SS7 wybrane elementy

Transkrypt

1 Instytut Telekomunikacji PW SS7 wybrane elementy Materiały wykładowe do uŝytku wewnętrznego system i sieć SS7 - podstawy 1

2 Wstęp sygnalizacja usługowa DSS1/ISUP i sieć SS7 Zestawienie połączenia TE CA CT CA TE DSS1 ISUP ISUP DSS1 SETUP CALPRC IAM np. ruting Ton dzwonienia IAM ACM SETUP ALERT ALERT ACM CONN ANM ANM CONACK CONN CONACK DSS1 LAPD PHY ISUP PHY <= system SS7 sieć sygnalizacyjna SS7 2

3 Wstęp - sieć sygnalizacyjna a sieć podstawowa STP1 SEP B STP2 SEP = Sign.End-Point STP = Sign. Transfer Point SP = SEP lub STP SEP A SEP C Sieć sygnalizacyjna MTP (Message Transfer Part) dostarcz wiadomość do C Centrala A Centrala B ISUP wiązka łączy przyszła wiadomość z A Centrala C sygnalizacja usługowa (ISUP) Sieć podstawowa system i sieć SS7 - podstawy 3

4 MTP (Message Transfer Part) - wprowadzenie Wiązka łączy rozmównych STP Sieć tkm STP Relacja sygnalizacyjna dla MTP (wiadomości ISUP) D E Zestaw łączy sygnalizacyjnych (odcinek drogi fizycznej) Droga sygnalizacyjna (sekwencja zestawów) A B C SEP(CK) SEP(CK) SEP(CK) Cel stosowania MTP transfer wiadomości pomiędzy częściami uŝytkowników (user part) w środowisku sieciowym Wymagania na MTP 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) system i sieć SS7 - podstawy 4

5 MTP (Message Transfer Part) - wprowadzenie Wiązka łączy rozmównych SEP(CK) / STP Sieć tkm STP Relacja sygnalizacyjna dla MTP D E Zestaw łączy sygnalizacyjnych Droga sygnalizacyjna (sekwencja zestawów) A SEP(CK) B SEP(CK) C SEP(CK) A Model funkcjonalny sieci D A D B S U(MTP) Relacja S U(MTP) S U(MTP) S Relacja U(MTP) S U(MTP) MTP1 MTP1 MTP1 MTP1 MTP1 system i sieć SS7 - podstawy 5

6 Instytut Telekomunikacji PW SS7 MTP-1, MTP-2 Materiały wykładowe do uŝytku wewnętrznego system i sieć SS7 - podstawy 6

7 Część MTP 1 (łącze sygnalizacyjne) Łącze sygnalizacyjne dwukierunkowa sygnalizacyjna ścieŝka transmisyjna złoŝona z dwóch kanałów transmisyjnych o jednakowej szybkości transmisji, pracujących w przeciwnych kierunkach kanały transmisyjne cyfrowe lub analogowe(+modemy; wymagania opóźnieniowe!) naziemne lub satelitarne łącze moŝe sygnalizacyjne nie moŝe być współdzielone z innymi aplikacjami; (przez kanał transmisyjny nie moŝna przesyłać innych informacji niŝ sygnalizacje) w torze transmisyjnym nie mogą występować tłumiki echa, konwertery A/µ law itp. system i sieć SS7 - podstawy 7

8 Część MTP 1 - punkty odniesienia i szybkości transmisji Cyfrowe łącze sygnalizacyjne - wariant z cyfrowym polem komutacyjnym Terminal sygnaliz. A (G kbit/s) Blok cyfrowego pola komutacyjnego C (np. G.703,G.704) Łącze transmisyjne 64kbit/s Łącze sygnalizacyjne (cyfrowe lub analogowe) - wariant z interfejsem pośredniczącym Terminal sygnaliz. (V.35,V.36, V.10,V.11, V.24,V.28) A X.24 Interfejs pośredn. pozostałe kanały (V.27, V.27bis) B WyposaŜenie zwielokrotnienia X.50,X.51,X.50bis,X.51 C G.703,G.704 < 64kbit/s Łącze transmisyjne B, C - zastosowania międzynarodowe Q i 2Mbit/s system i sieć SS7 - podstawy 8

9 Część MTP 2 - cel, funkcje i styki Cel bezbłędna transmisja po łączu sygnalizacyjnym (między sąsiednimi węzłami) (p-stwo nie wykrycia błędu w MSU < 10E-10, p-stwo utraty MSU < 10E-7, p-stwo utraty kolejności MSU < 10E-10) Funkcje MTP 2 rozgraniczanie bloków (delimitation) wyrównanie blokowe (alignment) synchronizacja wstępna (initial alignment) wykrywanie błędów korygowanie błędów monitorowanie jakości transmisji sterowanie przepływem (flow ontrol) obsługa awarii procesora (processor outage) MTP-2 jest dla MTP-3 źródłem informacji o stanie zasobów fizycznych sieci sygnalizac. W1? W2 logicznie... MTP-3 PDU...Flaga MTP-2 PDU Flaga MTP-2 PDU Flaga... MTP-2 MTP-1 W1 MTP-3 I/C... Styki MTP 2 PDU-3 MTP-3 PDU-2 MTP-2... MTP-2 MTP-2 MTP-2 MTP-1 MTP-1 typowo 64 kbit/s W2 system i sieć SS7 - podstawy 9?

10 Część MTP 2 - obróbka odbiorcza Zasada ogólna napływa nieprzerwany strumień ramek (SU) w obu kierunkach (F PDU F PDU F...) Podstawowa procedura (blok OO) 1. Wczytuj bity do kolejnego wzorca flagi usuwając nadmiarowe zera (deskramblowanie) (po tym SU powinien mieć całkowitą liczbę oktetów; jeśli nie - moŝliwość utraty wyrównania, stan łącza Out of alignment) 2. Detekcja błędów: B mod = CB? (B=SU-CB : bajty 1..n-2 bloku SU) (B mod <> CB => błąd; zignoruj SU) 3. Akceptacja SU zaleŝnie od typu (MSU,LSSU,FISU - wg. LI) np. MSU: MSU i (FSN) = MSU i-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) = MSU i-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

11 Część MTP 2 - korekcja błędów Metoda podstawowa czas -A -B MSU (FIB=0,FSN=25) MSU (FIB=0,FSN=26) [A] (40 ms -> 8000 km) Zmiana BIB - rozpocznij retransmisję od BSN+1 SU1 (BIB=0,BSN=26) MSU (FIB=0,FSN=27) X błąd MSU (FIB=0,FSN=28) SU1 (BIB=1,BSN=26) MSU (FIB=0,FSN=29) MSU (FIB=1,FSN=27) [A] [O] [O] [O] BSN=26 / FSN > 27 Ignoruj następne ramki w stanie "błędu" (dopóki widzisz "stary" FIB) MSU (FIB=1,FSN=28) [A] [A] nowy FIB - wyjdź ze "stanu błędu" i akceptuj; rozpoczęła się sekwencja retransmitowana system i sieć SS7 - podstawy 11

12 Instytut Telekomunikacji PW SS7 MTP 3 Materiały wykładowe do uŝytku wewnętrznego system i sieć SS7 - podstawy 12

13 Część MTP 3 - ogólna rola SEP(CK) / STP Sieć tkm STP Wiązka łączy rozmównych D E Relacja sygnalizacyjna dla MTP Zestaw łączy sygnalizacyjnych A B C SEP(CK) SEP(CK) SEP(CK) Cel MTP transfer wiadomości pomiędzy częściami uŝytkowników (user part) w środowisku sieciowym A D B 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) OPC S U(MTP) MTP1 S Relacja U(MTP) MTP1 S U(MTP) MTP1 system i sieć SS7 - podstawy 13 DPC

14 Część MTP 3 - struktura i styki PDU=UM ISUP (0101), SCCP (0011),... MTP-transfer Request MTP-transfer Indication MTP-status Indication MTP-pause Indication MTP-resume Indication SIO SSF SI 4 4 SIO SSF SI [ PAD ] [ PAD ] [ PAD ] SIF RL OPC DPC SLS UM max 268 SIF RL OPC DPC SLS UM Signaling Network Management (SNM) SI = 0000, SLS->SLC C I (styk z MTP-2) PDU Signaling Message Handling (SMH) req ind (styk z MTP-2) SIO - sign. info. octet SSF - subservice field: 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

15 Część MTP 3 - format wiadomości Oktety 8 1 Transmisja bitów 1 SSF (4) SI (4) SIO Wiadomość SNM SLS (4) DPC (14) OPC (14) Wiadomość TUP, ISUP, SCCP,... lub uzupełnienie SNM RL (etykieta kierowania) UM (wiadomość uŝytkownika) SIF (pole informacji usługowej) Wiadomość n UWAGA: adresowanie na poziomie jest dość ograniczone i "sztywne" nieco jak IP system i sieć SS7 - podstawy 15

16 Część MTP 3 - SMH (obsługa wiadomości sygnalizacyjnych) Relacja sygnal. STP SEP SP: SEP STP STP/SEP SEP U U U SEP UŜytkownik Droga sygnalizacyjna STP/ SEP MTP1 MTP1 MTP1 MTP1 Schemat SMH - funkcje i styki SMH TUP ISUP SCCP SNM Rozdział wiadomości SI Kierowanie wiadomości DPC,SLS T N WyróŜnianie wiadomości DPC=? transfer Req/Ind PDU system i sieć SS7 - podstawy 16

17 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) PRZYKŁAD DPC = B LS3 LS2 T2 T1 Tablice kierowania ruchu - struktura - interpretacja ->B: LS1, LS3, LS2 A LS1 Wiązka łączy: dla ISUP id łącza = CIC B Wybór łącza sygnalizacyjnego - wymagania 1. równe obciąŝenie łączy 2. ta sama sekwencja łączy w ramach transakcji - procedura wyboru 1. wybór LS (na podstawie DPC) 2. wybór SL na podstawie pola SLS 3. odrębne reguły dla wiadomości SNM (SLC) SLS=0000 => kierowanie dowolnym łączem albo LS1+LS2 jako skojarzony zestaw ł. ->B: (LS1+ LS2), LS3) SLS 0000 => nie kierować łączem bezpośrednim dla OPC i DPC o SLC=SLS system i sieć SS7 - podstawy 17 A LS3 LS2 LS1

18 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 między domenami Struktura Realizacja łączy Wiązki mc sygnalizacyjnych i konfiguracja zestawów łączy SEP (zestawy wewnętrznie rozłączne!) CX CT 2Mbit/s A1 A2 STP system i sieć SS7 - podstawy 18 B1 B2 Wiązki mc

19 Instytut Telekomunikacji PW SS7 MTP 3 - SNM Zarządzanie siecią sygnalizacyjną poziomu ( Signalling Network Management) Materiały wykładowe do uŝytku wewnętrznego system i sieć SS7 - podstawy 19

20 MTP 3: zarządzanie siecią sygnalizacyjną SNM - cel i funkcje Cel MTP transfer wiadomości pomiędzy częściami uŝytkowników (user part) w środowisku sieciowym Cel dla SNM: osiągnięcie duŝej niezawodności sieci poprzez rekonfigurację sieci sygnalizacyjnej w przypadku awarii sterowanie ruchem w przypadku przeciąŝenia 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) 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

21 Część MTP 3 - zarządzanie siecią sygnalizacyjną SNM PDU=UM ISUP (0101), SCCP (0011),... MTP-transfer Request MTP-transfer Indication MTP-status Indication MTP-pause Indication MTP-resume Indication SIO SSF SI [PAD] [ PAD ] [ PAD ] SIF RL OPC DPC SLS UM SI = 0000 Signaling Network Management (SNM) C I (styk z MTP-2) PDU Signaling Message Handling (SMH) req ind (styk z MTP-2) SIO - sign. info. octet SSF - subservice field: 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

22 SNM - struktura, styki, dynamika działania UŜytkownicy MTP-status, MTP-pause MTP-resume Link avail-ind /req Link unavail-ind/req SLM STM Forced-/ controlled- -rerouting SRM Procedury/funkcje Changeover/changeback Emergency changeover MTP restart Sgnlng traffic flow control Management inhibiting Transfer- -prohibited, -restricted, -allowed,-controlled Signalling route set- - test, -congestion test Automatic allocation of signalling data links UŜytkownicy MTP-status, MTP-pause MTP-resume Link avail-ind /req Link unavail-ind/req SLM STM SRM Link status -ind Link status -req MTP data - req MTP data - ind -SMH wiadomości Link status -ind Link status -req MTP data - req MTP data - ind -SMH tablica rutingu ramki X np. awaria system i sieć SS7 - podstawy 22

23 SNM - przykład procedury zarządzania ruchem Procedura Changeover (zmiana) (2.1)wybierz łącze alternatywne dla SL1 (2.2) Freeze( SL1) + COO[ A-BSN=B-FSN(ostatni_dobry), SLC=SL1 ] A (1) SL1 X (5.1) (3.1) B (3.2) ROB(SL1)[A-BSN + 1] (po COA reszta relacji) D (4)COA [ B-BSN=A-FSN, SL1] F Zachowanie kolejności wiadomości - 3 przypadki OK OK C E? Unikać? (5.2) ROB(SL1)[B-BSN + 1] + reszta relacji Skróty: COO/COA - Changeover Order/Acknowledgement ROB - Retransmission+Output Buffer BSN, FSN Backward/Forward Sequence Number ROB Retransmission Buffer system i sieć SS7 - podstawy 23

24 Instytut Telekomunikacji PW SCCP Część sterowania połączeniami sygnalizacyjnymi (Signalling Connection Control Part) Materiały wykładowe do uŝytku wewnętrznego system i sieć SS7 - podstawy 24

25 Część SCCP - cel i funkcje SSN Umiejscowienie ISUP INAP, MAP, CAP, OMAP TCAP DPC/SSN =? Abc... SI DPC Część usług sieciowych (NSP) SCCP (Q ) MTP Poziom 3 - sieć sygnalizacyjna (Q.704) Unikatowy + atrybut AP2 = nazwaap2 UP/AP UP/AP UP/AP1 Abc... SCCP Abc... wiadomość SCCP UP/AP UP/AP UP/AP2 Abc... SSN SCCP 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 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) Cel zapewnienie transferu wiadomości nie związanych z poszczególnymi łączami rozmównymi 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)

26 Ogólna struktura adresu i GT Adres SCCP Routing Indicator (wskaźnik kierowania) Global Title Indicator (wskaźnik GTI) - RTI GTI SSNI PCI Signalling Point code (SPC) Subsystem number (SSN) Global Title (GT) Obecność/brak pola wartości GTI<>0 => 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 , VLR , MSC , EIR GT Translation type (ustala operator sieci) Numbering plan Encoding scheme Global Title Address (GTA) Subscriber-, national-, international- number - Nature of address Cyfra 1 Cyfra 2... Znaczenie opisano w Q.713 system i sieć SS7 - podstawy 26

27 Translacja adresów i ruting wiadomości Aplikacja 1 Aplikacja 2 GT1 źródła I_a we SCCP/GTT I_a wy ujścia RTI=RouteOnGT +GT1 RTI=RouteOnSSN MTP RTI=RouteOnGT +GT2 + DPC (nexthop dla MTP) translacja adresów i ruting wiadomości (szczegóły Q.714) GTT źródło (Aplikacja/MTP) + Inf_adr we => ujście (Aplikacja/MTP) + Inf_adr wy + DPC (dla MTP) system i sieć SS7 - podstawy 27

28 Przykład GTT Przykład roamingu GSM rejestracja abonenta w sieci wizytowanej naleŝy pobrać jego profil z HLR (w sieci macierzystej) na podstawie IMSI MSISDN/IMSI profil uŝytkownika np. IMSI (MCC+MNC+MSIN) MSC/VLR Called Address = RTI=RouteOnGT GT dla rejestru HLR / PC[Gateway-1] Warstwa SCCP Gateway-1 Called Address = RTI=RouteOnGT+ GT dla rejestru HLR / PC[Gateway-2] Międzynarodowa Sieć SS7 Gateway-2 HLR Called Address = RTI=RouteOnSSN + SSN ( dla HLR) / PC[HLR] Warstwa MTP-3 PC MSC PC Gtwy-1 PC Gtwy-2 PC HLR RTI=RouteOnGT system i sieć SS7 - podstawy 28

29 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 () 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 () 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