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1、ss7 信令协议栈简介协议是通过网络传送数据的规则集合。协议栈也就是协议的分层结构，协议分层的目的是为了使各层相对独立，或使各层具有不同的职能。SS7 协议一开始就是按分层结构的思想设计的，但 SS7 协议在开始发展时，主要是考虑在数字电话网和采用电路交换方式的数据通信网中传送各种与电路有关的信息，所以 CCITT 在 80 年代提出的SS7 技术规范黄皮书中对SS7 协议的分层方法没有和OSI 七层模型取得一致，对SS7 协议只提出了4 个功能层的要求。这4 个功能层如下：物理层：就是底层，具体是DS0 或 V.35 。数据链路层：在两节点间提供可靠的通信。网络层：提供消息发送的路由选择.。
2、用户部份应用部份：就是数据库事务处理，呼叫建立和释放。MTP1( 消息传递部分第一层)：即物理层。MTP1( 消息传递部分第二层)：即数据链路层。MTP1( 消息传递部分第三层)：即网络层。SCCP （信令连接控制部分）TCAP （事务处理应用部分）ISUP （ISDN 用户部分）TUP （电话用户部分）MTP1 是 SS7 协议栈中的最底层，对应于OSI 模型中的物理层，这一层定义了数字链路在物理上，电气上及功能上的特性。物理接口的定义包括：E1，T1，DS1，V.35,DS 0，DS 0A （56K ）。MTP2 确保消息在链路上实现精确的端到端传送。MTP2 提供流控制，消息序号，差错检
3、查等功能。当传送出错时，出错的消息会被重发。MTP2 对应 OSI 模型中的数据链路层。MTP3 在 SS7 信令网中提供两个信令点间消息的路由选择功能，消息在依次通过MTP1 ， MTP2 ，MTP3 层之后，可能会被发送回MTP2 再传向别的信令点，也可能会传递给某个应用层，如：SCCP 或 ISUP 层。MTP3 还提供一些网管功能的支持，包括： 流量控制， 路由选择和链路管理。MTP3 对应 OSI 模型中的网络层。SCCP 位于 MTP 之上，为 MTP 提供附加功能，以便通过SS7 信令网在信令点之间传递电路相关和非电路相关的消息，提供两类无连接业务和两类面向连接的业务。无连接业务
4、是指在两个应用实体间， 不需要建立逻辑连接就可以传递信令数据。面向连接的业务在数据传递之前应用实体之间必须先建立连接，可以是一般性的连接，也可以是逻辑连接。SCCP 以全局码（ GT ）的形式扩展SS7 协议的寻址能力和路由能力，这些扩展基于被叫号码的寻址信息。TCAP （事务处理应用部分）允许应用调用远端信令点的一个或多个操作，并返回操作的结果。比如：数据库访问或远端调用处理命令等。使用SCCP 无连接业务（基本的或有序的），TCAP 在两个用户应用之间提供事务处理对话。ISUP （ISDN 用户部分）在交换局提供基于电路的连接，它直接和MTP3 层通信。ISUP 提供基础电信业务，包括连接
5、建立，监示和释放。TUP （电话用户部分）在ITU TS 标准里， TUP 和 ISUP 功能相似，提供相似的业务（如：呼叫建立和拆除）。TUP 提供的业务比ISUP 少，不支持ISUP 中某些业务类别，比如：非话音业务和补充业务，还有，TUP 不传递与电路无关的消息包。TUP 与 ISUP 比较应用范围： TUP 主要用于南美洲，墨西哥，亚洲和东欧国家。而ISUP 用于其他地方的国家。ISUP 比 TUP 提供更丰富的业务，特别是非话音数字业务。TUP 和 ISUP 都提供快速的呼叫建立和拆除；都在呼叫请求消息里包含主叫号码。总的来说， TUP 和 ISUP 的基本功能相同，ISUP 能提供
6、更多的业务，它们分别在不同的国家得到了应用。2. SS7信令系统的呼叫流程及其优势SS7信令属于公共信道信令，其信令系统独立于话音系统，信令消息完全数字化，采用数据包方式发送数据。信令链路具有握手，检验，差错控制，拥塞控制，冗余备份等能力。下图是 SS7信令系统示意图。下面图示SS7信令系统的呼叫流程：交换局收到电话用户拔的被叫号码，它就形成一个IAM 消息， IAM 消息是一个呼叫发起消息，消息里包含有主被叫号码，传输能力，电路标识等信息，并把这一消息发向被叫交换局。被叫交换局收到主叫交换局发来的IAM 消息， 查询被叫电话状态，若这时被叫用户 正忙，则向主叫交换局发回REL 消息， REL
7、 消息包含了拆线原因：被叫用户忙。主叫交换局向主叫送忙音，呼叫不能建立。这种情况下不需要占用任何中继设备。若这时被叫用户闲，则被叫交换局向主叫交换局发回地址全（ACM ）消息， ACM 消息表示：所有必需的地址信息（主被叫号码）己经全部收到，己向被叫振铃，向主叫送回铃音。被叫用户摘机，则被叫交换局向主叫交换局发回应答（ANM ）消息， ANM 消息指示：被叫用户己摘机，双方将要进入通话状态，计费马上要开始。主叫交换局收到被叫交换局发来的ANM 消息，确认呼叫进入通话状态，双方进入通话状态，开始计费。通话过程中没有SS7消息传递。通话结束被叫挂机，被叫交换局向主叫交换局发挂机信号REL 消息。主
8、叫交换局收到被叫交换局发来的REL 消息后，向被叫交换局发出释放监护消息（RLG ），各汇接交换局及被叫交换局拆线，释放所有有关资源。主叫交换局向主叫用户送忙音，呼叫结束。SS7信令的优势由于呼叫建立，释放的速度快，大大提高了中继的利用率。由于呼叫建立快，电话用户使用时不用等候，提高了用户的满意度。新业务扩展容易，如：o主叫显示o无线自动漫游o800 号可携带电话号码o本地可携带电话号码由于 SS7网络是独立的数据网，支持全球性的网络连接和数据库访问。问题及解答A. 为什么SS7信令网建立呼叫要比传统的一号信令网快？因为 SS7信令是公共信道信令，信令传送采用独立于话音的全数据化通道，数据包的
9、传送速度在毫秒级以内。而传统一号信令是随路信令，信令传送通过话音通道内的双音频信号携带， 发送每一位号码大约需要0.25 秒，若以主被叫号码七位计算，建立呼叫需要4 至 5秒。所以在建立呼叫方面SS7信令要比一号信令快得多。ISUP 呼叫建立流程示例3.2 ISUP 呼叫建立示例如下图所示，当一个用户摘机并拔被叫号码，交换局（SSP1）收集并分析被叫号码，分析到被叫不是本局内用户，而是目的信令点编码为1.1.3 交换局的用户， 于是， SSP1在路由表中查找到达1.1.3 的路由，然后用找到的链路把IAM 消息发送出去，如图中箭头所示。SS7协议的 MTP 层完成发送消息路由方面的所有工作，包
10、括查路由表，发送DPC，源信令点（ SSP1）编码，以及占用的电路号CIC。ISUP 层处理 IAM 消息，包括主被叫号码信息。当消息（ IAM ）到达路由中下一个交换点1.1.2 时，MTP 层再次分析路由。在1.1.2 中，MTP 查找目的信令点编码，并发现：这个消息不是发给自己的，然后就找出转发这个消息的路由及具体的链路。交换局把消息1.1.2（IAM ）转发出去。当消息到达交换局1.1.3（SSP2）时， MTP 层识别到这一消息是发给它的。目的交换局 (SSP2)检验 IAM 消息， 然后向源交换局 （SSP1）发回地址全消息 （ACM ），这一消息会沿着原来IAM 发送的路由反向传
11、回SSP1。每个经过的交换局都会查看消息的DPC，看看消息是不是发给自己的，若不是给自己的，就把它转发到相应的路由，直到消息到达它的目的（DPC）。目的交换局向被用户振铃，主叫局向主叫送回铃音。这时， 电路交换网的话音通道仍未建立连接。现在被叫摘机，应答消息（ANM ）从 1.1.3 发向 1.1.1，电路交换网的话音通道才建立连接，主被叫进入通话。如下图所示：800 业务的 TCAP 消息路由示例,各种信令点用到的SS7协议层3.3 800 业务的 TCAP 消息路由示例主叫用户拔叫800 用户号， 这就触发位于交换局（图中 SSP）内的路由应用程序发出一个 TCAP 查询。图中的STP 收
12、到查询，用MTP 层和 SCCP 层协议转发查询到SCP 的 800号码数据库。这样，SSP中的应用程序就和SCP 直接建立了对话。从 SCP 返回一个与800 号码对应的本地用户号给SSP，事务处理就结束了。3.4 各种信令点用到的SS7协议层思考题请描述各 MTP 层和 ISUP 层在呼叫建立时的作用。第二课SS7信令系统网络简介链路的类型，链路的容量，可靠性，信令点编码，路由和路由集2.7 链路的类型下图显示了各种类型的链路，各种类型的链路在物理上都是DS1 或 T1 或 E1 中的一个时隙。这些链路类型的定义和具体连接两节点的链路配置有关，定义这些链路类型的目的，是为了更好地管理网络，
13、特别是为了减少网络中断的可能。为了提高网络的可靠性，必需要有多个通道可以传送消息。在ANSI 和 ITU T 的标准里，都有相应的规则说明如何通过各种类型的链路传递消息，（如下图所示的网络中，当从SSP1往 SSP2发消息时，首先试图从 A 链路发送消息，如果消息发送不出去，再试从F 链路发送）。以及如何避开网络瓶颈传递消息。上图中所示的链路类型，分别是：A 链路是访问链路，是指连接SSP或 SCP 到 STP 的链路。图中红色线条所示。B 链路是桥接链路，是指连接不同地域的两个STP 的链路。图中蓝色线条所示。C 链路是交叉链路，是指连接两个冗余STP 的链路。图中绿色线条所示。D 链路是对
14、角链路，是指通过STP 连接到其它SS7网络的链路。图中棕色线条所示。E 链路是扩展链路，是指连接不同地域的SSP和 STP 的链路。图中黄色线条所示。F 链路是直连链路，是指直接连接两个SSP的链路。图中黑色线条所示。2.8 链路的容量在通常情况下，SS7 信令系统在设计时条链路的数据传输容量以其实际容量的40计算。要计算在给定数据流量下需要多少链路，必须知道：链路的传输速率。链路中传送消息的平均长度。然后就能计算出每条链路的消息传输容量，再求出需要多少链路。下面给出一个计算实例：- 假定一条64kbps 的 DS0 链路，通常以速率的40计算容量。- 64000 bits/1 byte (
15、8 bits) = 8000 bytes/ 秒; 乖以40% = 3200 bytes/秒 就是 DS0 的数据传输速度为3200 字节秒。- 消息的平均长度（ISUP）为 40 字节。- 每条链路每秒能传送的消息条数320040。- 所以在一条DS0 链路上每秒钟能传送80 条 ISUP 消息。2.9 可靠性Telcordia 标准要求：一个给定的链路集在年中中断的时间不能超过10 分钟。为了确保可靠， SS7信令网一般采用冗余配置，下面列出了几种保证可靠性的方法：每个 SSP或 SCP 信令点通常都至少和两个以上的STP 有链路相连。如果两条链路共同分担流量，通常它们的数据流量不能超过40
16、的容量。STP 信令点通常都是成对冗余配置的。2.10 ANSI 信令点编码每个 SP（信令点）都有一个唯一的网络地址叫做信令点编码，ANSI 信令点编码采用24 位分等级的地址编码：8 位的网络号8 位的集团号8 位的成员号中国国内也采用24 位的信令点编码，具体的三个八位组意义如下：8 位的主信令区编码，省份（或市）。8 位的分信令区编码，代表各信令点所在交换局的等级。8 位具体的信令点编码。为了压缩路由表的大小，可以用路由掩码来分发消息：只包含网络号的路由掩码。包含网络号和集团号的路由掩码。路由表中当然可以包含全部24 位的信令点编码。2.11 ITU T 信令点编码国际信令网的信令点编码采用14 位编码，其中：3 位表示全球按地理区域划分的大区号，如：中国处于第四大区，美国处于第三大区。8 位表示大区内的区域网号，中国的区域号为120。3 位表示具体的信令点编码。有些国家采用14 位编码，有些国家采用24 位编码。2.12 路由和路由集路由是从源信令点到达目的信令点所要经过的预先确定的信令消息传送路径，路由有以下特点：可以由一个或多个
