Giải phỏp của Sigtran là xõy dựng cỏc đường hầm để vận chuyển cỏc bản tin của SS7 qua mạng IP, nú sử dụng cỏc lớp thay thế bờn dưới để cỏc User SS7 bờn
Phạm Trang Thanh- Hệ thống STP stand alone và ứng dụng trong mạng viễn thụng VNPT trờn vẫn hoạt động bỡnh thường cũn cỏc lớp này sẽđúng cỏc bản tin SS7 vào chiếc vỏ thớch hợp và vận chuyển qua mạng IP.
Trong mạng IP hiện nay 2 giao thức phổ biến nhất của lớp 4 là TCP và UDP, nhưng thực tế do yờu cầu của bỏo hiệu là phải nhanh đồng thời bảo đảm độ tin cậy nờn cả hai giao thức này đều khụng phự hợp để vận chuyển dữ liệu bỏo hiệu.
Hỡnh 2.1: Lựa chọn lớp Transport phự hợp cho bỏo hiệu
TCP
Cú vài vấn đề khi sử dụng TCP để mang một giao thức nhạy cảm với thời gian như SS7. Thực tế SS7 được thiết kế cho mục đớch sử dụng tương đối khỏc biệt. TCP là loại luồng byte (byte-streamed), nú cung cấp 1 luồng đơn lẻ dữ liệu và bảo đảm nú được phõn phối đỳng theo thứ tự byte, vỡ thế nú thớch hợp cho cỏc loại dữ liệu lớn và khụng cú cấu trỳc như tập tin hay email.
TCP tương đối nhạy cảm với độ trễ vỡ cỏc lỗi mạng: Mất gúi hay sự xỏo trộn thứ tự cỏc gúi nhận được. Khi gặp lỗi như vậy, TCP sẽ giữ lại cỏc gúi trong bộđệm và chờ cho đến khi nhận đủ cỏc gúi để cú thể xếp cho đỳng thứ tự. Lưu ý là hoàn toàn khụng thớch hợp để truyền cỏc bản tin SS7. Nếu chỉ 1 luồng TCP truyền đi cỏc bỏo hiệu ISUP cho nhiều kết nối, thỡ chỉ cần bị mất 1 gúi thuộc về 1 cuộc gọi nào đú thỡ sẽ gõy lờn hậu quả là trễ toàn bộ cỏc bản tin ISUP khỏc.
Một vấn đề khỏc nữa là chu kỳ của cỏc bộđếm thời gian TCP, cú trường hợp quy định thời gian kết nối, giữ kết nối và định thời truyền lại quỏ lớn và vượt quỏ độ
Phạm Trang Thanh- Hệ thống STP stand alone và ứng dụng trong mạng viễn thụng VNPT trễ quy định trong viễn thụng khi thiết lập cuộc gọi, nhận biết mất kết nối và truyền lại.
UDP
UDP là giao thức dựa trờn bản tin và cung cấp dịch vụ khụng kết nối nhanh. Về tốc độ nú thớch hợp cho việc truyền cỏc bản tin bỏo hiệu nhạy cảm với độ
trễ thời gian. Tuy nhiờn UDP lại chỉ cung cấp dịch vụ datagram khụng tin cậy. Chức năng điều khiển lỗi, vớ dụ thứ tự bản tin, phỏt hiện trựng lặp hay yờu cầu truyền lại bản tin bị lỗi nếu cần sẽđược thực hiện bởi lớp ứng dụng.
SCTP
Nhúm làm việc Sigtran của IETF đó định nghĩa ra giao thức SCTP cú thể
khắc phục cỏc nhược điểm này của TCP và UDP. SCTP là một giao thức vận chuyển mới, được thiết kế với yờu cầu nhạy cảm về thời gian của dữ liệu bỏo hiệu. Nú phải đủ linh hoạt cho việc sử dụng chung.
Cỏc đặc điểm của SCTP:
• Nú là giao thức Unicast dữ liệu được trao đổi giữa 2 đầu cuối danh định (cụ
thể).
• Bộ định thời của nú sử dụng cỏc khoảng thời gian để quản lý kết nối ngắn hơn TCP.
• Nú cung cấp khả năng chuyển giao tin cậy dữ liệu phỏt hiện hư hỏng, mất trỡnh tự và thực hiện sửa lỗi nếu cần.
• Nú cú khả năng thớch ứng tốc độ, tựđiều chỉnh theo tỡnh trạng mạng.
• Nú hỗ trợ đa địa chỉ (multi-homing) tức là mỗi điểm cuối SCTP cú thể cú nhiều địa chỉ IP, cỏc địa chỉ này cú thể thuộc cỏc giao diện kết nối độc lập.
Định tuyến đến một địa chỉ sẽđộc lập với những địa chỉ khỏc và khi 1 tuyến bị lỗi thỡ tuyến khỏc sẽ được sử dụng. Tớnh năng này giỳp SCTP hạn chế rất nhiều ảnh hưởng của cỏc lỗi bị hưđường truyền hay tắc nghẽn mạng.
• Nú dựng thủ tục nhận thực và khởi tạo dựa trờn cookie để ngăn chặn tấn cụng từ chối dịch vụ (denial-of-service attack).
Phạm Trang Thanh- Hệ thống STP stand alone và ứng dụng trong mạng viễn thụng VNPT • Nhiều bản tin bỏo hiệu cú thể được gom lại trong 1 gúi SCTP duy nhất
(Bundling) và một bản tin bỏo hiệu cũng cú thể được chia nhỏ thành nhiều phần (Fragmentation) để truyền đi trong cỏc gúi SCTP khỏc nhau.
• SCTP là giao thức hướng bản tin, tức là bản tin cú cấu trỳc khung tường minh cũn TCP và UDP sử dụng bản tin khụng cấu trỳc và truyền theo luồng byte. Việc định nghĩa cấu trỳc của gúi SCTP cũng hỗ trợ cho khả năng Fragmentation và Bundling.
• Một đặc điểm nổi bật nữa của SCTP so với TCP là nú hỗ trợđa luồng: Dữ
liệu được chia thành nhiều luồng, mỗi luồng phõn phối dữ liệu theo trỡnh tự độc lập. Tớnh năng này cho phộp cỏc user chia một kết nối IP giữa 2 điểm
đầu cuối thành vài luồng dữ liệu, mỗi luồng được gỏn cho 1 ứng dụng hay tài nguyờn riờng. Nếu xảy ra 1 lỗi hay trễ trờn 1 luồng sẽ khụng làm ảnh hưởng
đến sự hoạt động của luồng khỏc.
Lấy 1 vớ dụ vềưu điểm này của SCTP so với TCP, giả sử TUP trong 1 tổng
đài đang quản lý 3 cuộc gọi kết nối. Nếu cỏc bản tin TUP được truyền đi bằng TCP thỡ giống như chỳng đi qua 1 cỏi ống theo tuần tự. Giả sử 2 cuộc gọi được giải phúng cựng lỳc, nhưng bản tin giải tỏa cuộc gọi 1 bị mất thỡ cả bản tin giải tỏa cho cuộc gọi 2 cũng bị giữ lại và chờ cho đến khi TCP nhận ra, yờu cầu truyền lại, nhận và sắp xếp theo thứ tự. Độ trễ trong quỏ trỡnh này lờn tới cả chục giõy, độ trễ này vượt quỏ tiờu chuẩn của PSTN.
Hỡnh 2.2: Nghẽn đầu dũng trong TCP Cũn nếu bản tin TUP được truyền đi bằng SCTP:
Phạm Trang Thanh- Hệ thống STP stand alone và ứng dụng trong mạng viễn thụng VNPT Trong trường hợp này, bản tin của cuộc gọi 1 bị mất sẽ chỉ ảnh hưởng đến luồng dữ liệu của chớnh nú, bỏo hiệu của 2 cuộc gọi cũn lại vẫn hoạt động bỡnh thường. Hỡnh 2.3: Giải quyết nghẽn đầu dũng trong SCTP 2.2.3. Kiến trỳc của SIGTRAN Hỡnh 2.4: Chồng giao thức của Sigtran
Cỏc lớp được định nghĩa bởi IETF là lớp vận chuyển SCTP và cỏc lớp thớch
ứng xUA (M2UA, M2PA, M3UA, IUA, SUA). Cỏc lớp UA được đặt tờn theo lớp dịch vụ trong mụ hỡnh SS7 mà nú thay thế. Vớ dụ M3UA là lớp thay thế cho MTP3, nú cú khả năng cung cấp cỏc dịch vụ mà MTP3 cung cấp (M3UA khụng thật sự
thay thế hoàn toàn cỏc đặc điểm và hoạt động của MTP3), cỏc user của nú sẽ cảm giỏc nhưđang được cung cấp dịch vụ bởi lớp MTP3 thực.
Phạm Trang Thanh- Hệ thống STP stand alone và ứng dụng trong mạng viễn thụng VNPT • Vận chuyển một cỏch tin cậy cỏc giao thức bỏo hiệu lớp cao hơn qua
mạng IP.
• Cung cấp cựng lớp dịch vụđược yờu cầu bởi PSTN.
• Tớnh trong suốt: Cỏc user lớp trờn sẽ khụng nhận biết được sự thay thế
của cỏc lớp thớch ứng đối với cỏc lớp nguyờn thủy của SS7.
• Thay thế càng nhiều lớp dưới của SS7 càng tốt. Hiện tại cú 6 lớp thớch
ứng được đó được định nghĩa (cấu trỳc Sigtran cũng cho phộp việc bổ
sung cỏc lớp thớch ứng mới khi cần).
• M2UA: Hỗ trợ việc truyền bản tin bỏo hiệu số 7 lớp MTP3 qua mạng IP trong kết nối dạng chủ - tớ. Vớ dụ kết nối giữa SG và MGC. M2UA cú chức năng tương tự như MTP2, tức là quản lý liờn kết và cho phộp truyền bản tin lớp 3 lờn mạng.
• M2PA: M2UA tương tự như M2UA, M2PA cũng được sử dụng để
truyền bản tin lớp MTP3 nhưng trong kết nối cú quan hệ ngang hàng, vớ dụ kết nối giữa 2 SG.
• M3UA: M3UA tương đương với MTP3, dựng để truyền bản tin của User (như bản tin của ISUP, SCCP) trong cả 2 loại kết nối chủ - tớ và kết nối ngang hàng. Lớp này cung cấp cho ISUP và SCCP cỏc dịch vụ của MTP3 như quản lý mạng, định tuyến bản tin.
• SUA: SUA cung cấp cỏc dịch vụ của SCCP trong kiến trỳc ngang hàng, vớ dụ như kết nối giữa SG và SCP (SCP này nằm trong mạng IP).User của nú cú thể là TCAP, MAP.
• IUA cung cấp dịch vụ của lớp liờn kết dữ liệu của ISDN (LAPD). User của nú cú thể là lớp 3 của ISDN (Q.931).
• V5UA cung cấp cỏc dịch vụ của giao thức V5.2.