《SIGTRAN介绍》PPT课件.ppt
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1、,WG000008 SIGTRAN 介绍ISSUE 1.0,课程目标,了解SIGTRAN的协议组成、功能及应用掌握M3UA、M2UA以及SCTP协议的功能、相关概念、相关流程,学习完本课程,您将能够:,参考资料,MSoftX3000技术手册信令与协议分册02传输协议03 SCTPMSoftX3000技术手册信令与协议分册02传输协议04 M3UA,课程内容,第一章 概述第二章 SCTP协议介绍第三章 M3UA协议介绍第四章 SIGTRAN的应用第五章 相关数据配置介绍,第一章 概述,第一节 概述,SIGTRAN定义,SIGTRAN本身不是一个协议而是一个协议簇,它包含两层协议:传输协议和适配协
2、议,前者就是SCTP/IP,后者如M3UA(适配MTP3用户)、IUA(适配Q.921用户)等。,SIGTRAN功能介绍,主要功能就是适配和传输支持通过IP网络传输传统电路交换网SCN(Switched Circuit Network,电路交换网)信令 该协议栈支持SCN信令协议分层模型定义中的层间标准原语接口,从而保证已有的SCN信令应用可以未经修改地使用,同时利用标准的IP传输协议作为传输底层,通过增加自身的功能来满足SCN信令的特殊传输要求。,思考题,请描述SIGTRAN的组成及功能,本章小结,SIGTRAN本身不是一个协议而是一个协议簇,它包含两层协议:传输协议和适配协议SIGTRAN
3、的主要功能就是适配和传输,课程内容,第一章 概述第二章 SCTP协议介绍第三章 M3UA协议介绍第四章 SIGTRAN的应用第五章 相关数据配置介绍,第二章 SCTP协议介绍,第一节 概述 第二节 SCTP术语介绍 第三节 SCTP功能介绍 第四节 SCTP消息结构 第五节 SCTP消息流程,SCTP协议概念,SCTP(Stream Control Transmission Protocol,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SCN窄带信令消息。SCTP对TCP的缺陷进行了一些完善,使得信令传输具有更高的可靠性,
4、SCTP的设计包括适当的拥塞控制、防止泛滥和伪装攻击、更优的实时性能和多归属性支持。SCTP被视为一个传输层协议,它的上层作为SCTP用户应用,下层为分组网络。,SCTP协议特点,基于用户消息包的传输协议;支持流内用户数据报的顺序或无序传递;可以在一个偶联中建立多个流,流之间数据的传输互不干涉;通过在偶联的一端或两端支持多归属,提高偶联的可靠性;偶联建立需经过COOKIE的认证,保证了偶联的安全性;实时的路径故障测试功能。,第二章 SCTP协议介绍,第一节 概述 第二节 SCTP术语介绍 第三节 SCTP功能介绍 第四节 SCTP消息结构 第五节 SCTP信令流程,SCTP传输地址,传输地址S
5、CTP传输地址就是一个IP地址加一个SCTP端口号。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。举例说明:IP地址和SCTP端口号1024标识了一个传输地址,和1024则标识了另外一个传输地址,和端口号1023也标识了一个不同的传输地址。,主机和端点,“主机”(Host)主机的概念很实在,一个看得见,摸得着的计算机,配有一个或多个IP地址,就构成我们说的主机,是一个典型的物理实体。“端点”(End Point)端点是SCTP的基本逻辑概念,是数据报的逻辑发送者和接收者,是一个典型的逻辑实体。SCTP端点由一组具有相同SCTP端口号的传输地址标识S
6、CTP协议规定两个端点之间能且仅能建立一条连接,所以,SCTP端点可能有多个传输地址,但是这些传输地址有唯一的端口号。,偶联和流,偶联“偶联”(Association)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“流”(Stream)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。一个偶联中可以包含多个流;希望顺序传递的数据必须在一个流里面传输,TSN和SSN,TSNTSN(Transmission Sequence Number),传输顺序号。在SCTP一个偶联的一端为本端发送
7、的每个数据块顺序分配一个基于初始TSN的32位顺序号,以便对端收到时进行确认。TSN是基于偶联维护的。SSNSSN(Stream Sequence Number)流顺序号,在SCTP一个偶联的每个流内,为本端在这个流中发送的每个数据块顺序分配一个16位顺序号,以便保证流内的顺序传递。SSN是基于流维护的。TSN和SSN的分配是相互独立的,TSN和SSN续,TSN和SSN的分配是相互独立的,举个例子来说,一个连接的端点A使用两个输出流和端点B相连。有数据块A,B,C,D要发送,发送顺序是这样的:A走流1,B走流2,C走流1,D走流2,而且D太长,被分成了两片(D1,D2)。那么这5个数据块的TS
8、N和SSN分别是:,拥塞窗口和接收窗口(改),CWND:拥塞窗口。SCTP也是一个滑动窗口协议,拥塞窗口是针对每个目的地址维护的,它会根据网络状况调节,当目的地址的发送未证实消息长度超过其CWND时,端点将停止向这个地址发送数据。RWND:接收窗口。RWND用来描述一个偶联对端的接收缓冲区大小。偶联建立过程中,双方会交换彼此的初始RWND。RWND会根据数据发送、证实的情况即时地变化。RWND的大小限制了SCTP可以发送的数据的大小。当RWND等于0时,SCTP还可以发送一个数据报,以便通过证实消息得知对方缓冲区的变化,直到达到CWND的限制。,第二章 SCTP协议介绍,第一节 概述 第二节
9、SCTP术语介绍 第三节 SCTP功能介绍 第四节 SCTP消息结构 第五节 SCTP消息流程,SCTP功能介绍,SCTP的功能主要包括偶联的启动与关闭、流内顺序传递、用户数据分片、证实和消除拥塞、消息块捆绑、报文验证和路径管理等。偶联的启动与关闭SCTP是面向偶联的传输协议,通常情况下,数据只有在建立了偶联的两个端点间才能进行传递(SCTP允许偶联建立过程中的特定步骤传递数据)。因此偶联建立和关闭是SCTP提供其他服务的前提。,SCTP功能介绍,流内顺序传递SCTP提供数据报的顺序传递,顺序传递的数据报必需放在一个“流”中传递。流是顺序传递的基石。用户数据分片SCTP通过对传送路径上最大PM
10、TU的检测,实现在SCTP层,将超大用户数据分片打包,避免在IP层的多次分片,重组,可以减少路由器上IP层负担。证实和避免拥塞证实和重传是协议保证传输可靠性的不二法门,SCTP也一样。证实机制是SCTP保证传输可靠性的基石。拥塞避免沿袭了TCP的窗口机制,进行合适的流控。,SCTP功能介绍,块绑定如果很短的用户数据被带上很大一个SCTP消息头传递效率很低,可以将几个用户数据绑定在一个SCTP报文里面传输,以提高带宽的利用率。报文验证报文验证是SCTP提供无差错传输的基石。SCTP通过对用户数据使用ADLER-16 或CRC32算法,计算出一个32位的校验和,带在数据报中,在接收端进行同样的运算
11、,通过检查校验和是否相等来验证用户数据是否遭到破坏。路径管理通过心跳,累计重传次数,SCTP将目的地址,端点的可达性好好的管理了起来。,第二章 SCTP协议介绍,第一节 概述 第二节 SCTP术语介绍 第三节 SCTP功能介绍 第四节 SCTP消息结构 第五节 SCTP消息流程,SCTP消息结构(改),通用头(COMMON HEADER)信息块(CHUNK),SCTP消息类型,第二章 SCTP协议介绍,第一节 概述 第二节 SCTP术语介绍 第三节 SCTP功能介绍 第四节 SCTP消息结构 第五节 SCTP消息流程,SCTP协议规程,SCTP作为一个面向连接的可靠传输层协议,其协议规程包括:
12、偶联的建立,偶联的终止,数据传递和证实,最多再加上拥塞控制机制,路径管理机制。,偶联的建立,SCTP偶联建立的过程是4步握手。即有4个消息交互:INIT,INIT ACK,COOKIE ECHO,COOKIE ACK。,偶联的终止,SCTP偶联的终止分为两种,一种是GRACEFUL的终止,一种是UNGRACEFUL的终止。前者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。而后者则直接终止偶联,丢弃这些数据。,思考题,请描述SCTP协议的功能请描述偶联建立及终止流程,本章小结,本章主要描述了SCTP的功能、消息结构、信令流程等内容,课程内容,第一章 概述第二章 SCTP协议介绍
13、第三章 M3UA协议介绍第四章 SIGTRAN 的应用第五章 相关数据配置介绍,第三章 M3UA协议介绍,第一节 概述第二节 基本概念介绍 第三节 M3UA消息结构第四节 M3UA消息流程,M3UA功能,M3UA是MTP3或者MPT-3b用户适配协议,它使用流控制传输协议(SCTP)通过IP传输MTP3或者MPT-3b层的用户信令消息(即ISUP消息和SCCP消息),支持协议元素实现MTP3或者MPT-3b对等用户在SS7(包括窄带SS7和宽带SS7)和IP域里的无缝操作。该协议可用于信令网关(SG)和媒体网关控制器(MGC)或IP数据库之间的信令传输,也可用于基于IP的应用之间的信令传输。,
14、M3UA协议栈介绍,M3UA协议栈介绍(续),M3UA协议栈介绍(续),M3UA层还可用于两个IPSP之间的点到点信令传输,向上层提供与MTP3相同的原语和服务,第三章 M3UA协议介绍,第一节 概述第二节 基本概念介绍 第三节 M3UA消息结构第四节 M3UA消息流程,基本概念介绍,应用服务器(AS)一个逻辑实体,对应一个特定的“路由键”。例如:一个虚拟的交换单元,处理一定范围的PSTN中继电路的呼叫业务,标识它的路由键是“SIO/DPC/OPC/CIC_range”。应用服务器进程(ASP)一个AS的实际处理实体。IP服务器进程(IPSP)基于IP应用的进程实例。本质上IPSP与ASP相同
15、,只是IPSP使用点到点的M3UA,而不使用信令网关的业务。,基本概念介绍,信令网关(SG)SG是一个信令代理,能够在IP网络边缘接收/发送SCN内部信令。SG在SS7网络中是一个SS7信令点。信令网关进程(SGP)一个SG的进程实例,基本概念介绍,M3UA链路通过SCTP偶联建立的SGP-ASP和IPSP-IPSP之间的关联关系叫做M3UA链路。M3UA链路的归属端属性可以是SGP、ASP或IPSP。M3UA链路状态包括M3UA_LINK_UNESTABLISH、M3UA_LINK_DOWN、M3UA_LINK_INACTIVE和M3UA_LINK_ACTIVE。,基本概念介绍,M3UA链路
16、的状态迁移,基本概念介绍,M3UA链路集M3UA链路集由SG和MGC之间(SGP-ASP方式)或MGC和MGC之间(IPSP-IPSP方式)服务于同一个AS的所有M3UA链路集成。M3UA链路集的状态取决于组内链路的状态。M3UA链路集在ASP/IPSP(客户端)侧的状态有三种:M3UA_LINKSET_DOWN、M3UA_LINKSET_INACTIVE、M3UA_LINKSET_ACTIVE。在SGP/IPSP(服务器端)侧的状态有四种:M3UA_LINKSET_DOWN、M3UA_LINKSET_INACTIVE、M3UA_LINKSET_ACTIVE、M3UA_LINKSET_PEND
17、ING。,基本概念介绍,M3UA链路集迁移图,基本概念介绍,M3UA路由从源实体到目的实体的通道叫做M3UA路由。一条M3UA路由在归属端对应一个M3UA链路集。在ASP或IPSP(客户端)侧,通常只有一条路由从本地实体到特定目的实体;但是在SGP或IPSP(服务器端)侧,可以有多条路由从本地实体到特定目的实体。路由状态有两种:M3UA_ROUTE_AVAILABLE和M3UA_ROUTE_UNAVAILABLE。,基本概念介绍,SGP/IPSP(服务器)侧M3UA路由状态迁移图,基本概念介绍,ASP/IPSP(客户端)侧M3UA路由状态迁移图,基本概念介绍,M3UA实体完成某些特定功能的逻辑
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