移動(dòng)軟交換網(wǎng)絡(luò)中的SIGTRAN及其實(shí)現(xiàn)的答辯

移動(dòng)軟交換網(wǎng)絡(luò)中的SIGTRAN及其實(shí)現(xiàn)第2章SIGTRAN第3章SCTP協(xié)議第4章M3UA協(xié)議前言第1章七號(hào)信令協(xié)議

移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)正處在由第三代向第四代過(guò)渡的關(guān)鍵時(shí)期。為了在提供更好的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量和更多的多媒體業(yè)務(wù)的同時(shí)降低網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的成本，核心網(wǎng)采用NGN架構(gòu)，即控制與承載相分離的架構(gòu)，在與傳統(tǒng)GSM網(wǎng)絡(luò)完全兼容的情況下支持3GPP規(guī)范的一系列新的業(yè)務(wù)和功能。

軟交換網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)可以同時(shí)向用戶提供語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、視頻等業(yè)務(wù)的開(kāi)放網(wǎng)絡(luò)。軟交換網(wǎng)絡(luò)的主要思想是業(yè)務(wù)，控制與傳輸相分離，各實(shí)體間通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議進(jìn)行連接和通信。它采用一種分層的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使得組網(wǎng)變得更加靈活和方便。軟交換網(wǎng)絡(luò)一共分為3層，從下往上依次是：連接層、控制層和應(yīng)用層。引言軟交換的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)控制層連接層業(yè)務(wù)應(yīng)用層為什么要引入SIGTRAN?

下一代網(wǎng)絡(luò)NGN(NextGenerationNetwork)是能夠提供集語(yǔ)音、視頻、數(shù)據(jù)為一體的多媒體綜合業(yè)務(wù)。

它不僅能夠?qū)崿F(xiàn)傳統(tǒng)的電信網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和有線電視網(wǎng)的三網(wǎng)融合，而且原來(lái)的網(wǎng)絡(luò)與新的網(wǎng)絡(luò)也必將并存相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間。這就要求新的網(wǎng)絡(luò)能夠與傳統(tǒng)的七號(hào)信令網(wǎng)SS7互通，從而實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)的融合和保持平穩(wěn)過(guò)渡。SIGTRAN正是大家一致公認(rèn)并采納的在移動(dòng)軟交換電路域核心網(wǎng)中基于IP傳輸方式的信令傳輸解決方案。第2章SIGTRAN協(xié)議第3章SCTP協(xié)議第4章M3UA協(xié)議第1章七號(hào)信令協(xié)議前言七號(hào)信令的功能實(shí)現(xiàn)模塊消息傳遞部分（MTP）MTP-1信令數(shù)據(jù)鏈路的物理、電氣和功能特性，確定與數(shù)據(jù)鏈路的連接方法。MTP-2規(guī)定了把消息信號(hào)傳送到數(shù)據(jù)鏈路的功能和程序，第二級(jí)流量控制和信令鏈路差錯(cuò)率監(jiān)視等功能，它與第一級(jí)共同保證在兩個(gè)直連的信令點(diǎn)之間提供一條可靠的傳送消息的信令鏈路。MTP-3規(guī)定了關(guān)于信令網(wǎng)操作及管理的功能和過(guò)程，定義了信令點(diǎn)之間傳遞消息的功能和程序。

隨著Internet網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，不僅傳統(tǒng)的電路交換網(wǎng)絡(luò)可以提供電話業(yè)務(wù)、智能網(wǎng)業(yè)務(wù)，而且IP網(wǎng)也可以提供這些業(yè)務(wù)。

正是業(yè)務(wù)的發(fā)展，要求傳統(tǒng)的電路交換網(wǎng)絡(luò)和支持電話業(yè)務(wù)的Internet進(jìn)行互聯(lián)互通，也就需要七號(hào)信令系統(tǒng)SS7與IP網(wǎng)進(jìn)行互通。

為此，標(biāo)準(zhǔn)化組織IETF制定了信令傳輸協(xié)議SIGTRAN標(biāo)準(zhǔn)，用于在IP網(wǎng)絡(luò)中傳輸傳統(tǒng)的電信網(wǎng)絡(luò)的SS7消息，滿足七號(hào)信令系統(tǒng)與IP互通的要求。IP技術(shù)的廣泛使用，促使移動(dòng)軟交換網(wǎng)絡(luò)中的核心網(wǎng)信令系統(tǒng)也必須進(jìn)行相應(yīng)的傳輸方式的改變，SIGTRAN正是大家一致公認(rèn)并采納的在移動(dòng)軟交換電路域核心網(wǎng)中基于IP傳輸方式的信令傳輸解決方案。

目前現(xiàn)狀第2章SIGTRAN協(xié)議第3章SCTP協(xié)議第4章M3UA協(xié)議前言第1章七號(hào)信令協(xié)議SIGTRAN協(xié)議的定義SIGTRAN本身不是一個(gè)協(xié)議而是一個(gè)協(xié)議簇，包含有傳輸協(xié)議（SCTP）和適配協(xié)議（M3UA）。SIGTRAN（SignalingTransport）協(xié)議棧支持通過(guò)IP網(wǎng)絡(luò)傳輸傳統(tǒng)電路交換網(wǎng)SCN（SwitchedCircuitNetwork）信令。SIGTRAN協(xié)議棧擔(dān)負(fù)信令網(wǎng)關(guān)和媒體網(wǎng)關(guān)控制器間的通信，有兩個(gè)主要功能：適配和傳輸。SIGTRAN協(xié)議模型第2章SIGTRAN協(xié)議第3章SCTP協(xié)議第4章M3UA協(xié)議前言第1章七號(hào)信令協(xié)議內(nèi)容介紹第3章SCTP協(xié)議

第1節(jié)概述第2節(jié)SCTP消息

SCTP概念SCTP（STREAMCONTROLTRANSMISSIONPROTOCOL，流控制傳輸協(xié)議）是提供基于不可靠傳輸業(yè)務(wù)的協(xié)議（如IP）之上的可靠的數(shù)據(jù)報(bào)傳輸協(xié)議。SCTP的設(shè)計(jì)用于通過(guò)IP網(wǎng)傳輸PSTN信令消息。SCTP被視為一個(gè)傳輸層協(xié)議，它的上層為SCTP用戶應(yīng)用，下層為分組網(wǎng)絡(luò)。在SIGTRAN協(xié)議的應(yīng)用中，SCTP上層用戶是SCN信令的適配模塊（如M2UA、M3UA、IUA、V5UA），下層是IP網(wǎng)。SCTP引入的動(dòng)機(jī)

服務(wù)的需求TCP----提供面向連接的可靠的數(shù)據(jù)流傳輸U(kuò)DP----提供無(wú)連接的不可靠的數(shù)據(jù)包傳輸SCTP--提供面向連接的可靠的數(shù)據(jù)包傳輸

TCP的缺陷行頭阻塞使用字節(jié)流傳輸，實(shí)時(shí)性差支持多歸宿（Multi-homing）比較困難易受拒絕服務(wù)攻擊（DOS）SCTP與TCP的比較SCTP借鑒UDP（用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議）的優(yōu)點(diǎn)，采用數(shù)據(jù)包傳輸，上層用戶不需要對(duì)消息包進(jìn)行定界，處理效率比較高，實(shí)時(shí)性好。SCTP引入流的概念，解決TCP存在的行頭阻塞問(wèn)題。SCTP采用連接建立采用四步握手機(jī)制，避免DOS攻擊。SCTP支持多歸宿，提高可靠性。SCTP采用是對(duì)所有消息包內(nèi)容進(jìn)行校驗(yàn)，校驗(yàn)和計(jì)算算法采用CRC32，具有高可靠性。SCTP的功能內(nèi)容介紹第3章SCTP協(xié)議第1節(jié)概述

第2節(jié)SCTP消息SCTP消息結(jié)構(gòu)VerificationTagSourcePortDestinationPortCheckSumSCTPCommonHeaderUserDataTypeLengthFlagsCHUNK1UserDataTypeLengthFlagsCHUNK1UserDataTypeLengthFlagsCHUNKntype消息類型說(shuō)明0DATA(凈數(shù)據(jù))傳輸?shù)挠脩魯?shù)據(jù)塊1INIT用于發(fā)起兩個(gè)端點(diǎn)之間的SCTP連接2INITACK用來(lái)確認(rèn)SCTP連接的發(fā)起消息（INIT）3SACK該數(shù)據(jù)塊送至對(duì)端，以確認(rèn)收到DATA塊，并且通知對(duì)端DATA的接收順序間隙4HEARTBEAT端點(diǎn)發(fā)送該數(shù)據(jù)塊至對(duì)端，以檢測(cè)當(dāng)前連接中定義的某一目的地址的可達(dá)性5HEARTBEATACK響應(yīng)HEARTBEAT消息6ABORT關(guān)閉連接7SHUTDOWN連接中的一個(gè)端點(diǎn)對(duì)其連接發(fā)起一個(gè)優(yōu)雅的關(guān)閉8SHUTDOWNACK響應(yīng)SHUTDOWN消息，關(guān)閉程序完成時(shí)發(fā)出9ERROR通知對(duì)端，SCTP連接發(fā)生某種錯(cuò)誤10COOKIEECHO僅用于連接發(fā)起過(guò)程，它由連接的發(fā)起者發(fā)送至對(duì)端以完成發(fā)起程序11COOKIEACK相應(yīng)COOKIEECHO消息14SHUTDOWNCOMPLETE用于關(guān)閉程序完成時(shí)對(duì)SHUTDOWNACK消息進(jìn)行確認(rèn)SCTP數(shù)據(jù)塊消息類型TSNType=0ChunkLengthReservedU|B|EDATACHUNKStreamidentifierSPayloadprotocolidentiferUserdata(SequenceNofstreamS)StreamSequencenumberN凈荷（DATA）數(shù)據(jù)塊的格式CumulativeTSNAckType=3ChunkLengthSACKFlagsSACKCHUNKNumberofOutboundstreamsNumberofInboundstreamsAdvertisedReceiverWindowCredit(a_rwnd)NumberofgapACKblocks=NNumberofduplicateTSN’s=XGapAckBlock#1startGapAckBlock#1endGapAckBlock#NstartGapAckBlock#NendDuplicateTSNXDuplicateTSN1選擇證實(shí)（SACK）數(shù)據(jù)塊的格式第2章SIGTRAN協(xié)議第2章SCTP協(xié)議第4章M3UA協(xié)議前言第1章七號(hào)信令協(xié)議內(nèi)容介紹第4章M3UA協(xié)議第1節(jié)M3UA的概念第2節(jié)M3UA消息概念M3UA是SS7MTP3用戶適配層，實(shí)現(xiàn)SS7和IP互通。M3UA支持如下功能：七號(hào)信令點(diǎn)碼表示選路功能支持傳送MTP3－用戶消息No.7信令與M3UA的互通與MTP3網(wǎng)絡(luò)管理功能的互通管理本地?fù)砣芾砉δ苤С諷GP和ASP間SCTP偶聯(lián)的管理SCTP流映射支持到多個(gè)SGP偶聯(lián)的管理客戶端/服務(wù)器模型內(nèi)容介紹第4章M3UA協(xié)議第1節(jié)M3UA的概念第2節(jié)M3UA消息M3UA消息格式M3UA消息格式中包含一個(gè)公共消息頭，之后是0或多個(gè)由消息類型定義的參數(shù)。MessagelengthRelease1.0M3UACommonHeaderProtocolDataManditoryAll“0”sTransfermessagePayloaddataOriginatingPointCodeTag=0x0210Length=NoofoctetsinProtocoldataDestinationPointCodeServiceIndNetworkindMessagePrioritySigLinkSelectProtocoldataPayload(TUP,ISUP,MAP,INAP,SCCP,etc)消息種類舉例-1CLASS

消息類別TYPE消息種類含義00管理（MGMT)消息00差錯(cuò)（ERR）如果在收到的消息中發(fā)行差錯(cuò)事件的值，則發(fā)送ERR消息。01通知（NTFY）用于向M3UA對(duì)等方提供M3UA事件的自動(dòng)指示01傳送消息01Data包含No.7MTP3用戶協(xié)議數(shù)據(jù)，它是一個(gè)MTP-TRANSFER原語(yǔ)，包括了完整的MTP3標(biāo)記。03ASP狀維護(hù)消息態(tài)01ASPUpASPUP消息用來(lái)向遠(yuǎn)端M3UA對(duì)等層指示適配層，已經(jīng)準(zhǔn)備好為ASP配置的所有的選路關(guān)鍵字接收SSNM或ASPTM管理消息。02ASPDownASPDN消息用來(lái)指示向遠(yuǎn)端M3UA對(duì)等層指示適配層尚未準(zhǔn)備好接收DATA、SSNM、RKM或ASPTM消息。04ASPUpAckASPUPACK消息用來(lái)證實(shí)從遠(yuǎn)端M3UA對(duì)等層接收的ASPUP消息。05ASPDownAckASPDNACK消息用來(lái)證實(shí)從遠(yuǎn)端M3UA對(duì)等層接收的ASPDN消息，或答復(fù)從出于管理原因而被鎖的ASP接收的ASPTM消息。04ASP業(yè)務(wù)維護(hù)消息01ASPActiveASPAC由ASP發(fā)送，指出遠(yuǎn)端M3UA對(duì)等層準(zhǔn)備處理特定AS的信令業(yè)務(wù)。ASPAC只影響選路上下文識(shí)別的選路關(guān)鍵字的ASP狀態(tài)。02ASPInactiveASPIA由ASP發(fā)送，向遠(yuǎn)端M3UA對(duì)等層指示一列ASP中不再使用的某個(gè)ASP。ASPIA消息只影響由選路上下文識(shí)別的選路關(guān)鍵字中ASP的狀態(tài)。03ASPActiveAckASPACACK消息用于證實(shí)從遠(yuǎn)端M3UA對(duì)等層接收的ASP激活消息。04ASPInactiveAckASPIAACK消息用于證實(shí)從遠(yuǎn)端M3UA對(duì)等層接收的ASP去活消息。消息種類舉例-2CLASS

消息類別TYPE消息種類含義02No.7信令網(wǎng)管理（SSNM）消息02目的地可用（DAVA）SG中的SGP向所有相關(guān)的ASP發(fā)送DAVA消息，用來(lái)指示該SG已經(jīng)確定了一個(gè)或多個(gè)No.7信令目的地目前可達(dá)或響應(yīng)DAUD消息。01目的地不可用（DUNA）SG中的SGP向所有相關(guān)的ASP發(fā)送DUNA消息，用來(lái)指示該SG已經(jīng)確定了一個(gè)或多個(gè)No.7信令目的地不可達(dá)。04No.7信令網(wǎng)擁塞狀態(tài)（SCON）SGP向所有相關(guān)的ASP發(fā)送SCON消息，用來(lái)指示到No.7信令網(wǎng)的一個(gè)或多個(gè)目的地?fù)砣?，或發(fā)送SCON消息到ASP響應(yīng)DATA或DAUD消息；也可以從ASP的M3UA向M3UA對(duì)等層發(fā)送SCON消息，指示M3UA或ASP擁塞。09選路關(guān)鍵字管理（RKM）消息（M3UA）01REGREQASP發(fā)送REGREQ消息用于向遠(yuǎn)端M3UA對(duì)等層指出它希望與遠(yuǎn)端對(duì)等層注冊(cè)一個(gè)或幾個(gè)給定的選路關(guān)鍵字。02REGRSPREGRSP消息用來(lái)對(duì)來(lái)自遠(yuǎn)端M3UA對(duì)等層REGREQ消息的響應(yīng)，它包含注冊(cè)請(qǐng)求成功/故障的指示，并返回成功注冊(cè)請(qǐng)求的唯一的選路上下文值而用于后續(xù)的M3UA業(yè)務(wù)管理協(xié)議。03DEREGREQASP發(fā)送DEREGREQ消息向遠(yuǎn)端M3UA對(duì)等層指出希望注銷給的的選路關(guān)鍵字，通常情況下ASP將向SGP發(fā)送這個(gè)消息并希望接收帶相關(guān)選路上下文值的返回DEREGR