ngn軟交換基礎(chǔ)知識培訓SIGTRAN協(xié)議原理及應用.ppt

1、SIGTRAN協(xié)議原理,V1.0,NGN_SP003_C1_1,2,內(nèi)容提要,SIGTRAN協(xié)議概述 傳輸層協(xié)議SCTP協(xié)議介紹 用戶適配層協(xié)議M3UA協(xié)議介紹,3,SIGTRAN協(xié)議的引入,Core packet network,SS1B,基于分組交換的軟交換體系必須要與傳統(tǒng)PSTN的信令網(wǎng)進行互通。但“盡力而為”（Best Effort）的IP網(wǎng)無法滿足電信網(wǎng)的高可靠性，高實時性的信令傳輸要求。為此，則必須尋找一種辦法來解決。,4,SIGTRAN協(xié)議棧結(jié)構(gòu),通用的信令傳送協(xié)議,IP,SCTP,IUA,M2UA/M2PA,M3UA,SUA,Q931/QSIG,MTP3,TUP,ISUP,信令

2、適配子層,標準的IP傳送層,SCCP,TCAP,TCAP,信令應用層,5,SIGTRAN協(xié)議棧結(jié)構(gòu),傳輸層： 協(xié)議使用流控制傳輸協(xié)議SCTP，在IP網(wǎng)上提供可靠的消息傳輸； 用戶適配層： 用戶適配層由多個適配模塊所組成，它們分別為上層的SS7信令的各個模塊提供原有的層間原語接口，并將上層信令協(xié)議封裝在SCTP上傳輸。,6,Core packet network,SS1B,SIGTRAN插在了SS7各層之間，SS7將層間的信令原語交由SIGTRAN，通過IP包的封裝形式在分組網(wǎng)上傳輸。,無縫連接,7,內(nèi)容提要,SIGTRAN協(xié)議概述 傳輸層協(xié)議SCTP協(xié)議介紹 用戶適配層協(xié)議M3UA協(xié)議介紹,8

3、,什么是SCTP,流控制傳輸協(xié)議（Stream Control Transmission Protocol ），是為在IP網(wǎng)上傳輸PSTN信令消息而設計的 一種面向連接的可靠傳輸協(xié)議，SCTP對TCP的缺陷進行了一些完善，SCTP的設計包括適當?shù)膿砣刂啤⒎乐狗簽E和偽裝攻擊、更優(yōu)的實時性能和多歸屬性支持。 處于傳輸層，在網(wǎng)絡模型中與TCP,UDP處于同層位置,9,為什么提出SCTP,互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展，對于底層傳輸協(xié)議提出更高的要求。 TCP協(xié)議的先天不足無法滿足目前互聯(lián)網(wǎng)上不斷出 現(xiàn)的新的應用需求。,10,SCTP協(xié)議的發(fā)展,TCP,SCTP,UDP,USCTP,11,SCTP繼承了TCP的諸

4、多成熟技術(shù),流控技術(shù)（滑窗技術(shù)) 動態(tài)RTO計算 擁塞控制技術(shù) （ 慢啟動，擁塞避免，快速重傳，快速恢復等等 ）,12,與TCP相比，SCTP的優(yōu)點,SCTP的連接可以是多地址連接，而TCP則一般是單地址連接的。 TCP是基于比特流，SCTP則是基于用戶消息流。 一個TCP則只能支持一個流，一個SCTP連接同時可以支持多個流(stream)。 SCTP增加了防止攻擊的措施(Tag, Cookie, MAC)。,13,SCTP相關(guān)術(shù)語解釋,SCTP端點（End Point）：每個端點由IP地址和端口號唯一標識，與TCP傳輸?shù)刂奉愃啤?偶聯(lián)（Association）：在一對SCTP端點間通過四次握

5、手建立的邏輯聯(lián)系或通道。偶聯(lián)的建立是采用C/S模式。 流（Stream）：一個偶聯(lián)包含多個流，“流”就是一條SCTP偶聯(lián)中，從一個端點到另一個端點的單向邏輯通道。,14,SCTP術(shù)語,15,SCTP多用戶流特性,將一個連接劃分為多個“流”，一個“流”就類似于一個單向的邏輯通道，而在這個通道內(nèi)傳送的所有數(shù)據(jù)包必須按序傳送。如果一個“流”內(nèi)的數(shù)據(jù)包傳送時，出現(xiàn)擁塞，不會影響其他的流數(shù)據(jù)傳送。,16,SCTP啟動流程,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狀態(tài)信息或者分配任何資源，這樣就可防范SYN Flo

6、oding等DoS攻擊。它在發(fā)送INIT-ACK消息時，采用了一種機制“狀態(tài)Cookie”，該Cookie具有發(fā)送端要建立自己狀態(tài)所需的全部信息。,17,SCTP總覽,可靠的數(shù)據(jù)傳輸 多流傳輸 基于流的按序和非按序傳輸 用戶數(shù)據(jù)的打包和分片 TCP的擁塞控制算法 支持可達性的持續(xù)監(jiān)視 連接的優(yōu)雅關(guān)閉 支持多宿主從而增加可靠性 服務拒絕的保護 偽裝攻擊的保護,18,內(nèi)容提要,SIGTRAN協(xié)議概述 傳輸層協(xié)議SCTP協(xié)議介紹 用戶適配層協(xié)議M3UA協(xié)議介紹,19,什么是M3UA,M3UA（MTP3-User Adaptation Layer）是MTP第三級的適配層協(xié)議，七號信令網(wǎng)通過M3UA和M

7、TP3的無縫配合，平滑地從SCN網(wǎng)延伸到IP網(wǎng)絡中。使IP網(wǎng)絡中的設備不需有七號信令的物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、完整的網(wǎng)絡層的功能，就可以給七號信令的用戶部分提供服務。,20,M3UA位置示意圖,21,M3UA的工作模式,M3UA工作于客戶機/服務器模式，應用在信令網(wǎng)關(guān)與軟交換之間，軟交換為客戶機端，信令網(wǎng)關(guān)為服務器端。 M3UA鏈路建立時，總是由軟交換側(cè)先發(fā)起連接請求消息，SG側(cè)作為服務器回答響應消息。 M3UA具有和MTP3相同的面向七號信令用戶層（TUP/ISUP/SCCP）的接口，所以七號信令用戶部分不需要做任何修改就可以在IP網(wǎng)絡上面?zhèn)魉汀?22,M3UA術(shù)語解釋,應用服務器AS（Appl

8、ication Server）：邏輯上的概念，網(wǎng)絡中完成某種業(yè)務功能的端點。這里AS指向軟交換SS設備。 應用服務進程ASP（Application Server Process）：AS上的應用進程實例，這里指SS上的M3UA進程； 路由上下文：用來唯一標識AS。 路由關(guān)鍵字（Routing Key）：滿足該特征的SS7信令消息指定被特定的AS處理。 概念辨析： AS類似于No.7網(wǎng)絡中的信令局向， ASP類似于到達AS這個信令局向的信令鏈路。 同一個設備（SS1B）中可能有多個AS，路由上相文用來唯一標識每一個AS。 路由關(guān)鍵字則用于把AS和中繼電路關(guān)聯(lián)起來，表明一個AS可以為什么樣的中繼所

9、服務,23,2個ASP為一個AS所服務,Core Packet Network,ZXSS10 SS1B,SG,S P C 1,S P C 2,SS1B,ASP1,ASP2,AS,SCTP link,這里AS位于SS1B上面： AS：相當于一個局向； ASP：相當于到達AS局向的兩條鏈路 問題： 如何使得AS有更高的安全性？ 答案： 將ASP分布在不同的SPC板上處理。,24,AS和ASP的關(guān)系,25,ASP狀態(tài),26,AS狀態(tài),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消息分類,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,用于傳遞七號用戶消息。 在SG側(cè)的M3UA將MTP-3用戶消息封裝在該消息中進行傳遞，而SOFTSWITCH側(cè)的M3UA將其中數(shù)據(jù)取出，按照UP-MTP-3接口傳遞給上層用戶，從而實現(xiàn)從七號信令平滑延伸到IP網(wǎng),32,SSNM message,Reserved Destination Unavailable (DUNA) Destination Available (DAVA) Destination State Audit (DAUD) SS7 Network Congestion State (SCON)