BAB II
LANDASAN TEORI
II. 1 Teori Dasar SS7
II.1.1 Pengertian Dasar SS7
SS7 adalah kepanjangan dari Signaling System Number 7 standar ITU-T yang digunakan dalam jaringan telekomunikasi. SS7 digunakan sebagai protocol untuk membentuk prosedur terjadinya komunikasi di jaringan PSTN (public switched telephone network) maupun jaringan cellular. SS7 digunakan untuk proses call set up, routing dan control maupun untuk management dan maintenance dalam jaringan telekomunikasi. SS7 menggunakan kanal khusus untuk keperluan signaling dan transfer data yang terpisah dari kanal suara. Kanal tersebut digunakan secara bersama oleh banyak kanal suara sebagai suatu kanal packet switching.
II.1.2 Jaringan SS7
Jaringan SS7 terdiri dari beberapa komponen sebagai berikut, : 1. Signaling Point (SP)
Adalah suatu node dalam jaringan signaling yang mengirimkan dan menerima message signaling, atau mentransfernya dari satu signaling link ke signaling lainnya.
Ada beberapa jenis SP, yaitu : - Signaling Transfer Point (STP)
Merupakan SP yang dapat mentransfer message dari satu signaling link ke signaling link lainnya hanya melalui level layer MTP.
- Signaling End Point (SEP)
Merupakan SP yang tidak memiliki fungsi STP tetapi mempunyai komponen lain diatas layer MTP yaitu seperti TCAP atau User Part seperti TUP, ISUP dll. Contoh SEP adalah IN, HLR, MSC, SMSC dll.
- Integrated STP
Merupakan signaling point yang mempunyai kedua fungsi yaitu STP maupun SEP.
2. Signaling Link
Merupakan signaling data link full duplex yang terdiri dari dua kanal data yang beroperasi secara bersamaan dalam arah berlawanan. Signaling link adalah yang membawa informasi signaling antara dua SP.
3. Signaling Link Set
Merupakan satu grup (set) signaling link, maksimum 16 link, yang menghubungkan secara langsung dua SP.
4. Signaling Point Code (SPC)
SPC adalah identitas suatu node yang unique dalam suatu jaringan SS7.
Identitas ini digunakan untuk mengetahui proses arah message akan dikirim dan dari mana message diterima.
5. Signaling Mode
Adalah mode signaling link antar SP yang memiliki kanal voice. Contoh signaling mode adalah associated dan Quasi-associated.
- Associated adalah hubungan signaling secara langsung antara dua SP.
Voice circuit
Signaling link
SP SP
Gambar 2.1 Mode signaling associated
- Quasi-associated adalah hubungan signaling antara dua SP secara tidak langsung yaitu melewati STP. Rute yang dilalui dalam hubungan signaling adalah sudah ditentukan dan tetap untuk suatu periode waktu tertentu.
STP
SP SP
Link Link
Circuit
Pre-determined
Gambar 2.2 Mode signaling quasi-associated
6. Signaling Network
Merupakan kumpulan dari signaling link dan signaling point, serta mempunyai konsep pengalamatan tersendiri. Secara logika, signaling network terpisah dari trunk network.
II.1.3 Komponen Dasar SS7
Komponen dasar SS7 secara garis besar terdiri dari tiga bagian yaitu Message Transfer Part (MTP), User Part (UP) dan Transaction Capabilities Application Part (TCAP) . Gambar II.3 berikut menunjukkan komponen dasar susunan SS7.
No.7 USER
TCAP
SCCP
I S U P
T U P
D U P
M T P(1,2,3)
Gambar 2.3 Komponen dasar SS7
I. Message Transfer Part (MTP)
MTP berfungsi sebagai sarana transportasi yang andal untuk transfer informasi signaling antara dua lokasi signaling point. MTP terdiri dari tiga level (layer), yaitu :
1. MTP-1
MTP-1 adalah level satu yang mendefinisikan karakter fisik, elektrik dan fungsi dari signaling data link serta cara mengaksesnya.
2. MTP-2
MTP-2 adalah level dua yang mendefinisikan fungsi dan prosedur untuk transfer informasi dalam suatu signaling data link. Level 2 dan 1 secara bersama-sama menjamin keandalan pengiriman data antara dua titik (node). Di level MTP-2 ini ada fungsi error detection.
3. MTP-3
MTP-3 adalah level tiga yang mempunyai fungsi sebagai signaling message handling dan signaling network management. Message handling ini adalah berupa memproses message yang dikirim dari User Part (UP) untuk kemudian dikirim ke tujuan. Di MTP-3 ini terdapat fungsi message routing. Sedangkan fungsi signaling management adalah mengatur network signaling jika terjadi gangguan.
II. User Part (UP)
User Part merupakan blok (unit) fungsional yang memanfaatkan jasa transportasi yang ditawarkan oleh MTP. Berikut adalah beberapa UP yang telah direkomendasikan oleh ITU-T :
1. Telephone User Part (TUP)
TUP adalah signaling dalam jaringan telepon (PSTN).
2. Data User Part (DUP)
DUP adalah sebagai protocol untuk mengontrol sirkit data call.
3. Signaling Connection Control Part (SCCP)
SCCP meningkatkan fungsi MTP dalam penyediaan jasa baik yang berorientasi pada pembangunan hubungan (connection oriented) maupun tidak (connectionless) untuk pengiriman informasi.
Gabungan SCCP dan MTP disebut dengan Network Service Part (NSP) dan menempati tiga layer pertama dari arsitektur reference model OSI.
4. ISDN User Part (ISUP)
ISUP adalah sebagai signaling untuk jaringan ISDN.
5. Transaction Capabilities Application Part (TCAP)
III. Application Part
Bagian di sini berupa Transaction Capabilities Application Part (TCAP). Fungsi utama dari TCAP adalah untuk packaging data. Di atas TCAP ini adalah user data sebagai berikut :
- MAP (Mobile Application Part, untuk jaringan GSM) - IN (Intelegent Network)
- OMAP (Operation Maintenance Application Part).
II.1.4 Signal Unit SS7
Signal unit SS7 adalah beberapa macam unit signal yang menyusun isi secara keseluruhan dari message SS7. Tipe signal unit tersebut adalah Message Signaling Unit (MSU), Link Status Signaling Unit (LSSU) dan Fill-In Signaling Unit (FISU).
I. MSU
MSU adalah message data informasi yang terdiri dua segmen, yaitu service information octet (SIO) dan signaling information field (SIF). MSU ini berada di MTP-3.
II. LSSU
LSSU berada di MTP-2. LSSU digunakan untuk link alignment dan indikasi status link. LSSU mempunyai kapasitas 8-bit.
III. FISU
FISU berada di MTP-2. FISU digunakan secara periodik atau terus menerus untuk mengetahui bahwa link masih normal. FISU akan dikirim jika tidak ada message lain yang lewat, atau jika link idle.
Gambar 2.4 berikut menunjukkan format signal unit SS7.
F BSN B
I FSN B F I LI B SIO
SIF CK
F
The first bit transmitted 8 16 8n(n>=2) 8 2 6 1 7 1 7 8
MSU
BSN F B
I FSN B F I LI B CK SF
F
The first bit transmitted 8 16 8 or 16 2 6 1 7 1 7 8
LSSU
F BSN B
I FSN B F I LI B F CK
The first bit transmitted 8 16 2 6 1 7 1 7 8
FISU
Gambar 2.4 Format signal unit SS7
II.1.5 Ukuran utilisasi link SS7 (Erlang)
Setiap link SS7 bisa diketahui jumlah utilisasi atau load yang terpakai dari lama waktu tertentu dengan jumlah kapasitas maksimumnya yang disebut link load. Link load ini ditunjukkan dengan satuan Erlang. Perhitungan link load SS7 menggunakan
link transmisi 64kbps dapat ditunjukkan sebagai berikut ( diambil dari ITU-T Q.706, dalam ITU-BDT , Bangkok 2002 ) :
Link load (Erlang) = ( SIO/SIF per seconds + (6xMSU per seconds) ) x 8 bits 64000 bits
Standar normal link load SS7 menggunakan link 64kbps dari ITU-T adalah 0,4 Erlang. Jika link load diatas 0,4erlang maka link sudah terutilisasi maksimum dan bila mencapai 0,9 – 1 erlang maka link akan congestion.
II. 2 Teori Dasar Internet Protocol (IP)
II.2.1 Konsep Dasar IP
IP adalah suatu protocol yang mengolah dan mengirimkan data dalam bentuk paket-paket IP agar sampai pada tujuan. Dalam melakukan pengiriman data, IP memiliki sifat yang dikenal sebagai unreliable, connectionless dan datagram delivery service.
Unreliable (ketidakandalan) berarti bahwa protocol IP tiak menjamin datagram yang dikirim pasti sampai ke tempat tujuan. Protokol IP hanya berjanji ia akan melakukan usaha sebaik-baiknya agar paket yang dikirim tersebut sampai ke tujuan. Jika dalam perjalanan paket tersebut terjadi hal-hal yang tidak diinginkan (misalnya salah satu jalur putus, congest atau node tujuan sedang down), protocol IP hanya memberitahukan ke pengirim paket bahwa terjadi masalah dalam pengiriman paket IP ke tujuan. Jika diinginkan keandalan yang lebih baik, keandalan itu harus disediakan oleh protocol diatas layer IP yaitu seperti TCP maupun SCTP (SIGTRAN).
Connectionless berarti dalam mengirimkan paket data dari tempat asal ke tujuan, pihak pengirim dan penerima paket IP sama sekali tidak mengadakan perjanjian (handshake) terlebih dahulu.
Datagram delivery service berarti setiap paket data yang dikirim adalah independent terhadap paket data yang lain. Akibatnya, jalur yang ditempuh oleh masing-masing paket data IP ke tujuannya bisa jadi berbeda satu dengan yang
lainnya. Karena jalur yang ditempuh berbeda, kedatangan paket pun bisa jadi tidak berurutan.
II.2.2 IP Address
IP address adalah suatu identitas yang diberikan dalam suatu node secara universal untuk keperluan komunikasi antar node tersebut melewati protocol IP. IP address ini berupa 32-bit bilangan biner yang dipisahkan oleh tanda pemisah berupa tanda titik setiap 8 bitnya. Tiap 8 bit ini disebut sebagai octet. Bentuk IP address adalah sebagai berikut : xxxxxxxx . xxxxxxxx . xxxxxxxx . xxxxxxxx. Setiap symbol
“x” dapat digantikan oleh angka 0 dan 1, misalnya sebagai berikut : 10000100.10111001.11110001.00000001.
Notasi IP address dengan bilangan biner seperti diatas tidaklah mudah dibaca.
Untuk membuatnya lebih mudah dibaca dan ditulis, IP address sering ditulis sebagai 4 bilangan decimal yang masing-masing dipisahkan oleh sebuah titik. Setiap bilangan decimal tersebut merupakan nilai dari satu octet (8-bit) IP address. Contoh IP dengan bilangan decimal tersebut adalah 132.92.121.1. Angka decimal 132 menunjukkan bilangan biner 10000100, 92 dengan biner 01011100, 121 dengan biner 01111001 dan 1 binernya adalah 00000001.
II.2.2.1 Kelas-kelas IP Address
Setiap IP address selalu merupakan sebuah pasangan dari network-ID (identitas jaringan) dan host-ID (identitas host dalam jaringan tersebut). Network-ID ialah bagian dari IP address yang digunakan untuk menunjukkan jaringan tempat node ini berada. Sedangkan host-ID ialah bagian dari IP address yang digunakan untuk menunjukkan workstation, server, router dan semua host lainnya di jaringan. IP address dikelompokkan dalam lima kelas, yaitu : Kelas A, Kelas B, Kelas C, Kelas D dan Kelas E. Perbedaan pada tiap kelas tersebut adalah pada ukuran dan jumlahnya.
IP Kelas A dipakai oleh sedikit jaringan namun jaringan ini memiliki anggota besar.
Kelas C dipakai oleh banyak jaringan, namun anggota masing-masing jaringan sedikit. Kelas D dan E juga didefinisikan, tetapi tidak digunakan dalam penggunaan
normal. Kelas D diperuntukkan bagi jaringan multicast, dan Kelas E untuk keperluan eksperimental. Gambar 2.5 berikut menunjukkan format IP address di setiap kelas.
0 net-id host-id
1 0 net-id host-id
1 1 0
net-id host-id
1 1 1 0
Multicast address
Reserved for future use 0 1 2 3 4 8 16 24 31
Class A
Class B
Class C
Class D
Class E 1 1 1 1 0
Gambar 2.5 Format lima kelas IP address
1. Kelas A Karakteristik :
Format : 0nnnnnnn hhhhhhhh hhhhhhhh hhhhhhhh Bit pertama : 0
Panjang NetID : 8 bit Panjang HostID : 24 bit Byte pertama : 0 – 127
Jumlah : 126 Kelas A ( 0 dan 127 dicadangkan ) Range IP : 1.xxx.xxx.xxx sampai 126.xxx.xxx.xxx Jumlah IP : 16.777.214 IP address pada tiap kelas A
2. Kelas B Karakteristik :
Format : 10nnnnnn nnnnnnnn hhhhhhhh hhhhhhhh 2 bit pertama : 10
Panjang NetID : 16 bit Panjang HostID : 16 bit Byte pertama : 128-191
Jumlah : 16.384 Kelas B
Range IP : 128.xxx.xxx.xxx sampai 191.155.xxx.xxx Jumlah IP : 65.532 IP address pada setiap kelas B
3. Kelas C Karakteristik ;
Format : 110nnnnn nnnnnnnn nnnnnnnn hhhhhhhh 3 bit pertama : 110
Panjang NetID : 24 bit Panjang HostID : 8 bit Byte pertama : 192-223
Jumlah : 2.097.152 kelas C
Range IP : 192.0.0.xxx sampai 223.255.255.xxx Jumlah IP : 254 IP address pada setiap kelas C
4. Kelas D Karakteristik :
Format : 1110mmmm mmmmmmmm
mmmmmmmm mmmmmmmm
4 bit pertama : 1110
Bit multicast : 28 bit Byte inisial : 224-247
Deskripsi : Kelas D adalah ruang alamat multicast (RFC 1112)
5. Kelas E Karakteristik :
Format : 1111rrrr rrrrrrrr rrrrrrrr rrrrrrrr 4 bit pertama : 1111
Bit cadangan : 28 bit Byte inisial : 248-255
Deskripsi : Kelas E adalah ruang alamat yang cadangan untuk keperluan eksperimental.
II.2.3 Routing Jaringan IP
Routing IP adalah suatu konsep penentuan jalur komunikasi data yang menggunakan system identifikasi IP address. Routing ini dibuat untuk membuat antar node bisa reachable dengan baik sehingga bisa melakukan proses pengiriman atau penerimaan data. Routing akan dibuat sesuai dengan kondisi jaringan dimana node itu berada. Routing akan menerjemahkan dan akan mengirimkan data sesuai dengan header IP address tujuan yang disertai dengan IP address pengirim. Penejemahan ini dengan cara melihat tabel routing di node pengirim sesuai IP address tersebut , kemudian data akan diteruskan ke lapisan network interface dan diberi header dengan alamat tujuan yang sesuai.
Ada dua model routing yaitu : - Static route
Adalah pembentukan tabel routing yang dilakukan secara manual.
Pembuatan tabel routing ini akan ditentukan secara manual oleh kita sendiri sesuai yang jalur yang kita inginkan. Model static route biasanya digunakan dalam jaringan yang sederhana dimana jumlah node atau host sedikit.
- Dynamic route
Adalah pembentukan tabel routing yang dilakukan secara otomatis oleh system. Routing dynamic ini akan melakukan fungsi transfer data secara
otomatis ke jalur yang dianggap paling bagus dan mempunyai alternative lain jika jalur semula mengalami gangguan.
Fungsi routing dalam pelaksanaannya di dalam jaringan biasa dilakukan oleh perangkat router. Router ini mempunyai banyak tipe sesuai kapasitas dan banyak merek yang dijual di pasaran seperti cisco, junifer, huawei dll.
Router mempunyai dua fungsi, yaitu : - Sebagai penyedia tabel routing.
- Mentransfer paket data ke network lain sesuai dengan tabel routing.
Berikut adalah contoh routing yang ada dalam suatu jaringan :
Subnet 1 129.6.0.0/16
2 202.6.6.0/24 Router
A B
B
129.6.69.107 202.6.6.1 129.6.0.1
Subnet 3 61.0.0.0/8
Interface address 61.1.1.1 Interface address
Router Subnet
Interface address Interface address
Gambar 2.6 Routing dalam suatu jaringan
Gambar 2.6 menunjukkan posisi router yang digunakan sebagai perangkat routing paket data dalam suatu jaringan. Di situ diperlihatkan bahwa router A dan route B terhubung ke tiga network. Berikut adalah routing tabel yang ada di router A :
Tabel II.1 Routing tabel di router A
Destination network address
Destination network mask
Next hop
address Out interface
202.6.6.0 255.255.255.0 129.6.0.1 129.6.69.107 129.6.0.0 255.255.0.0 129.6.69.107 129.6.69.107 61.0.0.0 255.0.0.0 61.1.1.1 61.1.1.1
Sedangkan routing tabel di router B adalah : Tabel II.2 Routing tabel di router B
Destination network address
Destination network mask
Next hop
address Out interface
61.0.0.0 255.0.0.0 129.6.69.107 129.6.0.1 129.6.0.0 255.255.0.0 129.6.0.1 129.6.0.1 202.6.6.0 255.255.255.0 202.6.6.1 202.6.6.1
Dari tabel routing diatas maka kita bisa membuat metode routing sesuai dengan yang diinginkan, baik secara static route maupun dynamic route. Bila menggunakan dynamic route biasanya yang dipakai adalah OSPF atau RIP.
LAN1 WAN
Router
Route selection resolution protocol
Unpacketizing
Encapsulating
Sending Transmitting Receiving
IP ETH PPP
IP ETH PPP
LAN2
Router
Ethernet Serial interface port
Ethernet Serial
interface port
Gambar 2.7 Cara kerja router mentransfer data
Gambar 2.7 diatas menunjukkan cara kerja router dalam meneruskan atau mentransfer paket data. Cara kerjanya adalah pertama router akan menerima paket data dari physical layer di salah satu portnya, kemudian mengirim data tersebut keatas yaitu ke data link layer. Link layer akan membuang encapsulation dari link layer dan mengirimkannya ke network layer. Link
layer ini adalah Ethernet interface, di Ethernet akan menerjemahkan MAC asal, MAC tujuan , protocol dan CRC yang kemudian akan dibuang karena akan diteruskan ke layer network. Di layer network akan dilihat apakah data ini ditujukan ke local atau ke remote node. Jika ke tujuan local maka akan dibuang encaptulation-nya dan mengirimkannya ke layer diatasnya. Jika tujuannya ke remote node, maka ia akan mencari routing tabel yang ada untuk jalur ke remote node tersebut dan kemudian akan meneruskan ke data link layer jika ternyata jalur ke IP address tujuan ada di tabel routing.
II.2.4 Protocol Aplikasi di Jaringan IP
Di dunia komunikasi data yang paling terkenal sekarang adalah menggunakan protocol TCP/IP. TCP/IP sudah umum dan lazim di dunia jaringan computer maupun jaringan internet. TCP/IP adalah sekumpulan protocol yang didesain untuk melakukan fungsi-fungsi komunikasi data pada WAN (wide area network). TCP/IP terdiri atas sekumpulan protocol yang masing-masing bertanggung jawab atas bagian- bagian tertentu dari komunikasi data. Berkat prinsip ini, tugas masing-masing protocol menjadi jelas dan sederhana.
Berikut beberapa aplikasi di jaringan TCP/IP yang sudah biassa digunakan di dunia computer atau internet sekarang, yaitu :
- File Transfer Protocol (FTP)
- E-mail dan SMTP (simple mail transport protocol) - Hypertext Transfer Protocol (HTTP)
Aplikasi baru di jaringan IP yang mulai berkembang sekarang adalah SIGTRAN. SIGTRAN digunakan dalam dunia telekomunikasi baik itu PSTN maupun GSM atau jaringan telepon wireless lainnya. Prinsip SIGTRAN inilah yang akan dibahas dalam bab-bab berikutnya.
II. 3 SIGTRAN
IETF (Internet Engineering Task Force) adalah badan dunia yang telah mendorong dalam pengembangan protocol SS7 over IP. Untuk lebih memfokuskan pengembangan bagaimana SS7 protocol agar bisa berjalan di jaringan IP maka IETF membentuk working groups yang disebut SIGTRAN ( Signaling Transport ), yang berdiri pada tahun 1999. Sigtran bertugas menentukan arsitektur transport dan protocol yang bisa membawa signaling ke dalam jaringan IP untuk bisa mendapatkan standard performance, quality dan operability.
Protocol stack yang berfungsi sebagai pembawa SS7 kedalam jaringan IP dinamakan SIGTRAN. Sigtran adalah transport layer baru yang terdiri dari Stream Control Transmission Protocol (SCTP) layer dan User Adaption (UA) layer.
Berikut di bawah ini adalah gambar susunan Transport Layer baru yang dikembangkan dan dibuat oleh Sigtran.
Gambar 2.8 : Struktur Sigtran Protocol Stack .
Dari gambar 2.8 Sigtran Protocol tersebut dapat dijelaskan sebagai berikut :
1. Layer area protocol baru adalah pada : SCTP layer dan UA layer (M3UA, M2UA,M2PA,SUA dan IUA).
2. Layer protocol lama adalah pada : IP, MTP3, ISDN, SCCP dan TCAP.
3. Layer SCTP ini akan membawa (transport) layer diatasnya (UA,MTP3, ISDN etc) ke layer IP.
Untuk membandingkan secara keseluruhan protocol layer Sigtran dengan layer OSI, TCP/IP dan SS7 layer dapat dilihat pada gambar 2.9 berikut :
Gambar 2.9 : Perbandingan susunan layer transport OSI, TCP/IP, SS7 dan Sigtran.
a. Model Aplikasi dari Protocol SIGTRAN dalam Jaringan
Sigtran digunakan dalam model jaringan dimana di dalamnya terdapat interkoneksi antara jaringan narrow band dan broad band. Model jaringan tersebut terdiri
Application
Presentation Session Transport
Network
Data link Physical
OSI
DNS SNMP ROUTE
…
UDP IP
Data link Physical TCP
Telnet FTP SMTP
…
TCP / IP
SCTP
SIGTRAN (SS7 over IP)
ISUP
SCCP TUP
TCAP Component Transaction OMAP GSM
M3UA M2AU M2PA SUA IUA
IP Data link
Physical Application
Presentation Session Transport
Network Data link Physical
OSI
Layers 1, 2 and 3MTP SS7
ISUP
SCCP
TUP
OMAP GSM
TCAP Component Transaction
dari tiga dasar entity, yaitu : SG (Signalling Gateway), MG (Media Gateway) dan MGC (Media Gateway Control) seperti dalam gambar berikut :
MG SG
MGC Switched
Circuit Network
Packet switched network
SIGTRAN
H.248/MGCP
Gambar 2.10 Model jaringan Sigtran antara SG dengan MGC (M3UA).
Signalling dari narrow band network diakses oleh SG, sedangkan dari media stream ( seperti trunk circuit ) diakses oleh MG. SG mengubah narrow band signalling menjadi packet-packet yang kemudian dikirim ke MGC. MGC akan memproses packet signalling tersebut, dan mengontrol bearer connection MG melalui MGCP ( Media Gateway Control Protocol ), serta membentuk interkoneksi antara perangkat/jaringan narrow band dengan broad band. Dalam hal ini Sigtran stack digunakan antara SG dengan MGC adalah M3UA.
Sigtran stack juga digunakan dalam jaringan yang lebih sederhana yaitu hanya antara SG dengan SG. SG ini sebagai jaringan inter-network dimana di local networknya masih menggunakan narrow band signalling, seperti dalam gambar berikut :
SIGTRAN(M2PA)
Narrow Band Narrow Band
Gambar 2.11 Model Sigtran stack antara SG dengan SG (M2PA).
Sigtran stack antar SG ini (M2PA) digunakan untuk optimalisasi atau effisiensi band width backbone dimana apabila menggunakan signalling narrow band akan sangat terbatas sekali kapasitasnya. Untuk perkembangan kebutuhan signalling antar SG yang
SG SG
MSC MSC
semakin besar maka dengan Sigtran stack ini akan dapat terpenuhi tanpa ada penambahan atau pengembangan secara besar-besaran terhadap kapasitas back bone.
b. Arsitektur dasar SIGTRAN I. Arsitektur M3UA
Arsitektur aplikasi dari M3UA bisa diilustrasikan dengan gambar berikut :
SEP SS7 STP SS7 SG IP MGC
ISUP
MTP1-3 MTP1-3 MTP
1-3 M3UA SCTP IP
M3UA SCTP IP ISUP
Gambar 2.12 Arsitektur aplikasi M3UA.
Di sisi SG, primitive MTP3 (narrow band) diubah menjadi packet oleh M3UA, kemudian dikirim ke MGC oleh SCTP.
II. Arsitektur M2PA
Arsitektur aplikasi M2PA bisa diilustrasikan dengan gambar berikut :
SEP SS7 STP SS7 SG IP MGC
ISUP
MTP1-3 MTP
1-2 M2PA SCTP IP
M2PA SCTP
IP ISUP
MTP1-3
MTP3 MTP3
Gambar 2.13 Arsitektur aplikasi M2PA.
M2PA adalah peer-to-peer adaptation layer dari MTP2. M2PA berupa SS7 link over IP dengan interfacing MTP2. MTP2 narrow band akan diubah secara peer-to-peer menjadi M2PA dan dikirim lagi melalui SCTP.
Dengan kata lain M2PA ini dapat berupa suatu proses yang membawa MTP3 layer melalui IP.
II.3.1 SCTP ( Stream Control Transmission Protocol )
II.3.1.1 Pengertian SCTP
SCTP adalah sebuah transport protocol yang reliable yang beroperasi dalam suatu jaringan connectionless packet service yang berpotensi unreliable, seperti dalam jaringan IP. SCTP ini akan menjamin suatu protocol transport tetap beroperasi secara normal tanpa gangguan meskipun jaringan yang dilewati tidak terjamin reliability-nya. Seperti diketahui bahwa jaringan IP sekarang adalah efisien, sangat besar dan merata, tetapi dengan kondisi bahwa IP tidak menjamin reliable-nya suatu data yang lewat maka agar SS7 bisa dilewatkan ke IP dibutuhkan transmission protocol yang menjaga reliability SS7 tersebut. SCTP adalah solusi yang bisa memecahkan masalah tersebut.
II.3.1.2 Istilah-istilah Dalam SCTP
I. Transport Address dan IP Address
Transport address dari SCTP adalah berupa sebuah IP dengan port number. SCTP port number digunakan sebagai identifikasi user pada IP yang sama, dan ini identik dengan TCP port number.
Sebagai contoh, IP address 10.105.28.92 dan SCTP port number 1024 menunjukkan satu transport address SCTP, sementara 10.105.28.92 dan 1025 adalah transport address yang lain.
Meskipun IP address sama, SCTP address tersebut dibedakan oleh port number.
II. Host dan Endpoint
Host adalah berupa sebuah perangkat/node yang mempunyai atau satu atau lebih IP address, ini berupa entity yang bersifat physical.
Endpoint adalah pengirim dan penerima logical dari packet SCTP, ini berupa entity yang bersifat logical.
Sesuai dengan aturan SCTP, hanya satu association saja yang bisa terbentuk diantara dua endpoint. SCTP dengan konfigurasi host multi-homing ( mempunyai dua IP aktif dan stand by ) adalah SCTP endpoint yang terdiri dari satu set destination transport address yang dapat dipilih dimana SCTP packet akan dikirim dan satu set source transport address dari mana SCTP packet tersebut diterima. Semua transport address yang digunakan oleh SCTP endpoint harus mempunyai port number yang sama, tapi IP harus berbeda dan lebih dari satu (multihoming). Sebuah transport address yang telah digunakan oleh satu SCTP endpoint tidak boleh digunakan lagi atau sama dengan SCTP endpoint yang lain.
Dengan kata lain transport address adalah unique dalam SCTP endpoint. Dengan demikian bisa terdapat beberapa endpoint dalam sebuah host. Hubungan antara SCTP host dengan endpoint bisa dijelaskan dengan gambar berikut :
SCTP IP address 1
Port1
Port 2 User1
User2
Endpoint 1
Endpoint2 Host
IP address 1
Gambar 2.14 Hubungan antara SCTP host dan endpoint
III. Association dan Stream
Association adalah berupa logical connection yang specific atau berupa channel yang dibangun diantara dua endpoint untuk bisa mentransmisikan data dengan melalui mekanisme empat-langkah handshake terlebih dahulu sesuai yang diperintahkan oleh SCTP.
Stream digunakan dalam SCTP untuk mengatur sequence dari user messages yang akan ditransfer lagi ke layer protocol diatasnya sehingga user-user message tersebut diatur dan pecah sesuai dengan urutan. Sebagai contoh, dua buah group data yaitu A,B,C serta X,Y,Z harus ditransport secara sequence tetapi dua group tersebut tidak sequence (terpisah). Dengan demikian, A,B,C ditransport dalam satu stream sedangkan X,Y,Z dalam stream yang lain.
IV. TSN dan SSN
TSN ( Transmission Sequence Number ) adalah 32-bit sequence number yang ada dalam SCTP. TSN ada di setiap chunk data, yang berfungsi untuk acknowledgment terhadap SCTP yang diterima oleh endpoint sehingga akan terdeteksi dan tidak akan terjadi duplikasi pengiriman.
SSN ( Stream Sequence Number ) adalah 16-bit sequence number yang ada di setiap data chunk yang dikirim oleh local end untuk menjamin sequence transmission dalam stream SCTP association.
V. Pengertian Lain
Path : adalah berupa jalur transmisi yang terdiri dari IP address destination dan IP address source. Path dapat didefinisikan juga dengan rute untuk transmisi data.
CWND (Congestion Window) adalah parameter di SCTP protocol untuk sliding window. Congestion window bisa diterapkan pada segala macam destination address. Ini bisa diatur berdasarkan kondisi dari network. Pada saat pengiriman data mendapat balasan
non-acknowledgement dari destination address karena telah melebihi panjang dari CWND detination tersebut maka source address akan menghentikan pengiriman data ke destination.
RWND (Receiver Window). Dalam protocol SCTP ada variable yang digunakan oleh pengirim data untuk menyimpan hasil penghitung receiver window dari penerima data dalam bentuk bytes. Ini bertujuan untuk memberikan space available terhadap inbound buffer di sisi penerima.
II.3.1.3 Fungsi SCTP
Fungsi dasar dari SCTP ditunjukan dalam gambar 2.15.
Path management Packet validation Chunk bundling
Acknowledgement and congestion avoidance User data fragmentation
Sequenced delivery within streams
Association startup and takedown
Gambar 2.15 Susunan fungsi dari protocol SCTP
Penjelasan fungsi SCTP adalah sebagai berikut :
• Association startup and takedown
SCTP adalah protocol association oriented. Ini dapat dijelaskan bahwa data akan bisa dikirimkan diantara dua endpoint setelah melakukan hubungan association terlebih dahulu. Sehingga proses awal sebelum terjadi proses pengiriman data adalah proses pembentukan hubungan
association yang diawali dengan association startup dan diakhiri dengan association takedown. Setelah itu baru terbentuk hubungan association dan siap dengan proses pengiriman data atau service lainnya.
• Sequence delivery within streams
SCTP akan mengirimkan datagram berdasarkan suatu urutan. Urutan datagram tersebut diletakkan dalam satu stream dan stream ini adalah basis dari urutan pengiriman data.
• User data fragmentation
SCTP akan membuat fragmentasi terhadap user message sehingga akan bisa dilewatkan dengan tidak melebihi angka path MTU (maximum transmission unit). Dalam proses penerimaan, message fragmentasi tersebut akan di-reassembled dalam message aslinya secara lengkap dan akhirnya akan diterima berupa message utuh oleh user penerima.
• Acknowledgment dan congestion avoidance
SCTP akan menetapkan TSN untuk message fragmentasi atau message non-fragmentasi. TSN ini adalah independent untuk setiap urutan stream. Di sisi penerima akan melakukan acknowledgement kepada pengirim terhadap TSN yang telah diterimanya meskipun ada gap diantara urutannya. Dengan cara ini maka pengiriman secara reliable akan tetap berfungsi meskipun ada masalah pada urutan pengiriman stream.
• Chunk bundling
User SCTP mempunyai pilihan untuk request bundling terhadap lebih dari satu message untuk dijadikan dalam single SCTP packet. Jadi chunk bundling adalah berupa proses dari SCTP untuk membentuk beberapa message menjadi satu bundle packet di sisi pengirim dan kemudian akan mengembalikan lagi ke message-message semula di sisi penerima.
• Packet validation
Header dalam SCTP yang terdiri dari 32-bit checksum dan verification tag.
• Path management
Path management berfungsi untuk memonitor pencapaian setiap detak pengiriman packet traffic dan memberitahu kepada user SCTP ketika terjadi perubahan transport address dari pencapaian pengiriman tersebut.
Dari penjelasan diatas dapat diketahui perbedaan dari protocol SCTP dan TCP sebagai berikut :
1. TCP ditransmisikan berbasis karakter stream. Pada upper layer TCP harus mempunyai mekanisme demarkasi sendiri-sendiri.
SCTP ditransmisikan berbasis datagram dan tidak memmiliki demarkasi di upper layer.
2. SCTP memiliki konfigurasi multi IP address.
3. SCTP ditandai berupa stream dimana data akan ditasnmisikan secara berurutan.
II.3.1.4 Struktur dari SCTP-message
Struktur dari SCTP message dapat ditunjukkan pada gambar 2.16.
Gambar 2.16 struktur SCTP
Dari gambar 2.16 diatas dapat dijelaskan bahwa packet SCTP yang dikirim ke lower-layer terdiri dari common header dan satu atau lebih chunk. Format ini adalah berupa chunk-chunk SCTP yang telah dilakukan bundling. Chunk-chunk tersebut masing-masing mempunyai header dan parameter sendiri-sendiri. Parameter tersebut adalah berupa tipe chunk, length dan value (TLV) format. Pada saat SCTP mentransmisikan DATA, TSN disediakan untuk chunk-chunk data. Oleh karena itu TSN diletakkan di parameter DATA chunk dan tidak di common header.
Dalam protocol SCTP ada suatu verification tag yang secara random akan dibangkitkan oleh local-end untuk association selama proses start up.
Dalam proses start up association, dua sisi local-end dan far-end akan saling tukar tag-nya masing-masing. Pada saat data ditransmisikan, pengirim harus membawa tag penerima dalam common header untuk pengecekan.
II.3.1.5 Proses-proses yang terjadi di SCTP
Proses-proses yang terjadi dalam SCTP adalah start up of association, takedown of association, transmission and validation of data, congestion control mechanism dan management mechanism. Berikut akan dijelaskan proses-proses utama dalam SCTP, yaitu :
1. Proses Start up of association
Start up of association SCTP adalah sebuah proses empat langkah negoisasi yang memiliki empat interaksi message yaitu INIT, INIT ACK, COOKIE ECHO dan COOKIE ACK seperti ditunjukkan pada gambar 2.17.
INIT(Tag_A) T1-
init INIT ACK(Tag_Z, connection information Z)
Endpoint A Endpoint Z
T1-cookie
COOKIE ECHO(connection information Z) + DATA
COOKIE ACK +DATA + SACK Established
Established SACK
Italic items: optional information chunks T3-rtx
Gambar 2.17 Interaksi selama start up association SCTP
2. Proses Pemutusan Association ( Termination of Association ) Association SCTP dapat diputus dengan dua cara, yaitu GRACEFUL shutdown dan UNGRACEFUL shutdown.
- GRACEFUL shutdown
Adalah proses pemutusan association SCTP dimana apabila masih ada proses pengiriman data maka akan ditunggu terlebih dahulu sampai pengiriman tersebut selesai, baru kemudian terjadi pemutusan association.
- UNGRACEFUL shutdown
Adalah proses pemutusan association SCTP dengan metode pengiriman langsung pesan ABORT ke lawan dan pada saat itu juga TCB akan segera terhapus. Begitu juga dengan sisi penerima, pada saat pesan ABORT diterima maka TCB akan segera terhapus.
Dengan demikian proses association langsung berhenti tanpa menunggu proses transfer datayang sedang berlangsung selesai.
3. Proses Transmisi Data
Proses transmisi data akan berlangsung setelah association telah terbentuk antara pengirim dan penerima.
Berikut yang terjadi dalam proses transmisi data : 1. Stream control dengan window
SCTP memakai dua window transmisi data, yaitu CWND dan RWND. CWND bertugas mengurusi setiap alamat IP, sedangkan RWND akan mengurusi setiap proses associoation.
2. Pembatasan dua window CWND dan RWND pada transmisi data
Jika RWND menunjukkan bahwa buffer penerima tidak bisa menerima data, maka data tidak akan dikirim. Namun jika penerima sudah menerima data sebelumnya dan siap untuk data selanjutnya dapat dikirim ( CWND akan disediakan dan mulai proses pengiriman data ). Pada saat data dikirim ke sebuah alamat IP telah mencapai atau melewati ambang batas CWND, maka data tidak akan dikirim lagi ke IP tersebut.
3. Validasi lambat atau terseleksi
Validasi lambat atau terseleksi artinya adalah pada saat menerima sebuah datagram , SCTP tidak akan segera mengirim balik pesan ACK ke pengirim. ACK akan dikirim balik setelah menerima dua datagram atau ketika datagram tidak tervalidasi selama waktu 200ms. Dengan cara ini maka pesan-pesan ACK tidak akan memenuhi jalur transmisi yang bisa mengakibatkan overload.
4. Pengiriman data kembali (retransmit) akibat time out.
SCTP mempunyai timer T3 yang berfungsi untuk memelihara hubungan setiap alamat IP tujuan. Timer T3 juga digunakan untuk proses pengiriman data.
Aturan timer T3 adalah sebagai berikut :
• Saat transmit atau retransmit data ke IP tujuan maka T3 akan aktif dan dimulai.
• Saat menerima SACK dan semua data telah tervalidasi, maka T3 akan berhenti. Jika ada data yang ternyata tidak tervalidasi maka T3 akan diaktifkan kembali.
• Jika T3 time out, maka data MTU yang dikirim kearah jalur tujuan akan dicek. Kemudian data yang telah terkirim namun tidak tervalidasi akan dibungkus (bundled) dalam satu blok data dan dikirim kembali ke tujuan, maka T3 dimulai.
Dari aturan diatas maka tidak akan terjadi double pengiriman data.
Lebih jelasnya, ada dua kasus bagi SCTP pengirim yang akan retransmit data chunk , yaitu :
• Adanya pesan SACK sebanyak empat kali berturut-turut yang dikirim dari penerima bahwa data tidak diterima.
• Pada saat timer T3 pada jalur (path) pengiriman time out.
5. Multi-home
Multi-home adalah double IP address yang berarti satu sumber atau tujuan akan mempunyai dua buah IP yang berbeda. Dua IP tersebut akan aktif salah satu, sedangkan satunya lagi sebagai stand by IP. Dengan multi-home ini maka proses transfer data akan lebih reliable karena adanya jaminan IP yang selalu aktif secara bergantian jika salah satu ada masalah atau putus.
4. Proses Congestion control
SCTP mempunyai mekanisme congestion control sebagai berikut : 1. Slow-start
Slow-start artinya saat SCTP mengirim data ke suatu network dalam mode slow karena ia tidak tahu kemampuan dari network tersebut.
Jelasnya adalah CWND dari address tujuan ditetapkan dengan nilai yang sangat kecil (yaitu tidak lebih dari nilai MTU untuk dua jalur) untuk menjamin data dikirim dalam jumlah yang kecil-kecil oleh SCTP sehingga kemungkinan congestion akan bisa dihindari.
Threshold di slow-start mode nilainya besar, sebelum CWND mencapai threshold tersebut maka algoritma slow-start diambil CWND untuk menambahkannya. Normalnya, CWND akan bertambah secara gradual untuk benar-benar mengoptimalkan penggunaan ketersediaan bandwidth di network. Dengan cara ini maka SCTP akan tetap menjamin pengiriman data dalam kondisi network yang terbatas secara bandwidth maupun waktu delivernya.
2. Pencegahan congestion
Pada saat CWND bertambah secara perlahan-lahan (gradual) kemudian sampai pada titik threshold maka selanjutnya akan terjadi mekanisme pencegahan congestion.
3. Congestion control
CWND tidak akan bertambah secara tak terbatas. Dalam kondisi traffic yang berjumlah besar maka congestion bisa akan muncul.
Congestion control diperlukan untuk mengatasi hal ini. Pada saat ada gap (jeda) saat SACK diterima dari lawan, atau timer T3 time out maka CWND akan berkurang secara besar . Untuk gap pada SACK , CWND akan berkurang setengahnya. Sedangkan untuk T3 time out berkurang sebesar satu jalur MTU, ini untuk menjamin bahwa hanya data yang berukuran satu MTU dan yang tidak tervalidasi saja hingga validasi diterima lagi dari penerima.
4. Fast retransmit
Artinya adalah saat SACK diterima maka hal ini menandakan bahwa ada gap pada urutan data di sisi penerima, kemudian pengirim akan memberi data chunk yang terjadi gap tersebut dengan label
“retransmit” setelah ia menerima tiga kali berturut-turut pesan SACK.
5. Proses path management
Berikut penjelasan dari proses path management SCTP yang dilakukan untuk mengatur/mengontrol status path dan status hubungan dengan lawan (end point).
Manajemen status end point
Manajemen status end point adalah berupa counter antara node dengan pasangan alamatnya, counter ini akan menghitung waktu retransmisi secara continue kearah lawan pasangannya. Pada saat counter telah mencapai batasnya maka status hubungan dengan pasangan lawan dianggap putus (unreachable). Kemudian, SCTP akan berubah status association menjadi CLOSED, dan akan mengirim report perubahan ini.
Saat hubungan antara pasangannya terbentuk lagi dan proses pengiriman data berlangsung dan telah tervalidasi maka counter ini akan direset.
Manajemen status path
Path management adalah berupa counter yang ada di setiap peer address (pasangan alamat) yang menyimpan waktu time out dari timer T3 dan waktu pengiriman pesan heartbeat dengan menerima kondisi tidak direspon oleh lawan. Jika counter ini melebihi batas angka yang ditetapkan maka alamat lawan akan diberi label sebagai “unreachable”.
Jika selanjutnya validasi diterima kembali dari lawan terhadap data chunk yang terkirim, atau validasi dari telah diterimanya heartbeat maka counter selanjutnya akan direset.
Heartbeat
Heartbeat pada SCTP adalah proses untuk menjaga hubungan dengan alamat pasangan agar tetap keep alive. SCTP akan mengirim chunk heartbeat ke alamat tujuan pada saat idle (tidak ada traffic data). Pada saat lawan telah menerima pesan heartbeat ini maka ia harus segera mengirim validasi heartbeat ke pengirim. Jika tidak segera mengirim validasi tersebut maka akan muncul counter path error.
II. 3.2 MTP2-User Peer-to-Peer Adaptation Layer (M2PA)
II.3.2.1 Pengertian M2PA
Protocol M2PA ini adalah berupa SS7 over IP yang bekerja di layer MTP- 2. M2PA ini akan membawa protocol layer diatasnya yaitu MTP-3 ke jaringan IP.
M2PA ini digunakan sebagai koneksi antara SG dengan IPSP (IP signaliing point), atau antara IPSP dengan IPSP lainnya di dalam network IP. IPSP ini adalah node yang hanya mempunyai protocol SS7 over IP, sedangkan SG ini adalah berupa node yang berfungsi sebagai SS7 tranfer point yang mempunyai protocol baik itu SS7 over TDM maupun SS7 over IP. SG ini adalah nama lain dari STP tapi dengan adanya tambahan fungsi dan fasilitas yaitu dia sebagai signalling gateway SS7-TDM dan SS7-IP sehingga antara SS7 tersebut bisa berkomunikasi.
II.3.2.2 Aplikasi M2PA
a. Aplikasi M2PA dalam hubungan SGP-ASP
Gambar 2.18 menunjukkan model aplikasi M2PA yang digunakan untuk mode hubungan antara SGP (signaling gateway process) dengan ASP (application server process). Di gambar tersebut dapat dijelaskan bahwa SG sebagai SS7 transfer antara node yang mempunyai tradisional SS7 (SS7-TDM) dengan node yang mempunyai SS7-IP.
SG IPSP IP
MTP3 M2PA SCTP IP SEP
MTP3-User
MTP3 MTP2
MTP1
MTP3
MTP2
MTP1 IP
MTP3-User
M2PA SCTP No.7
SEP: SS7 Signaling end point
Gambar 2.18 Aplikasi M2PA pada IP-SG ( SGP-ASP)
b. Aplikasi M2PA antara IPSP-IPSP
Aplikasi M2PA di sini adalah M2PA bertugas untuk membawa protocol MTP-3 sehingga antara IPSP dengan IPSP bisa berkomunikasi lewat protocol MTP-3 melalui IP network.
Seperti ditunjukkan dalam gambar 2.19 berikut, :
IPSP IPSP
IP
MTP3
M2PA SCTP
IP
MTP3
M2PA SCTP
IP
Gambar 2.19 Aplikasi M2PA antar IPSP
II.3.2.3 Peranan M2PA
1. Sebagai interface antara level MTP-2 dengan MTP-3
MTP-3 adalah user bagi MTP-2 dalam SS7, M2PA berfungsi sebagai pembawa semua services dari MTP-3 yang selanjutnya akan dikirim melalui jaringan IP dan sebaliknya.
2. Sebagai Peer-to-Peer communication
Pada SS7 , salah satu karakternya adalah MTP-2 akan mengirim tiga buah pesan (messages) , yaitu message mignal unit (MSU), link status signal units (LSSU) dan fill-in signal units (FISU). MSU berasal dari level teratas dari pada MTP-2 dan merupakan messages utama yang akan dikirimkan ke node tujuan. Sebaliknya, M2PA akan melewatkan messages dari MTP-3 ke SCTP untuk dikirim ke tujuan melalui IP network. LSSU digunakan untuk informasi perubahan status hubungan dari layer MTP-2 dengan lawannya. Informasi status LSSU mirip dengan proses di M2PA, informasi status ini akan dikirim disaat tidak ada messages yang dikirim atau idle. Sedangkan FISU tidak digunakan di M2PA karena hal ini berhubungan dengan penghematan bandwidth dan resources di IP network.
II.3.2.4 Format message M2PA
a. Message M2PA
Message M2PA terdiri dari beberapa bagian yaitu common message header, M2PA-specific header dan message data. Format message M2PA ditunjukkan pada gambar 2.20 berikut.
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
0 1 2 3
Common message header M2PA-specific header
Message data
£ º
Gambar 2.20 Format message M2PA
b. Extended changeover order (XCO) dan Extended Changeover Acknowledgement (XCA)
M2PA sequence number (FSN/BSN) yang mempunyai panjang 24 bit prosesnya akan dilakukan berupa XCO atau XCA. Gambar 2.21 berikut format XCO dan XCA.
M2PA sequence number
D C B A H1
0001
H0 Label
24 4 4 56
First bit transmitted
Gambar 2.21 Format XCO dan XCA
Saat H1 nilainya adalah “0011” maka message-nya adalah XCO sedangkan bila “0100” maka XCA.
II.3.2.5 Fungsi yang disediakan oleh M2PA
I. Menyediakan proses MTP-3/MTP-2 tradisional
M2PA bisa melakukan proses transfer data yang berasal dari layer diatasnya yaitu MTP-3 maupun dari layer yang sama yaitu MTP-2.
II. Sebagai fungsi dari MTP-2
Berikut penjelasan M2PA yang berfungsi sebagai MTP-2.
o Melakukan prosedur changeover MTP3.
o Menginformasikan perubahan link status ke MTP3.
o Melakukan prosedur processor outage.
o Melakukan prosedur link alignment.
III. Mapping protocol SS7 ke dalam IP network
M2PA melakukan transfer message dari SS7 tradisional ke SCTP yang merupakan jaringan IP, dan sebaliknya.
IV. SCTP stream management
Pada saat pertama kali SCTP akan membentuk hubungan (association) dengan lawan diperlukan jumlah stream untuk membangun hubungan tersebut (number stream of initialization).
M2PA akan bertugas untuk menjamin bahwa jumlah stream yang diperlukan oleh SCTP tersedia untuk membentuk association.
M2PA menggunakan dua stream untuk setiap arah untuk setiap association. Stream “0” di setiap arah digunakan untuk link status messages. Stream “1” digunakan untuk user data messages.
Pemisahan stream digunakan oleh M2PA agar bisa memprioritaskan message.
V. Sebagai transfer message MTP-3
MTP-3 akan dibawa oleh M2PA dengan mekanisme message handling maupun management function antar IPSP maupun di node SS7 lainnya.
II.3.2.6 Prosedur Implementasi dari Fungsi Utama M2PA
I. M2PA Link State Control
Perubahan status link M2PA tergantung dari beberapa kejadian (events).
Berikut dijelaskan beberapa status link M2PA.
o IDLE : Status pada saat link melakukan initialization.
o OOS : Out of service. Status saat initialization selesai.
o AIP : Alignment in progress. Status bahwa M2PA sedang melakukan proses alignment dengan lawan.
o PROVING : M2PA mengirim status message proving ke lawan.
o ALIGNED READY : Proving telah selesai. M2PA akan menunggu sampai lawan memberi balasan proving complete.
o INS : In service. Link siap untuk diisi atau dilewati traffic.
o RETREIVAL : Link tidak bisa dilewati traffic. M2PA sedang menunggu untuk permintaan mendapatkan lagi message (message retrieval) dari MTP3.
Gambar 2.22 menggambarkan proses perubahan status di SCTP association bersamaan dengan penyebab kejadiannya.
IDLE
Power on
OOS
AIP
PROVING
ALIGNED READY
INS
RETRIVAL
Link Configured (Associate) MTP3 start
MTP3 stop or T1 expiry
SCTP Comm Error or SCTP Comm Lost
Receive LS Alignment OR LS Proving (Associate)
MTP3 Stop OR Receive LS OOS
MTP3 Stop OR T3 Expiry OR Receive LS OOS
Receive LS Ready OR Receive User Data
MTP3 Stop OR Receive LS OOS OR SCTP Comm Error OR SCTP Comm Lost OR T6 Expiry M2PA link faulty
Retrieval complete OR MTP3 Start
SCTP Comm Error or SCTP Comm Lost
SCTP Comm Error or SCTP Comm Lost
Gambar 2.22 Diagram proses transisi status link M2PA
II. Prosedur dalam mensupport feature MTP-2
1. Signal Unit Format, Delimitation, Acceptance
SCTP adalah protocol transport andal yang model pengirimannya adalah dalam suatu urutan tertentu (in- sequence). Karena itu fungsi serupa di MTP-2 tidak diperlukan.
SCTP tidak mempunyai fungsi untuk mengontrol terhadap status link control di MTP-2. Hal ini akan dilakukan oleh M2PA sebagai peer-to-peer dari MTP-2.
2. Penyesuain (adaptation) antara SCTP dengan MTP-3 Setiap link MTP bersesuaian dengan suatu association SCTP.
Artinya setiap MTP pasti akan berhubungan dengan setiap link SCTP sebagai pembawa ke jaringan. Untuk mencegah duplikasi association , maka setiap endpoint harus tahu IP dan port number kedua endpoint yang saling berhubungan. Dengan cara ini SCTP akan mencegah terjadinya dupikasi association dalam satu IP dan port number yang sama.
Dalam proses pembentukan association yang dilakukan adalah pembentukan berdasarkan pengenalan IP dan port number.
Pembentukan association M2PA tidak berdasarkan SLC.
Perlu dicatat bahwa sebuah link di association SCTP diidentifikasikan oleh dua buah endpoint. Setiap endpoint diidentifikasikan oleh IP dan port number. Selanjutnya setiap association tersebut akan dimap ke SLC.
Berikut beberapa bentuk association link SCTP-M2PA :
- Association dan link antar IPSP yang masing-masing mempunyai dua IP address.
Gambar 2.23 menunjukan bahwa ada dua IPSP yang masing-masing mempunyai dua IP. Dua association adalah link yang menghubungkan kedua IPSP tersebut. Saat link- link tersebut masih dalam satu linkset maka kedua link tersebut mempunyai SLC yang berbeda.
IPSP X IPSP Y
IPA port= PW SLC= a
IPC port= PW SLC= b
IPB port= PW SLC= a
IPD port= P W SLC= b SCTP
Association 1
SCTP Association 2
IPx = IP address
PW = M2PA registered port number
Gambar 2.23 Association dan link antara dua IPSP yang masing-masing mempunyai dua IP.
Dalam table II.3 di bawah menunjukkan hubungan sebagai penjelasan dari gambar 2.23 diatas.
Tabel II.3 Hubungan antara association dan link antara dua IPSP.
IPSPX IPSPY
Associatio
n IP
address Port IP
address Port SLC
1 IPA PW IPB PW a
2 IPC PW IPD PW b
Dari table II.3 diatas dapat dijelaskan bahwa metode mapping pembentukan association SCTP terhadap SLC adalah sangat berhubungan dan menentukan. Artinya dua association tersebut dibedakan dengan SLC karena masih dalam satu linkset.
- Association dan link antara satu IPSP yang terhubung ke dua buah IPSP.
Gambar 2.24 dan tabel II.4 di bawah menunjukkan satu buah IPSP terhubung dengan dua IPSP, jadi ada tiga IPSP.
IPSP X
IPA port= PW SLC= a
IPC port= PW SLC= b
IPSP Y
IPB port= PW SLC= a SCTP
Association 1
SCTP Association 2
IPSP Z
IPD port= PW SLC= b
IPx = IP address
PW = M2PA registered port number
Gambar 2.24 Association dan link antara satu IPSP ke dua IPSP
Sebagai catatan dalam contoh ini adalah ada dua buah link dengan beda linkset. Karena itu bisa terjadi bahwa SLC a dan b akan sama, disebabkan karena linksetnya beda.
Tabel II.4 Association dan link (SLC) antara dua IPSP dengan dua IP berbeda
IPSPX IPSPY
Associatio
n IP
address Port IP
address Port SLC
1 IPA PW IPB PW a
IPSPX IPSPZ Associatio
n IP
address Port IP
address Port SLC
2 IPC PW IPD PW b
- Association dan link (SLC) berupa multiple association antara dua IP address
Gambar 2.25 dan tabel II.5 di bawah menunjukkan dua association diantara IP yang sama. Association ini hanya dibedakan oleh port number.
IP S P X I P S P Y
IP A p o r t= P 1 S L C = a
IP A p o r t= P W S L C = b
I P B p o r t= P W S L C = a
IP B p o r t = P W S L C = b S C T P
A s s o c ia t io n 1
S C T P A s s o c ia tio n 2
IPx = IP address
P1 = Pre-selected port number
PW = Registered port number for M2PA
Gambar 2.25 Association dan link (SLC) berupa multiple association antara dua IP address
Tabel II.5 Association dan link (SLC) berupa multiple association antara dua IP address
IPSPX IPSPY
Associatio
n IP
address Port IP
address Port SLC
1 IPA P1 IPB PW a
2 IPA PW IPB PW b
3. Link alignment
Kegunaan dari prosedur link alignment adalah :
- Untuk keperluan handshaking antara dua endpoint sehingga siap untuk melakukan transmisi SS7 , dan mencegah traffic dikirim pada saat endpoint tujuan belum siap.
- Sebagai verifikasi bahwa association SCTP bisa digunakan untuk transport SS7.
- Digunakan pada saat SCTP menjalani periode mode pengiriman slow-start.
4. Processor Outage
Processor outage terjadi saat M2PA tidak bisa mentransfer data karena masalah layer diatasnya. Ketika M2PA mendeteksi local processor outage, maka ia akan mengirim link status processor outage message ke lawan. M2PA akan menghentikan pengiriman user data message ke SCTP. M2PA juga akan menghentikan penerimaan message yang masuk dari SCTP.
M2PA selalu mengirim ke lawan secara periodic link status processor outage selama local processor masih mengalami outage. Di sisi lawan saat menerima link status processor outage tersebut maka akan langsung melaporkan ke MTP-3 bahwa ada processor outage di lawan. Maka kemudian ia akan
menghentikan pengiriman data. M2PA akan mengeluarkan remote congestion timer T6 dan akan berhenti jika lawan sudah normal kembali.
Pada saat processor outage berhenti, MTP-3 akan message ke M2PA yaitu local processor recovered. Local M2PA ini kemudian akan mengirim status processor outage ended ke lawannya. Di sisi lawan akan melanjutkan pesan processor outage ended yang ia terima dengan memberitahu ke MTP-3 dia bahwa remote processor outage telah berhenti.
5. Level-2 Flow Control
Jika M2PA dalam kondisi congestion, maka ia akan mengirim link status busy ke lawan. Jika M2PA sudah dalam kondisi tidak congestion lagi, maka maka M2PA akan mengirim link status busy ended ke lawan.
6. Error Monitoring
Adalah kondisi jika M2PA mendapatkan gangguan di SCTP association di link, maka M2PA akan memberitahu ke MTP-3 bahwa link out of service.
7. Prioritas transmisi dan penerimaan (Transmission &
reception)
Dalam MTP, link status message mempunyai prioritas melalui user data message. Untuk pencapaian prioritas ini, M2PA akan mengirim link status dan user data message terpisah secara stream. Semua message dikirim menggunakan ordered delivery option. M2PA akan mengirimkan terlebih dahulu link status ke SCTP dan selanjutnya adalah user data message. M2PA memberikan prioritas terlebih dahulu dalam pembacaan link status message yang diterima setelah itu baru user data message.
III. Prosedur sebagai interface MTP-3/MTP-2 1. Mengirim dan menerima message
Di saat MTP-3 mengirim message ke M2PA untuk ditansmisikan, M2PA selanjutnya akan meneruskan message tersebut ke SCTP dengan menggunakan SEND primitive. Pada saat M2PA menerima user data message dari SCTP, maka selanjutnya M2PA akan meneruskannya ke MTP-3. Jika M2PA menerima message dari SCTP dengan kondisi invalid atau unsupported message dalam common message header, maka ia akan membuang message tersebut.
Proses pengiriman data akan diiringi dengan FSN (Forward Sequence Number). FSN 1 adalah untuk data pertama kali yang akan dikirim. Untuk data selanjutnya adalah FSN 2, FSN 3 dan seterusnya. FSN akan mulai lagi dari 0 jika angkanya sudah melewati jumlah maksimumnya.
Proses pengiriman data dengan FSN kemudian akan dibalas oleh lawan dengan BSN (backward sequence number). Jika BSN “n” yang diterima, maka M2PA akan menghapus semua data dengan FSN “n” dari antrian (queue).
2. Aktifasi link dan restorasi
MTP-3 akan meminta ke M2PA untuk mengaktifkan atau merestorasi link dengan Start request. Selanjutnya M2PA akan melaksanakannya dengan prosedur alignment seperti dijelaskan sebelumnya.
3. Deaktifasi link
MTP-3 minta M2PA untuk deaktifasi link dengan perintah Stop command. Kemudian M2PA akan mengirim link status out of service ke lawan. Di sisi lawan setelah menerima status
tersebut akan selanjutnya memberitahu ke MTP-3 nya bahwa link out of service.
4. Flush buffer dan continue
Flush buffer dan continue ini adalah perintah dari MTP-3 yang akan mengijinkan M2PA memulai proses pengiriman dan penerimaan dengan SCTP setelah MTP-3 sudah tidak terjadi processor outage lagi.
5. MTP-3 Signalling Link Congestion
Jika M2PA menerima link transmission status congestion dari SCTP, maka ia akan memberikan notifikasi ke MTP-3 bahwa terjadi congestion di link.
6. Changeover
Changeover adalah proses dimana M2PA akan pindah ke link aternatif jika link putus. Perpindahan ini adalah untuk menjaga message atau data yang dibawa akan tetap terkirim melalui link lain tanpa adanya loss data, duplikasi maupun salah urutan.
II.3.3 MTP3-User Adaptation Layer ( M3UA )
II.3.3.1 Pengertian M3UA
M3UA adalah kepanjangan dari MTP3 User Adaptation layer. M3UA digunakan sebagai pembawa traffic layer MTP-3 melalui jaringan IP.
Dalam node signaling gateway, M3UA ini juga bisa akan berkominikasi dengan SS7-TDM.
II.3.3.2 Konsep M3UA
Konsep M3UA adalah terdiri dari beberapa bagian yang akan dijabarkan seperti di bawah ini.
1. Application Server (AS)
Adalah sebuah logical entity yang berperan sebagai sumber informasi atau data. Logical entity ini adalah tempat terjadinya awal proses pengolahan data maupun voice yang akan dihubungkan dengan entity lain sehingga terjadilah komunikasi. Ia akan menyediakan berbagai layanan aplikasi untuk kegiatan komunikasi. Sebagai contoh entity AS ini adalah MSC, SMSC, HLR, IN, PSTN dsb. AS akan mempunyai suatu kode specific untuk menandakan service yang disediakan. Kode specific itu adalah routing key. Routing key ini adalah unique sesuai service yang dilayaninya. Sebagai contoh, jika AS hanya akan melakukan process voice call untuk PSTN maka akan diidentifikasikan dengan routing key “DPC/OPC/CICm-n”. Contoh lainnya adalah AS yang bekerja sebagai fungsi HLR maka mempunyai routing key
“DPC/OPC/SCCP_SSN”.
2. Application Server Process (ASP)
ASP merupakan kumpulan beberapa application server yang ada dalam setiap AS. ASP ini bisa berupa softswitch, MSC, SMSC,IN,HLR dsb. ASP adalah tempat yang menyediakan service.
AS akan membawa traffic ASP yang terhubung dengan SG. Signaling proses ASP akan melalui SG. Artinya ASP akan melakukan association dengan ASP atau entity yang lain melalui SG, tidak terhubung secara langsung. ASP bisa mempunyai signaling baik itu M3UA maupun SS7-TDM.
3. IP Server Process (IPSP)
IPSP adalah sejenis ASP, yaitu sebagai application server. Bedanya adalah antar entity di IPSP ini akan terhubung langsung dan tanpa melalui SG. IPSP ini adalah proses yang berdasarkan aplikasi IP.
Semua proses association di IPSP ini adalah melalui IP.
4. Signaling Gateway Process (SGP)
Adalah entity yang berfungsi sebagai signaling gateway. SGP ini sebagai media perantara antara ASP dengan ASP lain. SGP juga sebagai media antar ASP yang menggunakan SS7-IP dengan entity lain yang masih menggunakan SS7-TDM. SGP mempunyai mode active-stand by dan loadshare dalam hubungan assotiation dengan ASP.
5. Routing Key
Routing key menunjukkan suatu set parameter SS7 dan parameter value (seperti DPC, SIO+DPC, SIO+DPC+OPC dan SIO+DPC+OPC+CIC) . Routing key ini adalah unique untuk setiap traffic signaling yang dilakukan oleh application server.
6. Routing Context
Adalah kode 32-bit yang unique yang digunakan dalam routing key.
7. Signaling Point Management Cluster (SPMC)
Adalah sekumpulan beberapa application server yang dimiliki oleh satu SP (Signaling point). Ini digunakan untuk mengetahui status application service dari SP tersebut.
II.3.3.3 Arsitektur Protocol M3UA
Gambar 2.26 berikut menunjukkan arsitektur dari protocol M3UA.
Gambar 2.26 arsitektur M3UA
Dari gambar tersebut kita dapat melihat bahwa M3UA terletak dibawah layer MTP3-user. M3UA ini berperan sebagai interface dari/ke MTP3.
SCTP yang berada di bawah M3UA berperan sebagai pembawa M3UA sendiri. Sedangkan IP sebagai media transport ke jaringan untuk transmisi.
M3UA juga mempunya layer management (LM) yang unique. LM ini berfungsi untu menyediakan management service.
II.3.3.4 Aplikasi M3UA
Berikut adalah berbagai aplikasi yang ada di M3UA.
1. Aplikasi M3UA model SGP-ASP
Model aplikasi ini digunakan disaat ASP akan berkomunikasi dengan SEP (SS7 traditional) dengan melalui SG. SG ini akan berperan sebagai nodal interworking function (NIF) dari IP-based dengan MTP SS7-based. Antara SGP dengan ASP terhubung dengan IP (M3UA), sedangkan SGP dengan SEP terhubung dengan tradisional SS7.
Gambar 2.27 berikut menunjukan model hubungan SGP-ASP.
MTP3-user
M3UA
SCTP
IP
LM
