2022年中国网通宽带电话工程技术培训教材系列M3UA协议

1、宽带 工程技术培训系列ZXSS10技术培训讲义M3UA介绍M3UA协议SCN信协议通过信网关发送到媒体网关控制器或IP域Database发送的机制必须符合以下的：支持SS7 MTP3层用户部消息的传输例如ISUP, SCCP, TUP, etc。支持MTP3层用户协议对等的无缝操作支持SG与一个或多个MGC或IP域Databases之间的 SCTP联结理支持MGC或IP域Databases进程的倒换和负荷分担。支持异步状态变化的理在单纯的传输中,SG将终止SS7 MTP2 and MTP3 协议层并发送ISUP, SCCP和/或其他MTP3用户协议消息通过SCTP联结传递到MGC或IP域Dat

2、abase的MTP3用户对等。 协议构造通过IP传输SCN信定义的框架构造由多个部组成包括公共信传输协议和一个适配模块提供某种公共信协议从它低层协议层望得到的效劳。在这个框架构造中M3UA定义了 MTP-3用户适配模块用于支持任何标识为MTP第三级的协议层的消息在SS7中相当于用户部。这些协议包括ISUPSCCP或TUP等。对于TCAP或RANAP消息是作为SCCP的净荷由M3UA透明传送他们可以看作是SCCP的用户协议M3UA使用SCTP协议作为低层可靠的信传送协议。M3UA层提供的效劳的M3UA层向高层的MTP3用户提供与在SEP由MTP3向高层用户提供的一样原语集。 这种方式下的ISUP

3、和/或SCCP层那么不知道其所望的MTP3业务是由SG的远端MTP3提供而不是本地的MTP3层提供M3UA有效的扩展接入MTP3层业务到远端M3UA层那么不需要提供MTP3业务和重复MTP3过程。支持传送MTP3用户消息M3UA通过SG和之间的SCTP联接传送MTPTRANSFER原语MTPTRANSFER原语被编码为带有MTP3路由标记的MTP3用户消息和ISUP和SCCP建议的消息格式一样在这种方式下从SS7网络收到的SCCP和ISUP消息不需要被重新编码为其它用户传送到的格式所有要求的MTP3路由标记信息OPC, DPC, SIO在可用与MTP3用户协议层所待的一样。本地理功能M3UA可

4、以提供对低层SCTP传送协议的理用来保证SG传送对于由MTP3用户信应用是可用的。M3UA提供对收到的M3UA消息的相关错误才能以及向本地理和或远端M3UA进展适当的才能。同MTP3网功能的互通在SGM3UA必须能提供同MTP3网功能的互通从而保证用户信消息可以在SS7和IP域中进展操作这些包括：向的MTP3用户提供SS7网中的远端目的地不可及的。向的MTP3用户提供SS7网中的远端目的地可及的。到SS7网中的远端对等MTP3用户层的消息经理拥塞时用向的MTP3用户提供。向的MTP3用户提供SS7网中的远端对等MTP3用户不可用的。的M3UA层可以启动对远端SS7目的点的可用性和拥塞状态的查询

5、这些信息是从SG的M3UA获得。支持对SG和间SCTP联接的理SG的M3UA层维护所有配置的远端的可用性状态为了理SG和之间的SCTP联接和业务同样远端的激活/未激活状态也由SG来维护激活的是那些正在从SG接收业务的。本地理可以SG或的M3UA层建立到对等M3UA节点的SCTP联接。它可以通过使用M-SCTP ESTABLISH恳求、和证实原语来建立到对等M3UA节点的SCTP联接。M3UA层也可以使用M-SCTP STATUS恳求和原语向本地层理低层SCTP联接的状态例如：M3UA可以向本地理SCTP联接释放的原因确定是由本地M3UA层还是有SCTP释放的。M3UA层也可以向本地理可用性状态

6、的变化它通过使用M- STATUS原语改变和的状态。支持对多个SG连接的理可以把信消息通过多于一个SG选路到SS7网络当到主用SG的SCTP联接不可用或者是从主用SG到SS7目的点不可用时那么可能出现主/备用倒换的情况这就需要把受影响的业务重新选路到下一个有效的SG。当信消息在两个SG间负荷分担时也应把业务转移到正常的SG上。从的观点来看它假定假设到SG的SCTP联接可用的话那么SG可以处理到SS7目的地的业务量SG也收到了正在激活处理业务的且SG没有SS7目的地不可用。当被配置为用两个或多个SG把话务分担到SS7网络时为了有效的支持业务的重新选路/负荷分担必须理解当前SG处理到目的地业务的才

7、能。也可以使用从SG收到的到连接目的地的拥塞信息。信网构造信网关支持把从SS7网络收到的MTP3用户信业务传送到多个分布的例如MGC或IP数据库。M3UA协议描绘不能满足这种传送所要求的性能和可靠性这时就要求物理网的网络构造在特定的信息交换中带有数据可用性和物理节点的传送性能。M3UA协议必须足够灵敏从而允许其在不同的物理配置上操作和理进而满足网络运营者的性能和可靠性要求 为了满足在不同承载等级网中对SS7信可靠性和性能的严格要求网络运营者应当保证不会在SS7和IP 的端到端的网络构造中出现一个单点故障当然这还需要SG和功能实体的可靠性来保证它可以通过设置冗余的SG或者是为在SCTP端点和冗余

8、主机之间的SCTP联接设置冗余的且有QOS保证的的IP网络通路来实现。在可用主机上的分布也非常必要。对于特定的应用效劳器相关的应当分布在至少两个主机上对于承载网络运营者可以保证在特定故障或隔离后稳定的呼叫或事务处理不会丧失这意味着在某些情况下需要共享呼叫和事务处理的状态或者是可以在每个之间传递呼叫和事务处理的状态同样的在某些情况下执行呼叫处理时需要同相关的媒体网关进展配合传递对于特定中继终端的MGC控制。信网物理构造如以以下列图：配置实例ISUP消息传输该例SG提供了的执节点NIF提供MGC到SEP的SS7信消息的交换。SCCP消息在IPSP间传输该例显示了一种无信网关的用法。在这个例子中SC

9、CP用户协议的实例如RANAP或 TCAP直接在两个IPSP之间交换SCCP消息有SCCP层的SG与远端在这个例子中SG包含了一个SS7 SCCP协议层的实例执行寻址到SG SCCP消息的GTT功能。M3UA 协议单元M3UA消息格式中包含一个公共消息头之后是0个或多个由消息类型定义的参数考虑到前向兼容性因此所有消息类型都带有兼容性参数。公共消息头MTP3用户适配层协议消息的构造要求包括版本消息类型消息长度和消息内容。消息头对于所有信协议适配层消息是公共的。VersionReservedMessage ClassMessage TypeMessage Length M3UA协议版本 版本字段包

10、括M3UA适配层的版本。消息级别: 8 bits (unsigned integer) 以以下出消息类型级别： 0 理消息 Management (MGMT) Message 1 传递消息 Transfer Messages 2 七信网理消息 SS7 Signalling Network Management (SSNM) Messages 3 状态维护消息 State Maintenance (SM) Messages 4 传输维护消息 Traffic Maintenance (TM) Messages 5 to 255 保存 Reserved消息类别: 8 bits (unsigned i

11、nteger) 以以下出消息类别：理消息 Management (MGMT) Message 0 出错 Error (ERR) 1 Notify (NTFY) 2 to 255 保存 传递消息 Transfer Messages 0 保存 1 净荷 Payload Data (DATA) 2 to 255 保存七信网理消息 0 保存 1 目的地不可达 Destination Unavailable (DUNA) 2 目的地可达 Destination Available (DAVA) 3 目的地查询 Destination State Audit (DAUD) 4 七信网拥塞 SS7 Netw

12、ork Congestion State (SCON) 5 目的地用户不可用 Destination User Part Unavailable (DUPU) 6 to 255 保存状态维护消息 State Maintenance (SM) Messages 0 保存 1 启动 Up (UP) 2 宕机 Down (DOWN) 3 心跳 Heartbeat (BEAT) 4 启动应答 Up Ack (UP ACK) 5 宕机应答 Down Ack (DOWN ACK) 6 心跳应答 Heatbeat Ack (BEAT ACK) 7 to 255 保存传输维护消息 Traffic Mainte

13、nance (TM) Messages 0 保存 1 激活 Active (ACTIVE) 2 去活 Inactive (INACTIVE) 3 激活应答 Active Ack (ACTIVE ACK) 4 去活应答 Inactive Ack (INACTIVE ACK) 5 to 255 保存消息长度 消息长度定义了消息的八位位组长度长度不包括消息头在内。可变长度参数格式M3UA 消息由通用头和随后的0个或多个参数组成可变长度的参数格式如下所示：Parameter TagParameter LengthParameter Value参数标签: 16 bits (unsigned intege

14、r)标签域标识参数的类型。参数长度: 16 bits (unsigned integer)该域包含参数内容的长度和参数标签。参数内容: 长度可变该域包含实际要传输的信息。参数的总长度包含标签, 参数长度和内容必须是4的倍数字节。假设参数的总长度不是4的倍数字节发送方应该在参数的最后填充0。填充的长度不包含在参数的长度域。接收方必须忽略填充的字节。程序流程M3UA层需要响应从本地其它层收到的不同原语和从对等的M3UA层收到的消息本节定义了M3UA响应这些的程序支持M3UA层业务的程序流程M3UA层的业务的前面已进展了描绘这些程序支持M3UA传送MTP3用户同MTP3边界上的原语。1) 收到本地的

15、原语在从上层或者是SG的节点互通功能收到MTP-Transfer原语后M3UA层将向对等的M3UA层发送对应的DATA消息。M3UA层必须正确的填写公共和特定头中不同的字段。在SGM3UA翻译和映射功能根据入消息中的信息确定AS并从AS的有序的表中选择一个激活的并构造DATA消息并把它发送到对应的SCTP联接上。假设有多于一个是激活的即在所有激活的间负荷分担业务那么从表中选择一个激活的。这种选择算法取决于施行可以根据SLS或CIC采用循环方式。消息需要发送到一个适当的SCTP联接上并注意应能满足信应用对消息顺序要求支持M3UA本地理功能业务的程序流程1) 本地层理原语程序在收到从本地层理发来的

16、原语后M3UA层应当向其对等层发送相应的理消息ERRORM3UA层必须正确的填写公共和特定头中不同的字段。2) 收到对等层发来的理消息在收到理消息后M3UA层必须调用相关的层理原语(M-ERROR ind.)给本地层理。支持M3UA 的与MTP3网功能的互通业务的程序流程这些程序用来支持M3UA对SG和之间联接的理。状态维护SG的M3UA层维护每个AS的状态配置每个AS接收的业务作为到SG翻译和映射功能的输入。1) 状态SG的M3UA层维护在AS中的配置的每个的状态。特定的AS中的特定AS的状态变化都是由造成的这些包括：在APS收到对等M3UA层发送的消息；在AS中的其它收到对等M3UA层发来

17、的一些消息；从SCTP层收到；转变时间触发-宕机：在的远端M3UA对等层不可用和/或SCTP联接不可用所有的初始状态都为该状态-启动：在的远端对等M3UA层可用且SCTP联接激活但应用业务是停顿的。-激活：在的远端对等M3UA层可用且应用业务是激活的。对特定的路由上下文或一组路由上下文的状态转移图如下：状态转移图见图可能的状态有：2) AS 状态 SG的M3UA层维护每个AS的状态图35给出了AS的状态转移图。AS的状态变化也是由造成的这些包括： 状态转移恢复定时器触发AS可能的状态有： AS-DOWN：AS不可用该状态同时也说明在该AS中所有相关的处于-DOWN状态。初始化时AS处于该状态。

18、AS-UP: AS可用但没有应用业务被激活即一个或多个相关的处于-UP状态但没有处于-Active。AS-ACTIVE：AS可用且应用业务被激活该状态也说明AS中至少有一个处于-ACTIVE 状态。AS-PENDING：一个激活的从激活状态转移到未激活状态或者是从激活转移到宕机状态并且该激活的是AS中的最后一个恢复定时器Tr将启动所有入的SCN消息将在SG进展排队。假设在Tr超时前有激活那么AS将进入到AS-ACTIVE 状态所有排队的消息将被发送到激活的。假设在定时器Tr超时前没有激活那么SG将停顿对消息的排队并丢弃先前排队的消息AS中至少有一个处于-UP,AS将进入到AS-UP状态否那么A

19、S进入AS-DOWN。AS状态转移图如下：M流程在建立SCTP联接前SG和均被认为是宕机状态。负责启动建立到SG的联接的M3UA层收到从层理发送的M-SCTP.ESTABLISH恳求原语后M3UA将尝试建立到SG的远端对等M3UA层的SCTP联接在收到SCTP层发送的SCTP-Communication Up证实原语后M3UA层将调用MSCTP ESTABLISH证实原语发送到层理。在SGM3UA层收到SCTP发来的SCTP-Communication Up原语后M3UA层将调用M-SCTP ESTABLISH原语发送到层理。一旦SCTP联接建立后的M3UA层将通过层理使用M- STATUS原

20、语找出其本地M3UA用户的状态根据本地M3UA用户的状态本地 M2UA应用效劳器处理维护M功能将启动M程序使用-Up/-Down/-Active/-Inactive 消息向SG传递的状态。假设M3UA层随后又从SCTP层收到了SCTP-Communication Down那么M3UA层将通过调用M-SCTP STATUS原语层理。在SG和的的状态将转移到宕机状态。在层理可以通过使用M-SCTP ESTABLISH恳求原语尝试重新建立SCTP联接。对等层间消息的SM,TM 程序所有的M消息将发送在一个顺序的流中用来保证其顺序。使用SCTP流01) -Up在已经成功建立到SG的SCTP联接后SG等

21、待发送的-Up消息用来对等的 M3UA层可用。总是作为-UP交换的发起者。当SG收到-UP消息且的没有因为本地理原因被闭锁那么SG标记远端的为启动状态SG用Notify (-Up)消息作为对的证实。尽在SG已经被标记为UP,当SG收到发来的-Up的消息后总是用Notify (-Up)消息作为响应。假设由于本地的原因SG不能响应 UP那么SG用-Down消息来响应 UP在从SG收到的Notify (-Up)不需要确认假设未能收到SG的响应或者是收到了-Down ,将以2秒钟的频率重新发送UP消息直到收到SG发送的Notify (-Up)消息为止。假设在重复假设干次后仍旧没有收到SG发送的Noti

22、fy (-Up)消息那么可以降低发送UP消息的频率可以为5秒在发送任何业务控制消息 (AC or IA)或数据消息前必须等待从SG发送的Notify (-Up)消息否那么会造成消息丧失假设SG在收到 UP消息前收到了数据消息那么SG将舍弃数据消息。2) -Down当从其归属的应用效劳器列表中被去除后那么将向SG发送-DOWN。假设发生如下SG标记该为宕机状态并且向返回一个Notify (-Down)消息从收到-Down消息从收到其它的M消息且该已经被SG出于理原因闭锁。尽在SG已经被标记为宕机状态SG仍要发送Notify (-Down)消息作为收到-Down消息的响应。假设没有收到SG的响应那

23、么可以按照2秒的频率重复发送-Down消息直到收到SG的-Down消息或者是SCTP去除的。假设在重复假设干次后仍旧没有收到-Down消息那么可以降低发送-Down消息的频率可以为5秒3) -Active任何时间收到SG发来的Notify (-Down)证实那么向SG发送-Active (AC)消息用来已经准备好处理业务。当一个通过一个SCTP联接被配置/或在多于一个应用效劳器登记 处理业务量时那么AC消息中应当包含多个路由上下文用来AC适用的应用效劳器。当收到激活AC消息后那么SG向响应一个NOTIFY消息用来证实已收到的AC消息并且开始向相关应用效劳器发送业务到。在SG的M3UA只有三种应

24、用效劳器业务处理形式：over-ride负荷分担和新业务AC消息中的类型参数在特定应用效劳器中使用的形式假设SG确定在AC消息中的形式与当前AS使用的业务处理形式不兼容那么SG响应一个ERROR消息用来无效的业务处理形式。当AS处于故障抑制形式下在SG收到的AC消息将导致所有业务将改向至发送AC的AS的。AS中任何先前激活的如今那么被认为是未激活并且不会收到AS中的任何业务SG用Notify(-Active)消息响应发送的AC消息SG将向先前在AS中处于激活的发送Notify (-UP)消息。当AS处于负荷分担形式下在SG收到的AC消息将导致所有的业务将分布到发送AC的和其他在AS中激活的。在

25、SG中把业务量平均分担到AS中激活的。 SG用Notify (-Active)消息来响应发送的AC。当AS处于在新业务形式下在SG收到AC消息后那么会导致所有业务量转移到发送AC的中但与在另一个中进展呼叫相关的消息那么不发送到新的只有新呼叫/事务处理SG如何完成区分新旧呼叫和业务量的负荷分担取决于应用和施行。SG通过向发送Notify-Active_New消息来响应AC在一个可配置的定时器超时后转移到Active状态并且向发送 Notify (-Active)。4) 去激活当希望停顿收到业务量那么向SG发送去激活IA。在这种情况下被配置为或登记为通过SCTP联接在多于一个AS处理业务量IA中包

26、含一个或多个路由上下文用来IA适用于的AS。当退出业务时在SG的M3UA有三种应用效劳器业务量处理形式Over-ride负荷分担和完美的收回。IA消息中的类型参数出一个特定应用效劳器使用的形式。假设SG确定AC中的形式与当前在AS中使用的处理形式不兼容那么SG用ERROR消息进展响应用来无效的业务量处理形式。当AS处于故障抑制形式下这种情况下另外的一个已经通过Over-ride AC占据了AS中的所有业务。发送IA的被SG认为是未激活的。SG重新向发送Notify (_Up)消息。当AS处于负荷分担形式下SG把设置为未激活状态并通过当前在AS中使用的负荷分担算法把AS的业务量重新分配到其它激活

27、的。在到该 的业务停顿后向发送Notify (-Up)消息当AS处于Graceful Withdrawal形式下, SG把所有与新呼叫有关的业务量转移到其它激活的并仍把那些与未完成呼叫相关的业务量发送到原来的。 向发送Notify (-Act_Old)消息转移到Active_Old状态。当所有未完成的呼叫完毕后或者是当一个可配置的定时器TS超时后SG把转移到UP状态并向发送Notify (-Up)消息。假设在应用效劳器中没有其它激活的SG可以对于该AS舍弃所有的入消息除了与Active_Old 相关的消息或者是对入消息进展T(r)秒的缓存在T(r)秒后舍弃缓存的所有消息。T(r)是可以由网络运

28、营者进展配置的假设在T(r)超时前SG收到从AS中的 发来的AC 消息后所有缓存的业务量将转移到该并停顿该定时器。5) 当由SG发送了Notify (AS-Up)消息且SG中没有激活的可以处理业务该Notify不强迫收到该消息的变为激活。仍旧处于当前采取的动作的控制。6) 心跳当低层不使用SCTP作为传送时且操作的传送层又没有相应的心跳机制可以检测传送联接的丧失那么任选的心跳程序可以使用一旦向SG发送了 UP消息那么将按照预定的定时器T(beat)的周的发送心跳消息在SG的M3UA收到发送的心跳消息后也用一个心跳消息作为响应假设在2T(beat)的时间内没有收到从发来的心跳消息或其它M3UA消

29、息那么将认为远端的M3UA为宕机。在假设在2T(beat)的时间内没有收到从SG发来的心跳消息或其它任何M3UA消息那么认为SG是不可用停顿发送心跳消息并使用UP过程重新同对等的SG M3UA建立通信。支持M3UA 对SG和间SCTP联接的理的程序1) 在SG侧在收到SG的节点互通功能发来的MTP-PAUSE, MTP-RESUME, 或 MTP-STATUS原语后SG的M3UA将向相关的的对等M3UA层发送对应的SSNM 消息DUNA, DAVA, SCON, DUPU。M3UA必须把SSNM消息中的所有字段设置为与从原语中收到信息一致。SG的M3UA根据SS7网络分区所在的相关原语确定一组需要被的相关。这样所有在一个特定网络外貌中配置为接收和发送业务的将被。假设SG只操作于一个SS7网络外貌中那么所有的。同样SG的M3UA可以根据MTP-PAUSE, MTP-Resume,或MTP-Status原语中受影响的信点码进展进一步过滤用这种那么只需向那些实际通信的受影响的目的地。SG的M3UA也可以制止受影响的MTP3用户的DUPU消息到那些未施行MTP3用户协议对等层的。DUNA, DAVA, SCON消息必须在一个顺序的流上发送因为这些原语是按顺