M3UA

M3UA, MTP-3 User Adaptation Layer - MTP-3 brugerlags tilpasningsprotokol fra SS7 (SS7) telefonstakken , der bruges i softswitches og IMS-systemer i NGN -netværk . M3UA-protokollen er beskrevet i Internet Engineering Task Force (IETF) anbefaling RFC 4666 og er baseret på den åbne SIGTRAN- standard beskrevet i RFC 4166 . For at etablere samtaleforbindelser i PSTN baseret på TDM-teknologi og E1 digitale streams mellem kommunikationsknudepunkter, bruges ISUP-protokollen normalt. ISUP-protokollen er designet til at styre kommunikationskanaler (forbindelseslinjer) i en digital strøm eller strømme og transmitteres i en af ​​disse kanaler (dedikeret specifikt til denne opgave og kaldet signalering). Moderne NGN-netværk og dets elementer som softswitch og IMS indebærer integration af IP-baserede teknologier - dvs. TCP/IP- stak . Problemet med ISUP-meddelelsestransmission i et pakke -IP-netværk opstår således . Signal- og mediegateways bruges til at konvertere de protokoller og data, der bruges i det koblede telefonnetværk, til data, der transmitteres i pakkenettet. Signalgateways bruges kun til at transmittere kontrolmeddelelser (signaltrafik) , mediegateways giver konvertering af data transmitteret i talekanaler til datablokke transmitteret i pakker og omvendt. I dette tilfælde kan den samme enhed samtidigt udføre rollerne som både et signal og en mediegateway.

M3UA-protokollen gør det muligt for mediegateway-controlleren (MGC) at modtage de nødvendige signaleringsmeddelelser for at fungere som logikken i SS7-netværksswitchen . Overførslen af ​​målmediedataene (hvortil der etableres en telefonforbindelse ) udføres af en mediegateway, der styres af denne controller.

M3UA leverer signaleringsmeddelelser til ISUP- og SCCP -telefoniprotokoller i et pakkenetværk. Den bruger funktionerne i SCTP -transportprotokollen , som igen transmitterer information over et IP-netværk. M3UA-protokollen kan bruges enten mellem en Signaling Gateway (SG) og en Media Gateway Controller eller mellem to MGC-applikationer, der kører signaltrafik over et IP-netværk uden deltagelse af SG. Signaling-gatewayen i M3UA er et signaleringspunkt (SP), der implementerer MTP-3 . M3UA-protokollen implementerer den nødvendige funktionalitet af MTP3, samtidig med at den ikke understøtter nogle af standardfunktionerne.

På grund af det faktum, at fra synspunktet om organisationen af ​​SS7-signalnetværket, når du bruger M3UA, er signaling-gatewayen et signaleringspunkt (SP), behandles protokolmeddelelserne fra SS7-stakken, der ankommer til SGW, i MTP3 og omdirigeret til M3UA. Mediegateway-controlleren i M3UA inkluderer elementer - applikationsserverprocesser (Application Server Process, ASP), som igen er forbundet med applikationsservere (Application Server, AS). Hver ASP er oprettet til at håndtere trafik af en specifik punktkode fra SS-7 netværket.

Baseret på de modtagne parametre, såsom punktkoderne for det lokale signaleringspunkt, samt destinationerne og rækken af ​​anvendte kanaler (CIC), vælges de relevante elementer - applikationsserveren (AS) og applikationsserverprocessen ( ASP). M3UA'en forbereder den modtagne signaleringsmeddelelse til SCTP-transmission som et DATA-fragment på den givne Stream.

Ved Media Gateway Controller (MGC) behandles det modtagne fragment i SCTP og sendes til M3UA, som sender beskeden til ASP.

Forskellige muligheder for at organisere et netværk ved hjælp af M3UA er mulige.

SIGTRAN tilpasningsprotokoller

De generelle principper for konstruktion af tilpasningsprotokoller er angivet i RFC 4166 . MGC anses for at have et sæt logiske enheder kaldet Application Servers (AS). De håndterer signaleringen. Hvert AS har et sæt parametre. For eksempel, for en AS, der håndterer ISUP-signalering, inkluderer denne liste OPC/DPC-koder og et specificeret udvalg af CIC (Circuit Identification Code) trunkidentifikatorer. Hver AS-applikationsserver kan have en eller flere ASP-processer (Application Server Process) [3]. Signaleringsinformation udveksles mellem signaleringspunkter SGW'er og ASP'er eller mellem signaleringspunkter og grupper af ASP'er. Hver ASP skal have sin egen signaleringspunkt (PC) kode. Tildelingen af ​​disse koder kan dog være ret fleksibel. For eksempel har flere ASP'er forbundet med en bestemt SGW den samme signaleringspunktkode, den samme som signaleringsgatewayen. Derfor vil dette fra SS nr. 7-nettets synspunkt være ét signalpunkt. Hvis ASP'erne har andre koder end SGW-koden, så vil SS#7 betragte SGW'en som et STP-signaleringstransitpunkt.

Generel skema over protokoller og tilpasninger i SIGTRAN

OKS-7 protokoller													TCAP
	V5.2			MTP3			MTP3			ISUP			SCCP			DSS1			TCAP
SIGTRAN	V5UA			M2UA			M2PA			M3UA						IUA			SUA
computernetværk _	SCTP
	IP

M3UA vilkår

Nogle af termerne har noget til fælles med lignende udtryk i MEGACO/H.248 .

• AS, applikationsserver - applikationsserver, i SIGTRAN-protokollerne. Processignalering (for eksempel ISUP), der arbejder med en specifik unik routingnøgle (routingnøgle). AS er på en måde en virtuel switch, der tjener til at behandle alle opkald forbundet med specifikke OPC/DPC - punktkoder . AS-parametersættet for ISUP definerer OPC/DPC-koderne og det specificerede område af CIC-værdier. Hver AS-applikationsserver kan have en eller flere ASP-processer.

• ASP, Application Server Process er et trafikbehandlingsværktøj til et specifikt signaleringspunkt (PC) i et AS. Hver ASP skal have sin egen unikke punktkode eller deles af flere ASP'er. Når punktkoden matcher SGW, ligner ASP og SGW en fuldgyldig SSP-switch. Hvis ASP'erne har andre punktkoder end SG-punktkoden, vil SS#7 betragte SGW'en som et STP-signaltransitpunkt.

Hver ASP skal være tilknyttet en signaleringspunktkode. Tildelingen af ​​varekoder til ASP-processer er dog fuldstændig fleksibel. For eksempel kan alle ASP'er, der er forbundet til en bestemt SG, dele den samme punktkode som denne SG. I et sådant tilfælde er kombinationen af ​​SG- og ASP-processer synlig for SS7-netværket som et enkelt signalendepunkt. Alternativt kan alle ASP'er, der er forbundet til den samme SG, have den samme punktkode, som er forskellig fra den signaleringspunktkode, der er tildelt den pågældende SG. I dette tilfælde vil SG'en være synlig for SS7-netværkene som STP, og ASP'erne kombineret med en fælles kode vil blive set som et enkelt signalendepunkt placeret bag denne STP. En anden mulighed for at tildele koder kunne være at give hver ASP sin egen punktkode eller grupper af ASP'er til andre generelle koder end den kode, der er tildelt SG'en. I dette tilfælde ses SG'en som en STP, og hver ASP (eller gruppe af ASP-processer) ses som et enkelt signalendepunkt. Faktum er, at hvis en bestemt ASP eller en bestemt gruppe af ASP'er kan kommunikere med SS7-netværket ikke gennem én, men gennem to SG'er, så skal denne ASP eller denne ASP-gruppe have en punktkode, der adskiller sig fra koderne for disse to SG'er . I et sådant scenarie fungerer SG'erne som STP-signaleringshop.

• IPSP, IP Server Process - i M3UA-protokollens logik - en instans af signaleringsprocessen, en specialiseret applikation i IP-netværket. IPSP er stort set det samme som ASP, bortset fra at den bruger M3UA i punkt-til-punkt-tilstand og ikke konceptuelt bruger signalgateway-tjenester. IPSP-tilstanden giver dig mulighed for at nægte at konvertere signaltrafikken på signalgatewayen i en situation, hvor begge parter understøtter M3UA og kommunikerer over et IP-netværk.

• MGC, Media Gateway Controller - en controller af signalerings- og mediegateways (analog med Call Agent i MGCP), samt en NGN-softswitch-driftstilstand. når den udfører signal- og transportgateway-kontrolfunktionen (se også H.248/MEGACO-protokollen)

• Netværksudseende - i M3UA-protokollens logik, et lokalt link til SG og AS. Netværksudseende sammen med Signaling Pointcode (SPC) karakteriserer unikt en specifik SS-7-node, hvilket indikerer hvilket SS-7-netværk den tilhører. Denne parameter bruges til at skelne signaltrafik forbundet med forskellige netværk, der kommunikerer med SG og ASP gennem den samme fælles SCTP-tilknytning. Eksempelvis er SG et element i flere nationale SS-7 netværk på samme tid, hvilket betyder, at den samme punktkodeværdi kan genbruges i forskellige netværk. Netværksudseende kan være en hvilken som helst numerisk værdi, så længe den er unik (selvom dette kun giver mening inden for en enkelt SCTP-tilknytning).

Netværksudseende er en netværksrepræsentation, der adskiller noget af den signaltrafik, der kræves til kommunikation mellem SG'en og ACP'en, fra al trafik, der bruger den samme SCTP-forbindelse, såsom en national signalpunktkodetrafik fra en international signalpunktskodetrafik.

• Routing nøgle - i logikken i M3UA protokollen, routing nøglen. Routingnøgleværdien beskriver et sæt SS-7-parametre og parameterværdier, der entydigt definerer rækkevidden af ​​signaltrafik, der vil blive behandlet af en bestemt applikationsserver (ASP). Routing-nøgleparametrene kan ikke distribueres til mere end én signaleringspunkt (pointcode) styringsklynge. I en situation, hvor et bestemt AS kan nås af mere end én SGP, skal de tilsvarende routingnøgler for de flere SGP'er være de samme.

Routing Key er et sæt SS7-parametre såsom SLS, DPC, OPC eller CIC-område, der definerer signalering for et AS. For eksempel, hvis et AS skal behandle ISUP-signalering for en bestemt kombination af OPC/DPC/CIC-område, så er denne kombination routingnøglen for det AS. Inden for en SG peger hver routingnøgle typisk på et specifikt AS. Med andre ord er der normalt en en-til-en-korrespondance mellem routingnøgler og AS'er.

• Routing kontekst - i M3UA-protokollens logik, en numerisk værdi, der unikt identificerer routing-nøglen (Routing-nøglen). Routingkontekstværdien konfigureres enten gennem konfigurationsstyringsgrænsefladen eller gennem de nøglerutingsstyringsprocedurer, der er defineret i RFC 4666 heri.

Rutekonteksten definerer adressen på modtageren af ​​denne besked, er dannet baseret på Routing Key (Routing Key) i processen med at registrere en ny rute (ASP)

• SP, Signaling Process - En procesinstans, der bruger M3UA til at kommunikere med andre signaleringsprocesser. En ASP, en SGP og en IPSP er alle signaleringsprocesser.

• SGW, SG, Signaling gateway - en signaling gateway, der understøtter afslutningen af ​​signalforbindelser fra telefonnetværket og ved hjælp af signaling transit-protokollen (SIGTRAN) giver pålidelig transmission af signaleringsmeddelelser over pakkenetværket til MGC. I M3UA-logikken, inden for SG'en, kan et sæt af flere SGP-processer fungere, hvoraf en eller flere faktisk behandler trafikken.

• SGP, Signaling Gateway Process - i M3UA-protokollens logik, signalbehandlingsprocessen som en del af signaleringsgatewayen. SGP-processer kan fungere i aktiv, standby-, balancerings- eller broadcast-tilstand inden for en signalgateway.

Skematiske muligheder

Grundlæggende

Fra SS-7-signalnetværkets synspunkt er der en punktkode PC1 svarende til ASP'en i MGC'en. I dette tilfælde "slutter" SS-7-signalnettet ved SGW. Den anden PC2 deles og bruges af både signalgatewayen og mediegatewaycontrolleren. I dette tilfælde bruges M3UA til at sende MTP3-brugerprotokolsignaleringsmeddelelser til ASP'en.

__________ _________ __________ | | | | | MGC| | SP |<----------------->| SGW |<--------------------|-->(AS) | |______| netværk OKS-7 |_______| IP-netværk |_________| MTP3 punktkode generel punktkode PC1 PC2

Brug af SGW som transitpunkt

Der er en punktkode PC1 svarende til ASP i MGC. Der er også en anden punktkode PC2 i SGW. I dette tilfælde, PC2 fra SS-7-signaleringssynspunktet, er SGW signaltrafiktransitpunktet (dvs. STP), hvorigennem punktkoderne PC3 og PC4 kan nås.

______ ______ ___________ | | | SGW | | MGC| | | | | /---------|-->(AS) | punktkode PC3 | SP |<----------------|-->(STP)<--|- | | | | | | \----------|-->(AS) | punktkode PC4 |______| SS-7 netværk |___________| IP-netværk |_________| MTP3 punktkode punktkode PC1 PC2

Protokolmeddelelser

M3UA bruger et avanceret system til at styre tilstandene for ASP- og SGP-netværkselementer ved hjælp af signaleringsmeddelelser. Lad os overveje nogle af dem.

For at gøre en tilknytning eller et forhold mellem elementer fuldt operationelt og funktionelt kræves et sæt M3UA-protokolmeddelelser. Disse omfatter sekventiel udveksling mellem meddelelseselementer: ASP UP, ASP UP Acknowledge, ASP Active og ASP Active Acknowledge for ASP-startsituationen. Og lignende ASPDN - ASP er deaktiveret (ASP Down) og ASPDN ACK - bekræftelse af ASP shutdown (ASP Down Acknowledgement) for at stoppe.

Andre meddelelser, såsom Notify, Destination Audits (DAUD), anbefales.

DUNA (Destination UNAvailiable), DAVA (Destination Available) og DRST (Destination Restricted) beskeder bruges af SGP til at underrette om en ændring i tilgængelighedsstatus for en ekstern part i SS-7 netværket, dvs. serveringspunktkode for en bestemt switch .

SCON-meddelelsen (Signaling Congestion) bruges af SGP til at informere om, at signaleringskanalbundtet eller signalkanalbundterne i den betjente retning (eller retninger) i SS-7-netværket er overbelastet og ikke kan transmittere signaleringsmeddelelser.

Simpel udveksling mellem ASP og SGP

Én ASP pr. applikationsserver (med "1+0" redundans), ingen registrering SGP ASP1 | | |<-------------ASP Up------------| |-----------ASP Up Ack--------->| | | |-----NTFY(SOM-INAKTIV)(RCn)--->| | | |<------- ASP Active(RCn)-------| RC: Routing kontekst |-----ASP Active Ack (RCn)----->| (valgfri) | | |-----NTFY(SOM-AKTIV)(RCn)----->| | | Én ASP i applikationsserver ("1+0" redundans), dynamisk registrering SGP ASP1 | | |<------------ASP Up-------------| |----------ASP Up Ack---------->| | | | | |<----REGISTER REQ(LRCn,RKn)----| LRC: Lokal Routing | | nøgle-id |----REGISTER RESP(LRCn,RCn)--->| RK: Rutenøgle | | RC: Routing kontekst |----NTFY(SOM-INAKTIV)(RCn)---->| | | | | |<------- ASP Active(RCn)-------| |-----ASP Active Ack (RCn)----->| | | |-----NTFY(SOM-AKTIV)(RCn)----->| | |

I tilfælde af et mislykket registreringsforsøg (f.eks. ugyldig RK), vil Register Response-meddelelsen indeholde en fejlindikation, og ASP'en vil ikke efterfølgende sende ASP Active-meddelelsen.

Normal ASP-tilbagekaldelse fra AS og foreningsbrud SGP ASP1 | | |<-----ASP Inaktiv (RCn)------| RC: Routing kontekst |----ASP Inactive Ack (RCn)--->| | | |<-----AFREGISTER REQ(RCn)-----| Se Noter | | |---AFREGISTER RESP(LRCn,RCn)->| | |  : : | | |<-----------ASP Ned----------| |---------ASP Down Ack-------->| | |

Afregistreringsproceduren bruges typisk, hvis ASP'en tidligere har brugt registreringsprocedurer til at konfigurere på applikationsserveren. ASP Inactive og Afregistreringsmeddelelsesudveksling kan indeholde flere routingkontekster.

Kontrol af tilgængeligheden af ​​en retning (forbindelse til en fjernpunktkode) på en signalgateway

Retningen er tilgængelig og ikke overbelastet ASP SGP --- --- | -------- DAUD ----------> | | <------ SCON(0) -------- | | <------- DAVA ---------- | Destination tilgængelig, men overbelastet (belastningsniveau 2) ASP SGP --- --- | -------- DAUD ----------> | | <------ SCON(2) -------- | | <------- DAVA ---------- | Destination utilgængelig ASP SGP --- --- | -------- DAUD ----------> | | <------- DUNA ---------- |

Ekstra

• En implementering af M3UA-protokollen er tilgængelig på OpenSS7-webstedet ( http://www.openss7.org/m3ua.html ).
• Wireshark -protokolanalysatoren understøtter visning af M3UA-meddelelser. Eksempler kan findes på Wireshark Wiki-siden, som viser eksempler på ISUP-pakker (inklusive M3UA) [1] .

Litteratur

• RFC 4166 - Telephony Signaling Transport over Stream Control Transmission Protocol (SCTP)

• RFC 4666 - Signaling System 7 (SS7) Message Transfer Part 3 (MTP3) - User Adaptation Layer (M3UA)

• V.Yu. Kære. Multiservice kommunikationsnetværk. Protokoller og sessionsstyringssystemer (Softswitch/IMS). Forelæsningsnotater 2010. MTUCI. Moskva. [2]
• N. N. Nikolsky. SS7 transmission over IP. Tidsskrift " Netværk og kommunikationssystemer ". Udgave 7. 2005 [3] [4]
• A.B. Goldstein, B.S. Goldstein. SOFTWITCH . Videnskabelig og teknisk udgave. BHV - St. Petersborg. 2006 [5] [6]