Sigtran 1

NGN – SIGTRAN (Signalling Transport)

Materiały wykładowe

do użytku wewnętrznego

Instytut Telekomunikacji PW

Sigtran 2

Kontekst szczególny: 3GPP

Rel. 7

VLR G

3

SIGTRAN (Signalling Transport)

• Pierwotna potrzeba - transfer sygnalizacji ISUP w sieci IP

IP PSTN

MGC

DSS1/SS7 (ITU)

SG

MG

Centr.

/STP

SIP/H323 (IETF/ITU)

ISUP (logicznie)

IAM

ACM

...

Cel:

• "przenieść" ISUP w relacji Centrala-MGC

Wymaganie podstawowe:

• zapewnić pełną funkcjonalność SS7 na

styku Centrala-MGC

Cel w obecnej wersji:

• przenieść „protokoły sieci CS”

MTP1/2/3 IP/?/?/?

SG - Signalling Gateway

MGC - Media Gateway Controller

ST - Signalling Transfer Point (SS7)

SIP(T/I)

ISUP ISUP

4

cd. – szczegół: pełna funkcjonalność …

SG - Signalling Gateway

MGC - Media Gateway Controller

ST - Signalling Transfer Point (SS7)

ddd = ?

• niezawodny, bezpieczny i szybki

transport (TCP nie wystarcza)

• pełna funkcjonalność styku:

ISUP/MTP3 wymaga od SG „czegoś

więcej” niż zwykłego "przepakowania"

wiadomości ISUP

IP PSTN

MGC

DSS1/SS7 (ITU)

SG

MG

Centr

/STP

SIP/H323 (IETF/ITU)

ISUP (centrala-centrala)

IAM

ACM

...

MTP(...) IP(ddd(...))

SIP(T/I)

ISUP ISUP

MTP_Transfer_ind MTP( IAM) IP[ ddd (IAM) ]

IP[ ddd (ACM) ] MTP( ACM)

ISUP

MTP3

MTP_Transfer_req

MTP3 SG

TransferProhibited

SignRouteSetTest

TransferAllowed

MTP_Transfer_ind

TCP:

•duże opóźnienia (ACK, sekwencyjność)

•niezgranie timerów TCP z sygnalizacyjnymi

•brak obsługi multi-homing (wiele interfejsów)

•podatny na DoS

ISUP

MTP_Pause

MTP_Resume

wymagana jest „jakaś” adaptacja

IP[ ddd (SNM) ]

Sigtran 5

SIGTRAN - funkcje

• A zatem - główna idea transportu sygnalizacji SS7/IP

– cel ogólny: funkcjonalne przeniesienie „protokołu” warstwy N

– ale są „drobne niuanse” odnośnie tego co przenosić fizycznie…

SCTP - Stream Control Transmission Protocol (RFC 2960)

• zarządzanie asocjacjami i strumieniami (połączeniami <=> #7 data link)

• sekwencyjność w obrębie poszczególnych strumieni

• segmentacja i składanie danych warstwy adaptacyjnej

• potwierdzanie, sterowanie przepływem, detekcja/eliminacja błędów

np. http://www.isoc.org/briefings/017/index.shtml

Podstawowa kwestia: co fizycznie przenosi "adaptacja" : PDU czy prymitywy ?

• PDU - brak zarządzania międzywarstwowego w protokole adaptacji

• prymitywy – oznacza przenoszenie prymitywów komunikacyjnych oraz zarządzania

międzywarstwowego w protokole adaptacji

PDU

prymitywy komunikacyjne

Generyczny transport

dla strumieni

sygnalizacyjnych

IP

Warstwa

sygnalizacyjna N

adaptacja

6

SIGTRAN – zasada działania (RFC 2719)

• Dwa kanoniczne tryby pracy

1. transfer prymitywów międzywarstwowych (N)-(N+1)

tzw. (N) User Adaptation

2. zastąpienie „oryginalnej” warstwy (N) z punktu widzenia warstwy (N+1)

tzw. (N) Peer-to-peer Adaptation

Centr MGC SG

…

N+1

N

N-1

…

N+1

NUA N

N-1

NUA

IP

SCTP SCTP

IP

współpraca

N-

ind

N-

ind

PSTN IP

…

N+1

N

N-1

…

N+1

NPA

Centr MGC

N

N-1

NPA

IP

SCTP SCTP

IP

N+1

PSTN IP

SG

SG/MGC SG/MGC

…

N+1

NUA NUA

IP

SCTP SCTP

IP

N+1 + …

IP

współpraca’

współpraca – w zaawansowanej

wersji może emulować warstwę N

szczególne zastosowanie NUA:

warstwa (N+1) w SG

Req

Ind

wystarczy „przenieść”

prymitywy m-warstwowe

należy emulować pełną warstwę N -

znacznie bogatsza funkcjonalność niż

UA (np. timery, monitorowanie statusu

łącza)

Sigtran 7

Warstwa MTP2 – dwie możliwości

1. transfer prymitywów międzywarstwowych (MTP2)-(MTP3)

M2UA - MTP2 User Adaptation RFC 3331)

ISUP

MTP-3

MTP-2

MTP-1

ISUP

MTP-3

M2UA

Centr MGC

MTP-2

MTP-1

SG

M2UA

IP

SCTP SCTP

IP

współpraca

SIGTRAN :=

zdalna realizacja prymitywów

- transferu danych

- zarządzania

MT

P2

-in

d

MT

P2

-in

d

Funkcje M2UA (ogólnie: pośredniczy między MTP2 w SG a MTP3 w MGC)

1. Pełna współpraca składników MTP3 po sieci IP

- obsługa styku MTP2/MTP3 w zakresie przesyłu danych

- raportowanie zmian statusu łącza blokowi zarządzania (SNM)

2. Zarządzanie skojarzeniami (association) i ruchem SCTP

3. W SG nie ma funkcji punktu sygnalizacyjnego SS7 (Signalling Point); brak wyższych warstw SS7

4. Punkt sygnalizacyjny jest w MGC

PSTN IP

Sigtran 8

M2UA - konfiguracja równoważna logicznie

Centr MGC

ISUP/SCCP

MTP-3

MTP-2

MTP-1

MTP-2

MTP-1

ISUP/SCCP

MTP-3

Preferowane zastosowania:

- własna sieć

- mała koncentracja łączy SS7/ duże rozproszenie (wielu) SG

- SG zintegrowane z MG

MTP2 dwie możliwości cd.

ind req

MTP2 dwie możliwości – cd.

2. wprowadzenie funkcjonalności warstwy MTP3 w węźle SG

MTP2 User Peer-to-Peer Adaptation Layer – M2PA (RFC 4165)

ISUP

MTP-3

MTP-2

MTP-1

ISUP

MTP-3

M2PA

Centr MGC

MTP-2

MTP-1

SG=STP

(węzeł poziomu MTP-3)

M2PA

IP

SCTP SCTP

IP

MTP-3

Preferowane zastosowania:

- styki międzyoperatorskie

albo konfiguracja SG-SG

- duża koncentracja łączy SS7

- zaawansowane funkcje w SG

(STP/ISUP/SCCP…)

SG jest kompletnym

węzłem STP

PSTN IP

Funkcje M2PA (zastępuje część MTP2 między sąsiednimi blokami MTP3)

1. Pełna współpraca składników MTP3 po sieci IP

- obsługa styku MTP2/MTP3 w zakresie przesyłu danych

- wszystkie funkcje raportowanie zmian statusu łącza blokowi zarządzania (SNM)

2. Zarządzanie skojarzeniami (association) i ruchem strumieni SCTP

3 W SG jest punkt sygnalizacyjny SS7; mogą też rezydować wyższe warstwy SS7 (np. SCCP)

Sigtran 10

M3UA – MTP3 User Agent

• Warstwa MTP3 – M3UA (MTP3 User Agent) (RFC 4666)

ISUP

MTP-3

MTP-2

MTP-1

ISUP

M3UA

Centr MGC

MTP-2

MTP-1

IAM/ACM/ANM…

M3UA

IP

SCTP SCTP

IP

MTP-3

Preferowane zastosowania:

- duża koncentracja łączy SS7

- styki międzyoperatorskie

. zaawansowane filtry

. obecność ISUP/SCCP w SG

Współpraca

PSTN IP

Funkcje M3UA (ogólnie: pośredniczy między MTP3 w SG a użytkownikami_MTP3 w MGC)

1. Pełna współpraca składników użytkowych względem MTP3 po sieci IP

- obsługa styku MTP3/warstwa_użytkowa w zakresie przesyłu danych

- raportowanie zmian statusu dróg sygnalizacyjnych warstwom_użytkowym

2. Zarządzanie skojarzeniami (association) i ruchem SCTP

3. W SG jest punkt sygnalizacyjny SS7(mogą też rezydować wyższe warstwy SS7)

- możliwość współpracy peer-to-peer (Użytk1-M3UA1-M3UA2-Użytk2)

SG jest „pełnowartościowym”

węzłem STP

Sigtran 11

MTP3UA cd.

Niektóre wiadomości poziomu M3UA/SIGTRAN

• DATA – przenosi prymityw części MTP3

• DUNA – Destination Unavailable

• DAUD – Destination Audit

• DAVA – Destination Available

(SUA ma podobne i własne wiadomości, za to M2UA zasadniczo już inne)

MTP( IAM) DATA[ MTP_Transfer() ]

MTP( ACM)

ISUP

MTP3

MTP_Transfer_req MTP_transfer_ind

M3UA

SG

SignRouteSetTest(APC) DAUD (APC)

SNM

Przykład dla warstwy MTP3 – M3UA (MTP3 User Agent)

MTP_Pause TransferProhibited(APC) DUNA (APC)

MTP_Pause

MTP_Resume

TransferAllowed(APC) DAVA (APC)

MTP_Resume

ISUP

DATA[ MTP_Transfer() ] MTP_transfer_req

MTP_transfer_ind

prymitywy zarządzania MTP3 APC – Affected Point Code

M3UA MTP3

12

SUA – SCCP User Agent

• Warstwa SUA (SCCP User Agent) (RFC 3868)

SCCP

MTP-3

MTP-2

MTP-1

TCAP

SUA

Centr MGC

MTP-2

MTP-1

IAM/ACM/ANM…

SUA

IP

SCTP SCTP

IP

MTP-3

Współpraca

PSTN IP

Funkcje SUA

1. Pełna współpraca składników użytkowych względem SCCP po sieci IP

- obsługa styku SCCP/warstwa_użytkowa w zakresie przesyłu danych

- raportowanie zmian statusu aplikacji warstwom_użytkowym

- translowanie adresów SCCP (GT – nagłówki globalne) na adresy IP

2. Zarządzanie skojarzeniami (association) i ruchem SCTP

3. W MGC nie ma punktu sygnalizacyjnego SS7 (oszczędność przestrzeni adresowej MTP3)

4. W SG mogą rezydować wyższe warstwy – tak jak dla M3UA, i tutaj istnieje możliwość

współpracy peer-to-peer (Użytk1-SUA1-SUA2-Użytk2)

SG jest „pełnowartościowym”

węzłem SCCP

SCCP

TCAP TCAP

SUA

MGC

SCTP

IP

DODATKOWO: pełna funkcjonalność SCCP w

środowisku pakietowym z węzłem SCCP

Sigtran 13

SIGTRAN – pozostałe zastosowania

• Zasadniczo wszystkie protokoły rdzeniowe i dostępowe PSTN

IP PSTN

MGC/

SSP

SG

MG

+ SG

Centr

/SSP

IP(SgT(DSS1/V5.2)

PABX

AN-V5

PRA/E1

SCP

ISUP, INAP, MAP, DSS1, sygnal_analogowa (logicznie)

MTP(ISUP /

SCCP(TCAP(INAP/MAP))

)

sygnalizacja

DSS1, V5.2

(logicznie)

IP( SgT( ISUP /

SCCP(TCAP(INAP/MAP)...)

)

)

IUA (Q.921)

(RFC 4233)

V5UA(LAPV5)

(RFC 3807)

H.248