終端用戶上行信息，進行業(yè)務(wù)匹配和邏輯處理。

數(shù)據(jù)層的作用是存放各種數(shù)據(jù)，包括業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，能力組件產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，通信數(shù)據(jù)，系統(tǒng)日志數(shù)據(jù)等。

三、關(guān)鍵技術(shù)研究

3.1應(yīng)用單點登錄驗證

和傳統(tǒng)APP（手機端應(yīng)用程序）不同，5G消息在終端是以原生短信應(yīng)用為入口的輕應(yīng)用，終端僅負責(zé)信息的展示和交互，業(yè)務(wù)邏輯處理則由后臺應(yīng)用負責(zé)處理。企業(yè)用戶可以從后臺應(yīng)用市場中選擇已有應(yīng)用實例化應(yīng)用或者開發(fā)私有的應(yīng)用來使用。每個應(yīng)用是相對獨立的進程，熱部署于虛擬機中，和手機端APP類似，服務(wù)端應(yīng)用僅能訪問有限的數(shù)據(jù)和權(quán)限。所以當(dāng)企業(yè)用戶使用應(yīng)用場景時，需要讓應(yīng)用系統(tǒng)能夠識別已經(jīng)登錄過的賬戶及其信息，即SSO（單點登錄）技術(shù)。針對應(yīng)用市場中已有的應(yīng)用，可使用同域單點登錄技術(shù)，解決方案是瀏覽器端登錄基礎(chǔ)平臺時，將Cookie（儲存在用戶本地終端上的會話數(shù)據(jù)）域設(shè)置為頂域，而服務(wù)端應(yīng)用和基礎(chǔ)平臺實現(xiàn)同域共享Session（會話控制）即可;而當(dāng)面向企業(yè)自行開發(fā)的應(yīng)用，則可使用不同域單點登錄技術(shù)，即單獨建立一個SSO登錄系統(tǒng)，各業(yè)務(wù)系統(tǒng)通過CAS（統(tǒng)一身份認證）流程實現(xiàn)SSO驗證登錄。

3.2應(yīng)用容器化和熱部署

隨著業(yè)務(wù)發(fā)展，5G消息服務(wù)端預(yù)設(shè)應(yīng)用和企業(yè)自研應(yīng)用的數(shù)量均會不斷增長，需要輕量級虛擬化技術(shù)虛擬出應(yīng)用進程級的運行時環(huán)境，快速對應(yīng)用進行標(biāo)準(zhǔn)化部署，當(dāng)前各種容器化技術(shù)已經(jīng)比較成熟，如業(yè)界流行的Docker，當(dāng)面對多主機容器的時候，需要使用容器編排技術(shù)。同時還需要使用應(yīng)用熱部署技術(shù)來避免服務(wù)停機，熱部署是指在應(yīng)用正在運行的時候，不需要重新啟動應(yīng)用實現(xiàn)軟件升級和服務(wù)加入，這樣手機終端和應(yīng)用之間業(yè)務(wù)交互不會發(fā)生中斷。

3.3獨立能力組件技術(shù)

應(yīng)用架構(gòu)將各種能提供獨立服務(wù)的功能抽象成能力組件，能力組件可分為顯示能力組件和隱式能力組件，顯示能力組件會在終端以菜單的形式呈現(xiàn)，比如支付組件，動態(tài)表單組件，位置組件等，終端點擊組件菜單后，執(zhí)行該組件對應(yīng)功能;隱式能力組件沒有展示層，提供后臺API服務(wù)，如語音轉(zhuǎn)文字組件，各種圖片識別組件，智能聊天組件等，可對終端上行內(nèi)容進行相應(yīng)的能力處理。組件屬性包括預(yù)設(shè)管理、輸入、執(zhí)行處理、輸出等。能力組件作為平臺基礎(chǔ)功能提供，企業(yè)客戶可在5G消息模板中使用，也可在應(yīng)用開發(fā)時使用。

3.4積木式零代碼開發(fā)5G消息模板

5G消息本質(zhì)上是通信數(shù)據(jù)包在移動終端和企業(yè)端之間流動，其通信協(xié)議相對復(fù)雜，每發(fā)送或接收一個數(shù)據(jù)包需經(jīng)歷一系列編解碼過程，移動終端由終端廠商實現(xiàn)，而企業(yè)端需要業(yè)務(wù)系統(tǒng)自行處理。每下發(fā)一條消息，都要自行封裝數(shù)據(jù)包顯然不現(xiàn)實，所以需要實現(xiàn)一個基于Web頁面的讓企業(yè)客戶可以積木式零代碼開發(fā)5G消息模板的前端技術(shù)，企業(yè)客戶無需了解5G消息通信協(xié)議，僅在Web頁面簡單拖拽、勾選和輸入，即可完成5G消息模板的制作和使用。5G消息模板可支持變量，在實際發(fā)送消息時，以API或表格導(dǎo)入的形式填充變量值。

消息模板類似傳統(tǒng)Web項目的HTML頁面，是服務(wù)和終端之間交流的窗口，在服務(wù)端各種應(yīng)用場景中都會使用，也可不依賴任何應(yīng)用場景獨立發(fā)送。

四、典型應(yīng)用場景分析

5G消息讓每個企業(yè)都可以在終端原生呈現(xiàn)其品牌標(biāo)識，即Chatbot，同時消息的范圍已經(jīng)拓展到富媒體交互應(yīng)用，這樣企業(yè)和終端之間可以實現(xiàn)真正的業(yè)務(wù)閉環(huán)。未來大量的APP應(yīng)用特別是安裝成本高而使用頻率低的APP應(yīng)用將會消亡，轉(zhuǎn)移到5G消息業(yè)務(wù)上來。下面列舉幾個典型5G消息應(yīng)用場景。

4.1賬單支付類

現(xiàn)代生活中，各種賬單支付幾乎和所有成人密切相關(guān)，移動支付是主要方式。但移動支付種類繁多，操作復(fù)雜，面臨應(yīng)用孤島問題，各類APP都經(jīng)歷賬號注冊、登錄、賬單通知、支付環(huán)節(jié)，甚至同一個賬單的通知和支付兩個環(huán)節(jié)也是割裂的。利用5G消息原生信息直達的特性，使得賬單“送達即付”，實現(xiàn)賬單通知支付一體化，讓終端用戶獲得更便捷的支付體驗，甚至無需注冊和登錄，終端短信收件箱中收到賬單，直接點擊支付;或者在終端短信Chatbot窗口主動查詢獲取賬單，快捷支付?！?G 消息賬單”的模式顛覆了互聯(lián)網(wǎng)渠道賬單支付場景中用戶主動的傳統(tǒng)，簡化了賬單支付整體流程。

4.2會務(wù)接待類

通過借助物聯(lián)網(wǎng)+人臉識別+邊緣計算的組合能力，疊加5G消息交互賦能，創(chuàng)新的將訪客來訪抽象為簡單的邊緣計算比對行為，接待端通過5G消息菜單便捷交互完成接待聯(lián)動。手機終端以消息窗口的形式向訪客提供車輛引導(dǎo)、停挪車、離場繳費等服務(wù)。相比當(dāng)前模式，5G消息結(jié)合AICDE（人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、邊緣計算技術(shù)深度融合）構(gòu)建的會務(wù)接待場景，具有無需關(guān)注公眾號或者下載APP、無需掃碼注冊、主動服務(wù)、快速支付、極簡流程等優(yōu)勢。

4.3智能客服類

在企業(yè)智能客服領(lǐng)域，5G消息未來擁有廣闊的賦能空間，5G消息沒有改變客服模式和服務(wù)內(nèi)容，而是擴寬了客服的終端觸點和觸達深度，隨著5G終端覆蓋量不斷增加，終端習(xí)慣逐漸培養(yǎng)起來，拉通服務(wù)和終端將會更加直接和便捷。

4.4其他場景

5G消息在政策直達、黨建學(xué)習(xí)、災(zāi)害預(yù)警，融媒體服務(wù)等方面，具有用戶必達、易于閱讀、擴展性強等特點。例如下發(fā)政策解讀與新政普及知識，一方面手機端原生無需安裝上層應(yīng)用，另外消息圖形化的界面與卡片式的形式更便于閱讀。在政務(wù)辦公方面，如辦事預(yù)約登記等場景，終端使用5G消息進行一網(wǎng)通辦，可節(jié)約系統(tǒng)研發(fā)成本，同時依賴于不過第三方的、基于SIM卡的通信，可最大限度保護公民隱私，保證辦事安全高效。

五、結(jié)束語

對5G時代即將大規(guī)模落地商用的5G消息應(yīng)用進行深入分析，研究了5G消息的業(yè)務(wù)特點，以終端原生短信應(yīng)用為入口的富媒體通信服務(wù)，業(yè)務(wù)邏輯需要服務(wù)端處理，終端負責(zé)信息展示和交互操作。據(jù)此提出和設(shè)計了面向5G消息業(yè)務(wù)場景的服務(wù)端應(yīng)用架構(gòu)，提出了該架構(gòu)下建設(shè)應(yīng)用市場的概念，以滿足企業(yè)端個性化5G消息業(yè)務(wù)場景需求。同時分析和抽象出5G消息基礎(chǔ)能力組件功能，提出了零代碼開發(fā)5G消息模板的思路，方便企業(yè)客戶快速低門檻入局5G消息應(yīng)用市場。該框架的設(shè)計和研究對企業(yè)客戶開發(fā)5G消息服務(wù)端應(yīng)用系統(tǒng)具有指導(dǎo)意義。

參? 考? 文? 獻

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[4]侯聰聰.基于插件技術(shù)的軟件架構(gòu)設(shè)計及應(yīng)用[J].電子技術(shù)與軟件工程，2018（11）：39.