Wszelkie prawa zastrzeone. adna cz niniejszej publikacji...

Wszelkie prawa zastrze�one.

�adna cz�� niniejszej publikacji nie mo�e by� reprodukowana i przekazywana w jakiejkolwiek formie zapisu.

Na prawach r�kopisu.

Wydrukowano z materiałów dostarczonych przez Autora w Drukarni Cyfrowej Kserkop sp. z o.o. w Krakowie.

Wydawnictwo Wydziału Elektrotechniki, Automatyki, Informatyki i Elektroniki

Akademia Górniczo-Hutnicza

Kraków 2007 ISBN 978-83-88309-71-7

Slajd 1

Signalling systems

Krzysztof WajdaTelecommunications Department

AGH University of Science and Technology

Slajd 2 References

• ATM Forum standards• ITU Recommendations• D. Ginsburg, „ATM. Solutions for enterprise networking”, Addison-Wesley, 1999• D. Minoli, G. Dobrowski, (Principles of signaling for Cell Relay and Frame Relay, Artech House, 1995• Lectures available at: http://eit.kt.agh.edu.pl• Papers from IEEE Communication Magazine

Slajd 3

Goals of the course

� introduction of main problems and definitions relatedto signalling

� desciption of functions accomplished by signalling� detailed desciption of Signalling System No 7� signalling in intelligent networks and advanced

services� B-ISDN environment and signalling for contemporary

networks

Slajd 4

Signalling

is closely related to three significant areas of modern telecommunications:� Intelligent Networks� Asynchronous Transfer Mode� Multimedia communications

Slajd 5

Necessity of signalling systems

Slajd 6

Outline

� Telecommunication services� Short history of signalling� Basic definitions and categories� Correlation between switching and signalling

technology� Access and trunk signalling� Signalling systems requirements� Call control process

Slajd 7 Short history of signalling

� Signalling is directly related totechnological progress in telecommunications

� Special relations with switching technology and telephone network concepts

Slajd 8 Short history of signalling (1)

� 1876 - Alexander Graham Bell invented the telephone

� 1878 - first telephone exchange served by anoperator (21 subscribers)

� 1880 - introduction of first trunk lines� 1892 - Almon Strowger invented the stepping

relay

Slajd 9

Short history of signalling (2)

� 1896 - Messrs Keith from Erickson & Erickson invented the rotary dialer

� 1923 - first automatic subscriber trunk dialingsystem inaugurated in Bavaria

� 1924 - replacing dc trunk signalling with a 50Hz ac

� 1924 - separation of subscriber loop signalling and inter-office signalling

Slajd 10


� 1926 - using of valve amplifiers moved the signalling into 500-1000 Hz

� 1928 - T. Skillman proposed “multifrequency coding”

� 1934 - introduction of concept of “compelled signalling”

� 1962 - first digital PCM TDM trunk lines

Slajd 11


� 1976 - first common-channel signallingsystem (CCS)

� 198x - emerging of the concept of broadband networks

� 1989 - first set of ATM standards (CCITT)

Slajd 12

Definition of signalling

� Signalling:process of generating and transferring of information pertaining to call management and to network management

Slajd 13 Basic definitions and categories

� call� connection� phases of call� classification of signalling concepts and

systems

Slajd 14

Call vs connection

� Call means formal association between two parties involving activation of information transfer protocol;has also meaning as object which can be created and destroyed. Many calls taken together create traffic stream.

� Connection has mainly technical meaning; it is creation of technical means for information transportation

� In telephone environment call = connection� In B-ISDN environment we can have one call

composed of many connections

Slajd 15

Classification (topological criterion)

� Inter-Customer Premises Equipment Signalling

� Intra-CPE Signalling� Customer Line Signalling� Interoffice Signalling� Special Services Signalling� Advanced Services Signalling

Slajd 16

Classification (physical method criterion)

� dc signalling� in-band, monofrequency� in-band, multifrequency� out-band, monofrequency� code-type� common channel

Slajd 17

Signalling in the access loop

� dc signalling� DTMF (Dual Tone MultiFrequency)

Slajd 18

Intranetwork signalling

� dc� ac� in-band signalling� out-of-band signalling� MF (multifrequency) codes � common channel signalling

Slajd 19

Classification (functional criterion)

� Supervisory: monitoring the status of a line or circuit(idle, busy)

� Adressing: transferring routing and destination signals

� Alerting: anouncing the incoming call� Billing: generation and collection of biling information

Slajd 20 Correlation between switching and

signalling technology

� There is tight relation between main technologies used in switching and transmision equipment and signalling concepts

� It was easier to change the signalling concept than intra-network technology

� There is strong pressure to preserve usage of old technology in new changing environment- issues of interworking

Slajd 21 Correlation between switching and

signalling technology

switching technology signalling

step-by-step dc,

cross-bar ac, MF, out-band

electronic MF, out-band

SPC message based

Slajd 22 Access and trunk signalling

� These are two main areas of signalling systems implementation:» access network, expensive and difficult to

change rapidly, sometimes private, with private terminals (often old-fashioned)

» trunk network, interoffice, inter-node,telecom operator based; easier to replace

Slajd 23 Signalling systems requirements

� reliability� limited delay� robustness under different conditions� self-tuning to traffic patterns� compliance of national and international

version of signalling systems � congestion control

Slajd 24

Latency of signallingDial-pulse DTMF ISDN

Encoding 1 of 10 digits 1 of 10 digits

plus # and *

message-based

Signallinglatency

> 1s/digit < 1s/digit 16 kbit/s to 2Mbit/s

Slajd 25

Outline

� Telecommunication services� Short history of signalling� Basic definitions and categories� Correlation between switching and signalling

technology� Access and trunk signalling� Signalling systems requirements� Call control process

Slajd 26 Call control process

� Phases of call control process:» call initiation» call acknowledgement» sending adressing information» transfer of information» call release

Slajd 27

Introduction to SS7

Slajd 28

Common Channel Signalling

� This concept was possible with significant advances in network software engineering

� SS6 as first attempt to CCS� This is out-of-band signalling method in which

common data channel conveys signalling messages related to a number of trunks

Slajd 29

CCS6 - CCIS

� CCIS - Common Channel Interoffice Signalling

� CCS6 - Signalling System No. 6 introduced in1976 by AT&T

� Features of CCS6:» not a layered system» only for trunk signalling» routing based on the basis of permanent virtual

signalling circuits

Slajd 30

CCS6 - drawbacks

� large efforts to manage banded routing� limited lengths� low speed links� non-modular structure

Slajd 31

SS7

� Work on SS7 began in mid 1970s� CCITT (ITU-T currently) as leading

force� “800 service” and “calling card service”

as first attempts to new concept� used layered approach to system

construction

Slajd 32

SS7 supports signalling for:

� Public Switched Telephone Networks� ISDN� Public mobile networks� Operations, administrations and maintenance � as a basis for interactions with network data

bases and service control points for advanced services

Slajd 33

SS7 network structure

- centrala telefoniczna

- SP – signalling point

STP – Signalling Transfer Point

Sie� telefoniczna

Sie� sygnalizacyjna SS7

Slajd 34

Signalling network elements

� SP - Signalling Point� STP - Signal Transfer Point� signalling links� SCP - Service Control Points� OAM - Operation, Administration and

Maintenance centres

Slajd 35

Signalling network structure

� Reflects the structure of telecommunication network to be served by signalling and administration aspects

� Signalling system can be planned:» purely on a per signalling relation basis - associated

signalling for large traffic volumes and some quasi-associated signalling for low volume signalling relations

» as an independent network with regard to common channel signalling needs - this leads to mainly quasi-associated signalling with scarce associated signalling for high volume traffic patterns

Slajd 36

Worldwide signalling network

� Structured into two functionallyindependent levels:» international» national

� such structure helps to split responsibility and separates numbering plans

Slajd 37

Signalling point modes

� Originating point of the message is a signallingpoint at which message is generated, i.e. there is location of the source User Part function

� Destination point of the message is a signallingpoint to which message is destined, i.e. there is location of the receiving User Part function

� Signalling point at which a message is received on one signalling link and transferred to another link is aSignal Transfer Point (STP)

Slajd 38

Signalling relation

� Signalling relation exists between two nodes when they are capable of exchanging signalling messages through signalling network

Slajd 39

Signalling modes

� “Mode” refers to the type of association between path taken by the signalling message and its corresponding signalling relation:» Associated» Non-associated» Quasi-associated

Slajd 40

Associated mode

� Messages corresponding to asignalling relation between two points are transported over a linkset directly inteconnecting those signalling points

exchange A exchange B

exchangeSP

signalling relationsignalling link set

Slajd 41

Non-associated mode

� Messages correspondingto a particular signalling relation between two points are transported over two or more linksets in tandem passing through one or more signalling points other than the origin and destination of messages

exchange A

exchangeSP


exchange C

exchange B

Slajd 42

Quasi-associated mode

� It is limited case of the non-associated mode -route (path) taken bymessage through signalling network is pre-determined and fixed (at a given point in time)

exchange

exchange B

exchange C

SP


exchange A

Slajd 43

SS7 - main building blocks

� Message Transfer Part (MTP): block which ensures reliable transmission of functional signalling messages with high availability

� User Parts (UP): block which provides functions to manage number of services

Slajd 44

SS7 protocol model

Puste

Model OSI Model SS7

OMAP ASEs

TCAP

SCCP

ISDN-UP

MTP Level 3

MTP Level 2

MTP Level 1

OMAP = Operations Maintenence and Administration PartASE = Application Service Element

TCAP = Transaction Capabilities Application PartISDN-UP = ISDN User Part

SCCP = Signaling Connection PartMTP = Message Transfer Part

application l.

presentation l.

session l.

transport l.

network l.

data link l.

physical l.

Slajd 45

SS7 - building blocks

� MTP� SCCP� TUP� ISDN-UP� DUP� TC

Slajd 46 Institutions engaged in

standardization process of SS7

� ITU-T (former CCITT)� Bellcore� ANSI� all national standard institutes

Slajd 47

ITU-T recommendations

Key recommendationsGeneral description Q.700 Q.771-Q.775MTP Q.701-Q.704, Q.706, Q.707TUP Q.721-Q.725Supplementary services Q.730DUP Q.741 Q.701-Q.704, Q.706, Q.707ISDN-UP Q.761-Q.764, Q.766 Q.721-Q.725SCCP Q.711-Q.714, Q.716 Q.730Transaction Capabilities Q.771-Q.775 Q.771-Q.775Operations, maintenance andadministration part (OMAP)

Q.795 Q.771-Q.775

Slajd 48

ITU-T recommendations

Additional recommendationsSignalling network structure Q.705 Q.771-Q.775Numbering of internationalsignalling point codes

Q.708

Hypothetical signalling referenceconnection

Q.709

PBX application Q.710Test specifications Q.780-Q783 Q.701-Q.704, Q.706, Q.707Monitoring and measurements Q.791 Q.721-Q.725

Slajd 49

Basic architectural and functional components of SS7

Slajd 50

Signalling link

� MTP - structure and functions� Physical layer requirements and

standards� Signalling unit formats� Link protocol operation� Error detection and recovery� Flow control issues

Slajd 51

MTP

� Provides a reliable transfer and delivery of signalling messages across the signalling network

� Consists of levels 1-3 of SS7 protocol:» Signalling Data Link Functions (Level 1)» Signalling Link functions (Level 2)» Signalling Network Functions (Level 3)

� Uses datagram mode

Signalling link – prz�sło sygnalizacyjne

Slajd 52

MTP functional diagram

MTP

MTP Users MTP users

Signalling Link

link controlfunctions

link controlfunctions

UserMessageProcessing

UserMessageProcessing

SignallingDataLink

CommonTransferFunctions

CommonTransferFunctions

Slajd 53

Signalling Data Link Functions

� Signalling Data Link is a bidirectional transmission path for transfer of signalling messages; two datachannels operating together in opposite directions with the same data rate

� analog signalling link (4 kHz) accessible by modems� digital data links:

» 56 kbit/s (ANSI standard)» 64 kbit/s (ITU-T standard)

� minimum data rate allowed is 4.8 kbit/s (delay requirements)

Slajd 54

Signalling link functions

� Correspond to the OSI’s data link layer(layer 2),

� provide reliable transfer of signalling messages between two adjacent signalling points,

� signalling units have variable length and are called “signal units”.

Slajd 55

Signal unit formats

Slajd 56

Signal unit formats

F CK LI FSN BSN F

F CK SF LI FSN BSN F

F CK LI FSN BSN F

FIB

FIB

FIB

B

BI

B

BI

B

BI

a) Basic format of MSU

b) Format of LSSU

c) Format of FISU

8 16 8n, n>2 8 2 6 1 7 1 7 8

8 16 8 lub 16 2 6 1 7 1 7 8

7 16 2 6 1 7 1 7 8

BIB: Backward indicator bit BSN: Backward sequence number

CK: Check bits F: Flag

FIB: Forward indicator bit FSN: Forward sequence number

LI: Length indicator

N: Number of octets in the SIF

SF: Status field SIO: Service information octet SIF: Signal information field

SIF SIO

Time

Time

Time

Slajd 57

Length indicator

� 6 bits field (range 0-63)� indicates number of octets following the

length indicator octet and preciding check bits� Three types:

» LI=0; Fill in signal unit» LI=1 or 2; Link status signal unit» LI>2; message signal unit - when signalling

information field is 62 octets or more, LI=63

Slajd 58

Service Information Octet

� divided into service indicator and the subservice field,

� service indicator associates signalling information with particular user part(only in MSU).

Slajd 59

Sequence numbering + indicator bits

� Forward sequence number is the sequence number of the signal unit this field belongs

� Backward sequence number is the sequence number of a signal unit being acknowledged

� Both fields range from 0 to 127� Indicator bits (forward and backward)

together with sequence numbers are used in basic error control

Slajd 60

Signalling information field (SIF)

� consists of an integral number of octets� in the range from 2 to 272, but:

– up to 62 bytes in international networks,– up to 272 bytes in national networks,

� format and codes of SIF are defined in description of user parts.

Slajd 61

Status field

� Used in LSSU,� Identified by a length indicator value

equal to 1 or 2 (when LI=1, the statusfield consists of 1 octet, etc.)

Slajd 62

Check bits

� Error detection is done by means of 16 check bits provided at each signal unit» the reminder after multiplication by

and then division (modulo 2) by the generatorpolynomialof the content of the signal unit existing between, but not including, the final bit of the opening flagand the first bit of the check, excluding bits inserted for transparency.

x x x16 12 5 1+ + +

x16

Slajd 63

„Zero” insertion and deletion

� The flag code should not to be imitated by any other part of the signal unit. To ensure it, the transmitting signalling link terminal inserts a “0” after every sequence of five consecutive 1s before the flags are attached and the signal unit is transmitted,

� At the receiving end, after flag detection and removal,each „0” which directly follows a sequence of five consecutive 1s is deleted,

� „bit stuffing”.

Slajd 64

Transmitted items within level 2

� new message signal units MSU,� yet not acknowledged message signal

units MSU, � link status signal units LSSU,� fill-in signal units FISU,� flags.

Slajd 65

Signalling link functions

� signal unit delimitation� signal unit alignment� error detection� error correction� initial alignment� signalling link error monitoring� flow control

Slajd 66

Signal unit delimitation

� 8-bit pattern called flag indicates the beginning and the end of each signal unit

� it is necessary to ensure that flag pattern “01111110”cannot be repeated inside the message unit

� loss of alignment:» receiving more than 6 consecutive “1”s» receiving too long signal unit» will cause a change in the mode of operation of signal unit

error rate monitor

Slajd 67

Error detection

� Performed by means of 16 check bits� They are located at the end of signal unit� Received check bits are compared with check

bits generated by receiving terminal byoperating on the preceding bitsof signal unit

� If error is detected (inconsistency), signal unit is discarded

Slajd 68

Error correction

� Two ways of error correction:» Basic method applies for signalling links

with one-way propagation delay less than15 ms

» Preventive cyclic retransmission method applies for intercontinental links with propagation delay greater than or equal 15 ms

Slajd 69

Basic method of error correction (1)

� non-compelled, positive/negative acknowledgement,retransmission error correction system,

� transmitted signal unit is stored in the transmitting buffer until receiving of positive acknowledgement,

� negative acknowledgement of certain signal unit causes interruption of transmission of new signal units and retransmission of all not yet positively acknwledged signal units (go-back-N).

Slajd 70


� Positive acknowledgement

BSN

BSN

BIB

BIB

FSNFIB

FIBFSN

n0

n 0

A B

Slajd 71


� Negative acknowledgement

BSN

BSN

BIB

BIB

FSNFIB

FIBFSN

n0

n-1 1

A B

Repeat MSU with BSN+1 !

Slajd 72


� Retransmission

BSN

BSN

BIB

BIB

FSNFIB

FIBFSN

n1

n 1

A B

Slajd 73 Preventive cyclic retransmission

method

� non-compelled, positive/negative acknowledgement,cyclic retransmission, forward error correction system

� transmitted signal unit is retained at the transmitting end terminal - until receiving positive acknowledgement

� when there are no new signal units to be transmitted- all yet not positively acknowledged units are again retransmitted cyclically

Slajd 74 Preventive cyclic retransmission

method - abnormal situation

� When the number of unacknowledged MSU’s exceeds thresholds - error correction is not sufficientto be done by cyclic retransmission

� forced retransmission is invoked: transmission of newMSU is stopped and all unacknowledged MSUs are retransmitted

� forced retransmission continue until the counts of unacknowledged MSUs and octets are below specific threshold value

� threshold value enables to control link performance

Slajd 75

Initial alignment

� Used after “switch-on” and during restoration after a link failure,

� based on compelled exchange of statusinformation between two signalling points.

Slajd 76

Signalling link error monitoring

� signal unit error rate monitor - used when signalling link is in service - provides one of the criterion toconsider link to be out of service» based on a signal unit error counter incremented and

decremented by “leaky bucket” method» during loss of alignement, the signal error rate monitor is

incremented proportionally to the length of period of alignment loss

� alignment error rate monitor - employed when the link is in proving state » based on linear count of signal unit errors

Slajd 77

Signal unit error rate monitor

� Based on a signal unit error counter� Each errored unit the counter is increased by

one, for each 256 signal units received(errored or not), a positive count is decremented by 1

� When he counter reaches value 64 an excessive error rate indication is sent to level3 - signalling link is in the out-of-servicestate

Slajd 78

Signal unit error rate monitor

� When more than six consecutive 1s are received or the maximum length of a signal unit is exceeded -loss of alignment occurs and error rate monitor enters an octet-counting mode

� Being in octet counting mode error rate monitorincrements the counter every 16 octets received

� Octet counting mode is changed back to alignment mode when the first correct signal unit is detected

Slajd 79

Alignment error rate monitor

� It is a linear counter that is operated during alignment proving periods

� The counter is set to zero at start of a proving periodand the count is incremented by 1 for each signal unit received (or after each 16 octets in the octet counting mode)

� The proving period is aborted when the threshold forthe the alignment error rate monitor is exceeded before the end proving-period

Slajd 80

Flow control

� Initiated when receiving end detects congestion� receiving terminal notifies transmitting end about

congestion by sending approppriate link statussignal unit

� no acknowledgements of incoming signal units� during congestion, transmitting end is periodically

informed about that state� too long congestion period causes link to be indicated

as failed (3 to 6 s)

Slajd 81 Flow control

Signalling Indication Processor Outage

� Signalling Indication Processor Outage (SIPO) is sent by level 2 whenever an explicit indication is sent from level 3 or there is recognition of level 3 failure

� SIPO informs far end that signalling messages cannot be transferred to level 3 (and above)

� The far end level 2 sends fill-in-signal units and inform its level 3 of SIPO condition

� The far end level 3 reroutes traffic according tosignalling network management procedures

Slajd 82

Link state control function

� provides directives to the other signalling link functions (switching function)

Slajd 83

Network layer issues for SS7

Slajd 84

Network layer issues

� Network management� Message handling processes� Message routing� Traffic management� Flow control� Failure recovery

Slajd 85

Signalling network functions (level 3)

� Correspond to the lower sublayer of the OSI’s network layer

� provide procedures for the transfer of messages between signalling points

� two basic categories:» signalling message handling» signalling network management

Slajd 86

Message structure – inside SIF

Check BitsgFlag

CK

Length Indicator

BSN

Status Field

SIF SIO LI FSN BSN FCKFBIB

FIB

TUP Message Information Elements Message Type Message GroupLabel

BH1 H0

ISUP Message Information Elements Message TypeLabel

C

User Message/Data Header Message TypeLabel

DSCCP MessageE

OP

Includes Called And Calling PartyAdresses And Local References* (*CO Only)

Transaction PortionComponent n Component 2 Component 1

Component Portion

Signaling Information FieldService Information FieldForward Sequence NumberBackward Sequence NumberForward Indicator BitBackward Indicator Bit

FLISFSIFSIOFSN

FIBBIB

First Bit Transmitted

TUP

ISUP

MTP

SCCP

TCAP

TUP = Telephone User PartISUP = ISDN User Part

SCCP = Signaling Connection User PartTCAP = Transaction Capabilities Application Part

SIF field will be revisited when describing User

Parts (UP)

Slajd 87

Signalling message handling

� Consists of message routing, discrimination and distribution

� performed at each signalling point� based on the content of Routing Label and “Service

Information Octet”� Routing Label:

» Destination Point Code (DPC)» Origination Point Code (OPC)» Signalling Link Selection (SLS)» these fields have different length in ITU-T and ANSI

specifications

Slajd 88

Signalling network functions

Testing and Maintenance (MTP)Signalling Message Flow Indications and Controls

Signaling Network Functions

Signaling Message Handling

Level 4 Level 3

MTP

Level 2

MessageDiscrimination

Signaling Network Management

User Parts MessageTransfer

Part

SignallingLink

Management

Signalling

ManagementRoute

TrafficSignalling

Management

Message Distribution

MessageRouting

Slajd 89

Message routing

� Based on DPC and SLS fields, sometimes on SIO

� Ussually more than one signalling link can beused to send message to DPC

� Selection is made on SLS-field basis -implementation of load sharing

� Link set it is set of links between two signalling points

Slajd 90

Routing label

SLS OPC DPC

(bit)0/3 4/5 14/2414/24

n × 8

k/l: k is value for CCITTl is value for ANSI

First BitTransmitted

Label

Routing label

Length

OPC - Origination Point Code

DPC - Destination Point CodeSLS - Signalling Link Selection

Slajd 91

Load sharing

� chooses among links belonging to link set� the objective of load sharing is to spread the load, to

keep it balanced� can be done over links in the same link set or over

links not belonging to the same link set� collection of link sets used by load sharing is called a

combined link set� load sharing do not preserve sequence of messages,

so when this is necessary, the SLS field should bekept the same

Slajd 92

How SLS field works ?

A

B D G

C E H

I

xx11

xx00

SLS=xxx1

xxx0

xx01

xx10

Slajd 93 General structure of signalling

system functions

Signallingmessagehandling

Signalling networkfunctions

Signallingnetwork

management

Signallinglink

functions

TUP

Other

DUP

type

Signallingdatalink

Signalling link

Message Transfer Part

Testing and maintenance

D C

B

A

Level 4 Level 3 Level 2 Level 1UserParts

Signalling message flowControls and indications

TUP Telephone User PartDUP Data User Part

Slajd 94 Detailed structure of signalling

system functions

Signalling message handling

Signallinglink

functionsTUP

DUP

Othertype

Signalling link

Message Transfer Part

Testing and maintenance

C

B

A

Level 3 Level 2 Level 1Level 4UserParts

Signalling message flowControls and indications

Messagediscrimi-

nation

Switchingfunctions

Signalling data link

Messagedistribution

Signalling network functions

Signallingtraffic ma-nagemnet

Signallingroute ma-nagement

Signallinglink ma-

nagement

Signalling Network ManagementSCCP

D

Messagerouting

Transmis-sion

channels

Slajd 95 Signalling Connection Control Part

(SCCP)

� Relation of SCCP to MTP� Connection-oriented and connectionless

services� SCCP routing� SCCP management

Slajd 96

Relation of SCCP to MTP

� SCCP enhances services accomplished by MTP to provide the functional equivalent of OSI’s network layer

� SCCP has enhanced addressing ability: DPC plus Subsystem Numbers (SSN) to identify local users at the node

� SCCP has ability to use global addresses,such as dialed digits (using global addresses needs their translation to DPC+SSN)

Slajd 97

SCCP - service classes

� Class 0: Basic connectionless class� Class 1: Sequenced connectionless class� Class 2: Basic connection-oriented class� Class 3: Flow control connection-oriented

class

Slajd 98

Class 0 of SCCP

� User-to-user information block is called Network Service Data Unit (NSDU) and is transported independently, possibly out of sequence (pure connectionless class)

Slajd 99

Class 1 of SCCP

� Particular stream of NSDUs is supposed to be delivered in sequence

� There is association (by SCCP)between stream units and sequence control parameter

� All messages in one stream unit have the same SLS code

Slajd 100

Class 2 of SCCP

� Bidirectional transfer of NSDUs is done through virtual circuit

� Messages belonging to the same signalling connection have the same SLS field

� Segmentation and reassembly capability is provided (when NSDU is longer than 255octets)

Slajd 101

Class 3 of SCCP

� Capabilities of class 2 are supported with addition of flow control

� Detection of message loss and mis-sequencing is provided

� There is notification of higher layers about message loss and mis-sequencing

Slajd 102

SCCP functions

SCCP

Connection-OrientedControl(SCOC)

SCCPConnectionlessControl (SCLC)

SOR

SOG

SSA

SSP

SST

CO MessageSCCP

Routing Control

SCCP

(SCRC)

Routing

Failure

FailureRouting

CL Message

SCCP Management (SCMG)

Message Received forUnavailable Local SS

SCCPSCCP Users MTP

N-Connect RequestN-Connect ResponseN-Data RequestN-Exped. Data RequestN-Data Acknowledgment RequestN-Disconnect RequestN-Reset RequestN-Reset ResponseN-Inform Request

N-Connect IndicationN-Connect ConfirmationN-Data IndicationN-Exped. Data IndicationN-Data Acknowledgment IndicationN-Disconnected Indication

N-Reset ConfirmationN-Inform Indication

N-Reset Indication

Request Type 1Request Type 2Reply

N-Unitdate RequestN-Unitdate IndicationN-Notice Indication

N-Coordination RequestN-Coordination ResponseN-State Request

N-Coordination IndicationN-Coordination ConfirmationN-State IndicationN-PC State Indication

MTP - Transfer Indication

MTP - Transfer Request

MTP - Pause Indication

MTP - Resume Indication

MTP - Status Indication

Slajd 103

Signalling network structures

Slajd 104

Basic SS7 network structure

STP STP

STP STP

SP

SP

SP - Signalling Point

STP - Signalling Transfer Point

Slajd 105

Basic structure - mesh-type

� Mesh type or quad-type� The STPs are combined (“mated”) on a pairwise

basis� Mesh-type network has 100% redundacy (any single

failure causes traffic to be diverted to alternative paths)

� Each component should be engineered in such wayto allow twice its peak load

� There is necessity to fulfil diversity criterion: split of quad pairs into different physical transmission paths

Slajd 106

Alternate signalling network structure

STP 1

STP 2

C

A B

Associated Associated

� Mix of associated andquasi-associated signalling modes

� Associated signalling mode can be used as first choice route

� Quasi-associated signalling mode can beused as backup in case the associated path fails

Slajd 107

Generalization of mesh-networkCluster

(1,3)

Cluster(2,4)

Cluster(3,4)

Cluster(2,3)

Cluster(1,2)

Cluster(4,5)

Cluster(4,6)

Cluster(3,5)

Cluster(2,6)

Cluster(1,6)

Cluster(1,5)

Cluster(5,6)

STP 2

STP 3STP 1

STP 6 STP 4

STP 5

Cluster(4,6)

Slajd 108

Generalization of mesh-network

� Backbone network of fully connected STPs� Clusters of offices (SPs) are connected to

different pairs of STPs� When STP fails - its load is split to number of

STPs� When signalling link fails - also split of traffic

Slajd 109

SS7 node codes

Slajd 110

Signalling Area Network Code (SANC)

� Country designations were decided before wide deployment of IP networks

� ITU Point Code Format is different than the ANSI (North American)

Signalling Point IDNetwork IDZone ID

3 bits 8 bits 3 bits

Slajd 111

ITU Zone IDs

South America7

Africa6

South Asia, Australia, New Zealand

5

Middle East and Asia4

North America, Mexico, the Caribean, Greenland

3

Europe2

Geographical RegionZone ID

Slajd 112

Country Codes

Liechtenstein 2-000

Poland2-134

Poland2-120

NetworkCode

Slajd 113

SS7User Parts

Slajd 114

Data User Part (DUP)

� Functions of DUP are now realized by ISUP

� Many telecom administrations do notuse DUP

Slajd 115

Telephone User Part

� Supports telephone services� Migration towards ISDN� Main functions:

» connecting and disconnecting of calls» enabling access of users to set of

additional features

Slajd 116

TUP - Groups of messages

� FAM - Forward address message group� FSM - Forward set-up message group� BSM - Backward set-up request message group� SBM - Successful backward set-up information group� UBM - Unsuccessful backward information message

group� CSM - Call supervision message group� CCM - Circuit Supervision message group

Slajd 117

TUP - message label

DPCOPCCICH0H1

Slajd 118

Message structure

Check BitsgFlag

CK

Length Indicator

BSN

Status Field

SIF SIO LI FSN BSN FCKFBIB

FIB

TUP Message Information Elements Message Type Message GroupLabel

BH1 H0

ISUP Message Information Elements Message TypeLabel

C

User Message/DataHeader

Message TypeLabel

DSCCP MessageE

OP

Includes Called And Calling PartyAdresses And Local References* (*CO Only)

Transaction PortionComponent n Component 2 Component 1

Component Portion

Signaling Information FieldService Information FieldForward Sequence NumberBackward Sequence NumberForward Indicator BitBackward Indicator Bit

FLISFSIFSIOFSN

FIBBIB

First Bit Transmitted

TUP

ISUP

MTP

SCCP

TCAP

TUP = Telephone User PartISUP = ISDN User Part

SCCP = Signaling Connection User PartTCAP = Transaction Capabilities Application Part

Slajd 119

ISUP

Slajd 120

ISDN

� ISDN service is a modern digital technology for access and intranetwork

� The basic ISDN bearer capability is circuit-switched mode unrestricted digital transmission, supporting on-demand, point-to-point, bidirectional and symmetric digital connectivity

Slajd 121

ISDN - access configuration

� 2B+D two 64kbit/s channels + 16 kbit/s packet/signalling channel (Basic Rate Access)

� 23B+D 23 x 64 kbit/s + 16 kbit/s packet/signalling channel (Primary Rate Access)

� n x 64 + D n x 64 kbit/s channels (n from 1 to 23)� 30B+D 30 x 64 kbit/s + 64 kbit/s packet/signalling channel � H0+D A nonchannelized 384 kbit/s channel plus 64 kbit/s

packet/signalling channel� H11 A nonchannelized 1.536 (signalling within another

D-channel interface)� H12 A nonchannelized 1.920 (signalling within another

D-channel interface)

Slajd 122

SS7 for ISDN

� User-network signalling (DSS1)� ISUP� Basic call process� Supplementary services

Slajd 123

ISDN network

SS7

User User

User Plane

Control Plane

User Plane

Control Plane

switch ISDN

switch ISDN

switch ISDN

Slajd 124

ISDN signalling

� Call control� Message functional definitions and

content� Information elements coding� Description of various control

procedures

Slajd 125

User and network signalling in ISDN

SS7 DSS1DSS1

S/T S/TISDN

benchmark services

teleservices

TE TE

Slajd 126

DSS1

� User-network signalling� Limited number of services� Narrowband services

Slajd 127 Messages for Circuit Mode Connection Control - DSS1

� Call Establishment Messages:» ALERTING» CALL PROCEEDING» CONNECT» CONNECT ACKNOWLEDGE» PROGRESS» SETUP» SETUP ACKNOWLEDGE


� Call Information Phase Messages» RESUME» RESUME ACKNOWLEDGE» RESUME REJECT» SUSPEND» SUSPEND ACKNOWLEDGE» SUSPEND REJECT


� Call Clearing Messages» DISCONNECT» RELEASE» RELEASE COMPLETE

� Miscellaneous Messages» INFORMATION» NOTIFY» STATUS» STATUS ENQUIRY

Slajd 130

Brief description of Q.931 Messages

� Each message contains:» The protocol discriminator» The length of the call reference value» The call reference (CR does not have end-

to-end significance across ISDN)» The message type» Other IEs

Slajd 131


� ALERTING*: message sent by the called user to the network and by the network to the calling user to indicate that called-user alerting has been initiated

� CALL PROCEEDING*: message sent by the called user to the network or by the network to the calling user. In the network-user direction, it indicates that the requested call establishmentinformation will be accepted

� CONNECT*: message sent by the called user to the network orby the network to the calling user to indicate call acceptance bythe called user

Slajd 132


� CONNECT ACKNOWLEDGE. This message is sent by the network to the called user to indicate the user has been awarded the call. It may also be sent by the calling user to the network to allow symmetric call control procedures.

� DISCONNECT. This message is sent by the user to request the network to clear an end-to-end connection, or is sent by the netw ork to indicate that the end-to-end connection is cleared.

� INFORMATION. This message is sent by the user or the network to provide additional information. It may be used toprovide information for call establishment or miscellaneous call-relate information.

Slajd 133


� NOTIFY. This message is sent by the user or network toindicate information pertaining to a call, such as user suspended.

� PROGRESS. This message is sent by the user or the network toindicate the progress of a call in the event of interworking or in relation with the provision of inband information or pattems.

Slajd 134


� RELEASE. This message is sent by the user or the network toindicate that the equipment sending the message has disconnected the channel (if any) and intends to release the channel and the call reference, and that the receiving equipment should release the channel and prepare to release the call reference after sending.

� RELEASE COMPLETE. This message is sent by the user or network to indicate that the equipment sending the message has released the channel (if any) and call reference,the channel is available for reuse,and the receiving equipment will release the call reference.

Slajd 135


� RESUME.This message is sent by the user to request the network to resume a suspended call.

� RESUME ACKNOWLEDGE. This message is sent by the network to the user to indicate completion of a request to resume a suspended call.

� RESUME REJECT. This message is sent by the network to the user to indicate failure of a request to resume a suspended call.

Slajd 136


� SETUP. This key message is sent by the calling user to the network and by the network to the called user to initiate callestablishment.This message is discussed more below.

� SETUP ACKNOWLEDGE. This message is sent by the networkto the calling user (or by the called user to the network) toindicate that call establishment has been initiated,but additional information may be required.

� STATUS. This message is sent by the user or the network in response to a STATUS ENQUIRY message or at any time during a call to report certain error conditions.

Slajd 137


� STATUS ENQUIRY. This message is sent by the user or the network at any time to solicit a STATUS message from the peer layer 3entity (sending a STATUS message in response to a STATUS ENQUIRY message is mandatory).

� SUSPEND. This message is sent by the user to request the network to suspend a call.

� SUSPEND ACKNOWLEDGE. This message is sent by the network to the user to indicate completion of a request tosuspend a call.

� SUSPEND REJECT. This message is sent by the network tothe user to indicate failure of a request to suspend a call.

Slajd 138


� SEGMENT,CONGESTION CONTROL,and USER lNFORMATION messages are not shown above since they are not for basic call control

Slajd 139 Information elements used in ISDN

Signalling

Most important:� protocol discriminator� call reference� message type


Signalling

� Single-Octet Information Elements

» Shift BCC» More data BCC» Sending complete BCC» Congestion level BCC» Repeat indicator BCC


Signalling

� Variable-Iength Information Elements» Segmented message BCC» Bearer capability BCC» Cause BCC» Call identity BCC» Call state BCC» Channel identification BCC» Progress indicator BCC» Network-specific facilities BCC


Signalling

� Notification indicator BCC� Display BCC� Date/time Other� Keypad facility BCC� Signal BCC� Information rate Other� End-to-end transit delay Other� Transit delay selection and indication Other� Packet layer binary parameters Other


Signalling

� Packet layer window size Other� Packet size Other� Closed user group Other� Reverse charge indication Other� Calling-party number BCC� Calling-party subaddress BCC� Called-party number BCC� Called-party subaddress BCC� Redirecting number BCC


Signalling

� Transit network selection BCC� Restart indicator BCC� Low-layer compatibility BCC� High-layer compatibility BCC� User-user BCC� Escape for extension Other

� BCC: basic call control and possibly other procedures.� Other: used in other than basic call control.

Slajd 145

ISDN-UP (ISUP)

� Provides signalling functions for basic bearer services and supplementary services, for switched voice and non-voice (data) applications in an ISDN

� Provides all functions accomplished by TUP plusadditional functions for non-voice services, ISDN and Intelligent Network services

� First version of ISUP was published in 1984 CCITT Red Book, then enhanced in 1988 Blue Book

Slajd 146

ISUP

� The ISUP meets the requirements defined by ITU for worldwide international telephone and circuit-switched data traffic

� The ISUP is also suitable for national applications. � Most signaling procedures, information elements, and

messages specified for international use are also applicable in national versions.

� There are some fields reserved in order to allow national administrations and private operating agencies to introduce network-specific signaling messages and elements of information within the protocol structure

� There is necessity to tune an international version of ISUP tonational requirements

Slajd 147

ISUP

� ISUP messages have variable lengths (up to 272octets including MTP level headers)

� All ISUP messages have:» routing label indetifying the origin and destination of the

message» Circuit Identification Code (CIC)» Message Type Code » Mandatory Fixed Part» Mandatory Variable Part» Optional Part

Slajd 148

Detailed structure of ISUP message Order of Bit Transmission

Routing Label

Circuit Identification Code

Message Type Code

Mandatory Parameter A

Mandatory Parameter F

Pointer to Parameter M

Pointer to Parameter P

Pointer to Optional Part Start

Parameter M Length Indicator

Parameter M

Parameter P Length Indicator

Parameter P

Parameter Name = X

Parameter X Length Indicator

Parameter X

Parameter name = Z

Parameter Z Length Indicator

Parameter Z

Optional Parameter Field End

18 7 6 5 4 3 2

» »

» »

» »

Order of OctetTransmission

MandatoryFixed Part

MandatoryVariable Part

Optional Part

Slajd 149

Basic Bearer Service

� Basic service offered by ISUP is controlling of circuit-switched network connections between subscriber-line exchange terminations

� User-network signalling is accomplished by DSS1 protocol on the D-channel

� Call set-up and release needs interworking ofDSS1 and ISUP procedures

Slajd 150

ISDN-UP message scenario

Set-up

Call ProceedingsAlerting

ConnectACM1ANM1ACM2

ANM2Alerting

Connect

Set-up

Call Proceedings

Transit ExchangeOriginatingExchange

Destination

Exchange

B-Channel

End-to-End

'a' 'b' B-Channel

Ckt. Conn.

DisconnectREL2

RLC2

REL1

RLC1

Disconnect

REL

RLC

REL

RLC

IAM1

IAM2

Slajd 151

Supplementary Services for ISDN

Slajd 152

Supplementary services

� Supplementary services add more functionality to calls established in ISDNnetwork

� They invoke some functions which areterminal-specific

� Typical supplementary services are: user-to-user signalling, closed-user group, call forwarding, calling line identification, etc.

Slajd 153 Number Identification Supplementary

Services

� Calling line identification presentation (CLIP)� Calling line identification restriction (CLIR)� Connected line identification presentation (COLP)� Connected line identification restriction (COLR)� Direct Inward Dialing Service� Multiple Subscriber Number (MSN Supplementary

Service� Malicious Call Identification ( MCID) Supplementary

Services� Sub-addressing Supplementary Services (SUB)

Slajd 154

Supplementary services (details)

� Q.731� Stage 3 description for number identification supplementary

services using signalling system No. 7

� Clause 1 (02/92) Direct-dialling-in (DDI)� Clause 3 (1993) Calling line identification presentation (CLIP)� Clause 4 (1993) Calling line identification restriction (CLIR)� Clause 5 (1993) Connected line identification presentation

(COLP)� Clause 6 (1993) Connected line identification restriction

(COLR)� Clause 8 (02/92) Sub-addressing (SUB)

Slajd 155

DDI

� Direct-Dialling-In (DDI) enables a user to directly call another user on an integrated services private branch exchange or other private system without attendant intervention.

� This supplementary service shall be based on the use of theISDN number. At least the significant part of the ISDN number shall be passed to the private ISDN, in order to progress the callto the destination.

� Direct-Dialling-In shall apply to public ISDNs having either aclosed or an open numbering plan.

� This service shall be provided/withdrawn after pre-arrangement with the service provider. The service provider shall allocate a set of ISDN numbers.

Slajd 156

MSU

� The Multiple Subscriber Number (MSN) supplementary service provides the possibility for assigning multiple numbers(not necessarily consecutive) to a single public or private interface. This enables the selection of one or multiple distinct terminals attached to the same interface. The service provider shall fix the length of the numbers to be transmitted to the user's installation. They may comprise the least significant digit up to the full integrated services digital network ISDN number (E.164)

Slajd 157

MSU

� Multiple Subscriber Number provides the possibility forassigning multiple integrated services digital network numbersto a single interface. For example, this service:» 1) allows dialling from a line connected to a public network

directly to terminals connected to a basic access which bassubscribed to Multiple Subscriber Number (e.g. in a passive bus configuration);

» 2) enables the network to determine which ISDN number is applicable on originating calls (e.g. for charging purposes, for notification to the called party and application forsupplementary services).

Slajd 158

MSU

� Administrations:» may not have knowledge or control over what is connected

to the basic access, e.g. an network termination 2 (NT2) or passive bus;

» may have different numbering methods;» may agree that common international terminal specifications

are desired.

Slajd 159

CLIP

� Calling Line Identifcation Presentation (CLIP) is asupplementary service offered to the called party which provides the calling party's ISDN-number, possibly with sub-address information, to the called party.

� When Calling Line ldentification Presentation is applicable and activated, the network provides the called party with the number of the calling party at call set-up on all incoming calls.

� The calling party number may be accompanied by a sub-address.The network should be capable of transmitting at least15 digits [maximum length of an integrated services digital network (ISDN) number]. In addition, if provided by the callingparty, the network should be capable of transmitting a sub-address.

Slajd 160

Sub-addressing

� The sub-addressing supplementary service allows tbe called(served) user to expand his addressing capacity beyond the onegiven by the ISDN number.

� A sub-address, if presented by a calling user, is delivered unaffected to the called (served) user. Only the

� served user defines tbe significance of tbe sub-address.Applications can be for example:» 1) to select or to prefer a specific terminal at tbe called

customer's termination;» 2) to invoke a specific process in a terminal at the called

customer's termination.� Tbe maximum size of the sub-address is 20 octets.

Slajd 161


� Q.732� Stage 3 description for call offering supplementary services using

Signalling System No. 7� Clause 2 (1993) Call diversion services � Clause 3 (1993) Call forwarding no answer � Clause 4 (1993) Call forwarding unconditional � Clause 5 (1993) Call deflection

Slajd 162

Call forwarding unconditional

� Call forwarding unconditional permits a "served user" to have the network send to another number all incoming calls for the served user's ISDN number (or just those associated with aspecified basic service).

� The served user's originating service is unaffected. If this service is activated, calls are forwarded no matter what the condition of the termination. Other call forwarding services provide for call forwarding based on condition, e.g. Call Forwarding Busy and Call Forwarding No Reply.

� The forwarded-to number is registered with the network for usefor all calls.

Slajd 163


� Q.733� Stage 3 description for call completion supplementary services

using Signalling System No. 7� Clause 1 (02/92) Call waiting (CW)� Clause 2 (1993) Call hold (HOLD)� Clause 4 (1993) Terminal portability (TP)

Slajd 164


� Q.734� Stage 3 description for multiparty supplementary services using

Signalling System No. 7� Clause 1 (1993) Conference calling � Clause 2 (1993) Three-party service

Slajd 165 Community of interest supplementary

services

� Are aimed at a specific group of users who share special communication needs

� it is preliminary attempt to VPNs� Closed User Group (CUG)� Private Numbering Plan (PNP)� Multi-level precedence and preemption � Priority Service � Outgoing Call Barring

Slajd 166

Supplementary services (details)

� Q.735� Stage 3 description for community of interest supplementary

services using SS No. 7� Clause 1 (1993) Closed user group (CUG)� Clause 3 (1993) Multi-level precedence and preemption � Q.737� Stage 3 description for additional information transfer

supplementary services using SS No. 7� Clause 1 (1993) User-to-user signalling (UUS)

Slajd 167

Closed User Group

� A closed user group consists of a group of users who have a restricted access arrangements and features.

� A user can be a member of one or more CUGs. � Restriction categories:

» Call permitted only within the CUG» Calls within the CUG and incoming calls only from users outside the CUG» Calls within the CUG and outgoing calls only to users outside the CUG» Calls within the CUG and both incoming and outgoing calls to users outside

the CUG

� Typically if a user is a member of many CUGs, one CUG is registered with the network as preferential CUG.

Slajd 168

List of ISUP Messages

� (38 messages)� Address Complete Message (ACM). A message sent in the

backward direction indicating that all the address signals required for routing the call to the called party have been received.

� Answer Message (ANM). A message sent in the backward direction indicating that the call has been answered. Insemiautomatic working, this message has a supervisory function. In automatic working, this message is used in conjunction with charging information in order to: » (1) start metering the charge to the calling subscriber» (2) start measurement of call duration for international

accounting purposes.

Slajd 169


� Blocking (BLO). A message sent only for maintenance purposes to the exchange at the other end of a circuit to cause an engaged condition of that circuit for subsequent calls going out from that exchange. When a circuit is used in the ` `bothway'' mode of operation, an exchange receiving the blocking message must be capable of accepting incoming callson the concerned circuit unless it has also sent a blocking message. Under certain conditions, a blocking message is alsoa proper response to a reset circuit message.

Slajd 170


� Blocking Acknowledgment (BLA). A message sent in response to a blocking message indicating that the circuit has been blocked.

� Call Progress (CPG). A message sent in the backward direction indicating that an event has occurred during call setup which should be relayed to the calling party.

� Charge Information (CRG) (national use). Information sent in either direction for accounting and/or call-charging purposes.

Slajd 171


� Circuit Group Blocking (CGB). A message sent to the exchange at the other end of an identified group of circuits tocause an engaged condition of this group of circuits forsubsequent calls going out from that exchange. An exchange receiving a circuit group unless it has also sent a blocking message. Under certain conditions, a circuit group blocking message is also a proper response to a reset circuit message.

Slajd 172


� Circuit Group Blocking Acknowledgment (CGBA). Amessage sent in response to a circuit group blocking messageto indicate that the requested group of circuits has been blocked.

� Circuit Group Reset (GRS). A message sent to release an identified group of circuits when, due to memory mutilation or other causes, it is unknown whether, for example, a release or release complete message is appropriate for each of the circuits in the group.If at the receiving end a circuit is remotely blocked,reception of this message should cause that condition to beremoved.

Slajd 173


� Circuit Group Reset Acknowledgment (CGRA). A message sent in response to a circuit group reset message and indicating that the requested group of circuits has been reset. The message also indicates the maintenance blocking state of each circuit.

� Circuit Group Unblocking (CGU). A message sent to the exchange at the other end of an identified group of circuits tocause cancellation in that group of circuits of an engaged condition invoked earlier by a blocking or circuit group blocking message.

Slajd 174


� Circuit Group Unblocking Acknowledgment (CGUA). Amessage sent in response to a circuit group unblocking message to indicate that the requested group of circuits has been unblocked.

� Circuit Group Query (CQM). A message sent on a routine or demand basis to request the far-end exchange to give the state of all circuits in a particular range.

� Circuit Group Query Response (CQR). A message sent in response to a circuit group query message to indicate the state of all circuits in a particular range.

Slajd 175


� Confusion (CFN).A message sent in response to any message(other than a confusion message) if the exchange does notrecognize the message or detects a part of the message asbeing unrecognized.

� Connect (CON).A message sent in the backward direction indicating that all the address signals required for routing the callto the called party have been received and that the call has been answered.

� Continuity (COT). A message sent in the forward direction indicating whether or not there is continuity on the preceding circuit(s) as well as on the selected circuit to the following exchange,including verification of the communication path across the exchange with the specified degree of reliability.

Slajd 176


� Continuity Check Request (CCR). A message sent by an exchange for a circuit on which a continuity check is to beperformed to the exchange at the other end of the circuit,requesting continuity checking equipment be attached.

� Facility Accepted (FAA). A message sent in response to afacility request message indicating that the requested facility has been invoked.

� Facility Reject (FRJ). A message sent in response to a facility request message to indicate that the facility request has been rejected.

Slajd 177


� Facility Request (FAR).A message sent from an exchange toanother exchange to request activation of a facility.

� Forward Transfer (FOT).A message sent in the forward direction on semiautomatic calls when the outgoing international exchange operator wants the help of an operator at the incoming international exchange.The message will normally serve to bring an assistance operator into the circuit if the call is automatically set up at the exchange.When the call is completedvia an operator (incoming or delay operator) at the incoming international exchange,the message should preferably cause this operator to be recalled.

Slajd 178


� Information (INF). A message sent to convey information in association with a call,which may have been requested in an information request message.

� Information Request (INR). A message sent by an exchange torequest information in association with a call.

� Initial Address (IAM). A message sent in the forward directionto initiate seizure of an outgoing circuit and to transmit number and other information relating to the routing and handling of acall.

� Loop Back Acknowledgment (LPA) (national use). A message sent in the backward direction in response to a continuity check request message indicating that a loop (or transceiver in the case of a 2-wire circuit) has been connected.

Slajd 179


� Overload (OLM) (national use). A message sent in the backward direction on nonpriority calls in response to an IAM toinvoke temporary trunk blocking of the circuit concerned when the exchange generating the message is subject to load control.

� Pass-Along (PAM). A message that may be sent in either direction to transfer information between two signaling points along the same signaling path as that used to establish aphysical connection between those two points.

Slajd 180


� Release (REL). A message sent in either direction to indicate that the circuit is being released due to the reason (cause)supplied and is ready to be put into the idle state on receipt of the release complete message. In case the call was forwarded or is to be routed, the appropriate indicator is carried in the message, together with the redirection address and the redirecting address.

Slajd 181


� Release Complete (RLC). A message sent in either direction in response to the receipt of a released message or, if appropriate, to a reset circuit message when the circuit concerned has been brought into the idle condition.

� Reset Circuit (RSC). A message sent to release a circuit when,due to memory mutilation or other causes, it is unknown whether, for example, a release or a complete message is appropriate. If at the receiving end the circuit is remotely blocked, reception of this message should cause that conditionto be removed.

� Resume (RES). A message sent in either direction indicating that the calling or called party, after having been suspended, is reconnected.

Slajd 182


� Subsequent Address (SAM). A message that may be sent in the forward direction following an initial address message toconvey additional called-party number information.

� Suspend (SUS). A message sent in either direction indicating that the calling or called party has been temporarily disconnected.

� Unblocking (UBL). A message sent to the exchange at the other end of a circuit to cancel, in that exchange, the engaged condition of the circuit caused by a previously sent blocking or circuit group blocking message.

Slajd 183


� Unblocking acknowledgment (UBA). A message sent in response to an unblocking message indicating that the circuit has been unblocked.

� Unequipped Circuit Identifcation Code (UCIC) (national use). A message sent from one exchange to another when it receives an unequipped circuit identification code.

� User-to-User Information (USR). A message to be used for thetransport of user-to-user signaling independent of call control messages.

Slajd 184 Information elements in ISUP

messages

� 83 IEs in current version� In order to support the required signaling

functionality, the messages listed above need to transfer appropriate information

� The types of information that need to becommunicated to allow connections to beestablished end-to-end include the Information Elements are given below:


messages

� Access Transport. Information generated on the access side ofa call and transferred transparently in either direction between originating and termination local exchanges. The information is significant to both users and local exchanges.

� Address Presentation Restricted Indicator. Information sent in either direction to indicate that the address information is not to be presented to a public network user, but can be passed toanother public network. It may be used to indicate that the address cannot be ascertained.

� Address Signal. An element of information in a network number. The address signal may indicate digit values 0 to 9,code 11 or code 12. One address signal value (ST) is reservedto indicate the end of the called-party number.


messages

� Automatic Congestion Level. Information sent to the exchange at the other end of a circuit to indicate that a particular level of congestion exists at the sending exchange

� Call Forwarding May Occur Indicator. Information sent in the backward direction indicating that call forwarding may occur,depending on the response received (or lack thereof) from the called party

� Call Identity. Information sent in the call reference parameter indicating the identity of a call in a signaling point

� Call Reference. Circuit-independent information identifying aparticular call


messages

� Called-Party Number. Information to identify the called party.� Called Party 's Category Indicator. Infortnation sent in the

backward direction indicating the category of the called party (e.g., ordinary subscriber or pay phone).

� Called Party 's Status Indicator. Information sent in the backward direction indicating the status of the called party (e.g.,subscriber free).

� Calling-Party Number. Information sent in the forward directionto identify the calling party.


messages

� Calling-Party Address Request Indicator. Information sent in the backward direction indicating a request for the calling-partyaddress to be returned.

� Calling-Party Address Response Indicator. Information sent in response to a request for the calling-party address indicating whether the requested address is included, not included, notavailable, or incomplete.

� Calling-Party Number Incomplete Indicator. Information sent in the forward direction indicating that the complete calling-partynumber is not included.


messages

� Calling Party 's Category. Information sent in the forward direction indicating the category of the calling party and, in case of semiautomatic calls, the service language to be spoken bythe incoming, delay, and assistance operators.

� Calling Party 's Category Request Indicator. Information sent in the backward direction indicating a request for the calling party's category to be returned.

� Calling Party's Category Response Indicator. Information sent in response to a request for the calling party's category indicating whether or not the requested information is included in the response.


messages

� Cause Value. Information sent in either direction indicating the reason for sending the message (e.g., release message).Recommendation Q.762 contains definitions for cause values(e.g., cause 1= unallocated number; cause 2 = no route tospecified transit network, and so on).

� Charge Indicator. Information sent in the backward direction indicating whether or not Ihe call is chargeable.

� Charge Information Request Indicator (national use).Information sent in either direction requesting charge informationto be returned.

� Charge Information Response Indicator (national use).Information sent in response to a request for charge information indicating whether or not the requested information is included.


messages

� Circuit Group Supervision Message Type Indicator.Information sent in a circuit group blocking or unblocking message indicating whether blocking (unblocking) is maintenance or hardware-oriented.

� Circuit Identification Code. Information identifying the physical path between a pair of exchanges.

� Circuit State Indicator. Information indicating the state of acircuit according to the sending exchange.

� Closed User Group Call Indicator. Information indicating whether or not the concerned call can be set up as a closed user group call and, if a closed user group call, whether or iot outgoing access is allowed.


messages

� Closed User Group Interlock Code. Information uniquely identifying a closed user group within a network.

� Coding Standard. Information sent in association with aparameter (e.g., cause indicators) identifying the standard in which the parameter format is described.

� Connected Number. Information sent in the backward directionto identify the connectedparty.

� Connection Request. Information sent in the forward directionon behalf of the SCCP requesting the establishment of an end-to-end connection.


messages

� Continuity Check Indicator. Information sent in the forward direction indicating whether or not a continuity check will beperformed on the circuit(s) concerned or is being (has been)performed on a previous circuit in the connection.

� Continuity Indicator. Information sent in the forward direction indicating whether or not the continuity check on the outgoing circuit was successful. A successful continuity check indication also implies continuity of the preceding circuits and successfulverification of the path across the exchange with the specified degree of reliability.

� Credit. Information sent in a connection request indicating the window size requested by the SCCP for an end-to-end connection.


messages

� Diagnostic. Information sent in association with a cause and that provides supplementary information about the reason forsending the message.

� Echo Control Device Indicator. Information indicating whether or not a half echo control device is included in the connection.

� End-to-End Information Indicator. Information sent in either direction indicating whether or not the sending exchange has further call information available for end-to-end transmission. Inthe forward direction, an indication that end-to-end information is available will imply that the destination exchange may obtain the information before alerting the called party.


messages� End-to-End Method Indicator. Information sent in either

direction indicating the available methods, if any, for end-to-endtransfer of information.

� Event Indicator. Information sent in the backward direction indicating the type of event that caused a call progress messageto be sent to the originating local exchange.

� Event Presentation Restricted Indicator. Information sent in the backward direction indicating that the event should not bepresented to the calling party.

� Extension Indicator. Information indicating whether or not the associated octet has been extended.

� Facility Indicator. Information sent in facility-related messages identifying the facility or facilities with which the message isconcerned.


messages

� Holding Indicator (national use). Information sent in either direction indicating that holding of the connection is requested.

� Hold-Provided Indicator (national use). Information sent in either direction indicating that the connection will be held after the calling or called party has attempted to release.

� Inband Information Indicator. Information sent in the backward direction indicating that inband information or an appropriate pattern is now available.

� Internal Network Number Indicator. Infortnation sent to the destination exchange indicating whether or not the call is allowed should the called-party number be an internal network number (e.g., mobile access point).


messages

� Interworking Indicator. Information sent in either direction indicating whether or not SS7 is used in all parts of the network connection.

� ISDN Access Indicator. Information sent in either direction indicating whether or not the access signaling protocol is ISDN.

� ISUP Indicator. Information sent in either direction to indicate that the ISUP is used in all preceding parts of the network connection. When sent in the backward direction, the preceding parts are those towards the called party.


messages

� ISDN User Preference Indicator. Information sent in the forward direction indicating whether or not the ISUP is required or preferred in all parts of the network connection.

� Local Reference. Information sent in the connection request indicating the local reference allocated by the SCCP to an end-to-end connection.

� Location. Information sent in either direction indicating where an event (e.g., release) was generated.

� Malicious Call Identification Request Indicator (national use).Information sent in the backward direction to request the identity of the calling party for the purpose of malicious call identification.


messages

� Modifcation Indicator. Information sent in the call modification indicators parameter indicating whether the call modification isto service 1 or service 2.

� National/International Call Indicator. Information sent in the forward direction indicating to the destination national network whether the call has to be treated as an internationalcall or asnational call.

� Nature of Address Indicator. Information sent in association with an address indicating the nature of that address (e.g., ISDNinternational number, ISDN national significant number, or ISDNsubscriber number).


messages

� Numbering Plan Indicator. Information sent in association witha number indicating the numbering plan used for that number(e.g., ISDN number, telex number).

� Odd/Even Indicator. Information sent in association with an address indicating whether the number of address signals contained in the address is even or odd.

� Original Called Number. Information sent in the forward direction when a call is redirected and identifies the original called party.

� Original Redirection Reason. Information sent in either direction indicating the reason why the call was originally redirected.


messages

� Point Code. Information sent in the call reference parameter indicating the code of the signaling point in which the call identity allocated to the call reference is relevant.

� Protocol Class. Information sent in the connection request parameter indicating the protocol class requested by the SCCP for the end-to-end connection.

� Protocol Control Indicator. Information consisting of the end-to-end method indicator, the interworking indicator, the end-to-end information indicator, the SCCP method, and the ISUPindicator. The protocol control indicator is contained in both the forward and backward call indicators parameter field and describes the signaling capabilities within the network connection.


messages

� Range. Information sent in a circuit group supervision message(e.g., circuit group blocking) to indicate the range of circuits affected by the action in the message.

� Recommendation Indicator. Information sent in association with a cause value identifying the recommendation to which the cause value applies.

� Redirecting Indicator. Information sent in either direction indicating whether the call has been forwarded or rerouted and whether or not presentation of redirection information to the calling party is restricted.


messages

� Redirecting Number. Information sent in the forward direction when a call is redirected more than once, indicating the number from which the call was last redirected.

� Redirecting Reason. Information sent in either direction indicating, in the case of calls undergoing multiple redirections,the reason why the call has been redirected.

� Redirection Counter. Information sent in either direction indicating the number of redirections that have occurred on acall.

� Redirection Number. Information sent in the backward direction indicating the number towards which the call must bererouted or has been forwarded.


messages

� Routing Label. Information provided to the MTP for the purpose of message routing.

� Satellite Indicator. Information sent in the forward direction indicating the number of satellite circuits in the connection.

� SCCP Method Indicator. Information sent in either direction indicating the available SCCP methods, if any, for end-to-endtransfer of information.

� Screening Indicator. Information sent in either direction toindicate whether the address was provided by the user or network.

� Signaling Point Code (national use). Information sent in release message to identify the signaling point in which the call failed.


messages

� Solicited Information Indicator. Information sent in an information message to indicate whether or not the message isa response to an information request message.

� Status. Information sent in a circuit group message (e.g., circuit group blocking) to indicate the specific circuits, within the range of circuits stated in the message, that are affected by the action specified in the message.

� Suspended Resume Indicator. Information sent in the suspend and resume messages to indicate suspend/resume was initiated by an ISDN subscriber or by the network.


messages

� Temporary Trunk Blocking After Release (national use).Information sent to the exchange at the other end of a circuit(trunk) to indicate low level of congestion at the sending exchange and that the circuit (trunk) should not be reoccupiedby the receiving exchange for a short period of time after release.

� Transit Network Selection (national use). Information serlt in the initial address message indicating the transit network(s)requested to be used in the call.

� Transmission Medium Requirement. Information sent in the forward direction indicating the type of transmission mediumrequired for the connection (e.g., 64-kbps unrestrictedtransmission, speech).


messages

� User Service Information. Information sent in the forward direction indicating the bearer capability requested by the callingparty.

� User-to-User Indicators. Information sent in association with arequest (or response to a request) for user-to-user signaling supplementary service(s).

� User-to-User Information. Information generated by a user and transferred transparently through the interexchange network between the originating and terminating local exchanges.

Slajd 208

Transactions Capabilities (TC)

Slajd 209

Transaction Capabilities

� Interactive applications in a distributed environment

� Interface between application and network layer service

� TC applications

Slajd 210

Transaction Capabilities (TC)

� TC is a set of protocols and functions used bydistributed applications located in the network and communicating with each other

� TC refers to the application layer protocols, i.e.incorporates some features of transport, session and presentation layers

� TCAP (Transaction Capabilities Application Part)provides set of tools in connectionless network tomanage distributed applications

� TCAP uses directly services of SCCP

Slajd 211

Application layer structure

Application Service ElementASE

Component Sublayer

Transaction Sublayer

TCAP

TC-Primitives

TR-Primitives

to/from Application

ApplicationLayer

SCCP-Primitives

„vertical” communication

Slajd 212

TCAP sublayer messages

InvokeReturn ResultReturn ErrorReject

BeginContinueEndAbortUnidirectional

CSL CSL

TSL TSL

CSL = Component SublayerTSL = Transaction Sublayer

„horizontal” communication

Slajd 213

TC Sublayers

� The Transaction Sublayer:» defines the context within which a

complete remote operation between TCusers is executed

� The Component Sublayer:» allows several dialogues to be run

concurrently between TC users (manages sending and receiving of requests and responses)

Slajd 214

The Transaction Sublayer

� Manages transactions (or dialogues)� Two types of dialogue:

» unstructured dialogue: Transaction Sublayer provides ameans to send to remote peer one or more components thatdo not require any response

» structured dialogue: this is sequence of TC- and TR-primitives with unique dialogue IDs. TC-BEGIN, TC-CONTINUE, TC-END, TC-U-ABORT, TC-U-ABORT, TC-P-ABORT and appropriate TR-* primitives

Slajd 215

The Component Sublayer

� Component is an element included in the TCmessages; it consists of either a request to perform or a reply

� Few components obtained from TC user can betransmitted in a single message

� Successive components exchanged between twoTC-users when executing an application constitute adialogue

� CSL allows several dialogues to be run concurrently between TC-users

Slajd 216

The Component Sublayer

� The Component Sublayer uses four classes of remote operations:

� Class 1: both success and failure in performing the remote operation is reported

� Class 2: only failure is reported� Class 3: only success is reported� Class 4: neither success nor failure is reported

Slajd 217

TCAP sublayer messages

Invoke

Begin

Components

Invoke

...

Slajd 218

Example of using TCAP

BEGIN {Invoke with ID#1[Provide Routing Number (Dialed 800-Number)]}

CONTINUE {Invoke with ID#2 [Play Ann. & Collect Digits];Linked to Invoke with ID#1}

CONTINUE {RR (Collected Digits); Related to Invoke with ID#2}

END {RR (Routing Number); Releted to Invoke with ID#1}

Originating Exchange Network Database

Slajd 219

Rola SS7 w realizacji sieci inteligentnej (IN - Intelligent

Network)

Slajd 220

Plan

� Koncepcja sieci inteligentnej IN� Ogólna architektura IN� Rola SS7 w IN� Usługi, funkcje i akcje� Aspekty komunikacji dla usług

zaawansowanych

Slajd 221

Definicja sieci inteligentnej

� Poj�cie "sie� inteligentna" oznacza: koncepcj� i architektur� sieci zapewniaj�cej uniwersalne styki pomi�dzy elementami sieci realizuj�cymi usługi a systemami komutacyjnymi i transmisyjnymi, przy czym w sieci działa wielu operatorów i jest eksploatowany sprz�t pochodz�cy od wielu producentów.

� Koncepcja IN pojawiła si� koło 1980 roku (nale�y mie� na wzgl�dzie ówczesny stan telekomunikacji i informatyki)

� Usługi inteligentne, pierwotnie realizowane w odr�bnej architekturze, s� obecnie wbudowane w (B)ISUP

Slajd 222 Warunki konieczne dla realizacji sieci

inteligentnej

� wprowadzenie central o sterowaniu programowym,� realizacja sygnalizacji wydzielonej, czyli w kanale

wspólnym (SS7),� cyfryzacja komutacji i transmisji,� rozwój techniki komputerowej i in�ynierii

oprogramowania - wprowadzenie rozproszonych baz danych.

Wszystkie te warunki zostały spełnione dopiero około 1980 roku

Slajd 223

Architektura warstwowa sieci IN1

3

4

5

6

2

Warstwa us³ug

Warstwa funkcjonalnoœci globalnej

Warstwa rozproszonej funkcjonalnoœci

Warstwa fizyczna

Freephone

SIBs Service Independent Blocks

funkcje

Slajd 224

Architektura IN

�OA&M SMS/SCE

CT/SSP

CK/NAP

SCP �IP STP SCN

SCN CK/SSP IP

�

Administracja usług

X.25X.25

Subskrybentusługi

SCP/SCN

CentraleIP

SS7

Abonenci Terminal ISDNSubskrybentusługi

Oznaczenia:

CK: Centrala ko�cowa

CT: Centrala tranzytowaNAP: Network Access PointSCN: Service Circuit Node

ł�cze telefoniczne

ł�cze sygnalizacyjne SS7ł�cze sygnalizacyjne niestandardoweł�cze transmisyjne danych do celów zarz�dzania

SS7

SS7

Slajd 225

Koncepcja IN1+

Memory

pamiêci¹

Billing

SCE

SMS

TMN

SSP/1+

SPC Exchange

SUBD

SCP/1+

Subscriberterminal

management

Exploitationimplementationof services

Zastosowanie funkcji

zarz�dzania sieci�

Slajd 226

Współpraca SS7 i IN

Aplikacje

800 VPN

TCAP

SCCP 0/1

MTP

GTT

SCCP 0/1

MTP

Aplikacje

800 VPN

TCAP

SCCP 0/1

MTP

SSP STP SCP

VPN Virtual Private Network GTT Global Title Translation

Slajd 227

Aspekty in�ynierii ruchu dla SS7

Slajd 228

�ródła ruchu sygnalizacyjnego

ISUP INAP MAP OMAP TMN

SCCPMTP

Slajd 229 Ogólne wymagania niezawodno�ciowe

� awaria dowolnego pojedynczego prz�sła sygnalizacyjnego nie powinna powodowa� utraty ani jednej wiadomo�ci,

� awaria pojedynczego w�zła STP nie powinna powodowa� niedost�pno�ci ł�czy u�ytkowych,

� zło�ona awaria dwóch komponentów sieci sygnalizacyjnej nie powinna powodowa� niekontrolowanego narastania natłoku.

Dopuszczalna jest utrata pewnych wiadomo�ci b�d�cych w fazie transferu

do uszkodzonego punktu STP

Slajd 230 Szczegółowe wymagania

niezawodno�ciowe

� Sieci sygnalizacyjnej SS7 stawia si� wysokie wymagania co do dost�pno�ci transmisji wiadomo�ci.

� Przyjmuje si� (za Q.709), �e graniczna niedost�pno�� ogniwa umownego poł�czenia sygnalizacyjnego KHSRC (krajowe, hipotetyczne sygnalizacyjne poł�czenie odniesienia) nie powinna przekracza� 10 minut/rok (co przekłada si� na prawdopodobie�stwo niedost�pno�ci P=1.9E-5).

� Z kolei niedost�pno�� całego KHSRC nie powinna przekracza�:• 30 min/rok dla 50% poł�cze�,• 50 min/rok dla 95% poł�cze�.

Slajd 231 Zasady praktyczne podnosz�ce

niezawodno�� sieci (1)

� Ka�da centrala powinna by� doł�czona sygnalizacyjnie do dwóch punktów STP,

� Ł�cza sygnalizacyjne pracuj�ce w jednej relacji powinny by� tworzone w maksymalnie niezale�nych od siebie systemach teletransmisyjnych tzn. ró�na kanalizacja, ró�ne kable �wiatłowodowe, niezale�ne systemy teletransmisyjne, itp.

� ł�cza sygnalizacyjne nale��ce do jednej relacji powinny pracowa� z podziałem obci��enia

Slajd 232 Zasady praktyczne podnosz�ce

niezawodno�� sieci (2)

Wytyczne realizacji prz�seł sygnalizacyjnych:

� ró�ne dukty, przebiegaj�ce inn�, odległ� tras�� ró�ne kable we wspólnym dukcie� ró�ne systemy transmisyjne� ró�ne grupy 2 Mb/s� je�li istnieje tylko jedna grupa to tworzy si� w niej tylko

jedno ł�cze (w tym przypadku nale�y dysponowa� rezerwowymi terminalami sygnalizacyjnymi).

Slajd 233 Czynniki ró�ni�ce struktur� sieci sygnalizacyjnej i podstawowej

� relacje zainteresowa� ruchowych,

� tworzenie bezpo�rednich skojarzonych ł�czy tylko w relacjach o

du�ym ruchu sygnalizacyjnym (obsługa mniejszych strumieni

drogami quasiskojarzonymi),

� zasada pełnego zabezpieczenia dróg sygnalizacyjnych na

wypadek awarii zasobów drogi podstawowej za pomoc� fizycznie

ró�nych zasobów,

� inne zało�enia strukturalne np. eliminuj�ce współprac� punktów

sygnalizacyjnych pochodz�cych od ró�nych dostawców.

Slajd 234

Zasoby sieci sygnalizacyjnej

� centralowe � ł�cze sygnalizacyjne � pole komutacyjne � terminal sygnalizacyjny realizuje funkcje MTP-2

� moduł sygnalizacyjny realizuje funkcje MTP 3 (np.SILT, CCNP)

� transmisyjne (PDH lub SDH)

prz�słosygnalizacyjne

Slajd 235

Wytyczne niezawodno�ciowe (1)

SPSP

Przykład 1:dwa SP zwi�zane zestawem niezale�nych i równowa�nych prz�seł sygnalizacyjnych

�redni czas niedost�pno�ci zestawu nie przekracza 10 min/rokju� wtedy, gdy �redni czas niedost�pno�ci ka�dego z prz�seł nie przekracza 2292 min/rok tj. 38 h/rok

Realizacja logiczna i fizyczna (dwa niezale�ne dukty)

Slajd 236

Wytyczne niezawodno�ciowe (2)

SPSP

Przykład 2:

Zakładaj�c, �e �redni czas niedost�pno�ci oddzielnie ka�degozestawu prz�seł (A,B) nie przekracza 10 min/rok, to niedost�pno�� całego układu (zestawu) wzrasta do 769 min/rok (13 h/rok).

Realizacja logiczna

SPSP

Realizacja fizyczna

A B

Slajd 237

Projektowanie siecisygnalizacyjnej

Slajd 238

Zasoby sieci sygnalizacyjnej

Etapy post�powania przy metodzie analitycznej szacowania ruchu sygnalizacyjnego:

� ustali� wersj� zaimplementowanego systemu sygnalizacji� przyj�� czasy trwania przeci�tnego poł�czenia skutecznego i

nieskutecznego oraz procentowy udział tych poł�cze�� przyj�� zało�enia przeci�tnego protokołu (np. liczba cyfr

przekazywanych en-block i na zakładk�)� przyj�� zało�enie o usługach dodatkowych� obliczy� ł�czn� długo�� wiadomo�ci � przyj�� zało�enia o symetrii ruchu

Slajd 239 Obliczenie liczby ł�czy rozmównych

obsługiwanych przez ł�cze sygnalizacyjne

qmax * P

e * L * (X/T + Xn/Tn)N =

� N - liczba ł�czy rozmównych � P - maksymalna przepływno�� ł�cza sygnalizacyjnego (8000 okt/s) � qmax - maks. wykorzystanie ł�cza sygnalizacyjnego (0.2) � e - ruch na ł�czu rozmównym w GNR (0.7 Erl)� L - liczba oktetów sygnalizacyjnych potrzebnych �rednio do obsługi 1

ł�cza (163)� X - frakcja wywoła� efektywnych (np. 0.4)� Xn - frakcja wywoła� nieskutecznych (np. 0.3) � T - �redni czas trwania poł�czenia (90 s)� Tn - czas zaj�to�ci ł�cza w obsłudze wywoła� nieskutecznych (15 s)

Slajd 240 Zało�enia wymiarowania łacza

sygnalizacyjnego

� Podstawowym parametrem jest obci��enie prz�sła sygnalizacyjnego

� • długo�� bitowa jednostki wiadomo�ci (dm) - 120 � • �rednia długo�� (czas) jednostki wiadomo�ci (tm) -1,875 ms� • �rednia długo�� rozmowy 180s� • �rednia liczba jednostek wiadomo�ci / rozmow� 6� jednostka wiadomo�ci (przyj�to przeci�tn� długo��SIF równ� 64):dm= 8 + 8 + 8 + 8 + 8 + 64 + 16 = 120

F FSN+FIB BSN+BIB LI SIO SIF CB� co przekłada si� na czas: tm= dm / 64000 = 1,875 ms

Slajd 241 Zale�no�� mi�dzy ruchem

rozmównym a sygnalizacyjnymAm[erl]

1,3

1,1

1

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0 2 4 6 8 10

12

14

16

18

20

A[1000 erl]�ródło: podr�cznik ruchowy TP S.A.

Slajd 242 Zale�no�� mi�dzy ruchem rozmównym a

sygnalizacyjnym - wnioski

� Z poprzedniego rysunku wynika, �e jedno prz�sło sygnalizacyjne w normalnych warunkach mo�e obsłu�y� ok. 14 000 erl ruchu rozmównego. Sytuacja ulega zmianie, gdy prz�sło sygnalizacyjne oprócz typowych wiadomo�ci przenosi tak�e wiadomo�ci sieci inteligentnej czy komunikaty zarz�dzania sieci�. Nale�y wtedy dokonywa� szczegółowych pomiarów obci��enia prz�seł.

� Jest to przypadek idealny, prz�sło sygnalizacyjne nie nale�y bardzo obci��a�.

Slajd 243 Obci��alno�� ł�cza sygnalizacyjnego –

wskazania praktyczne

� Podstawow� wytyczn� projektowania jest ustalenie dopuszczalnego poziomu zaj�to�ci ł�cza sygnalizacyjnego (ruchu przenoszonego) ρ w warunkach nominalnej pracy sieci (bez awarii i przeci��e�).

� Z powodu du�ej fluktuacji ruchu sygnalizacyjnego przyjmuje si�niski poziom ruchu 0,2 erl dla ł�cza sygnalizacyjnego z mo�liwo�ci� przenoszenia ruchu dwukrotnie wy�szego w sytuacjach awaryjnych (tzn. 0,4 erl w przypadku awaryjnym).

Slajd 244 Obci��alno�� ł�cza sygnalizacyjnego –

zagadnienia opónieniowe

� Istotnym parametrem jako�ciowym sieci sygnalizacyjnej jest opónienie transferu wiadomo�ci, na które składa si�:

• suma czasów obsługi w SP oraz STP,• opónienie kolejkowania (wraz z opónieniem transmisji),• czas propagacji w ł�czu (medium) sygnalizacyjnym.

Slajd 245

Bł�dy w sygnalizacji

Slajd 246

Najcz�stsze przyczyny powstawania bł�dów (przykład wiod�cego operatora krajowego)

� konwersja sygnalizacji R2 na SS7� współpraca central ró�nych dostawców

(zainstalowanych u obcych operatorów)� zmiana wersji oprogramowania� niewła�ciwie skonstruowana baza danych systemu

(brak spójno�ci)� uszkodzenia eksploatacyjne

Slajd 247

Metody wykrywania bł�dów w SS7

� testy odbiorcze (zalecenia ITU Q782 .. 784)� testy systematyczne� awarie i uszkodzenia systemów

komutacyjnych (monitorowanie, raportowanie i wymiana do�wiadcze�)

Slajd 248

Przykład (listing z urz�dzenia pomiarowego)

Slajd 249

Monitorowanie i pomiary w SS7

� Stanowi� podstawow� grup� działa� utrzymaniowychoperatora

� Urz�dzenia do profesjonalnego testowania jako�ci SS7 s� bardzo zaawasowane i drogie

� Istnieje rynek tanich urz�dze� SS7 dla testowania ograniczonej liczby funkcji (np. testery E1, T1)

� Obecnie wzrosła jeszcze rola sygnalizacji dzi�ki uznaniu rekordów/wiadomo�ci sygnalizacyjnych za podstaw� rozlicze� mi�dzyoperatorskich

Slajd 250

Signalling for B-ISDN

Slajd 251

Why broadband signalling?

� Emerging of high-speed data applications� LAN interworking� ATM technology� Video services, i.e. videoconferencing,

telemedicine, distance learning� Residential video distribution, Video on

Demand� Plethora of legacy systems

Slajd 252

Single end-to-end call

Networkuser A user B

classical type, can be asymmetrical

Slajd 253

Point-to-mutlipoint calls


user C user D

addressing is an issue

Slajd 254

Multimedia call


Slajd 255

Multipoint-point call

user A

user C

user B

user D

Network

Not always possible

Slajd 256

Multimedia-multipoint call

user A

user B

user C

Network

Most complex case

Slajd 257

Connections configurations (Phase 1)

� Unidirectional point-to-point� Bidirectional point-to-point� Unidirectional point-to-multipoint� Unidirectional multipoint-to-point� Asymmetric bandwidth� Asymmetric QOS

Slajd 258

Introduction to UNI

Slajd 259

ATM - interfaces

Address to Endstation

PrivateAddressFormat


E.164 or

Private ATM Switch

PrivateUNI

PublicUNI

PublicATM

Network

Slajd 260

ATM – connection types

� PVC-Permanent Virtual Circuits» Statically configured via Network

Management or manual intervention

� SVC-Switched Virtual Circuits» Dynamically established via signalling

system

Slajd 261

Necessity of SVC introduction

� More efficient resource utilization� Speed of connection set-up and release� Possibility to transfer connection

parameters directly from applications� More efficient utilization of resources

Slajd 262

Permanent Virtual Connections

NetworkManagement

System

VPI/VCIVPI/VCI VPI/VCI VPI/VCI

• Long setup time (especiallywith human intervention)

• VPI/VCI tables setup interminals and switches

concerning the timescaleof calls

Slajd 263

Switched Virtual Connections

ATM Switch

• Switch and terminal exchangesignalling messages using thepredefined signalling channel, VPI/VCI = 0/5

CallProcessing

Signalling Channel(VPI/VCI = 0/5)

Signalling Channel(VPI/VCI = 0/5)

Slajd 264

Signalling software - terminal client

User Plane Admin.Plane

signalling

AAL5 AAL1 AAL3/4

ATM layer

ControlPlane

terminalmanage-

ment

application code

OSI upper layers & other protocolstransportlayer

networklayer

PUF(workstation)

PCI

NAF(ATM

adapter)

management

signalling protocol interface

Slajd 265 Basic connection architecture

point-to-point

• Data may flow in both directions(unidirectional or bidirectional)

• Bandwidth may be:• Same in both directions (symmetric)

• Different in each direction (asymmetric) - new feature

Slajd 266 Basic connection architecture

point-to-multipoint

• Data is replicated by the network

• Data flows only from Root to Leaves

"Root"

"Leaves"

(in new versions of UNI possible transferin opposite direction)

Slajd 267 Adressing in ATM(preliminary assumptions)

area A area B

area C area D

end nodedomain 1

domain Ndomain 2

domain area hostadress NSAP

between routing domainsbetween area in the domain

in the domain

Slajd 268

Private address format

• Based on ISO NSAP Format


PrivateUNI

• Must Support all three forms:

• Data Country Code (DCC)

• International Code Designator(ICD)

• E.164 Private Address

Slajd 269 Private address format

detailed description

DCC

Private Address Format - 2

• Data Country Code:PrivateAddressFormat

PrivateUNI

• International Code Designator:

39 Routing Fields End System ID SEL

• E.164 Private Address:

47 IDC Routing Fields End System ID SEL

45 E.164 Number Routing Fields End System ID SEL

Slajd 270

Private address format

DCC

Network-


PrivateUNI

39 Routing Fields End System ID SEL

47 IDC Routing Fields End System ID SEL

45 E.164 Number Routing Fields End System ID SEL

Supplied

• Selector Not used by network for routing

System-Supplied

End

Slajd 271

Address E.164



E.164 or

Private ATM Switch

PrivateUNI

PublicUNI

• E.164 Address:

• InternationalFormat

• Network-Supplied

Slajd 272

Address registration

� Allows automatic configuration� Facilitates terminal mobility� Required at the private UNI� Optional at the public UNI� Network supplies the network prefix� User supplies the user part

Slajd 273

InitializationInitialize Address Tables

UNI UNI

ColdStartTrap

GetNextPrefixTableEntry

Table isEmpty

ColdStartTrap

GetNextAddressStatusObject

Table isEmpty

or

Slajd 274

Exchange of address information

UNI

SetRequestNetPrefix

SetRequestAddress

Slajd 275

Use of subaddress

PublicNetwork

PrivateNetwork

PrivateNetwork

• Subaddress:• Used to convey a Private ATM Address

across a public network which supportsonly E.164 addresses

Slajd 276

Use of subaddress

PublicNetwork

PrivateNetwork

PrivateNetwork

Private UNIAddress: Private Address

Subaddress: Not Used

Public UNIAddress: E.164 Public Network Address

Subaddress: Private Address

Slajd 277

Signalling mechanisms

Slajd 278 Messages and IEs (Information Elements)

� flexible and extensible encoding� 19 message types� Around 35 IEs

Type Length TypeLength

Value TypeLength

Value TypeLength

….Message Header

Message Header

IE1 IE2 IE3

Slajd 279

Basic signalling scenarios

� Initiate a Call� Accept a Call� Reject a Call� Clear a Call

Slajd 280

Initiate a call - simple

CallProceeding

Setup

UNI

912

63

912

63

Slajd 281

Initiate a call – full diagram

CallProceeding

Setup

UNI NNI

CallProceeding

Setup

UNI

Setup912

63

912

63

Slajd 282

Accept a call

CallProceeding

Setup

UNI NNI UNI

CallProceeding

Setup

Connect

Connect Ack

Setup912

63

912

63

Slajd 283

Reject a call

CallProceeding

Setup

UNI NNI UNI

ReleaseComplete

CallProceeding

Setup

Release

Release Complete

Setup

Release

A

Slajd 284

Call release – initiated by any user

UNI NNI UNI

Release

Release Complete

Release

Release Complete

Release

Release Complete

Release

Release Complete

or

Release

Release

Slajd 285

Traffic descriptors

Source descriptors

Cell delay Tolerance

Compliance definition parameters

Experimental

Traffic descriptors

peak cell rate

sustainable cell rate

burst tolerance

Slajd 286

B-ISDN signalling protocol stack

Slajd 287

Outline

� User-network signalling: primarilyQ.93B, then matured Q.931 and finallyQ.2931

� B-ISUP� CS-2 services

Slajd 288 Structure of signalling in ATM (1st phase, before 1995, based on SS7)

DTE DTE

STP STP

STP STPSwitch ATM Switch ATM Switch ATM Switch ATM

DSS2 (DSS1)UNI

NNI

SS7

Slajd 289

User and network signalling in B-ISDN

SS7 DSS2DSS2

S/T S/TB-ISDN

benchmark services

teleservices

TE TE

Situation similar as for N-ISDN

Slajd 290

Access signalling in B-ISDN

� UNI signalling - version of ATM Forum� Q.93B/Q.931 and Q.2931 - ITU-T version of

user-network signalling� Q.2931 signalling was directly derived from

Q.931 signalling for N-ISDN� Both versions of access signalling (i.e. UNI

and Q.2931) converge in mid 90ties

Slajd 291 Difference between Q.931 and

Q.2931 signalling

� Difference between Q.931 (N-ISDN) and Q.2931 (B-ISDN) signalling reflects achievements in modernnetworking and flexibility of using signalling systems

� In Q.931 (Q.933) Information Elements (IEs) must always be included in proper order (meaning of the information field is determined by its position)

� In Q.2931 messages (also in Q.93B) each IE has anIE identifier that identifies following information fields(length and content)

Slajd 292

Q.2931 and UNI Point-to-Point messages

� Call Establishment Messages» ALERTING (used only in Q.2931)» CALL PROCEEDING» CONNECT» CONNECT ACKNOWLEDGEMENT» SETUP

� Call Clearing Messages» RELEASE» RELEASE COMPLETE

Slajd 293

Q.2931 and UNI Point-to-Point messages

� Miscellaneous Messages» RESTART» RESTART ACKNOWLEDGE» STATUS» STATUS ENQUIRY

Slajd 294

Traffic descriptors (reminder)

Source descriptors

Cell delay Tolerance

Compliance definition parameters

Experimental

Traffic descriptors

peak cell rate

sustainable cell rate

burst tolerance

Slajd 295

Information Elements of SETUP Message

Information Element Direction Type LengthProtocol discriminator Both M 1Call reference Both M 4Message type Both M 2Message length Both M 2AAL Parameters Both O 4-10ATM user cell rate Both M 12-30Broadband bearer capability Both M 6-7Broadband high-layer information Both O 4-13Broadband repeat indicator Both O 4-5Broadband low-layer information Both O 4-17

Slajd 296 Information Elements of SETUP Message

(cont.)

Information Element Direction Type LengthCalled Party Number Both M max. 25Called-party subaddress Both O 4-25Calling party number Both O 4-26Calling party subaddress Both O 4-25Connection identifier n -- u M 9QOS parameters Both M 6Broadband sending complete Both O 4-5Transit network selection u -- n O 4-8End point reference Both O 4-7

Slajd 297 Q.2931 and UNI Point-to-Mulipoint

messages

� ADD PARTY� ADD PARTY ACKNOWLEDGE� ADD PARTY REJECT� DROP PARTY� DROP PARTY ACKNOWLEDGE

Slajd 298

Point-to-Mulipoint message significance

� ADD PARTY: sent to add party to an existing connection� ADD PARTY ACKNOWLEDGE: confirmation that the ADD

PARTY request was succesful� ADD PARTY REJECT: sent to acknowledge that the ADD

PARTY was not succesful� DROP PARTY: sent to drop a party from an existing point-to-

multipoint connection� DROP PARTY ACKNOWLEDGE: sent in response to a DROP

PARTY message to confirm that the party was dropped from the connection

Slajd 299

UNI signalling - briefing

� ATM Forum work� September 1993 UNI 3.0� September 1994 UNI 3.1 (15 releases)� Stable version – UNI 4.0 (July 1996)� Last version - UNI 4.1(April 2002)

Slajd 300

B-ISUP protocol stack

UNI NNI NNI

S-AAL

ATM ATM

S-AAL

MTP-3

Q.2931 B-ISUP

METASYG

Slajd 301

SAAL Layer

SSCOP

CPCS

SAR

SSCF

Q.93B

UNI

SSCF –Service SpecificCoordination Function

SSCOP –Service SpecificConnection-Oriented Protocol

CPCS –Common PartConvergence Sublayer

Slajd 302 Signalling ATM Adaptation Layer

Functions

� SSCOP (Service Specific Connection-Oriented Protocol):» Error correction (retransmissions)» Flow control» Error reporting» Maintenance (keep-alive)

� AAL Common Part (AAL 5 CP):» Unassured information transfer» Segmentation and reassembly» Cyclic redundancy checking

Slajd 303

Signalling is becoming more and more important ...

Thank you for your attention!

Slajd 1

Wojciech Dziunikowski, SSiZ, KT AGH

Plan wykładów – Zarządzanie

1. Wstęp do tematyki zarządzania2. Modelowanie informacji zarządzania3. Realizacja zarządzania w sieciach

teleinformatycznych4. Realizacja zarządzania w sieciach

telekomunikacyjnych5. Monitorowanie sieci

Slajd 2


Literatura1. H.G. Hegering, S. Abeck, B. Neumair, Integrated

Management of Networked Systems, Concepts, Architectures, and Their Operational Application, Morgan Kaufmann, 1998.

2. W. Stallings: Protokoły SNMP i RMON, Vademecum profesjonalisty, Helion, Gliwice 2003.

3. P. Czarnecki, A. Jajszczyk, J. Lubacz: Standardy zarządzania sieciami OSI/NM, TMN, Wydawnictwa EFP, Poznań, 1995.

4. M. Subramanian: Network Management, Principles & Practice, Addison-Wesley, 1996.

5. M. Sloman: Network & Distributed Systems Management, Addison-Wesley, 2000.

Slajd 3


Literatura

Strony WWW1. http://www.itlife.pl2. http://www.tmforum.org3. http://www.dmtf.org4. http://www.ietf.org

Slajd 4


Definicja zarządzaniaDefinicja 1. Zarządzanie (ang. management) i

zarządzanie siecią (ang. network management) obejmuje zagadnienia związane z eksploatacją, administrowaniem, utrzymywaniem i uruchamianiem OMAP (ang. Operations, Maintenance, Administration and Provisioning) sieci telekomunikacyjnych i teleinformatycznych.

Definicja 2. Zarządzanie siecią jest to zespół czynności wykowanych przez operatora w celu jak najbardziej efektywnego wykorzystania zarządzanych zasobów oraz zapewnienia realizacji celów biznesowych przedsiębiorstwa.

Definicja 3. Zarządzanie są to wszelkie działania operatora mające na celu maksymalizację zysków.

Slajd 5


Klasyfikacja zarządzania

Ze względu na rodzaj zarządzanych elementówtelekomunikacja vs. teleinformatykaZe względu na funkcjonalność obszary zarządzaniaZe względu na stosowane pojęcia warstwy zarządzaniaZe względu na horyzont czasowy

Slajd 6


Rodzaj zarządzanych elementów

TeleinformatykaSieci komputerowe LAN/WANAplikacjeBackupyZdalne instalacje

oprogramowaniaZarządzanie problemami

Telekomunikacja�Sieci PDH, SDH, WDM, ATM�Centrale telefoniczne�Sieci dostępowe�Systemy radiowe�Systemy komórkowe

Tak jak w innych dziedzinach telekomunikacji i teleinformatyki, również w zarządzaniu następuje

integracja rozwiązań mających swe korzenie w obu tych obszarach

Slajd 7


Funkcjonalność

Przykład 1Przypuśćmy, że węzeł komutacyjny sieci uległ

uszkodzeniu. Po wykryciu uszkodzenia węzeł ten zostaje wyłączony z sieci, a ruch skierowany inną drogą. Jednocześnie w sieci rozsyła się komunikat, że dane komutowane przez uszkodzony węzeł mogły ulec przekłamaniu oraz że opłaty za połączenia, które obsługiwał uszkodzony węzeł, mają zostać odpisane z kont użytkowników. Po naprawieniu uszkodzenia węzeł zostaje włączony do sieci oraz zostają przeprowadzone testy wydajności jego pracy.

Slajd 8


Funkcjonalność (ITU X.700)

Funkcjonalne obszary zarządzania MFA (management functional areas) Zarządzanie uszkodzeniami (fault management)Zarządzanie konfiguracją (configuration management)Zarządzanie rozliczeniami (accounting management)Zarządzanie wydajnością (performance management)Zarządzanie bezpieczeństwem (security management)

Slajd 9


Zarządzanie uszkodzeniami

Uszkodzenie (fault) jest to stan anormalny, którego usunięcie wymaga uwagi (lub interwencji) ze strony zarządcy. Nie należy utożsamiać uszkodzeń z błędami. Błąd to zdarzenie pojedyncze. Zazwyczaj możliwe jest skompensowanie błędów przez mechanizmy kontroli błędów w różnych protokołach. Uszkodzenie objawia się nieprawidłowym działaniem albo nadzwyczaj częstymi błędami.

Slajd 10


Zarządzanie konfiguracją

Zarządzanie konfiguracją dotyczy głównie procesu uruchamiania sieci oraz sprawnego wyłączania jej części lub całości. Związane jest poza tym z utrzymywaniem, dodawaniem oraz uaktualnianiem powiązań między komponentami oraz kontrolą statusu tych komponentów w działającej sieci.

Użytkownicy końcowi często muszą lub chcą być informowani o stanie zasobów i komponentów sieciowych. Dlatego też, kiedy wystąpią zmiany w konfiguracji, użytkownicy powinni być o tych zmianach powiadamiani.

Slajd 11


Zarządzanie rozliczeniamiAdministrator sieci z wielu powodów musi mieć możliwość śledzenia

używanych przez danego użytkownika (lub grupę określonych użytkowników) zasobów sieciowych. Przyczyny tego są następujące:użytkownik (lub grupa użytkowników końcowych) może nadużywać praw dostępu oraz obciążać sieć kosztem innych użytkowników,użytkownicy mogą wykorzystywać sieć mało efektywnie, a wtedy administrator sieci może pomóc zmienić procedury i wpłynąć na zwiększenie wydajności,administrator sieci jest w lepszej sytuacji wyjściowej do planowania rozbudowy sieci, jeżeli wystarczająco dokładnie zna wymagania i pola działalności użytkowników.

Slajd 12


Zarządzanie wydajnością

Na zarządzanie wydajnością sieci składają się dwie rozległe kategorie funkcjonalne,monitorowanie – zestaw funkcji, dzięki którym można śledzić aktywność siecisterowanie – zestaw funkcji, umożliwiających osobie zarządzającej wprowadzanie poprawek podnoszących wydajność sieci.

Slajd 13


Zarządzanie bezpieczeństwem

Zarządzanie bezpieczeństwem oznacza ochronę informacji zarządzania, stosowanie mechanizmów kontroli dostępu. Ważnym narzędziem bezpieczeństwa są wszelkie dzienniki zdarzeń, dlatego też zarządzanie bezpieczeństwem w głównej mierze wiąże się z gromadzeniem, przechowywaniem oraz analizowaniem zapisów kontrolnych czy dzienników bezpieczeństwa, a także z uruchamianiem i wyłączaniem opcji rejestrowania tych informacji w poszczególnych urządzeniach.

Slajd 14


Stosowane pojęcia

Przykład 2Zarząd na spotkaniu roboczym zdecydował o wprowadzeniu nowej

usługi. Został określony profil usługi, sposób naliczania opłat,dostępność usługi dla określonych grup klientów. Następnie informacja o konieczności wprowadzenia nowej usługi została przekazana dyrektorowi ds. systemów informacyjnych CIO (Chief Information Officer), który powołał zespół zajmujący się wdrożeniem nowej usługi. Zespół zdefiniował wymagania techniczne jakie muszą być spełnione, aby usługa mogła być świadczona (serwer, oprogramowanie itp.). Następnie konieczne było zaplanowanie zmian w sieci, które zapewnią dostęp do usługi z odpowiednią jakością. Ostatnim etapem było przygotowanie i wdrożenie konfiguracji poszczególnych urządzeń znajdujących się w sieci (rutery, bramki, przełączniki itp.).

Slajd 15


Łańcuch zarządzania

CXOCIO

CIOPersonel techniczny Sieć korporacyjna

Infrastruktura techniczna

Slajd 16


Stosowane pojęcia

Przykład 2 c.d.Po wdrożeniu usługi konieczne jest

monitorowanie zarówno stanu poszczególnych urządzeń, parametrów transmisji przez sieć, między określonymi punktami, parametrów związanych z usługą, np. czas dostępu, czas odpowiedzi serwera, jak również poziomu zadowolenia klientów oraz dochodowości usługi.

Slajd 17


Stosowane pojęciaDziałania podejmowane w związku z

zarządzaniem są dzielone na tzw. warstwy lub poziomy zarządzania [ITU M.3010]Warstwa zarządzania biznesowego (business management layer)Warstwa zarządzania usługami (service management layer) Warstwa zarządzania siecią (network management layer)Warstwa zarządzania elementami sieci (network element management layer),

Slajd 18


Stosowane pojęcia

Network infrastructure

Slajd 19


Warstwa zarządzania biznesowego

• Działanie w zgodzie z uregulowaniami prawnymi• Wspieranie inwestycji i decyzji biznesowych

warunkujących rozwój firmy• Spełnianie oczekiwań klientów oraz akcjonariuszy• Modele ISO, ITIL, eTOM, OSS/J• Systemy OSS (Operations Support System)• Systemy BSS (Business Support Systems)

• Systemy ERP (Enterprise Resource Planning)

Slajd 20


Warstwa zarządzania usługami

• Świadczenie usług zarówno wewnętrznych (np. email, dostęp do baz danych, współdzielenie zasobów) jak i zewnętrznych (dostęp do treści, udostępnianie łączy)

• Wspieranie wprowadzania nowych usług• Zapewnienie odpowiedniej jakości usług (QoS, SLA)• Systemy CRM (Customer Relationship Management)• Systemy CallCenter, ContactCenter• Interfejs dla innych dostawców usług • Interfejs dla klienta

Slajd 21


Warstwa zarządzania siecią

• Spojrzenie na sieć jako całość• Zestawianie i zwalnianie ścieżek• Rekonfiguracja sieci po awarii• Optymalizacja wykorzystania zasobów sieci• Obsługa alarmów na poziomie sieci

Slajd 22


Warstwa zarządzania elementami sieci

• Konfiguracja elementów sieci: • urządzenia sieciowe: rutery, przełączniki• komputery biurowe (desktop): sprzęt oraz oprogramowanie• sprzęt telekomunikacyjny (przełącznice, matryce połączeń)• serwery aplikacji• oprogramowanie, aktualizacje

• Obsługa alarmów z poziomu elementowego• Systemy zarządzania konfiguracją (configuration),

inwentaryzacją (inventory)

Slajd 23


Horyzont czasowy

Przykład 3Inżynier w dziale utrzymania musi wykonać instalację

nowej podsieci, powtórnie zwymiarować istniejącą sieć, oraz wprowadzić nowy rodzaj usługi. Co miesiąc przeprowadzane są testy węzła komutacyjnego oraz okresowo przeprowadzana jest zmiana hasła dostępu do danego zasobu. Z kolei w razie potrzeby ten sam inżynier musi wymienić uszkodzony port centrali, przyłączyć nowego użytkownika lub zmodyfikować tablicę kierowania ruchu w węźle komutacyjnym.

Slajd 24


Horyzont czasowy

Zarządzanie strategiczne – najdłuższa perspektywa czasowa – lataZarządzanie taktyczne – średnia perspektywa – miesiąceZarządzanie operacyjne – decyzje dotyczące kwestii bieżących

Slajd 25


Zarządzanie widziane z różnych perspektyw

Zarządzanie w sytuacjach awaryjnych

Zarządzanie konfiguracją

Zarządzanie wykorzystaniem zasobów

Zarządzanie wydajnością

Zarządzanie bezpieczeństwem

Zarz

ądza

nie

stra

tegi

czne

Zarz

ądza

nie

takt

yczn

e

Zarz

ądza

nie

oper

acyj

ne

Z. na

p. e

lemen

towym

Z. na

p. si

eci

Z. na

p. us

ług

Z. na

p. bi

znes

owym

Slajd 26


Elementy systemu zarządzania

Stacja zarządzającaElementy zarządzaneWzajemne relacje między stacją zarządzania oraz elementami zarządzanymiReprezentacja zarządzanych zasobówProtokół wymiany danychOdwzorowanie informacji o zarządzanych zasobach

Slajd 27


Obszary standaryzacji w zarządzaniu

Model

organizacyjny

Model

informacyjny

Zarządzanie siecią

Model

komunikacyjny

Model

funkcjonalny

Slajd 28


Organizacje standaryzacyjne

ISO – International Organization for StandardizationITU-T – International Telecommunication Union Telecommunication Standardization SectorETSI – European Telecommunications Standard InstituteANSI – American National Standards InstituteTMF – TeleManagement ForumIAB – Internet Architecture BoardDMTF – Distributed Management Task ForceIETF – Internet Engineering Task ForceOMG – Object Management GroupOASIS – Organization for the Advancement of Structured Information Standards

Slajd 29


Model organizacyjny

Model organizacyjny opisuje elementy systemu zarządzania. Definiuje takie terminy jak: obiekt, agent, zarządca Agent Agent

ZarządcaMDB

Elementy zarządzane

Elementy niezarządzane

Model dwuwarstwowy (two-tier)

Slajd 30


Model organizacyjny

Model trzywarstwowy (three-tier)

Agent Agent

Zarządca



MDB

MDBAgent/

Zarządca

Slajd 31


Model organizacyjny

Model z MoM (Manager of Managers)

Agent Agent

Zarządca MoM



Zarządca

Agent NMS

MDB MDB

Agent Agent



Agent

Zarządca

Agent NMS

Agent

MDB

Slajd 32


Model organizacyjny

Model peer-to-peer

Agent NMS

Zarządca

NMS

Zarządca

NMS

Agent NMS

Slajd 33


Model komunikacyjny

Model komunikacyjny opisuje sposób przetwarzania informacji zarządzania w procesie aplikacji, pomiędzy warstwami oraz wewnątrz każdej z warstw.

W modelu komunikacyjnym definiuje się następujące elementy:protokół transportowyprotokół aplikacji (format wiadomości)dozwolone żądania oraz odpowiedzi

Slajd 34


Model informacyjny

Aby systemy mogły ze sobą współpracować niezbędne jest opracowanie wspólnego języka wymiany danych i to nie tylko w kontekście składni (protokołu), ale również modelu informacyjnego (zbiór pojęć), których znaczenie (semantyka) jest dokładnie określone i tak samo rozumiane przez wszystkie jednostki biorące udział w procesie komunikacji (np. stół, okno, ściana jako pojęcia).

Języki formalne: ASN.1 (Abstract Syntax Notation One), DTD/XML Schema, IDL (Interface Definition Language), SDL (Specification and Description Language), UML (Unified Modelling Language)

Slajd 35


Abstrakcyjna notacja składniowa 1 – ASN.1

ASN.1 (Abstract Syntax Notation One) jest formalnym językiem opracowanym i poddanym standaryzacji przez CCITT (X.208) oraz ISO (ISO 8824). Sposób kodowania składni ASN.1 do postaci binarnej jest nazywany BER (Basic Encoding Rules) i jest zdefiniowany w standardach X.209/ISO 8825.

ASN.1 wykorzystuje się do:definiowania abstrakcyjnych składni danych aplikacji,definicji struktur jednostek danych protokołu warstwy aplikacji i prezentacji,definiowania informacji zarządzania zarówno w systemach zarządzania SNMP, jak i OSI

Slajd 36


Podstawowe pojęcia

Składnia abstrakcyjna (Abstract Syntax)Typy danych (Data Type)Kod (Encoding)Zasady kodowania (Encoding Rulet)Składnia transmisji (Transfer syntax)

Slajd 37


Predefiniowane typy danych (1)

typ wybierany z zestawu wzajemnie wykluczających się typów

Choice

UNIVERSAL 17nieuporządkowany ciąg pól tego samego typu

Set of

UNIVERSAL 17nieuporządkowany ciąg pól o różnych typach

Set

UNIVERSAL 16uporządkowany ciąg pól jednego typuSequence of

UNIVERSAL 16uporządkowany ciąg pól o różnych typachSequence

UNIVERSAL 5nieokreślony, jedna możliwa wartośćNull

UNIVERSAL 4uporządkowany ciąg bajtówOctet string

UNIVERSAL 3uporządkowany ciąg danych binarnychBit string

UNIVERSAL 2liczby całkowiteInteger

UNIVERSAL 1logiczny (prawda lub fałsz)Boolean

EtykietaOpis typuTyp

Slajd 38


Predefiniowane typy danych (2)

UNIVERSAL 6określa obiekt lub grupę obiektówObject identifier

UNIVERSAL 28uporządkowany ciąg znakówCharacter string

UNIVERSAL 10wyliczeniowyEnumerated

UNIVERSAL 9liczba rzeczywistaReal

UNIVERSAL 11typ otrzymany w wyniku zaszyfrowania innego typu

Encrypted

typ, który przyjmuje typ innej zadeklarowanej zmiennej

Any defined by

dowolnyAny

typ otrzymany na podstawie istniejącego typu po zmianie numeru metki

Tagged

EtykietaOpis typuTyp

Slajd 39


Notacja BNF

W ASN.1 wykorzystuje się notację BNF (Backus-Nauer Form)

<name> ::= <definition>

Przykład: Definicja prostego wyrażenia arytmetycznego SAE (Simple Arithmetic Expression)

<digit> ::= 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9<op> ::= + | - | * | /<number> ::= <digit> | <digit><number><SAE> ::= <number> | <SAE> | <SAE><op><SAE>

Slajd 40


Symbole

Symbole stosowane w ASN.1

zakres..

początek i koniec podtypu( )

początek i koniec etykiety[ ]

początek i koniec listy{ }

początek komentarza--

liczba ze znakiem-

or, alternatywa, opcje listy|

definicja lub przypisanie::=

ZnaczenieSymbol

Slajd 41


Drzewo MIT (Management Information Tree)

iso (1)iso-itu (2)itu (0)

org (3)

dod (6)

internet (1)

mgmt (2)

mib / mib-2 (1)

experimental (3) private (4)

enterprises (1)

HP, SUN, IBM, NEC, ICL, SGI,

Cisco, 3Com, Fibronics,

Microsoft, itd...

directory (1)

Slajd 42


Kodowanie

Aby informacje opisane przy użyciu ASN.1 mogły być przesłane między agentem a zarządcą muszą zostać zakodowane zgodnie ze składnią transmisji (transfer syntax). Stosuje się kodowanie BER (Basic Encoding Rules) oraz strukturę kodowania TLV (type, lengthvalue).

W efekcie kodowania otrzymujemy ciąg binarny postaci: 00000100 00000010 00001100 00011011

Slajd 43


W przypadku sieci Internet stosuje się następujące rozwiązania:SMI (Structure of Management Information) RFC1155, RFC1212 – opisuje składnię i semantykę informacji zarządzaniaMIB (Management Information Base) RFC1213 (MIB-II)– określa sposób organizacji informacji zarządzania opisywanej przy użyciu SMI

Modelowanie informacji zarządzania dla SNMP

Slajd 44


Structure of Management Information (SMI)

Typy uniwersalne (UNIVERSAL)integer (UNIVERSAL 2),

octetstring (UNIVERSAL 4),

null (UNIVERSAL 5),

object identifier (UNIVERSAL 6),

sequence,sequence-of(UNIVERSAL 16)

Slajd 45


Structure of Management Information (SMI)

Typy aplikacyjne (APPLICATION)networkaddress – umożliwia wybór formatu adresu odpowiedniego dla jednej z wielu rodzin protokołów. ipaddress – 32-bitowy adres w formacie określonym dla IP,counter – nieujemna liczba całkowita, która może być zwiększana, ale nie zmniejszana (licznik) gauge – nieujemna liczba całkowita, która może być zwiększana lub zmniejszana (miernik)timeticks – nieujemna liczba całkowita, zliczająca czas w setnych częściach sekundy, licząc od początku pewnej epoki. opaque – umożliwia przechowywanie dowolnych danych.

Slajd 46


Definiowanie obiektów

makrodefinicja – definiuje dopuszczalne instancje makr; określa składnię zbioru powiązanych typów.instancja makra – instancja wygenerowana z określonej makrodefinicji poprzez podstawienie konkretnych argumentów, w miejsce parametrów makra; określa konkretny typ danych.wartość instancji makra – wartość reprezentująca określoną wielkość.

Slajd 47


IMPORTS ObjectName FROM RFC1155-SMI DisplayString

FROM RFC1158-MIB;

OBJECT-TYPE MACRO ::=

BEGIN

TYPE NOTATION ::= -- must conform to RFC1155's

ObjectSyntax

"SYNTAX" type(ObjectSyntax)

"ACCESS" Access

"STATUS" Status

DescrPart

ReferPart

IndexPart

DefValPart

VALUE NOTATION ::= value (VALUE ObjectName)

Slajd 48


Access ::= "read-only" | "read-write" | "write-only" |

"not-accessible„

Status ::= "mandatory" | "optional" | "obsolete" |

"deprecated"

DescrPart ::= "DESCRIPTION" value (description

DisplayString) | empty

ReferPart ::= "REFERENCE" value (reference DisplayString)

| empty

IndexPart ::= "INDEX" "{" IndexTypes "}" | empty

IndexTypes ::= IndexType | IndexTypes "," IndexType

IndexType ::= -- if indexobject, use the SYNTAX value

of the correspondent

-- OBJECT-TYPE invocation

value (indexobject ObjectName)

-- otherwise use named SMI type must conform to

IndexSyntax below

| type (indextype)

DefValPart ::= "DEFVAL" "{" value (defvalue ObjectSyntax)

"}" | empty

END

Slajd 49


IndexSyntax ::= CHOICE {

number INTEGER (0..MAX),

string OCTET STRING,

object OBJECT IDENTIFIER,

address NetworkAddress,

ipAddress IpAddress }

Przykład definicji typu obiektu:

tcpMaxConn OBJECT-TYPE

SYNTAX INTEGER

ACCESS read-only

STATUS mandatory

DESCRIPTION

„Ograniczenie liczby połączeń TCP, które może

obsługiwać dana jednostka. W jednostkach, w których

maksymalna liczba połączeń jest dynamiczna, obiekt ten

powinien mieć wartość –1”

::= {tcp 4}

Slajd 50


sysContact OBJECT-TYPE

SYNTAX DisplayString ( SIZE ( 0 .. 255 ) )

ACCESS read-write

STATUS mandatory

::= { system 4 }iso.org.dod.internet.mgmt

... ...

mib2 (1)

system (1)

sysDescr (1) sysUpTime (3) sysName (5) sysServices (7)sysContact (4)

sysContact.0wartość = „Janusz Gozdecki”

Definicja obiektu prostego

1.3.6.1.2

1.3.6.1.2.1.1.4.0

1.3.6.1.2.1.1

...

Slajd 51


testTable OBJECT-TYPESYNTAX SEQUENCE OF TESTEntryACCESS not-accessible

STATUS mandatory::= { test 1 }

testEntry OBJECT-TYPESYNTAX TESTEntry

ACCESS not-accessibleINDEX { number }::= { testTable 1 }

TESTEntry ::= SEQUENCE {testNumber INTEGER,testName OCTET STRING }

testNumber OBJECT-TYPE

SYNTAX INTEGER...::= { testEntry 1 }

testTable (1)

testEntry (1)

testName OBJECT-TYPESYNTAX OCTET STRING...::= { testEntry 2 }

testNumber (1) testName (2)

Definicja obiektu tablicowego

Slajd 52


Przykład - tablica tcpConnTable (RFC1213)

Obiekt tego typu, tabela połączeń TCP, zawiera informacje o połączeniach odnośnie danej jednostki zarządzania. W tabeli tej przechowywane są następujące informacje dla każdego połączenia:stan (State)adres lokalny (Local Address)port lokalny (Local Port)adres zdalny (Remote Address)port zdalny (Remote Port)

Slajd 53


Tablica tcpConnTable (RFC1213)

tcpConnTable (1.3.6.1.2.1.6.13)

tcpConnEntry (tcpConnTable.1)

tcpConnState (tcpConnEntry.1)

tcpConnLocalAddress (tcpConnEntry.2)

tcpConnRemoteAddress (tcpConnEntry.4)

tcpConnRemotePort (tcpConnEntry.5)

tcpConnLocalPort (tcpConnEntry.3)

84149.156.114.2314149.156.114.13(synSent)

00.0.0.0990.0.0.02(listen)

15213.134.156.112149.156.114.15 (established)

indeks indeks indeks indeks

Slajd 54


MIB vs. MDB

Agent Agent

ZarządcaMIBMDB

ISBN : number

Chapter_nr : number

Chapter_title : string

Figure_nr : numberFigure_title : string

ISBN = 0134377087

Chapter_nr = 3

Chapter_title = „Chapter 3"

Figure_nr = 1Figure_title = „Figure1"

Slajd 55


Modelowanie informacji zarządzania ISO

Structure of Management Information (ISO 10165)1. Management Information Model (ISO 10165-1/ITU

X.720)2. Definition of Management Information (ISO 10165-

2/ITU X.721)3. Guidelines for the Definition of Managed Objects

(ISO 10165-4/X.722)4. Generic Managed Information (ISO 10165-5/ITU

X.723) 5. Requirements and Guidelines for Implementation

Conformance Statement Proformas associated with Management Information (ISO 10165-6/ITU X.724)

Slajd 56


Model MIMISO wybrało podejście obiektowe do

modelowania zarządzanych zasobów: modelami zarządzanych zasobów są zarządzane obiekty MO (Managed Objects). Na definicję zarządzanego obiektu składa się pięć elementów:Atrybuty (attributes)Operacje (operations)Akcje (actions)Notyfikacje (notifications)Zachowanie (behaviour).

Slajd 57


Szablony GDMO

W ITU X.722 zdefiniowano następujące szablony GDMO:szablon definicji klasyszablon definicji pakietuszablon definicji parametruszablon definicji powiązania nazwszablon definicji atrybutówszablon definicji grupy atrybutówszablon definicji zachowaniaszablon definicji akcjiszablon definicji meldunku

Slajd 58


Szablon definicji klasy GDMO

<class-label> MANAGED OBJECT CLASS

[DERIVED FROM <class-label> [,<class-label>]* ;

]

[CHARACTERIZED BY <package-label> [,<package-label>]* ;

]

[CONDITIONAL PACKAGES

<package-label> PRESENT IF condition-definition

[,<package-label> PRESENT IF condition-

definition]* ;

]

REGISTERED AS object-identifier ;

supporting productions

condition-definition -> delimited-string

Slajd 59


Definicja klasy Systemsystem MANAGED OBJECT CLASS

DERIVED FROM top;

CHARACTERIZED BY

systemPackage PACKAGE

ATTRIBUTES

systemId GET,

systemTitle GET,

operationalState GET usageState GET;;;

CONDITIONAL PACKAGES

administrativeStatePackage PACKAGE

ATTRIBUTES

administrativeState GET-REPLACE ;

REGISTERED AS{smi2Package 14}; PRESENT IF "an instance supports it.",

supportedFeaturesPackage PACKAGE

ATTRIBUTES

supportedFeatures GET-REPLACE ADD-REMOVE;

REGISTERED AS{smi2Package 15}; PRESENT IF "an instance supports it.";

REGISTERED AS {smi2MObjectClass 13};

Slajd 60


Podstawowe dokumenty RFC związane z SNMPRFC 1155: Structure and Identification of Management Information for

TCP/IP-based Internets

RFC 1156: : Management Information Base for Network Management for

TCP/IP-based Internets

RFC 1157: Simple Network Management Protocol

RFC 1213: Management Information Base for Network Management for

TCP/IP-based Internets: MIB II

RFC 2578: Structure of Management Information Version 2 (SMIv2)

RFC 2579: Textual Conventions for SMIv2

RFC 2580: Conformance Statements for SMIv2

Slajd 61


Protokół SNMPv1

Specyfikacja protokołu SNMPv1 jest zamieszczona w RFC1157, opublikowanym w maju 1990 roku. Protokół ten jest rdzeniem zarządzania siecią za pomocą SNMP. Protokół warstwy aplikacji modelu OSI/ISOOparty w warstwie transportowej na bezpołączeniowym UDPJeden komunikat SNMP wymaga przesłania pojedynczego pakietu

Slajd 62


Message ::= SEQUENCE {

version -- version-1 for this RFC

INTEGER {

version-1(0)

},

community -- community name

OCTET STRING,

data -- e.g., PDUs if trivial

ANY -- authentication is being used

}

Komunikat SNMP - Message

version community data (SNMP PDU)

Slajd 63


Społeczność (community)

Społeczność SNMP jest związkiem między agentem SNMP a grupą zarządców SNMP, która definiuje właściwości uwierzytelniania, kontroli dostępu i pełnomocnictwa. Każdej społeczności nadana jest niepowtarzalna u danego agenta nazwa społeczności (Community Name), która jest przekazywana do stacji zarządzania należących do danej społeczności. Ponieważ społeczności definiowane są lokalnie u agenta, ta sama nazwa społeczności może być stosowana przez różnych agentów.

Slajd 64


Klauzula ACCESS a tryb dostępu SNMP

niedostępnynot accessible

Get, Set i Trap (przy Get i Trap wartość zależy od implementacji)

Get i Trap (wartość zależy od

implementacji)

write-only

Get, Set i TrapGet i Trapread-write

Get i Trapread-only

READ-WRITEREAD-ONLY

Tryb dostępu SNMPKategoria ACCESS MIB

Slajd 65


Rodzaje jednostek - PDUs

-- Protocol Data Units

PDUs ::= CHOICE {

get-request GetRequest-PDU,

get-next-request GetNextRequest-PDU,

get-response GetResponse-PDU,

set-request SetRequest-PDU,

trap Trap-PDU

}

-- Basic Protocol Data Units

GetRequest-PDU ::= [0] IMPLICIT PDU

GetNextRequest-PDU ::= [1] IMPLICIT PDU

GetResponse-PDU ::= [2] IMPLICIT PDU

SetRequest-PDU ::= [3] IMPLICIT PDU

Slajd 66


Podstawowy rodzaj jednostki PDU

PDU ::= SEQUENCE {

request-id

INTEGER,

error-status -- sometimes ignored

INTEGER {

noError(0), tooBig(1), noSuchName(2),

badValue(3), readOnly(4), genErr(5)

},

error-index -- sometimes ignored

INTEGER,

variable-bindings -- values are sometimes ignored

VarBindList

}

PDU type request-id error-status error-index variable-bindings

Slajd 67


Trap PDU (1)

Trap-PDU ::= [4] IMPLICIT SEQUENCE {

enterprise -- type of object generating

-- trap, see sysObjectID in

[5]

OBJECT IDENTIFIER,

agent-addr -- address of object

NetworkAddress, -- generating trap

generic-trap -- generic trap type

INTEGER {

coldStart(0), warmStart(1), linkDown(2),

linkUp(3), authenticationFailure(4),

egpNeighborLoss(5), enterpriseSpecific(6)

}, ...

PDU type

enterprise

agent-addr

generic-trap

variable-bindingsspecific-trap

time-stamp

Slajd 68


Trap PDU (2)

.

.

.

specific-trap -- specific code, present even

INTEGER, -- if generic-trap is not

-- enterpriseSpecific

time-stamp -- time elapsed between the last

TimeTicks, -- (re)initialization of the

network

-- entity and the generation of

the trap

variable-bindings -- "interesting" information

VarBindList

}

PDU type

enterprise

agent-addr

generic-trap

variable-bindingsspecific-trap

time-stamp

Slajd 69


Variable Bindings

VarBind ::= SEQUENCE {

name ObjectName,

value ObjectSyntax

}

VarBindList ::= SEQUENCE OF VarBind

nazwa1 wartość 1 nazwa 2 wartość 2 wartość n... nazwa n

Slajd 70


Pobranie wartości obiektu (zmiennej)

Zarządca AgentPDU GetRequest

PDU GetResponse

PDU GetNextRequest

PDU GetResponse

...

Slajd 71


Przykład - tablica tcpConnTable (RFC1213)

tcpConnTable (1.3.6.1.2.1.6.13)

tcpConnEntry (tcpConnTable.1)

tcpConnState (tcpConnEntry.1)

tcpConnLocalAddress (tcpConnEntry.2)

tcpConnRemoteAddress (tcpConnEntry.4)

tcpConnRemotePort (tcpConnEntry.5)

tcpConnLocalPort (tcpConnEntry.3)

84149.156.114.2314149.156.114.13(synSent)

00.0.0.0990.0.0.02(listen)

15213.134.156.112149.156.114.15 (established)

1.3.6.1.2.1.6.13.1.1.149.156.114.1.14.149.156.114.23.84

Slajd 72


Usługi SNMP

Zarządca Agent

PDU SetRequest

PDU GetResponse

Ustawienie wartości obiektu (zmiennej)

Zarządca Agent

PDU Trap

Przekazanie informacji specjalnej

Slajd 73


Podstawowe wady SNMPv11. Oficjalnie SNMP jest dedykowany jedynie dla sieci IP2. Jest nieefektywne w przypadku odczytywania dużych

tablic3. Tworzenie statystyk czasowych np. histogramów

ruchu w sieci z reguły wymaga generowania dużej liczby pakietów, co powoduje zwiększenie ruchu w zarządzanej sieci

4. Pułapki są niepotwierdzane.5. Brak zaawansowanego uwierzytelniania i szyfrowania.6. SNMP nie obsługuje bezpośrednio poleceń

imperatywnych.7. Model bazy MIB jest ograniczony.8. SNMP nie obsługuje komunikacji zarządca-zarządca.

Slajd 74


Protokół SNMP v2Lipiec 1992 roku - Secure SNMP, SMP (Simple Management Protocol)SMP przyjęto jako punkt wyjścia przy opracowywaniu nowego standardu SNMP, znanego jako SNMP wersja 2 (SNMPv2)Marzec 1993 - SNMPv21996 - Community-Based SNMPv2 (SNMPv2c)

Slajd 75


Protokół SNMP v2

Główne usprawnienia SNMP wprowadzone w SNMPv2 zawierają się w trzech kategoriach:struktura informacji zarządzania (SMI). SMI for SNMPv2 obejmuje cztery pojęcia:� definicje obiektów,� tabele,� definicje powiadomień,� moduły informacyjne.

Współpraca między zarządcami.Działanie protokołu.

Slajd 76


Nowe klauzule makra OBJECT-TYPEUNITS

MAX-ACCESS

not-accesible, accessible-for-notify,

read-only, read-write, read-create

STATUS

ReferPart

DESCRIPTION

INDEX

AUGMENTS

DEFVAL

Slajd 77


Klauzula MAX-ACCESS a tryb dostępu SNMPv2

Trapaccessible-for-notify

niedostępnynot accessible

Get, Set, Create i Trap Get i Trap write-only

Get, Set i TrapGet i Trapread-write

Get i Trapread-only

READ-WRITEREAD-ONLY

Tryb dostępu SNMPv2Kategoria MAX-

ACCESS MIB

Slajd 78


Nowe makrodefinicje

TEXTUAL-CONVENTIONDateAndTime

(SYNTAX OCTET STRING (SIZE 8 | 11)))

TruthValue

(SYNTAX INTEGER {true(1), false(2) });

NOTIFICATION-TYPESTATUS, DESCRIPTION, OBJECTS

Slajd 79


Moduły informacyjne w SNMP v2

Moduły MIB, zawierające definicje wzajemnie powiązanych obiektów i wykorzystujące makra OBJECT-TYPE i NOTIFICATION-TYPEDeklaracje zgodności dla modułów MIB, wykorzystujące makra OBJECT-GROUP i MODULE-COMPLIANCE.Możliwości implementacyjne agenta, wykorzystujące makro AGENT-CAPABILITIES

Slajd 80


Jednostki protokołu SNMPv2

GetRequest

GetNextRequest

Response

SetRequest

GetBulkRequest

InformRequest

SNMPv2-Trap

Report

Slajd 81


SNMPv3Szyfrowanie standardowe (symetryczne) z wykorzystaniem DES (Data EncryptionStandard),Bezpieczna funkcja kodująca MD5Bezpieczna funkcja kodująca SHA-1 (Secure Hash Algorithm)Uwierzytelnianie wiadomości przy użyciu HMAC (Message Authorization Code)

Slajd 82


mib-2 (1)

system (1)

interfaces (2)

at (3) (deprecated)

ip (4)

icmp (5)

tcp (6)

udp (7

egp (8)

transmission (10)

snmp (11)

Grupa mib-2 - 1.3.6.1.2.1 (RFC1213)

...

...(MIB-I/MIB-II)

(22/23)

(3/3)

(33/38)

(26/26)

(17/19)

(4/7)

(6/18)

(x/0)

(x/30)

cmot (9) (x/0)

(3/7)

Slajd 83


Grupa system – 1.3.6.1.2.1.1

system (mib-2 1)

sysDescr (1)

sysObjectID (2)

sysUpTime (3)

SysContact (4)

SysName (5)

sysLocation (6)

sysServices (7)

...

...

Slajd 84


Grupa system – 1.3.6.1.2.1.1

Wartość wskazująca zestaw usług, które ta jednostka oferuje

ROINTEGER (0...127)

sysServices

Fizyczna lokalizacja tego węzłaRWDisplayString (SIZE (0...255))

sysLocation

Administracyjnie nadana nazwa tego węzła zarządzania

RWDisplayString (SIZE (0...255))

sysName

Identyfikacja oraz informacje kontaktowe z osobą obsługującą węzeł zarządzania

RWDisplayString (SIZE (0...255))

sysContact

Czas jaki upłynął od momentu ostatniej inicjalizacji części systemu związanej z zarządzaniem

ROTimeTickssysUpTime

Identyfikator podsystemu zarządzania siecią znajdującego się w danej jednostce, nadany przez producenta

ROOBJECT IDENTIFIERsysObjectID

Opis jednostki, np. używanego sprzętu, systemu operacyjnego itp..

RODisplayString (SIZE (0...255))

sysDescr

OpisDostępSkładniaObiekt

Slajd 85


Grupa interfaces – 1.3.6.1.2.1.2

interfaces (mib-2 2)

ifNumber (1)

ifTable (2)

ifEntry (1)

...

ifSpeed (5)

ifType (3)

ifMtu (4)

ifIndex (1)

ifDescr (2)

...

ifAdminStatus (7)

ifOperStatus (8)

ifPhysAddress (6)

...

ifInUknownProtos (15)

ifInDiscards (13)

ifInErrors (14)

IfInUcastPkts (11)

IfInNUcastPkts (12)

ifLastChange (9)

ifInOctets (10)

...

ifOutUcastPkts (17)

ifOutNUcastPkts (18)

ifOutOctets (16)

ifOutQLen (21)

ifSpecific (22)

ifOutDiscards (19)

ifOutErrors (20)

Slajd 86


Rozmiar największej jednostki danych protokołuROINTEGERifMtu

Szacunkowa wartość aktualnej przepustowości interfejsuROGaugeifSpeed

Adres interfejsu w protokole warstwy bezpośrednio poniżej warstwy sieci

ROPhysAddressifPhysAddress

Typ interfejsu określony na podstawie protokołu(ów) fizycznego (łącza)

ROINTEGERifType

Informacja o interfjesie zawierająca nazwę producenta, nazwę produktu oraz wersję sprzętową interfejsu

RODisplayString (SIZE (0...255))

ifDescr

Niepowtarzalna wartość dla każdego interfejsuROINTEGERifIndex

Wpis dla interfejsu zawierający obiekty z warstwy podsieci oraz warstw niższych

NASEQUENCEifEntry

Lista wpisów dla poszczególnych interfejsówNASEQUENCE OF ifEntry

ifTable

Liczba interfejsów sieciowychROINTEGERifNumber



Slajd 87


Referencja do obiektów w bazie MIB zawierających specifyczne informacje o konkretnym medium wykorzystywanym do realizacji tego interfejsu

ROOBJECT IDENTIFIER

ifSpecific

Długość kolejki pakietów wychodzącychROGaugeifOutQLen

Wartość sysUpTime z chwili przełączenia się interfejsu na aktualny stan pracy

ROTimeTicksifLastChange

Bieżący stan interfejsu (up(1), down(2), testing(3))ROINTEGERifOperStatus

Żądany stan interfejsu (up(1), down(2), testing(3))RWINTEGERifAdminStatus



Slajd 88


Grupa ip – 1.3.6.1.2.1.4

Informacje adresowe dla jednego z adresów IP tej jednostki

NASEQUENCEIpAddrEntry

Trasa do określonego miejsca przeznaczeniaNASEQUENCEIpRouteEntry

Wpis tabeli zawierający jeden adres IP dla jednego adresu fizycznego

NASEQUENCEIpNetToMediaEntry

Tabela translacji adresów IP, używana do odwzorowania adresów IP na adresy fizyczne

NASEQUENCE OF IpNetToMediaEntry

IpNetToMediaTable

Tablica trasowania IP tej jednostkiNASEQUENCE OF IpRouteEntry

IpRouteTable

Tabela informacji adresowych związanych z adresami IP tej jednostki

NASEQUENCE OF IpAddrEntry

IpAddrTable

Maksymalna liczba sekund, przez które odebrane fragmenty przetrzymywane są w oczekiwaniu na ponowne scalenie w kompletny datagram w tej jednostce

ROINTEGERIpReasmTimeout

Domyślna wartość wpisywana w pole TTL nagłówka datagramu IP wysyłanego przez tę jednostkę

RWINTEGERipDefaultTTL

1 – działanie jako bramka IP; 2 – działanie nie jako bramka IP

RWINTEGERipForwarding


Slajd 89


Grupa ip – 1.3.6.1.2.1.4ipAddrTable

Rozmiar największego datagramu IP, który ta jednostka może ponownie scalić z datagramów przychodzących przez ten interfejs

ROINTEGERIpAdEntReasmMaxSize

Wartość najmniej znaczącego bitu w adresie rozgłoszeniowym używanym do wysyłania datagramów przez logiczny interfejs skojarzony z adresem IP z tego wiersza

ROINTEGERIpAdEntBcastAddr

Maska podsieci skojarzona z adresem IPROIpAddressIpAdEntNetMask

Wartość indeksu, niepowtarzalnie identyfikująca interfejs, do którego odnoszą się informacje z tego wiersza

ROINTEGERIpAdEntIfIndex

Adres IP, do którego odnoszą się informacje adresowe z tego wiersza

ROIpAddressIpAdEntAddr


Slajd 90


Grupa ip – 1.3.6.1.2.1.4 ipRouteTable

Alternatywna metryka wyznaczania trasyRWINTEGERipRouteMetric5

Mechanizm zastosowany do wyznaczenia tej trasyRWINTEGERipRouteProto

Liczba sekund od chwili, gdy trasa została ostanio zaktualizowana lub zweryfikowana

RWINTEGERipRouteAge

Maska, która zostanie wymnożona logicznie (za pomocą funkcji AND) z adresem docelowym przed porównaniem go z adresem w ipRouteDest

RWIpAddressipRouteMask


Adres IP następnego węzła na trasieRWIpAddressipRouteNextHop

Referencja do części bazy MIB zawierającej informacje specyficzne dla protokołu trasowania stosowanego przy wyznaczaniu tej trasy

ROOBJECT IDENTIFIER

ipRouteInfo

other(1); invalid(2); direct(3); indirect(4)RWINTEGERipRouteType



Podstawowa metryka wyznaczania trasyRWINTEGERipRouteMetric1

Wartość indeksu, jednoznacznie identyfikująca lokalny interfejs, przez który powinny być wysyłane datagramy następnego etapu trasy

RWINTEGERipRouteIfIndex

Docelowy adres IP trasyRWIpAddressipRouteDest


Slajd 91


Grupa ip – 1.3.6.1.2.1.4 ipForward

ipForward (ip 24)

ipForwardNumber (1)

ipForwardTable (2)

ipForwardEntry (1)

...

ipForwardPolicy(3)

ipForwardNextHop (4)

ipForwardDest (1)

ipForwardMask (2)

...

ipForwardType (6)

ipForwardProto (7)

ipForwardIfIndex (5)

...

ipForwardMetric3 (13)



ipForwardNextHopAS(10)

ipForwardAge (8)

ipForwardInfo (9)

...



Slajd 92


Grupa ip – 1.3.6.1.2.1.4ipNetToMediaTable

Rodzaj odwzorowania: other(1); invalid(2); dynamic(3); static(4)

RWINTEGERipNetToMediaType

Adres IP odpowiadający adresowi fizycznemuRWIpAddressipNetToMediaNetAddress

Adres fizyczny zależny od rodzaju używanego medium transmisyjnego

RWPhysAddressipNetToMediaPhysAddress

Interfejs, którego dotyczy ten wpisRWINTEGERipNetToMediaIfIndex


Slajd 93


Zarządzanie w telekomunikacji

ISO� Zarządzanie systemami otwartymi OSI� Protokół CMIP (Common Management Information Protocol), � Funkcje zarządzania systemami SMF (Systems Management

Functions), � Model informacji zarządzania MIM (Management Information

Model)

ITU-T seria X.700� Sieć zarządzania telekomunikacją TMN (Telecommunications

Management Network), � Definicja styków np. Q3, � Usługi i funkcje zarządzania siecią telekomunikacyjną

Slajd 94


Relacja między DCN i TMN

Relacje pomiędzy TMN i zarządzaną siecią (M.3010)

Managed Network Elements

Data Communications Network

WS

WS

Operations

Systems

ExchangeExchange

TransmissionSystem

Operations

SystemsOperations

Systems

Exchange

TransmissionSystem

Slajd 95


Q3/F

Q3

X/F/Q3

QX

X/F/Q3

F

F

X

TMNOS

NE

NE

DCN

DCN

Qx

QA

QA

MD

WS

WS

X/F/Q3

M. 3010

Architektura fizyczna

Slajd 96


Komponenty (building blocks)

Jeden blok składowy może pełnić różne funkcje (odpowiadać kilku blokom funkcji zdefiniowanym w architekturze funkcjonalnej):System Operacji OS (Operations System) –przetwarza informacje zarządzania i podejmuje decyzje dotyczące zarządzania elementami sieciUrządzenie Mediacji MD (Mediation Device) –oddziałuje na dane przesyłane w sieci DCN i pośredniczy między systemami zarządzania a elementami sieciAdaptor Q (Q Adaptor) – pozwala dołączyć do sieci TMN urządzenia niezgodne z zaleceniami TMN

Slajd 97


Komponenty (building blocks)

Stacja Robocza WS (Workstation) – reprezentuje terminal dołączony do systemu zarządzania OS lub urządzenia mediacji MD i umożliwia personelowi zarządzania interpretowanie informacji zarządzaniaElement Sieci NE (Network Element) –reprezentuje zasoby zarządzanej sieciSieć komunikacji danych DCN (Data Communications Network) – zapewniająca komunikację między pozostałymi komponentami. Może być dedykowana dla systemu zarządzania lub współdzielona.

Slajd 98


Interfejsy

Interfejsy implementują punkty odniesienia zdefiniowane w architekturze funkcjonalnejInterfejs Q3 (Q3 interface), poprzez który do systemów zarządzania (OS) dołącza się inne systemy zarządzania danej sieci TMN, urządzenia mediacji, elementy sieci i adaptery Q. Rodzina protokołów związanych z interfejsem Q3 została opisana w zaleceniach Q.811 i Q.812.Interfejs Qx (Qx interface), poprzez który do urządzeń mediacji (MD) dołącza się inne urządzenia mediacji, elementy sieci (NE) i adaptery Q (QA). ITU pozostawia swobodę do wyboru protokołów związanych z tym interfejsem.

Slajd 99


Interfejsy

Interfejs F (F interface), poprzez który stacje robocze (WF) dołącza się do systemów zarządzania i do urządzeń mediacji (interfejs F opisuje zalecenie M.3300).Interfejs X (X interface), poprzez który łączy się między sobą systemy zarządzania należące do różnych sieci TMN (podległych różnym operatorom). Interfejsowi X na razie nie poświęcono osobnego zalecenia.

Slajd 100


Bloki funkcjonalne (functional blocks)

OSF

TMN

MFWSF

NEF QAF

Dostarczają podstawowych

funkcji TMN

Pary bloków wymieniające

informacje oddzielone są tzw.

punktami odniesienia

Punkty odniesienia określają

typy i format informacji

(interfejs)

Informacja jest wymieniana

przy użyciu funkcji DCF

Wszystkie funkcje

wykonywane w ramach TMN

są umieszczone w blokach

funkcji

Slajd 101


Operations System Function Block (OSF)

Blok funkcji systemu zarządzania

szeroko rozumiane przetwarzanie informacji zarządzania, w celu nadzoru, koordynacji lub sterowania funkcjami sieci telekomunikacyjnej i samego systemu TMNkomunikacja z otoczeniem:� przez punkt odniesienia q3 z blokami OSF, MF,

QAF, NEF� przez punkt odniesienia f z blokami WSF� przez punkt odniesienia x z blokami OSF

należącymi do innego TMN

Slajd 102


Network Element Function Block (NEF)

Blok funkcji elementu sieci

zasadnicze funkcje zarządzanej sieci telekomunikacyjnejnie są one częścią składową TMN, lecz są prezentowane przez fragment bloku NEF dla TMNkomunikacja z otoczeniem:� przez punkt odniesienia q3 z blokami OSF� przez punkt odniesienia qx z blokami MF

Slajd 103


Workstation Function Block (WSF)Blok funkcji stacji roboczej

interpretacja i przetwarzanie informacji pochodzącej z TMN (przechowywanej np. w OSF) dla potrzeb jej użytkownikakomunikacja maszyna - człowiek (np. są to funkcje, procedury, algorytmy i środowisko, w którym pracuje GUI)komunikacja z otoczeniem:� przez punkt odniesienia f z blokami OSF i MF (np.

Xprotocol, ODBC, inne)� przez punkt odniesienia g z człowiekiem (np.

klawiatura, mysz, mikrofon, głośniki, ekran)

Slajd 104


Mediation Function Block (MF)

Blok funkcji mediacji

przetwarzanie i przekazywanie informacji od NEF i QAF do OSF może realizować m.in. � różne konwersje modeli informacyjnych� współpracę protokołów wyższego rzędu� procesy obsługi baz danych� procesy wspomagania decyzji

komunikacja z otoczeniem:� przez punkt odniesienia q3 z blokami OSF� przez punkt odniesienia qx z blokami MF

Slajd 105


Q-Adaptor Function Block (QAF)Blok funkcji adaptora Q

umożliwia dołączenie do TMN bloków NEF i OSF, które nie posiadają standardowych interfejsów TMNrealizuje translację pomiędzy standardowym interfejsem TMN a innym interfejsemkomunikacja z otoczeniem:� przez punkt odniesienia q3 z blokami OSF� przez punkt odniesienia qx z blokami MF� przez punkt odniesienia m z zarządzającymi

elementami nie posiadającymi standardowych interfejsów TMN

Slajd 106


Punkty odniesienia (reference points)

W ramach TMN są zdefiniowane trzy klasy punktów odniesienia:� q: pomiędzy blokami funkcji OSF, QAF, MF i NEF� x: pomiędzy blokami funkcji OSF dwóch różnych sieci TMN

lub pomiędzy blokiem OSF sieci TMN a odpowiednimfunkcjonalnie blokiem innej sieci

� f: dla dołączania bloku funkcji WSF

TMN wprowadza pojęcie punktów odniesienia m i g, bez ich definiowania:� m: pomiędzy blokami funkcji QAF a elementami sieci nie

posiadającymi standardowych interfejsów� g: pomiędzy blokami funkcji WSF a użytkownikiem

systemu jest to interfejs użytkownika (z reguły graficzny)

Slajd 107


Punkty odniesienia (M.3010)

TMN

MFMF

QAF NEF

OSF

WSF

f

f

g

q3

q3

qx

qx

qx

x

m

TMN

MFMF

QAF NEF

OSF

WSF

ff

g

q3

q3

qx

qxqx

x

m

Slajd 108


Management Application Function (MAF)

Funkcja aplikacji zarządzania

implementuje usługi zarządzania TMNfunkcje w ramach MAF nie podlegają standaryzacji TMNzależnie od bloku w którym się znajduje jest oznaczana:� MF-MAF, � OSF-MAF,� itd.

Slajd 109


Management Information Base (MIB)

Baza informacji zarządzania

przechowuje wszelkie informacje zarządzaniareprezentuje zasoby zarządzanego systemu przez tzw. obiekty zarządzaniastruktura logiczna MIB (abstrakcyjna) jest zaadaptowana z ISO/OSIsposób implementacji i struktura wewnętrzna nie podlega standaryzacji TMN

Slajd 110


Information Conversion Function (ICF)

Funkcja konwersji informacji

translacja modeli informacyjnych pomiędzy interfejsamiprzetwarzanie informacji na poziomie syntaktycznym i/lub semantycznymw blokach MF występuje zawsze

Slajd 111


Human Machine Adaptation (HMA)

Funkcja adaptacji na styku człowiek - maszyna

konwersja informacji od funkcji MAF do modelu odniesienia stosowanego w punkcie f i odwrotniea „po ludzku”: przetwarzanie informacji do postaci „strawnej” dla aplikacji systemu zarządzania (ale jeszcze nie operatora aplikacji systemu zarządzania) -np. pobieranie przygotowanych wcześniej informacji z baz danychrównież autoryzacja i sprawdzanie uprawnień

Slajd 112


Presentation Function (PF)

Funkcja prezentacji

podstawowy element funkcji bloku stacji roboczejkonwersja informacji z modelu TMN do postaci „strawnej” przez operatora aplikacji systemu zarządzania (do modelu odniesienia stosowanego w punkcie g i odwrotnie) - grafy, tabele, zestawienia, formatki, cały interfejs użytkownika, itd.

Slajd 113


Message Communication Function (MCF)

Funkcja przekazu komunikatów

związana ze wszystkimi blokami funkcji posiadającymi fizyczne interfejsywymiana informacji między równorzędnymi elementami sieci TMNskłada się ze stosu protokołów, pozwalających na dołączenie bloków funkcji do funkcji komunikacji DFC (konwersje, wymiana prymitywów)pośredniczy w przekazaniu i odbiorze komunikatu od dowolnego bloku z interfejsem sieciowym do sieci transmisji danych

Slajd 114


Data Communication Function (DCF)

Funkcja przekazu danych

zapewnienie mechanizmu transportu informacjimoże także zapewniać dobór trasy (routing)realizuje warstwy 1 - 3 modelu odniesienia OSImoże to być usługa w różnego typu podsieciach:� transmisja danych z komutacją pakietów� sieci MAN� sieci LAN� sieci Systemu Sygnalizacji nr 7� kanały ECC/DCC w sieciach SDH

Slajd 115


Związki między składnikami funkcjonalnymi

OSF-MAF

MIB HMA

PF

MIBMF-MAF

HMA

ICF

MIB

QAF-MAF

ICFMIB

NEF-MAF

MCF

MCF MCF

MCFMCF

Blok MF

Blok QAFBlok NEF

Blok WSF

Blok OSF

Slajd 116


Shared Management Knowledge

Jest to rodzaj meta-informacji - wiedzy, którą komunikujące się systemy powinny posiadać:� wiedzę o protokołach� wiedzę o funkcjach zarządzania� wiedzę o klasach obiektów zarządzanych� wiedzę o dostępnych reprezentantach klas -

instancjach� wiedzę umożliwiającą sprawdzanie wzajemnych

uprawnień� wiedzę pozwalającą na identyfikację zarządzanych

obiektów

Slajd 117


Interakcja zarządca-agent

MIB

ZARZĄDCA

MIB

AGENT

zarządzający

system otwarty

zarządzany

system otwarty

obiekty

zarządzane

dyrektywy

komunikaty

środowisko

systemu lokalnego

operacje

zarządzania

komunikaty

interfejs

komunikacyjny

Slajd 118


Komunikacja CMIS/CMIP

Wykorzystanie wszystkich siedmiu warstw modelu odniesienia (warstwy 1 - 3 to funkcja DCF)Zarządca i agent są użytkownikami usługi zarządzania CMIS (Common ManagementInformation Service)Wymiana informacji na poziomie warstwy aplikacji pomiędzy odległymi systemami prowadzona jest z wykorzystaniem protokołu CMIP (Common Management Information Protocol)

Slajd 119


Komunikacja odległych systemów OSI

MIB

ZARZĄDCA MIBAGENT

System A System B

zarządzane zasoby

CMIP7

65

432

1

CMIS

7

65

432

1

CMIS

sieć

Slajd 120


Usługi zarządzania w OSI/TMN - CMIS

invoking CMIS-s-u

AGENT or MANAGER

CMIS-s-p

76

543

21

CMISE

76

543

21

CMISE

ConfReq IndRsp

s-u - service user

s-p - service provider

Req - request

Ind - indication

Rsp - response

Conf - confirmation

performing CMIS-s-u

AGENT or MANAGER

Slajd 121


Tabela usług zarządzania OSI/TMN

Event ReportGetSetActionCreateDeleteCancel Get

Slajd 122


Monitorowanie sieci

Monitorowanie sieci, jako część zarządzania siecią, dotyczy obserwowania i analizowania stanu i zachowania się systemów końcowych, pośrednich oraz podsieci, które tworzą zarządzaną konfigurację. Monitorowanie sieci składa się z trzech głównych obszarów:dostępu do monitorowanych informacjiprojektowania mechanizmów monitorowaniazastosowania monitorowanych informacji

Slajd 123


Informacje nadzorowania sieci

Informacje, które powinny być dostępne przy monitorowaniu sieci, można sklasyfikować następująco:statycznedynamicznestatystyczne

Slajd 124


Informacje nadzorowania sieci

Zarządzane zasoby

Konfiguracyjna baza danych

(dane statyczne)

Sensoryczna baza danych

(dane dynamiczne)

sonda

ruter

Statystyczna baza danych

(dane statystyczne)

abstrahowanie zmiennych (stan oraz zdarzenie)

Aktywowanie czujników oraz gromadzenie danych

Slajd 125


Udostępnianie informacji zarządcy

Można wyróżnić dwie techniki udostępniania zarządcy informacji pochodzących od agenta:odpytywanie (polling)raportowanie zdarzeń (event reporting)

Slajd 126


Udostępnianie informacji zarządcy

Wybór konkretnego rozwiązania zależy od wielu czynników, w tym:ilości ruchu sieciowego generowane przez każdą z metod,odporności w sytuacjach krytycznych,opóźnienia czasowego przy powiadamianiu zarządcy sieci,stopnia przetwarzania w zarządzanych urządzeniach,wyboru między pewnymi i niepewnymi metodami wymiany danych,rodzaju stosowanych aplikacji nadzorczych,wymaganych w przypadku uszkodzenia urządzenia środków zaradczych (zanim zdąży ono wysłać raport).

Slajd 127


Monitorowanie wydajnościAbsolutnym warunkiem wstępnym

zarządzania siecią komunikacyjną jest możliwość pomiaru wydajności lub monitorowanie wydajności (Performance Monitoring) sieci. Jedno z trudniejszych zadań zarządcy sieci to wybór i wykorzystanie właściwych wskaźników mierzących wydajność sieci.

Slajd 128


Wskaźniki wydajności sieci

Procent wykorzystania teoretycznej pojemności zasobu (np. multipleksera, linii przesyłowej, przełącznika)

Wykorzystanie(utilization)

Częstość występowania zdarzeń powiązanych z aplikacją (np. przesłanie komunikatów, transfer pliku)

Przepustowość(throughput)

Wskaźniki zorientowane na wydajność

Procent czasu,w którym nie wystąpiły błędy w transmisji ani w dostarczaniu informacji

Dokładność

Ilość czasu upływająca od momentu wydania polecenia przez użytkownika do chwili pojawienia się odpowiedzi na terminalu

Czas odpowiedzi(response time)

Procent czasu, przez który dany system, komponent czy aplikacja są dostępne dla użytkownika

Dostępność(availability)

Wskaźniki zorientowane na usługi

Slajd 129


DostępnośćDostępność jest oparta na niezawodności poszczególnych

komponentów sieci. Niezawodność to prawdopodobieństwo, że komponent będzie

wykonywał swą funkcję w danym czasie w określonych warunkach. Awaryjność komponentu jest z reguły wyrażana przez średni czas między uszkodzeniami MTBF (Mean Time Between Failures). Dostępność oznaczona jako A, może być wyrażona w postaci wzoru:

MTTRMTBF

MTBFA

+

=

gdzie: MTTR (Mean Time to Repair) to średni czas naprawy potrzebny przy danym uszkodzeniu.

Slajd 130


Czas odpowiedzi

Stacja robocza Interfejs sieciowy np. mostek Serwer

TO

TI WI

SI

SO

WO CPU

RT - czas odpowiedzi

TI - wejściowe opóźnienie stacji roboczej

WI - wejściowy czas oczekiwania w kolejce

SI - wejsciowy czas obsługi

RT = TI + WI + SI + CPU + WO + SO + TO

CPU - opóźnienie procesora

WO - wyjściowy czas oczekiwania w kolejce

SO - wyjściowy czas obsługi

TO - wyjściowe opóźnienie stacji roboczej

Slajd 131


Dokładność

Dokładne przesyłanie danych między użytkownikiem a hostem lub między dwoma hostami jest sprawą zasadniczą dla każdej sieci. Ponieważ w protokoły takie jak protokoły łącza danych czy transportowe z reguły wbudowane są mechanizmy korekcji błędów, dokładność przesyłania danych nie jest zazwyczaj sprawą użytkownika. Pomimo to przydatne jest monitorowanie liczby błędów, które trzeba skorygować. Może to być dobry wskaźnik informujący o sporadycznych uszkodzeniach linii, istnieniu źródła szumów lub interferencji, które należy wyeliminować.

Slajd 132


Przepustowość

Przepustowość (throughput) jest pomiarem dotyczącym aplikacji.

Przykładowo:pomiar liczby transakcji danego typu w określonym przedziale czasu,pomiar liczby sesji klienta z daną aplikacją w określonym przedziale czasu,pomiar liczby odwołań do środowiska z komutacją połączeń.

Śledzenie tych pomiarów przez określony czas pozwala określić stopień obciążenia oraz okresy prawdopodobnych problemów z wydajnością.

Slajd 133


Wykorzystanie

Wykorzystanie (utilization) jest pomiarem dokładniejszym niż przepustowość. Odnosi się do określenia procentu czasu, w jakim dany zasób jest wykorzystywany w przeciągu określonego przedziału czasu.

Slajd 134


Funkcja monitorowania wydajności

Monitorowanie wydajności obejmuje trzy składniki:Pomiar wydajności (Performance Measurement), czyli rzeczywistego gromadzenia statystyk o ruchu i czasach jego realizacji;Analizę wydajności, na którą składa się oprogramowanie do redukowania i prezentowania danychSztuczne wytwarzanie ruchu (Synthetic Traffic Generation), które pozwala na obserwowanie sieci przy kontrolowanym obciążeniu.

Slajd 135


Typy pomiarów dokonywane w typowej sieci LAN

Macierz komunikacyjna hostaMacierz komunikacyjna grupyHistogram typów pakietówHistogram rozmiaru pakietów danychRozkład przepustowość-wykorzystanieHistogram czasu przesyłania pakietuOpóźnienie przejmowania kanałuHistogram opóźnień komunikacyjnychHistogram wystąpień kolizjiHistogram liczby transmisji

Slajd 136


Monitorowanie uszkodzeń

Celem monitorowania uszkodzeń (Fault Monitoring) jest jak najszybsze wykrywanie ich wystąpienia oraz identyfikowanie przyczyn tych błędów, tak aby mogły być podjęte odpowiednie działania naprawcze.

W złożonym środowisku lokalizowanie i rozpoznawanie sytuacji awaryjnych może być trudne.

Slajd 137


Problemy przy monitorowaniu uszkodzeń

Wymienia się następujące problemy specyficzne przy obserwowaniu uszkodzeń:uszkodzenia nieobserwowalne,uszkodzenia częściowo obserwowalne,niepewność obserwacji.

Slajd 138


RMONNajważniejszym dodatkiem do podstawowego

zbioru standardów kryjących się pod wspólną nazwą SNMP (SMI, MIB, SNMP) jest specyfikacja zdalnego nadzoru sieci RMON.

RMON MIB został zdefiniowany w trzech etapach:Listopad 1991 - oryginalny RMON (RMON1) (RFC1271)Wrzesień 1993 - TokenRing (RFC1512)1995 - RFC1757Styczeń 1997 - definicja RMON2 (RFC2021)

Slajd 139


RMONrmon (mib-2 16)

statistics (1)

history (2)

alarm (3)

host (4)

hostTopN (5)

matrix (6)

filter (7)

capture (8)

event (9) protocolDir (11)

protocolDist (12)

addressMap (13)

n1Host (14)

n1Matrix (15)

a1Host (16)

a1Matrix (17)

usrHistory (18)

probeConfig (19)

rmonConformance (20)

tokenRing (10)

Slajd 140


RMON

Specyfikacja RMON to przede wszystkim definicja bazy MIB. Dokument RFC 1757 definiuje poza tym następujące dodatkowe zadania RMON przyświecające jego projektantom:działanie w trybie off-line (Off-line Operation),nadzór zapobiegawczy (Proactive Monitoring),wykrywanie i raportowanie problemów (Problem Detection and Reporting),udostępnianie informacji dodatkowych (Value-Added Data),współpraca z wieloma zarządcami (Multiple Managers)

Slajd 141


Funkcje RMON

Monitorowana sieć

Gromadzenie danych

Stat. TR Historia TR Ster. historią

Stat. Eth Historia Eth Ster. historią

Stat. Host Stat. HostTopN

Stat. macierzowe

Filtr. pakiet. Filtr. kanał. Podgl. pakiet

Generacja alarmów

Generacja zdarzeń

Zarządca

Statystyki Token Ring

Statystyki Ethernet

Statystyki hosta oraz połączeń

Grupa filtrująca

Slajd 142


RMON MIB - 1.3.6.1.2.1.16

rmon (mib-2 16)

statistics (1)

history (2)

alarm (3)

host (4)

hostTopN (5)

matrix (6)

filter (7

capture (8)

...

...

event (9)

tokenRing (10)

Slajd 143


RMON MIB

matrixControlTablematrixSDTablematrixDSTablematrixControl2Table

Gromadzi statystyki ruchu między parami węzłów

rmon 6Matrix

hostTopNControlTablePrzelicza statystyki dla N najbardziej aktywnych węzłów w określonych

kategoriach

rmon 5Host Top N

hostControlTablehostTablehostTimeTablehostControl2Table

Gromadzi statystyki na poziomie węzłarmon 4Host

alarmTableGeneruje zdarzenia, gdy zgromadzone dane przekraczają określone progi

rmon 3Alarm

historyControlTableetherHistoryTablehistoryControl2TableetherHistory2Table

Okresowo magazynuje dane statystyczne w celu późniejszego wykorzystania

rmon 2History

etherStatsTableetherStats2Table

Gromadzi statystyki na poziomie warstwy łącza danych

rmon 1Statistics

TabeleFunkcjaOIDGrupa

Slajd 144


RMON MIB

eventTableSteruje generacją zdarzeń oraz powiadomień

rmon 9Event

filterTablechannelTablefilter2Tablechannel2Table

Definiuje funkcję filtrowaniarmon 7Filter

bufferControlTablecaptureBufferTable

Definiuje funkcje zbierania pakietówrmon 8Packet Capture

więcej rozszerzeńwięcej rozszerzeńrmon 10Token Ring


Slajd 145


RMON2

RMON2 dekoduje pakiety z warstw 3 – 7 modelu OSI. Ma to dwie istotne implikacje:Sonda RMON potrafi monitorować ruch na podstawie protokołów i adresów warstwy sieci, w tym także protokołu IP. Dzięki temu, że sonda RMON dekoduje i nadzoruje ruch z warstwy aplikacji, czyli na przykład z protokołów poczty elektronicznej, transferu plików czy WWW, może zapisywać trafiające do i wychodzące z hostów pakiety dotyczące poszczególnych aplikacji.

Slajd 146


RMON2 MIB

rmon (mib-2 16)

protocolDir (11)

protocolDist (12)

addressMap (13)

nlHost (14)

nlMatrix (15)

alHost (16)

alMatrix (17)

usrHistory (18)

...

...

probeConfig (19)

...

rmonConformance(20)

Slajd 147


RMON2 MIB

nlMatrixControlTablenlMatrixSDTablenlMatrixDSTablenlMatrixTopNControlTablenlMatrixTopNTable

Dane o ruchu między dwoma węzłamirmon15

Network layer matrix

nlHostControlTablenlHostTable

Dane o ruchu przychodzącym i wychodzącym z węzła

rmon14

Network layer host

addressMapControlTableaddressMapTable

Mapowania adresów MAC do adresów sieciowych interfejsów

rmon13

Address map

protocolDistControlTableprotocolDistStatsTable

Względne statystyki oktetów oraz pakietów

rmon12

Protocol distribution

protocolDirTableKatalog protokołówrmon 11

Protocol directory


Slajd 148


RMON2 MIB

RMON2 MIB compliances and compliance groups

rmon20

RMON conformance

serialConfigTablenetConfigTabletrapDestTableserialConnectionTable

Dane konfiguracyjne sondyrmon19

Probe configuration

usrHistoryControlTableusrHistoryObjectTable

Zapisuje okresowo dane określone przez użytkownika w historii

rmon18

User history collection

alMatrixControlTablealMatrixSDTablealMatrixDSTablealMatrixTopNControlTablealMatrixTopNTable

Dane o ruchu według protokołu między dwoma węzłami

rmon17

Application layer matrix

alHostControlTablealHostTable

Dane o ruchu przychodzącym i wychodzącym według protokołu z węzła

rmon 16

Application layer host


Slajd 149


NetFlow

Rozwiązanie wprowadzone przez firmę CiscoUmożliwia uzyskanie informacji o przepływach (flow) dla wybranego ruteraInformacje dostępne w wersji 1� adres IP hosta źródłowego, adres IP hosta docelowego� port źródłowy, port docelowy� adres kolejnego rutera� numer interfejsu wejściowego, numer interfejsu wyjściowego� liczba przesłanych pakietów, liczba przesłanych bajtów� wartość pola sysUpTime, w momencie rozpoczęcia połączenia oraz

w momencie zakończenia połączenia� pole IP protocol number, pole ToS� logiczny OR wszystkich przesłanych flag protokołu TCP

Slajd 150


NetFlow

Dostępne są również kolejne wersje� wersja 5 – uzyskiwanie informacji o systemach

autonomicznych na podstawie protokołu BGP� wersja 7 – dostępna tylko w Cisco Catalyst 5000� wersja 8 – wprowadzenie mechanizmu

agregującego przepływy, zmniejszenie ilości informacji wysyłanej z rutera

� wersja 9 – wprowadzenie szablonów dla raportów, na podstawie tej wersji NetFlow opracowywany jest standard IETF IPFIX

Wszelkie prawa zastrzeone. adna cz niniejszej publikacji...

Documents

Transcript of Wszelkie prawa zastrzeone. adna cz niniejszej publikacji...