ngn软交换基础知识培训-SIGTRAN协议原理及应用.ppt

SIGTRAN协议原理 V1 0 NGN SP003 C1 1 2 内容提要 SIGTRAN协议概述传输层协议SCTP协议介绍用户适配层协议M3UA协议介绍 3 SIGTRAN协议的引入 Corepacketnetwork SS1B 基于分组交换的软交换体系必须要与传统PSTN的信令网进行互通 但 尽力而为 BestEffort 的IP网无法满足电信网的高可靠性 高实时性的信令传输要求 为此 则必须寻找一种办法来解决 4 SIGTRAN协议栈结构 通用的信令传送协议 IP SCTP IUA M2UA M2PA M3UA SUA Q931 QSIG MTP3 TUP ISUP 信令适配子层 标准的IP传送层 SCCP TCAP TCAP 信令应用层 5 SIGTRAN协议栈结构 传输层 协议使用流控制传输协议SCTP 在IP网上提供可靠的消息传输 用户适配层 用户适配层由多个适配模块所组成 它们分别为上层的SS7信令的各个模块提供原有的层间原语接口 并将上层信令协议封装在SCTP上传输 6 Corepacketnetwork SS1B SIGTRAN插在了SS7各层之间 SS7将层间的信令原语交由SIGTRAN 通过IP包的封装形式在分组网上传输 无缝连接 7 内容提要 SIGTRAN协议概述传输层协议SCTP协议介绍用户适配层协议M3UA协议介绍 8 什么是SCTP 流控制传输协议 StreamControlTransmissionProtocol 是为在IP网上传输PSTN信令消息而设计的一种面向连接的可靠传输协议 SCTP对TCP的缺陷进行了一些完善 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 处于传输层 在网络模型中与TCP UDP处于同层位置 9 为什么提出SCTP 互联网的飞速发展 对于底层传输协议提出更高的要求 TCP协议的先天不足无法满足目前互联网上不断出现的新的应用需求 10 SCTP协议的发展 TCP SCTP UDP USCTP 11 SCTP继承了TCP的诸多成熟技术 流控技术 滑窗技术 动态RTO计算拥塞控制技术 慢启动 拥塞避免 快速重传 快速恢复等等 12 与TCP相比 SCTP的优点 SCTP的连接可以是多地址连接 而TCP则一般是单地址连接的 TCP是基于比特流 SCTP则是基于用户消息流 一个TCP则只能支持一个流 一个SCTP连接同时可以支持多个流 stream SCTP增加了防止攻击的措施 Tag Cookie MAC 13 SCTP相关术语解释 SCTP端点 EndPoint 每个端点由IP地址和端口号唯一标识 与TCP传输地址类似 偶联 Association 在一对SCTP端点间通过四次握手建立的逻辑联系或通道 偶联的建立是采用C S模式 流 Stream 一个偶联包含多个流 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 14 SCTP术语 15 SCTP多用户流特性 将一个连接划分为多个 流 一个 流 就类似于一个单向的逻辑通道 而在这个通道内传送的所有数据包必须按序传送 如果一个 流 内的数据包传送时 出现拥塞 不会影响其他的流数据传送 16 SCTP启动流程 EndpointA Client EndpointB server 在一次SCTP四路握手中 INIT消息的接收端不必保存任何状态信息或者分配任何资源 这样就可防范SYNFlooding等DoS攻击 它在发送INIT ACK消息时 采用了一种机制 状态Cookie 该Cookie具有发送端要建立自己状态所需的全部信息 17 SCTP总览 可靠的数据传输多流传输基于流的按序和非按序传输用户数据的打包和分片TCP的拥塞控制算法支持可达性的持续监视连接的优雅关闭支持多宿主从而增加可靠性服务拒绝的保护伪装攻击的保护 18 内容提要 SIGTRAN协议概述传输层协议SCTP协议介绍用户适配层协议M3UA协议介绍 19 什么是M3UA M3UA MTP3 UserAdaptationLayer 是MTP第三级的适配层协议 七号信令网通过M3UA和MTP3的无缝配合 平滑地从SCN网延伸到IP网络中 使IP网络中的设备不需有七号信令的物理层 数据链路层 完整的网络层的功能 就可以给七号信令的用户部分提供服务 20 M3UA位置示意图 21 M3UA的工作模式 M3UA工作于客户机 服务器模式 应用在信令网关与软交换之间 软交换为客户机端 信令网关为服务器端 M3UA链路建立时 总是由软交换侧先发起连接请求消息 SG侧作为服务器回答响应消息 M3UA具有和MTP3相同的面向七号信令用户层 TUP ISUP SCCP 的接口 所以七号信令用户部分不需要做任何修改就可以在IP网络上面传送 22 M3UA术语解释 应用服务器AS ApplicationServer 逻辑上的概念 网络中完成某种业务功能的端点 这里AS指向软交换SS设备 应用服务进程ASP ApplicationServerProcess AS上的应用进程实例 这里指SS上的M3UA进程 路由上下文 用来唯一标识AS 路由关键字 RoutingKey 满足该特征的SS7信令消息指定被特定的AS处理 概念辨析 AS类似于No 7网络中的信令局向 ASP类似于到达AS这个信令局向的信令链路 同一个设备 SS1B 中可能有多个AS 路由上相文用来唯一标识每一个AS 路由关键字则用于把AS和中继电路关联起来 表明一个AS可以为什么样的中继所服务 23 2个ASP为一个AS所服务 CorePacketNetwork ZXSS10SS1B SG SPC1 SPC2 SS1B ASP1 ASP2 AS SCTPlink 这里AS位于SS1B上面 AS 相当于一个局向 ASP 相当于到达AS局向的两条链路问题 如何使得AS有更高的安全性 答案 将ASP分布在不同的SPC板上处理 24 AS和ASP的关系 25 ASP状态 26 AS状态 27 M3UA消息流程I ASPUP ASPUPACK ASPACTIVE ASPACTIVEACK SG ASP Heartbeat BEAT HeatbeatAck BEATACK 28 M3UA消息流程II ASPUP ASPUPAck ASPActive Ldshr ASPActiveAck SG ASP1 ASP2 ASPUP ASPUPAck ASP3 ASPUP ASPUPAck ASPActiveAck ASPActive Ldshr 29 M3UA消息流程III ASPInactive ASPInactiveAck NTFY AS Pending ASPActive ASPActiveAck SG ASP1 ASP2 30 M3UA消息分类 Management MGMT MessageTransferMessagesSS7SignallingNetworkManagement SSNM MessageASPStateMaintenance ASPSM MessagesASPTrafficMaintenance ASPTM Messages 31 TransferMessages 用于传递七号用户消息 在SG侧的M3UA将MTP 3用户消息封装在该消息中进行传递 而SOFTSWITCH侧的M3UA将其中数据取出 按照UP MTP 3接口传递给上层用户 从而实现从七号信令平滑延伸到IP网 32 SSNMmessage ReservedDestinationUnavailable DUNA DestinationAvailable DAVA DestinationStateAudit DAUD SS7NetworkCongestionState