Tài liệu thiết kế hệ thống truyền tải công nghệ số 7 trong NGN, Chương 15 pdf

Chng 15:

Tổng quan về

M3UA
M3UA là giao thức hỗ trợ truyền tải bất cứ báo hiệu ng-ời sử
dụng SS7 MTP3 nào qua mạng IP sử dụng các dịch vụ của SCTP.
Các thành phần của giao thức này cũng cho phép hoạt động không
theo kiểu luồng của các thực thể ngang hàng ng-ời sử dụng MTP3
trong mạng SS7 và mạng IP. Giao thức này đ-ợc sử dụng giữa một
SG và một MGC hay Cơ sở dữ liệu IP, hay giữa các ứng dụng trên
nền IP.
Nhìn chung, cơ chế phân phát báo hiệu từ một SG tới một
MGC hay cơ sở dữ liệu IP phải đáp ứng đ-ợc các yêu cầu sau:
- Hỗ trợ truyền tải tất cả các bản tin ng-ời sử dụng MTP3 SS7
(ví dụ nh- ISUP, SCCP, TUP)
- Hỗ trợ hoạt động không theo kiểu luồng của các thực thể giao
thức ng-ời sử dụng MTP3.
- Hỗ trợ quản lý các liên kết truyền tải SCTP và l-u l-ợng giữa
một SG và một hay nhiều MGC hay các cơ sở dữ liệu IP.
- Hỗ trợ chia tải và và khả năng định tuyến lại (fail-over) ở các
MGC hay cơ sở dữ liệu IP.
- Hỗ trợ thông báo không đồng bộ sự thay đổi trạng thái tới
chức năng quản lý.
Trong khái niệm truyền tải đơn giản nhất, SG sẽ kết cuối lớp
giao thức MTP3, MTP2, phân phát các bản tin ISUP, SCCP và bất
cứ bản tin giao thức ng-ời sử dụng MTP3 nào khác cũng nh- là các


sự kiện quản lý mạng MTP qua các liên kết truyền tải SCTP tới
thực thể ngang hàng ng-ời sử dụng MTP3 ở MGC hay cơ sở dữ

liệu IP.
4.3.2 Kiến trúc giao thức M3UA
Nh- ta đà tìm hiểu trong ch-ơng tr-ớc, kiến trúc khung đ-ợc
xác định để truyền báo hiệu chuyển mạch kênh qua mạng IP sử
dụng nhiều thành phần, bao gồm một giao thức truyền tải báo hiệu
chung và một module thích ứng để hỗ trợ các dịch vụ yêu cầu bởi
một giao thức báo hiệu chuyển mạch kênh nào ®ã tõ líp giao thøc
bªn d-íi cđa nã.
Trong kiÕn tróc khung đó, M3UA đ-ợc xác định nằm trong
module thích ứng ng-ời sử dụng MTP3 phù hợp cho việc hỗ trợ
truyền tải các bản tin của bất cứ lớp giao thức nào đ-ợc xác nhận
đối với MTP mức 3 nh- là một ng-ời sử dụng MTP. Các lớp giao
thức này bao gồm ISUP, SCCP, TUP Các bản tin TCAP và
RANAP đ-ợc truyền trong suốt bởi giao thức M3UA nh- là tải của
SCCP vì chúng là giao thức ng-ời sử dụng SCCP.
M3UA sử dụng các dịch vụ của SCTP nh- là một giao thức
truyền tải báo hiệu chung tin cậy bên d-ới. Điều này tận dụng đ-ợc
nhiều -u điểm của SCTP nh- đà nêu ở phần M2UA.
4.3.3 Các dịch vụ cung cấp bëi líp M3UA
Líp M3UA t¹i mét ASP hay IPSP cung cấp tập t-ơng đ-ơng
các hàm nguyên thủy tại lớp cao hơn của nó cho ng-ời sử dụng
MTP3 nh- đ-ợc cung cÊp bëi MTP møc 3 cho ng-êi sư dơng
MTP3 cđa nó tại một SS7 SEP. Theo cách này, lớp ISUP và SCCP
tại một ASP hay IPSP không quan tâm rằng các dịch vụ MTP3


mong muốn đ-ợc cung cấp từ xa từ một lớp MTP3 tại một SGP,
không phải là từ một lớp MTP3 nội bộ. Lớp MTP3 tại một SGP
cũng có thể không quan t©m r»ng ng-êi sư dơng néi bé cđa nã
thùc tế là phần ng-ời sử dụng xa qua M3UA. Thực ra, M3UA mở

rộng truy nhập tới lớp các dịch vụ MTP3 cho một ứng dụng xa trên
cơ sở IP. Lớp M3UA tự nó không cung cấp các dịch vụ MTP3. Tuy
nhiên, trong tr-ờng hợp nơi ASP đ-ợc kết nối tới nhiều hơn một
SG, lớp M3UA tại một ASP phải duy trì trạng thái của điểm đích
SS7 đà đ-ợc thiết lập và định tuyến các bản tin phụ thuộc vào tình
trạng khả dụng hay nghẽn của các tuyến tới những điểm đích đó
qua mỗi SG.
Lớp M3UA cũng có thể đ-ợc sử dụng cho báo hiệu điểm điểm giữa hai tiến trình server IP (IPSPs). Trong tr-ờng hợp này,
lớp M3UA cung cấp cùng một bộ các hàm nguyên thủy và dịch vụ
tại lớp cao hơn của nó nh- MTP3. Tuy nhiên, trong tr-ờng hợp này
các dịch vụ MTP3 mong muốn không đ-ợc cung cấp từ xa bởi một
SGP. Các dịch vụ MTP3 không đ-ợc cung cấp nh-ng các thủ tục để
hỗ trợ những dịch vụ này là một phần của các thủ tục MTP3 bởi
bản chất điêm - điểm đơn giản hoá của IPSP tới quan hệ IPSP.
4.3.3.1 Hỗ trợ truyền tải b¶n tin ng-êi sư dơng MTP3
Líp MTP3 cho phÐp trun tải các hàm nguyên thuỷ qua một
liên kết SCTP đà đ-ợc thiết lập giữa một SGP và một ASP hay giữa
các IPSP.
Tại một ASP, trong tr-ờng hợp có thể đến đ-ợc điểm đích qua
nhiều SGP, lớp M3UA cũng phải chọn lựa qua SGP nào bản tin
đ-ợc định tuyến hay hỗ trợ cân bằng tải qua các SGP, giảm thiểu sự
truyền sai thø tù.


Lớp M3UA không có tr-ờng thông tin báo hiệu SIF 272 octet
nh- trong giao thức SS7 MTP2. Các khối thông tin lớn hơn có thể
đ-ợc điều chỉnh trực tiếp bởi M3UA/SCTP mà không cần có các
thủ tục phân mảnh/tạo gói của lớp cao hơn nh- SCCP hay ISUP.
Tuy nhiên, trong tr-ờng hợp của SG, kích th-ớc khối tối đa 272
octet phải đ-ợc tuân thủ khi phối hợp hoạt động với mạng SS7 mà

không hỗ trợ truyền các khối thông tin lớn hơn. Điều này giúp
tránh yêu cầu phân mảnh SCCP hay ISUP tại các SGP. Sự giám sát
và cấu hình của mạng SS7 xác định giới hạn kích th-ớc khối tối đa.
4.3.3.2 Các chức năng quản lý chủ động
Lớp M3UA cung cấp khả năng chỉ thị lỗi ở các bản tin M3UA
nhận đ-ợc và thông báo khi cần thiết sự quản lý nội bộ của M3UA
ngang hàng.
4.3.3.3 Phối hợp hoạt động với các chức năng quản lý mạng
MTP3
Tại SGP, lớp M3UA cho phép phối hợp hoạt động với các chức
năng quản lý MTP3 để hỗ trợ các hoạt động không theo kiểu luồng
của các ứng dụng báo hiệu chuyển mạch kênh trong mạng SS7 và
mạng IP. Điều này bao gồm:
- Cung cấp chỉ thị tới ng-ời sử dụng MTP3 tại một ASP rằng
không thể đến đ-ợc điểm đích trong mạng SS7.
- Cung cÊp chØ thÞ tíi ng-êi sư dơng MTP3 tại một ASP rằng
bây giờ có thể đến đ-ợc điểm ®Ých.
- Cung cÊp chØ thÞ tíi ng-êi sư dơng MTP3 tại một ASP rằng
bản tin tới điểm đích trong mạng SS7 đang ở trong tình trạng nghẽn
của SS7.


- Cung cấp chỉ thị tới lớp MTP3 tại một ASP rằng tuyến tới
điểm đích trong mạng SS7 hiện đang bÞ cÊm.
- Cung cÊp chØ thÞ tíi ng-êi sư dơng MTP3 tại một ASP rằng
thực thể ngang hàng ng-ời sử dụng MTP3 hiện đang không khả
dụng.
Lớp M3UA tại một ASP giữ trạng thái của các tuyến tới điểm
đích SS7 xa và có thể khởi tạo một kiểm tra sự khả dụng, tình trạng
nghẽn hay bị hạn chế của điểm đích SS7. Thông tin này đ-ợc yêu

cầu từ lớp M3UA tại SGP.
Lớp M3UA tại một ASP cũng có thể chỉ thị cho một SG rằng
chính nó hay ASP đang bị nghẽn.
4.3.3.4 Hỗ trợ quản lý các liên kết SCTP giữa SGP và ASP
Lớp M3UA tại SGP duy trì trạng thái khả dụng của tất cả các
ASP xa đà đ-ợc thiết lập cấu hình để quản lý các liên kết SCTP và
l-u l-ợng giữa các thực thể ngang hàng M3UA. M3UA cũng duy
trì trạng thái nghẽn và tình trạng kích hoạt hay không của các ASP
xa.
Lớp M3UA có thể đ-ợc h-ớng dẫn bởi sự quản lý nội bộ để
thiết lập một liên kết SCTP tới một node M3UA ngang hàng. Điều
này có thể đạt đ-ợc bằng cách sử dụng các hàm nguyên thủy để
yêu cầu, chỉ dẫn và xác nhận sự thiết lập một liên kết SCTP với một
node M3UA ngang hàng. Để tránh liên kết SCTP thừa giữa hai
node M3UA, một phía (client) phải đ-ợc ấn định thiết lập liên kết
hay thông tin cấu hình M3UA phải đ-ợc duy trì để phát hiện liên
kết thừa.


Sự quản lý nội hạt có thể yêu cầu từ lớp M3UA tình trạng của
các liên kết SCTP bên d-ới bằng cách sử dụng các hàm nguyên
thuỷ yêu cầu và xác nhận trạng thái SCTP. M3UA cũng có thể
thông báo một cách tự động cho quản lý nội bộ lý do để giải phóng
một liên kết, đ-ợc xác định một cách nội bộ trong lớp M3UA hay
bởi hàm nguyên thuỷ từ SCTP.
M3UA cũng có thể thông báo cho quản lý nội bộ sự thay đổi
trong trạng thái của một ASP hay AS. Điều này có thể đạt đ-ợc
bằng cách sử dụng các hàm nguyên thuỷ phù hợp.
4.3.3.5 Hỗ trợ quản lý kết nối tới nhiều SGP
Một ASP có thể đ-ợc kÕt nèi tíi nhiỊu SGP. Trong tr-êng hỵp

nh- vËy, cã thể giao tiếp đ-ợc với một điểm đích SS7 riêng biệt qua
nhiều hơn một SGP hay SG, có nghĩa là qua nhiều hơn một tuyến.
Vì ng-ời sử dụng MTP3 chỉ duy trì trạng thái ở một điểm đích mà
không phải trên toàn tuyến, lớp M3UA phải duy trì trạng thái (độ
khả dụng, hạn chế, trạng thái nghẽn của tuyến tới đích) của từng
tuyến, tổng hợp thành thông tin chung về độ khả dụng hay tắc
nghẽn của điểm đích từ trạng thái của từng tuyến, và thông báo cho
ng-ời sử dụng MTP3 trạng thái này khi nó thay đổi.


4.3.4 Chức năng của M2UA
4.3.4.1 Biểu diễn mà điểm báo hiệu
Trong mạng báo hiệu SS7, để có thể định tuyến đ-ợc, một SG
có thể phải chịu trách nhiệm trình bày một tập các node trong
mạng IP thành mạng SS7. Bản thân SG là một điểm báo hiệu trong
mạng SS7 cũng có thể đ-ợc đánh địa chỉ với một mà điểm SS7 do
mục đích quản lý MTP3. MÃ điểm SG cũng có thể đ-ợc sử dụng
cho đánh địa chỉ bất cứ ng-ời sử dụng MTP3 nào tại SG chẳng hạn
nh- lớp SCCP nội bộ.
Một SG có thể đ-ợc phân chia về mặt logic để hoạt động trong
nhiều mạng SS7. Trong tr-ờng hợp nh- vậy, SG có thể đ-ợc đánh
địa chỉ với một mà điểm trong mỗi mạng, và biểu diễn một tập các
node trong mạng IP sang từng mạng SS7.
Các server ứng dụng có thể đ-ợc biểu diễn bởi cùng mà điểm
của SG, mà điểm riêng của chính nó hay đ-ợc nhóm với các server
ứng dụng khác vì mục đích dự phòng mà điểm. Một mà điểm đơn
có thể đ-ợc sử dụng để biểu diễn SG cùng với tất cả các server øng
dơng nÕu mn.
NÕu mét ASP hay nhãm ASP kh¶ dụng đối với mạng SS7 qua
nhiều hơn một SG, các ASP sẽ đ-ợc biểu diễn đặc thù bằng một mÃ

điểm khác biệt so với bất kỳ mà điểm SG nào. Điều này cho phép
những SG này có thể đ-ợc nhìn từ phía mạng SS7 nh- là những
STP, mỗi SG có một tuyến hoạt động tới cùng ASP. Trong điều
kiện lỗi khi mà ASP trở nên không khả dụng từ một trong những
SG, cách tiếp cận trên cho phép truyền bản tin quản lý tuyến MTP3
giữa mạng SG và SS7, cho phép định tuyến lại SS7 đơn giản thông


qua một SG thay đổi mà không phải thay đổi địa chỉ mà điểm đích
của l-u l-ợng SS7 tới ASP.
Khi có thể liên lạc với AS nào đó thông qua nhiều hơn một
SGP, các Khoá định tuyến t-ơng ứng trong SGP phải đồng nhất.
Hình vẽ sau cho thấy một SG có thể đ-ợc phân chia về mặt
logic trong hai mạng

4.3.4.2 Routing Context và Routing Key
Khái niệm
Việc phân chia bản tin SS7 giữa SGP và server ứng dụng đ-ợc
xác định bằng các Routing Key và Routing Context gắn liền với
nó.
Một Routing Key là một tập cần thiết các thông số SS7 đ-ợc
sử dụng để lọc các bản tin SS7, trong khi thông số Routing Context
là một giá trị nguyên 4 byte ®-ỵc kÕt hỵp víi Routing Key theo
quan hƯ 1:1. Do đó Routing Context có thể đ-ợc xem nh- là một
chỉ mục tới bảng phân phối bản tin node gửi chứa các Routing Key.
Thông tin định tuyến/đánh địa chỉ SS7 có thÓ trong Routing
Key bao gåm OPC, DPC, SIO trong nh·n định tuyến MTP3, hay
tr-ờng xác định ng-ời sử dụng MTP3 (chẳng hạn nh- ISUP CIC, số
phân hệ SCCP ). Một số ví dụ về Routing Key là: DPC, kết hợp cña

DPC/OPC, kết hợp của DPC/OPC/CIC hay kết hợp của DPC/SSN.
Thông tin riêng đ-ợc sử dụng để xác định một Routing Key M3UA
là phụ thuộc vào mạng và ứng dụng.
Một tiến trình server ứng dụng ASP có thể đ-ợc thiết lập cấu
hình để xử lý l-u l-ợng báo hiệu liên quan đến nhiều hơn một
server ứng dụng qua một liên kết SCTP. Trong các bản tin quản lý
ASP tích cực và không tích cực, l-u l-ợng báo hiệu bắt đầu hay
dừng lại đ-ợc phân loại bằng các thông số Routing Context. Trong
một ASP, thông số Routing Context xác định duy nhất dải các l-u
l-ợng báo hiệu kết hợp với mỗi server ứng dụng và ASP đ-ợc thiết
lập để nhận.
Giới hạn của Routing Key
Routing Key phải là duy nhất sao cho mỗi bản tin báo hiệu
SS7 nhận đ-ợc phải hoàn toàn phù hợp hay một phần với kết quả
định tuyến. Giá trị dải thông số trong một Routing Key không cần
thiết phải liên tiếp nhau. Ví dụ, một AS có thể đ-ợc cấu hình để hỗ
trợ xử lý cuộc gọi cho nhiều dải trung kế PSTN mà không đ-ợc
biểu diễn bằng các giá trị CIC liên tục.
Quản lý Routing Key và Routing Context
Có hai cách để giám sát một Routing Key tại một SGP. Một
Routing Key có thể đ-ợc cấu hình tĩnh bằng cách sử dụng giao
diện quản lý thực hiện độc lập hay một cách động bằng các thủ tục
đăng ký Routing Key M3UA.
Khi sử dụng giao diện quản lý để cấu hình Routing Key, chức
năng phân phối bản tin trong SGP không bị giới hạn trong tập các
thông số mà các thuật toán phân phối bản tin khác có thể ®-ỵc sư
dơng.

Phân phối bản tin tại SGP
Để chuyển bản tin nhận đ-ợc từ mạng MTP3 SS7 tới đích phù
hợp trong mạng IP, SGP phải thực hiện chức năng phân phối bản
tin bằng cách sử dụng thông tin từ bản tin ng-ời sử dụng MTP3.
Để hỗ trợ phân phối bản tin này, SGP có thể duy trì một bản
t-ơng đ-ơng của bảng biên dịch địa chỉ mạng, sắp xếp thông tin
bản tin SS7 tíi mét server øng dơng AS cho mét øng dụng riêng
biệt và một dải l-u l-ợng. Điều này có thể đạt đ-ợc bằng cách so
sánh các thành phần của bản tin SS7 đến với các Routing Key hiện
tại đà đ-ợc xác định trong SGP.
Những Routing Key này đến l-ợt nó có thể sắp xếp trực tiếp
vào một AS cho phép bởi một hay nhiều ASP. Những ASP này
cung cấp thông tin trạng thái động liên quan đến độ khả dụng, khả
năng xử lý l-u l-ợng và tắc nghẽn tới SGP bằng cách sử dụng các
bản tin quản lý khác nhau xác định trong giao thức M3UA.
Danh sách các ASP trong một AS đ-ợc thiết lập động, không
tính đến độ khả dụng, khả năng xử lý l-u l-ợng và trạng thái nghẽn
của từng ASP trong danh sách, cũng nh- là những sự thay đổi cấu
hình hay cơ chế định tuyến lại chống lỗi có thể.
Thông th-ờng, một hay nhiều ASP đ-ợc kích hoạt (có nghĩa là
xử lý l-u l-ợng) trong AS nh-ng trong tr-ờng hợp chuyển tiếp hay
lỗi nào đó thì có thể không có ASP nào đ-ợc kích hoạt mà khả
dụng cả. Các kịch bản quảng bá, chia tải và dự phòng đ-ợc hỗ trợ.
Khi không có Routing Key nào phù hợp của bản tin SS7 đến,
cơ chế xử lý mặc định có thể đ-ợc xác định. Giải pháp có thể là
cung cấp một AS mặc định tại SGP mà định h-ớng tất cả l-u l-ợng


ch-a đ-ợc chỉ định tới một (hay nhiều) các ASP mặc định, hay bỏ
bản tin và thông báo cho quản lý lớp.

Phân phối bản tin tại ASP
ASP phải lựa chọn một SGP để định h-ớng một bản tin tới
mạng SS7. Điều này đ-ợc thực hiện băng cách quan sát mà điểm
đích DPC (và các thành phần khác có thể của bản tin đầu ra, chẳng
hạn nh- giá trị SLS). ASP cũng không quan tâm xem là Routing
Context đ-ợc kích hoạt hay không.
4.3.4.3 Phối hợp hoạt động SS7 và M3UA
Trong tr-ờng hợp phối hợp hoạt động SS7 và M3UA, lớp thích
ứng M3UA đ-ợc thiết kế để cho phép mở rộng các hàm nguyên
thuỷ xác định bởi MTP3.
Lớp SS7 cổng báo hiệu
SG chịu trách nhiệm kết cuối MTP mức 3 của giao thức SS7
và cung cấp sự mở rộng trên cơ sở IP tíi ng-êi sư dơng cđa nã.
Tõ phÝa m¹ng SS7, SG phải truyền và nhận các bản tin SS7
MSU tới và từ mạng PSTN qua giao diện mạng SS7 chuẩn, sử dụng
phần truyền bản tin SS7 MTP để cung cấp sự truyền dẫn tin cậy
những bản tin này.
Tại một giao diện mạng SS7 chuẩn, sử dụng các tuyến báo
hiệu MTP mức 2 không phải là khả năng duy nhất. Các tuyến tốc
độ cao trên cơ sở ATM cũng có thể đ-ợc sử dụng với các dịch vụ
của Lớp thích ứng ATM báo hiệu SAAL. Các giao diện IP cũng
hoàn toàn có thể bằng cách sử dụng các dịch vụ của M2UA hay
M2PA.


Các bản tin đ-ợc kết cuối tại STP hay SEP. Sử dụng các dịch
vụ của MTP3, SG có khả năng thông tin với các SEP SS7 xa trong
mô hình tựa kết hợp. Trong mô hình này STP có thể đ-ợc sử dụng
trên tuyến giữa SEP và SG.
Phối hợp hoạt động SS7 và M3UA tại SG

SGP cung cấp phối hợp hoạt động về mặt chức năng của chức
năng truyền tải giữa mạng SS7 và mạng IP bằng cách cũng hỗ trợ
lớp thích ứng M3UA. Nó cho phép truyền tải các bản tin báo hiệu
ng-ời sử dụng MTP3 tới và từ một ASP trên nền IP, nơi mà có lớp
giao thức ng-ời sử dụng MTP ngang hàng.
Để quản lý ng-ời sử dụng SS7, các giao thức ng-ời sử dụng
MTP3 tại ASP phải nhận thông tin chỉ thị về độ khả dụng của điểm
báo hiệu SS7, tình trạng nghẽn SS7 và tình trạng không khả dụng
phần ng-ời sử dụng xa nh- là tại một node SEP SS7. Để thực hiện
điều này, các hàm nguyên thuỷ phù hợp đ-ợc nhận tại giao diện
lớp cao hơn MTP3 tại SG cần đ-ợc truyền tới giao diện lớp thấp
hơn ng-ời sử dụng MTP3 xa tại ASP.
Các bản tin quản lý MTP3 không đ-ợc đóng gói nh- là tr-ờng
dữ liệu của bản tin DATA và đ-ợc gửi từ SG tíi ASP hay tõ ASP
tíi SG. SG ph¶i nhËn những bản tin này và tạo bản tin M3UA phù
hợp.
Server ứng dụng (AS)
Các nhóm AS chịu trách nhiệm cung cấp sự hỗ trợ chung cho
một hay nhiều lớp cao hơn SS7. Nhìn từ phía mạng SS7, Các nhóm
quản lý điểm báo hiệu SPMC cung cấp sự hỗ trợ đầy đủ cho các
dịch vụ lớp cao hơn cho một mà điểm xác định. Ví dụ, một SPMC
cung cấp cáckhả năng MGC có thể hỗ trợ đầy đủ cho ISUP (và bất


cứ ng-ời sử dụng MTP nào khác tại mà điểm của SPMC) cho một
mà điểm cho tr-ớc.
Trong tr-ờng hợp một ASP đ-ợc kết nối tới nhiều SGP, lớp
M3UA phải duy trì trạng thái của điểm đích SS7 đà đ-ợc thiết lập
cấu hình và gửi các bản tin phụ thuộc vào trạng thái hạn chế/tắc
nghẽn/khả dụng của các tuyến đ-ờng tới ®iÓm ®Ých SS7.