(Signalling Transport) Instytut Telekomunikacji PW NGN – SIGTRAN (Signalling Transport) Materiały wykładowe do użytku wewnętrznego Sigtran

Kontekst szczególny: 3GPP VLR Rel. 7 Sigtran

SIGTRAN (Signalling Transport) Pierwotna potrzeba - transfer sygnalizacji ISUP w sieci IP 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” ISUP ISUP IAM ACM ... ISUP (logicznie) Centr. /STP MGC PSTN IP MTP1/2/3 SG IP/?/?/? SIP(T/I) MG DSS1/SS7 (ITU) SIP/H323 (IETF/ITU) SG - Signalling Gateway MGC - Media Gateway Controller ST - Signalling Transfer Point (SS7)

cd. – szczegół: pełna funkcjonalność … ISUP IAM ISUP SG - Signalling Gateway MGC - Media Gateway Controller ST - Signalling Transfer Point (SS7) ACM ... ISUP (centrala-centrala) Centr /STP MGC PSTN IP MTP(...) SG IP(ddd(...)) SIP(T/I) MG TCP: duże opóźnienia (ACK, sekwencyjność) niezgranie timerów TCP z sygnalizacyjnymi brak obsługi multi-homing (wiele interfejsów) podatny na DoS DSS1/SS7 (ITU) SIP/H323 (IETF/ITU) ISUP ISUP MTP3 SG MTP3 ddd = ? niezawodny, bezpieczny i szybki transport (TCP nie wystarcza) pełna funkcjonalność styku: ISUP/MTP3 wymaga od SG „czegoś więcej” niż zwykłego "przepakowania" wiadomości ISUP MTP_Transfer_req MTP( IAM) IP[ ddd (IAM) ] MTP_Transfer_ind IP[ ddd (ACM) ] MTP( ACM) MTP_Transfer_ind TransferProhibited SignRouteSetTest IP[ ddd (SNM) ] TransferAllowed MTP_Pause MTP_Resume wymagana jest „jakaś” adaptacja

prymitywy komunikacyjne 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… PDU Warstwa sygnalizacyjna N prymitywy komunikacyjne 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 adaptacja 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 Generyczny transport dla strumieni sygnalizacyjnych IP Sigtran

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 współpraca – w zaawansowanej wersji może emulować warstwę N Centr SG MGC SG/MGC SG/MGC … … współpraca N+1 + … … N+1 N+1 Req Ind N- ind współpraca’ N+1 N N- ind N NUA NUA NUA NUA SCTP SCTP N-1 N-1 SCTP SCTP IP IP IP IP PSTN IP IP wystarczy „przenieść” prymitywy m-warstwowe szczególne zastosowanie NUA: warstwa (N+1) w SG Centr MGC … SG … N+1 N+1 N+1 należy emulować pełną warstwę N - znacznie bogatsza funkcjonalność niż UA (np. timery, monitorowanie statusu łącza) N N NPA NPA SCTP SCTP N-1 N-1 IP IP PSTN IP

Warstwa MTP2 – dwie możliwości 1. transfer prymitywów międzywarstwowych (MTP2)-(MTP3) M2UA - MTP2 User Adaptation RFC 3331) Centr SG MGC ISUP ISUP współpraca MTP2-ind MTP-3 MTP-3 SIGTRAN := zdalna realizacja prymitywów - transferu danych - zarządzania MTP2-ind MTP-2 MTP-2 M2UA M2UA MTP-1 SCTP SCTP MTP-1 IP IP PSTN IP 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 Sigtran

MTP2 dwie możliwości cd. M2UA - konfiguracja równoważna logicznie Centr MGC ISUP/SCCP ISUP/SCCP MTP-3 ind req MTP-3 MTP-2 MTP-2 MTP-1 MTP-1 Preferowane zastosowania: własna sieć mała koncentracja łączy SS7/ duże rozproszenie (wielu) SG SG zintegrowane z MG Sigtran

MTP2 dwie możliwości – cd. 2. wprowadzenie funkcjonalności warstwy MTP3 w węźle SG MTP2 User Peer-to-Peer Adaptation Layer – M2PA (RFC 4165) Centr SG=STP (węzeł poziomu MTP-3) MGC ISUP ISUP MTP-3 MTP-3 MTP-3 MTP-2 MTP-2 M2PA M2PA SCTP SCTP MTP-1 MTP-1 Preferowane zastosowania: styki międzyoperatorskie albo konfiguracja SG-SG duża koncentracja łączy SS7 zaawansowane funkcje w SG (STP/ISUP/SCCP…) IP IP PSTN IP SG jest kompletnym węzłem STP 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)

SG jest „pełnowartościowym” węzłem STP M3UA – MTP3 User Agent Warstwa MTP3 – M3UA (MTP3 User Agent) (RFC 4666) Centr MGC IAM/ACM/ANM… ISUP ISUP Współpraca MTP-3 MTP-3 M3UA M3UA MTP-2 MTP-2 SCTP SCTP MTP-1 MTP-1 IP IP Preferowane zastosowania: duża koncentracja łączy SS7 styki międzyoperatorskie . zaawansowane filtry . obecność ISUP/SCCP w SG PSTN IP SG jest „pełnowartościowym” węzłem STP 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) Sigtran

MTP3UA cd. Przykład dla warstwy MTP3 – M3UA (MTP3 User Agent) ISUP SG ISUP MTP3 M3UA MTP3 M3UA MTP( IAM) MTP_Transfer_req DATA[ MTP_Transfer() ] MTP_transfer_ind DATA[ MTP_Transfer() ] MTP( ACM) MTP_transfer_req MTP_transfer_ind TransferProhibited(APC) DUNA (APC) MTP_Pause DAUD (APC) SignRouteSetTest(APC) TransferAllowed(APC) DAVA (APC) MTP_Resume MTP_Pause MTP_Resume prymitywy zarządzania MTP3 APC – Affected Point Code 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) SNM Sigtran

SG jest „pełnowartościowym” węzłem SCCP SUA – SCCP User Agent Warstwa SUA (SCCP User Agent) (RFC 3868) Centr MGC MGC IAM/ACM/ANM… TCAP TCAP TCAP Współpraca SCCP SCCP SUA SUA SUA MTP-3 MTP-3 SCTP SCTP SCTP MTP-2 MTP-2 MTP-1 MTP-1 IP IP IP PSTN IP SG jest „pełnowartościowym” węzłem SCCP DODATKOWO: pełna funkcjonalność SCCP w środowisku pakietowym z węzłem SCCP 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)

SIGTRAN – pozostałe zastosowania Zasadniczo wszystkie protokoły rdzeniowe i dostępowe PSTN ISUP, INAP, MAP, DSS1, sygnal_analogowa (logicznie) SCP MGC/ SSP PSTN IP MTP(ISUP / SCCP(TCAP(INAP/MAP)) ) SG IP( SgT( ISUP / SCCP(TCAP(INAP/MAP)...) ) Centr /SSP H.248 sygnalizacja DSS1, V5.2 (logicznie) PRA/E1 MG + SG IP(SgT(DSS1/V5.2) PABX AN-V5 IUA (Q.921) (RFC 4233) V5UA(LAPV5) (RFC 3807) Sigtran