Instytut Telekomunikacji PW
SS7 wybrane elementy Materiały wykładowe do uŜytku wewnętrznego
system i sieć SS7 - podstawy
1
Wstęp – sygnalizacja usługowa DSS1/ISUP i sieć SS7
• Zestawienie połączenia TE
CA
DSS1 SETUP CALPRC
CT
ISUP IAM
ISUP IAM
TE
DSS1
SETUP
np. ruting Ton dzwonienia
ALERT
CA
ACM
ALERT
ACM CONN ANM
CONACK
ANM
CONACK
DSS1 LAPD PHY
…
CONN
ISUP MTP3 MTP2 PHY
…
błąd; zignoruj SU) 3. Akceptacja SU zaleŜnie od typu (MSU,LSSU,FISU - wg. LI) np. MSU: MSUi(FSN) = MSUi-1(FSN)+1 mod 128 ? TAK -> OK.; NIE -> procedura NACK (BIB-1) Obróbka BSN, BIB zaakceptowanego MSU dla celów korekcji błędów LSSU, FISU: SU(FSN) = MSUi-1(FSN) -> OK.; NIE -> zignorować (zbyt często -> link failure) 4. Obróbka FSN zasadniczo w stanie odtwarzania po negatywnym odrzuceniu (NACK).
system i sieć SS7 - podstawy
10
Część MTP 2 - korekcja błędów Metoda podstawowa
czas
MTP2-A
MTP2-B
MSU (FIB=0,FSN=25) MSU (FIB=0,FSN=26)
[A] [A]
(40 ms -> 8000 km)
SU1 (BIB=0,BSN=26) MSU (FIB=0,FSN=27) X błąd MSU (FIB=0,FSN=28)
[O] [O]
SU1 (BIB=1,BSN=26) MSU (FIB=0,FSN=29) Zmiana BIB - rozpocznij retransmisję od BSN+1
[O]
BSN=26 / FSN > 27 Ignoruj następne ramki w stanie "błędu" (dopóki widzisz "stary" FIB)
MSU (FIB=1,FSN=27) MSU (FIB=1,FSN=28)
[A] [A]
system i sieć SS7 - podstawy
nowy FIB - wyjdź ze "stanu błędu" i akceptuj; rozpoczęła się sekwencja retransmitowana
11
Instytut Telekomunikacji PW
SS7 MTP 3 Materiały wykładowe do uŜytku wewnętrznego
system i sieć SS7 - podstawy
12
Część MTP 3 - ogólna rola Sieć tkm SEP(CK) / STP
Wiązka łączy rozmównych
STP
D
E
Relacja sygnalizacyjna dla MTP Zestaw łączy sygnalizacyjnych
A
B
SEP(CK)
SEP(CK)
Cel MTP
A
• transfer wiadomości pomiędzy częściami uŜytkowników (user part) w środowisku sieciowym
C SEP(CK)
D
B
S U(MTP) Relacja
S U(MTP)
MTP3
MTP3
MTP3
MTP2
MTP2
MTP2
MTP1
MTP1
MTP1
Wymagania • szybkość i niezawodność transferu
S U(MTP) OPC
Podstawowe funkcje MTP • kierowanie wiadomości (komutacja pakietów) (w3) • obsługa awarii i natłoków (w3, w2) • bezbłędna transmisja pomiędzy sąsiednimi węzłami (w2, w1) system i sieć SS7 - podstawy
DPC
13
Część MTP 3 - struktura i styki PDU=UM
ISUP (0101), SCCP (0011), ...
MTP-transfer Request
SIO
SIF
SSF SI
4 4
OPC DPC SLS
RL
UM
SIO
14 14 4
SIF
max 268
MTP-transfer Indication
MTP-status Indication
MTP-pause Indication
MTP-resume Indication
SSF SI
[ PAD ]
[ PAD ]
[ PAD ]
RL
OPC DPC SLS
MTP3 Signaling Network Management (SNM)
UM SI = „0000”, SLS->SLC
PDU
MTP3 Signaling Message Handling (SMH)
req
ind
(styk z MTP-2)
C
I (styk z MTP-2)
SIO - sign. info. octet SSF - subservice field: 0000 - international, 0010 national network (ISC) SI - service indicator: SNM 0000, SNT 0001, ISUP 0101, SCCP 0011, DUP 0110, 0111, BISUP 1001, Satellite ISUP 1010 SIF - sign. info field RL - routing label OPC, DPC - org/dst point code SLS - sign. link selector UM - user message PAD - point code of affected destination
system i sieć SS7 - podstawy
14
Część MTP 3 - format wiadomości Transmisja bitów
DPC (14)
Wiadomość SNM
3 4 5
OPC (14) SLS (4)
Wiadomość TUP, ISUP, SCCP, ... lub uzupełnienie SNM
SIO Wiadomość MTP3
2
SI (4)
RL (etykieta kierowania)
SSF (4)
UM (wiadomość uŜytkownika)
1
1
SIF (pole informacji usługowej)
8
Oktety
n
UWAGA: adresowanie na poziomie MTP3 jest dość ograniczone i "sztywne" nieco jak IP system i sieć SS7 - podstawy
15
Część MTP 3 - SMH (obsługa wiadomości sygnalizacyjnych) la Re
cja
l. na g y s
SP:
SEP
STP
STP
STP/SEP
SEP
U
U
U
STP/ SEP
SEP
UŜytkownik MTP3
SEP
MTP3
MTP3
MTP3
MTP3
MTP2
MTP2
MTP2
MTP2
MTP1
MTP1
MTP1
MTP1
Droga sygnalizacyjna
Schemat SMH - funkcje i styki SMH
TUP ISUP SCCP SNM
Rozdział wiadomości SI Kierowanie wiadomości DPC,SLS
MTP3 transfer Req/Ind
T
WyróŜnianie wiadomości DPC=? MTP2
N
MTP3 PDU
system i sieć SS7 - podstawy
16
Część MTP 3 - kierowanie wiadomości sygnalizacyjnych Obiekty - punkty sygnalizacyjne (SP - Sign. Point) • końcowe (SEP-Sign.End-Point) • transferowe(STP - Sign.Transfer Point) - łącze sygnalizacyjne (SL) - zestaw łączy sygnalizacyjnych (LS= N x SL) - skojarzony zestaw łączy (Combined LS)
Tablice kierowania ruchu - struktura
- interpretacja
PRZYKŁAD
T2
LS3
DPC = B
T1 LS2
->B: LS1, LS3, LS2 LS1
A
B
Wiązka łączy: dla ISUP id łącza = CIC
Wybór łącza sygnalizacyjnego albo LS1+LS2 jako - wymagania skojarzony zestaw ł. LS3 1. równe obciąŜenie łączy 2. ta sama sekwencja łączy w ramach transakcji ->B: (LS1+ LS2), LS3) - procedura wyboru 1. wybór LS (na podstawie DPC) 2. wybór SL na podstawie pola SLS A 3. odrębne reguły dla wiadomości SNM (SLC) •SLS=0000 => kierowanie dowolnym łączem •SLS≠ 0000 => nie kierować łączem bezpośrednim dla OPC i DPC o SLC=SLS system i sieć SS7 - podstawy
LS2
LS1
17
Sieć sygnalizacyjna poziomu MTP – organizacja praktyczna Zasady dołączania SEP do węzłów STP • STP wydzielone (stand-alone) włączane do sieci z central agregujących CA za pomocą traktów 2Mbit/s • łącza SEP-STP zestawiane jako półtrwałe (z komutacją w centralach agregujących CA) na wiązkach łączy CX-CA i traktach 2Mbit/s CA-STP • zestawy łączy: dla SEP dwa zestawy skojarzone combined (z podziałem obciąŜenia), kaŜdy po dwa łącza • podział central na domeny STP z: a) dołączaniem SEP na zasadzie równowaŜenia obciąŜenia STP ruchem sygnalizacyjnym, b) równowaŜeniem pojemności STP na poziomie liczby zakończeń 2Mbit/s c) ograniczaniem ruchu MTP3 między domenami
STP Struktura
2Mbit/s
Realizacja łączy Wiązki mc sygnalizacyjnych i konfiguracja zestawów łączy SEP (zestawy wewnętrznie rozłączne !) CX
A1
B1
A2
B2
Wiązki mc
CT
system i sieć SS7 - podstawy
18
Instytut Telekomunikacji PW
SS7 MTP 3 - SNM Zarządzanie siecią sygnalizacyjną poziomu MTP3 ( MTP3 Signalling Network Management) Materiały wykładowe do uŜytku wewnętrznego
system i sieć SS7 - podstawy
19
MTP 3: zarządzanie siecią sygnalizacyjną SNM - cel i funkcje Cel MTP • transfer wiadomości pomiędzy częściami uŜytkowników (user part) w środowisku sieciowym Wymagania • szybkość i niezawodność transferu Podstawowe funkcje MTP • kierowanie wiadomości (komutacja pakietów) (w3) • obsługa awarii i natłoków (w3, w2) • bezbłędna transmisja pomiędzy sąsiednimi węzłami (w2, w1)
Cel dla SNM: osiągnięcie duŜej niezawodności sieci poprzez • rekonfigurację sieci sygnalizacyjnej w przypadku awarii • sterowanie ruchem w przypadku przeciąŜenia Funkcje • procedury odtwarzania pojemności sieci przez przywracanie łączy sygnalizacyjnych i zestawów łączy sygnalizacyjnych do pracy (komunikacja między węzłami sygnalizacyjnymi) • procedury prowadzące do zmiany kierowania ruchu w celu obejścia uszkodzeń (komunikacja między węzłami sygnalizacyjnymi) • procedury ograniczania ruchu w relacjach sygnalizacyjnych (komunikacja między węzłami sygnalizacyjnymi) system i sieć SS7 - podstawy
20
Część MTP 3 - zarządzanie siecią sygnalizacyjną SNM PDU=UM
ISUP (0101), SCCP (0011), ...
MTP-transfer Request
SIO
SIF
MTP-transfer Indication
MTP-status Indication
MTP-pause Indication
MTP-resume Indication
SSF SI
[PAD]
[ PAD ]
[ PAD ]
RL
OPC DPC SLS
MTP3 Signaling Network Management (SNM)
UM SI = „0000”
PDU
MTP3 Signaling Message Handling (SMH)
req
ind
(styk z MTP-2)
C
I
(styk z MTP-2)
SIO - sign. info. octet SSF - subservice field: 0000 - international, 0010 national network (ISC) SI - service indicator: SNM 0000, SNT 0001, ISUP 0101, SCCP 0011, DUP 0110, TUP 0111, BISUP 1001, Satellite ISUP 1010 SIF - signaling information field RL - routing label OPC, DPC - org/dst point code SLS - sign. link selector UM - user message PAD - point code of affected destination
system i sieć SS7 - podstawy
21
SNM - struktura, styki, dynamika działania Procedury/funkcje
UŜytkownicy MTP3 MTP-status, MTP-pause MTP-resume
STM Link avail-ind /req Link unavail-ind/req
Forced-/ controlled-rerouting
SRM
MTP2
•Transfer-prohibited, -restricted, -allowed,-controlled •Signalling route set- test, -congestion test
UŜytkownicy MTP3 MTP-status, MTP-pause MTP-resume
STM Link avail-ind /req Link unavail-ind/req
•Automatic allocation of signalling data links
SLM
Link status -ind Link status -req
•Changeover/changeback •Emergency changeover •MTP restart •Sgnlng traffic flow control •Management inhibiting
MTP data - req MTP data - ind
MTP3-SMH
wiadomości
SRM
SLM
Link status -ind Link status -req
ramki
MTP2
MTP data - req MTP data - ind
tablica rutingu
MTP3-SMH
X
np. awaria system i sieć SS7 - podstawy
22
SNM - przykład procedury zarządzania ruchem Procedura Changeover (zmiana)
(3.2) ROB(SL1)[A-BSN + 1] (po COA reszta relacji) (2.1)wybierz łącze alternatywne dla SL1
D
B L1 S (1) X (3.1)
Zachowanie kolejności wiadomości - 3 przypadki OK
(2.2 (4)COA [ F OK A-B ) Freez (5.1) B-BSN=A-FSN, SL1] A e( S SN = BL FSN 1) + C O (ost atni O[ ? E _do C br y Unikać ? ), S LC= SL1 ( 5. 2 ] ) RO B(S L 1) [B-B SN + 1] Skróty: + re szta COO/COA - Changeover Order/Acknowledgement rela cji ROB - Retransmission+Output Buffer BSN, FSN – Backward/Forward Sequence Number ROB – Retransmission Buffer
system i sieć SS7 - podstawy
23
Instytut Telekomunikacji PW
SCCP Część sterowania połączeniami sygnalizacyjnymi (Signalling Connection Control Part) Materiały wykładowe do uŜytku wewnętrznego
system i sieć SS7 - podstawy
24
Część SCCP - cel i funkcje Umiejscowienie SSN
INAP, MAP, CAP, OMAP TCAP ISUP ISUP DPC/SSN = ?
Abc...
UP/AP
UP/AP UP/AP1
SI Część usług sieciowych (NSP)
DPC
MTP
SCCP (Q.711-714)
Poziom 3 - sieć sygnalizacyjna (Q.704) Poziom 2 - przęsło sygnalizacyjne (Q.703) Poziom 1 - łącze sygnalizacyjne Q.702
Atrybut ten jest uwaŜany za adres AP2 (GT – Global Title) np. nr usługi 800, nr. abonenta GSM w roamingu
Cel • zapewnienie transferu wiadomości nie związanych z poszczególnymi łączami rozmównymi
Unikatowy + Abc... atrybut AP2 = nazwaAP2 SCCP
Abc... wiadomość
UP/AP UP/AP UP/AP2
SSN
Abc...
SCCP
SCCP
?
MTP
DPC
Nazwa podana przez UP/AP moŜe nie wystarczać w węźle źródłowym do określenia docelowego DPC/SSN – wymagana jest translacja NazwyAP2; SSN – Subsystem Number (rozszerzenie adresu MTP w ramach węzła)
Funkcje • rozszerzenie moŜliwości adresowania (względem MTP - tylko 14 bitów DPC + 4 bity SI) – poprzez SSN • translacja nagłówków globalnych (GT) (GTT vs DNS lub SIP !) • 4 klasy usług transportowych (2 bezpoł. + 2 połącz.25 wg OSI)
Ogólna struktura adresu i GT
Routing Indicator (wskaźnik kierowania) Global Title Indicator (wskaźnik GTI)
Adres SCCP
-
RTI
GTI
SSNI
Signalling Point code (SPC) Subsystem number (SSN)
PCI
Obecność/brak pola wartości
GTI0 => RTI: 0 - kierowanie wiadomości SCCP na podstawie wyniku translacji GT (SPC moŜne nie wystąpić) 1 - nie translować GT (GT moŜe nie wystąpić), kierowanie na podstawie SSN (czyli wiadomość jest do „tego” węzła) GTI określa ogólny format GT (algorytm dekodowania) (0001,0010,0011,0100) INAP - decyzja operatora; MAP - HLR 0-0110, VLR 0-0111, MSC 0-1000, EIR 0-1001
GT
Global Title (GT)
Translation type (ustala operator sieci) Numbering plan Global Title Address (GTA)
-
Encoding scheme
Nature of address
Cyfra 1 Subscriber-, national-, international- number
Cyfra 2 ...
Znaczenie opisano w Q.713 system i sieć SS7 - podstawy
26
Translacja adresów i ruting wiadomości
Aplikacja 1
Aplikacja 2
GT1
źródła
I_awe RTI=RouteOnGT +GT1
SCCP/GTT RTI=RouteOnSSN
I_awy
ujścia
RTI=RouteOnGT +GT2 + DPC (nextHop dla MTP)
MTP
translacja adresów i ruting wiadomości (szczegóły Q.714) GTT źródło (Aplikacja/MTP) + Inf_adrwe => ujście (Aplikacja/MTP) + Inf_adrwy + DPC (dla MTP) system i sieć SS7 - podstawy
27
Przykład GTT • Przykład roamingu GSM rejestracja abonenta w sieci wizytowanej • naleŜy pobrać jego profil z HLR (w sieci macierzystej) • na podstawie IMSI profil uŜytkownika MSISDN/IMSI
MSC/VLR
np. IMSI (MCC+MNC+MSIN)
Called Address = RTI=RouteOnGT GT dla rejestru HLR / PC[Gateway-1]
Warstwa SCCP PC MSC
HLR
Gateway-1
Międzynarodowa Sieć SS7
Gateway-2 Called Address = RTI=RouteOnSSN + SSN (0-0110 dla HLR) / PC[HLR]
Called Address = RTI=RouteOnGT+ GT dla rejestru HLR / PC[Gateway-2]
PC Gtwy-1
PC Gtwy-2
PC HLR
Warstwa MTP-3 RTI=RouteOnGT
system i sieć SS7 - podstawy
28
Część SCCP - usługi transportowe wg OSI • Klasa 0 (class 0) - podstawowa usługa bezpołączeniowa, bez zachowania kolejności wiadomości • Klasa 1 (class 1) - usługa bezpołączeniowa z zachowaniem kolejności wiadomości ta sama wartość SLS (MTP3) dla wszystkich wiadomości określonego podsystemu źródłowego (SSN) • Klasa 2( class 2) - podstawowa usługa połączeniowa, z podziałem i składaniem wiadomości oraz zachowaniem kolejności wiadomości w ramach połączenia sekwencyjność zachowana poprzez ustalony SLS (MTP3) w ramach danego połączenia • Klasa 3 (class 3) - usługa połączeniowa jak Klasa 3, dodatkowo ze sterowaniem przepływem (flow control) i retransmisją sterowanie przepływem zgodne z mechanizmem okna (nadawczy numer sekwencyjny, odbiorczy numer sekwencyjny)
system i sieć SS7 - podstawy
29
