2022年中國網通寬帶電話工程技術培訓教材系列M3UA協議

1、寬帶 工程技術培訓系列ZXSS10技術培訓講義M3UA介紹M3UA協議SCN信協議通過信網關發(fā)送到媒體網關控制器或IP域Database發(fā)送的機制必須符合以下的：支持SS7 MTP3層用戶部消息的傳輸例如ISUP, SCCP, TUP, etc。支持MTP3層用戶協議對等的無縫操作支持SG與一個或多個MGC或IP域Databases之間的 SCTP聯結理支持MGC或IP域Databases進程的倒換和負荷分擔。支持異步狀態(tài)變化的理在單純的傳輸中,SG將終止SS7 MTP2 and MTP3 協議層并發(fā)送ISUP, SCCP和/或其他MTP3用戶協議消息通過SCTP聯結傳遞到MGC或IP域Dat

2、abase的MTP3用戶對等。 協議構造通過IP傳輸SCN信定義的框架構造由多個部組成包括公共信傳輸協議和一個適配模塊提供某種公共信協議從它低層協議層望得到的效勞。在這個框架構造中M3UA定義了 MTP-3用戶適配模塊用于支持任何標識為MTP第三級的協議層的消息在SS7中相當于用戶部。這些協議包括ISUPSCCP或TUP等。對于TCAP或RANAP消息是作為SCCP的凈荷由M3UA透明傳送他們可以看作是SCCP的用戶協議M3UA使用SCTP協議作為低層可靠的信傳送協議。M3UA層提供的效勞的M3UA層向高層的MTP3用戶提供與在SEP由MTP3向高層用戶提供的一樣原語集。 這種方式下的ISUP

3、和/或SCCP層那么不知道其所望的MTP3業(yè)務是由SG的遠端MTP3提供而不是本地的MTP3層提供M3UA有效的擴展接入MTP3層業(yè)務到遠端M3UA層那么不需要提供MTP3業(yè)務和重復MTP3過程。支持傳送MTP3用戶消息M3UA通過SG和之間的SCTP聯接傳送MTPTRANSFER原語MTPTRANSFER原語被編碼為帶有MTP3路由標記的MTP3用戶消息和ISUP和SCCP建議的消息格式一樣在這種方式下從SS7網絡收到的SCCP和ISUP消息不需要被重新編碼為其它用戶傳送到的格式所有要求的MTP3路由標記信息OPC, DPC, SIO在可用與MTP3用戶協議層所待的一樣。本地理功能M3UA可

4、以提供對低層SCTP傳送協議的理用來保證SG傳送對于由MTP3用戶信應用是可用的。M3UA提供對收到的M3UA消息的相關錯誤才能以及向本地理和或遠端M3UA進展適當的才能。同MTP3網功能的互通在SGM3UA必須能提供同MTP3網功能的互通從而保證用戶信消息可以在SS7和IP域中進展操作這些包括：向的MTP3用戶提供SS7網中的遠端目的地不可及的。向的MTP3用戶提供SS7網中的遠端目的地可及的。到SS7網中的遠端對等MTP3用戶層的消息經理擁塞時用向的MTP3用戶提供。向的MTP3用戶提供SS7網中的遠端對等MTP3用戶不可用的。的M3UA層可以啟動對遠端SS7目的點的可用性和擁塞狀態(tài)的查詢

5、這些信息是從SG的M3UA獲得。支持對SG和間SCTP聯接的理SG的M3UA層維護所有配置的遠端的可用性狀態(tài)為了理SG和之間的SCTP聯接和業(yè)務同樣遠端的激活/未激活狀態(tài)也由SG來維護激活的是那些正在從SG接收業(yè)務的。本地理可以SG或的M3UA層建立到對等M3UA節(jié)點的SCTP聯接。它可以通過使用M-SCTP ESTABLISH懇求、和證實原語來建立到對等M3UA節(jié)點的SCTP聯接。M3UA層也可以使用M-SCTP STATUS懇求和原語向本地層理低層SCTP聯接的狀態(tài)例如：M3UA可以向本地理SCTP聯接釋放的原因確定是由本地M3UA層還是有SCTP釋放的。M3UA層也可以向本地理可用性狀態(tài)

6、的變化它通過使用M- STATUS原語改變和的狀態(tài)。支持對多個SG連接的理可以把信消息通過多于一個SG選路到SS7網絡當到主用SG的SCTP聯接不可用或者是從主用SG到SS7目的點不可用時那么可能出現主/備用倒換的情況這就需要把受影響的業(yè)務重新選路到下一個有效的SG。當信消息在兩個SG間負荷分擔時也應把業(yè)務轉移到正常的SG上。從的觀點來看它假定假設到SG的SCTP聯接可用的話那么SG可以處理到SS7目的地的業(yè)務量SG也收到了正在激活處理業(yè)務的且SG沒有SS7目的地不可用。當被配置為用兩個或多個SG把話務分擔到SS7網絡時為了有效的支持業(yè)務的重新選路/負荷分擔必須理解當前SG處理到目的地業(yè)務的才

7、能。也可以使用從SG收到的到連接目的地的擁塞信息。信網構造信網關支持把從SS7網絡收到的MTP3用戶信業(yè)務傳送到多個分布的例如MGC或IP數據庫。M3UA協議描繪不能滿足這種傳送所要求的性能和可靠性這時就要求物理網的網絡構造在特定的信息交換中帶有數據可用性和物理節(jié)點的傳送性能。M3UA協議必須足夠靈敏從而允許其在不同的物理配置上操作和理進而滿足網絡運營者的性能和可靠性要求 為了滿足在不同承載等級網中對SS7信可靠性和性能的嚴格要求網絡運營者應當保證不會在SS7和IP 的端到端的網絡構造中出現一個單點故障當然這還需要SG和功能實體的可靠性來保證它可以通過設置冗余的SG或者是為在SCTP端點和冗余

8、主機之間的SCTP聯接設置冗余的且有QOS保證的的IP網絡通路來實現。在可用主機上的分布也非常必要。對于特定的應用效勞器相關的應當分布在至少兩個主機上對于承載網絡運營者可以保證在特定故障或隔離后穩(wěn)定的呼叫或事務處理不會喪失這意味著在某些情況下需要共享呼叫和事務處理的狀態(tài)或者是可以在每個之間傳遞呼叫和事務處理的狀態(tài)同樣的在某些情況下執(zhí)行呼叫處理時需要同相關的媒體網關進展配合傳遞對于特定中繼終端的MGC控制。信網物理構造如以以下列圖：配置實例ISUP消息傳輸該例SG提供了的執(zhí)節(jié)點NIF提供MGC到SEP的SS7信消息的交換。SCCP消息在IPSP間傳輸該例顯示了一種無信網關的用法。在這個例子中SC

9、CP用戶協議的實例如RANAP或 TCAP直接在兩個IPSP之間交換SCCP消息有SCCP層的SG與遠端在這個例子中SG包含了一個SS7 SCCP協議層的實例執(zhí)行尋址到SG SCCP消息的GTT功能。M3UA 協議單元M3UA消息格式中包含一個公共消息頭之后是0個或多個由消息類型定義的參數考慮到前向兼容性因此所有消息類型都帶有兼容性參數。公共消息頭MTP3用戶適配層協議消息的構造要求包括版本消息類型消息長度和消息內容。消息頭對于所有信協議適配層消息是公共的。VersionReservedMessage ClassMessage TypeMessage Length M3UA協議版本 版本字段包

10、括M3UA適配層的版本。消息級別: 8 bits (unsigned integer) 以以下出消息類型級別： 0 理消息 Management (MGMT) Message 1 傳遞消息 Transfer Messages 2 七信網理消息 SS7 Signalling Network Management (SSNM) Messages 3 狀態(tài)維護消息 State Maintenance (SM) Messages 4 傳輸維護消息 Traffic Maintenance (TM) Messages 5 to 255 保存 Reserved消息類別: 8 bits (unsigned i

11、nteger) 以以下出消息類別：理消息 Management (MGMT) Message 0 出錯 Error (ERR) 1 Notify (NTFY) 2 to 255 保存 傳遞消息 Transfer Messages 0 保存 1 凈荷 Payload Data (DATA) 2 to 255 保存七信網理消息 0 保存 1 目的地不可達 Destination Unavailable (DUNA) 2 目的地可達 Destination Available (DAVA) 3 目的地查詢 Destination State Audit (DAUD) 4 七信網擁塞 SS7 Netw

12、ork Congestion State (SCON) 5 目的地用戶不可用 Destination User Part Unavailable (DUPU) 6 to 255 保存狀態(tài)維護消息 State Maintenance (SM) Messages 0 保存 1 啟動 Up (UP) 2 宕機 Down (DOWN) 3 心跳 Heartbeat (BEAT) 4 啟動應答 Up Ack (UP ACK) 5 宕機應答 Down Ack (DOWN ACK) 6 心跳應答 Heatbeat Ack (BEAT ACK) 7 to 255 保存?zhèn)鬏斁S護消息 Traffic Mainte

13、nance (TM) Messages 0 保存 1 激活 Active (ACTIVE) 2 去活 Inactive (INACTIVE) 3 激活應答 Active Ack (ACTIVE ACK) 4 去活應答 Inactive Ack (INACTIVE ACK) 5 to 255 保存消息長度 消息長度定義了消息的八位位組長度長度不包括消息頭在內?？勺冮L度參數格式M3UA 消息由通用頭和隨后的0個或多個參數組成可變長度的參數格式如下所示：Parameter TagParameter LengthParameter Value參數標簽: 16 bits (unsigned intege

14、r)標簽域標識參數的類型。參數長度: 16 bits (unsigned integer)該域包含參數內容的長度和參數標簽。參數內容: 長度可變該域包含實際要傳輸的信息。參數的總長度包含標簽, 參數長度和內容必須是4的倍數字節(jié)。假設參數的總長度不是4的倍數字節(jié)發(fā)送方應該在參數的最后填充0。填充的長度不包含在參數的長度域。接收方必須忽略填充的字節(jié)。程序流程M3UA層需要響應從本地其它層收到的不同原語和從對等的M3UA層收到的消息本節(jié)定義了M3UA響應這些的程序支持M3UA層業(yè)務的程序流程M3UA層的業(yè)務的前面已進展了描繪這些程序支持M3UA傳送MTP3用戶同MTP3邊界上的原語。1) 收到本地的

15、原語在從上層或者是SG的節(jié)點互通功能收到MTP-Transfer原語后M3UA層將向對等的M3UA層發(fā)送對應的DATA消息。M3UA層必須正確的填寫公共和特定頭中不同的字段。在SGM3UA翻譯和映射功能根據入消息中的信息確定AS并從AS的有序的表中選擇一個激活的并構造DATA消息并把它發(fā)送到對應的SCTP聯接上。假設有多于一個是激活的即在所有激活的間負荷分擔業(yè)務那么從表中選擇一個激活的。這種選擇算法取決于施行可以根據SLS或CIC采用循環(huán)方式。消息需要發(fā)送到一個適當的SCTP聯接上并注意應能滿足信應用對消息順序要求支持M3UA本地理功能業(yè)務的程序流程1) 本地層理原語程序在收到從本地層理發(fā)來的

16、原語后M3UA層應當向其對等層發(fā)送相應的理消息ERRORM3UA層必須正確的填寫公共和特定頭中不同的字段。2) 收到對等層發(fā)來的理消息在收到理消息后M3UA層必須調用相關的層理原語(M-ERROR ind.)給本地層理。支持M3UA 的與MTP3網功能的互通業(yè)務的程序流程這些程序用來支持M3UA對SG和之間聯接的理。狀態(tài)維護SG的M3UA層維護每個AS的狀態(tài)配置每個AS接收的業(yè)務作為到SG翻譯和映射功能的輸入。1) 狀態(tài)SG的M3UA層維護在AS中的配置的每個的狀態(tài)。特定的AS中的特定AS的狀態(tài)變化都是由造成的這些包括：在APS收到對等M3UA層發(fā)送的消息；在AS中的其它收到對等M3UA層發(fā)來

17、的一些消息；從SCTP層收到；轉變時間觸發(fā)-宕機：在的遠端M3UA對等層不可用和/或SCTP聯接不可用所有的初始狀態(tài)都為該狀態(tài)-啟動：在的遠端對等M3UA層可用且SCTP聯接激活但應用業(yè)務是停頓的。-激活：在的遠端對等M3UA層可用且應用業(yè)務是激活的。對特定的路由上下文或一組路由上下文的狀態(tài)轉移圖如下：狀態(tài)轉移圖見圖可能的狀態(tài)有：2) AS 狀態(tài) SG的M3UA層維護每個AS的狀態(tài)圖35給出了AS的狀態(tài)轉移圖。AS的狀態(tài)變化也是由造成的這些包括： 狀態(tài)轉移恢復定時器觸發(fā)AS可能的狀態(tài)有： AS-DOWN：AS不可用該狀態(tài)同時也說明在該AS中所有相關的處于-DOWN狀態(tài)。初始化時AS處于該狀態(tài)。

18、AS-UP: AS可用但沒有應用業(yè)務被激活即一個或多個相關的處于-UP狀態(tài)但沒有處于-Active。AS-ACTIVE：AS可用且應用業(yè)務被激活該狀態(tài)也說明AS中至少有一個處于-ACTIVE 狀態(tài)。AS-PENDING：一個激活的從激活狀態(tài)轉移到未激活狀態(tài)或者是從激活轉移到宕機狀態(tài)并且該激活的是AS中的最后一個恢復定時器Tr將啟動所有入的SCN消息將在SG進展排隊。假設在Tr超時前有激活那么AS將進入到AS-ACTIVE 狀態(tài)所有排隊的消息將被發(fā)送到激活的。假設在定時器Tr超時前沒有激活那么SG將停頓對消息的排隊并丟棄先前排隊的消息AS中至少有一個處于-UP,AS將進入到AS-UP狀態(tài)否那么A

19、S進入AS-DOWN。AS狀態(tài)轉移圖如下：M流程在建立SCTP聯接前SG和均被認為是宕機狀態(tài)。負責啟動建立到SG的聯接的M3UA層收到從層理發(fā)送的M-SCTP.ESTABLISH懇求原語后M3UA將嘗試建立到SG的遠端對等M3UA層的SCTP聯接在收到SCTP層發(fā)送的SCTP-Communication Up證實原語后M3UA層將調用MSCTP ESTABLISH證實原語發(fā)送到層理。在SGM3UA層收到SCTP發(fā)來的SCTP-Communication Up原語后M3UA層將調用M-SCTP ESTABLISH原語發(fā)送到層理。一旦SCTP聯接建立后的M3UA層將通過層理使用M- STATUS原

20、語找出其本地M3UA用戶的狀態(tài)根據本地M3UA用戶的狀態(tài)本地 M2UA應用效勞器處理維護M功能將啟動M程序使用-Up/-Down/-Active/-Inactive 消息向SG傳遞的狀態(tài)。假設M3UA層隨后又從SCTP層收到了SCTP-Communication Down那么M3UA層將通過調用M-SCTP STATUS原語層理。在SG和的的狀態(tài)將轉移到宕機狀態(tài)。在層理可以通過使用M-SCTP ESTABLISH懇求原語嘗試重新建立SCTP聯接。對等層間消息的SM,TM 程序所有的M消息將發(fā)送在一個順序的流中用來保證其順序。使用SCTP流01) -Up在已經成功建立到SG的SCTP聯接后SG等

21、待發(fā)送的-Up消息用來對等的 M3UA層可用?？偸亲鳛?UP交換的發(fā)起者。當SG收到-UP消息且的沒有因為本地理原因被閉鎖那么SG標記遠端的為啟動狀態(tài)SG用Notify (-Up)消息作為對的證實。盡在SG已經被標記為UP,當SG收到發(fā)來的-Up的消息后總是用Notify (-Up)消息作為響應。假設由于本地的原因SG不能響應 UP那么SG用-Down消息來響應 UP在從SG收到的Notify (-Up)不需要確認假設未能收到SG的響應或者是收到了-Down ,將以2秒鐘的頻率重新發(fā)送UP消息直到收到SG發(fā)送的Notify (-Up)消息為止。假設在重復假設干次后仍舊沒有收到SG發(fā)送的Noti

22、fy (-Up)消息那么可以降低發(fā)送UP消息的頻率可以為5秒在發(fā)送任何業(yè)務控制消息 (AC or IA)或數據消息前必須等待從SG發(fā)送的Notify (-Up)消息否那么會造成消息喪失假設SG在收到 UP消息前收到了數據消息那么SG將舍棄數據消息。2) -Down當從其歸屬的應用效勞器列表中被去除后那么將向SG發(fā)送-DOWN。假設發(fā)生如下SG標記該為宕機狀態(tài)并且向返回一個Notify (-Down)消息從收到-Down消息從收到其它的M消息且該已經被SG出于理原因閉鎖。盡在SG已經被標記為宕機狀態(tài)SG仍要發(fā)送Notify (-Down)消息作為收到-Down消息的響應。假設沒有收到SG的響應那

23、么可以按照2秒的頻率重復發(fā)送-Down消息直到收到SG的-Down消息或者是SCTP去除的。假設在重復假設干次后仍舊沒有收到-Down消息那么可以降低發(fā)送-Down消息的頻率可以為5秒3) -Active任何時間收到SG發(fā)來的Notify (-Down)證實那么向SG發(fā)送-Active (AC)消息用來已經準備好處理業(yè)務。當一個通過一個SCTP聯接被配置/或在多于一個應用效勞器登記 處理業(yè)務量時那么AC消息中應當包含多個路由上下文用來AC適用的應用效勞器。當收到激活AC消息后那么SG向響應一個NOTIFY消息用來證實已收到的AC消息并且開始向相關應用效勞器發(fā)送業(yè)務到。在SG的M3UA只有三種應

24、用效勞器業(yè)務處理形式：over-ride負荷分擔和新業(yè)務AC消息中的類型參數在特定應用效勞器中使用的形式假設SG確定在AC消息中的形式與當前AS使用的業(yè)務處理形式不兼容那么SG響應一個ERROR消息用來無效的業(yè)務處理形式。當AS處于故障抑制形式下在SG收到的AC消息將導致所有業(yè)務將改向至發(fā)送AC的AS的。AS中任何先前激活的如今那么被認為是未激活并且不會收到AS中的任何業(yè)務SG用Notify(-Active)消息響應發(fā)送的AC消息SG將向先前在AS中處于激活的發(fā)送Notify (-UP)消息。當AS處于負荷分擔形式下在SG收到的AC消息將導致所有的業(yè)務將分布到發(fā)送AC的和其他在AS中激活的。在

25、SG中把業(yè)務量平均分擔到AS中激活的。 SG用Notify (-Active)消息來響應發(fā)送的AC。當AS處于在新業(yè)務形式下在SG收到AC消息后那么會導致所有業(yè)務量轉移到發(fā)送AC的中但與在另一個中進展呼叫相關的消息那么不發(fā)送到新的只有新呼叫/事務處理SG如何完成區(qū)分新舊呼叫和業(yè)務量的負荷分擔取決于應用和施行。SG通過向發(fā)送Notify-Active_New消息來響應AC在一個可配置的定時器超時后轉移到Active狀態(tài)并且向發(fā)送 Notify (-Active)。4) 去激活當希望停頓收到業(yè)務量那么向SG發(fā)送去激活IA。在這種情況下被配置為或登記為通過SCTP聯接在多于一個AS處理業(yè)務量IA中包

26、含一個或多個路由上下文用來IA適用于的AS。當退出業(yè)務時在SG的M3UA有三種應用效勞器業(yè)務量處理形式Over-ride負荷分擔和完美的收回。IA消息中的類型參數出一個特定應用效勞器使用的形式。假設SG確定AC中的形式與當前在AS中使用的處理形式不兼容那么SG用ERROR消息進展響應用來無效的業(yè)務量處理形式。當AS處于故障抑制形式下這種情況下另外的一個已經通過Over-ride AC占據了AS中的所有業(yè)務。發(fā)送IA的被SG認為是未激活的。SG重新向發(fā)送Notify (_Up)消息。當AS處于負荷分擔形式下SG把設置為未激活狀態(tài)并通過當前在AS中使用的負荷分擔算法把AS的業(yè)務量重新分配到其它激活

27、的。在到該 的業(yè)務停頓后向發(fā)送Notify (-Up)消息當AS處于Graceful Withdrawal形式下, SG把所有與新呼叫有關的業(yè)務量轉移到其它激活的并仍把那些與未完成呼叫相關的業(yè)務量發(fā)送到原來的。 向發(fā)送Notify (-Act_Old)消息轉移到Active_Old狀態(tài)。當所有未完成的呼叫完畢后或者是當一個可配置的定時器TS超時后SG把轉移到UP狀態(tài)并向發(fā)送Notify (-Up)消息。假設在應用效勞器中沒有其它激活的SG可以對于該AS舍棄所有的入消息除了與Active_Old 相關的消息或者是對入消息進展T(r)秒的緩存在T(r)秒后舍棄緩存的所有消息。T(r)是可以由網絡運

28、營者進展配置的假設在T(r)超時前SG收到從AS中的 發(fā)來的AC 消息后所有緩存的業(yè)務量將轉移到該并停頓該定時器。5) 當由SG發(fā)送了Notify (AS-Up)消息且SG中沒有激活的可以處理業(yè)務該Notify不強迫收到該消息的變?yōu)榧せ?。仍舊處于當前采取的動作的控制。6) 心跳當低層不使用SCTP作為傳送時且操作的傳送層又沒有相應的心跳機制可以檢測傳送聯接的喪失那么任選的心跳程序可以使用一旦向SG發(fā)送了 UP消息那么將按照預定的定時器T(beat)的周的發(fā)送心跳消息在SG的M3UA收到發(fā)送的心跳消息后也用一個心跳消息作為響應假設在2T(beat)的時間內沒有收到從發(fā)來的心跳消息或其它M3UA消

29、息那么將認為遠端的M3UA為宕機。在假設在2T(beat)的時間內沒有收到從SG發(fā)來的心跳消息或其它任何M3UA消息那么認為SG是不可用停頓發(fā)送心跳消息并使用UP過程重新同對等的SG M3UA建立通信。支持M3UA 對SG和間SCTP聯接的理的程序1) 在SG側在收到SG的節(jié)點互通功能發(fā)來的MTP-PAUSE, MTP-RESUME, 或 MTP-STATUS原語后SG的M3UA將向相關的的對等M3UA層發(fā)送對應的SSNM 消息DUNA, DAVA, SCON, DUPU。M3UA必須把SSNM消息中的所有字段設置為與從原語中收到信息一致。SG的M3UA根據SS7網絡分區(qū)所在的相關原語確定一組需要被的相關。這樣所有在一個特定網絡外貌中配置為接收和發(fā)送業(yè)務的將被。假設SG只操作于一個SS7網絡外貌中那么所有的。同樣SG的M3UA可以根據MTP-PAUSE, MTP-Resume,或MTP-Status原語中受影響的信點碼進展進一步過濾用這種那么只需向那些實際通信的受影響的目的地。SG的M3UA也可以制止受影響的MTP3用戶的DUPU消息到那些未施行MTP3用戶協議對等層的。DUNA, DAVA, SCON消息必須在一個順序的流上發(fā)送因為這些原語是按順