ngn软交换基础知识培训SIGTRAN协议原理及应用.ppt

1、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,Core packet network,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”（Best Effort）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

2、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,Core packet network,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

3、,什么是SCTP,流控制传输协议（Stream Control Transmission Protocol ），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

4、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（End Point）：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

5、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SYN Flo

6、oding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-User Adaptation Layer）是MTP第三级的适配层协议，七号信令网通过M3UA和M

7、TP3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（Appl

8、ication Server）：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（Application Server Process）：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（Routing Key）：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

9、服务,23,2个ASP为一个AS所服务,Core Packet Network,ZXSS10 SS1B,SG,S P C 1,S P C 2,SS1B,ASP1,ASP2,AS,SCTP link,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,ASP UP,ASP UP ACK,ASP ACTIVE,ASP ACTIVE ACK,SG,ASP,Heartbeat (BEAT),He

10、atbeat Ack (BEAT ACK),28,M3UA消息流程 II,ASP UP,ASP UP Ack,ASP Active(Ldshr),ASP Active Ack,SG,ASP1,ASP2,ASP UP,ASP UP Ack,ASP3,ASP UP,ASP UP Ack,ASP Active Ack,ASP Active(Ldshr),29,M3UA消息流程 III,ASP Inactive,ASP Inactive Ack,NTFY(AS-Pending),ASP Active,ASP Active Ack,SG,ASP1,ASP2,30,M3UA消息分类,Management

11、(MGMT) Message Transfer Messages SS7 Signalling Network Management (SSNM) Message ASP State Maintenance (ASPSM) Messages ASP Traffic Maintenance (ASPTM) Messages,31,Transfer Messages,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,SSNM message,Reserved Destination Unavailable (DUNA) Destination Available (DAVA) Destination State Audit (DAUD) SS7 Network Congestion State (SCON)