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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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unstructured supplementary service data ussd aula 7 mobicents gateway porto alegre outubro de 2013

Unstructured SupplementaryService Data (USSD) Aula 7: Mobicents GatewayPorto Alegre, outubro de 2013

Data Communication Group

http://networks.inf.ufrgs.br/dcg/

agenda
Agenda
  • Pilha SS7
  • Pilha SIGTRAN
  • Mobicents
  • Desenvolvendo Aplicações

Unstructured Supplementary Service Data (USSD)Porto Alegre, outubro de 2013

pilha de protocolos ss7
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
pilha de protocolos ss71
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

message transfer part mtp level 1
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

message transfer part mtp level 2
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

message transfer part mtp level 3
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

signaling connection control part sccp
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

transaction capabilities application part tcap
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

mobile application part map
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

agenda1
Agenda
  • Pilha SS7
  • Pilha SIGTRAN
  • Mobicents
  • Desenvolvendo Aplicações

Unstructured Supplementary Service Data (USSD)Porto Alegre, outubro de 2013

implementa o de aplica es
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

pilha sigtran
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

stream control transmission protocol sctp
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

servi os disponibilizados
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

servi os disponibilizados1
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

mtp2 peer to peer adaption layer m2pa
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

mtp2 peer to peer adaption layer m2pa1
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

mtp2 user adaption layer m2ua
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

mtp2 user adaption layer m2ua1
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

m2pa x m2ua
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

m2pa x m2ua1
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

mtp3 user adaption layer m3ua
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

mtp3 user adaption layer m3ua1
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

sccp user adaption layer sua
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

sccp user adaption layer sua1
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

m3ua x sua
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)

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gateway com interface sigtran
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

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gateway com interface sangoma
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

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agenda2
Agenda
  • Pilha SS7
  • Pilha SIGTRAN
  • Mobicents
  • Desenvolvendo Aplicações

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mobicents jss7
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)

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protocolos ss7 no mobicents
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

protocolos ss7 no mobicents1
Protocolos SS7 no Mobicents

Pilha SIGTRAN

SUA

ISUP

SCCP

//

MTP3

M2PA

M3UA

M2UA

SUA

SCTP

Implementado

IP

Depende da comunidade

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mobicents jss71
Mobicents jSS7
  • Dependências
    • Oracle Java Development Kit (JDK) 7
    • Maven2.2
    • Módulo SCTP ativo no sistema operacional

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mobicents jss72
Mobicents jSS7
  • Blocos funcionais
    • Shell Management Client
    • SS7 Service Elements
    • Signaling Gateway

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mobicents jss73
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

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mobicents jss74
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

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mobicents jss75
Mobicents jSS7

SS7 Service Elements

Imagem retirada do Mobicents SS7 StackUserGuide

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mobicents jss76
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

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mobicents jss77
Mobicents jSS7

Imagem retirada do Mobicents SS7 StackUserGuide

MobicentsSignaling Gateway

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agenda3
Agenda
  • Pilha SS7
  • Pilha SIGTRAN
  • Mobicents
  • Desenvolvendo Aplicações

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exerc cio 1 simulador jss7
Exercício 1: Simulador jSS7
  • Testando o simulado jSS7
  • Abra a máquina virtual (oferecida nesta aula)
  • Execute o atalho do simulador na área de trabalho

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exerc cio 1 simulador jss71
Exercício 1: Simulador jSS7

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exerc cio 1 simulador jss72
Exercício 1: Simulador jSS7

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exerc cio 1 simulador jss73
Exercício 1: Simulador jSS7

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exerc cio 1 simulador jss74
Exercício 1: Simulador jSS7

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exerc cio 1 simulador jss75
Exercício 1: Simulador jSS7

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exerc cio 1 simulador jss76
Exercício 1: Simulador jSS7

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exerc cio 1 simulador jss77
Exercício 1: Simulador jSS7

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exerc cio 1 simulador jss78
Exercício 1: Simulador jSS7

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exerc cio 1 simulador jss79
Exercício 1: Simulador jSS7

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exerc cio 1 simulador jss710
Exercício 1: Simulador jSS7

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exerc cio 1 simulador jss711
Exercício 1: Simulador jSS7
  • Repetir os passos da criação do cliente para o servidor
    • Utilizar o botão : “Load defaults values for sideB”
    • Nas configurações TCAP+MAP
      • Inverter Origination e Destination
  • Utilizar a interface para realizar
    • Requests
    • Responses
    • Notifies

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exerc cio 2 aplica o banc ria
Exercício 2: Aplicação Bancária
  • Abrir o NetBeans
  • Navegar pela aba de projetos até JSS7_USSD
    • SctpServer
    • SctpClient
  • Executar o projeto e uma instância do SctpClient
  • Explorar o código do Servidor
  • Integrar com o simulador do jSS7

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exerc cio 3 aplica o banc ria
Exercício 3: Aplicação Bancária
  • Desenvolver uma aplicação para que o cliente de um banco consiga realizar algumas operações básicas em sua conta
  • As principais funcionalidades são:
    • Autenticação: Número da conta e senha
    • Menu de Opções:
      • Consulta Saldo
      • Pagar Conta (Informando valor)
      • Realizar Transferência (Informando conta e valor)
      • Sair

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exerc cio 4 princ pio de um gateway
Exercício 4: Princípio de um Gateway
  • Desenvolver uma aplicação para que um SctpServer receba mensagens USSD que serão comunicadas através de um socket TCP a outra aplicação
  • As principais funcionalidades são:
    • Tradução de mensagens USSD para TCP
    • Criação de um Gateway USSD simples

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obrigado perguntas

Obrigado!Perguntas?

Cristiano Bonato Both

cbboth@inf.ufrgs.br

http://networks.inf.ufrgs.br/dcg

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