M2PA和M2UA协议介绍

M2PA和M2UA协议介绍本文简要介绍Sigtran中的M2PA协议和M2UA协议，及二者之间的比较。术语、定义和缩略语AS（ApplicationServer）：服务于某一特定应用实例的逻辑实体。ASP（ApplicationServerProcess）：一个AS的进程实例。IPSP（IPSignalingPoint）：IP信令点，用于No.7overIP的具有IP网络连接的No.7信令点。M2PA（SS7MTP2-UserPeer-to-PeerAdaptationLayer）：消息传递部分（MTP）第二级用户对等层间的适配层。M2UA（SS7MTP2-UserAdaptationLayer）：消息传递部分（MTP）第二级用户适配层。MGC（MediaGatewayController）：媒体网关控制器。MTP：No.7信令消息传递部分。MTP2：MTP第二级，MTP信令链路层。MTP2－User：使用MTP2的服务的一个协议。MTP2仅有的用户是MTP3。MTP3：MTP第三级，MTP信令网络层。SCTP（StreamControlTransmissionProtocol）：流控制传输协议。SG（SignalingGateway）：信令网关，在IP网络的边缘发送和接收SCN本地信令的一个代理。在这种情况下，一个SG既有用于No.7overIP的IP网络连接，又有到No.7信令网的传统（非IP）链路的连接。Sigtran：信令传送，Sigtran是在IP网络中传送电路交换网（SCN）中信令协议的堆栈。SP（SignallingPoint）：信令点。STP（SignallingTransferPoint）：信令转接点。UP：No.7信令用户部分。偶联：一个偶联是指一个流控传输协议（SCTP）偶联。流：一个流指的是一个SCTP流。M2PA介绍M2PA协议用于支持IP网络连接上的MTP3协议对等层的操作，支持MTP2/MTP3接口边界，支持使用SCTP偶联传送信息，完成MTP2链路功能，支持向管理报告状态改变。M2PA用于IPSP之间或者IPSP和SG之间的连接，传送MTP3消息。Sigtran使用M2PA的体系结构如下图：M2PA的功能主要是为MTP3提供传送消息的链路，而SCTP可以提供可靠的按顺序传送功能，因此M2PA不需要进行这部分工作，只要完成链路状态控制相关的功能。可以理解为在不影响上层MTP3的条件下，M2PA/SCTP/IP协议结构在IP域完全替代电路域里的MTP2/MTP1协议结构，M2PA和SCTP共同完成MTP2的功能。M2PA提供的功能与MTP2类似，包括链路初始定位、用户数据传输、链路级的流量控制、处理机故障控制等，取消了MTP2中的消息定界、错误校验、差错率监视、重发控制等功能。为了与SCTP共同完成消息的可靠按序传递，M2PA将每条链路映射到一个SCTP偶联，也就是说M2PA保持一份链路组内的信令链路码（SLC）与偶联的对应关系表。M2PA链路的状态与MTP2链路相同，包括空闲状态、链路断开、链路未定位、链路已定位、链路验证、服务状态等。M2PA消息单元有两种：用户数据消息（MSU）和链路状态消息（LSSU），比较MTP2取消了插入信号消息（FISU）。MTP1MTP3MTP2UPM2PAMTP3SCTPIPMTP3M2PASCTPIPUPMTP2IPSCTPMTP3M2PAMTP1IPSPSTPIPSPSGIP域SS7图1。M2PA的体系结构M2PA的各个流程也与MTP2相似，主要有初始定位（包括偶联建立）：MTP3M2PASCTPSCTPM2PAMTP3------------------------.AssociateAssociate.------------------------.(SCTPAssociationprocedure).CommunicationUpCommunicationUp.------------------------...LinkStatusOutofService.--------------------------------------Start------------消息类型消息类别备用版本消息长度未用后向序号（BSN）前向序号（FSN）未用备用SIOSIF。。。SIF。。。a.用户数据消息b.链路状态消息图2。M2PA的消息单元格式链路状态消息类型消息类别备用版本消息长度未用后向序号（BSN）前向序号（FSN）未用填充数据（可选）.LinkStatusAlignmentStart.--------------------------------------------.StarttimerT2.LinkStatusAlignment.-------------------------------.StoptimerT2.Provingperiodbegins.StarttimerT3.LinkStatusProving.--------------------------------------..LinkStatusProving.--------------------------------.StoptimerT3..StarttimerT4.LinkStatusProving.------------------------------------.------------------------------------.------------------------------------.------------------------------------.------------------------------------.------------------------------------..TimerT4expires.StarttimerT1..LinkStatusReady.----------------------------------.LinkStatusReady..-----------------------------------..StoptimerT1InService.InService------------------------数据发送和接收MTP3M2PASCTPSCTPM2PAMTP3------------------------.MessageforTx------------..Send.(DataMessage).------------..(SCTPsendsmessage)..Receive.------------..Receivedmessage.------------.链路层的流量控制MTP3M2PASCTPSCTPM2PAMTP3------------------------..LinkStatusBusy.------------------------------------..StartTimerT6拥塞及时解除.LinkStatusBusyEnded.------------------------------------..StopTimerT6.拥塞未及时解除.TimerT6ExpiresLinkStatusOutofService.------------------------------------..OutofService.------------.链路倒换MTP3M2PASCTPSCTPM2PAMTP3------------------------.CommunicationLost.------------OutofService------------.RetrieveBSNT------------.BSNTConfirmation------------.XCO(BSNT)onanotherlink------------------------------------------------------------..RetrieveBSNT.------------..BSNTConfirmation.------------..XCA(BSNT)------------------------------------------------------------.RetrievalRequestandFSNC------------.RetrievedMessage------------.------------.RetrievalComplete------------.Sendmessagesonanotherlink.M2UA介绍M2UA协议用于支持IP网络中的MTP3与电路域七号信令网中的信令点通信，支持MTP2/MTP3接口边界，支持向管理报告状态改变等功能。M2UA只用于IPSP和SG之间的连接，传送MTP3与MTP2之间的原语。IPSP可以是MGC或者称为MSC－Server，下文均以IPSP简称。Sigtran使用M2UA的体系结构如下图：SG使用M2UA结构时，是作为一个信令链路终端工作，为IPSP提供服务。在工作过程中，IPSP上的MTP3把SG上的MTP2当作自己的下层，而SG上的MTP2也把IPSP上的MTP3当作自己的上层用户。M2UA在中间传输过程中，主要是完成IPSP上的ASP与SG上的SGP之间消息的通信，而完成这样的功能，M2UA也使用了SCTP提供的可靠按序传递的服务。此外，M2UA还要保持一份AS与接口标识符的关系表（InterfaceIdentifier），将七号信令网上每一条MTP2链路关联到特定的偶联或者特定的流上，与MTP2链路共同完成IPSP与电路域SP之间的通信。MTP1MTP3MTP2MTP3M2UASCTPIPUPMTP2IPSCTPM2UAMTP1IPSPSGIP域STPSS7图3。M2UA的体系结构MTP2ASASPSGASPASMTP3IIDIIDIPSPSCTP图4。M2UA的关系结构SS7LinkM2UA的协议消息单元格式：M2UA的消息类别较多，包括管理消息（MGMT）、ASP状态维护消息（ASPSM）、ASP业务维护消息（ASPTM）、用户适配消息（MAUP）、接口标识符管理消息（IIM）等。M2UA中，有层管理功能进行AS、ASP状态和SCTP偶联的管理。M2UA中，AS有以下几种状态：Down、Inactive、Active、Pending；ASP有以下几种状态：Down、Inactive、Active。M2UA中AS的工作模式有主备模式、负荷分担模式和广播模式。M2UA的状态转换及工作过程：参数内容版本备用参数长度参数标签参数标签参数内容消息长度消息类型（FSN）消息类别参数长度图5。M2UA的消息单元格式ASP－DOWNASP－INACTIVEASP－ACTIVE图6。M2UA的ASP状态转换AS－PENDINGAS－DOWNAS－INACTIVEAS－ACTIVE图7。M2UA的AS状态转换当AS在ACTIVE状态下，就可以进行用户消息（MAUP）的传输，一端的M2UA接收到MTP2/3原语消息（来自MTP2或者MTP3）后，转化成特定MAUP传输到对端，对端M2UA再将MAUP转化还原成MTP3/2原语消息，发送给MTP3或者MTP2。M2PA和M2UA的比较M2PA和M2UA有些相同之处，但是仍然有很大不同。可以说，M2PA接近于MTP2，而M2UA的工作方式类似于SG工作在代理模式下的M3UA。相同点：M2PA和M2UA都是用于Sigtran传输MTP3的消息，支持使用相同的MTP2/3接口；M2PA和M2UA都使用SCTP偶联提供的可靠有序传递服务。都可以用于信令网关SG，同样实现IP域信令点与N0.7信令网的互通。不同点：