浅谈SS7的MTP2、LAPD、LAPB、LAPF、MAC

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论文题目:浅谈SS7的MTP2、LAPD、LAPB、LAPF、MAC
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浅谈SS7的MTP2、LAPD、LAPB、LAPF、MAC
信令系统#7是由 ITU-T 定义的一组电信协议，主要用于为电话公司提供局间信令。

SS7 中采用的是公共信道信令技术，也就是带外信令技术，即为信令服务提供独立的分组交换网络。

SS7信令协议栈有MTP1，MTP2，MTP3，SCCP，TCAP，ISUP，TUP。

MTP2(消息传递部分第二层)：即数据链路层。

MTP2提供流控制，消息序号，差错检查等功能。

当传送出错时，出错的消息会被重发。

MTP2对应OSI模型中的
数据链路层。

MTP2消息格式分为三种：消息信令单元MSU, 链路状态信令单元LSSU, 链路填充单元FISU。

其中MSU是真正传输上层的信令消息的；LSSU是用来通知链路对端自己的状态改变信息（比如block住一条链路），SF域用来标明当前状态；FISU 用来填充链路空闲时刻（没有消息传送），此外还能用来纠错。

MTP2总体采用分派模型进行进程设计。

消息主入口进程担任分配消息的角色，完成MTP2接收的外部接收消息的分发处理。

对于所有从其它子系统接收的消息都先由该进程模块接收，然后再调用相应的处理函数处理。

接收的消息包括以下4类：数据库消息、MTP3请求消息、底层驱动发送的数据接收消息、支撑通知的定时器超时消息。

这些消息是在其它各个模块中定义的。

超时消息由消息主入口模块统一接收，再根据消息号分发到不同模块。

LAPD用于BTS与BSC之间的Abis接口上的链路层。

LAPD消息一般由一些固定的帧组成,而且这些帧都会形成它自己的帧结构以便在消息传递双方传递数据。

LAPD上的帧结构有三种:信息帧、监视帧、未编号帧。

当建立LAPD连接时,SABME帧一般是第一个被传递的帧。

当发送完SABME帧之后,开始多帧证实模式。

当接收端收到SABME帧以后,以前没有被证实的帧将会被忽略。

DISC帧被用于停止多帧的证实模式。

收到SABME帧或DISC帧以后,接收端将发送一个UA帧作为响应,以告诉发送端,刚才发送的SABME帧或DISC帧已经被接收端接收。

接收方已经被证实以后,I帧被用于传送信息帧。

在I帧中,也可以包含一些先前接收帧的证实。

RR帧主要用于指示让接收端准备去接收一个I 帧,同样,RR帧也可以对先前接收帧进行证实。

UI帧主要用于发送一些不需要接收端进行证实的消息帧。

比如在LAPDm上的系统消息的广播就是一个UI帧。

对每一层而言,都采用它的低层提供的业务去完成它自身的任务;同时,它又为它的高层提供业务。

层与层之间的业务通过业务接入点(SAP)来实现。

业务接入点指示(SAPI)由6个比特组成,它指示了在单元接入数据链路中的接收实体的地址。

在数据链路的两端(BTS和BSC)采用相同的SAPI值。

终端设备识别(TEI)由7个比特组成,它指示了接入一条链路的地址。

链路访问过程平衡（LAPB）是数据链路层协议，负责管理在 X.25 中 DTE 设备与 DCE 设备之间的通信和数据包帧的组织过程。

LAPB 是源于 HDLC 的一种面向位的协议，它实际上是 ABM （平衡的异步方式类别）方式下的 HDLC。

LAPB 能够确保传输帧的无差错和正确排序。

LAPB 帧类型：信息帧（I帧）传送高层协议信息和一些控制信息，主要功能是排序、控制流量、错误监测及恢复，它携带发送和接收序号；监控帧（S帧）传送控制信息，主要功能是请求和挂起传输、报告状态信息及确认接收到 I-帧，它只携带接收序号；非数字帧（U帧）携带控制信息，主要功能是建立和终止链路以及报告错误，它不携带序号。

LAPB 受 ABM 传输模式的限制且只适用于组合站。

LAPB 电路可由 DTE 或DCE 建立。

启动呼叫的站称为主站，响应的另一站称为次站。

此外 LAPB 所使用的 P/F 比特位其它协议不同。

LAPB协议的工作原理：(1)先在发送方和接收方之间建立连接．连接建立成功后，可以开始收发信息帧．(2)发送方一次能够发送一个以上的信息帧，需要对帧进行不同的编号。

(3)发送端：在发送完一个数据帧后，不是停下来等待应答帧，而是可以连续再发送下面的数据帧。

（4）发完数据之后，可以拆除连接．
数据链路层帧方式接入协议（LAPF）定义在 ITU Q.922 中，是一种在帧中继网络中为帧方式业务提供拥塞控制性能的增强版 LAPD （Q.921）。

LAPF 的作用是为 ISDN 用户－网络接口的 B、D 或 H 通路上为帧方式承载业务，在用户平面上的数据链路（DL）业务用户之间传递数据链路层服务数据单元（SDU）。

LAPF 可以使用物理层业务，并允许兼容 HDLC 程序在 ISDN 用户－网络接口的B、D 或 H 通路上为一个或多个帧方式承载链接业务提供统计复用技术。

LAPF的帧由5种字段组成：标志字段F、地址字段A、控制字段C、信息字段I 和帧检验序列字段FCS。

LAPF提供两种信息传送方式：非确认信息传送方式和确认信息传送方式。

LAPF的核心协议提供了终端之间帧的双向固定顺序传输，协议有检错功能，但无纠错功能，也没有网络流量控制功能。

纠错和流量控制工作都留给直接运行在终端之间的高层协议完成。

这样，在网络结点上只有很小的帧处理工作，帧可以迅速而透明的在网络中传递。

LAPF核心功能包括如下5个基本功能：帧分界、对准和标志字段的透明传输；虚电路复用和分离；信息流的字节取整；有效长度检测；传输过程中传输错误、帧格式错误和操作错误的检测。

MAC协议的主要作用是保证公平性和有效的资源共享。

MAC机制主要分为两类：1基于竞争的协议2无竞争的信道协议。

基于竞争的协议假定网络中没有中心实体来分配信道资源，每个节点必须通过竞争媒体资源来进行传送，当超过一个节点同时尝试发送时，碰撞就会发生。

相反，无竞争的协议为每个需要需要通信的节点分配专用的信道资源。

无竞争的协议能够有效的减少冲突，其代价是突发数据业务的信道利用率可能会比较低。

MHR是MAC层帧头；MSDU是MAC层服务数据单元，表示MAC层载荷；MFR是MAC 层帧尾。