CN101599818A - 为gtp消息设置定时器信息的方法及gtp消息节点 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种为通用分组无线业务隧道协议GTP消息设置定时器信息的方法及GTP消息节点。一种为通用分组无线业务隧道协议GTP消息设置定时器信息的方法,包括:接收相邻上游节点发送的第一消息,所述第一消息用于触发向相邻下游节点发送第二消息;根据所述第一消息中携带的定时器信息参数,为第二消息设置定时器信息,第二消息的总等待时间小于第一消息的总等待时间。

Description

为GTP消息设置定时器信息的方法及GTP消息节点
技术领域
本发明涉及通信领域,特别是涉及为GTP消息设置定时器信息的方法及GTP消息节点。
背景技术
GTP(GPRS Tunneling Protocol,通用分组无线业务隧道协议)是3GPP(第三代合作项目)核心网系统中各节点之间进行会话隧道管理和数据传输管理的协议,用于创建、修改、删除核心网节点之间的数据隧道和承载,传递数据承载相关属性和参数。GTP是以UDP(用户数据报协议)作为其传输层的通信协议,由于UDP不能够提供可靠的传输,因此在GTP中,需要消息节点对发送的每条消息维护一个总等待时间。一般来说,总等待时间由两方面内容决定:超时重发定时器时间和最大重发次数,为后面描述方便,本文将超时重发定时器时间、最大重发次数以及其他与总等待时间相关的信息统称为定时器信息。发送节点向目标节点发出消息后,如果在超时重发定时器时间内没有收到目标节点的响应,发送节点将进行消息重发,当重发达到最大重发次数,即超过消息的总等待时间,则判定链路失效。判定链路失效后,发送节点可以进一步执行错误处理机制,例如重新选择目标节点或对失效链路进行检测等。
当GTP消息需要在多个节点之间传输时,会涉及消息嵌套问题,参见图1所示,第二消息R2由第一消息R1触发,而R1的响应消息A1需要等待R2的响应结果才能发送(该响应结果不一定是A2,也可能是由于无法接收到A2而得出的某个结果),这里将这种情况称为消息嵌套,称R2/A2为R1/A1的内层消息,R1/A1为R2/A2的外层消息。可以理解的是,存在多层消息嵌套的情况,而对于上述只有两层消息的情况,可以将R1/A1简称外层消息,将R2/A2简称为内层消息。
以3GPP核心网的创建承载过程为例,参见图2所示,MME(MobilityManagement Entity,移动管理实体)首先向SGW(Serving Gateway,服务网关)发送创建承载请求消息R_MME,SGW收到R_MME后,继续向PGW(Packet Data Network Gateway,分组数据网关)发送创建承载请求消息R_SGW,PGW完成承载创建后,向SGW发送响应消息A_SGW,SGW接收到A_SGW后,向MME发送响应消息A_MME,MME收到A_MME后,创建承载流程结束。其中,如果PGW创建承载不成功,则SGW也应该向MME发送响应消息告知此情况。
目前的GTP中各节点的定时器机制之间互相没有协商或关联,各节点分别独立设置自身消息的定时器信息,这样会导致内层消息先于外层消息超时的情况出现。以上述创建承载过程为例,发送节点MME与中间节点SGW分别独立设置R_MME和R_SGW的定时器信息,如果R_MME超时重发定时器时间t-MME小于R_SGW的超时重发定时器时间t-SGW,并且R_MME的最大重发次数n-MME与R_SGW的最大重发次数n-SGW相同,则可能会出现R_MME已经超时,而R_SGW并未超时的情况。如果R_MME重发达到最大重发次数,则MME会判定链路失效,此后,SGW即使在t-SGW内正确接收到了目标节点PGW的响应,也不再对MME有意义;如果SGW和PGW之间的链路确实存在问题,那么虽然SGW会根据R_SGW超时判断出此情况,但由于R_MME在此之前已经超时,因此MME虽然判断链路失效,但却无法确定究竟是MME与SGW之间的链路失效,还是SGW与PGW之间的链路失效,也就无法决定是否重新选择SGW或PGW或进行其他错误处理。由此可见,现有的为GTP消息设置定时器信息的方法可能会导致内层消息先于外层消息超时,进一步导致GTP消息发送节点无法准确获知链路信息,从而无法准确执行错误处理机制。
发明内容
有鉴于此,本发明提供了为GTP消息设置定时器信息的方法以及GTP消息节点,以使GTP消息节点能够准确获知链路信息,从而准确执行错误处理机制。技术方案如下:
一种为通用分组无线业务隧道协议GTP消息设置定时器信息的方法,包括:接收相邻上游节点发送的第一消息,所述第一消息用于触发向相邻下游节点发送第二消息;根据所述第一消息中携带的定时器信息参数,为第二消息设置定时器信息,第二消息的总等待时间小于第一消息的总等待时间。
一种GTP消息节点,包括:
消息接收单元,用于接收相邻上游节点发送的第一消息,所述第一消息用于触发向相邻下游节点发送第二消息,并且所述第一消息中携带定时器信息参数;
定时器信息设置单元,用于根据所述消息接收单元接收到的第一消息中所携带的定时器信息参数,为第二消息设置定时器信息,第二消息的总等待时间小于第一消息的总等待时间。
在本发明中,GTP消息节点根据相邻上游节点所发送的消息中携带的定时器信息参数,设置自身消息的定时器信息。或者说,本发明为各个GTP消息节点提供了定时器关联机制,与现有技术相比,各个节点不再独立设置自身消息的定时器信息,这样就能够避免内层消息先于外层消息超时,从而保证GTP消息节点能够准确获知链路信息,并且准确执行错误处理机制。
附图说明
图1为现有的二层消息嵌套示意图;
图2为现有的3GPP核心网创建承载的流程图;
图3为本发明实施例的创建承载的流程图;
图4为本发明实施例的一种链路失效情况的示意图;
图5为本发明实施例的另一种链路失效情况的示意图;
图6为本发明实施例的三层消息嵌套示意图;
图7为本发明实施例一种GTP消息节点的结构示意图;
图8为本发明实施例另一种GTP消息节点的结构示意图;
图9为本发明实施例GTP通信系统的结构示意图。
具体实施方式
首先对本发明实施例的为GTP消息设置定时器信息的方法进行说明:
接收相邻上游节点发送的第一消息,所述第一消息用于触发向相邻下游节点发送第二消息,根据所述第一消息中携带的定时器信息参数(Timerinformation Element,Timer IE),为第二消息设置定时器信息,使第二消息的总等待时间小于第一消息的总等待时间。
上述方法的执行主体可以是GTP消息的中间节点。所述定时器信息参数用于指示所述中间节点对第二消息定时器信息的设置。
定时器信息可以包括:第二消息的超时重发定时器时间和最大重发次数。
其中,定时器信息参数可以是第一消息的总等待时间。中间节点可以根据第一消息的总等待时间,为第二消息设置定时器信息,使第二消息的总等待时间小于第一消息的总等待时间,以避免第一消息先于第二消息超时。
定时器信息参数也可以是相邻上游节点为第一消息设置的超时重发定时器时间和最大重发次数,中间节点可以设置第二消息的超时重发定时器时间小于第一消息的超时重发定时器时间,设置第二消息的最大重发次数等于第一消息的最大重发次数;或者,设置第二消息的超时重发定时器时间等于第一消息的超时重发定时器时间,设置第二消息的最大重发次数小于第一消息的最大重发次数;或者,设置第二消息的超时重发定时器时间小于第一消息的超时重发定时器时间,设置第二消息的最大重发次数小于第一消息的最大重发次数。
上述方法中,所述相邻上游节点在为第一消息设置定时器信息后,可以将为第一消息设置的定时器信息通过定时器信息参数通知中间节点。中间节点可以根据第一消息的定时器信息,为第二消息设置定时器信息,使第二消息的总等待时间小于第一消息的总等待时间,以避免第一消息先于第二消息超时。
定时器信息参数也可以是所述相邻上游节点对第二消息的超时重发定时器时间和最大重发次数的建议值,中间节点可以使用所述建议值,为第二消息设置超时重发定时器时间和最大重发次数,或者说,将第二消息的超时重发定时器时间和最大重发次数分别设置为所述相邻上游节点提供的建议值。具体的,所述相邻上游节点为第一消息设置定时器信息后,可以根据第一消息的定时器信息,直接给出对第二消息的定时器信息设置的建议值,并通过定时器信息参数通知中间节点。中间节点直接使用建议值对第二消息的定时器信息进行设置,这样就能够保证第二消息的总等待时间小于第一消息总等待时间。
定时器信息参数也可以是一个指示参数,用于指示按照所述第二消息的定时器信息的缺省值,为第二消息设置超时重发定时器时间和最大重发次数。中间节点可以根据所述指示参数,并根据第二消息的类型,使用该类型消息定时器信息的缺省值,为第二消息设置超时重发定时器时间和最大重发次数。
各种类型的GTP消息,都对应有该类型消息的定时器信息缺省值。在上述方法中,所述相邻上游节点为第一消息设置定时器信息后,如果确定对第二消息使用其定时器信息的缺省值,即可保证第二消息的总等待时间小于第一消息总等待时间,则可以只通过一个指示参数,通知中间节点。中间节点根据这个指示参数,直接使用缺省值对第二消息的定时器信息进行设置。
定时器信息参数也可以是相邻上游节点为第一消息设置的超时重发定时器时间或最大重发次数中的任意一个。
如果所述定时器信息参数是相邻上游节点为第一消息设置的超时重发定时器时间,中间节点可以设置第二消息的超时重发定时器时间小于第一消息的超时重发定时器时间,设置第二消息的最大重发次数等于该类型消息的最大重发次数的缺省值;
如果所述定时器信息参数是相邻上游节点为第一消息设置的最大重发次数,中间节点可以设置第二消息的最大重发次数小于第一消息的最大重发次数;设置第二消息的超时重发定时器时间等于该类型消息的超时重发定时器时间的缺省值。
下面将结合附图,对本发明的具体实施方案进行详细描述。
图3为3GPP核心网的创建承载流程,与图1不同之处在于,MME向SGW发送的创建承载请求消息R_MME中,携带有定时器信息参数Timer IE,SGW根据此Timer IE,对向PGW发送的创建承载请求消息R_SGW的定时器信息进行设置,使得R_SGW的总等待时间T-SGW小于R_MME的总等待时间T-MME。
下面列举几种Timer IE的定义方案以及相应的R_SGW定时器信息设置方法。首先做以下假设:MME为R_MME的每次重发设置相同的超时重发定时器时间t-MME=10s、最大重发次数n-MME=3。
其中,R_MME中携带的Timer IE可以是R_MME的定时器信息:“t-MME=10s、n-MME=3”。SGW根据此Timer IE,可以按照以下几种方式设置R_SGW的超时重发定时器时间t-SGW和最大重发次数n-SGW:
t-SGW=5s、n-SGW=3(满足t-SGW<t-MME、n-SGW=n-MME);
t-SGW=10s、n-SGW=2(满足t-SGW=t-MME、n-SGW<n-MME);
t-SGW=8s、n-SGW=2(满足t-SGW<t-MME、n-SGW<n-MME)。
上述设置方法中的具体取值仅仅是示意性的,括号中所述条件也仅仅是几种典型的方案。实际应用中,SGW也可以为R_SGW的每次重发设定不同的超时重发定时器时间。例如,设置n-SGW=3,设置R_SGW的第一次超时重发定时器时间t1-SGW为5s、第二次超时重发定时器时间t2-SGW为8s、第三次超时重发定时器时间t3-SGW为10s。这样,R_SGW的总等待时间就是5s+8s+10s=23s,小于R_MME的总等待时间30s。
极端情况下,可以通过设置R_SGW的超时重发定时器时间和最大重发次数,使得R_SGW的总等待时间小于R_MME的某一次时重发定时器时间,由于这样设置必然能够保证R_SGW的总等待时间小于R_MME的总等待时间,因此也是允许的。
如果MME为R_MME的每次重发设置不同的超时重发定时器时间,则在Timer IE中应该包括R_MME的最大重发次数n-MME和具体的每次超时重发定时器时间t1-MME、t2-MME、t3-MME......,SGW可以根据此Timer IE,为R_SGW的每次重发设置相同或不同的超时重发定时器时间。
R_MME中携带的Timer IE也可以是R_MME的总等待时间:“T-MME=30s”。这种方法对于SGW来说,不需要了解R_MME具体的定时器信息,只需设置R_SGW的定时器信息使得T-SGW<T-MME即可。
如果MME为R_MME每次重发设定不同的超时重发定时器时间,则MME可以直接将MME设置的所有超时重发定时器时间之和,即R_MME总等待时间,作为Timer IE发送至SGW,SGW可以根据此Timer IE,为R_SGW的每次重发设置相同或不同的超时重发定时器时间。
R_MME中携带的Timer IE也可以是对t-SGW和对n-SGW的建议值,例如:“trecommended-SGW=5s、nrecommended-SGW=3”。SGW可以根据此Timer IE,直接将定时器信息设置为:
t-SGW=5s、n-SGW=3。
MME也可以建议SGW为R_SGW每次重发设定不同的超时重发定时器时间,这种情况下,所述建议值应该包括:对n-SGW的建议值以及对t1-SGW、t2-SGW、t3-SGW......的建议值。
R_MME中携带的Timer IE也可以仅仅是一个指示参数,例如“1”。各种类型的GTP消息,都对应有该类型消息的定时器信息缺省值,假设对于消息R_SGW,其定时器信息缺省值为“tdefault-SGW=6s、ndefault-SGW=4”,那么SGW在接收到指示参数“1”之后,直接将定时器信息设置为缺省值:
t-SGW=6s、n-SGW=4。
当然,R_SGW定时器信息缺省值也可以是ndefault-SGW、t1default-SGW、t2default-SGW、t3default-SGW......的形式,SGW在收到指示参数后,只需要按照缺省值设置R_SGW定时器信息即可。
R_MME中携带的Timer IE也可以只是R_MME的定时器信息的部分内容,例如:“t-MME=10s”,SGW根据t-MME设置t-SGW,将n-SGW直接设置为R_SGW的最大重发次数的缺省值:
t-SGW=5s、n-SGW=ndefault-SGW=4(满足t-SGW<t-MME)。
Timer IE也可以是“t1-MME、t2-MME、t3-MME......”的形式,或者是n-SGW的值,相应的对R_SGW定时器信息设置方法与前面所述内容类似,这里不再赘述。
需要说明的是,上述方案中,设置定时器信息的具体取值和Timer IE的具体定义形式仅为示意性说明,不对本发明构成限制。
以上几种方案中,Timer IE定义方法不同,相应的R_SGW定时器信息设置方法也不同,但是最终结果都是使得R_SGW的总等待时间小于R_SGW总等待时间,即T-SGW<T-MME。当链路工作正常时,不会出现R_MME先于R_SGW超时的情况,MME就不会因此而错误地判定链路失效。
如果MME和SGW之间发生链路错误或拥塞情况,如图4所示,MME在T-MME内无法收到A_MME,则MME判定MME和SGW之间链路失效,MME可以重新选择其他SGW,尝试建立新的承载。
如果SGW和PGW之间发生链路错误或者拥塞情况,如图5所示,SGW在T-SGW内无法收到A_SGW,则SGW判定SGW与PGW之间链路失效,由于T-SGW<T-MME,即此时尚未超过R_MME的总等待时间,因此SGW可以通过在A-MME中携带失效信息,告知MME链路的失效情况,MME可以根据所述失效情况,重新选择其他PGW,尝试建立新的承载。
由上述可见,本发明可以成功地解决由于MME和SGW的定时器机制相互独立而导致的MME无法准确得知链路信息的问题。
需要说明的是,本发明实施例以创建承载过程为例,事实上,任何一种涉及消息嵌套的过程,都可以应用本发明的技术方案。对于存在多层消息嵌套的情况,如图6所示,可以在R1和R2中分别携带Timer IE,中间节点1根据Timer IE 1为R2设置定时器信息,中间节点2根据Timer IE 2为R3设置定时器信息,具体的设置方法与之前实施例中所述方法类似,本说明书在此就不做详细叙述了。
与上述定时器信息设置方法相对应,本发明提供一种GTP消息节点,如图7所示,包括:消息接收单元710和定时器信息设置单元720。
所述消息接收单元710,用于接收相邻上游节点发送的第一消息,所述第一消息用于触发向相邻下游节点发送第二消息,并且所述第一消息中携带定时器信息参数;
所述定时器信息设置单元720,用于根据所述消息接收单元710接收到的第一消息中所携带的定时器信息参数,为第二消息设置定时器信息,使第二消息的总等待时间小于第一消息的总等待时间。
所述定时器信息设置单元720为第二消息设置超时重发定时器时间可以包括:为第二消息的每次重发设置相同的超时重发定时器时间或为第二消息的每次重发设置不同的超时重发定时器时间。
其中,所述定时器信息设置单元720,具体包括:超时重发定时器设置子单元721和最大重发次数设置子单元722。
超时重发定时器设置子单元721,用于根据所述消息接收单元710接收到的第一消息中携带的定时器信息参数,为第二消息设置超时重发定时器时间;
最大重发次数设置子单元722,用于根据所述消息接收单元710接收到的第一消息中携带的定时器信息参数,为第二消息设置最大重发次数。
本发明还提供一种指示相邻下游节点设置定时器信息的方法,包括:为第一消息设置定时器信息,所述第一消息用于触发相邻下游节点发送的第二消息;根据所述为第一消息设置的定时器信息,生成定时器信息参数,所述定时器信息参数用于指示相邻下游节点对第二消息定时器信息的设置,使第二消息的总等待时间小于第一消息的总等待时间;将所述定时器信息参数提供给相邻下游节点。
这个方法中的各个步骤的执行主体可以是发送节点,如果链路上具有至少一个中间节点,则也可以是除与目标节点相邻的中间节点的那些中间节点。
该方法进一步包括,将所述定时器信息参数携带在所述第一消息中发送至相邻下游节点。
其中,所述定时器信息参数可以是第一消息的总等待时间,或者是第一消息的超时重发定时器和最大重发次数,或者是对第二消息的超时重发定时器和最大重发次数的建议值,或者是一个指示参数。
与上述指示相邻下游节点设置定时器信息的方法相对应,本发明还提供另一种GTP消息节点,如图8所示,包括:定时器信息设置单元810、定时器信息参数生成单元820和定时器信息参数提供单元830。
所述定时器信息设置单元810,用于为第一消息设置定时器信息,所述第一消息用于触发相邻下游节点发送第二消息;
所述定时器信息参数生成单元820,用于根据所述定时器信息设置单元810为第一消息设置的定时器信息,生成定时器信息参数,所述定时器信息参数用于指示相邻下游节点对第二消息定时器信息的设置,使第二消息的总等待时间小于第一消息的总等待时间;
所述定时器信息参数提供单元830,用于将所述定时器信息参数生成单元820生成的定时器信息提供给相邻下游节点。
本发明还提供一种基于GTP的通信系统,包括发送节点、目标节点以及至少一个中间节点。下面以仅包含一个中间节点的系统为例,系统结构图请参见图9。
发送节点910,用于为第一消息设置定时器信息,根据所述定时器信息,生成定时器信息参数,并将定时器信息参数提供给中间节点920,所述第一消息用于触发中间节点920发送第二消息;
中间节点920,用于接收所述发送节点910发送的第一消息,根据所述第一消息中携带的定时器信息参数,为第二消息设置定时器信息,使第二消息的总等待时间小于第一消息的总等待时间,并将所述第二消息发送至目标节点930;
目标节点930,用于接收所述中间节点920发送的第二消息,根据所述第二消息的内容,执行相应操作。
对于装置和系统实施例而言,由于其基本相应于方法实施例,所以描述得比较简单,相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置和系统实施例仅仅是示意性的,其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下,即可以理解并实施。
在上述实施例中,对各个实施例的描述都各有侧重,某个实施例中没有详述的部分,可以参见其他实施例的相关描述。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (15)

1、一种为通用分组无线业务隧道协议GTP消息设置定时器信息的方法,其特征在于,接收相邻上游节点发送的第一消息,所述第一消息用于触发向相邻下游节点发送第二消息;根据所述第一消息中携带的定时器信息参数,为第二消息设置定时器信息,第二消息的总等待时间小于第一消息的总等待时间。
2、根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述定时器信息包括:第二消息的超时重发定时器时间和最大重发次数。
3、根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述定时器信息参数为第一消息的总等待时间。
4、根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述定时器信息参数为相邻上游节点为第一消息设置的超时重发定时器时间和最大重发次数。
5、根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述根据第一消息中携带的定时器信息参数,为第二消息设置超时重发定时器时间和最大重发次数,具体包括:
设置第二消息的超时重发定时器时间小于第一消息的超时重发定时器时间;设置第二消息的最大重发次数等于第一消息的最大重发次数。
6、根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述根据第一消息中携带的定时器信息参数,为第二消息设置超时重发定时器时间和最大重发次数,具体包括:
设置第二消息的超时重发定时器时间等于第一消息的超时重发定时器时间;设置第二消息的最大重发次数小于第一消息的最大重发次数。
7、根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述根据第一消息中携带的定时器信息参数,为第二消息设置超时重发定时器时间和最大重发次数,具体包括:
设置第二消息的超时重发定时器时间小于第一消息的超时重发定时器时间;设置第二消息的最大重发次数小于第一消息的最大重发次数。
8、根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述定时器信息参数为对第二消息的超时重发定时器时间和最大重发次数的建议值。
9、根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述根据第一消息中携带的定时器信息参数,为第二消息设置超时重发定时器时间和最大重发次数,具体包括:
使用所述建议值,为第二消息设置超时重发定时器时间和最大重发次数。
10、根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述定时器信息参数为一个指示参数,所述指示参数用于指示按照所述第二消息的定时器信息的缺省值,为第二消息设置超时重发定时器时间和最大重发次数。
11、根据权利要求10所述的方法,其特征在于,所述根据第一消息中携带的定时器信息参数,为第二消息设置超时重发定时器时间和最大重发次数,具体包括:
根据所述指示参数,并根据所述第二消息的类型,使用该类型消息定时器信息的缺省值,为第二消息设置超时重发定时器时间和最大重发次数。
12、根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述定时器信息参数为相邻上游节点为第一消息设置的超时重发定时器时间或最大重发次数。
13、根据权利要求12所述的方法,其特征在于,所述根据第一消息中携带的定时器信息参数,为第二消息设置超时重发定时器时间和最大重发次数,具体包括:
当所述定时器信息参数为相邻上游节点为第一消息设置的超时重发定时器时间时,设置第二消息的超时重发定时器时间小于第一消息的超时重发定时器时间;设置第二消息的最大重发次数等于该类型消息的最大重发次数的缺省值;
当所述定时器信息参数为相邻上游节点为第一消息设置的最大重发次数时,设置第二消息的最大重发次数小于第一消息的最大重发次数;设置第二消息的超时重发定时器时间等于该类型消息的超时重发定时器时间的缺省值。
14、一种GTP消息节点,其特征在于,包括:
消息接收单元,用于接收相邻上游节点发送的第一消息,所述第一消息用于触发向相邻下游节点发送第二消息,并且所述第一消息中携带定时器信息参数;
定时器信息设置单元,用于根据所述消息接收单元接收到的第一消息中所携带的定时器信息参数,为第二消息设置定时器信息,第二消息的总等待时间小于第一消息的总等待时间。
15、根据权利要求14所述的GTP消息节点,其特征在于,所述定时器信息设置单元,具体包括:
超时重发定时器设置子单元,用于根据所述消息接收单元接收到的第一消息中携带的定时器信息参数,为第二消息设置超时重发定时器时间;
最大重发次数设置子单元,用于根据所述消息接收单元接收到的第一消息中携带的定时器信息参数,为第二消息设置最大重发次数。
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