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1、软交换基础介绍软交换基础培训,第一部分：软交换系统概念第二部分：软交换体系中的主要协议第三部分：中兴通讯软交换解决方案,组成部分,第一章 课程目标,通过对本章的学习，您应当能够了解：下一代网络的体系结构下一代网络的特点下一代网络的演进策略SS体系结构与网元设备SS业务提供方式,为什么要NGN？,竞争需求快速的开展新业务,用户需求消费者个性化消费需求,成本需求降低建设与运维成本,技术需求需要一个高效的网络,运营商需求,NGN,对运营商而言解决现有网络问题,对最终用户而言随时、随地、随心所欲地享受通信乐趣,对市场竞争而言符合市场发展的趋势,解决方案,预期结果,NGN是什么1？,NGN的广义概念 不
2、同于这一代，以数据为中心，基于开放的网络架构，提供包括语音、数据、多媒体等多种业务的融合网络体系。,NGN在交换网上：软交换网络 NGN在传输网上：ASON NGN在移动网上：3G、3G后,NGN是什么2？,基于软交换技术的NGN概念 基于软交换技术的NGN网络，是业务驱动的网络，通过呼叫控制、媒体交换及承载的分离，实现了开放的分层架构，各层次网络单元通过标准协议互通，可以各自独立发演进，以适应未来技术的发展。,SoftSwitch体系简介,SoftSwitch 是下一代网络呼叫与控制的核心SoftSwitch体系思想的几个特点 开放的体系结构业务驱动的网络基于包交换网络设备接入综合化设备控制
3、策略化SoftSwitch体系架构的主要组成,如何发展到NGN？,采用重叠网思想 保留现有电路交换网资源不变，通过放置网关实现互通，软交换完成呼叫控制功能。着重于业务融合，便于对网络统一管理、快速部署。作为向NGN演进的长远解决方案。,下一代网络体系结构,强大的业务能力极大的降低了投资成本无缝平滑的演进方式基于策略的动态运营支撑方式,软交换体系结构带来了什么？,中兴 SoftSwitch的网络体系结构,SoftSwitch网络体系结构的特点,采用分层的网络模型。SoftSwitch体系结构基于分层模型，各层之间通过明确的功能接口通信。支持设备的综合接入。SoftSwitch体系结构完成PSTN
4、/ISDN、PLMN、IN和INTERNET中各种设备的综合接入。实现强大的业务能力。SoftSwitch体系结构提供标准接口和现有SCP互通快速提供新业务，同时提供国际标准的PARLAY开通标准业务接口。提供基于策略的网管机制。SoftSwitch体系结构提供全新的基于策略的网管机制实现了动态网管。,SoftSwitch的网元（1）,SoftSwitch：软交换控制设备，作为系统的控制核心，完成呼叫处理控制、呼叫处理、接入协议适配、业务接口提供、互连互通功能、应用支持、计费、认证、操作维护等功能。Access Gateway：接入网关，在SoftSwitch控制下，完成媒体流转换和非SS7信
5、令处理等功能，用于SoftSwitch和PSTN/ISDN通过用户线互通的情况。,SoftSwitch的网元（2）,Trunk Gateway：中继网关，在SoftSwitch的控制下，完成媒体流转换等功能，主要用于SoftSwitch和PSTN/ISDN/PLMN（MSC）通过E1中继互通情况。Signaling Gateway：信令网关，完成电路交换网（基于MTP）和包交换网（基于IP）之间的SS7信令的转换功能。Integrated Access Device：综合接入设备，完成用户端数据、语音、图像等多媒体业务的综合接入功能。,SoftSwitch的网元（3）,Multiservice
6、 Access GatewayAccess：多业务接入网关，完成局端的数据、语音、图像等多媒体业务的综合接入和交换等功能。Application Server：应用服务器，向第三方业务开发商提供标准应用编程接口（API），以及业务生成环境；完成业务创建和维护功能。Policy Server:策略服务器，完成策略管理的设备。所谓的策略就是规则和服务的组合，其中规则定义了资源接入和使用的标准。,SoftSwitch的业务提供方式说明,SS自身提供业务 SS1本身直接实现语音基本业务、补充业务和附加业务。应用服务器方式 设置新的应用服务器，通过SIP和SoftSwitch控制设备交互，完成业务的提供
7、和生成。SCP互通方式 为了平滑过渡和利用已有资源，SoftSwitch可以作为虚拟SSP使用，仍然支持以智能网方式提供业务。,SoftSwitch的业务提供方式说明,第一部分：软交换系统概念第二部分：软交换体系中的主要协议第三部分：中兴通讯软交换解决方案,组成部分,第二章 课程目标,通过对本章的学习，您应当能够了解：SS协议分类SIGTRAN协议基本概念H.248协议基本概念SIP协议基本概念,SoftSwitch的协议分类,SoftSwitch媒体控制协议SoftSwitch业务控制协议SoftSwitch互通协议SoftSwitch应用支持协议,SoftSwitch媒体控制协议,H.24
8、8/MGCP：用于SoftSwitch控制设备和MG之间，完成对媒体网关的控制。SIP：用于SoftSwitch控制设备和数据终端设备之间，完成对这些设备的控制。,SoftSwitch业务控制协议,ISUP(TUP)over IP：用于SoftSwitch控制设备和SG之间，完成和PSTN间的呼叫相关信息交互。TCAP/SCCP over IP：用于SoftSwitch控制设备和SG之间，完成和PSTN间的呼叫无关信息交互（如INAP/TCAP、MAP等）。,SoftSwitch互通协议,BICC/SIP-T：用于SoftSwitch控制设备之间，完成不同SoftSwitch域之间的信息交互。
9、H.323：用于SoftSwitch控制设备和H.323网关、网守设备之间，完成SoftSwitch网络和H.323网络之间的信息交互。,SoftSwitch应用支持协议,Parlay：用于SoftSwitch控制设备和应用服务器之间，完成新业务的生成和提供功能。RADIUS：用于SoftSwitch控制设备和AAA服务器之间，完成计费、鉴权和认证功能。COPS：用于SoftSwitch控制设备和策略服务器之间，完成基于策略的OSS功能。,SoftSwitch应用支持协议,LDAP：用于SoftSwitch控制设备和路由服务器之间，完成对SoftSwitch路由信息的查询。TRIP：用于路由服
10、务器于路由服务器之间，完成SoftSwitch路由信息的同步与刷新。,各种协议的典型应用,SoftSwitch协议讲解SIGTRAN协议介绍,SoftSwitch协议讲解H.248协议介绍,SoftSwitch协议讲解SIP协议介绍,第一部分：软交换系统概念第二部分：软交换体系中的主要协议第三部分：中兴通讯软交换解决方案,组成部分,第三章 课程目标,通过对本章的学习，您应当能够了解：中兴SS网络体系中兴SS典型解决方案应用,中兴 SoftSwitch的网络体系结构,中兴软交换产品系列,长途/汇接 解决方案,端局解决方案,小区解决方案,SOHO解决方案,WEB CALL业务,NOLY业务（一号通
11、）,谢谢,SIGTRAN协议概述SCTP协议M3UA适配层,内容简介,SIGTRAN协议的引入,基于分组交换的软交换体系必须要与传统PSTN的信令网进行互通，但“尽力而为”（Best Effort）的IP网无法满足电信网的高可靠性，高实时性的信令传输要求。为此，则必须寻找一种办法来解决。,SIGTRAN协议引入,SIGTRAN协议栈结构,应用层,传输层,用户适配层,网络层,SIGTRAN协议栈结构,无缝连接,SIGTRAN协议概述SCTP协议M3UA适配层,内容简介,什么是SCTP？,为什么提出SCTP？,互联网的飞速发展，对于底层传输协议提出更高的要求 TCP协议的先天不足，无法满足目前互联
12、网上不断出现的新的应用需求不适应某些对可靠性有要求，但对收发次序并没有要求的应用（或部分按序，部分不按序的应用）面向BIT流的传输机制使得上层的应用复杂化对于使用多地址连接增加数据传输能力过于麻烦对于恶意攻击的防范能力较弱,SCTP与TCP相比的优点,SCTP的连接可以是多地址连接，而TCP则一般是单地址连接的。TCP是基于比特流，SCTP则是基于用户消息流。一个TCP连接只能支持一个流，一个SCTP连接同时可以支持多个流。SCTP增加了防止攻击的措施（Tag,Cookie,MAC）,SCTP协议的发展：,SCTP的多址连接,SCTP相关术语解释,SCTP消息包,TCP启动流程,SCTP启动流
13、程,SCTP数据传递流程,SCTP数据传递流程,拆分与重组,SCTP的保活机制,SCTP安全性,基本概念简单带重传的肯定确认方式,SIGTRAN协议概述SCTP协议M3UA适配层,内容简介,什么是M3UA?,M3UA位置示意图,M3UA术语解释,AS与ASP关系图,M3UA消息分类,M3UA消息流程1,ASPSM消息,ASPTM消息,M3UA消息流程1,激活ASP,激活ASP响应,汇报ASP状态：好,响应,M3UA消息流程2,负荷分担工作方式：,M3UA消息流程3,主备用工作方式：,ASP状态转换,AS状态转换,H.248协议概述H.248消息结构和类型,内容简介,几个问题,H.248协议发生
14、在谁和谁之间？H.248协议起什么作用？同类似的其他协议相比，SIP协议有些什么特点？,历史背景,网关分解功能模型,BICC/SIP BCP-T,H.248,RTP/RTCP,ISUP/IP,ISUP/MTP,TDM Trunk,Control,Edge,解答第一个问题,H.248协议发生在谁和谁之间？,解答第二个问题,H.248协议起什么作用？,It is primarily used to separate the call control logic from the media processing logic in a gateway.,解答第三个问题,同其他网关分离协议相比，H.2
15、48协议有些什么特点？,ANS.1和文本行两种编码方式完全开放的扩展机制：包扩展机制 与MGCP的包扩展机制相比，机制更开放，定义的包更多。对多媒体业务和多方会议支持更好,H.248协议概述H.248消息结构和类型,内容简介,连接模型的接入,H.248协议的目的是对媒体网关的承载连接行为进行控制和监视。为此，首要的问题就是对媒体网关内部对象进行抽象和描述。,那么，H.248提出了网关的连接模型概念。,H.248协议中的关键名词,终端（Termination）关联域（Context）描述符（Descriptor）封包（Package）命令（Commands）事务（Transaction）消息（M
16、essages）,Context and Termination2,终端（Termination）：概念：媒体流的源和宿。一个终端可以终结一个和多个媒体流。半永久性终端：物理终端，例如IAD上的一个Z接口临时性终端：一个信息流，例如一个RTP语音流Root终端：代表MG自身终端ID：终端可用Termination ID进行标识，Termination ID由MG分配。终端描述特性：性质（Property）：服务状态、媒体信道属性等；事件（Event）：例如摘机、挂机等；信号（Signal）：例如拨号音、DTMF信号等；统计（Statistics）：采集并上报给MGC的统计数据；,Context
17、 and Termination2,关联域（Context）：概念：代表一组终端之间的相互关系。Null Context：空关联域，代表尚未和其他终端关联的终端，例如，空闲的用户线。关联特性：关联标识（ContextID）：的标识；拓扑结构（Topology）：媒体的流向；优先权（Priority）：提供关联的优先处理信息；紧急呼叫的标识符：提供关联的紧急处理信息。,Context and Termination1,Contexts,Termination,Media Gateway,Termination,Termination,Termination,Termination,Termina
18、tion,Termination,Termination,Term.X,Terminations,Context.X,连接模型示意（呼叫等待）,Descriptor,描述符（Descriptor）概念：一种语法元素（数据结构），用来描述终端的特性；H.248V1共定义了19个描述语，可以分为7类。终端状态和配备：TerminationState、Modem；媒体流相关属性：Media、Stream、Local、Remote、LocalControl、Multiplex；事件相关特性：Event、DigitMap、EventBuffer、ObservedEvents；信号特性：Signals；特
19、性监视和管理：Audit、Statistics、Packages、SerivceChange；关联域特性：Topology；出错指示：Error,Package,封包（Package）概念：一种终端特性描述的扩展机制，凡是未在基础协议的描述语中定义的终端特性可以根据需要增补定义相应的封包。常用包举例：al（模拟线管理包）、cg（呼叫进程音发生包）、dd（DTMF监测包）、Au（高级放音包）；常用包释义：al/on：挂机 al/off：摘机al/fl：拍叉簧 al/fi：振铃dd/ce：拨号cg/bt：忙音 cg/ct：拥塞音cg/cw：呼叫等待音 cg/dt：拨号音cg/rt：回铃音,命令（C
20、ommands）Add：增加命令，发送方向：MGC MG；Modify：修改命令，发送方向：MGC MG；Substract：删除命令，发送方向：MGC MG；Move：移动命令，发送方向：MGC MG；AuditValue：性能统计命令，发送方向：MGC MG；AuditCapability：性能统计命令，发送方向：MGC MG；Notify：指示命令，发送方向：MGC MG；ServiceChange：服务变更命令，发送方向：MGC MG；,Commands,Commands,MGC MG,Add a terminal to a context,Create a context when
21、contextID is not sepcified,Commands,MGC MG,modify the property,event or signal parmeters of a terminal,Commands,MGC MG,delete a terminal from a context delete the context if there is no more terminals in the context,Commands,MGC MG,move a terminal from one context to another,Commands,MGC MG,Obtain t
22、he current suatus,event,signal and statistics information of a terminal,Commands,MGC MG,Obtain the possible capacity(characteristics,event,signal)of a MG,Commands,Notify,MG MGC,Notify the observedevent of a MG to MGC,Commands,ServiceChange,MGC MG,MGC MG start servicequit serviceMG MGCstart servicequ
23、it serviceregistration,Transaction,事务（Transaction）特点：支持多个命令的并行发送，提高协议的传送效率。即多个命令组合成事务。事务中的命令依次执行，一旦发生错误，后续命令不再执行。因此，中兴设备设计：一个事务中仅封装一条命令。,同一Action中的所有命令控制范围为同一Context，因此通常每个命令都带有ContextID,Transaction,TransactionRequest,Sender,Receiver,TransactionReply/Transactionpending,TransactionResponseAck,三次握手,Tr
24、ansaction,TransactionRequest(TransactionId ContextID Command _ Command,.ContextID Command _ Command),TransactionReply(TransactionID ContextID Response _ Response,.ContextID Response _ Response),TransactionPending(TransactionID),TransactionAPIStructure,TransactionResponseAck(TransactionID Transaction
25、ID),Messages and Tansport,TransactionReply(TransactionID ContextID Response _ Response,.ContextID Response _ Response),TransactionResponseAck(TransactionID TransactionID),H.248 message,Transport,Softswitch,MG,H.248,TCP/UDP,IP,Three-way HandshakePort 2944:Text-encodedPort 2945:Binary-encoded,H.248,SI
26、P协议概述SIP消息结构和类型SIP基本消息流程,内容简介,什么是SIP?,“,”,Session Initiation Protocol-会话发起协议 是IETF制定的多媒体通信协议，它是一个基于文本的应用层控制协议，独立于底层协议，用于建立、修改和终止IP网上的双方或多方的多媒体会话,什么是SIP?,“,”,SIP协议最早由是由IETF工作组中的MMUSIC（Multiparty Multimedia Session Control）在1995年研究的，由IETF组织在1999年提议成为的一个标准。SIP主要借鉴了Web网的HTTP和SMTP两个协议。目前仍在不断的发展之中，相关设备制造商
27、和业务供应商联合成立了一个关于SIP的论坛：WWW.SIPFORUM.ORG.,SIP协议支持代理、重定向、登记定位用户等功能，支持用户移动，与RTP/RTCP、SDP、DNS等协议配合，可支持和应用于语音、视频、数据等多媒体业务，同时可以应用于Presence（呈现）、Instant Message（即时消息，类似QQ）等特色业务。,“,”,Conferencing,Distance Learning,Email,Video Conferencing,Instant Messaging,Voice Calls,MPEG,MP3,Audio,HTML,XML,Personal Mobility
28、,什么是SIP?,几个问题,SIP协议发生在谁和谁之间？SIP协议起什么作用？同类似的其他协议相比，SIP协议有些什么特点？,Redirect Server,SIP 网络基本构成-分布式架构,Location Server,Registrar Server,User Agent,Proxy Server,Gateway,PSTN,SIP 网络成员,Proxy Server,代理服务器,SIP,SIP,SIP,SIP,SIP,LDAP,LDAP,位置服务器,重定向服务器,登记理服务器,网关,User Agents-用户代理一个发起和终止会话的实体，包含两个功能实体.User Agent Clie
29、nts(UAC)发起SIP事务请求的功能实体.User Agent Server(UAS)接收SIP事务请求的功能实体.UAC 和 UAS-都能终止一个呼叫.UA可以是一个软终端或者是一个支持SIP协议的电话,SIP 网络基本构成-终端,SIP 网络基本构成-服务器,Proxy Server-代理服务器与重定向服务器（Redirect Server）及位置服务器（Proxy Server）有联系为其它的客户机代理，进行SIP消息的转接和转发的功能。消息机制与UAC和UAS相似.对收到的请求消息进行翻译和处理后，传递给其他的服务器.对SIP请求及响应进行路由.,SIP 网络基本构成-服务器,Lo
30、cation Server-位置服务器是一个数据库，用于存放终端用户当前的位置信息，为SIP 重定向服务器(Redirect Server)或代理服务器(proxy server)提供被叫用户可能的位置信息.,SIP 网络基本构成-服务器,Redirect Server-重定向服务器与位置服务器（Location Server）有联系,协议LDAP将用户新的位置返回给呼叫方。呼叫方可根据得到的新位置重新呼叫。与代理服务器proxy server不同的是,redirect server不会发起自己的呼叫.与user agent 不同的是,redirect server不接受呼叫终止或主动终止呼叫
31、.,SIP 网络基本构成-服务器,Registrar Server-登记服务器接受REGISTER 请求完成用户地址的注册 可以支持鉴权的功能 在ZXSS10软交换体系中，SS1A/B充当着登记服务器和代理服务器的功能。,为SIP终端用户提供定位功能 定位方式：SIP URL，类似Email地址形式进行媒体属性协商 封装协议：SDP（会话描述协议Session Describle Protocol）发起会话 采用请求消息：INVITE（邀请）改变会话 采用请求消息：ReINVITE（重发邀请，Cseq 增加）结束会话 采用请求消息：BYE，CANCEL,SIP消息所支持的基本功能,SIP协议特
32、点,简单 只包括七个主要请求，六类响应，成功建立一个基本呼叫只需要两个请求消息和一个响应消息（INVITE、ACK和200 OK）；基于文本格式，易实现和调试，便于跟踪和处理；易于扩展和伸缩 从网络架构角度上看，分布式体系结构赋予系统的极好的灵活性和高可靠性，终端智能化，网络构成清晰简单；从协议角度上看，具有灵活的可扩展性和极强的能力协商机制，新方法、新消息头及功能的增加，对协议没有影响；高安全性和可靠性 代理认证：Proxy-Authentication；端到端HTTP认证：摘要方式（Digest）；,SIP协议在ZXSS10体系中的作用,Core Packet Network,ZXSS10
33、 SS1A/B代理服务器登记服务器,ZXSS10 SS1A/B代理服务器登记服务器,Soft-phone,Video-phone,SIP协议概述SIP消息结构和类型SIP基本消息流程,内容简介,SIP 消息 请求和响应,SIP 网络成员依赖于SIP信息的交互来进行通讯，消息机制基于Client/Server方式，分为请求和响应两类。,SIP 请求消息:,SIP响应消息,SIP消息的一般格式,SIP消息：起始行/状态行 消息头部 CRLF(空行)消息体,SIP消息格式,SIP协议消息格式,Core Packet Network,ZXSS10 SS1BIP:202.202.21.1,Soft-ph
34、oneSIP port:5060Number:6130000,Video-phoneSIP port:5060Number:6130001,SDP消息体,起始行,SIP 请求消息格式,INVITE sip:6130001202.202.21.1 SIP/2.0Via:SIP/2.0/UDP 202.202.41.8:5060From:iwf;tag=aab7090044b2-195254e9To:CSeq:101 INVITEExpires:180User-Agent:Cisco-SIP-IP-Phone/2Accept:application/sdpContact:sip:613600020
35、2.202.41.8:5060Content-Type:application/sdpContent-Length:224v=0o=CiscoSystemsSIP-IPPhone-UserAgents=SIP Callt=0 0m=audio 17522 RTP/AVP 0 8 18 101a=rtpmap:0 pcmu/8000a=rtpmap:101 telephone-event/8000a=fmtp:101 0-11,消息头,SIP协议消息的主要头部字段,From:所有请求和响应消息必须包含此字段，以指示请求的发起者。服务器将此字段从请求消息复制到响应消息。该字段的一般格式为：From
36、:显示名SIP URL；tag=xxxFrom字段的示例有：From:iwf;tag=aab7090044b2-195254e9To:该字段指明请求的接收者，其格式与From相同，仅第一个关键词代之以To。所有请求和响应都必须包含此字段。To:,SIP协议消息的主要头部字段,Call ID:该字段用以唯一标识一个特定的邀请（或唯一表示一个会话）。该字段的一般格式为：Call ID：本地标识主机，其中，主机应为全局定义域名或全局可选路IP地址。Call ID的示例可为：,SIP协议消息的主要头部字段,Cseq:命令序号。客户在每个请求中应加入此字段，它由请求方法和一个十进制序号组成。序号初值可为
37、任意值，其后具有相同的Call ID值，但不同请求方法、头部或消息体的请求，其Cseq序号应加1。重发请求的序号保持不变。ACK和CANCEL请求的Cseq值与对应的INVITE请求相同，BYE请求的Cseq值应大于INVITE请求，由代理服务器并行分发的请求，其Cseq值相同。服务器将请求中的Cseq值复制到响应消息中去。Cseq的示例为：CSeq:101 INVITE,SIP协议消息的主要头部字段,Via:该字段用以指示请求经历的路径。它可以防止请求消息传送产生环路，并确保响应和请求的消息选择同样的路径。该字段的一般格式为：Via：发送协议 发送方；参数其中，发送协议的格式为：协议名/协议
38、版本/传送层，发送方为发送方主机和端口号。Via字段的示例可为：Via:SIP/2.0/UDP 202.202.41.8:5060,SIP协议消息的主要头部字段,Contact:该字段用于INVITE、ACK和REGISTER请求以及成功响应、呼叫进展响应和重定向响应消息，其作用是给出其后和用户直接通信的地址。Contact字段的一般格式为：Contact：地址；参数其中，Contact字段中给定的地址不限于SIP URL，也可以是电话、传真等URL。其示例可为：Contact:sip:6136000202.202.41.8:5060,起始行,SIP 响应消息格式,SIP/2.0 180 Ri
39、ngingVia:SIP/2.0/UDP 202.202.41.8:5060To:;tag=caca1501-15112From:iwf;tag=aab7090044b2-195254e9CSeq:101 INVITEContent-Length:0,消息头,SIP协议概述SIP消息结构和类型SIP基本消息流程,内容简介,网元,SIP 呼叫建立和释放,BYE,200(OK),呼叫拆除,媒体通道,呼叫建立,Proxy Server,Proxy Server,User Agent,User Agent,100(Trying),2,19,18,20,17,SIP 的发展现况,目前已有众多的包括3COM、Lucent、Level(3)Communication、ERICSSON 在内的设备供应商和运营商宣布支持SIP。Microsoft曾经发布过基于H.323的NetMeeting 客户机，而最近又宣布将在Windows XP 客户机和服务器平台上增加SIP功能，这将引起SIP客户机数量的迅速增加。相关设备供应商和业务供应商联合成立了一个关于SIP的论坛：为SIP的发展提供一个自由讨论、展现新思维的发展平台。,
