CN111970239B - 一种基于sctp的sigtrans协议栈实现方法 - Google Patents

一种基于sctp的sigtrans协议栈实现方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于SCTP的SIGTRANS协议栈实现方法，该方法包括以下步骤：调用SCTP的SOCKET接口进行SCTP偶联建链；对SCTP消息进行读取封装处理；M3UA建链；读取、解析M3UA消息，分析信令指示语，根据消息不同的种类，进行不同的封装处理。通过该方法，达到了：部署在LINUX/UNIX操作系统上，安装简单，方便云化，维护简单；兼容多种协议，移植简单，适应新环境能力强；分布式部署，扩展能力强。

Description

一种基于SCTP的SIGTRANS协议栈实现方法
技术领域
本发明涉及智能通信技术领域，具体来说，涉及一种基于SCTP的SIGTRANS协议栈实现方法。
背景技术
目前SIGTRANS协议栈实现方法主要有如下几种：
采用ATM承载SIGTRANS协议栈：ATM是ASynchronousTransferMode(ATM)异步传输模式的缩写，它是以信元为基础的一种分组交换和复用技术。
该方法有一些缺陷，具体如下:
（1）ATM部署很复杂，成本昂贵；
（2）对接复杂，不易扩容。
发明内容
针对相关技术中的上述技术问题，本发明提出一种基于SCTP的SIGTRANS协议栈实现方法，能够克服现有技术的上述不足。
为实现上述技术目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种基于SCTP的SIGTRANS协议栈实现方法，该方法包括以下步骤：
S1：调用SCTP的SOCKET接口进行SCTP偶联建链；
S2：对SCTP消息进行读取封装处理，其中，SCTP消息类别包括INITIALIZE(INITIALIZE为初始化原语)初始化原语、ASSOCIATE（ASSOCIATE为关联原语）关联原语、SHUTDOWN（SHUTDOWN为关闭偶联原语）关闭偶联原语、ABROT(ABROT为正常关闭偶连原语)非正常关闭偶联原语、SEND（SEND为发送SCTP原语）发送SCTP原语、RECEIVE（RECEIVE为接收SCTP消息原语）接收SCTP消息原语、SET PRIMARY（SET PRIMARY为设置主用通道原语）设置主用通道原语、HEARTBEAT（HEARTBEAT为心跳原语）心跳原语；
所述步骤S2包括以下步骤：
S21：按照SCTP规范读取处理SCTP消息，其中，读取处理的SCTP消息包括INIT(INIT为初始化建链)、INIT ACK（INIT ACK为初始化建链响应）、DATA（DATA为信令数据消息）、SACK(SACK为信令消息确认)、Heartbeat（Heartbeat为心跳消息）、Heatbeat Ack（HeatbeatAck为心跳消息确认）；
S22：维护SCTP链路；
S23：将DATA(DATA为信令数据消息)承载的信令数据送到M3UA处理模块；
S3：M3UA（M3UA 为MTP3 User Adaptation，第三级用户的适配层协议）建链，当M3UA正常建链后，进行M3UA消息的传递，其中，M3UA模块支持MTP3-用户消息，M3UA层传递MTP-TRANSFER(MTP-TRANSFER为信令传输)原语；
S4：读取、解析M3UA消息，分析信令指示语，根据消息不同的种类，进行不同的封装处理，其中，封装处理的种类包括SCCP模块解析封装处理、ISUP模块解析封装处理、BICC（BICC为与承载无关的呼叫控制协议）模块封装处理，SCCP模块解析封装处理为TCAP事务处理，TCAP分为ANSI-TCAP（ANSI-TCAP为美国国家标准组织制定的TCAP标准）消息处理、ITU-TCAP（ITU-TCAP为国际电联制定的TCAP标准）消息处理，ITU-TCAP为欧洲标准，ANSI-TCAP为美国标准。
进一步的，所述步骤S4中，
如果信令指示语是3，那么M3UA承载的是SCCP消息，由SCCP模块进行解析封装处理；
如果信令指示语是5，由ISUP模块进行解析封装处理；
如果信令指示语是13，那么由BICC模块进行封装处理。
进一步的，所述步骤S4中的ANSI-TCAP消息处理包括以下步骤：
S401：接收SCCP模块送来的TCAP消息；
S402：按照T1.114（T1.114为美国标准协会制订标准，标准号是T1.114）规范进行信令的解码、编码及相应的事务会话维护处理。
进一步的，所述步骤S4中的ITU-TCAP消息处理包括以下步骤：
S411：接收SCCP模块送来的TCAP消息；
S412：按照ITU-T Q.711-Q.775（ITU-T Q.711-Q.775国际电联制订的标准，标准号是Q.711至Q.755）中定义规范进行信令的解码、编码及相应的事务会话维护处理。
本发明的有益效果：通过该方法，达到了：
1）部署在LINUX/UNIX操作系统上，安装简单，方便云化，维护简单；
2）兼容多种协议，移植简单，适应新环境能力强；
3）分布式部署，扩展能力强。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明实施例所述的一种基于SCTP的SIGTRANS协议栈实现方法的流程框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，根据本发明实施例所述的一种基于SCTP的SIGTRANS协议栈实现方法，包括以下步骤：
S1：调用SCTP的SOCKET接口进行SCTP偶联建链；
S2：对SCTP消息进行读取封装处理，其中，SCTP消息类别包括INITIALIZE(初始化原语)初始化原语、ASSOCIATE（关联原语）关联原语、SHUTDOWN（关闭偶联原语）关闭偶联原语、ABROT(正常关闭偶连原语)非正常关闭偶联原语、SEND（发送SCTP原语）发送SCTP原语、RECEIVE（接收SCTP消息原语）接收SCTP消息原语、SET PRIMARY（设置主用通道原语）设置主用通道原语、HEARTBEAT心跳原语（心跳原语）；
步骤S2包括以下步骤：
S21：按照SCTP规范读取处理SCTP消息，其中，读取处理的SCTP消息包括INIT(初始化建链)、INIT ACK（初始化建链响应）、DATA（信令数据消息）、SACK(信令消息确认)、Heartbeat（心跳消息）、Heatbeat Ack（心跳消息确认）；
S22：维护SCTP链路；
S23：将DATA（信令数据消息）承载的信令数据送到M3UA（MTP3 User Adaptation第三级用户的适配层协议）处理模块；
S3：M3UA（MTP3 User Adaptation 第三级用户的适配层协议）建链，当M3UA正常建链后，进行M3UA消息的传递，其中，M3UA模块支持MTP3-用户消息，M3UA层传递MTP-TRANSFER(信令传输)原语；
S4：读取、解析M3UA消息，分析信令指示语，根据消息不同的种类，进行不同的封装处理，其中，封装处理的种类包括SCCP模块解析封装处理、ISUP模块解析封装处理、BICC(与承载无关的呼叫控制协议)模块封装处理，SCCP模块解析封装处理为TCAP事务处理，TCAP分为ANSI-TCAP（美国国家标准组织制定的TCAP标准）消息处理、ITU-TCAP（国际电联制定的TCAP标准）消息处理，ITU-TCAP为欧洲标准，ANSI-TCAP为美国标准。
在本发明的一个具体实施例中，所述步骤S4中，
如果信令指示语是3，那么M3UA承载的是SCCP消息，由SCCP模块进行解析封装处理；
如果信令指示语是5，由ISUP模块进行解析封装处理；
如果信令指示语是13，那么由BICC模块进行封装处理。
步骤S4中的ANSI-TCAP消息处理包括以下步骤：
S401：接收SCCP模块送来的TCAP消息；
S402：按照T1.114（美国标准协会制订标准，标准号是T1.114）规范进行信令的解码、编码及相应的事务会话维护处理。
步骤S4中的ITU-TCAP消息处理包括以下步骤：
S411：接收SCCP模块送来的TCAP消息；
S412：按照ITU-T Q.711-Q.775（国际电联制订的标准，标准号是Q.711至Q.755）中定义规范进行信令的解码、编码及相应的事务会话维护处理。
在本发明的一个具体实施例中，SIGTRANS协议栈完成自研后，先后在福建省电信IVPN平台云化、山西省电信IVPN平台云化、江苏省电信IVPN平台云化、浙江省电信IVPN平台云化等平台都得到了应用。系统上线运行稳定，在云平台部署，也给局方云化建设节省了经费。
为了方便理解本发明的上述技术方案，以下对本发明的上述技术方案进行详细说明。
系统组成结构：SIGTRANS协议栈包含SCTP消息封装解析处理、M3UA消息封装解析处理、SCCP消息封装解析处理、ANSI-TCAP消息封装处理、ITU-TCAP消息封装处理以及BICC消息封装处理。协议栈根据M3UA信令中的SI(信令指示语)来进行判断M3UA（MTP3 UserAdaptation 第三级用户的适配层协议）承载的是SCCP协议还是BICC协议还是ISUP协议，然后分别进行SCCP协议或BICC协议或ISUP协议的封装解析处理。
实现方法：
首先调用SCTP的scoket接口，进行sctp链路偶联建链，然后调用socket接口进行sctp消息的接收或发送。当SCTP偶联建链完成后，按照M3UA规范解析SCTP消息，首先进行M3UA层的建链，M3UA层建链成功后，然后进行M3UA消息封装解析处理。
流程说明：
1.调用SCTP的SOCKET接口进行SCTP偶联建链；SCTP具有在确认方式下无差错、无重复的传送用户数据；根据通路MTU的限制，进行用户数据传送；在多个流上保证用户数据的顺序提交；将多个用户的消息复用到一个SCTP的数据块中；利用SCTP的偶联机制，来提供网络级的保证；包含了避免拥塞的功能和避免遭受广播风暴及匿名攻击。
2.对SCTP消息进行读取封装处理；消息类别主要有INITIALIZE初始化原语、ASSOCIATE关联原语、SHUTDOWN关闭偶联原语、ABROT非正常关闭偶联原语、SEND发送SCTP原语、RECEIVE接收SCTP消息原语、SETPRIMARY设置主用通道原语、HEARTBEAT心跳原语等。
3.进行M3UA建链,当M3UA正常建链后，就可以进行M3UA消息的传递；M3UA模块支持MTP3-用户消息，M3UA层传递MTP-TRANSFER原语；管理信令本地链路以及告知远端信令点是否可达是否拥塞等。
4.读取M3UA消息，分析信令指示语，如果信令指示语是3，那么M3UA承载的是SCCP消息，由SCCP模块进行解析封装处理；如果信令指示语是5，由ISUP模块进行解析封装处理；如果信令指示语是13，那么由BICC模块进行封装处理。
5.事务处理部分TCAP分为两类一类是ANSI-TCAP，一类是ITU-TCAP。其中ITU-TCAP是欧洲标准，ANSI-TCAP是美国标准。一般在网络对接前根SSN等来确定事物处理部分采用ITU-TCAP或ANSI-TCAP。
SCTP消息处理：
按照SCTP规范读取处理INIT、INITACK、DATA、SACK、Heartbeat、HeatbeatAck等SCTP消息，维护SCTP链路，DATA承载的信令数据送到M3UA处理模块。
M3UA消息处理：
在SCTP建立偶联后，首先进行M3UA建链，然后处理M3UA消息。解析M3UA消息，根据消息不同的种类进行不同的处理。如果消息类别属于链路状态类别，在自身模块内处理。如果消息类别属于业务信令，先解析业务信令分别属于什么类别，如果是ISUP类别，那么将信令传给ISUP模块；如果是BICC类别，那么将信令传给BICC模块；如果是SCCP类别，那么将信令传给SCCP模块。如果M3UA模块收到BICC模块，SCCP模块或ISUP模块的消息，则转成M3UA消息传递到SCTP链路，有SCTP链路送到核心网。
SCCP消息处理：
SCCP模块用于处理信令连接控制部分，提供业务信令的GT路由、DPC路由及SSN路由功能，当用户的数据超过MTP限制时，SCCP还提供分段和打包重组功能。SCCP模块收到M3UA模块传递的SCCP层数据后，首先分析SCCP的数据类别，根据种类的不同进行不同的处理。主要处理MTPTRANSFER、MTPPAUSE、MTPRESUME及MTPSTATUS等四种SCCP数据，其中对于MTPTRANSFER数据，经分析组装处理后，将其承载的TCAP数据送到TCAP模块。TCAP模块分为ANSI-TCAP及ITU-TCAP，根据SSN的不同，将消息路由到不同的TCAP模块。SCCP模块记录每个TCAP进程的BASEDIALOGID，业务会话的后续消息，解析会话的DID，根据DID将会话送到特定的TCAP进程。SCCP模块收到TCAP模块的消息，将TCAP消息封装为MTPTRANSFER消息送到M3UA模块。
ANSI-TCAP消息处理：
ANSI-TCAP模块主要用来接收SCCP模块送来的TCAP消息，按照T1.114规范进行信令的解码、编码及相应的事务会话维护处理。一般用于C网业务处理。
ITU-TCAP消息处理：
ITU-TCAP模块主要用来接收SCCP模块送来的TCAP消息，按照ITU-T Q711-Q.775中定义规范进行信令的解码、编码及相应的事务会话维护处理。一般用于固网业务处理。
技术关键点：
1）能够按照RFC2960规范解析处理SCTP消息，实现SCTP偶联建链；
2）实现M3UA协议的编码和解码；
3）实现SCCP协议的编码和解码；
4）实现BICC协议的编码和解码；
5）实现ISUP协议的编码和解码；
6）实现ANSI-TCAP协议的编码和解码；
7）实现ITU-TCAP协议的编码和解码；
8）多种路由方式；
9）事务层状态维护；
10）会话层状态维护；
名词缩写：
IP：网际互联协议；
ITU-T：国际电信联盟标准化部门；
MTP:信令传递部分；
SS7：7号信令；
SCTP：信令流控制传输协议；
SIGTRANS：IP网络传递SS7信令协议；
ATM：异步传输模式；
SCCP：信令连接控制部分；
ANSI-TCAP：美国标准协会会话层能力应用部分；
ITU-TCAP：国际电联会话层能力应用部分；
ISDN:综合业务数字网；
ISUP: ISDN用户部分；
BICC:与承载无关的呼叫控制协议；
综上所述，借助于本发明的上述技术方案，通过该方法，达到了：部署在LINUX/ UNIX操作系统上，安装简单，方便云化，维护简单；兼容多种协议，移植简单，适应新环境能力强；分布式部署，扩展能力强。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种基于SCTP的SIGTRANS协议栈实现方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：调用SCTP的SOCKET接口进行SCTP偶联建链；
S2：对SCTP消息进行读取封装处理，其中，SCTP消息类别包括INITIALIZE初始化原语、ASSOCIATE关联原语、SHUTDOWN关闭偶联原语、ABROT非正常关闭偶联原语、SEND发送SCTP原语、RECEIVE接收SCTP消息原语、SET PRIMARY设置主用通道原语、HEARTBEAT心跳原语；
所述步骤S2包括以下步骤：
S21：按照SCTP规范读取处理SCTP消息，其中，读取处理的SCTP消息包括初始化建链INIT、初始化建链响应INIT ACK、信令数据消息DATA、信令消息确认SACK、心跳消息Heartbeat、心跳消息确认Heatbeat Ack；
S22：维护SCTP链路；
S23：将DATA承载的信令数据送到M3UA处理模块；
S3：M3UA建链，当M3UA正常建链后，进行M3UA消息的传递，其中，M3UA模块支持MTP3-用户消息，M3UA层传递MTP-TRANSFER原语；
S4：读取、解析M3UA消息，分析信令指示语，根据消息不同的种类，进行不同的封装处理，其中，封装处理的种类包括SCCP模块解析封装处理、ISUP模块解析封装处理、BICC模块封装处理，SCCP模块解析封装处理为TCAP事务处理，TCAP分为ANSI-TCAP消息处理、ITU-TCAP消息处理，ITU-TCAP为欧洲标准，ANSI-TCAP为美国标准。
2.根据权利要求1所述的一种基于SCTP的SIGTRANS协议栈实现方法，其特征在于，所述步骤S4中，
如果信令指示语是3，那么M3UA承载的是SCCP消息，由SCCP模块进行解析封装处理；
如果信令指示语是5，由ISUP模块进行解析封装处理；
如果信令指示语是13，那么由BICC模块进行封装处理。
3.根据权利要求1所述的一种基于SCTP的SIGTRANS协议栈实现方法，其特征在于，所述步骤S4中的ANSI-TCAP消息处理包括以下步骤：
S401：接收SCCP模块送来的TCAP消息；
S402：按照T1.114规范进行信令的解码、编码及相应的事务会话维护处理。
4.根据权利要求1所述的一种基于SCTP的SIGTRANS协议栈实现方法，其特征在于，所述步骤S4中的ITU-TCAP消息处理包括以下步骤：
S411：接收SCCP模块送来的TCAP消息；
S412：按照ITU-Q.711至Q.775中定义规范进行信令的解码、编码及相应的事务会话维护处理。
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