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信令协议目录
目录
17 M2PA协议...............................................................................................................................17-1
17.1 概述..........................................................................................................................................................17-2
17.1.1 组网应用........................................................................................................................................17-2
17.1.2 与其他协议的比较.........................................................................................................................17-3
17.2 主要术语..................................................................................................................................................17-3
17.3 M2PA API接口........................................................................................................................................17-7
17.3.1 提供给SMA的接口......................................................................................................................17-7
17.3.2 提供给SSA的接口.......................................................................................................................17-8
17.3.3 提供给SUA的接口.......................................................................................................................17-8
17.3.4 提供给TLA的接口.......................................................................................................................17-8
17.4 M2PA功能...............................................................................................................................................17-8
17.5 M2PA消息结构.......................................................................................................................................17-9
17.5.1 公共消息头...................................................................................................................................17-10
17.5.2 M2PA消息头................................................................................................................................17-10
17.5.3 用户数据......................................................................................................................................17-11
17.6 M2PA基本信令流程..............................................................................................................................17-11
17.6.1 链路初始化...................................................................................................................................17-11
17.6.2 消息的发送和接收.......................................................................................................................17-13
17.6.3 链路状态指示...............................................................................................................................17-14
17.6.4 链路状态消息（处理机故障）...................................................................................................17-14
17.6.5 第二级流量控制...........................................................................................................................17-15
17.6.6 MTP3信令链路拥塞....................................................................................................................17-17
17.6.7 链路去激活...................................................................................................................................17-17
17.6.8 链路倒换......................................................................................................................................17-18
插图目录HUAWEI CSOFTX3000
信令协议插图目录
图17-1 M2PA协议结构及组网应用1...........................................................................................................17-2图17-2 M2PA协议结构及组网应用2...........................................................................................................17-2图17-3 链路状态消息的格式.........................................................................................................................17-4图17-4 链路状态验证消息的格式.................................................................................................................17-5图17-5 M2PA 链路状态转移图......................................................................................................................17-6图17-6 M2PA对外接口框图..........................................................................................................................17-7图17-7 M2PA消息总体结构........................................................................................................................17-10图17-8 公共消息头结构...............................................................................................................................17-10图17-9 M2PA消息头结构............................................................................................................................17-10图17-10 用户数据消息的格式.....................................................................................................................17-11图17-11 链路初始化流程.............................................................................................................................17-12图17-12 链路初始化验证流程.....................................................................................................................17-13图17-13 消息传送........................................................................................................................................17-14图17-14 链路状态指示................................................................................................................................17-14图17-15 链路状态消息（处理机故障）.....................................................................................................17-15图17-16 第二级流量控制-拥塞正常停止...................................................................................................17-16图17-17 第二级流量控制-T6超时..............................................................................................................17-17图17-18 MTP3信令链路拥塞......................................................................................................................17-17图17-19 链路去激活....................................................................................................................................17-18图17-20 链路倒换........................................................................................................................................17-19
信令协议表格目录
表格目录
表17-1 链路状态有效值及说明.....................................................................................................................17-4表17-2 M2PA链路状态及其说明..................................................................................................................17-6
信令协议17 M2PA协议
17 M2PA协议关于本章
本章描述内容如下表所示。
标题内容
17.1 概述介绍M2PA协议概念和结构。
17.2 主要术语介绍M2PA协议相关主要术语。
17.3 M2PA API接口介绍M2PA协议提供的主要API接口。
17.4 M2PA功能介绍M2PA提供的主要功能。
17.5 M2PA消息结构介绍M2PA消息构成。
17.6 M2PA基本信令流程介绍M2PA基本信令流程。
17 M2PA 协议
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信令协议
17.1 概述
M2PA （MTP2 - User Peer-to-Peer Adaptation Layer ）协议是SS7协议栈MTP2（Message Transfer Part 2）对等适配层，它和SCTP （Stream Control Transmission Protocol ）协议一起模拟MTP2的功能。M2PA 在提供一条“IP7号链路”的同时，向上层提供MTP2的原语接口，使MTP3协议能够无缝的操作基于IP 的链路。
17.1.1 组网应用
该协议可用于信令网关SG （Signaling Gateway ）和媒体网关控制器MGC （Media Gateway Controller ）之间、信令网关和IP 信令点IPSP （IP Signaling Point ）之间，以及IPSP 和IPSP 之间的信令传输。 图17-1 M2PA 协议结构及组网应用1
SEP ：信令端点 SG ：信令网关 IPSP ：IP 信令点
如图17-1所示，M2PA 用于SG 和
IP 信令点之间的信令传输。在SIGTRAN 协议栈中，M2PA 运行在
SCTP 的上层。在IPSP 端和SG 端，M2PA 的上层都是MTP3。 如
图17-2所示，M2PA 也可用于两个IPSP 间的信令传输。 图17-2 M2PA 协议结构及组网应用2
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信令协议17 M2PA协议17.1.2 与其他协议的比较
M2PA与MTP2的异同
z两者建立链路的过程相同，有完整的初始化和验证过程。
z M2PA支持MTP3/MTP2之间的所有原语。
z由于SCTP支持HeartBeat消息，所以M2PA不支持MTP2的FISU消息功能。
z由于SCTP支持拥塞控制功能，所以M2PA不实现拥塞控制。
z由于SCTP保证传输的可靠性，所以M2PA不实现可靠数据传输功能。
M2PA与M2UA的异同
z两者都负责传输MTP3数据消息。
z两者都实现MTP2到MTP3的接口功能。
z M2PA处理MTP3/MTP2之间的原语；M2UA传输MTP3/MTP2之间的原语。
z M2PA连接SS7信令链路；M2UA只是延长MTP的远端实体。
z M2PA依靠MTP3处理管理过程；M2UA自身实现管理过程的处理。
z M2PA采用对等模式组网，M2UA采用非对等模式组网。
M2PA与M3UA的异同
z M2PA支持MTP3的倒换功能，而M3UA不支持。
z M2PA自身有缓冲器，而M3UA没有。
z M2PA是点对点形式的传输，而M3UA支持代理。
17.2 主要术语
信令端点（SEP）
SEP（Signaling End Point）是SS7网络中，始发或终结信令消息的节点。
IP信令点（IPSP）
用于SS7 over IP的具有IP网络连接的SS7信令点。
信令网关（SG）
在IP网络的边缘发送/接收SCN（Switched Circuit Network）本地信令的信令代理。在
这种情况下，SG既可用于SS7 over IP的IP网络连接，又可用作到SS7信令网的传统
（非IP）链路的一个SS7信令点。
偶联（Association）
这里说的偶联指流控传输协议（SCTP）偶联。它为MTP3协议数据单元和M2PA适配
层对等层消息提供传输服务。
17 M2PA协议HUAWEI CSOFTX3000
信令协议
流（Stream）
“流”是SCTP偶联中，从一个端点到另一个端点的单向逻辑通道。
一个偶联是由多个单向的流组成的。各个流之间相对独立，使用流ID进行标识，每个
流可以单独发送数据而不受其他流的影响。
z一个偶联中可以包含多个流，可用流的数量是在建立偶联时由双方端点协商决定，而一个流只能属于一个偶联。同时，出局的流数量可以与入局流数量的取值不同。
z顺序提交的数据必须在一个流里面传输。
链路状态（Link Status）
M2PA链路状态消息可在M2PA对等层之间发送，用于指示链路状态，其格式如图17-
3所示。此消息完成与MTP2中的链路状态信号单元（LSSU）相似的功能。
图17-3链路状态消息的格式
M2PA链路状态的有效值及说明如表17-1所示。
表17-1链路状态有效值及说明
有效值（十进制）说明
1 定位（Alignment）
2 正常验证（Proving Normal）
3 紧急验证（Proving Emergency）
4 定位完成（Ready）
5 处理机故障（Processor Outage）
6 处理机故障结束（Processor Outage Ended）
7 链路忙（Busy）
8 链路忙结束（Busy Ended）
9 链路退出服务（Out of Service）
10 链路进入服务（In Service）
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信令协议17 M2PA协议链路状态验证
链路状态验证消息可任选带附加字节，其格式如图17-4所示。这些字节可使SCTP经
过慢启动过程。
慢启动，就是SCTP刚开始（或经过长时间的空闲）向网络发送数据时，由于不清楚
网络的能力，而采取的一种“慢慢来”的方法。具体实现是：
设置目的地址的初始CWND为一个非常小值，并设置一个相当大的慢启动门限，以保
证SCTP初始的数据发送流量很小，且在CWND达到慢启动门限之前，其增长比较
慢。这样可以保证SCTP在一个较长的阶段内，使用一种相对保守的流量向网络发送
数据。
图17-4链路状态验证消息的格式
链路状态验证消息的长度接近在链路上承载的用户数据消息的长度。链路状态验证消
息的填充数据字段包含多种数据模式（number pattern），并允许用SCTP的校验来验证
传送的准确性。
链路状态控制
M2PA链路可响应各种事件从一个状态转移到另一个状态。导致状态改变的事件包
括：
z收到MTP3原语请求。
z收到SCTP通知。
z收到对等层M2PA的状态消息。
z某些定时器超时。
图17-5描述了M2PA链路状态改变和引起改变的事件。
17 M2PA协议
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信令协议图17-5M2PA 链路状态转移图
一些状态改变的差错情况在图17-5中未表示。
M2PA链路状态及其说明如表17-2所示。
表17-2M2PA链路状态及其说明
状态说明
IDLE 加电初始化期间的链路状态。
OOS 退出服务，加电初始化完成。
AIP 正在初始化，M2PA尝试建立SCTP偶联。
PROVING M2PA正在向对端发送链路状态验证消息。
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信令协议17 M2PA协议
状态说明
ALIGNED READY 验证完成，M2PA等待对端也完成验证。
INS 进入服务，链路已可承担话务。
RETRIEVAL 链路不再承担话务，M2PA正等待自MTP3的消息恢复
请求。
17.3 M2PA API接口
M2PA协议栈对外提供了丰富的API（Application Programming Interface）接口，不同
的接口对应不同的功能，如图17-6所示。
图17-6M2PA对外接口框图
与M2PA接口的外部模块：
z系统管理适配模块（SMA）
z系统服务适配模块（SSA）
z上层用户适配模块（SUA）
z下层传输适配模块（TLA）
17.3.1 提供给SMA的接口
在产品实际应用中，系统管理适配模块可划分为以下子模块：
17 M2PA协议
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信令协议
z初始化适配模块
z维护管理适配模块
z配置管理适配模块
z统计管理适配模块
z跟踪管理适配模块
z调试管理适配模块
z告警和日志管理适配模块
M2PA核心组件为系统管理适配模块的所有子模块提供接口，以完成M2PA模块完整的系统管理适配功能。
17.3.2 提供给SSA的接口
M2PA核心组件为系统服务适配模块提供接口，以完成M2PA模块完整的操作系统服
务适配功能。
17.3.3 提供给SUA的接口
M2PA核心组件为上层用户适配模块提供接口，M2PA SUA模块通过核心组件提供的
服务完成MTP3与M2PA的交互。
17.3.4 提供给TLA的接口
M2PA核心组件为下层传输适配模块提供接口，主要从SCTP接收指示消息（包括对端
M2PA协议消息和SCTP连接状态信息）和发送消息给SCTP。
17.4 M2PA功能
目前，M2PA主要实现的业务功能：
z支持MTP3/MTP2原语
M2PA接收MTP3向下层发送的原语。M2PA处理这些原语或将它们映射到
M2PA/SCTP接口的对应原语。同样，M2PA向MTP3发送在MTP3/MTP2接口中
使用的原语。
z支持M2PA和SCTP一起提供MTP2的功能，其中包括：
?数据恢复，以支持MTP3倒换过程。
?向MTP3 报告链路状态的改变。
?处理机故障时，处理过程的控制。
?链路定位。
z支持SS7网络中的MTP3功能
M2PA允许IPSP的MTP3执行如同SS7信令节点中的MTP3一样的消息处理和信
令网管理功能。
z支持SS7和IP实体的映射
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信令协议17 M2PA协议
对每个IP链路，M2PA层必须保存SS7信令链路映射至它的SCTP偶联和相应IP
的对应表。
z提供SCTP流管理功能
SCTP允许在初始化期间开放用户规定的流数量。M2PA层应保证每个偶联中的流
的合理管理。
M2PA在每一个偶联的每一个方向上使用两个流。每一个方向中的流0用于链路
状态（Link Status）消息，流1用于用户数据（User Data）消息。为了允许M2PA
按与MTP2相似的方式将消息按优先顺序发送，系统将Link Status和User Data消
息分给不同的流。
z支持FSN（Forward Sequence Number）的多国适配
由于不同国家使用FSN序号的起始值不一致，所以需要使用软参对FSN起始值进
行控制。
?对于国际标准，FSN起始值是0。
系统缺省支持国际标准。
?对于中国标准，FSN起始值是1。
z提供协议栈配置管理功能
按照配置规格设置相关参数并申请资源，如内存、定时器等。
z提供告警日志功能
当链路状态发生改变时，M2PA协议栈可向系统管理适配模块（SMA）报告状态
改变的信息。
z提供协议栈错误处理功能
当协议栈收到Error消息或判断接收的消息存在错误时，会向系统管理适配模块
（SMA）报告。
z统计打点输出和内部统计功能
提供协议栈中相关数据的统计。
z提供协议栈维护功能
协议栈提供了丰富的维护接口，可使得维护人员在必要时进行相应的维护测量操
作。
z提供协议栈的调试功能
运营商可在必要时打开有关的调试开关，为快速定位问题提供有力手段。
17.5 M2PA消息结构
M2PA消息由公共消息头、M2PA消息头和消息数据构成，如图17-7所示。
17 M2PA协议
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信令协议图17-7M2PA消息总体结构
17.5.1 公共消息头
公共消息头包括版本字段、备用字段、消息类别、消息类型和消息长度，如图17-8所
示。
图17-8公共消息头结构
公共消息头各字段的说明：
z版本（Version）：M2PA版本。
?字段值（十进制）：1
?所支持的版本：Release V1.0 of M2PA protocol
z备用（Spare）：发送方将备用字段置为全零，接收方忽略该字段。备用字段不能用于专用信息。
z消息类别（Message Class）：M2PA消息。字段值（十进制）为11。
z消息类型（Message Type）：用户数据（User Data）和链路状态（Link Status）。字段值（十进制）分别为1和2。
z消息长度（Message Length）：定义了按8位位组计算的消息的长度，包括公共消息头的长度。
17.5.2 M2PA消息头
M2PA的所有协议消息应有一个M2PA专用的消息头，其结构如图17-9所示。
图17-9M2PA消息头结构
M2PA消息头各字段的说明：
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信令协议17 M2PA协议
z前向序号（FSN）：用于对发送的M2PA消息编号。
z后向序号（BSN）：用于确认对端的消息，其值为收到的对端消息中的FSN。17.5.3 用户数据
用户数据是来自MTP3的以MSU中的相邻的LI、SIO和SIF八位位组形式出现的数
据。M2PA中不包括MTP2 MSU格式的其他部分（即Flag、BSN、BIB、FSN、FIB、
CK）。LI八位位组在SIO和LI字段之间包括两个未定义的比特。在中国，这两个未定
义的比特留为备用，所以置为全0。LI字段（6比特）内容置为全0（备用）。用户数
据消息的格式如图17-10所示。
图17-10用户数据消息的格式
17.6 M2PA基本信令流程
MTP3与M2PA之间传递的消息和MTP3与MTP2之间传递的消息一致。M2PA处理
来自MTP3的消息，并将处理后的消息向下发送给SCTP。同样地，来自SCTP的消息
通过M2PA处理后被向上发送至MTP3。
17.6.1 链路初始化
链路初始化目的：
z提供握手过程以便在两个端点准备好之后，再发送SS7信令话务。
z验证SCTP偶联是否适合作为一个SS7信令链路使用。
z可以克服SCTP慢启动过程的缺点。
链路的初始化由链路的两端完成。为了简化流程，图17-11和图17-12仅在链路的一端
表示出初始化过程。
17 M2PA协议
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信令协议图17-11链路初始化流程
链路初始化在SCTP偶联已经成功建立之后进行。在偶联建立之后，M2PA向其对等层发送Link Status Out of Service消息。一旦偶联建立并且M2PA已从它的MTP3收到启动请求，M2PA将向对等层发送Link Status Alignment消息，并启动定时器T2。
远端M2PA收到Link Status Alignment消息后，从它的MTP3获取启动请求，并向本端M2PA返回Link Status Alignment消息。
本端M2PA收到对等层发来的Link Status Alignment消息时，停止定时器T2。如果定时器T2超时，M2PA将向它的MTP3报告链路处于不工作状态，并向对等层发送Link Status Out of Service消息。此时，M2PA将保持SCTP偶联，等待MTP3再次初始化过程。
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信令协议17 M2PA协议图17-12链路初始化验证流程
当本端M2PA收到对端Link Status Alignment消息后，初始化过程完成，M2PA进入验
证阶段，启动验证周期定时器T3。如果在T3超时前，本端没有收到对端发送的Link
Status Alignment消息，则退出服务。
在验证过程中，M2PA将周期地向对等层发送Link Status Proving消息。
收到对端的Link Status Proving消息后，本端M2PA停止定时器T3，启动定时器T4，
并继续发送Link Status Proving消息直到T4超时。T4是链路初始化验证时长。
T4超时后，本端M2PA启动定时器T1，并向对等层发送Link Status Ready消息。此消
息用来验证两端是否已经完成验证过程。
远端完成其验证周期后，发送Link Status Ready消息。
当M2PA收到对等层发来的Link Status Ready消息或用户数据消息时，停止定时器
T1，MTP3开始发送数据消息。如果定时器T1超时，M2PA将向MTP3报告链路处于
不工作状态，并向对等层发送Link Status Out of Service消息。此时，M2PA将保持
SCTP偶联，等待MTP3再次初始化过程。
17.6.2 消息的发送和接收
使用Data Request原语将消息从MTP3发送到M2PA。链路处于服务（INS）状态的消
息交互流程如图17-13所示。消息从源MTP3传递到目的MTP3。
17 M2PA协议
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信令协议图17-13消息传送
当MTP3将待发送的消息发给
M2PA时，M2PA使用SEND原语将用户数据消息和链路状态消息传递到SCTP。用户数据消息和链路状态消息由SCTP在不同的流上发送。
当M2PA收到来自SCTP的数据消息时，将消息传给MTP3。
在下列情况之一出现时，M2PA将丢弃收到的消息：
z从SCTP收到的消息的公共消息头包含不合法消息类别或不支持的消息类型。
z收到的用户数据的FSN乱序。
因为SCTP提供了流内的可靠传输和顺序传输的服务，所以M2PA不支持消息重传。
17.6.3 链路状态指示
状态指示包括所有的状态转移消息。图17-14仅以退出服务的状态转移为例进行说
明。
图17-14链路状态指示
当SCTP发送Communication Lost原语给M2PA时，M2PA通知MTP3链路退出服
务。
17.6.4 链路状态消息（处理机故障）
图17-15描述了M2PA对本地处理机故障的响应流程。
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信令协议17 M2PA协议图17-15链路状态消息（处理机故障）
由于M2PA上层的原因使得M2PA不能传送消息时，发生处理机故障。当M2PA发现
本地处理机故障时，向它的对等层发送携带状态处理机故障的链路状态消息。同时，
M2PA停止向SCTP发送用户数据消息，并且停止从SCTP接收用户数据。对等层
M2PA收到链路状态处理机故障消息后，将向它的MTP3报告远端处理机故障。同
时，对等层M2PA停止发送用户数据消息。
在本地处理机故障时，若链路处于服务状态，则M2PA将周期地向对等层发送链路状
态处理机故障消息；若链路不处于服务状态，则M2PA将在本地标识本地处理机故障
状态。
17.6.5 第二级流量控制
图17-16和图17-17描述了第二级流量的控制过程。
17 M2PA协议
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信令协议图17-16第二级流量控制-拥塞正常停止
如果M2PA判定某一偶联正处于接收拥塞状态，则M2PA在此偶联上向它的对等层发送链路状态忙消息，M2PA将继续响应收到的消息。如果M2PA下层的SCTP一直处于接收拥塞状态，则M2PA将周期地发送链路状态忙消息。
当对等层M2PA收到链路状态忙消息时，将启动远端拥塞定时器T6。在T6定时器运行时，即另一端是忙状态时，对等层M2PA停止向SCTP发送消息。
如果M2PA在某一偶联上不再处于接收拥塞状态，将在此偶联上向它的对等层发送链路状态忙结束消息。
当对等层M2PA收到链路状态忙结束消息时，停止定时器T6。
若定时器T6超时，则对等层M2PA将通知链路退出服务状态。M2PA向本端发送链路状态退出服务消息并转到Retrieval状态，如图17-17所示。
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信令协议17 M2PA协议图17-17第二级流量控制-T6超时
17.6.6 MTP3信令链路拥塞
在图17-18中，M2PA通知MTP3拥塞的开始和结束。只有当拥塞级别已经定义时，通
知消息中才会包括拥塞级别。
图17-18MTP3信令链路拥塞
17.6.7 链路去激活
在图17-19中，MTP3请求链路去激活。