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Unstructured Supplementary Service Data (USSD) Aula 7: Mobicents Gateway Porto Alegre, outubro de 2013. Data Communication Group http://networks.inf.ufrgs.br/dcg/. Agenda. Pilha SS7 Pilha SIGTRAN Mobicents Desenvolvendo Aplicações. Pilha de Protocolos SS7.

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  1. Unstructured SupplementaryService Data (USSD) Aula 7: Mobicents GatewayPorto Alegre, outubro de 2013 Data Communication Group http://networks.inf.ufrgs.br/dcg/

  2. Agenda • Pilha SS7 • Pilha SIGTRAN • Mobicents • Desenvolvendo Aplicações Unstructured Supplementary Service Data (USSD)Porto Alegre, outubro de 2013

  3. Pilha de Protocolos SS7 • Padronizada pelo ITU-T Recommendation Q.700 Series • Define os protocolos utilizados em todas as redes de telefonia (circuitswitched) • Segue a filosofia de camadas do modelo de referência OSI

  4. Pilha de Protocolos SS7 Protocolos necessários para uso de serviços suplementares sobre SS7 MAP TCAP SCCP MTP3 MTP2 MTP1 MAP - Mobile Application Part TCAP - Transaction Capabilities Application Part SCCP - Signalling Connection Control Part MTP - Message Transfer Part

  5. Message Transfer Part (MTP) Level 1 • ITU-T Q.702 – SS7 Signalling Data Link • Descreve características físicas, elétricas e funcionais das interfaces desse tipo de rede • Interfaces mais comuns: • E1 (2048 kb/s; 32 canais 64 kb/s) • T1/DS-1 (1544 kb/s; 24 canais 64kb/s) • V.35 (64 kb/s) • DS-0 (64 kb/s) ou DS-0A (56 kb/s) UnstructuredSupplementary Service Data (USSD) Porto Alegre, outubro de 2013

  6. Message Transfer Part (MTP) Level 2 • ITU-T Q.703 – SS7 Signalling Data Link • Juntamente com o MTP-3 fornece um canal de comunicação confiável ponto-a-ponto • Realiza detecção e correção de erros através de checksum • Realiza controle de fluxo e congestionamento já no nível 2 • Monitora a condição do canal de transmissão e taxas de erro UnstructuredSupplementary Service Data (USSD) Porto Alegre, outubro de 2013

  7. Message Transfer Part (MTP) Level 3 • ITU-T Q.704 – SS7 Signalling Data Link • Responsável por transmitir mensagens de forma confiável entre nodos da rede • Inclui funções para informar as partes remotas de falhas em links • Realiza funções de reconfiguração de roteamento de mensagens UnstructuredSupplementary Service Data (USSD) Porto Alegre, outubro de 2013

  8. Signaling Connection ControlPart(SCCP) • Oferece melhorias ao MTP-3 • Serviços orientados a conexão, não-orientados a conexão e capacidade de tradução de endereço • Equivalentes a camada 4 do Modelo OSI • Mensagem composta por • Tipo da mensagem SCCP, parâmetros de tamanho fixo, parâmetros de tamanho variável e parâmetros opcionais • Exemplos de mensagem SCCP • CR – Connection Request, CC – Connection Confirm, CREF – Connection Refused, ED – Expedited Data UnstructuredSupplementary Service Data (USSD) Porto Alegre, outubro de 2013

  9. TransactionCapabilitiesApplicationPart(TCAP) • Possibilita o desenvolvimento de serviços inteligentes para a rede • Apoia-se sobre o protocolo SCCP • Composta por três “porções”: • Transação • Componente • Diálogo (opcional) Unstructured Supplementary Service Data (USSD)Porto Alegre, outubro de 2013

  10. Mobile ApplicationPart(MAP) • Mensagens MAP são transportadas via TCAP em redes móveis • Formadas por um cabeçalho seguido de até 4 elementos de informação • OperationSpecifier– Especifica o tipo de operação • Ex: Map-Unstructured-SS-Request, Map-Unstructured-SS-Response, Map-Unstructured-SS-Request • Lenght – Especifica o tamanho do pacote • InformationElements– Dependem do tipo de operação especificada UnstructuredSupplementary Service Data (USSD) Porto Alegre, outubro de 2013

  11. Agenda • Pilha SS7 • Pilha SIGTRAN • Mobicents • Desenvolvendo Aplicações Unstructured Supplementary Service Data (USSD)Porto Alegre, outubro de 2013

  12. Implementação de Aplicações • SIGTRAN • Inbuiltda Pilha SS7 para redes IP • Composta por 3 camadas • Camada IP padrão • Camada de Protocolo de Sinalização • Utiliza o protocolo StreamControlTransmissionProtocol (SCTP) • Camada de Adaptação • Utiliza protocolos M2PA, M2UA, M3UA e SUA Unstructured Supplementary Service Data (USSD)Porto Alegre, outubro de 2013

  13. Pilha SIGTRAN Camadas Superiores Protocolo de Adaptação (xUA, xPA) Transporte de Sinalização Comum (SCTP) Modelo Arquitetural SIGTRAN Protocolo Padrão de Internet (IP) Unstructured Supplementary Service Data (USSD)Porto Alegre, outubro de 2013

  14. StreamControlTransmissionProtocol(SCTP) • Definido na RFC 3309 • Responsável pelo transporte de mensagens de sinalização do SS7 sobre redes IP • Opera no mesmo nível do TCP • Orientado à conexão Unstructured Supplementary Service Data (USSD)Porto Alegre, outubro de 2013

  15. Serviços disponibilizados • Multi-homing • Suporte a múltiplas interfaces IP num mesmo end point • Multi-streaming (chuking) • Possibilita múltiplas conexões virtuais sobre a mesma linha física • Cada aplicação pode ter associado seu próprio fluxo de mensagens • Entrega Sequencial • Mensagens são entregues na sequência em que são enviadas Unstructured Supplementary Service Data (USSD)Porto Alegre, outubro de 2013

  16. Serviços disponibilizados • Nível de Blocos • Diferente do TCP (fluxo contínuo), transmite em blocos • Auto fragmentação • Utiliza MTU de descoberta de caminho para garantir que mensagens não sejam fragmentadas em nodos intermediários • Heart-beat • Utiliza mensagens periódicas para confirmar o status de cada end point Unstructured Supplementary Service Data (USSD)Porto Alegre, outubro de 2013

  17. MTP2 Peer-to-PeerAdaptionLayer(M2PA) • Defino pela RFC 4165 • Protocolo para transporte de mensagens de sinalização MTP3 (SS7) sobre IP • Semelhante a MTP2 (SS7), porém para redes IP • Opera de forma transparente para a pilha SS7 Unstructured Supplementary Service Data (USSD)Porto Alegre, outubro de 2013

  18. MTP2 Peer-to-PeerAdaptionLayer(M2PA) SG IPSP SEP IPSP UL I S U P UL I S U P UL I S U P TCAP TCAP TCAP SCCP SCCP SCCP MTP3 MTP3 MTP3 MTP3 M2PA MTP2 M2PA MTP2 SCTP SCTP MTP1 MTP1 IP IP PCs PC IP SS7 SEP – SignalingEnd Point IPSP – IP Signaling Point SG – Signaling Gateway ISUP – ISDN UserPart MGC – Media Gateway Controler UL – UpperLayers

  19. MTP2 UserAdaptionLayer(M2UA) • Defino pela RFC 3331 • Protocolo para transporte de mensagens de sinalização MTP3 (SS7) sobre IP • Diferente do M2PA, é utilizado para backhauling • Utilizado para comunicação entre Signaling Gateway (SG) e Media Gateway Controler(MGC) • MGC: dispositivo que converte de um protocolo para outro Unstructured Supplementary Service Data (USSD)Porto Alegre, outubro de 2013

  20. MTP2 UserAdaptionLayer(M2UA) MGC (IPSP) SEP UL I S U P S I P UL I S U P TCAP TCAP SCCP SCCP SG MTP3 MTP3 NIF M2UA MTP2 M2UA MTP2 SCTP SCTP MTP1 MTP1 IP IP PC PC IP SS7 NIF – Nodal Inter-workingFunction MGC – Media Gateway Controler UL – UpperLayers

  21. M2PA x M2UA • Semelhanças: • Ambos transportam mensagens MTP3 • Ambos apresentam interface no MTP2 para MTP3 • Diferenças: 1. M2PA: IPSP processa primitivas MTP3->MTP2 M2UA: IPSP transporta primitivas MTP3->MTP2entre o MTP2 do SG e MTP3 do SG processa 2. M2PA: SG é um nodo SS7 M2UA: SG não é um nodo SS7 Unstructured Supplementary Service Data (USSD)Porto Alegre, outubro de 2013

  22. M2PA x M2UA • Diferenças (cont.): 3. M2PA: SG pode ter camadas superiores do SS7 M2UA: SG não pode ter camadas superiores do SS7 (não implementa o MTP3) 4. M2PA: suporte para um ou mais IPSPs M2UA: suporte para apenas um IPSP Unstructured Supplementary Service Data (USSD)Porto Alegre, outubro de 2013

  23. MTP3 UserAdaptionLayer(M3UA) • Defino pela RFC 4666 • Protocolo para transporte de mensagens de sinalização MTP3 de usuário sobre IP • Traduz o conteúdo de MessageSignalUnits(MSU) SS7 utilizando uma tabela de roteamento • Cada nó possui um point code para roteamento Unstructured Supplementary Service Data (USSD)Porto Alegre, outubro de 2013

  24. MTP3 UserAdaptionLayer(M3UA) MSG (IPSP) SG SEP IPSP UL I S U P UL I S U P UL TCAP TCAP TCAP SCCP SCCP SCCP NIF M3UA MTP3 M3UA MTP3 MTP2 MTP2 SCTP SCTP MTP1 MTP1 IP IP PCs PC IP SS7 NIF – Nodal Inter-workingFunction MGC – Media Gateway Controler UL – UpperLayers SEP – SignalingEnd Point IPSP – IP Signaling Point SG – Signaling Gateway

  25. SCCP UserAdaptionLayer(SUA) • Defino pela RFC 3868 • Protocolo para transporte de qualquer mensagens de sinalização de usuário SS7 SCCP sobre IP • TCAP • Radio Access Network ApplicationPart(RANAP) • MAP Unstructured Supplementary Service Data (USSD)Porto Alegre, outubro de 2013

  26. SCCP UserAdaptionLayer(SUA) SG SEP IPSP IPSP UL I S U P UL TCAP TCAP UL NIF SCCP TCAP SCCP SUA SUA MTP3 MTP3 MTP2 MTP2 SCTP SCTP MTP1 MTP1 IP IP PCs PC IP SS7 NIF – Nodal Inter-workingFunction MGC – Media Gateway Controler UL – UpperLayers SEP – SignalingEnd Point IPSP – IP Signaling Point SG – Signaling Gateway

  27. M3UA x SUA • Diferenças: 1. M3UA: necessita dos serviços SCCP SUA: não necessita dos serviços SCCP, reduzindo a complexidade do nó e consequentemente os custos 2. M3UA: Suporte para serviços ISUP SUA: sem suporte para serviços ISUP 3. M3UA: Cada nó IP precisa de um IP e um point code SUA: não requer point code no nó 4. M3UA: mensagens encaminhadas de point codepara point code SUA: permite que a rede IP roteie as mensagens utilizando informações de cabeçalho ou SubsystemNumner(SSN) Unstructured Supplementary Service Data (USSD)Porto Alegre, outubro de 2013

  28. Gateway com interface SIGTRAN Gateway SIGTRAN Servidor USSD MS MAP-USSD XML-RPC Aplicação de Usuário TCAP SCCP USSD API Rede GSM MTP3/M3UA AES/RSA AES/RSA SCTP TCP TCP IP IP IP SIGTRAN USSD Seguro Unstructured Supplementary Service Data (USSD)Porto Alegre, outubro de 2013

  29. Gateway com interface Sangoma Gateway Sangoma Servidor USSD MS MAP-USSD XML-RPC Aplicação de Usuário TCAP SCCP USSD API Rede GSM MTP3 AES/RSA AES/RSA MTP2 TCP TCP IP Sangoma A10x IP E1/T1 MAP Seguro Unstructured Supplementary Service Data (USSD)Porto Alegre, outubro de 2013

  30. Agenda • Pilha SS7 • Pilha SIGTRAN • Mobicents • Desenvolvendo Aplicações Unstructured Supplementary Service Data (USSD)Porto Alegre, outubro de 2013

  31. Mobicents jSS7 • Implementação open source da pilha de protocolos SS7 • Permite desenvolver aplicações sem preocupações com a pilha SS7 • Baseado em Java • Multiplataforma • Compatível com qualquer sistema operacional que suporte Java • Possui suporte a SIGTRAN (M3UA) Unstructured Supplementary Service Data (USSD)Porto Alegre, outubro de 2013

  32. Protocolos SS7 no Mobicents Aplicação MAP CAP INAP Pilha SS7 Relacionado a interferências Controle de chamada BSSAP ISUP TCAP DTAP BSS-MAP TUP SCCP MTP3 MTP2 Implementado MTP1 / Hardware Roadmap Nãoseráimplementado Unstructured Supplementary Service Data (USSD)Porto Alegre, outubro de 2013

  33. Protocolos SS7 no Mobicents Pilha SIGTRAN SUA ISUP SCCP // MTP3 M2PA M3UA M2UA SUA SCTP Implementado IP Depende da comunidade Unstructured Supplementary Service Data (USSD)Porto Alegre, outubro de 2013

  34. Mobicents jSS7 • Dependências • Oracle Java Development Kit (JDK) 7 • Maven2.2 • Módulo SCTP ativo no sistema operacional Unstructured Supplementary Service Data (USSD)Porto Alegre, outubro de 2013

  35. Mobicents jSS7 • Blocos funcionais • Shell Management Client • SS7 Service Elements • Signaling Gateway Unstructured Supplementary Service Data (USSD)Porto Alegre, outubro de 2013

  36. Mobicents jSS7 • Shell Management Client • CommandLine Interface (CLI) • Permite gerenciar diferentes aspectos do Mobicents de maneira interativa • Conecta-se a diferentes instâncias do Mobicents • Geralmente é invocado a partir de uma máquina remota Unstructured Supplementary Service Data (USSD)Porto Alegre, outubro de 2013

  37. Mobicents jSS7 • SS7 Service Elements • Cria uma instância do Mobicents MAP Stack atrelada ao JNDI • java:/mobicents/ss7/map • Serviço baseado em JMX • Implantado em um JbossApplication Server • Abstrai detalhes dos níveis inferiores • Não diferencia se os níveis superiores estão conectados em um hardware SS7 ou via M3UA Unstructured Supplementary Service Data (USSD)Porto Alegre, outubro de 2013

  38. Mobicents jSS7 SS7 Service Elements Imagem retirada do Mobicents SS7 StackUserGuide Unstructured Supplementary Service Data (USSD)Porto Alegre, outubro de 2013

  39. Mobicents jSS7 • MobicentsSignaling Gateway • Agente que recebe e envia sinalizações do tipo SwitchedCircuit Network (SCN) na borda da rede IP • Mobicents M3UA Stack • Protocolo cliente-servidor que suporta o transporte de SS7 MTP3-User através de IP Unstructured Supplementary Service Data (USSD)Porto Alegre, outubro de 2013

  40. Mobicents jSS7 Imagem retirada do Mobicents SS7 StackUserGuide MobicentsSignaling Gateway Unstructured Supplementary Service Data (USSD)Porto Alegre, outubro de 2013

  41. Agenda • Pilha SS7 • Pilha SIGTRAN • Mobicents • Desenvolvendo Aplicações Unstructured Supplementary Service Data (USSD)Porto Alegre, outubro de 2013

  42. Exercício 1: Simulador jSS7 • Testando o simulado jSS7 • Abra a máquina virtual (oferecida nesta aula) • Execute o atalho do simulador na área de trabalho Unstructured Supplementary Service Data (USSD) Porto Alegre, outubro de 2013

  43. Exercício 1: Simulador jSS7 Unstructured Supplementary Service Data (USSD) Porto Alegre, outubro de 2013

  44. Exercício 1: Simulador jSS7 Unstructured Supplementary Service Data (USSD) Porto Alegre, outubro de 2013

  45. Exercício 1: Simulador jSS7 Unstructured Supplementary Service Data (USSD) Porto Alegre, outubro de 2013

  46. Exercício 1: Simulador jSS7 Unstructured Supplementary Service Data (USSD) Porto Alegre, outubro de 2013

  47. Exercício 1: Simulador jSS7 Unstructured Supplementary Service Data (USSD) Porto Alegre, outubro de 2013

  48. Exercício 1: Simulador jSS7 Unstructured Supplementary Service Data (USSD) Porto Alegre, outubro de 2013

  49. Exercício 1: Simulador jSS7 Unstructured Supplementary Service Data (USSD) Porto Alegre, outubro de 2013

  50. Exercício 1: Simulador jSS7 UnstructuredSupplementary Service Data (USSD) Porto Alegre, outubro de 2013

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