Tài liệu tổng quan về các giao thức báo hiệu và điều khiển, chương 8 ppt

Chương 8
TRUYỀN TẢI BÁO HIỆU SỐ 7 QUA
MẠNG IP – SIGTRAN
3.1. GIỚI THIỆU CHUNG
Công nghiệp truyền thông đang trải qua một giai đoạn bùng nổ
theo hướng hội tụ của các dịch vụ. Dữ liệu đ
ã trở nên có ý nghĩa
hơn trong toàn bộ lưu lượng truyền tải tr
ên mạng so với lưu lượng
thoại. Các nhà khai thác đang tìm cách kết hợp giữa lưu lượng
thoại và lưu lượng dữ liệu, giữa các mạng lõi và các dịch vụ. Trong
số các giải pháp công nghệ được lựa chọn, công nghệ IP hiện đang
được quan tâm với tư cách là giải pháp hứa hẹ
n cho hỗ trợ đa
phương tiện để xây dựng các dịch vụ tích hợp mới. Hiện nay đang
diễn ra sự tích hợp giữa mạng chuyển mạch kênh truyền thống với
mạng IP mới. Các nhà khai thác đang thay thế các mạng điện thoại
cố định và di động theo kiến trúc toàn IP và có cả hỗ trợ giao thức
báo hiệu số 7. Công nhệ IP cho phép các nhà khai thác mạng có thể
mở rộng mạng và xây dựng các dịch vụ mới một cách có hiệu quả.
Thành phần các dịch vụ bổ sung thông dụng như SMS, … góp
phần vào sự phát triển nhanh chóng của các mạng báo hiệu.
Hình 3.1 Truyền tải báo hiệu đơn giản qua môi trường IP
Mạng IP có các ưu điểm nổi bật so với mạng trên cơ sở TDM
như sau:
 Dễ triển khai: Với việc sử dụng gateway báo hiệu sẽ không
cần gỡ bỏ mạng SS7 hiện có và các tính năng nâng cao
trong tươn
g lai là “trong suốt”.
 Giá thành thiết bị thấp hơn: Không cần đầu tư nhiều đối với
các phần tử báo hiệu hiện có.

 Hiệu quả tốt hơn: Sử dụng SIGTRAN qua IP không yêu cầu
các luồng vật lý E1/T1 qua mạng truyền tải SDH. Sử dụng
công nghệ truyền tải IP qua SDH, IP qua cáp quang, … có
th
ể đạt thông lượng cao hơn nhiều.
 Băng thông cao hơn: Thông tin SIGTRAN qua IP không
buộc phải có liên kết như trong SS7 và mạng IP linh động
hơn rất nhiều so với mạng TDM.
 Các dịch vụ nâng cao: Triển khai mạng lõi IP tạo điều kiện
dễ dàng cho sự phát triển hàng loạt các giải pháp mới và các
d
ịch vụ giá trị gia tăng phong phú.
Các nhà khai thác mạng đang muốn chuyển dần mạng viễn
thông tiến đến kiến trúc mạng IP. Trong khi chưa thể chuyển ngay
lên kiến trúc mạng toàn IP thì cả mạng IP và các mạng chuyển
mạch kênh truyền thống đều song song tồn tại và cần phải được kết
hợp lại vào cơ sở hạ tầng mạng thống nhất. Chắc chắn rằng mạch
chuyển mạch kênh sẽ còn tồn tại trong nhiều năm nữa cùng với các
dịch vụ IP. Kiến trúc kết hợp có thể là giải pháp tốt nhất cho hầu
hết các nhà khai thác vì nó đảm bảo mức độ rủi ro thấp trong quá
trình phát triển mạng hiện tại trong khi vẫn cho phép đáp ứng được
các dịch vụ mới. Đây là mục đích của nhiều nhóm nghiên cứu
chuẩn hóa mà SIGTRAN của IETF là một trong số đó. SIGTRAN
đưa ra mô h
ình kiến trúc cho phép mạng phát triển tiến đến mạng
toàn IP. Mô hình kiến trúc này gồm hai thành phần mới: SCTP và
m
ột số các giao thức tầng thích ứng người sử dụng (như M2UA,
M2PA, M3UA, SUA) – cho phép đáp ứng các phương thức yêu
c

ầu để hội tụ hai mạng này.
Hình 3.2. Kiến trúc mạng sử dụng SIGTRAN
3.2. GIỚI THIỆU VỀ SIGTRAN
Sigtran là một nhóm công tác thuộc tổ chức chuẩn hóa quốc tế
cho lĩnh vực Internet – IETF. Mục đích chính của nhóm là đưa ra
giải pháp truyền tải báo hiệu dạng gói trên mạng PSTN qua mạng
IP, đảm bảo được các y
êu cầu về chức năng và hiệu năng của báo
hiệu PSTN. Nhằm phối hợp được với PSTN, các mạng IP cần
truyền tải các bản tin báo hiệu như báo hiệu đường ISDN (Q.931)
hay SS7 (như ISUP, SCCP, …) giữa các nút IP như gateway báo
hiệu (SG), bộ điều khiển cổng phương tiện (MGC) và cổng
phương tiện (MG) hoặc cơ sở dữ liệu IP. Nhóm công tác Sigtran
xác định mục ti
êu là:
 Các yêu cầu về chức năng và hiệu năng: Nhóm đưa ra một
số các luận điểm (trong các RFC) xác định các yêu cầu tính
năng và hiệu năng để hỗ trợ báo hiệu qua các mạng IP. Các
bản tin báo hiệu (nhất là SS7) có yêu cầu về độ trễ và mất
gói rất cao phải được đảm bảo như trong mạng điện thoại
hiện tại.
 Các vấn đề về truyền tải: Nhóm công tác đã đưa ra RFC
định nghĩa các giao thức truyền tải báo hiệu được sử dụng
và định nghĩa mới các giao thức truyền tải trên cơ sở các
yêu cầu xác định ở trên.
Hình 3.3. Mô hình chồng giao thức SIGTRAN
SIGTRAN là một tập các tiêu chuẩn mới do IETF đưa ra nhằm
cung cấp một mô hình kiến trúc để truyền tải báo hiệu số 7 qua
mạng IP. Kiến trúc giao thức SIGTRAN được định nghĩa gồm ba
thành phần chính (Hình 3.3):

 Chuẩn IP.
 Giao thức truyền tải báo hiệu chung SCTP: Giao thức hỗ trợ
một tập chung các tính năng truyền tải tin cậy cho việc
truyền tải báo hiệu. Đặc biệt, SCTP là một giao thức truyền
tải mới do IETF đưa ra.
 Các phân lớp thích ứng: Hỗ trợ các hàm nguyên thủy xác
định được y
êu cầu bởi một giao thức ứng dụng báo hiệu
riêng. Một vài giao thức phân lớp thích ứng mới được định
nghĩa bởi IETF như: M2UA, M2PA, M3UA, SUA.
3.3. ĐỘNG LỰC PHÁT TRIỂN GIAO THỨC TRUYỀN TẢI
MỚI
Như chúng ta đã biết, giao thức truyền tải dữ liệu tin cậy chính
đi kèm giao thức IP thường là TCP. Tuy nhiên, do TCP ra đời đ
ã
khá lâu và được thiết kế theo kiểu giao thức hướng gói nên TCP
c
ũng gặp một số hạn chế khi sử dụng cho những ứng dụng mới.
Với số lượng ứng dụng mới đang tăng lên ngày càng nhiều hiện
nay đ
ã cho thấy TCP có quá nhiều hạn chế. Các vấn đề giới hạn
của TCP thể hiện gồm:
 Cơ chế tin cậy: TCP cung cấp cả hai kiểu chuyển giao dữ
liệu là cơ chế hỏi đáp và cơ chế tuần tự. Một vài ứng dụng
yêu cầu chuyển giao thông tin tin cậy mà không cần duy trì
th
ứ tự gói tin, trong khi một số khác lại yêu cầu đáp ứng cả
về thứ tự của gói dữ liệu. Đối với TCP, cả hai trường hợp
này đều gặp phải hiện tượng “nghẽn đầu d
òng” gây nên các

tr
ễ không cần thiết.
 Vấn đề thời gian thực: Cơ chế hỏi đáp trong TCP yêu cầu
có một độ trễ để xác nhận gói tin, điều này làm cho TCP
không đáp ứng được các ứng dụng thời gian thực.
 Các vấn đề bảo mật: TCP rất dễ bị tấn công do cơ chế bảo
mật trong TCP không cao.
Những giới hạn đề cập trên đây của TCP là rất đáng phải quan
tâm khi muốn truyền báo hiệu số 7 qua mạng IP và do đó, đây là
một động lực trực tiếp cho sự ra đời của giao thức SCTP – một
giao thức truyền tải mới của SIGTRAN. SCTP không chỉ giải
quyết được vấn đề truyền tải báo hiệu trong SIGTRAN mà còn có
kh
ả năng đáp ứng cho nhiều ứng dụng khác.