Signaling
System 7
Segnalazione Out-of Band su canale comune
Standard ITU-T
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SS7
(Q.700 …………………………………………………….….)
1
LA
SS7 (2)
Nelle altre reti, scambio di informazioni tra utenti, con SS7 scambio tra macchine
Segnalazioni riguardanti più canali di comunicazione trasmesse a pacchetto
su un canale specializzato
Informazioni scambiate sotto forma di messaggi
Vantaggi:
Tempi delle operazioni più brevi
Uso più efficiente dei canali di comunicazione
Supporto della Intelligent Network
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SS7
2
LA
SS7
(3)
Varianti nazionali definite da ANSI, ETSI, …
SS7 basato sullo scambio di messaggi tra i Network Elements (NE)
tramite canali bidirezionali o Signaling Links
In SS7:
Applicazioni circuit-related
Applicazioni non circuit-related
Applicazioni circuit-related correlate alla connessione/disconnessione dei circuiti
Applicazioni non circuit-related correlate al traffico non derivante da operazioni
di connessione/disconnessione (e.g. interrogazione data base)
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SS7
3
LA
SS7
In SS7
Signaling Points e
(4)
Signaling Links
Sistema critico e quindi con forte ridondanza
Signaling Points
Scambio di messaggi tra tra “Signaling Points” identificati da “Point Code”
3 tipi di Signaling Point
SSP - Service Switching Point
STP - Signal Transfer Point
SCP - Service Control Point
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SS7
4
LA
Signaling Points
Service Switching Point
Autocommutatori telefonici (C.O. o tandem)
Iniziano, terminano o commutano le chiamate
Signal Transfer Point
Commutatori a pacchetto della rete SS7
Signal Control Point
Databases per le informazioni necessarie
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SS7
5
LA
Struttura SS7
.
... ...
.
.
... ...
.
Voice
trunks
SSP
STP
SSP
STP
SS7 links
SCP
SS7 links
SCP
Stante la criticità duplicazione per STP, SCP e quindi per i link
Tra due Signaling Point vi sono 2 link costituenti un Linkset
Mated pair
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SS7
(ridondanza)
6
LA
Signaling Links
6 tipi di S.L.
D
STP
B
STP
A
STP
SCP
D
C
A
A
A
B
A
STP
SCP
A
E
SSP
SS7
STP
D
A
C
B
D
STP
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C
E
A
B
F
SSP
7
LA
Signaling Links
(2)
A (Access) links - connettono un Signaling End Point (SSP o SCP) ad un STP
B (Bridge) links - connettono tra loro gli STP appartenenti a reti diverse
C (Cross) links - connettono tra loro coppie di mated STP
D (Diagonal) links - connettono tra loro STP della stessa rete
E (Extended) links - connettono un SSP ad una seconda coppia di STP
F (Fully associated) links - connettono tra loro (in modo diretto) due SSP
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SS7
8
LA
Protocol Stack
OSI
SS7
Application
Presentation
Session
T
U
P
TCAP
Transport
SCCP
Network
MTP-3
Data Link
MTP-2
Physical
MTP-1
I
S
U
P
SS7 nasce prima di OSI e non lo rispecchia fedelmente
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SS7
9
LA
Message Transfer Part-1
MTP-1
Definite diverse interfacce fisiche:
OSI Physical Layer
E-1
2,048 Mbps / 32 ch. a 64 Kbps
DS-1 1,544 Mbps / 24 ch. a 64 Kbps
V.35 64 Kbps
DS-0 64 Kbps
DS-0A 56 Kbps
.......
In Europa utilizzata più frequentemente la DS-0
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SS7
10
LA
Message Transfer Part-2
MTP-2
OSI Data Link Layer
Assicura la accuratezza della trasmissione attraverso un link
Controllo di flusso
Validazione della sequenza dei messaggi
Controllo degli errori
MTP-2
Signal Unit (SU)
MTP-2
Protocollo di tipo go back n con ACK cumulativo e uso del NAK
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SS7
11
LA
Signal Unit
3 tipi di Message Signal Unit (MSU):
Fill-In Signal Unit (FISU)
Unità per la trasmissione bidirezionale continua
e per il controllo continuo della qualità del link
Link Status Signal Unit (LSSU)
Unità per il trasporto dell’informazione sullo
stato del link e l’indicazione dei signaling points
Message Signal Unit (MSU)
Unità per il trasporto ove che sia del Signaling
Information Field (SIF)
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SS7
12
LA
Fill-In Signal Unit
Signal Unit generata in MTP-2
First
Transmission Order
Last
Flag
BSN
BIB
FSN
FIB
LI
8
7
1
7
1
6
Spare
2
CRC
16 bit
In assenza di altri segnali è trasmessa continuamente
Flag:
01111110 (Uso normale di bit stuffing e unstaffing)
Backward Sequence Number (BSN)
Numero di sequenza trasmesso dal receiver
al fine di dare ACK o NAK
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SS7
13
LA
Fill-In Signal Unit
Flag
BSN
BIB
FSN
FIB
LI
Spare
CRC
8
7
1
7
1
6
2
16 bit
(2)
Backward Indicator Bit (BIB)
Indicatore di ricezione corretta o incorretta
Forward Sequence Number (FSN)
Sequence Number della Signal Unit
Forward Indicator Bit (FIB)
Posto ad 1 per frame ritrasmessi
Length Indicator (LI)
Indicatore di tipo e lunghezza in ottetti
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SS7
LI = 0
FISU
LI = 1 o 2
LSSU
LI = 3 – 63
MSU
14
LA
Fill-In Signal Unit
Flag
BSN
BIB
FSN
FIB
LI
Spare
CRC
8
7
1
7
1
6
2
16 bit
(3)
Spare
2 bit vuoti disponibili per uso futuro
Clycic Redundancy Check (CRC)
CRC-16
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SS7
15
LA
Link Status Signal Unit
Signal Unit con priorità massima per la trasmissione del campo SF proveniente da MTP-3
First
Transmission Order
Last
Flag
BSN
BIB
FSN
FIB
LI
Spare
SF
8
7
1
7
1
6
2
8 o 16
Flag, BSN, BIB, FSN, FIB, LI, Spare, CRC
SF
(Status Field)
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SS7
CRC
16 bit
già definiti
1 o 2 (dipendentemente dal valore di LI) ottetti
di Link Status Information scambiata tra i
signaling points posti all’estremità di un link
16
LA
Link Status Signal Unit
SF
(2)
Usati soltanto i primi 3 bit del campo
8 o 16 bit
A
B
C
Spare
Indication
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C B A
Status 0
Out of alignment
0 0 0
Status N
Normal alignment
0 0 1
Status E
Emergency alignment
0 1 0
Status OS
Out of service
0 1 1
Status PO
Processor outage
1 0 0
Status B
Busy
1 0 1
SS7
17
LA
Message Signal Unit
Signal Unit per il trasporto dell’informazione per le user parts
First
Transmission Order
Last
Flag
BSN
BIB
FSN
FIB
LI
Spare
SIO
SIF
CRC
8
7
1
7
1
6
2
8
8n
con n 272
16 bit
Flag, BSN, BIB, FSN, FIB, LI, Spare, CRC
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SS7
già definiti
18
LA
SS7
SIO
(19)
(Service Information Octet)
Flag
BSN
BIB
FSN
Field proveniente dal layer 3
FIB
A
LI
B
Spare
C
SIO
D
Service Indicator (SI)
Università
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SS7
CRC
SIF
A
B
C
D
Subservice
19
LA
Subservice Field
Suddiviso ulteriormente in 2 campi da 2 bit:
“Network Indicator”
DC
“Message Priority”
BA
Network Indicator
Meaning
D C
International network
0 0
National network
1 0
Spare
0 1
Reserved for national use
1 1
Message Priority
Usato soltanto durante i periodi di congestione
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SS7
(00 minimum priority)
20
LA
Service Indicator Values
Indication
Hex
Signaling Network Management message (SNM)
0
Signaling Network testing and Maintenance message (MTN)
1
Maintenance Special Message (MTNS)
2
Signaling Connection Control Part (SCCP)
3
Telephone User Part (TUP)
4
ISDN User Part (ISUP)
5
Data User Part (call and circuit-related messages)
6
Data User Part (facility registration and cancellation messages)
7
MTP testing user part
8
Spare
9
to
F
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21
LA
Signaling Information Field
Contiene la routing label usata dal layer 3 e la signaling information (payload)
Contiene fino a 272 ottetti
Routing label formata da:
Destination Point Code (DPC)
Originating Point Code (OPC)
Signaling Link Selection (SLS)
Se DPC = Receiving signal point messaggio trasferito ad upper layers (ISUP, ….)
SIF usato dai protocolli di livello superiore come ISUP e TCAP
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SS7
22
LA
ANSi & ITU-T SIO and SIF
ANSI routing label usa 7 ottetti
ITU-T routing label usa 4 ottetti
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SS7
23
LA
Message Transfer Part-3
Equivalente al Network layer OSI
Alcune funzioni equivalenti ad IP
Due categorie di funzionalità:
Signaling Network Management
Signaling Message Handling
Al solito scambio di primitive tra i layers 2 e 3
Anche con il layer 4 scambio di primitive
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SS7
24
LA
Signaling Network Management
MTP-3 riceve informazioni circa lo stato di links e routes
SNM usa queste informazioni per il routing
Variazioni per il caso di unavailability e di congestion
Procedure Changeover e Changeback
Un nodo unavailable ritorna available
Procedura MTP Restart
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SS7
25
LA
Signaling Message Handling
Due compiti:
Message Discrimination
Message Distribution
Message Discrimination in base al Destination Point Code (DPC)
Ricavato dalla routing label presente nel field SIF di MTP-2
Se DPC = Node Point Code
messaggio passato alla Message Distribution functionality
Scelta tra i protocolli dell’upper layer in base al Service Indicator
ricavato dal field SIO di MTP-2
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SS7
26
LA
TUP
TUP = Telephone User Part
Può manipolare soltanto le segnalazioni della telefonia analogica
Non è obbligatorio usare TUP per la telefonia analogica
Usata in pochi paesi
In tutti gli altri è stata sostituita da ISUP
Università
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SS7
27
LA
ISUP
Negli switches attuali si impiega un tempo non nullo per effettuare la connessione
Prenotazione del link all’atto della richiesta
Richiesta del collegamento
Se esito positivo della richiesta allora uso del link diversamente rilascio
Calling
Called
IAM
ACM
ANM
REL
RLC
REL
RLC
Università
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SS7
28
LA
SCCP
Signaling Connection Control Part: Problema del trasferimento di dati
Le funzioni mancanti in MTP
Università
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SS7
29
LA
TCAP
Transaction Capabilities Application Part
Messaggi e protocolli per comunicare tra le applicazioni
Università
di Palermo
SS7
30
LA
SS7
(27)
Struttura nel senso logico
il modo in cui i varii elementi della rete sono aggregati e interagiscono tra loro
Struttura nel senso topologico
il modo in cui i varii elementi della rete sono interconnessi fisicamente
Università
di Palermo
SS7
31
LA
SS7
(28)
PSTN
ISP
1 2 3
4 5 6
7 8 9
*
Università
di Palermo
SS7
32
8 #
LA
SS7
Università
di Palermo
SS7
(29)
33
LA
SS7
(30)
Impossibile proporre una soluzione buona per tutti i casi
Ogni tipo di rete presenta i suoi problemi: Tecnici e non tecnici
Un insieme di soluzioni da scegliere caso per caso
Per problemi di eavesdropping ed attacchi dall’esterno
soluzione tipica installazione di un firewall
Rete
Privata
Università
di Palermo
SS7
Rete
Pubblica
34
LA
SS7
(31)
Different architectures
GSTN architecture:
Intelligence in the network
Dumb terminals
SIP architecture:
Move the intelligence to the edge
Università
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SS7
35
LA
Signaling in GSTN
Signalling in the network (between switches)
User to network signalling
DSS 1
Università
di Palermo
ISUP
SS7
DSS 1
36
LA
DSS-1
Q. 931
Protocol between the user and the network
Much simpler than ISUP.
Q. 921
Handles the transport of the messages
Università
di Palermo
SS7
37
LA