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Text File  |  2003-06-11  |  9.2 KB  |  225 lines
  1. ---[  Phrack Magazine   Volume 7, Issue 51 September 01, 1997, article 15 of 17
  2.  
  3.  
  4. -------------------------[  A Brief Introduction to CCS7
  5.  
  6.  
  7. --------[  Narbo[SLF] <narbo@xeo.net>
  8.  
  9.  
  10.             0o0o0o0o0o0o0o0o0o0o0o0o0
  11.                         o     Introduction      o
  12.             0o0o0o0o0o0o0o0o0o0o0o0o0
  13.  
  14.     Every day it seems that the telcos introduce some funky new calling
  15. feature to make your life easier.  I'm sure at one point or another you've
  16. probably wondered exactly how all of these calling features work.  The
  17. answer?  Common Channel Interoffice Signaling or CCS7.
  18.  
  19.     CCS7 is somewhat analogous to TCP/IP in that it is a protocol that
  20. allows networked computers (in this case telephone switches) to talk to each
  21. other.  It maps onto the OSI 7 Layer Reference Model model as such:
  22.  
  23.     ---------------    ------------------------------
  24.          Application 7      OMAP | ASE |
  25.         ---------------    -------------
  26.         Presentation 6         TCAP    |
  27.         ---------------    -------------
  28.            Session   5                 |
  29.         ---------------                |     ISDN-UP
  30.          Transport   4                 |
  31.         ---------------    --------------
  32.                                 SCCP     |
  33.            Network   3     ------------------------------
  34.                                     MTP Level 3
  35.         ---------------    ------------------------------
  36.           Data Link  2              MTP Level 2
  37.         ---------------    ------------------------------
  38.           Physical   1              MTP Level 1
  39.         ---------------    ------------------------------
  40.  
  41. Legend:
  42.  
  43.     OMAP: Operations, Maintenance and Administration Part
  44.     ASE : Application Service Layer
  45.     TCAP: Transaction Capabilities Application Part
  46.     SCCP: Signaling Connection Control Part
  47.      ISDN-UP: Integrated Systems Digital Network User Part
  48.     MTP : Message Transfer Part
  49.  
  50.     This article will provide an introduction to how the network is
  51. set up, how messaging is done, and a brief example of a call setup/takedown.
  52.  
  53.             0o0o0o0o0o0o0o0o0o0o0o0o0
  54.             o    History        o
  55.             0o0o0o0o0o0o0o0o0o0o0o0o0
  56.  
  57.     AT&Ts introduction of CCIS (Common Channel Interoffice Signaling)
  58. in 1976 brought a radical change to the way signaling was handled.  Before
  59. the advent of CCIS all signaling was done in band using the same trunks that
  60. would be used for customer conversations.  Instead of sending all information
  61. over the voice circuits (trunks) a new network was created specifically for
  62. signaling.
  63.  
  64.     AT&T began immediate deployment of CCIS technology and the CCITT
  65. (Consultative Committee for International Telephone and Telegraph) adopted it
  66. as an international standard called SS6 (Signaling System 6).  The current
  67. version of the protocol is CCS7 (Common Channel Signaling System 7) and is
  68. prevalent throughout North America.
  69.  
  70.             0o0o0o0o0o0o0o0o0o0o0o0o0
  71.             o       Switches      o
  72.             0o0o0o0o0o0o0o0o0o0o0o0o0
  73.  
  74. CCS7 networks are based on a mesh of links connecting switches like the
  75. following:
  76.  
  77.  
  78.     ###(SP)       {SCP}---A---[STP] -B-- [STP]
  79.     #    |                   /  | \      / |  \
  80.     #    F                  /   |   \  /   |   \
  81.     #    |                 /    C    BB    C    \                   ###########
  82.     ###(SSP)              D     |  /    \  |     \                  #         #
  83.     #    |   \           /    [STP] -B-- [STP]    D               (SSP)---F   #
  84.     #    A     A        /    /           /    \    \               A      |   #
  85.     #    |       \     /    /           A      \    \              |      |   #
  86.     #  [STP] --B- [STP]    /           /        \    [STP] --B- [STP]-A-(SSP)##
  87.     #    | \      / |     D         {SCP}        D     | \      / |       |   #
  88.     #    |   \  /   |    /                        \    |   \  /   |       |   #
  89.     #    C    BB    C   /                          \   C    BB    C       |   #
  90.     #    |  /    \  |  /                            \  |  /    \  |       |   #
  91.     #  [STP] --B- [STP]                              [STP] --B- [STP]     |   #
  92.     #               |                                  |                  |   #
  93.     #               |--(SSP)                           |--------E---------|   #
  94.     #                    #                                                    #
  95.     ###########################################################################
  96.  
  97. # = Trunks
  98. - = CCS7 links
  99.  
  100. Explanation:
  101.  
  102. STP (Signal Transfer Point):
  103.  
  104.     STPs are tandem switches which act as the routers of the CCS7 network.
  105. They transfer messages between incoming and outgoing signaling links but do not
  106. originate messages other then those used for network management.  Since their
  107. sole function is to act as routers, STPs have NO trunks attached to them.  STPs
  108. are grouped into mated pairs.  These pairs are grouped into the quads you see
  109. in the above diagram.  This is all done for the sake of redundancy.
  110.  
  111. SCP (Signal Control Point):
  112.  
  113.     SCPs act as the application database servers for the CCS7 network.
  114. SSPs make database queries through the STPs to the SCPs for such things as
  115. 800 number lookups.  As they are not used for direct line connections SCPs also
  116. do not have trunks attached to them.  SCPs are the least common type of switch;
  117. for instance, in Canada, there are only two SCPs, one of which is in Calgary,
  118. the other in Toronto.
  119.  
  120. SSP (Service Switching Point) and SP (Service Point):
  121.  
  122.     SSPs and SPs are the most common switches (despite my diagram :)) and
  123. are deployed as EO (End Office) switches and in PBXs (Private Branch Exchanges).
  124. On average each SSP can handle about 100,000 - 125,000 lines.  Of course the
  125. amount of trunks actually available on the switch is considerably smaller then
  126. the amount of incoming lines; the telcos have various modeling algorithms that
  127. predict the maximum amount of trunks that will actually be used which is why
  128. occasionally when, say, a U2 concert hits town a switch can run out of
  129. available trunks as people rush the phones for tickets.  SSPs and SPs differ
  130. only on that the former can enact SCP database queries while the latter cannot.
  131.  
  132.             0o0o0o0o0o0o0o0o0o0o0o0o0
  133.             o        Links       o
  134.             0o0o0o0o0o0o0o0o0o0o0o0o0
  135.  
  136.     A CCS7 link is nothing more then a dedicated 56/64K trunk.  There are
  137. various classifications of link types: (Refer to the previous diagram for
  138. examples)
  139.  
  140. A Links:
  141.  
  142.     Connect SSP/SPs and SCPs to STPs.
  143.  
  144. B (Bridge) Links:
  145.  
  146.     Connect two STP pairs together to form an STP quad.
  147.  
  148. C (Cross) Links:
  149.  
  150.     Connect mated STP pairs together.
  151.  
  152. D Links:
  153.  
  154.     Interconnect STP quads.
  155.  
  156. E Links:
  157.  
  158.     Connect SSP/SPs or SCPs to a STP pair other than their "home" pair.
  159.  
  160. F Links:
  161.  
  162.     Connect SSP/SPs and SCPs to each other.
  163.  
  164.     Links are joined together to form linksets. A linkset is defined as all
  165. the links connecting one node in the network to another node.  Directly
  166. analogous to linksets are routesets which map out the paths to all the other
  167. nodes in the network by associating a cost with each possible linkset the
  168. message could go out on.
  169.  
  170.     If that sounded confusing (and I know it did) here is a small example.
  171. Consider the following subsection from our bigger network:
  172.  
  173.     ###(SP1)
  174.     #    |
  175.     #    |
  176.     #    |
  177.     ###(SSP1)
  178.     #    |   \
  179.     #    L1    L2
  180.     #    |       \
  181.     #  [STP1] ---- [STP2]--
  182.     #    | \      /  |     |
  183.     #    |   \  /    |        |
  184.     #    |    \/     |     |
  185.     #    |  /    \   |     |
  186.     #  [STP3] ---- [STP4]  |
  187.     #                 \    /
  188.     #                 (SSP2)
  189.     #                    #
  190.     ######################
  191.  
  192.  
  193.     Say SSP1 wants to send a message to SSP2. The routeset to SSP2 on SSP1
  194. will be datafilled with two possible linksets that could be used; namely the
  195. ones going to STP1 and STP2.  However, it's obvious that using L2 would be more
  196. efficient, taking 2 hops instead of 3, via L1.  On the switch this would be
  197. noted by L2 having a lower cost than L1.
  198.  
  199.             0o0o0o0o0o0o0o0o0o0o0o0o0
  200.             o  Call Setup Example      o
  201.             0o0o0o0o0o0o0o0o0o0o0o0o0
  202.  
  203.     Call setup and takedown using CCS7 is handled by a subset of the
  204. protocol called ISDN-UP (Integrated Services Digital Network User Part).  There
  205. are many messages belonging in this subset but only five are needed to make a
  206. phone call.
  207.  
  208.     Let's say I want to call Dr. Sardu using the network from the previous
  209. example.  The good doctor's phone is serviced by SSP2 while mine is serviced
  210. by SSP1.  When I pick up my phone the switch will detect that it is off the
  211. hook and send a dial tone.  After dialing, an IAM (Initial Address Message)
  212. will go out on the network from SSP1 to SSP2.  Assuming all goes well (the
  213. phone is not busy, etc...) an ACM (Address Complete Message) will come back
  214. from SSP2 to SSP1. It is at this time that I hear the first ring tone in my
  215. receiver. The moment the other party picks up and all the trunks are seized
  216. an ANM (Answer Message) is sent from SSP2 to SSP1 and upon reception of this
  217. message billing starts (A few ms of free phone time. Woo woo!).  When the
  218. conversation is complete and one party hangs up, its switch will send an REL
  219. (Release Message) and upon reception the other party will hear the "click" of
  220. the phone being hung up.  When he then hangs up the final RCL (Release Complete)
  221. message will be sent and the seized trunks will return to idle.
  222.  
  223.  
  224. ----[  EOF
  225.