消息传递部分MTP第二级用户适配层M2UA技术规范.docx
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消息传递部分MTP第二级用户适配层M2UA技术规范
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中国移动通信集团公司发布
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中国移动通信企业标准
No.7信令与IP互通适配层技术规范
消息传递部分（MTP）第二级用户
适配层（M2UA）
TechnicalSpecificationofAdaptionLayerofNo.7Signalling
InterworkingwithIPMessageTransferPart（MTP）Level2
UserAdaptionLayer
（报批稿）
目次
前言
本标准是根据IETF信令传送部分（Sigtran）中NO.7信令消息传递部分（MTP）第二级用户适配层（M2UA）协议（RFC3331）制定的，它规定了M2UA所使用的消息格式、编码和程序，并在本文件的附录中给出了应用M2UA协议时的一些流程示例。
M2UA协议主要用于IP网中传送No.7信令消息，特别适用于媒体网关（MGW）透传与MSCServer之间的No.7信令消息，在这种情况下两种设备都需要具备M2UA功能。
本技术规范主要适用于完成NO.7信令与IP网互通的信令网关（SG）和具备信令网关功能的媒体网关（MGW）设备，以及IP网用于呼叫控制的软交换（Soft-Switch）交换机（MSCServer）等设备M2UA协议的开发和引进。
本标准的附录A是资料性的附录。
本标准由中国移动通信集团公司技术部提出并归口。
本标准由标准提出并归口部门负责解释。
本标准起草单位：
中国移动通信集团公司研发中心。
本标准主要起草人：
魏冰、杜倩
本标准解释单位：
同提出单位。
No.7信令与IP互通适配层技术规范
消息传递部分（MTP）第二级用户适配层（M2UA）
1.范围
本标准规定了NO.7信令消息传递部分第二级用户适配层（M2UA）协议的功能、消息参数、格式和程序。
本标准适用于采用M2UA协议作为信令传送适配协议软交换设备，以及信令网关功能（SGF）与媒体网关功能（MGF）采用同一物理实体的信令网关设备，此时的信令网关功能只完成信令链路终端的功能。
2规范性引用文件
下列文件中的条款通过在本标准中引用而成为本标准的条款，凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本部分，然而鼓励根据本部分达成协议的各方研究是否可以适用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。
YD/T1194－2002流控制传输协议（1.0）技术规范
GF010－9001中国国内电话网No.7信号方式技术规范（暂行规定）
RFC3331消息传递部分（MTP）第二级用户适配层（M2UA）协议
3术语和缩略语
3.1术语
应用服务器（AS）：
执行特定应用实例的逻辑实体。
软交换或MGC就可以被看做是一个应用服务器，它用来处理MTP第三层消息和终接于NO.7信令链路上的呼叫处理。
通常来讲，SG通常把AS看做是一个或多个相关应用服务器进程（ASP）组成的有序队列（例如：
首选、次选等）。
应用服务器进程（ASP）–应用服务器的处理实例。
如主用的或备份的MGC通常可以看做是应用服务器进程。
偶联：
本标准中提到的偶联都是指SCTP偶联，偶联可以用来在一个或多个接口上传递协议数据单元。
故障倒换、倒回－在当前使用的应用服务器进程故障或不可用的情况下，信令业务可以重新选路到替换服务器的其他ASP上的能力，当先前不可用的应用服务器进程（ASP）恢复后，故障倒回能力可以把原来该ASP承担的业务量重新送到该ASP。
接口标识符：
接口标识符用来识别在SG上的物理接口，它用来表示接收或发送的信令消息是从哪个接口上收到的或者是需要发送到的。
接口标识符参数可以是文本的，也可以是整数，该参数值的分配由网络运营者决定。
该参数值只在本地有效，该值的分配由SG和ASP之间协调。
层管理：
层管理是SG或ASP中的节点功能，它用来处理M2UA层和本地管理实体之间输入和输出。
链路关键字：
链路关键字是一个本地唯一（在SG和ASP之间）的值，用这个参数可以识别一个特定的信令数据链路和信令链路终端对之间的注册请求。
MTP－2：
消息传递部分第二层，NO.7信令协议栈中的信令数据链路层。
MTP－3：
消息传递部分第三层，NO.7信令协议栈中的网络层。
MTP－2用户：
使用MTP二层提供的服务的协议（即MTP-3）。
信令数据链路：
信令数据链路是指连接在两个信令链路终端的一组特定的通信功能。
流：
本标准中提到的流是指SCTP流，它是从一个SCTP端点到另一相关SCTP端点建立的单向逻辑通路。
所有用户消息在流中按序传递，除非提交的是无序传递业务。
M2UA通路：
是指使用M2UA协议的SG和ASP及其之间的SCTP偶联。
3.2缩略语
AS应用服务器
ASP应用服务器进程
IP因特网协议
M2UAMTP第二级用户适配层
MGC媒体网关控制器
NIF节点互通功能
SCTP流控制传输协议
SG信令网关
SPNO.7信令点
4概述
4.1M2UA的结构
本标准中定义的M2UA适配协议用于传送NO.7信令协议中的MTP-2的用户消息，即MTP-3消息，目前MTP-3是七号信令MTP-2的唯一的用户，M2UA利用流控制传输协议来提供可靠的低层传送。
信令网关使用标准的七号信令链路接口与PSTN网相连，在七号信令接口上使用MTP协议来保证MTP-2消息可以可靠地向（从）信令点或信令转接点发送（接收）；同时SG还提供与IP网的互通功能，把MTP-2用户消息传送到对应的应用服务器进程。
4.1.1使用M2UA协议时，信令网关与软交换（或MGC）的关系
信令网关可以通过标准的NO.7信令链路终端接收NO.7信令消息，并使用MTP功能提供对MTP-2用户信令消息传递。
此时信令网关只完成信令链路终端（SLT）的功能，向软交换（或MGC）传送MTP-3消息。
使用M2UA协议的信令网关提供的信令传送功能如下图所示：
注：
信令点和信令网关之间的NO.7信令通路上可以包括STP。
对于使用M2UA作为适配协议的信令传送功能必须要使用流控制传输协议（SCTP）作为低层的传送协议，SCTP用以提供以下功能：
－明确的面向分组的递交；
－多个流中的用户消息的顺序递交，也可以提供对单个用户消息的按消息到达顺序进行递交；
－把多个用户消息复用到一个SCTP分组中；
－在偶联的两端使用多归属机置，来增加网络层的可靠性；
－避免泛播和其他的攻击；
－根据通路MTU的情况对用户数据进行分段；
在公共的传输层之下不需要提供另外的冗余性保证。
4.1.2ASP故障倒换的概念
为了提供更高的呼叫可用性和事务处理能力，M2UA提供了故障倒换、倒回功能。
从NO.7信令网进入SG的所有MTP-2用户消息，根据消息的接口标识符被分配到一个唯一的应用服务器。
M2UA协议支持支持n+k的冗余配置模型（包括：
主备用、负荷分担），其中n是指处理业务所必需的最少的ASP数量，k则是可用来代替故障或不可用ASP的ASP数量。
4.1.3客户机/服务器模型
SG和ASP都可以支持服务器和客户机的操作，如果在两个端点上使用了M2UA协议，则配置原则如下：
即一端总是配置为服务器的客户机，另外一端则配置为服务器，通常的情况SG被配置为服务器端，ASP被配置为客户端。
在这种情况下，应当由ASP来发起到SG的SCTP偶联建立，其中M2UA协议使用的SCTP的端口号为2904。
4.2M2UA适配层提供的业务
由于IP网中的端点仍然保留了NO.7信令协议的MTP-3/MTP-2（MTP－2用户）间的接口，因此就要求M2UA协议层向MTP-3提供的业务应当与MTP-2向MTP-3提供的业务相同。
4.2.1支持MTP-2/MTP-3间的接口
M2UA必须要支持MTP-2/MTP-3间的接口，从而保证NO.7信令网络中和IP域中的MTP-2对等用户实体间的操作可以是无缝的。
M2UA协议也是利用与MTP-2类似的原语来支持MTP-2/MTP-3间的接口。
4.2.2支持M2UA协议的端点（SG、MGC）与层管理之间的通信
为了方便与SG（MGC）层管理模块之间的通信，M2UA定义了M-ERROR原语来报告由于承载MTP-3协议时产生的错误：
M-ERROR原语用来指示收到的M2UA消息中出现了差错（例如，接口ID值未知或不存在）
4.2.3支持对SG和MGC间偶联的管理
SG的M2UA层应当维护所有配置的ASP的状态，以下原语由层管理使用，来管理SG和软交换（或MGC）之间的偶联。
M2UA层可以根据层管理的指示来建立或释放到对端M2UA端点的SCTP的偶联。
M-SCTP_ESTABLISH原语用来请求、指示和证实到对端M2UA节点的SCTP的偶联建立。
M-SCTP_RELEASE原语用来请求、指示和证实到对端M2UA节点的SCTP的偶联释放。
M2UA层使用M-SCTP_STATUS原语向层管理通知当前SCTP偶联的状态。
4.2.4支持对AS和ASP的状态管理
层管理可以向M2UA层通知AS/ASP的状态（例如：
激活、故障等），通过在两个对等的M2UA层之间交换一些消息，来停止或恢复到本地M2UA用户的业务。
这一功能是通过以下原语实现的。
M-ASP_STATUS原语：
该原语由层管理调用，向M2UA层请求应用服务器进程的状态，该原语也可用来指示ASP的状态。
M-ASP_MODIFY原语：
该原语由层管理调用，修改ASP的状态，即：
ASP侧的层管理可以使用该原语启动ASPM程序。
M-AS_STATUS原语：
该原语由层管理调用，向M2UA层请求应用服务器的状态，这个原语也可用来指示AS的状态。
4.3M2UA层提供的功能
4.3.1映射功能
在M2UA层必须要维护一张用于接口ID与SG物理接口之间映射的表，物理接口可以是E1电路/时隙等，同时M2UA层还必须维护一张用于接口ID与SCTP偶联和相关流进行映射的表，从而完成物理接口到SCTP流之间的映射关系。
只有当ASP针对某个特定的接口标识符发送了ASPActive消息后，SG才可以把接口标识符映射成SCTP的偶联和流。
由于ASP的状态会发生变化，因此这种映射关系是可以动态变化的。
SG必须要知道AS/ASP的状态，并且在进行消息选路时参考AS/ASP的当前状态。
SGSG
M2UA通路
AS
流2
流1
备用
激活
ASP
NO.7信令链路1
NO.7信令链路2
接口标识符
接口标识符
ASP
图2：
SG中NO.7信令链路、接口标识符、AS和ASP之间的关系
图2中给出了在SG中的NO.7信令链路、接口标识符、AS和ASP之间的关系。
其中一个SG可以支持多个AS，一个AS可以支持多个接口标识符。
一个接口标识符标识的是一条NO.7信令链路，M2UA通路用于承载一个（或多个）NO.7信令链路的业务。
在通常的应用中，一条NO.7信令链路映射到M2UA通路中的一个流，但一条NO.7信令链路上的消息不能映射到M2UA通路的多个流中。
4.3.2支持对SG和ASP之间SCTP偶联的管理
为了管理SCTP偶联以及SG与MGC之间的业务量，SG的M2UA层必须来维护所有已配置的ASP的可用性状态，包括远端ASP的激活或去激活状态。
所谓激活的ASP就是当前可以接收SG发的送业务量的ASP。
M2UA层可以根据本地层管理的指令，建立到对端M2UA节点的SCTP偶联，这个建立过程可以通过调用M-SCTP_ESTABLISH原语来实现。
同样的，M2UA层也可以使用M-SCTP_STATUS向本地层管理通知底层SCTP的状态。
M2UA可以利用这个原语向本地管理报告本地SCTP偶联释放的原因，确定释放是由本地M2UA发起的，还是由SCTP发起的。
此外，M2UA层还可以使用M-ASPSTATUS或M-AS_STATUS原语向本地管理报告ASP或AS的状态变化，
4.3.3.SG上对ASP的状态管理
SG的M2UA层必须要维护它支持的ASP的状态，ASP的状态变化可以是由于收到对等层间的消息（ASPM消息）造成的，也可以是由于收到本地SCTP偶联的指示造成的。
ASP的状态迁移程序可参见6.3.1节。
在SG，为了支持故障倒换、倒回程序，应用服务器列表中必须包括所有激活的和未激活的ASP。
当首选和备用的ASP都可用时，对端M2UA协议要求指定当前的哪个ASP是激活的。
一个逻辑AS的中的ASP排序情况始终在SG中进行跟踪刷新，用以反映当前激活的应用服务器进程。
同样的M2UA也需要向本地管理通知ASP或AS的状态变化，这个功能的实现需要使用M-ASP_STATUS或M-AS_STATUS
4.3.4对SCTP的流管理
SCTP允许用户在偶联最初建立时规定可以使用的流的数量，从而保证M2UA可以正确地管理这些流，由于SCTP的流具有单向特性，因此M2UA并不知道对端M2UA层的流信息。
同时接口标识符应当在M2UA消息头中。
在M2UA中之所以推荐使用SCTP的流其主要原因是可以使传输和缓存的时延降到最小，从而可以全面改善信令实体单元间的性能和可靠性。
每个NO.7信令链路可以使用一个单独的SCTP流。
SCTP偶联中的流“0”不用来传送MTP-2用户适配层消息（MAUP），这是因为M2UA要求SCTP偶联中的流“0”只能用来传送ASP管理消息。
4.3.5与NO.7信令网管理无缝的互通
如果当前激活的ASP从激活（ACTIVE）状态迁移出后，则SG的M2UA层应当向本地层管理传送关于M2UA的用户（MTP-3）不可用的指示。
SG的M2UA采取的动作应当与Q.703建议规定的MTP-2协议的动作一致。
4.3.6流量控制/和拥塞控制
M2UA可以采用不同实施的方式，通知IP网络拥塞门限触发和消除（即：
来自于SCTP的指示）。
M2UA层对收到的这个拥塞指示的处理取决于不同的实施。
但是SG采取的动作应当与MTP规范规定的动作一致，并可以保证NO.7信令链路的流量控制功能可以正确的进行。
当SG的SCTP检测到拥塞时，应向M2UA发送拥塞指示。
当SG的M2UA在收到SCTP发送的拥塞指示时，M2UA向MTP2发送拥塞指示，信令网关在相应的NO.7信令链路上发送SIB（SIB的发送处理程序应符合Q.703建议中规定的程序）,以便通知对端的MTP2在收到SIB消息后减少或停止发送信令消息。
在SG侧，当M2UA收到SCTP上报的网络拥塞消除指示时，M2UA向MTP2发送拥塞消除指示，SG应停止在相关的NO7信令链路上发送SIB消息（其处理程序应符合Q.703建议中规定的程序）。
4.3.7查询NO.7信令链路状态
当从一个ASP故障倒换到另一个ASP后，可能需要ASP上的M2UA去查询当前No.7信令链路的状态，以保证其状态的一致性，SG的M2UA可以在查询请求的响应中包含当前NO.7信令链路的状态的信息（即：
进入业务、退出服务、拥塞状态或LPO/RPO状态）。
4.4M2UA边界原语的定义
4.4.1M2UA和MTP－3之间的原语
M2UA和MTP第三功能级之间使用如下原语，使用这些原语后，对于MTP-3来讲，M2UA与MTP-2是相同的：
－DATA
－ESTABLISH
－RELEASE
－STATE
－DATARETRIEVAL
－DATARETRIEVALCOMPLETE
4.4.2M2UA和MTP－2之间的原语
M2UA和MTP－2之间定义了如下原语，这部分原语主要是用于提供SG功能的M2UA端点上。
－DATA
－ESTABLISH
－RELEASE
－STATE
－DATARETRIEVAL
－DATARETRIEVALCOMPLETE
4.4.3M2UA和SCTP之间的原语
M2UA和SCTP之间的原语可参见YD/T1194－2002“流控制传输协议（1.0）”
4.4.4M2UA和层管理之间的原语
M2UA协议和M2UA端点的层管理定义了如下原语：
M-SCTPESTABLISHrequest原语：
方向：
LM->M2UA
作用：
LM请求ASP与SG建立SCTP偶联。
M-STCPESTABLISHconfirm原语：
方向：
M2UA->LM
作用：
ASP向LM确认它已经与SG建立了SCTP。
M-SCTPESTABLISHindication原语：
方向：
M2UA->LM
作用：
SG通知层管理ASP已经建立了SCTP偶联。
M-SCTPRELEASErequest原语：
方向：
LM->M2UA
作用：
LM请求ASP释放与SG的SCTP偶联。
M-SCTPRELEASEconfirm原语：
方向：
M2UA->LM
作用：
ASP向层管理确认它已经释放了与SG的SCTP偶联。
M-SCTPRELEASEindication原语：
方向：
M2UA->LM
作用：
SG通知层管理ASP已经释放了SCTP偶联。
M-SCTP_RESTARTindication原语：
方向：
M2UA->LM
作用：
M2UA通知层管理收到了SCTP再启动指示。
M-SCTPSTATUSrequest原语：
方向：
LM->M2UA
作用：
LM请求M2UA报告SCTP偶联的状态。
M-SCTPSTATUSconfirm原语：
方向：
M2UA->LM
作用：
M2UA报告SCTP偶联的状态。
M-ASPSTATUSrequest原语：
方向：
LM->M2UA
作用：
LM请求SG报告远端ASP的状态。
M-ASPSTATUSconfirm原语：
方向：
M2UA->LM
作用：
SG报告远端ASP的状态。
M-ASSTATUSrequest原语：
方向：
LM->M2UA
作用：
LM请求SG报告AS的状态。
M-AS_STATUSindication原语：
方向：
M2UA->LM
作用：
SG报告远端AS的状态。
M-NOTIFYindication原语：
方向：
M2UA->LM
作用：
ASP用来报告已经收到对端的NOTIFY消息。
M-ERRORindication原语：
方向：
M2UA->LM
作用：
ASP或SG用来报告已经收到对端的ERROR消息。
M-ASP_UPrequest原语：
方向：
LM->M2UA
作用：
LM请求ASP启动运行并向对端SG发送ASPUP消息。
M-ASP_UPconfirm原语：
方向：
M2UA->LM
作用：
ASP向层管理报告它已经从对端SG收到了ASPUPAcknowledgement消息。
M-ASP_DOWNrequest原语：
方向：
LM->M2UA
作用：
LM请求ASP停止运行并向对端SG发送ASPDOWN消息。
M-ASP_DOWNconfirm原语：
方向：
M2UA->LM
作用：
ASP向层管理报告它已经从对端SG收到了ASPDOWNAcknowledgement消息。
M-ASP_ACTIVErequest原语：
方向：
LM->M2UA
作用：
LM请求ASP向对端SG发送ASPACTIVE消息。
M-ASP_ACTIVEconfirm原语：
方向：
M2UA->LM
作用：
ASP向层管理报告它已经从对端SG收到了ASPACTIVEAcknowledgement消息。
M-ASP_INACTIVErequest原语：
方向：
LM->M2UA
作用：
LM请求ASP向对端SGP发送ASPINACTIVE消息
M-ASP_INACTIVEconfirm原语：
方向：
M2UA->LM
作用：
ASP向层管理报告它已经从对端SG收到了ASPINACTIVEAcknowledgement消息。
M-LINK_KEY_REGRequest原语：
方向：
LM->M2UA
作用：
LM请求ASP用REGREQ消息向SG注册链路关键字
M-LINK_KEY_REGConfirm原语：
方向：
M2UA->LM
作用：
ASP向层管理报告已经从SG成功的收到了REGRSP消息。
M-LINK_KEY_REGIndication原语：
方向：
M2UA->LM
作用：
SG向层管理报告已经成功处理了一个来自ASP的REGRSP消息。
M-LINK_KEY_DEREGRequest原语：
方向：
LM->M2UA
作用：
LM请求ASP通过向SG发送DEREGREQ消息注销一个已经注册的链路关键字。
M-LINK_KEY_DEREGConfirm原语：
方向：
M2UA->LM
作用：
ASP向层管理报告它已经成功的从SG收到了DEREGRSP消息。
M-LINK_KEY_DEREGIndication原语：
方向：
M2UA->LM
作用：
SG向层管理报告它已经成功的处理了一个从ASP收到的DEREGREQ消息。
5M2UA协议单元格式
5.1公共消息头
MTP-2用户适配层协议消息中必须包括版本、消息类别、消息类型、消息长度和消息内容几个部分。
消息头部分对于所有信令协议适配层消息都是通用的。
5.1.1版本字段
版本字段（Vers）中包含了M2UA适配层的版本。
目前所支持的版本编码为：
000000011.0版本协议
5.1.2备用字段
备用字段的长度为8比特，在发送方应当设置为全0，在接收方应忽略该字段，即收到备用字段不为全0的消息时也应正确处理。
5.1.3消息类别字段
该字段为8比特的无符号整数，表1中列出了公共消息头中消息类别字段的编码分配。
表1消息类别编码表
消息类别名
消息类别编码
管理（MGMT）消息[IUA/M2UA/M3UA/SUA]
00
传送消息[M3UA]
01
NO.7信令网管理（SSNM）消息[M3UA/SUA]
02
ASP状态维护（ASPSM）消息[IUA/M2UA/M3UA/SUA]
03
ASP业务维护（ASPTM）消息[IUA/M2UA/M3UA/SUA]
04
Q.921/Q.931边界原语传递（QPTM）消息[IUA]
05
MTP-2用户适配（MAUP）消息[M2UA]
06
无连接的消息[SUA]
07
面向连接的消息[SUA]
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