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1,ngn技术讲座,2006年2月,2,目录： 第一部分 ngn基础知识 第二部分 h.248协议介绍 第三部分 mgcp协议介绍 第四部分 sip/sip-t协议介绍 第五部分 bicc协议介绍 第六部分 sigtran协议(m3ua/m2ua/m2pa)介绍,3,第一部分 ngn基础知识,4,什么是ngn ngn是指下一代网络。所谓“下一代网络”，从字面上理解，应该是以当前网络为基点的下一代网络。它是电信史一块里程碑，标志着新一代电信网络时代的到来。 从意义上讲，ngn是基于tdm的pstn语音网络和基于ip/atm的分组网络融合的产物，它使得在新一代网络上语音、视频、数据等综合业务成为了可能。 是可以同时提供话音、数据、多媒体等多种业务的综合性的、全开放的宽频网络平台体系，至少可实现千兆光纤到户。ngn能在目前的网络基础上提供包括话音、数据、多媒体等多种服务，还能把现在用于长途电话的低资费ip电话引入本地市话，有望大大降低本地通话费的成本和价格。 从发展的角度来看，ngn是在传统的以电路交换为主的pstn网络中逐渐迈出了向以分组交换为主的步伐的，它承载了原有pstn网络的所有业务，同时把大量的数据传输卸载到ip网络中以减轻pstn网络的重荷，又以ip技术的新特性增加和增强了许多新老业务。,ngn基础知识,5,ngnnext generation network，下一代网络。 这是一种业务驱动型网络。通过业务和呼叫完全分离，呼叫控制和承载完全分离，从而实现相对独立的业务体系，使业务独立于网络。 这是一种开放式综合业务架构。ngn是集话音、数据、传真和视频业务于一体的全新的网络。 从业务上看： 对电话网而言，指软交换体系 对移动网而言，指ip 3g和后3g 对数据网而言，指下一代因特网和ipv6,ngn基础知识,6,ngn特点和优势,ngn基础知识,ngn网络采用开放式网络架构； ngn采用分层体系结构：媒体接入层、核心交换层、网络控制层、业务管理层，控制与连接分离； ngn承载网趋向于采用统一的ip协议实现业务融合； ngn网络是基于统一协议的网络； ngn同时支持语音、数据、视频等多种业务； 接入和覆盖优势； 建设成本和维护成本低。,7,ngn协议,ngn基础知识,为了实现互联互通，各种设备必须遵循共同的规范和约定，这就是通信标准或协议。 协议是系统赖以生存的规则，如建立联系、交换数据以及终端会晤等，标准化协议是支持通信设备互通互联、提高通信设施效率、保障通信网络服务质量的关键因素。 国际标准化组织 国际通信组织itu（international telecommunication union，国际电信联盟） ietf（international engineering task force，internet工程任务组） ieee（institute of electrical and electronics engineers，电气和电子工程师学会）,8,接口与协议,ngn基础知识,接口代表两个相邻网络实体间的连接点。 协议定义了这些连接点（接口）上交换信息需要遵守的规则。 在不同的接口上往往会使用不同的协议，同一个接口上也可能使用不同的协议。,9,ngn接口与协议,ngn基础知识,10,ngn协议栈,ngn基础知识,11,协议信令分类,ngn基础知识,信令传输协议 sigtran、tcp、udp、mtp 承载控制协议 mgcp、h.248 呼叫控制协议 isup、sip、h.323 承载控制协议是不对等协议，仅用于mgc和mg之间。 呼叫控制协议是对等协议，可用于mgc与mgc之间，也即是局间信令。 mgcp和h.248协议在中继媒体网关（tmg）同mgc通信中完成承载控制功能，其上的呼叫控制协议是isup协议。 而在ag同mgc通信中除主要完成承载控制功能外还具有呼叫控制功能（如摘机挂机的识别等）。,12,ngn基础知识,与现有pstn网络的对比,软交换设备,ss7 信令网关,用户接入网关,核心分组传送网,13,ngn的基本结构,ngn基础知识,14,ngn基础知识,r4引入移动软交换的概念,gb,rnc,rnc,node b,node b,iub,iub,iucs,msc server,pstn,hlr/auc,a,sgsn,ggsn,internet,gn,gmsc server,mgw,mgw,bss,15,ngn是基于标准协议的开放式网络,isup,in,oss,appserver,sg,pstn,switch,分组核心网,tmg,plmn,mgw,soft-phone,e-phone,e-phone,softswitch,iad,amg,location server,softswitch,mrs,16,第二部分 h.248协议部分,17,h.248协议概述,h.248协议是 2000年由 itu-t第 16工作组提出的媒体网关控制协议，它是在早期的 mgcp协议基础上改进而成。h.248megaco协议是用于连接mgc与mg的网关控制协议，应用于媒体网关与软交换之间及软交换与 h.248 megaco终端之间，是软交换应支持的重要协议。 h.248和megaco是同一种协议，是itu与ietf共同努力的结果，itu-t称之为h.248，而ietf称为megaco。 h.248协议是在mgcp协议的基础上，结合其它媒体网关控制协议特点发展而成的一种协议。h.248协议与mgcp协议功能结构相似，在ngn组网中软交换与大多数构件间既可以采用h.248，又可以采用mgcp协议。 mgcp协议描述能力有欠缺，限制了其在大型网关上的应用。对于大型网关，h.248协议是一个好的选择。 mgcp消息传递依靠承载在宽带ip网络上的udp数据包，而h.248信令消息可基于udp/tcp/sctp等多种承载。,18,h.248协议的内容、意义及功能,协议的内容: 将分布式网关分解成几个功能子模块呼叫控制实体mgc 和媒体处理实体mg，并为这些模块的通信指定标准协议。h.248 协议在 voip 解决方案中具有重要作用。 网关分离的意义: 使网关有更高的伸缩性，同时允许网关由分布在不同物理平台的多个供应商提供的部件组成。 协议的功能: 主要功能是建立一个良好的业务承载连接模型，将呼叫和承载连接进行分离，通过对各种业务网关： tg、ag、rg等的管理，实现网络之间的业务互通。,19,h.248协议基本概念,一个终端是mg中的逻辑实体，能够发送和（或）接收一种或多种媒体。例如表示一个时隙、一个ip端口(ip地址+端口号)、或一个atm端口(vpi/vci)。终端由许多特性描述，这些特性组合成一组描述符而包含在命令中。一个终端在任一时刻属于且只能属于一个关联。 终端通常可分为两类： 半永久性终端：代表物理实体，例如tdm信道，只要这个tdm信道在媒体网关中被配置，就一直存在，只有当配置信息被删除与之对应的终端才会消失； 临时终端：代表临时性的信息流，例如rtp流，当需要时创建，使用完毕后就删除。临时终端通过add命令创建，通过subtract命令清除。与此不同，当一个半永久终端被加入一个特定关联时，它是从null关联中获取，而当从特定关联中删除时，它又被返回到null关联。,终端（termination）,20,h.248协议基本概念,终端特征通过属性来描述，这些属性被组合成描述符在命令中携带。终端被创建时，媒体网关会为其分配一个唯一标识。 终端属性，可以创建新的终端或者修改已存在终端的属性。 终端id，对不同的终端通过终端id来引用，终端id是由mg自己设置的。终端id有两种通配方式：“all” 和“choose”。 终端属性和描述符，终端拥有属性，属性拥有唯一的属性id。 root终端，通常用来表示媒体网关本身，允许在root终端上定义包，也可以拥有属性、事件、信号、统计和参数。root终端可以出现在modify、notify、auditvalue、auditcapability、servicechange命令中，其它任何对root终端的使用都是错误。,终端（termination）,21,h.248协议基本概念,终端（termination）属性,termination id : 用二进制编码表示可以有64位，文本编码可以达64个字符。 属性 properties : 终端本身具有的属性。 事件 events : 终端能够检测事件的发生。如：摘机事件。 信号 signals : 网关产生的各种类型的媒体流。如：各种信号音。 统计statistics : 用于描述一个termination的统计信息，它可以在一次呼叫完成后向mgc上报，或者mgc使用命令auditvalue查询相关的统计信息，该信息用来计费。,22,h.248协议基本概念,关联（context）： 一个关联就是一些终端间的联系，它描述了终端之间的拓扑关系以及媒体混合、交换的参数，可通过add命令进行创建，通过subtract 、move命令进行删除。一个关联中必须包含终端。 context的四个属性： contextid：32bits，在网关范围内唯一标识一个关联。 context id是由mg决定的，在mg的范围内是唯一的。 topology：拓朴，用于描述一个关联内部终端之间的媒体流向。终端也存在一个称之为mode的属性，用于描述媒体的流向，但它描述的是相对于关联外部的流向。 priority：标识媒体网关对关联处理的优先级。 mgc还可以在mg重启时平滑处理中，根据优先级处理大量context到达的情况。取值范围为0到15，取值越小优先级越大。 emergency：描述关联的紧急处理信息。 也提供一种优先处理context的方式。,23,h.248消息结构,24,h.248协议的消息机制,h.248协议发送或接受的信息单元称为消息，消息从消息头（header）开始，后面是若干个事务。 消息头中包含消息标识符（mid，message identifier）和版本字段：mid用于标识消息的发送者，可以是域地址、域名或设备名，一般采用域名。 版本字段用于标识消息遵守的协议版本。版本字段有1位或2位数，目前版本为1。 消息内的事务是相互独立的，当多个被独立处理时，消息没有规定处理的先后次序。,25,h.248协议的消息机制,26,命令是h.248消息的主要内容，实现对关联和终端属性的控制，包括指定终端报告检测到的事件，通知终端使用什么信号和动作，以及指定关联的拓扑结构等。命令由命令头部（cmdhdr）与命令参数构成，在h.248协议中，命令参数被组织成“描述符”（descriptor）。 h.248协议定义了八个命令，其中“notify”是由mg发给mgc，“servicechange”可由mg或mgc发送，其它命令都是由mgc发给mg。 add:增加一个终端到一个关联中，当不指定context id时(或第一次增加一个终端)，将生成一个关联，然后加入终端。 modify :修改一个终端的属性、事件和信号参数。如：修改终端的编码类型、通知终端检测摘机/挂机事件、修改终端的拓扑结构(双向/单向/隔离等)。,h.248协议的命令,27,h.248协议的命令,substract:从一个关联中删除一个终端，同时返回终端的统计状态。如果关联中再没有其它的终端，将删除此关联。 move:将一个终端从一个关联转移到另一个关联中。 auditvalue:返回终端的当前的属性、事件和信号，指示检测相关的事件。 auditcapabilities:返回mg中终端特性的能力集。 notify:允许mg将检测到的事件通知给mgc。 例如：mgw将检测到的摘机事件上报给mgc。 servicechange:允许mg向mgc通知一个或者多个终端将要脱离或者加入业务。用来mg向mgc进行注册、重启通知。mgc可以使用serviecechange对mg进行重启。mgc可以使用servicechange通知mg注销一个或一部分的终端。,28,网关注册流程 媒体网关(mgw)要开通业务必须首先注册到msc server上去。注册成功后，mgw可以立即上报目前mgw的可用物理终端，或msc server通过审计命令来获取mgw上可用的物理终端信息。,h.248信令流程,msc server,mgw在发起和接收呼叫之 前必须向msc server注册,msc server接受mgw注册,29,msc server向mgw发起呼叫： msc server通过add命令向mgw发起呼叫，其中包含的参数有：相应终端应该监听的事件、请求rtp终端ip地址端口、传输模式。 mgw通过add reply把选择的上下文和本端rtp终端id及其ip地址、端口号告诉给msc server。,h.248信令流程,30,msc server向mgw发起呼叫： msc server通过modify命令向mgw来修改终端的属性（放回铃音），并且把对端mgw的rtp终端ip地址及端口号告诉给主叫mgw。 msc server通过modify命令向mgw来修改终端的属性（停回铃音），并且把终端传输模式改为收发。,h.248信令流程,31,msc server向mgw发起呼叫： mgw通过modify reply来响应msc server的请求，不带错误码表示该命令执行成功。,h.248信令流程,32,msc server向mgw释放呼叫： msc server通过subtract命令向mgw发起拆除呼叫请求，一般会要求mgw释放呼叫资源的同时上报一些统计信息。 mgw释放呼叫资源,在响应msc server的同时上报一些统计信息。,h.248信令流程,33,典型呼叫流程 1、msc server向mgw1和mgw2分别发送modify命令，即在关联中建立一个终端，等待摘机事件。 2、主叫摘机，mgw1（媒体网关）检测到后通过notify命令将事件（off-hook）报告给msc server（媒体网关控制器）； 3、msc server向mgw1发送modify命令，等待用户输入被叫号码，主叫用户听拨号音。 4、 mgw1向msc server发送notify命令，将被叫号码送至msc server。 5、在mgw1中创建一个新的关联，并在关联中加入tdm终端和rtp终端。 6、在mgw2中创建一个新的关联，并在关联中加入tdm终端和rtp终端。 7、 msc server向mgw1发送modify命令，告知远端地址。 8、被叫用户摘机，mgw2向msc server发送notify命令。 9、 msc server向mgw2发送modify命令，切断振铃音。 10、msc server向mgw1发送modify命令，切断回铃音。 11、被叫挂机，mgw2向msc server发送notify命令。 12、 msc server分别向mgw1和mgw2发送subtract命令。,h.248信令流程,34,35,h.248信令流程,36,第三部分 mgcp 协议部分,37,mgcp协议概述,mgcp协议是1999年由ietf制定的媒体网关控制协议。mgcp协议定义的连接模型包括端点（endpoint）和连接（connection）两个主要概念：端点是数据源或数据宿，可以是物理端点，也可 以是虚拟端点；端点类型包括数字通道、模拟线、录音服务器接入点及交互式话音响应接入点；端点标识由端点所在网关域名和网关中的本地名两部分组成。连接可以是点到点连接或多点连接，点到点连接是两个互相发送数据的端点之间的一种关联，该关联在两个端点都建立起来后，就可开始传送数据。 mgcp采用文本协议，协议消息分为命令和响应，每个命令需要接收方回送响应，采用三次握手方式证实。命令消息由命令行和若干参数行组成，响应消息带有3位数字的响应码。mgcp采用媒体描述协议（sdp）向网关描述连接参数。为了减小信令传送时延，mgcp采用udp传送。h.248和megaco是同一种协议，是itu与ietf共同努力的结果，itu-t称之为h.248，而ietf称为megaco。 从本质上说mgcp是一个主/从协议，网关需要执行媒体网关控制器发出的命令。,38,mgcp协议栈,39,mgcp在ngn网络中的实现,40,mgcp协议的消息种类,媒体网关控制器（mgc）和网关（mg）之间共有九种mgcp消息。 当消息发送到mg或mgc时，称它为命令。 当命令的证实消息从mg或mgc送回时，称为响应。 命令和响应是不可分的，收到命令时，mg或mgc会立即送回一个响应。,41,命令行包括四项内容：请求动词名（命令名称）、事务标识、执行命令的端点（实体）和协议版本，这四项均通过空格隔开。,mgcp协议的命令行,42,mgcp协议的命令名称,43,mgcp协议的命令名称,44,mgcp协议的命令原因码,由mg或mgc终端发起的删除连接命令或者重启进程命令中，必须包含原因码(reason codes)，用来表明删除连接或者重启的原因。,45,所有的mgcp命令都要接收者回送响应。响应行由响应码，连接标识和一个由空格隔开的可选注释组成。响应码是一个三位的数值，表示命令的执行状态。 如：200 1203 ok 响应码功能分类 100199：表示临时应答 200和299之间的值表示成功完成 400499：表明命令执行时遇到一个临时性的错误 500599：表明命令执行时遇到一个永久性的错误,mgcp协议的命令响应格式,46,mgcp信令流程,网关注册流程,mgc,mg,47,mgcp信令流程,mgcp呼叫流程,48,mgcp信令流程,mgcp呼叫流程（续）,49,mgcp信令流程,失败的呼叫流程,50,mgcp信令流程,mgcp的概念和功能：mgcp协议用于mgc同mg之间进行通信，是承载控制协议。 mgcp有9个命令和3类响应，每个命令由4部分组成，响应中200299值表示成功完成，其余则表示不成功。 mgcp协议有哪些命令？ epcf、crcx 、mdcx 、dlcx 、rqnt 、ntfy 、auep 、aucx 、rsip mgcp协议有哪些命令响应？ 200和299之间的值表示成功完成 400和499之间的值表示临时错误 500和599之间的值表示永久错误,小结,51,第四部分 sip/sip-t协议部分,52,sip协议概述,sip( 会话初始协议)的开发目的是用来帮助提供跨越因特网的高级电话业务。因特网电话（ip电话）正在向一种正式的商业电话模式演进，sip就是用来确保这种演进实现而需要的ngn（下一代网络）系列协议中重要的一员。 sip是ietf标准进程的一部分，它是在诸如smtp（简单邮件传送协议）和http（超文本传送协议）基础之上建立起来的。它用来建立，改变和终止基于ip网络的用户间的呼叫。为了提供电话业务它还需要结合不同的标准和协议：特别是需要确保传输（rtp），与当前电话网络的信令互连，能够确保语音质量（rsvp），能够提供目录（ldap），能够鉴权用户（radius）等等。 sip被描述为用来生成，修改和终结一个或多个参与者之间的会话。这些会话包括因特网多媒体会议，因特网（或任何ip网络）电话呼叫和多媒体发布。会话中的成员能够通过多播或单播联系的网络来通信。sip支持会话描述，它允许参与者在一组兼容媒体类型上达成一致。它同时通过代理和重定向请求到用户当前位置来支持用户移动性。sip不与任何特定的会议控制协议捆绑。,53,sip协议概念,会话启动协议sip session initiation protocol 是一个在ip网络上进行多媒体通信的应用层控制协议它被用来创建修改和终结一个或多个参加者参加的会话进程； sip协议可用于发起会话也可以用于邀请成员加入已经用其它方式建立的会话； sip协议透明地支持名字映射和重定向服务便于实现isdn智能网以及个人移动业务。,54,sip协议特点,简单 只包括六个主要请求，六类响应； 基于文本编码，易实现、易调试，便于跟踪和手工操作； 扩展性和伸缩性 具有灵活的扩展机制和强大的能力协商机制； 新的方法、消息头和功能添加，无须改动协议，网络简单，智能边缘； 分布式体系结构提高了系统的灵活性和可靠性； 安全性和可靠性 逐跳加密和认证：ipsec、ssl； 代理认证：proxy-authentication； 端到端http认证：基本方式和摘要方式，端到端加密pgp、s/mime； 每次呼叫包含一个时间/空间唯一的call-id，每次请求都有一个cseq，用于复制包检测，请求之后有应答，invite应答后有ack确认，没有收到回应则重传； 互通性 简单、轻型协议，基于文本编码方式，容易描述和分析； 应用层协议与底层传输无关。,55,sip协议功能,名字翻译和用户定位：无论被呼叫方在哪里都确保呼叫达到被叫方。执行任何描述信息到定位信息的映射。确保呼叫（会话）的本质细节被支持。 特征协商：它允许与呼叫有关的组（这可以是多方呼叫）在支持的特征上达成一致（注意：不是所有方都能够支持相同级别的特征）。例如视频可以或不可以被支持。总之，存在很多需要协商的范围。 呼叫参与者管理：呼叫中参与者能够引入其它用户加入呼叫或取消到其它用户的连接。此外，用户可以被转移或置为呼叫保持。 呼叫特征改变：用户应该能够改变呼叫过程中的呼叫特征。例如，一呼叫可以被设置为“voice-only”,但是在呼叫过程中，用户可以需要开启视频功能。也就是说一个加入呼叫的第三方为了加入该呼叫可以开启不同的特征。,56,sip功能实体,useragent（ua）用户代理： 用于代表用户发起、接收、结束一个呼叫； uac：发起一个呼叫请求； uas：对呼叫请求进行回应； 一个ua，既可以发起呼叫，也可以接收呼叫； uac和uas是逻辑角色，不是独立的物理实体； proxyserver代理服务器： 作为一个逻辑网络实体代表客户端转发请求或者响应可以同时作为客户端和服务器端。 代理服务器的主要功能路由认证鉴权计费监控呼叫控制业务提供等。 redirectserver重定向服务器： 重定向服务器将请求中的目的地址映射为零个或多个新的地址然后返回给客户端客户端直接再次向这些新的地址发起请求。 提供地址解析服务，类似于dns。 与代理服务器的区别：不会把用户请求转发给其他的服务器,57,sip功能实体,locationserver位置服务器： 配合代理服务器和重定向服务器提供可能的，被叫用户的地址（或位置）。 registerserver注册服务器： 接收用户的注册请求； 记录终端的sip地址和ip地址； 用户终端的每次启动都需要注册，用于记录用户的当前位置信息； 提供用户认证功能； 注册服务器是实现号码移动性的基础； 注册信息的存亡周期。,58,sip协议栈,59,sip网络与ngn网络的对应关系,60,sip协议在ngn网中的应用结构,软交换设备1,软交换设备2,61,sip协议消息的分类,sip消息采用文本方式编码分为两类请求消息和响应消息； 请求消息客户端为了激活按特定操作而发给服务器的sip消息； 响应消息用于对请求消息进行响应指示呼叫的成功或失败状态； 请求消息和响应消息都包括sip头字段和sip消息字段。,62,sip请求消息,63,sip响应消息,64,sip请求消息结构,65,sip请求消息结构（续）,66,sip响应消息结构,67,sip响应消息结构（续）,68,sip协议用户注册流程,sip phone,软交换设备,69,sip协议呼叫流程,sip phonea,软交换设备,sip phoneb,70,sip协议呼叫流程,软交换设备a,软交换设备b,71,sip协议呼叫流程,72,sip呼叫举例,上图为sip用户czcs.tu-berlin.dc呼叫sip用户henningcs.columbia.deu的过程。,73,sip-t协议介绍,74,sip-t协议概述,sip-t（rfc3372）是由ietf的sipping工作组在sip的基础上制定的协议。严格来讲，sip-t并不是一个独立的协议，它只是对sip的扩展。它利用sip的扩展机制通过封装和装换技术来透明地传送isup消息，从而实现与sip与isup协议的互通，也就是实现pstn与sip网络之间的互通。由于sip-t封装了isdn的局间信令isup，它可以被用作软交换设备之间的互通协议。 sip-t努力提供一种将传统电话信令集成到sip消息的框架。sip-t通过封装与翻译来完成sip网络的两大基本要求：透明性和可路由性。在pstn与sip网络的互连点，ss7isup消息用sip来封装以确保业务所必须的信息不被丢失。同时，特定的信息从ss7isup消息翻译成相应的sip头信息，从而方便路由sip消息。,75,sip-t协议的目的,使基于sip的软交换网络能够与传统电信网络互通 使sip网络桥接pstn网络时能够透明传递isup消息 保证sip网络与传统电信网络互通 制定了详细的sip消息与isup消息的映射 保持sip网络对pstn网络的透明性 保证isup信令的透明传递，通过“封装”的方法实现 保证pstn呼叫请求的路由能力，通过“翻译”的方法实现 sip-t协议应用场景 sip网络与pstn网络互通 sip网络桥接pstn网络 下一代网络的软交换互通协议,76,sip网络与pstn网络互通,pstn网络,信令网关,软交换设备,sip-t协议用于指导软交换设备完成sip-isup的映射。,sip网络,77,sip网络与pstn网络互通信令流程,pstn用户主叫sip用户,78,sip网络与pstn网络互通信令流程,pstn用户主叫sip用户,79,sip-t协议的典型呼叫流程,80,第五部分 bicc协议部分,81,bicc协议概述,bicc协议由itu-t sg11研究组完成标准化，由isup协议演进而来，是一种在骨干网中实现使用与业务承载无关的呼叫的控制协议。bicc定义了信令传送转换器（stc）、应用传送机制（apm）、承载控制隧道协议（bctp）和ip承载控制协议（ipbcp）。通过点编码建立信令联系，信令链路通过静态sctp连接，bicc节点中采用正常呼叫的选路原则选定路由，为呼叫的信令建立通路。信令信息利用信令传送转换器转换之后，采用apm传送bicc特定的控制信息。 bicc从真正意义上解决了呼叫控制和承载控制相分离的问题，可以用于任何承载网络，如atm、ip。atm具有很好的qos保证和呼叫处理能力，bicc能够更好地支持atm网络承载，这可能是业界看好bicc的原因之一。,82,bicc协议概念,bicc协议是在骨干网中使用的与承载无关的呼叫控制信令协议。包括atm网络和ip网络在内的各种数据网络，利用该信令协议就可以承载全方位的pstn/isdn业务。因此，bicc被认为是传统电信网向多业务综合平台演进的重要支撑工具。 bicc是一个控制与承载分离的信令协议，它不直接对媒体资源（atm、ip）进行控制，而是通过标准的承载控制协议（h.248协议）对这些资源进行控制。 bicc协议是在窄带isup协议的基础上发展来的，可以认为是将窄带isup协议去掉具体的电路控制部分改编而成，但它不能与isup对等兼容。 理论上，bicc协议可部署在各种各样的信号传输协议栈之上，提供与具体业务承载无关的呼叫控制。目前比较成熟的可承载bicc协议的传输协议是：mtp3/mtp3b/m3ua和sctp等。 bicc协议由itu-t q.1902系列，q.2150，q.765等规范描述,83,bicc协议概念,84,bicc协议概念,接口业务节点(isn=interface serving node) 功能实体，位于scn网和bicc网之间，其包含csf-n和biwf 转接业务节点(tsn=transit serving node) 功能实体，位于bicc网内的两个sn之间，其包含csf-t和biwf 关口业务节点(gsn=gateway serving node) 功能实体，位于两个网络主域之间，其包含csf-g和biwf 承载控制功能节点（bcf-n） 对应csf-n 承载控制功能转接（bcf-t） 对应csf-t 承载控制功能关口（bcf-g） 对应csf-g 承载控制功能中继（bcf-r） 承载控制和承载控制信令的中继，不对应csf,85,bicc协议在网络中的应用,在无线3g应用中，bicc协议处于3gpp r4电路域核心网的nc接口，提供了对(g)mscserver之间呼叫接续的支持。参见规范itu-t ts 23.205。 在固定网ngn应用中，bicc协议处于分层体系结构中的呼叫控制层，提供了不同softswitch之间呼叫接续的支持。,bicc协议在3g r4网络中的位置， bicc协议应用在nc接口，也即是gmsc server之间交互的信令。,86,bicc协议在3g r4网络中的应用,87,bicc协议在ngn网络中的应用,88,bicc消息结构,cic 呼叫实例码，用来标识两局之间属于同一呼叫的消息 message type code 消息类型，如： iam/apm/acm/anm 等消息 mandatory fixed part 强制固定长度参数部分 mandatory variable part 强制可变长度参数部分 optional part 可选参数部分,89,bicc消息结构,90,bicc协议的主要消息,按照q.1902.3中定义，bicc协议大约有40多消息。其中呼叫过程中最常看到的消息有： iam：初始化地址消息 apm：应用传输消息 acm：地址全参数 anm：应答参数 rel：释放消息 rlc：释放完成消息,91,bicc承载建立方式,前向承载建立方式(forward bearer setup) 非隧道方式(no tunnel case) 快速隧道方式(fast tunnel) 延迟隧道方式(delayed forward tunnel) 后向承载建立方式(backward bearer setup) 非隧道方式(no tunnel case) 延迟隧道方式(delayed backward tunnel),92,bicc前向承载建立方式,93,bicc后向承载建立方式,94,bicc隧道承载建立方式,隧道由q.1990进行描述 承载控制消息 (ipbcp) 是通过nc口的bicc协议进行传送 csf 向 bcf指示是否支持隧道，以及是快速隧道还是慢速隧道。bcf决定是否使用隧道,95,bicc隧道承载建立方式,前向快速隧道承载建立流程,96,bicc隧道承载建立方式,前向快速隧道承载建立流程,97,bicc隧道承载建立方式,前向延迟隧道承载建立流程,98,bicc隧道承载建立方式,后向延迟隧道承载建立方式,99,bicc呼叫释放过程,100,第六部分 sigrtan协议部分,101,sigtran协议概述,sigtran本身不是一个协议而是一个协议簇，它包含两层协议：传输协议和适配协议，前者就是sctp/ip，后者如m3ua（适配mtp3用户）、iua（适配q.921用户）等。 sigtran是ietf的一个工作组，其任务是建立一套在ip网络上传送pstn信令的协议，sigtran协议包括sctp、m2ua、m3ua，提供了和ss7 mtp同样的功能。,102,sigtran协议概述,主要功能就是适配和传输 支持通过ip网络传输传统电路交换网scn（switched circuit network，电路交换网）信令; 该协议栈支持scn信令协议分层模型定义中的层间标准原语接口，从而保证已有的scn信令应用可以未经修改地使用，同时利用标准的ip传输协议作为传输底层，通过增加自身的功能来满足scn信令的特殊传输要求。 应用层和适配层的对应关系 不同的信令应用层需要不同的信令传输适配层，但ip协议层和信令传输层是共享的和相同的。信令传输适配层与信令应用层的对应关系如下： sua对应tcap m3ua对应tup；isup；sccp、tcap ； m2ua/m2pa对应mtp3、isup iua对应q931/qsig、isup,103,sctp协议介绍,104,sctp协议概述,sctp由ietf提出，是一个面向连接的传输层协议，采用了类似tcp的流量控制和拥塞控制算法，通过自身的证实与重发机制来保证用户数据在两个sctp端点间可靠传送。相对于tcp等其他传输协议，sctp传输时延小，可避免某些大数据对其他数据的阻塞，具有更高的可靠性和安全性。 sctp（stream control transmission protocol，流控制传输协议）是提供基于不可靠传输业务的协议（如ip）之上的可靠的数据报传输协议。 sctp的设计用于通过ip网传输scn窄带信令消息。 sctp对tcp的缺陷进行了一些完善，使得信令传输具有更高的可靠性，sctp的设计包括适当的拥塞控制、防止泛滥和伪装攻击、更优的实时性能和多归属性支持。 sctp被视为一个传输层协议，它的上层作为sctp用户应用，下层为分组网络。,105,sctp协议特点,基于用户消息包的传输协议； 支持流内用户数据报的顺序或无序传递； 可以在一个偶联中建立多个流，流之间数据的传输互不干涉； 通过在偶联的一端或两端支持多归属，提高偶联的可靠性； 偶联建立需经过cookie的认证，保证了偶联的安全性； 实时的路径故障测试功能。,106,sctp传输地址,传输地址 sctp传输地址就是一个ip地址加一个sctp端口号。 sctp端口号 sctp端口号就是sctp用来识别同一地址上的用户，和tcp端口号是一个概念。 举例说明： ip地址2和sctp端口号1024标识了一个传输地址， 3和1024则标识了另外一个传输地址， 2和端口号1023也标识了一个不同的传输地址。,107,sctp协议术语,“主机”（host） 主机的概念很实在，一个看得见，摸得着的计算机，配有一个或多个ip地址，就构成我们说的主机，是一个典型的物理实体。 “端点”（end point） 端点是sctp的基本逻辑概念，是数据报的逻辑发送者和接收者，是一个典型的逻辑实体。 sctp端点由一组具有相同sctp端口号的传输地址标识 sctp协议规定两个端点之间能且仅能建立一条连接，所以，sctp端点可能有多个传输地址，但是这些传输地址有唯一的端口号。,主机和端点,108,sctp协议术语,偶联和流,偶联 “偶联”（association）就是两个sctp端点通过sctp协议规定的4步握手机制建立起来的进行数据传递的逻辑联系或者说通道。 流 “流”（stream）是sctp协议的一个特色术语。严格地说，“流”就是一条sctp偶联中，从一个端点到另一个端点的单向逻辑通道。 一个偶联中可以包含多个流；希望顺序传递的数据必须在一个流里面传输。,109,sctp协议术语,tsn和ssn,tsn tsn（transmission sequence number），传输顺序号。在sctp一个偶联的一端为本端发送的每个数据块顺序分配一个基于初始tsn的32位顺序号，以便对端收到时进行确认。 tsn是基于偶联维护的。 ssn ssn（stream sequence number）流顺序号，在sctp一个偶联的每个流内，为本端在这个流中发送的每个数据块顺序分配一个16位顺序号，以便保证流内的顺序传递。 ssn是基于流维护的。 tsn和ssn的分配是相互独立的。,110,sctp协议术语,tsn和ssn,tsn和ssn的分配是相互独立的，举个例子来说，一个连接的端点a使用两个输出流和端点b相连。有数据块a,b,c,d要发送，发送顺序是这样的：a走流1，b走流2，c走流1，d走流2，而且d太长，被分成了两片（d1，d2）。那么这5个数据块的tsn和ssn分别是：,111,sctp协议术语,拥塞窗口和接收窗口,cwnd：拥塞窗口。 sctp也是一个滑动窗口协议，拥塞窗口是针对每个目的地址维护的，它会根据网络状况调节，当目的地址的发送未证实消息长度超过其cwnd时，端点将停止向这个地址发送数据。 rwnd：接收窗口。 rwnd用来描述一个偶联对端的接收缓冲区大小。 偶联建立过程中，双方会交换彼此的初始rwnd。rwnd会根据数据发送、证实的情况即时地变化。rwnd的大小限制了sctp可以发送的数据的大小。当rwnd等于0时，sctp还可以发送一个数据报，以便通过证实消息得知对方缓冲区的变化，直到达到cwnd的限制。,112,sctp的功能,sctp的功能主要包括偶联的启动与关闭、流内顺序传递、用户数据分片、证实和消除拥塞、消息块捆绑、报文验证和路径管理等。 偶联的启动与关闭 sctp是面向偶联的传输协议，通常情况下，数据只有在建立了偶联的两个端点间才能进行传递（sctp允许偶联建立过程中的特定步骤传递数据）。因此偶联建立和关闭是sctp提供其他服务的前提 流内顺序传递 sctp提供数据报的顺序传递，顺序传递的数据报必需放在一个“流”中传递。流是顺序传递的基石。 用户数据分片 sctp通过对传送路径上最大pmtu的检测，实现在sctp层，将超大用户数据分片打包，避免在ip层的多次分片，重组，可以减少路由器上ip层负担。,113,sctp的功能,证实和避免拥塞 证实和重传是协议保证传输可靠性的不二法门，sctp也一样。证实机制是sctp保证传输可靠性的基石。拥塞避免沿袭了tcp的窗口机制，进行合适的流控。 块绑定 如果很短的用户数据被带上很大一个sctp消息头传递效率很低，可以将几个用户数据绑定在一个sctp报文里面传输，以提高带宽的利用率。 报文验证 报文验证是sctp提供无差错传输的基石。sctp通过对用户数据使用adler-16 或crc32算法，计算出一个32位的校验和，带在数据报中，在接收端进行同样的运算，通过检查校验和是否相等来验证用户数据是否遭到破坏。 路径管理 通过心跳，累计重传次数，sctp将目的地址，端点的可达性好好的管理了起来。,114,sctp的消息结构,通用头（common header）信息块（chunk）,115,sctp的消息类型,116,sctp协议规程,sctp作为一个面向连接的可靠传输层协议，其协议规程包括：偶联的建立，偶联的终止，数据传递和证实，最多再加上拥塞控制机制，路径管理机制。 sctp偶联建立的过程是4步握手。即有4个消息交互：init，init ack，cookie echo，cookie ack。,117,sctp协议规程,sctp偶联的终止分为两种，一种是graceful的终止，一种是ungraceful的终止。 前者保证所有两端的未发送、发送未证实数据得到发送和证实后再终止偶联。 而后者则直接终止偶联，丢弃这些数据。,偶联的终止,118,m3ua协议介绍,119,m3ua协议概述,m3ua是mtp3或者mpt-3b用户适配协议，它使用流控制传输协议（sctp）通过ip传输mtp3或者mpt-3b层的用户信令消息（即isup消息和sccp消息），支持协议元素实现mtp3或者mpt-3b对等用户在ss7（包括窄带ss7和宽带ss7)和ip域里的无缝操作。 该协议可用于信令网关（sg）和媒体网关控制器（mgc）或ip数据库之间的信令传输，也可用于基于ip的应用之间的信令传输。 m3ua是mtp第三级用户适配层协议，提供信令点编码和ip地址的转换。用于在软交换与信令网关之间实现七号信令协议的传送，支持在ip网上传送mtp第三级的用户消息，包括isup、tup和sccp消息，tcap消息作为sccp的净荷可由m3ua透明传送。,120,m3ua协议栈,121,m3ua协议栈,m3ua在3g网络中的应用协议栈,122,m3ua协议栈,m3ua层还可用于两个ipsp之间的点到点信令传输，向上层提供与mtp3相同的原语和服务,123,m3ua协议基本概念,应用服务器（as） 一个逻辑实体，对应一个特定的“路由键”。例如：一个虚拟的交换单元，处理一定范围的pstn中继电路的呼叫业务，标识它的路由键是“sio/dpc/opc/cic_range”。 应用服务器进程（asp） 一个as的实际处理实体。 ip服务器进程（ipsp） 基于ip应用的进程实例。本质上ipsp与asp相同，只是ipsp使用点到点的m3ua，而不使用信令网关的业务。 信令网关（sg） sg是一个信令代理，能够在ip网络边缘接收/发送scn内部信令。sg在ss7网络中是一个ss7信令点。 信令网关进程（sgp） 一个sg的进程实例,124,m3ua协议基本概念,m3ua链路 通过sctp偶联建立的sgp-asp和ipsp-ipsp之间的关联关系叫做m3ua链路。 m3ua链路的归属端属性可以是sgp、asp或ipsp。 m3ua链路状态包括m3ua_link_unestablish、m3ua_link_down、m3ua_link_inactive和m3ua_link_active。 m3ua链路的状态迁移,125,m3ua协议基本概念,m3ua链路集 m3ua链路集由sg和mgc之间（sgp-asp方式）或mgc和mgc之间（ipsp-ipsp方式）服务于同一个as的所有m3ua链路集成。 m3ua链路集的状态取决于组内链路的状态。 m3ua链路集在asp/ipsp（客户端）侧的状态有三种：m3ua_linkset_down、m3ua_linkset_inactive、m3ua_linkset_active。 在sgp/ipsp（服务器端）侧的状态有四种：m3ua_linkset_down、m3ua_linkset_inactive、m3ua_linkset_active、m3ua_linkset_pending。,126,m3ua协议基本概念,m3ua链路集迁移图,127,m3ua协议基本概念,m3ua路由 从源实体到目的实体的通道叫做m3ua路由。 一条m3ua路由在归属端对应一个m3ua链路集。 在asp或ipsp（客户端）侧，通常只有一条路由从本地实体到特定目的实体；但是在sgp或ipsp（服务器端）侧，可以有多条路由从本地实体到特定目的实体。 路由状态有两种：m3ua_route_available和m3ua_route_unavailable。,128,m3ua协议基本概念,sgp/ipsp(服务器）侧m3ua路由状态迁移图,129,m3ua协议基