【導(dǎo)讀】移動通信網(wǎng)絡(luò)正處在由第三代向第四代過渡的關(guān)鍵時期。為了在提供更好的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量和。離的架構(gòu)，在與傳統(tǒng)GSM網(wǎng)絡(luò)完全兼容的情況下支持3GPP規(guī)范的一系列新的業(yè)務(wù)和功能。內(nèi)組織開展IP承載語音的網(wǎng)絡(luò)試點工作，并且逐步將電路域核心網(wǎng)絡(luò)全部演進為IP承載。同樣的，信令的傳輸也向著IP化演進。向以及本論文討論中心SIGTRAN協(xié)議做了詳細(xì)的介紹。第三章主要介紹了SIGTRAN協(xié)議的概念和作用，SIGTRAN的分層結(jié)構(gòu)是傳統(tǒng)七號。層各自的概念，特點及其所實現(xiàn)的重要功能與典型消息。本文的第四章對主要通過利用。了解協(xié)議的這些特點，對于解決移動通信系統(tǒng)基于IP網(wǎng)絡(luò)的信令通信中產(chǎn)生的一系。列問題，有著非常重要的意義。

　　

【正文】 ACK 數(shù)據(jù)塊的發(fā)送者生成。 (7)SSN（ 16bit） 表示所在流中的用戶數(shù)據(jù)的順序號碼。該字段的有效值從 0 到 65535。但一個用戶消息被 SCTP 分段后，則必須在消息的每個分段中都帶相同的流順序號碼。 (8)Payload Protocol Identifier（凈負(fù)荷協(xié)議標(biāo)識符） 32bit 表示一個應(yīng)用（或上層協(xié)議）特定的協(xié)議標(biāo)識符。這個值由高層協(xié)議（ SCTP 用戶）傳遞到 SCTP 并發(fā)送到對等層。這個標(biāo)識符不由 SCTP 使用，但可以由特定網(wǎng)絡(luò)實體或?qū)Χ说膽?yīng)用來識別在 DATA 數(shù)據(jù)塊 中攜帶的信息類型。甚至在每個分段的 DATA 數(shù)據(jù)塊中也應(yīng)包含該字段，以確保對網(wǎng)絡(luò)中間的代理可用。 0 表示高層協(xié)議（ SCTP 用戶）未對該協(xié)議凈荷規(guī)定應(yīng)用標(biāo)識符。 (9)User Data（用戶數(shù)據(jù)，可變長度） 它用來攜帶用戶數(shù)據(jù)凈荷。該字段必須被填充為 4 字節(jié)的整數(shù)倍，發(fā)送方填充的字節(jié)數(shù)應(yīng)不超過 3 個字節(jié)，接收方忽略所有的填充字節(jié)。 2． 選擇證實（ SACK）數(shù)據(jù)塊的格式 SACK 通過使用 DATA 數(shù)據(jù)塊中的 TSN 用來向?qū)Χ硕它c確認(rèn)接收到的 DATA 數(shù)據(jù)塊，并通知對端端點在收到的 DATA 數(shù)據(jù)塊中的間隔。所謂間隔就是指收到 的 DATA 數(shù)據(jù)塊的TSN 不連續(xù)的情況。 SACK 數(shù)據(jù)塊格式如圖 所示。 22 圖 SACK 數(shù)據(jù)塊格式 數(shù)據(jù)塊類型（ Type）數(shù)值為 3 數(shù)據(jù)塊標(biāo)志設(shè)為全 0 ，并由接收方忽略。 (1)累積 TSN 證實（ Cumulative TSN ACK） 指收到的 TSN 順序斷開前的最后一個 TSN 號碼，下一個 TSN 則是在發(fā)送 SACK 的端點尚未收到 TSN 值。這個參數(shù)包含了在收到 TSN 序列的間隔前的最后一個 TSN 值。此參數(shù)確認(rèn)已經(jīng)收到了小于或等于該值的所有 TSN。 (2)廣播的接收方窗口信用值（ Advertised Receiver Window Credit (a_rwnd)） 指示修改了 SACK 的發(fā)送方的接收緩沖容量的字節(jié)數(shù)。 (3)間隔證實塊的數(shù)目（ Number of Gap ACK Blocks = N ） 指 SACK 數(shù)據(jù)塊中包含的間隔證實塊的數(shù)目。每個間隔證實塊確認(rèn)了在一個不連續(xù)TSN 后所收到的 TSN 序列，所有通過間隔證實塊確認(rèn)的 TSN 都比累積 TSN 證實的值大。 (4)重復(fù)的 TSN 數(shù)目（ Number of Duplicate TSNs = X） 包含了該端點收到的重復(fù)的 TSN 的數(shù)目。每個重復(fù)的 TSN 都列在間隔 證實塊列表后。 (5)間隔證實塊（ Gap ACK Blocks） 此字段包含了間隔證實塊，根據(jù)間隔證實塊數(shù)量字段給出的值，間隔證實塊重復(fù)若干 23 次。所有 TSN 大于或等于累積 TSN 證實＋間隔證實塊開始的 DATA 數(shù)據(jù)塊，或者是小于或等于每個間隔證實塊的累積 TSN證實＋間隔證實塊結(jié)束的 DATA數(shù)據(jù)塊都可以認(rèn)為是被正確接收了。 (6)間隔證實塊開始（ Gap ACK Block Start） 該字段用來指示這個間隔整數(shù)塊的開始 TSN 偏移。為了計算實際的 TSN 號碼必須用累積 TSN 證實加上偏移號碼。計算出來的 TSN 標(biāo)識用于 識別第一個在這個間隔證實塊中被收到的 TSN。 (7)間隔證實塊 結(jié)束 （ Gap ACK Block End） 該字段用來指示這個間隔整數(shù)塊的結(jié)束 TSN 偏移。為了計算實際的 TSN 號碼必須用累積 TSN 證實加上偏移號碼。計算出來的 TSN 標(biāo)識用于識別在這個間隔證實塊中最后收到的 TSN。 (8)重復(fù)的 TSN（ Duplicate TSN） 用來指示一個在上一個 SACK 發(fā)送后收到 TSN 重復(fù)個數(shù)。每次一個接收者收到一個重復(fù)的 TSN（在發(fā)送 SACK 前），則把這個 TSN 加到重復(fù)的 TSN 列表中。每發(fā)送一次 SACK后，則把統(tǒng)計重復(fù) TSN 的計數(shù)器重新置 0。 三、 SCTP 協(xié)議功能實現(xiàn) SCTP 的功能主要包括偶聯(lián)的啟動與關(guān)閉、流內(nèi)順序傳遞、用戶數(shù)據(jù)分片、證實和消除擁塞、消息塊捆綁、報文驗證和路徑管理等。 （一）偶聯(lián)的啟動和關(guān)閉 傳遞（ SCTP 允許偶聯(lián)建立過程中的特定步驟傳遞數(shù)據(jù)）。因此偶聯(lián)建立和關(guān)閉是 SCTP 提供其他服務(wù)的前提。 （二）流內(nèi)順序傳遞 SCTP 提供數(shù)據(jù)報的順序傳遞，順序傳遞的數(shù)據(jù)報必需放在一個 “ 流 ” 中傳遞。流是順序傳遞的基石。 （三）用戶數(shù)據(jù)分片 SCTP 通過對傳送路徑上最大傳輸單元 PMTU（ Path Maximum Transmission Unit）的檢測，實現(xiàn)在 SCTP 層，將超大用戶數(shù)據(jù)分片打包，避免在 IP 層的多次分片，重組，可以減少路由器上 IP 層負(fù)擔(dān)。 （四）證實和避免擁塞 證實和重傳是協(xié)議保證傳輸可靠性的不二法門， SCTP 也一樣。證實機制是 SCTP 保 24 證傳輸可靠性的基石。擁塞避免沿襲了 TCP 的窗口機制，進行合適的流控。 （五）塊綁定 如果很短的用戶數(shù)據(jù)被帶上很大一個 SCTP 消息頭 的話， 傳遞效率很低，可以將幾個用戶數(shù)據(jù)綁定在一個 SCTP 報文里面?zhèn)鬏?，以提高帶寬的利用率? （六）報文驗證 報文驗證是 SCTP提供 無差錯傳輸?shù)幕?SCTP通過對用戶數(shù)據(jù)使用 ADLER32算法，計算出一個 32 位的校驗和，帶在數(shù)據(jù)報中，在接收端進行同樣的運算，通過檢查校驗和是否相等來驗證用戶數(shù)據(jù)是否遭到破壞。 （七）路徑管理 通過心跳消息 Heartbeat，累計重傳次數(shù)， SCTP 將目的地址，端點的可達性好好的管理了起來。 第三節(jié) M3UA SIGTRAN 信令適配層完成 SS7 信令與 IP 網(wǎng)中傳送 SS7 信令高層的適配，其中 M3UA是移動軟交換系統(tǒng)使用最廣泛的適配層，是 MTP3 用戶適配協(xié)議，它使用流控制傳輸協(xié)議（ SCTP），通過 IP 傳輸 MTP3 層的用戶信令消息（例如 ISUP、 SCCP 消息等），支持協(xié)議元素實現(xiàn) MTP3 對等用戶在 和 IP 域里的無縫操作。該協(xié)議可用于信令網(wǎng)關(guān)（ SG）和媒體網(wǎng)關(guān)控制器（ MGC）或 IP 數(shù)據(jù)庫之間的信令傳輸，也可用于基于 IP 的應(yīng)用之間的信令傳輸。 一、 M3UA 概念與功能 （一） M3UA 概念 M3UA 是由 IETF 制定的對 SS7 信令消息傳遞部分第三級 MTP3 消息進行適配的協(xié)議，它是 SIGRTRAN 適配協(xié)議簇中的一種協(xié)議。 M3UA 協(xié)議提出了應(yīng)用服務(wù)器 AS（ Application Server）和應(yīng)用服務(wù)器進程 ASP（ Application Server Process)的概念， M3UA 協(xié)議采用這兩個概念解決了 IP 網(wǎng)上信令的尋址，負(fù)荷分擔(dān)，冗余配置和倒換的問題。 應(yīng)用服務(wù)器 AS(Application Server)是服務(wù)特定選路鍵（ Routing Key）的邏輯實體，例如應(yīng)用服務(wù)器是虛擬交換單元，它處理由 SS7 信令系統(tǒng)中的目的點 編 碼 DPC（ Destination Point Code）、電路識別碼 CIC（ Circuit Identification Code）所識別的所有 PSTN 中繼的呼叫過程。 AS 包含一組唯一的應(yīng)用服務(wù)器進程，其中的一個或幾個處于激活狀態(tài)處理業(yè)務(wù)。 25 應(yīng)用服務(wù)器進程 ASP(Application Server Process)則是應(yīng)用服務(wù)器的進程實例，應(yīng)用服務(wù)器進程作為應(yīng)用服務(wù)器的激活或者備份進程，例如 ASP可以是媒體網(wǎng)關(guān)控制器 MGC（ Media Gateway Controller）， IP 信令控制點 IP SCP(Signaling Control Point)或者 IP 歸屬位置寄存器IP HLR(Home Location Register)的進程。一個 ASP 包括一 個 SUP 端點，并且可以配置一個ASP 處理多個 AS 的業(yè)務(wù)。 （二） M3UA 的功能 1． 選路功能 信令網(wǎng)關(guān)進程 SGP(Signaling Gateway Process)和 AS間 SS7信令消息的分配是由選路鍵和相關(guān)的選路關(guān)聯(lián) (Routing Context)確定。構(gòu)成選路鍵的 SS7 信令地址 /選路信息包括 MTP3路由標(biāo)記中的發(fā)端信令點碼 OPC（ Origin Point Code）、目的地信令點碼 DPC（ Destination Point Code）、業(yè)務(wù)信息八位組 SIO(Service Information Octet)，或 MTP3 用戶的特定字段，例如 ISUP 的 CIC 等。 2． SS7 信令與 M3UA 的互通 SS7 信令與 M3UA 的互通中， M3UA 適配層提供定義的 MTP3 用戶原語的擴展。 3． 擁塞管理 ASP 或 IP 服務(wù)器進程 IPSP（ IP Server Process）的 M3UA 用 SCON 消息向 M3UA 對等層指出本地?fù)砣．?dāng) SG的 M3UA接收到 ASP的 SCON消息時， SG確定信令點管理族 SPMC（ Signaling Point Management Cluster） 正發(fā)生擁塞，根據(jù) MTP 規(guī)范 SG向相關(guān)的 SS7 信令目的地發(fā)送 MTP3 受控管理消息。 4． SCTP 流映射 SGP 和 ASP 的 M3UA 支持把信令業(yè)務(wù)分配到 SCTP 的流中。 MTP3 用戶業(yè)務(wù)可以根據(jù)MTP 路由標(biāo)記中的信令鏈路選擇 SLS(Signaling Link Selection) 分配流，流的數(shù)量應(yīng)該小于低層 SCTP 偶聯(lián)支持的最大流的數(shù)量。對于有順序要求的信令業(yè)務(wù)必須分配到相同的流中。 5． 客戶端 /服務(wù)器模型 SGP 和 ASP 都能支持客戶端和服務(wù)器操作，使用 M3UA 的對等端點應(yīng)該配置為一端是服務(wù)器，另一端是啟動 SCTP 偶聯(lián)的客戶端。缺省值 SGP 作為服 務(wù)器， ASP 是客戶端，ASP 應(yīng)該啟動對 SGP 的 SCTP 偶聯(lián)。 M3UA 是在 SCTP 上傳送，為 M3UA 登記的 SCTP 用戶端口號碼為 2905[15]。 26 二、 M3UA 協(xié)議結(jié)構(gòu)與典型消息 （一） M3UA 協(xié)議 SCN 信令協(xié)議通過信令網(wǎng)關(guān) (SG)發(fā)送到媒體網(wǎng)關(guān)控制器 (MGC)或 IP 域 Database，發(fā)送的機制必須符合下列的標(biāo)準(zhǔn)：支持 SS7 MTP3 層用戶部分消息的傳輸（例如ISUP， SCCP， TUP， etc。） 支持 MTP3 層用戶協(xié)議對等的無縫操作 ,支持 SG 與一個或多個 MGC 或 IP 域 Databases 之間的 SCTP 聯(lián)結(jié)管理，支持 MGC 或 IP 域 Databases 進程的倒換和負(fù)荷分擔(dān)。 支持異步報告狀態(tài)變化的管理在單純的傳輸中， SG 將終止SS7 MTP2 and MTP3 協(xié)議層并發(fā)送 ISUP， SCCP 或其他 MTP3 用戶協(xié)議消息通過 SCTP 聯(lián)結(jié)傳遞到 MGC 或 IP 域 Database 的 MTP3 用戶對等。 （二） M3UA 協(xié)議結(jié)構(gòu) 圖 M3UA協(xié)議格式圖 如圖 所示，我們可以清晰看到 M3UA 協(xié)議完整的格式圖。 通過 IP 傳輸 SCN 信令定義的框架結(jié)構(gòu)由多個部分組成，包括公共信令傳輸協(xié)議和一個適配模塊，提 供某種公共信令協(xié)議從它低層協(xié)議層期望得到的服務(wù)。在這個框架結(jié)構(gòu)中，M3UA 定義了 MTP3 用戶適配模塊用于支持任何標(biāo)識為 MTP 第三級的協(xié)議層的消息，在SS7 中相當(dāng)于用戶部分。這些協(xié)議包括 ISUP， SCCP 或 TUP 等。對于 TCAP 或 RANAP 消息是作為 SCCP 的凈荷由 M3UA 透明傳送，他們可以看作是 SCCP 的用戶協(xié)議， M3UA 使用 SCTP 協(xié)議作為低層可靠的信令傳送協(xié)議。 1． M3UA 層提供的服務(wù) ASP 的 M3UA 層向高層的 MTP3 用戶提供與在 SEP 由 MTP3 向高層用戶提供的相同原語集。這種方式下， ASP 的 ISUP/SCCP 層則不知道其所期望的 MTP3 業(yè)務(wù)是由 SG 的遠(yuǎn)端 MTP3 提供，而不是本地的 MTP3 層提供， M3UA 有效的擴展接入 MTP3 層業(yè)務(wù)到遠(yuǎn)端 27 ASP， M3UA 層則不需要提供 MTP3 業(yè)務(wù)和重復(fù) MTP3 過程。 2． 支持傳送 MTP3 用戶消息 M3UA 通過 SG 和 ASP 之間的 SCTP 聯(lián)接傳送 MTP－ TRANSFER 原語， MTP－TRANSFER 原語被編碼為帶有 MTP3 路由標(biāo)記的 MTP3 用戶消息，和 ISUP 和 SCCP 建議的消息格式一樣，在這種方式下從 SS7 網(wǎng)絡(luò)收到的 SCCP 和 ISUP 消息不需要被重新編碼為其 它用戶傳送到 ASP 的格式，所有要求的 MTP3 路由標(biāo)記信息（ OPC， DPC， SIO）在ASP 可用，與 MTP3 用戶協(xié)議層所期待的一樣。 3． 本地管理功能 M3UA 可以提供對低層 SCTP 傳送協(xié)議的管理，用來保證 SG－ ASP 傳送對于由 MTP3用戶信令應(yīng)用是可用的。 M3UA 提供對收到的 M3UA 消息的相關(guān)錯誤指示能力，以及向本地管理和遠(yuǎn)端 M3UA 進行適當(dāng)通知的能力。