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软交换技术-SIGTRAN协议学习完此课程，您将会：掌握SIGTRAN协议的作用和组成了解SIGTRAN协议簇各协议的命令对命令中参数的含义和用途有所了解掌握各协议的消息交互过程Page2参考资料SoftX3000产品手册－－技术手册－－信令与协议分册－－第二章SIGTRANPage3Page4第1章概述第2章SCTP协议第3章M2UA协议第4章M3UA协议SIGTRAN在NGN网络中的应用Page5PSTNIP核心网SoftX3000UMG8900SG信令流媒体流SS7SIGTRANH.248电路交换网分组交换网•SG内置在UMG8900中•独立信令网关SG7000SIGTRAN协议的定义SIGTRAN本身不是一个协议而是一个协议簇，包含有传输协议（SCTP）和适配协议（M2UA、M3UA）。SIGTRAN（SignalingTransport）协议栈支持通过IP网络传输传统电路交换网SCN（SwitchedCircuitNetwork）信令。SIGTRAN协议栈担负信令网关和媒体网关控制器间的通信，有两个主要功能：适配和传输。Page6SIGTRAN协议栈结构Page7IP流控制传输协议(SCTP)M3UA适配层M2UA适配层IUA适配层SUA适配层M2PA适配层V5UA适配层……MAC问题SIGTRAN的主要功能是什么？是由什么协议实现的？Page8解答SIGTRAN协议栈的主要功能是传输和适配这两种功能，其中传输功能由SCTP协议实现，适配功能由M2UA或M3UA实现。Page9Page10第1章概述第2章SCTP协议第3章M2UA协议第4章M3UA协议Page11第2章SCTP协议第1节概述第2节SCTP消息第3节SCTP流程SCTP概念SCTP（STREAMCONTROLTRANSMISSIONPROTOCOL，流控制传输协议）是提供基于不可靠传输业务的协议（如IP）之上的可靠的数据报传输协议。SCTP的设计用于通过IP网传输PSTN信令消息。SCTP被视为一个传输层协议，它的上层为SCTP用户应用，下层为分组网络。在SIGTRAN协议的应用中，SCTP上层用户是SCN信令的适配模块（如M2UA、M3UA、IUA、V5UA），下层是IP网。Page12SCTP引入的动机服务的需求TCP----提供面向连接的可靠的数据流传输UDP----提供无连接的不可靠的数据包传输SCTP--提供面向连接的可靠的数据包传输TCP的缺陷行头阻塞使用字节流传输，实时性差支持多归属（Multi-homing）比较困难易受拒绝服务攻击（DoS）Page13SCTP与TCP的比较SCTP借鉴UDP的优点，采用数据包传输，上层用户不需要对消息包进行定界，处理效率比较高，实时性好。SCTP引入流的概念，解决TCP存在的行头阻塞问题。SCTP采用连接建立采用四步握手机制，避免DOS攻击。SCTP支持多归属，提高可靠性。SCTP采用是对所有消息包内容进行校验，校验和计算算法采用CRC32，具有高可靠性。Page14SCTP的功能Page15偶联的建立和关闭流内顺序递交用户数据分段证实和避免拥塞数据块绑定分组的有效性通路管理概述—SCTP术语传输地址：由IP地址、传输层协议类型和传输层端口号定义。SCTP传输地址：一个IP地址加一个SCTP端口号。SCTP端口号就是SCTP用来识别同一地址上的用户，和TCP端口号是一个概念。Page16概述—SCTP术语主机和端点：一个主机上可以有多个端点一个端点可以包括多个传送地址SCTPIP地址1IP地址2端口1端口2用户1用户2端点1端点2主机Page17SCTP工作模型SCTP端点BSCTP端点A可以有多个IP/SCTP-port对可以有多个IP/SCTP-port对SCTP连接SCTP流(单向)Page18偶联就是两个SCTP端点通过SCTP协议规定的4步握手机制建立起来的进行数据传递的逻辑联系或者说通道。流是SCTP协议的一个特色术语。严格地说，“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。希望顺序传递的数据必须在一个流里面传输。概述—SCTP术语通路（Path）：一个端点将SCTP分组发送到对端端点特定目的传送地址的路由。Page1910.11.23.14Path010.11.23.1510.11.23.1610.11.23.17SGMGCPath1Path2Path3Page20第2章SCTP协议第1节概述第2节SCTP消息第3节SCTP流程SCTP消息Page21SCTP消息消息类型说明DATA(净数据)传输的用户数据块INIT用于发起两个端点之间的SCTP连接INITACK用来确认SCTP连接的发起消息（INIT）SACK该数据块送至对端，以确认收到DATA块，并且通知对端DATA的接收顺序间隙HEARTBEAT端点发送该数据块至对端，以检测当前连接中定义的某一目的地址的可达性HEARTBEATACK响应HEARTBEAT消息ABORT关闭连接Page22SCTP消息名称说明SHUTDOWN连接中的一个端点对其连接发起一个优雅的关闭SHUTDOWNACK响应SHUTDOWN消息，关闭程序完成时发出ERROR通知对端，SCTP连接发生某种错误COOKIEECHO仅用于连接发起过程，它由连接的发起者发送至对端以完成发起程序COOKIEACK相应COOKIEECHO消息SHUTDOWNCOMPLETE用于关闭程序完成时对SHUTDOWNACK消息进行确认Page23Page24第2章SCTP协议第1节概述第2节SCTP消息第3节SCTP流程SCTP信令流程SCTP作为一个面向连接的可靠传输层协议，其协议过程包括：偶联的建立，偶联的终止数据传递和证实拥塞控制机制Page25SCTP信令流程—偶联的建立INIT(Tag_A)T1-initINITACK(Tag_Z,连接信息Z)endpointAendpointZT1-cookieCOOKIEECHO(连接信息Z)+DATACOOKIEACK+DATA+SACKestablishedestablishedSACK红色字：可选的信息块T3-rtxPage26SCTP信令流程—偶联的终止SCTP偶联的终止分为两种：一种是GRACEFUL的终止：保证所有两端的未发送，发送未证实数据得到发送和证实后再终止偶联。一种是UNGRACEFUL的终止：则直接终止偶联，丢弃这些数据。Page27SCTP信令流程—数据传输和证实、拥塞控制、路径管理数据传输SCTP提供数据报的顺序传递，顺序传递的数据报必须放在一个“流”中传递SCTP也提供非顺序递交的业务数据的证实延迟证实选择证实拥塞控制窗口机制：从TCP继承Page28问题画出SCTP两端点间的偶联流程Page29小结SCTP同TCP和UDP比其优点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、更高的可靠性和多归属性支持。SCTP被视为一个传输层，它的上层作为SCTP用户应用，下层作为分组网络（如IP网）。SCTP传输地址就是一个IP地址加一个SCTP端口号；一个SCTP端点可以包含多个IP地址。偶联是端点间通过协议规定的4步握手机制建立起来的进行数据传递的逻辑联系或者说通道；流是一条SCTP偶联中，从一个端点到另一个端点的单向逻辑通道。希望顺序传递的数据必须在一个流里面传输。Page30Page31第1章概述第2章SCTP协议第3章M2UA协议第4章M3UA协议Page32第3章M2UA协议第1节M2UA的概念第2节M2UA消息第3节M2UA流程概念M2UA（SS7MTP2-UserAdaptionlayerprotocol，即MTP2用户适配协议），它使用流量控制传输协议(SCTP)或其他合适的传输协议，通过IP传输SS7MTP2层的用户信令消息（即MTP3），该协议可用于信令网关(SG)和媒体网关控制器（MGC）之间的信令传输。Page33概念Page34SEPMGCISUPMTP3MTP2MTP1ISUPMTP3M2UASCTPIPM2UASCTPIPMTP2MTP1SS7SIGTRANSGPSTNIP(NIF)概念名称说明InterfaceID（接口ID）用于M2UA两端之间的通信，可以用文本或整数标识。每个接口ID对应一个实际的物理链路。接口是SS7信令链路用于SG和ASP之间的逻辑IDApplicationserver（应用服务器）一个逻辑实体，代表一定的资源，对应一个特定的“路由上下文”。对于M2UA来说，AS就是一组接口ID。每个AS包含一组应用服务器进程（ASP），其中一个或多个ASP能够处理业务ApplicationServerProcess（应用服务器进程）ASP是AS进程的实例。每个ASP包含一个SCTP端点，可以服务于多个AS。在M2UA应用中，ASP以主/备用方式工作，只有主用ASP处理业务SignalingBackhaul（信令回程）指非本地信令从连接数据流的接口（即在MGU的SG功能）传输回呼叫处理点（即MGCU）Page35No.7信令链路、接口标识符、AS和ASP之间的关系示例Page36InterfaceIDNo.7link1No.7link2InterfaceIDASASPASPStream2Stream1ActiveInactiveM2UA的网络结构Page37MG/SG0MTP2link0MTP2link1MTP2link2MTP2link3ASP0ASP1ASP2ASP3SCTPassoc0SCTPassoc1SCTPassoc2SCTPassoc3AS0AS1AS0includesMTP2link0andlink1AS1includesMTP2link2andlink3MGCM2UA的简化网络结构M2UALINK：SG和ASP之间创建的逻辑连接。一条链路包括SG和ASP之间的SG、ASP和SCTP连接。它的状态和ASP状态及SCTP连接状态对应。Page38MG/SG0MTP2link0MTP2link1MTP2link2MTP2link3M2UALINK0(serveredforMTP2link0andlink1)AS0AS1M2UALINK1(serveredforMTP2link2andlink3)MGC概念—M2UA功能支持MTP2/MTP3接口边界，为PSTN和IP网的MTP2用户提供无缝操作。支持SG和MGC之间的管理层通信。管理SG和MGC之间的SCTP连接。Page39Page40第3章M2UA协议第1节M2UA的概念第2节M2UA消息第3节M2UA流程M2UA消息格式M2UA消息封装在SCTP消息的用户数据字段，包含公用消息头、M2UA消息头。Page41Version(8)Spare(8)MessageClass(8)MessageType(8)MessageLength(32)InterfaceIdentifier(integer)Length=8(16)Tag=0x1(16)公用消息头：M2UA消息头：M2UA消息类别M2UA消息ASP维护消息层管理消息Page42Page43第3章M2UA协议第1节M2UA的概念第2节M2UA消息第3节M2UA流程信令流程—创建流程Page44ASPSGASPUPASPUPACKASPACTIVEACKASPACTIVE信令流程—数据传输流程ASP的M2UA层发送MAUP消息到SG确定正确的SG；获取M2UA链路号；找到与所选SG的SCTP连接；确定基于SS7链路的SCTP连接的恰当的流；填充MAUP消息、M2UA消息头、公用消息头，生成M2UA消息单元；通过SCTP连接发送MAUP消息给SG的M2UA。Page45信令流程—数据传输流程（续）SG上的M2UA发送MAUP消息到ASP获取接口标识；确定支持MTP链路的M2UA链