7号信令协议栈
7号信令概述
七号信令概述七号信令网是电信网络的神经系统,七号信令网的性能直接影响电信业务的质量和收入。
对信令网进行监测,不仅是要防范该网本身的故障和问题,同时还要能透过七号信令网络对整个电信网络的管理和维护提供手段和依据,从而最终促进全网运行质量的提高。
一个完善的七号信令监测系统,能有效的加强网络服务效率和质量,减少网络维护所需的人力和时间。
目前,在国内七号信令已逐步代替中国1号信令完成多种电信业务的接续处理,同时随着网络规模的扩大,网络结构的重组以及网络中承载业务种类和业务量的急剧上升,七号信令网的稳定和可靠性直接影响电信业务的发展和业务收入的增长。
在国内外都发生过因SS7网络的故障所导致的灾难性的通信事故,因此如何利用相应的监测系统对信令网进行有效的监测和维护已经成为电信维护部门越来越迫切的要求。
七号信令的概念1.七号信令系统(也称为SS7或C7)是由ITU-T定义的一个全球电信标准规范,SS7网络及其相应的协议应用于:o基本的呼叫建立、管理和释放o诸如PCS、无线漫游、移动用户身份识别等无线业务o可携带的本地电话号(LNP)o800业务o增加诸如呼叫转移、主被叫显示、三方通话等新的呼叫功能o保证全球通信的效率及安全2.七号信令链路:SS7消息是通过56k或64kbps的双向通道--称为信令链路来传递的,由于采用了带外信令方式(信令与话音信号分离),使得呼叫建立时间大大缩短,提高中继线路的利用率,支持智能网业务,本身很难被攻击。
3.信令点:在SS7网络中有三类信令点(图一):o SSP(业务交换点)o STP(信令转接点)o SCP(业务控制点)图一4.信令链路类型(图二):图二七号信令协议栈SS7协议的软硬件部分功能被抽象的分割成几个功能化的概念,称之为"级",事实上SS7信令功能级的结构与OSI参考模型存在相似性:OSI模型 SS7协议栈注:由于ISUP可以完成其所有功能,TUP在世界大多数国家已被放弃(除中国、巴西等少数国家仍在使用)使用七号信令实现普通电话接续七号信令通过信令消息的最小单元--SU(信令单元)来传递不同信令的消息,下面给出一个使用ISUP部分信令消息进行的一次电话接续:。
(完整版)七号信令详解
七号信令基础第1章 GSM信令系统简介我们已经知道，数字蜂窝移动通信系统由NSS、BSS、OSS三大子系统和MS组成，但这只是根据功能划分的物理上的组合，大多数功能是分布在不同的设备中的，这样在执行任务时就需要交换信息，协调动作：分散的设备需要相互配合才能完成某项任务，设备或各个子系统之间必须通过各种接口按照规定的协议实现互连。
在通信系统中，我们把协调不同实体所需的信息称为信令。
信令系统指导系统各部分相互配合，协同运行，共同完成某项任务。
GSM系统中，信令消息具体体现在接口的协议和规范上，我们先从子系统互连和接口的分层模式来说明GSM系统中主要协议的结构和相互关系。
1.1 接口和协议接口代表两个相邻实体之间的连接点，而协议是说明连接点上交换信息需要遵守的规则。
两个相邻实体要通过接口传送特定的信息流，这种信息流必须按照一定的规约，也就是双方应遵守某种协议，这样信息流才能为双方所理解。
不同的实体所传送的信息流不同，但其中也可能有一些共同性，因此，某些协议可以用在不同的接口上，同一接口会用到多种协议。
图1-1表示了在无线接口（Um接口）上存在的不同协议，其中SS规程用于移动台对HLR设置补充业务的参数；MM和CM用于移动台和MSC/VLR之间交换用户移动性管理信息和通信接续信息；RR用于移动台和BSC之间交换无线资源分配信息。
图1-1通过无线接口的各种协议一种协议在传送过程中可以通过若干个接口，例如上述MM和CM协议在移动台传送到MSC/VLR过程中至少要通过无线接口、Abis接口和A接口。
图1-2表示了GSM 系统的信令结构，横向是根据物理的设备从最左边移动台开始顺次接入系统的各种系统的各种地面设施；纵向对应于各个功能层面，从最低的传输层开始，逐步到各种高层面。
MS BTS BS C MS C/VLR HLR GMS C 传输层RRMMCM图1-2 GSM 系统的信令结构让我们先来看无线接口，它们涉及到GSM 系统中的许多重要协议。
SS7信令协议栈
SS7信令协议栈2007-08-29 10:483.1 SS7信令协议栈 协议是通过网络传送数据的规则集合。
协议栈也就是协议的分层结构，协议分层的目的是为了使各层相对独立，或使各层具有不同的职能。
SS7协议一开始就是按分层结构的思想设计的，但SS7协议在开始发展时，主要是考虑在数字电话网和采用电路交换方式的数据通信网中传送各种与电路有关的信息，所以CCITT在80年代提出的SS7技术规范黄皮书中对SS7协议的分层方法没有和OSI 七层模型取得一致，对SS7协议只提出了4个功能层的要求。
这4个功能层如下：∙物理层：就是底层，具体是DS0或V.35。
∙数据链路层：在两节点间提供可靠的通信。
∙网络层：提供消息发送的路由选择.。
∙用户部份／应用部份：就是数据库事务处理，呼叫建立和释放。
但随着综合业务数字网（ISDN）和智能网的发展，不仅需要传送与电路有关的消息，而且需要传送与电路无关的端到端的消息，原来的四层结构已不能满足要求。
在1984年和1988年的红皮书和蓝皮书建议中，CCITT作了大量的努力，使SS7协议的分层结构尽量向OSI的七层模型靠近。
下图图示了SS7信令协议栈：MTP1(消息传递部分第一层)：即物理层。
MTP1(消息传递部分第二层)：即数据链路层。
MTP1(消息传递部分第三层)：即网络层。
SCCP（信令连接控制部分）TCAP（事务处理应用部分）ISUP（ISDN用户部分）TUP（电话用户部分）∙MTP1 MTP1是SS7协议栈中的最底层，对应于OSI模型中的物理层，这一层定义了数字链路在物理上，电气上及功能上的特性。
物理接口的定义包括：E－1，T－1，DS－1，V.35,DS－0，DS －0A（56K）。
∙MTP2 MTP2确保消息在链路上实现精确的端到端传送。
MTP2提供流控制，消息序号，差错检查等功能。
当传送出错时，出错的消息会被重发。
MTP2对应OSI模型中的数据链路层。
∙MTP3 MTP3在SS7信令网中提供两个信令点间消息的路由选择功能，消息在依次通过MTP1，MTP2，MTP3层之后，可能会被发送回MTP2再传向别的信令点，也可能会传递给某个应用层，如：SCCP或ISUP层。
7号信令的分层功能结构及各层功能
7号信令的分层功能结构及各层功能第七号信令是通信网络中用于实现用户间通信和网络内协调的一种信令协议。
其分层功能结构是由不同层次的功能组成，每个层次负责一部分的功能。
下面我将详细介绍第七号信令的分层功能结构及各层功能。
第七层：应用层应用层是最高层，负责处理用户应用程序间的数据交换。
它定义了一系列通信协议，如HTTP、FTP、SMTP等，以满足用户不同的通信需求。
应用层的功能包括文件传输、电子邮件发送与接收、远程登录、资源共享等。
第六层：表示层表示层负责处理应用层数据的表达与转换。
它将数据从应用层转换成通用的格式，以便它们可以在不同的系统之间进行共享。
表示层的功能包括数据加密与解密、数据压缩与解压缩、数据格式转换等。
第五层：会话层会话层负责建立、管理和终止两个通信设备之间的会话。
它定义了会话的开始和结束标志，并提供了检测和处理通信中发生的中断、重启等事件的机制。
会话层的功能包括会话的建立与终止、同步机制的实现、协议的选择与转换等。
第四层：传输层传输层负责端到端的数据传输，将数据分割成较小的数据包，并在源和目标之间建立可靠的传输通道。
传输层的功能包括数据包的分割与重组、错误检测与恢复、数据流控制、拥塞控制等。
常见的传输层协议有TCP和UDP。
第三层：网络层网络层负责将数据从源城市传输到目标城市。
它通过寻址和路由选择在网络中找到适当的路径，并将数据包传递给下一跳。
网络层的功能包括IP地址的分配与转换、路由选择、流量控制等。
常见的网络层协议有IP协议。
第二层：数据链路层数据链路层负责管理物理链接，将数据转换成比特流进行传输。
它负责进行数据的分组与组合、错误检测与恢复、帧同步等。
数据链路层的功能包括透明传输、流量控制、误码检测与纠正、链路管理等。
常见的数据链路层协议有以太网协议。
第一层：物理层物理层是最底层，负责管理数据与物理媒介之间的传输。
它将比特流转换成电信号，并通过传输介质将信号传输到目标设备。
物理层的功能包括信号的编码与解码、时钟同步、数据的传输与接收等。
七号信令原理和信令流程解释
TUP呼叫信令流程
LS
主叫 先挂机
IAI ACM 回铃音 ANC
通话 CLF RLG
通话 CBK CLF RLG
LS
被叫 先挂机
(a) 呼叫遇被叫空闲
LS
LS
IAI
SLB, STB, LOS UNN, SST
忙音、空号音 或录音通知 CLF
RLG
(b) 呼叫遇被叫忙
TUP呼叫信令流程(续)
LS
LS
邻接信令点:有信令链路组直接互联得两个信令点称为邻接信令点。
非邻接信令点:没有信令链路组直接互联得两个信令点称为非邻接信令点。
源信令点(Original Signaling Point):生成信令消息得信令点,即源端用户部分得 所在点称为该消息得源点。
目得信令点(Destination Signaling Point):信令消息发往得信令点,即接收端用 户部分得所在点称为该消息得目得信令点。
拜访位置寄存器VLR(Visitor Location Register):一个动态数据库,负责它所 管辖区域内出现得一动用呼得数据,包含处理用户建立、接收呼叫所需得信 息。一个VLR可以负责一个或几个MSC区域,可以为移动用户分配移动用户 漫游号码(MSRN)、临时移动用户识别(TMSI),并在建立呼叫时从MSC接收 到得MSRN、国际移动用户识别(IMSI)或TMSI识别出MS。
熟悉基本通信协议(6)七号信令(SS7信令)
熟悉基本通信协议(6)七号信令(SS7信令)第六、SS7信令（俗称七号信令或No.7信令)对于知识的框架我不可能面面俱到，只能把精华部分与读者共享，我先来说一下七号信令在通信中的的重要性：我们经常使用的短消息业务，其中有大约40％是由短信中心来实现的，而剩下的大约60％的业务是由七号信令来完成的，它是电话网的神经系统，传送的是控制信号（信令可以控制终端、交换机和人的行为。
七号信令也可以作承载业务，比如短信的实现）。
由此，有些人说七号信令已经是边缘技术是没有什么根据的或者说不太现实，或者在近几年之内也不至于“沦落”为边缘技术，边缘技术的意思是这种技术以后我们用得少了，或者说将有可能被某种新技术取代。
支撑网技术：支撑网是为使业务网正常运行、增强网络功能、提供全网服务质量，满足要求的网络，传送相应的控制，检测信号。
支撑网包括信令网（它也有管理网就是七号信令监测系统）、同步网（是指信号之间的频率相同，相位上保持某种严格的特定关系。
）和电信管理网TMN（采用了面向对象的设计方法，通过对对象的管理来实现对通信资源的管理，它有专门的部门来进行远程的监控和维护）。
本阶段的知识框架如下：(一)理解信令的基本概念(二)掌握No.7信令系统特点及功能结构等(三)认识No.7信令网结构(四)了解No.7信令系统在移动通信中的应用详细介绍如下：一、信令网（一）信令的基本概念要了解信令的基本概念，必须要了解信令、信令方式和信令系统。
（1）信令：信令是在电话机或其它终端与交换局、交换局与交换局、交换局与各种业务控制点及交换局与操作维护中心等之间，为了建立呼叫连接及各种控制而传送的专门信息，是控制交换机动作的操作命令、信号和语言。
（2）信令方式：传送信令要遵守一定的规约和规定，这些规约和规定就是信令方式。
它包括具体信令的结构形式，信令在多段路由上的传送方式及控制方式等。
（3）信令系统：信令系统是指为了完成特定的信令方式所使用的通信设备的集合.(就是这些控制过程的控制信号的产生、发送和接收的硬件及操作程序的全体）（二）信令的分类根据不同的分类标准，可以对信令进行不同的分类：1．按信令工作区域可分为用户线信令和局间信令2．按信令传送信道可分为随路信令和公共信道信令（我们国家现在使用的是后者，后者的优点是：将信令通路与语音通路分开，将若干条电路的信令集中在一条专用于传送信令的通道上传送，这一条信令通道就是信令数据链路。
GSM结构以及SS7七号信令在GSM中原理总结
Contents用户呼叫过程 (2)位置跟新 (2)切换过程 (3)七号信令及其在GSM系统中 (6)消息传送部分MTP (6)电话用户部分TUP(ISUP,NUP) (7)信令连接控制部分SCCP: Signaling Connection Control Part (7)固网中的SS7结构 (7)GSM中的SS7 (8)基站子系统应用部分BSSAP-BSS Application Part (8)移动应用部分MAP- Mobile Application Part (8)事物处理能力应用部分TCAP (8)GSM系统不同物理单元中的协议栈 (9)MSC中的协议栈 (9)HLR中的协议栈 (10)BSC中的协议栈 (11)不同网络部分的SS7协议栈 (11)GSM其他非SS7协议 (12)GSM的信道 (13)GSM逻辑信道 (13)用户呼叫过程1.用户呼叫目的地为MSISDN的被叫用户,呼叫信号到达GMSC2.GMSC根据MSISDN查询这个用户HLR,并连接HLR3.HLR数据库里面存储有被叫用户的当前位置信息(被叫VLR),HLR查询被叫VLR获取被叫用户的当前状态信息(关机,待机等)4.被叫VLR返回一个MSRN给HLR,这个MSRN里面还有到达被叫VLR的路由信息5.HLR将MSRN交给主叫GMSC6.主叫GMSC根据MSRN连接被叫VLR7.被叫VLR(MSC)负责处理接通被叫用户位置跟新用户手机SIM卡的内存中存储着当前网络的位置区识别码LAI和移动用户临时识别码TMSI,手机会定期向当前MSC发送LAI信息与用户当前实际所在网络区域的LAI进行对比,如果不同,则可以根据用户手机的就LAI连接到用户之前的MSC或者所在区域,告知原来的MSC或者原来的BTS用户已经移动到新的位置.同时新的MSC从用户的HLR中获得数据,并更新用户HLR中的位置信息.切换过程切换的核心过程就是在切换之前确保新的链路准备就绪可以使用,切换包括1.同一个BSC下,不同BTS的切换由BSC控制完成2.同一个MSC下,不同BSC的切换由MSC控制完成3.不同的MSC下的切换过程如下:MSC 间切换用户从一个 MSC/VLR 控制的小区移至另一个 MSC/VLR控制的小区，这种情况更复杂。
六章SS77号信令系统知识讲解
移动通信
电子工程系 李明
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２.MTP2
对应于OSI/RM中的数据链路层，保证了消息 在一条信令链路上点到点的传输。它还提供流 量控制、消息排序和错误检查等功能。
移动通信
电子工程系 李明
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３.MTP3
对应于OSI/RM中的网络层，在SS7网络的信令 点之间提供了路由信息。它还提供避开失效的 链路和信令点、阻塞发生时的流量控制等功能。
在Q708建议中明确地规定了国际信令点编码计 划，并指出各国的国内信令点编码可以由各自 的主管部门，依据本国的具体情况来确定。
移动通信
电子工程系 李明
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国际信令网信令点编码14位，编码容量为214 个信令点
采用大区识别、区域网识别和信令点识别三 级编号
NML：3 bit，用来识别世界编号大区
KJIHGFED：8 bit，用来识别世界编号大 区内的地理区域或一个特定区域的网络
电子工程系 李明
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６.信令点编码
信令点编码是为了识别信令网中各信令点(含 信令转接点)，供信令消息在信令网中选择路 由使用。
移动通信
电子工程系 李明
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➢基本要求
－信令点的编码要依据信令网的结构及应用要求， 实行统一编码
－在信令网中，对每一个信令点只分配一个信令点 编码
－编码方案要考虑信令点的备用量，要具有一定的 扩充性，能满足信令网发展的要求
移动通信
电子工程系 李明
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５.TUP
电话用户部分，用来支持基本的呼叫建立和释 放，仅适用于模拟线路。
已经逐渐被ISUP取代。
移动通信
电子工程系 李明
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６.ISUP (ISDN User Part)
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SS7信令系统协议简介
SS7信令协议栈，MTP1，MTP2，MTP3，SCCP，TCAP，ISUP，TUP
3.1 SS7信令协议栈
协议是通过网络传送数据的规则集合。
协议栈也就是协议的分层结构，协议分层的目的是为了使各层相对独立，或使各层具有不同的职能。
SS7协议一开始就是按分层结构的思想设计的，但SS7协议
在开始发展时，主要是考虑在数字电话网和采用电路交换方式的数据通信网中传送各种与电路有关的信息，所以CCITT在80年代提出的SS7技术规范黄皮书
中对SS7协议的分层方法没有和OSI七层模型取得一致，对SS7协议只提出了4个功能层的要求。
这4个功能层如下：
物理层：就是底层，具体是DS0或V.35。
数据链路层：在两节点间提供可靠的通信。
网络层：提供消息发送的路由选择.。
用户部份／应用部份：就是数据库事务处理，呼叫建立和释放。
但随着综合业务数字网（ISDN）和智能网的发展，不仅需要传送与电路有关的消息，而且需要传送与电路无关的端到端的消息，原来的四层结构已不
能满足要求。
在1984年和1988年的红皮书和蓝皮书建议中，CCITT作了大量的努力，使SS7协议的分层结构尽量向OSI的七层模型靠近。
下图图示了SS7信令协议栈：
MTP1(消息传递部分第一层)：即物理层。
MTP1(消息传递部分第二层)：即数据链路层。
MTP1(消息传递部分第三层)：即网络层。
SCCP（信令连接控制部分）
TCAP（事务处理应用部分）
ISUP（ISDN用户部分）
TUP（电话用户部分）
MTP1
MTP1是SS7协议栈中的最底层，对应于OSI模型中的物理层，这一层定义了数字链路在物理上，电气上及功能上的特性。
物理接口的定义包括：E－1，T－1，DS －1，V.35,DS－0，DS －0A（56K）。
MTP2
MTP2确保消息在链路上实现精确的端到端传送。
MTP2提供流控制，消息序号，差错检查等功能。
当传送出错时，出错的消息会被重发。
MTP2对应OSI模型中的数据链路层。
MTP3
MTP3在SS7信令网中提供两个信令点间消息的路由选择功能，消息在依次通过MTP1，MTP2，MTP3层之后，可能会
被发送回MTP2再传向别的信令点，也可能会传递给某个应用层，如：SCCP或ISUP 层。
MTP3还提供一些网管功能的支持，包括：流量控制，路由选择
和链路管理。
MTP3对应OSI模型中的网络层。
SCCP（信令连接控制部分）
SCCP位于MTP之上，为MTP提供附加功能，以便通过SS7信令网在信令点之间传递电路相关和非电
路相关的消息，提供两类无连接业务和两类面向连接的业务。
无连接业务是指在两个应用实体间，不需要建立逻辑连接就可以传递信令数据。
面向连接的业务在数据传递之前应用实体之间必须先建立连接，可以是一般性的连
接，也可以是逻辑连接。
SCCP以全局码（GT）的形式扩展SS7协议的寻址能力和路由能力，这些扩展基于被叫号码的寻址信息。
TCAP（事务处理应用部分）
TCAP允许应用调用远端信令点的一个或多个操作，并返回操作的结果。
比如：数据库访问或远端调用处理命令等。
使用SCCP无连接业务（基本的或有序的），TCAP 在两个用户应用之间提供事务处理对话。
ISUP（ISDN用户部分）
ISUP在交换局提供基于电路的连接，它直接和MTP3层通信。
ISUP提供基础电信业务，包括连接建立，监示和释放。
TUP（电话用户部分）
在ITU－TS标准里，TUP和ISUP功能相似，提供相似的业务（如：呼叫建立和拆除）。
TUP提供的业务比ISUP少，不支持ISUP中某些业务类别，比如：非话音业务和补充业务，还有，TUP不传递与电路无关的消息包。
TUP与ISUP比较
应用范围：TUP主要用于南美洲，墨西哥，亚洲和东欧国家。
而ISUP用于其他地方的国家。
ISUP比TUP提供更丰富的业务，特别是非话音数字业务。
TUP和ISUP都提供快速的呼叫建立和拆除；都在呼叫请求消息里包含主叫号码。
总的来说，TUP和ISUP的基本功能相同，ISUP能提供更多的业务，它们分别在不同的国家得到了应用。