[藏]轻松掌握ISO8583报文协议原理

感谢@[lysheng](http://blog.csdn.net/lysheng/archive/2005/03/03/309914.aspx)可惜原文已经删除了,因此全文备份。作者提到的“全面掌握ISO8583报文”和“符合CEN/XFS(即WOSA/XFS)规范的SP编写,这两篇文章我能找到的话也会备份在本博客。 我 刚进入金融行业时,就知道了IS08583报文协议,我想可能我还没进入这个行业都已经听过了,可知ISO8583的影响力有多大了。最初刚接触它时,确 实对其中的一些细节概念不是很清晰,对有些地方比较迷惑。鉴于此,我想很多同行也必然会经历同样得阶段,所以我写下本文,以便大家能够少走一些弯路。同 时,我在网上写下我要写“全面掌握ISO8583报文”和“符合CEN/XFS(即WOSA/XFS)规范的SP编写”两篇文章时,很多人都询问我什么时候能够写出来,可知许多人是需要了解这方面的知识的,即使我时间不是很多,也得尽量将这两篇文章写出来,给需要的人提供一些参考。 如果单纯的讲IS08583那些字段的定义,我觉得没有什么意思,标准中已经对每个字段解释的非常详细了,如果你觉得理解英文版的ISO8583规范有些 困难,网上也有同行为我们翻译好的中文版ISO8583规范,所以我的目的是达到阅读本文后能够对ISO8583知其然,亦知其所以然,使以前基本没有接 触它的人也能够达到掌握ISO8583报文规范。 好了,我们该转入正题了。 最开始时,金融系统只有IBM这些大的公司来提供设备,象各种主机与终端等。在各个计算机设备之间,需要交换数据。我们知道数据是通过网络来传送的,而在 网络上传送的数据都是基于0或1这样的二进制数据,如果没有对数据进行编码,则这些数据没有人能够理解,属于没有用的数据。起初的X.25、SDLC以及 现在流行的TCP/IP网络协议都提供底层的通讯编码协议,它们解决了最底层的通讯问题,能够将一串字符从一个地方传送到另一个地方。但是,仅仅传送字符 串是没有太大意义的,怎样来解析字符串代表什么内容是非常重要的,否则传送一些“0123abcd”的字符串也是无用的乱码。 让我们随着时光回到几十年前的某个时刻,假设我们被推到历史的舞台上,由我们来设计一个通用报文协议,来解决金融系统之间的报文交换,暂且称该协议叫做 ISO8583协议。此时,技术是在不断的前行,当初IBM一支独秀的局面好像已经不妙了,各种大小不一的公司都进入金融行业以求能有所斩获,呈一片百花 齐放的局面。我们怎样来设计一个报文协议,能够将这些如雨后春笋般出现的所有公司都纳入进来,其实也不是一件很简单的事。 我们还是先一步步的来考虑吧。金融行业其实涉及到的数据内容并不是成千上万,无法统计,恰恰相反,是比较少的。我们都可以在心底数得过来,象交易类型、帐 号、帐户类型、密码、交易金额、交易手续费、日期时间、商户代码、2磁3磁数据、交易序列号等,把所有能够总结出来的都总结起来不过100个左右的数据。 那我们可以首先简单的设计ISO8583,定义128个字段,将所有能够考虑到的类似上面提到的“帐号”等金融数据类型,按照一个顺序排起来,分别对应 128个字段中的一个字段。每个数据类型占固定的长度,这个顺序和长度我们都事先定义好。这样就简单了,要发送一个报文时,就将128个字段按照顺序接起 来,然后将接起来的整串数据包发送出去。 任何金融软件收到ISO8583包后,直接按照我们定义的规范解包即可,因为整个报文的128个字段从哪一位到哪一位代表什么,大家都知道,只要知道你的 数据包是ISO8583包即可,我们都已经定义好了。比如第1个字段是“交易类型”,长度为4位,第2个字段位是“帐号”,为19位等等。接收方就可以先 取4位,再取接着的19位,依次类推,直到整个数据包128个字段都解完为止。 其实这种做法真是简单直接,基本上就可以满足需要了。不过我们有几个问题要思考下: 1、 我怎么知道每个字段的数据类型呢,是数字还是字符? 2、 每个传送的报文都把128个字段都传过去,那网络带宽能够承受得了,有时候我可能只需要其中5个字段,结果多收到了123个无用的字段。 3、 如果我某些字段的长度不固定,属于变长怎么办,因为你现在解包是当作数据包每个字段都是固定的,用C语言解包时直接依靠指针取固定长度的一串字符做为一个字段。 我们来一一解决这些问题。 第一个问题简单,我在定义ISO8583时除了定义每个字段表示什么,还规定其内容是数字或是字符等即可。考虑可能出现的类型不过有以下几种:字母、数 字、特殊字符、年月日等时间、二进制数据。比如我对128个字段中的“商户类型”字段定义其长度是15,同时定义其类型为字母。再精细点,如果“商户类 型”里面的数据同时包括数字和字母呢?那我们就定义其类型为字母也可,为数字也可,即一个字段可以同时属于多个类型。 第二个问题稍微复杂点。其本质就是如果我只传128个字段的5个字段,接收方怎么知道我传了哪几个字段给它了。要是我们把剩下的123全部填成0或其他特殊标识,标明该字段不需要使用?这种处理方法没有半点用处,没有解决网络带宽的本质问题,还是要传128个字段。 换个思路,我在报文前面加上个包头,包头里面包含的信息能够让别人知道只传了5个字段。怎样设计这个包头,可以这样,我们用16个字节,即128个 bit(一个字节等于8bit)来表示128个字段中的某个字段是否存在。每个bit在计算机的二进制里面不是1就是0,如果是1就表示对应的字段在本次 报文中存在,如果是0就是不存在。这样好了,如果别人接收到了ISO8583报文,可以先根据最前面的报文头,就知道紧接着报文头后面的报文有哪些字段, 没有哪些字段了。比如,我要发送5个字段,分别属于128个字段中的第2、3、6、8、9字段,我就可以将128bit的报文头填成 011001011000000000………..,一共128个bit,后面就全是0了。注意其中第2、3、6、8、9位为1,其他都为0。 有了这个128bit的报文头,我们就可以只发送需要的5个字段了。怎样组织报文?先放上这128bit,即16个字节的头,然后在头后面放2、3、6、 8、9字段,这些字段紧挨在一起,3和6之间也不需要填上4、5这两个字段了。接收方收到这个报文,它会根据128bit的报文头来解包,它自然知道把第 3个字段取出后,就直接在第3字段的后面取第6个字段,每个字段的长度在ISO8583里面都定义好了,很轻松就把数据包解出来了。 这下好了,为了解决上面的第二问题,我们只是在报文中增加了16个字节的数据,就轻松搞定了,我们把这16个字节称为bit map,即位图,用来表示某个位是否存在。不过我们再稍微优化一下,考虑到很多时候报文不需要128个字段这么多,其一半64个字段都不一定能够用完。那 我可以将报文头由128bit减到64bit,只有在需要的时候才把剩下的64bit放到报文里面,这样报文长度不又少了8个字节吗? 是个好主意。我们把ISO8583的128个字段中最常见的都放到前64个字段中,那我们可以将处理缩小一倍。这样我一般发送报文时只需发送64bit, 即一个字节的报文头,再加上需要的几个字段就可以了。如果有些报文用到64到128之间的字段呢?这个也好办,我把64bit报文头的第一位bit用来代 表特殊含义,如果该bit为1,则表示64bit后面跟了剩下的64bit报文头;如果第一位bit为0,则表示64bit后面没有跟剩下的64bit报 文头,直接是128个字段中的报文了。那们,接收方会判断一下报头的第一个bit是1还是0,从而知道报文头是64bit还是128bit了,就可以做相 应处理。因为报文头第二个64bit属于有时候有,所以我们叫它Extended bit map扩展位图,相应的报文头最开始的64bit我们叫它Primary bit map主位图。我们直接把扩展位图固定放到128个字段的第一个字段,而主位图每个数据包都有,就强制性放在所有128个字段的前面,并不归入128个字 段中去。 第三个问题可以考虑这样解决。比如第2个字段是“帐号”,是不定长的,可能有的银行帐号是19位,有的是17位等。我们定ISO8583规范时可以规定第 2个字段是25位,这下足够将19和17的情况都包含进来,但是如果以后出现了30位的怎么办?那我们现在将字段定为100位。以后超过100位怎么办, 况且如果你只有19位的帐号,我们定义了100位,那81位的数据不是浪费了网络的带宽。看来预先定义一个我们认为比较大的位数是不太好的。 我们这样,对于第2个字段“帐号”,在字段的开头加上“帐号”的长度。比如帐号是0123456789,一共10位,我们变成100123456789, 注意前面多了个10,表示后面的10位为帐号。如果你接触过COM里面的BSTR,应该对这种处理比较熟悉了。接收方收到该字段后,它知道ISO8583 规定第2个字段“帐号”是变长的,所以会先取前面的2位出来,获取其值,此时为长度,然后根据该长度值知道应该拷贝该字段后面哪几位数据,才是真正的帐 号。如果你觉得长度如果只有两位最多只能表示99位长,不太够,我们也定义可以允许前面3位都为长度的变长字段,这样就有999位长,应该够了吧。在规范 里面如果我定义某个字段的属性是“LLVAR”,你注意了,其中的LL表示长度,VAR表示后面的数据,两个LL表示两位长,最大是99,如果是三位就是 “LLLVAR”,最大是999。这样看我们定义的ISO8583规范文档时直接根据这几个字母就理解某个变长字段的意思了。 该解决的几个问题到这里都解决了,我们来回顾下自己设计的ISO8583规范。其实没有什么,无非是把金融行业可能出现的数据分门别类,排好顺序,接着把 它们连接起来,组成一个报文发送出去而已。其中针对该报文的设计进行了一些优化,引入了bit map位图的概念,也算是一个不错的想法。 剩下的工作就简单了,我们就直接收集金融行业可能出现的数据字段类型,分成128个字段类型,如果没有到128个这么多就先保留一些下来,另外考虑到有些人有特殊的要求,我们规定可以将128个字段中的几个字段你自己来定义其内容,也算是一种扩展了。 这样,最后我们就得到了ISO8583规范的那张字段描述表了。想要详细的知道每个字段的含义直接对着表看就可以,比较简单。
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