Bài giảng VoIP và SS7

VoIP và SS7

VoIP và SS7

Chương 7

Giới thiệu

 Channel Associated Signaling

(CAS)_Báo hiệu kênh riêng

 Ngày nay vẫn còn phổ biến

 Được sử dụng trên các điện thoại cũ

 Common Channel Signaling

(CCS)_Báo hiệu kênh chung

 Sự chia cắt tín hiệu và các đường

Class 5 End Office Switch

The Telephone Network [1/2]

Intelligent

Peripheral

Signal Transfer Point

Service Control Point

Class 4 Tandem Switch

Service Data Point +

Transport Layer Control Layer

SS7 Signaling

Thông điệp ISUP

Thông điệp INAP/TCAP

The Telephone Network [2/2]

 5 thành phần cơ bản của IN:

 Điểm phục vụ chuyển mạch Service

Switching Point (SSP).

 Chuyển mạch, phục vụ yêu cầu.

 Điểm chuyển tiếp báo hiệu_Service Tranfer

Point (STP).

 Điểm mà thông tin báo hiệu đi qua

 Điểm phục vụ điều khiển Service Control

Point (SCP)

 Phục vụ thực thi logic

 Điểm phục vụ dữ liệu_Service Data Point

(SDP)

 Tích lũy nơi chứa dữ liệu, truy cập

 Ngoại vi thông minh

SSP

STP IP

SSP STP

TCAP messages

ISUP messages Voice

SS7 Protocol Suite

ISUP TCAP

SCCP

MAP

MTP Level 3 MTP Level 2 MTP Level 1

OSI Layers Application

Presentation Session Transport Network Data Link Physical

INAP

MTP Levels 1 & 2

part - mtp)

 Đường số liệu báo hiệu số gồm các kênh truyền dẫn

số và các bộ chuyển mạch số hoặc thiết bị kết cuối

để cung cấp một giao diện cho các kết cuối báo

hiệu

 Liên kết mật thiết đến tầng 1 của mô hình OSI

 Xác dịnh giới hạn đơn vị báo hiệu, đồng bộ cờ và điều khiển luồng

MTP Level 3

 Xử lý bản tin báo hiệu:

 Đảm bảo cho các bản tin đi đến đúng đích.

 Đường đi đến đích có thể đi thẳng từ điểm đầu đến

điểm cuối hoặc cũng có thể đi qua các nút chuyển tiếp STP.

 Quản trị mạng báo hiệu

 Cung cấp các hoạt động và thủ tục cần thiết để bảo

dưỡng dịch vụ báo hiệu và lưu giữ các trạng thái báo hiệu bình thường khi có sự cố trên mạng báo hiệu,

đường báo hiệu hay điểm báo hiệu.

 Quản trị lưư lượng

MTP Level 3

 Cung câp một số các dịch vụ đến các giao thức bên trên nó

 Truyền tải bản tin

 Băng thông có thể truyền tải

 Kích hoạt, khôi phục, vô hiệu hóa đường báo hiệu

 Định tuyến lại và điều khiển định tuyến lại

chia nhỏ các cuộc gọi giữa các switch.

Message (IAM)

 Bản tin đầu tiên để thiết lập cuộc gọi

 Thông điệp chấp nhận cuộc gọi và sẽ thực hiện cuộc thoại

Thông điệp từ chối ( REL)

ISUP (tt)

 Giao thức kết nối có hướng

 Thiết lập kết nối giữa các user.

 Phân biệt giữa đường thoại và đường truyền dữ liệu.

dịch vụ dựa trên TCAP

 Điện thoại miễn phí (800/888), thẻ điện thoại,

chuyển vùng không dây

 Chủ yếu là tín hiệu phi kết nối

 Điểm tín hiệu đến và số hệ thống được xác định từ

tiêu đề toàn cầu

TCAP, MAP and INAP

Part - Phần ứng dụng khả năng giao dịch)

 Hỗ trợ trao đổi thông tin liên quan không mạch giữa các điểm tín hiệu

 Các câu hỏi và câu trả lời được gửi giữa SSPs và SCPs được thực hiện trong các tin nhắn TCAP

SS7 Network Architecture

 Hình 7-4 mô tả một sự sắp xếp mạng SS7 điển

hình

 Cấu hình này phục vụ nhiều mục đích

 Không có liên kết tín hiệu trực tiếp

 Một mạng lưới tín hiệu (meshed) đầy đủ không cần

thiết.

 Việc bố trí hình tứ giác đảm bảo độ bền lớn.

Signaling Point (SP)

một mã điểm báo hiệu (SPC).

Signal Transfer Point (STP)

 Để chuyển thông điệp từ 1 SPC đến 1 SPC khác

Service Control Point (SCP)

có thể được sử dụng để cung cấp dịch vụ tiên tiến

để được hướng dẫn

 Các SCP, dựa trên dữ liệu và logic dịch vụ có sẵn,

sẽ thuật lại switch mà các hành động cần phải

được thực hiện

 Một ví dụ

 Một thuê bao quay số điện thoại miễn phí 800

 SSP biết rằng nó cần phải truy vấn các SCP

 SCP này có chứa các thông tin chuyển đổi

 SCP đáp lại các SSP với một số định tuyến

 Các SSP truyền cuộc gọi

 Tín hiệu phikết nối

 Các ứng dụng sử dụng dịch vụ của TCAP, mà lần lượt sử dụng dịch vụ của SCCP

Message Signal Units (MSUs)

 The messages sent in the SS7 network

•Số thứ tự tín hiệu hướng về (BSN)

•Bit chỉ thị cho BSN (BIB)

•Số thứ tự hướng đi (FIB)

•Trường chỉ thị độ dài (LI)

Message Signal Units (MSUs)

 SIO – Octet thông tin dịch vụ

 Chỉ ra giao thức ở tầng trên (e.g., SCCP or ISUP)

 Một trường con hiển thị việc đánh số tín hiệu

 SIF – trường thông tin báo hiệu

 Thông tin user hiện thời

 Loại ANSI và loại ITU-T

 Nhãn định tuyến

 Mã điểm đến (DPC)

Mã điểm nguồn(OPC)

 Signaling Link Selection (SLS)

 The particular signaling link to be used

 Địa chỉ mạng SS7

 Của ANSI là 24 bits

 Mã từng member, mã nhóm, mã network

 Một tổng đài có một mã network

 Của ITU-T là 14 bits

 Sử dụng các trường con như :

 National, Nation Spare, International, International Spare

 Một cổng nối quốc tế sẽ có một mã quốc gia và một mã quốc tế

 Tín hiệu quốc tế

The ISDN User Part (ISUP)

 Cuộc gọi được kết nối thông qua tới đích

 Đường âm thanh 1 chiều được mở cho nhạc chuông đổ về

 Tùy chọn

 If not returned, no ring-back tone at all

 CPG, Call Progress

 Tùy chọn; cung cấp thông tin cho chuyển mạch cuộc gọi

 ANM, Answer Message

 Mở đường truyền cho 2 bên

 Kích hoạt tính phí cho cuộc gọi

 REL, ngắt

 RLC, ngắt hoàn toàn

 Chỉ ra rõ ràng những đường trunk giữa 2 switch

 OPC, DPC, and CIC (nhận dạng OPC và DPC)

ISUP Call Establishment and Release

•Mạch hiển thị kết nối và ngắt

giữa 2 switch được xác định

qua OPC, DPC and CIC.

ISUP message format

Performance Requirements for SS7

 Có những yêu cầu nghiêm ngặt

 Nhóm tín hiệu vận chuyển của IETF

Performance Requirements for SS7

 Hệ thông VoiIP đường dài

 Một route được cấu hình không nên

ngừng hoạt động quá 10 phút/năm

 Không quá 1x10 -7 tin nhắn bị mất.

 Không quá 1x10 -10 tin nhắn bị phân

phối sai đích.

 Trong ISUP, nhiều yêu cầu định thời

phải được thực hiện.

Softswitch Architecture

Signaling (SS7) Gateway

Trunking Gateway

Call Agent SCP

Residential Gateway

Internet

SS7 Network

STP

Trunking Gateway Trunking Gateway

CO

Switch

Residential Gateway Residential Gateway

Signaling Transport (SIGTRAN)

vận chuyển các tín hiệu trong mạng IP

 Những lợi ích liên quan đến hiệu suất tín hiệu

trong mạng IP và sự kết nối mạng trong PSTN

 Sự chuyển đổi từ tin nhắn MTP-based SS7

(e.g., IAM) sang tin nhắn IP-based (e.g., IP

IAM)

 Đơn giản là chuyển đổi từ mã điểm sang địa

chỉ IP???

 Sự chuyển đổi địa chỉ

 Làm thế nào chúng ta có thể triển khai một ứng

dụng SS7 (e.g., ISUP) mà nó chứa các dịch vụ ở các layer thấp như MTP khi các layer đó không tồn tại trong mạng IP?

 Đối với tầng vận chuyển, the tin nhắn ISUP phải

được chuyển trong mạng IP với cùng tốc độ và độ tin tưởng với SS7

 UDP x

 TCP x

chuyển”

SIGTRAN Architecture

 Tín hiệu dựa trên tiêu chuẩn IP sử dụng phương

thức vận chuyển thông dụng mà đãm bảo cung

cấp tín hiệu đáng tin cậy

 Lổi tự do và trong chuỗi

 Phương thức quản lí vận chuyển dòng(SCTP)

 Một lớp phối hợp được dùng để phục vụ cho

những đặc thù nguyên thủy như một yêu cầu đặc trưng của ứng dụng tín hiệu

 Ứng dụng SS7 tiêu chuẩn (e.g., ISUP) không nhận ra

rằng các vận tải cơ bản là IP

ISUP Transport to MGC

 NIF (Đầu mối liên kết chức năng) chịu trách

nhiệm cho việc kết nối giữa SS7 và mạng IP

SIGTRAN Protocol Stack

 SCTP: Vận chuyển tin nhắn nhanh(Lổi tự do, trong trình

tự vận chuyển), dung sai lổi cấp mạng

Adaptation Layer [1/3]

 M2UA (MTP-2 Tầng tương thích người dùng)

Adaptation Layer [2/3]

 M2PA (MTP-2 Peer-to-Peer tầng phối hợp)

 Một SG dùng M2PA là một đầu mối tín hiệu cho MGC.

 Nó có hiệu lực với một IP-based STP.

 SG có thể sử lí lớp chức năng tín hiệu cao hơn, chẳng

hạn như SCCP GTT.

Adaptation Layer [3/3]

 M3UA (MTP3-Người dùng lớp ứng dụng)

 SUA (SCCP-Người dùng lớp phối hợp)

 Các ứng dụng như TCAP dùng các dịch vụ của SUA.

 IUA (ISDN Q.921-Người dùng lớp phối hợp)

 V5UA (V5.2-Người dùng lớp phối hợp)

cậy cần thiết cho tín hiệu mang.

trọng để vận chuyển tín hiệu điện thoại.

 Nó có khả năng có thể mang lại lợi ích cho ứng dụng khác cần vận chuyển với hiệu năng và độ tin cậy

of SIGTRAN.

Why not use TCP?

và thứ tự của sự vận chuyển, nhưng SS7 có thể không cần sắp xếp

sự sắp đặt sự vận chuyển.

thao tác truyền dữ liệu sử dụng multi-homed host.

dụ như các cuộc tấn công SYN.

What Supported By Using SCTP?

 Để đảm bảo đáng tin cậy,không có lỗi, trong chuỗi phân phối thông điệp của người dùng (tùy chọn).

 Để hỗ trợ chuyển phát nhanh thông điệp và tránh đầu khóa đầu dòng.

 Để hỗ trợ khả năng chịu lỗi trong cấp độ mạng nó đánh giá lớp mạng lưới vận chuyển hiệu quả

bằng cách sử dụng multi-homed host.

 Để cung cấp sự bảo vệ chống lại sự tấn công

DoS bằng cách sử dụng 4-cách bắt tay và cookie.

SCTP Endpoint & Association

-Người gửi/nhận logic của các gói tin SCTP -Địa chỉ vận chuyển = địa chỉ IP + số cổng

SCTP

-Một điểm cuối có thể có nhiều địa chỉ vận

chuyển (cho multi-homed host, tất cả các địa chỉ vận chuyển phải sử dụng cùng một cổng.)

SCTP Robustness

 Vững mạnh là một đặc tính quan trọng của bất kỳ các lớp mạng lưới vận chuyển

-Để xử lý một lỗi trong mạng mà không có một giảm đáng kể chất lượng

 INIT và khối INIT ACK tùy chọn có thể bao gồm một hoặc nhiều địa chỉ IP (một địa chỉ chính + một số địa chỉ thứ cấp)

-Multi-homed host

 SCTP đảm bảo thiết bị cuối này nhận biết được tới các điểm cuối khác thông qua các cơ chế sau đây

-khối SACK nếu đoạn dữ liệu đã được gửi

-khối HEARTBEAT nếu một sự liên kết là nhàn rỗi