【正文】 ..................................................................................................................... 15 一、 SCTP 概念 ........................................................................................................................ 15 二． SCTP 協(xié)議消息 ................................................................................................................ 16 三、 SCTP 協(xié)議功能實現(xiàn) ........................................................................................................ 23 第三節(jié) M3UA ............................................................................................................................ 24 一、 M3UA 概念與功能 ........................................................................................................ 24 二、 M3UA 協(xié)議結(jié)構(gòu)與典型消息 ........................................................................................ 26 第四節(jié) 本章小結(jié) ........................................................................................................................ 31 第四章 現(xiàn)網(wǎng) SIGTRAN 抓包數(shù)據(jù)分析 ........................................................................................ 32 第一節(jié) 抓包工具 WIRESHARK 簡介 ...................................................................................... 32 第二節(jié) 現(xiàn)網(wǎng) SIGTRAN 抓包數(shù)據(jù)分析 .................................................................................... 32 V 第三節(jié) 本章小結(jié) .......................................................................................................................... 35 結(jié) 論 ................................................................................................................................................ 36 致 謝 ................................................................................................................................................ 38 參考文獻 ............................................................................................................................................ 39 附 錄 ................................................................................................................................................ 40 一、英文原文 ................................................................................................................................ 40 二、英文翻譯 ................................................................................................................................ 42 1 第一章 前言 第一節(jié) 移動通信的發(fā)展與網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀 以 GSM 為代表的第二代移動通信系統(tǒng)以傳輸話音和低速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)為目的，從 1996 年起，為了解決中速數(shù)據(jù)傳輸問題，又出現(xiàn)了以 GPRS 為代表的第 代的移動通信系統(tǒng)。隨著移動通信數(shù)據(jù)和多媒體業(yè)務(wù)的迅猛發(fā)展，移動通信用戶對高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的需求越來越強烈。于是第三代移動通信 3G（ the third Generation）應(yīng)運而生。經(jīng)過多年的研究和發(fā)展，第三代合作伙伴計劃 3GPP(3G Partner Plan)標準組織定義了多個版本，目前主要有 R99，R4， R5， R6 [1]。 從 R4 開始核心網(wǎng)的電路域向 IP 演進，引入了軟交換（ Software Switch）的概念，實現(xiàn)了話音業(yè)務(wù)的承載與控制分離。 R4 版將 R99 版中的移動交換中心 MSC（ Mobile Switching Center）變?yōu)?MSC Server 和媒體網(wǎng)關(guān) MGW(Media Gate Way)，話音通過媒體網(wǎng)關(guān) MGW進入核心網(wǎng)進行傳輸 ， MSC Server 完成 呼叫控制和移動性管理。 R4 版核心網(wǎng)的承載也開始向IP 方向發(fā)展， 核心網(wǎng)的電路域 和分組域 采用分組承載網(wǎng)絡(luò)，電路域不再采用傳統(tǒng)的七號信令承載。即 R4 版的核心網(wǎng)只需要建一個分組承載網(wǎng)絡(luò)即可，而不是像 R99 版的核心網(wǎng)需要兩個承載網(wǎng)絡(luò) [2]。 然而，傳統(tǒng)的電路交換網(wǎng)絡(luò)（如 PSTN/PLMN）采用的是七號信令承載。于是，當基于 R4 的 3G 網(wǎng)絡(luò)與傳統(tǒng)的電路交換網(wǎng)絡(luò)進行互通時，必然需要解決七號信令 SS7 ( Signaling System)與 IP 互通的問題。 一、軟交換的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 軟交換網(wǎng)絡(luò)是一個可以同時向用戶提供語音、數(shù)據(jù)、視頻等業(yè)務(wù)的開放網(wǎng)絡(luò)。軟交換網(wǎng)絡(luò)的主要思想是業(yè)務(wù)， 控制與傳輸相分離 ， 各實體間通過標準的協(xié)議進行連接和通信。它采用一種分層的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使得組網(wǎng) 變得 更加靈活和方便。軟交換網(wǎng)絡(luò)一共分為 3 層，從下往上依次是：連接層、控制層和應(yīng)用層 ， 如圖 所示。 2 圖 軟交換網(wǎng)絡(luò)的分層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) (一 )連接層 連接層的主要作用是利用各種接入設(shè)備實現(xiàn)不同用戶的接入，并實現(xiàn)不同信息格式之間的轉(zhuǎn)換，其功能有些類似傳統(tǒng)程控交換機中的用戶模塊或中繼模塊。連接層的設(shè)備都沒有呼叫控制的功能，它必須要和控制層設(shè)備相配合，才能完成所需要的操作。在軟交換網(wǎng)絡(luò)中，所有的業(yè)務(wù)、所有的媒體流都 是通過一個統(tǒng)一的傳送網(wǎng)絡(luò)傳遞，這就是連接層需要完成的功能。連接層要求是一個高帶寬的，有一定 QoS 保證的網(wǎng)絡(luò)。如 IP 網(wǎng)絡(luò)。 連接層中包括各種各樣的連接設(shè)備 [3]，其中主要的有： 1． 信令網(wǎng)關(guān) （ SGW， Signaling Gateway） 它的作用是通過電路與 信令網(wǎng)相連，將窄帶的 信令轉(zhuǎn)換為可以在分組網(wǎng)上傳送的信令，并傳遞給控制層設(shè)備進行處理。 2． 中繼網(wǎng)關(guān)（ TGW， Trunking Gateway） 它一側(cè)通過電路與傳統(tǒng)電話網(wǎng)的交換局連接，一側(cè)與分組網(wǎng)連接，通過與控制層設(shè)備的配合， 在分組網(wǎng)上實現(xiàn)語音業(yè)務(wù)的長途 /匯接功能。 3． 接入網(wǎng)關(guān)（ AGW， Access Gateway） 與中繼網(wǎng)關(guān)一樣，接入網(wǎng)關(guān)也主要是為了在分組網(wǎng)上傳送語音而設(shè)計。所不同的是， 3 接入網(wǎng)關(guān)的電路側(cè)提供了比中繼網(wǎng)關(guān)更為豐富的接口。這些接口包括直接連接模擬電話用戶的 POTS接口、連接傳統(tǒng)接入模塊的 、連接 PBX小交換機的 PRI接口以及 xDSL接口等，從而實現(xiàn)了銅線方式的綜合接入功能。 4． 無線接入網(wǎng)關(guān)（ WGW， Wireless Access Gateway） 它的主要作用是實現(xiàn)無線用戶的接入。 (二 )控制層 控制層是軟交換網(wǎng)絡(luò)的呼叫控制核心，該層的設(shè)備被稱為軟交換設(shè)備、軟交換機或媒體網(wǎng)關(guān)控制器（ MGC）。雖然名稱不同，但是它們的含義是一樣的，都是用來控制 連接層設(shè)備完成呼 叫接續(xù)。軟交換設(shè)備的主要功能包括呼叫控制、業(yè)務(wù)提供、業(yè)務(wù)交換、資源管理、用戶認證、 SIP 代理等。 (三 )業(yè)務(wù)應(yīng)用層 在傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中，因為受設(shè)備的控制，業(yè)務(wù)的開發(fā)一直是一個比較復(fù)雜的事情，軟交換網(wǎng)絡(luò)之所以產(chǎn)生的原因之一就是要降低業(yè)務(wù)開發(fā)的復(fù)雜度，讓運營商能夠更加方便靈活地向用戶提供更多更好的業(yè)務(wù)。因此，軟交換網(wǎng)絡(luò)采用了業(yè)務(wù)與控制相分離的思想，將與業(yè)務(wù)相關(guān)的部分獨立出來，形成了應(yīng)用層。應(yīng)用層的作用就是利用各種設(shè)備為整個軟交換網(wǎng)絡(luò)體系提供業(yè)務(wù)上的支持。 二、下一代網(wǎng) 絡(luò) NGN 的發(fā)展 下一代網(wǎng)絡(luò) NGN(Next Generation Network)能夠提供集語音、視頻、數(shù)據(jù)為一體的多媒體綜合業(yè)務(wù)，同時也能大幅度提升電信運營商的實際業(yè)務(wù)需求，這種強大功能成為電信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的新趨勢，并已經(jīng)成為電信領(lǐng)域新的研究熱點，是傳統(tǒng)電信技術(shù)發(fā)展和演進的一個重要里程碑。從網(wǎng)絡(luò)特征和網(wǎng)絡(luò)發(fā)展上看，它源于傳統(tǒng)智能網(wǎng)的業(yè)務(wù)和呼叫控制相分離的基本理念，并將承載網(wǎng)絡(luò)分組化、用戶 接入多樣化等網(wǎng)絡(luò)技術(shù)思路在統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)下實現(xiàn)。因此，準確地說下一代網(wǎng)絡(luò)并不是一場技術(shù)革命，而是一種網(wǎng)絡(luò)體系的革命。它繼承了現(xiàn)有電信技術(shù)的優(yōu)勢，是以軟交換為控制核心、分組交換網(wǎng)絡(luò)作為傳輸承載平臺和結(jié)合多種接入方式 (包括固定通信網(wǎng)、移動通信網(wǎng)等 )的網(wǎng)絡(luò)體系。下一代網(wǎng)絡(luò)將是一種融合和平穩(wěn)過渡的網(wǎng)絡(luò)。它不僅能夠?qū)崿F(xiàn)傳統(tǒng)的電信網(wǎng)絡(luò)、計算機網(wǎng)絡(luò)和有線電視網(wǎng)的三網(wǎng)融合，而且原來的網(wǎng)絡(luò)與新的網(wǎng)絡(luò)也必將并存相當長的時間。這就要求新的網(wǎng)絡(luò)能夠 與傳統(tǒng)的七號信令網(wǎng) SS7 互通，從而實現(xiàn)全網(wǎng)的融合和保持平穩(wěn)過渡。 隨著電信業(yè)務(wù)迅 猛發(fā)展，以互聯(lián)網(wǎng)為代表的新技術(shù)革命正在深入地改變著傳統(tǒng)電信網(wǎng)絡(luò)的概念和體系，電信網(wǎng)正面臨著一場巨變。移動通信技術(shù)和業(yè)務(wù)的巨大成功正在改變世 4 界電信的基本格局，革命性的技術(shù)突破為下一代網(wǎng)絡(luò)的誕生打下了堅實的基礎(chǔ)。由于市場的需要電信業(yè)務(wù)的業(yè)務(wù)組成發(fā)生了根本性需求變化，這種變化需要有效的技術(shù)支撐。從 1876年貝爾發(fā)明電話以來的 100 多年里，電話網(wǎng)的業(yè)務(wù)一直以電話業(yè)務(wù)為主，由傳統(tǒng)的電路交換網(wǎng)支撐。近幾年來，以 IP 為主的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的飛速發(fā)展打破了這種傳統(tǒng)格局，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)已經(jīng)日趨成為電信網(wǎng)的主導業(yè)務(wù)，突發(fā)型數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需要新的下 一代網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進行有效支撐。在這種大環(huán)境下，軟交換網(wǎng)絡(luò) 作 為現(xiàn)有電路交換網(wǎng)至下一代網(wǎng)絡(luò)的平滑過渡網(wǎng)絡(luò)孕育而生。 現(xiàn)在軟交換技術(shù) 已全面實現(xiàn)于國內(nèi)幾大運營商的移動通信網(wǎng)絡(luò)和固定電話網(wǎng)絡(luò)中。其靈活的綜合接入，強大的業(yè)務(wù)提供，高效的資源利用，開放的網(wǎng)絡(luò)接口，運營成本和網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的節(jié)約使軟交換的優(yōu)勢愈加明顯。目前中國的幾大運營商都 已經(jīng)建成大規(guī)模的覆蓋全國的長途軟交換網(wǎng)，用于分流長途語音話務(wù)，并逐步將長途話音業(yè)務(wù)向軟交換網(wǎng)遷移。各運營商長途軟交換網(wǎng)和本地軟交換網(wǎng)絡(luò)基本是同步進行建設(shè)的，一來緩解傳統(tǒng)本地交換網(wǎng)絡(luò)的容量壓力 ，二來將長途話音業(yè)務(wù)向軟交換分流。 第二節(jié) INTERNET 的發(fā)展與 VOIP 技術(shù) 一、 INTERNET 的發(fā)展與 VOIP 技術(shù) 隨著 Inter 網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，不僅傳統(tǒng)的電路交換網(wǎng)絡(luò)可以提供電話業(yè)務(wù)、智能網(wǎng)業(yè)務(wù)，而且 IP 網(wǎng)也可以提供這些業(yè)務(wù)。正是業(yè)務(wù)的發(fā)展，要求傳統(tǒng)的電路交換網(wǎng)絡(luò)和支持電話業(yè)務(wù)的 Inter 進行互聯(lián)互通，也就需要七號信令系統(tǒng) SS7 與 IP 網(wǎng)進行互通。以互聯(lián)網(wǎng)為代表的新技術(shù)革命正在深刻地改變著傳統(tǒng)的電信觀念和體系架構(gòu)， IP 協(xié)議得到廣泛使用，使得各種以 IP 為基礎(chǔ)的業(yè)務(wù)能在不同的網(wǎng)絡(luò)上實 現(xiàn)互通 。在業(yè)務(wù)發(fā)展方面，要求網(wǎng)絡(luò)可適應(yīng)未來的新業(yè)務(wù)以及各項增值業(yè)務(wù)能夠快速建立，并能從中獲取最大的收益來促進自身發(fā)展 [4]。在基于 IP的分組交換網(wǎng)迅速發(fā)展的背景下，分組交換網(wǎng)與電路交換網(wǎng)的互通需求日益增長。如