aula 6: bibliotecas e simuladores porto alegre, outubro de 2013 unstructured supplementary service...

Unstructured Supplementary

Service Data (USSD)

Aula 6: Bibliotecas e Simuladores

Porto Alegre, outubro de 2013

Data Communication Grouphttp://networks.inf.ufrgs.br/dcg/

http://labcom.inf.ufrgs.br/dcg/

Agenda

① Gateways USSD disponíveis

② Simuladores GSM, SMPP e USSD

③ Simulação com Gateway LeibICT

④ Desenvolvendo uma aplicação

Unstructured Supplementary Service Data (USSD)Porto Alegre, outubro de 2013

2

USSD Gateways disponíveis no mercado

3Unstructured Supplementary Service Data (USSD)Porto Alegre, outubro de 2013

Comparação


Gateway Plataforma Distribuiç

ão

Protocolos

Suportados

Criptografia API

MCTEL Software Livre SMPP, MAP, HTTP, XML NA Sim

Mobicents Software Livre SMPP, MAP,

HTTP, XML RSA/AES NA

Mahindra Hardware Pago SMPP, MAP, HTTP NA Sim

Telestax Hardware/Software Pago NA NA NA

Planet Software Pago SMPP, MAP, HTTP, XML RSA/AES Sim

LeibICT Hardware/Software Pago/Livre SMPP, MAP HTTP, XML RSA/AES Sim

Syniverse Software Pago NA NA Sim

Gateway LeibICT

Exemplo de Infraestrutura Real

Unstructured Supplementary Service Data (USSD)Porto Alegre, setembro de 2013

5

Gateway LeibICT

Funcionalidades: Suporte a UMTS/GSM Alto desempenho

(+500 transações/segundo)

Suporta Interface Sigtran (100Mbit/1Gbit)

Até 64 aplicações USSD (short codes)

O&M Web Interface SNMP v1 and v2 Traps

Até 4 níveis de redundância

Suporta Linux e Solaris

Criptografia com AES-256bit/RSA-4096bit

APIs para comunicação sobre HTTP, XML/TCP/IP

Linguagens Java and C++


Agenda






Implementação de Aplicações

Na operadora Utilizando a infraestrutura da operadora Depende de acordos firmados entre a

prestadora de serviço e a operadora Desenvolvimento da aplicação depende dos

recursos disponibilizados pela operadora

Problemas: Dificuldades impostas pelas operadoras

Gasta recursos Pode comprometer o funcionamento da rede



Na operadora

Na prestadora de serviço

Usando simuladores



Na prestadora de serviços Prestadora adquire equipamentos para o

desenvolvimento Não depende da operadora Desenvolvimento é totalmente controlado

pela prestadora

Problemas: Infraestrutura para testes é cara

Prestadora de serviço pode não ter recursos Infraestrutura pode não ser reaproveitada


Simuladores

Prós: Menores custos Desenvolvimento independente de

infraestrutura Aplicação não fica “refém” da operadora

Contras: Desenvolvimento pode ficar

demasiadamente simplificado, ignorando aspectos importantes

Ambiente simulado não apresenta particularidades de redes reais (atrasos, perdas, etc.)


Tipos de Simulação

GSM Simula determinados componentes da rede e/ou

a comunicação entre eles

Protocolos da rede Simula a comunicação utilizando determinado

protocolo da rede GSM

Tráfego de informações Simula tráfego de transmissão e recepção de

dados em um canal GSM Utilizado para análise de tráfego (sobrecarga,

perdas, estatística, etc.


Tipos de Simulação

USSD Simula a operação do Gateway USSD Protocolos de comunicação com a rede

GSM e servidor de aplicações simplificados Utilização de Sockets


MAPS™ GSM Abis Interface Emulator

www.gl.com/maps-gsmabis.html

Software pago

Simula a interface de comunicação via rádio A-bis Entre BTS e BSC

Possibilita realização de testes entre estes elementos Rastreamento de erros Testes de regressão Testes de conformidade Testes de sobrecarga

Geração de chamadas Geração de grandes volumes de tráfego GSM


http://www.gl.com/maps-gsmabis.html

15


15

MS

BSC

EIR

SMSCAuC

BSS NSS

BTS

HLR

MSC

VLR

GMSC

MAPS Abis Simulator



16

BTSM 3GPP TS 08.58 V8.6.0

MM 3GPP TS 04.08 V7.17.0

CC 3GPP TS 04.08 V7.17.0

RR 3GPP TS 04.18 V8.13.0

SMS 3GPP TS 03.40 V7.5.0 & 3GPP TS 04.11 V7.1.0 GSM 03.38 version 7.2.0

Release 1998


MM – Mobility ManagementCC – Customer Care – Atendimento ao clienteRR – Radio Resource managementSMS – Short Message Service

MAPS™ GSM A Interface Emulator

www.gl.com/maps-gsma.html

Software pago

Simula a interface de comunicação A Entre BSC e MSC/VLR

Implementa os protocolos BSSMAP e DTAP

Possibilita realização de testes entre MSC e BSC Rastreamento de erros Testes de regressão Testes de conformidade Testes de sobrecarga

Geração de chamadas Geração de grandes volumes de tráfego GSM


http://www.gl.com/maps-gsma.html

19


19

MS

BSC

EIR

SMSCAuC

BSS NSS

BTS

HLR

MSC

VLR

GMSC

MAPS A Simulator



20

Protocolos suportado Padrão/Especificação Utilizada

SCCP Q.713, CCITT (ITU-T) Blue Book

MTP3 ITU-T Q.704

BSSMAP / DTAP 3GPP TS 08.08 V8.9.0

MM 3GPP TS 04.08 V7.17.0

CC 3GPP TS 04.08 V7.17.0

RR 3GPP TS 04.18 V8.13.0

SMS3GPP TS 03.40 V7.5.0 &

3GPP TS 04.11 V7.1.0 GSM 03.38 version 7.2.0 Release 1998


SCCP - Signalling Connection Control PartMTP – Message Transfer PartBSSMAP – Base Station Subsistem Mobile Application PartDTAP - Direct Transfer Application PartMM – Mobility ManagementCC – Customer Care – Atendimento ao ClienteRR – Radio Resource managementSMS – Short Message Service

GSM Traffic Channel Simulator

Conjunto de funções para Matlab e Simulink

Gratuito Simula o tráfego em

um canal sem fio GSM Aplica fading sobre o

canal e calcula o Bit Error Rate (BER) na recepção

Útil para analisar a comunicação entre rádios na rede GSM


Selenium Software SMPPsim

www.seleniumsoftware.com

Gratuito

“Emula” a comunicação entre SMSC através do protocolo SMPP

Validação de aplicações fica mais rápida

Aferição de estatísticas de tráfego

Versões para sistemas Windows e UnixUnstructured Supplementary Service Data (USSD)

Porto Alegre, outubro de 2013 23

http://www.seleniumsoftware.com/

Selenium Software SMPPsim

24

Interface de Usuário(estatísticas)

Interface de Geração de tráfego(testes)


Agenda






Simulador de Gateway USSD

LeibICT USSD S-GW Simulator

Gratuito

Além de simular o Gateway, abstrai os demais elementos da rede Rede GSM Servidor de Aplicações

Aplicações desenvolvidas através do USSD Developer Kit Totalmente compatíveis com o S-Gateway USSD

da empresa


LeibICT USSD S-GW Simulator

Integração total com a API de desenvolvimento para o S-Gateway USSD C++ Java

Facilita o desenvolvimento de aplicações USSD

Aplicação pode ser testada no próprio computador


USSD Developer Kit - Ambientes

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Desenvolvimento de AplicaçãoSimulador USSD S-Gateway

XML/TCP/IP

Telefone

Célula

BTC/BSC

MSC

HLR

MAP – 09.02LSLHSL

SigtranDesenvolvimento de Aplicação

XML/TCP/IP

LeibICT USSD S-Gateway

Desenvolvimento de Aplicação

XML/TCP/IP

Rede Real

Rede Simulada entre duas máquinas

Rede simulada localmente


Gateway LeibICT

USSD Developer Kit (Inclui)

Documentação USSD Java JNI API User Guide USSD C++ API User Guide USSD XML/TCP/IP Protocol User Guide

Exemplos USSD C++ Application Sample code USSD Java Application Sample code

Simuladores USSD Gateway Simulator, capable of multiple

sessions in parallel Phone Skined USSD GW Simulator, useful for

presentations

Bibliotecas Windows (WIN32) libraries Linux 32bit libraries Linux 64bit libraries


Interface avançada

30

Configuração do Gateway

Clientes USSD(telefones)

Testes de escalabilidade


Interface Simplificada

Phone Skined USSD GW Simulator Útil para

apresentações

Configuração via Windows Registry

Não apresenta as opções da interface avançada

Unstructured Supplementary Service Data (USSD) Porto Alegre, setembro de 2013

31

LeibICT: USSDJNI JavaAPI

API para desenvolvimento de aplicações JAVA Controla a conexão TCP/IP, incluindo

reconexão Implementa criptografia RSA Cria e realiza parsing de XML Controla detalhes do protocolo USSD/MAP

Formada por um grupo de bibliotecas desenvolvidas em C++ carregadas na Máquina Virtual JavaUnstructured Supplementary Service Data (USSD)



Permite que programadores acessem serviços providos pelo USSD S-Gateway utilizando uma interface baseada em funções e callbacks Java

Mecanismo de comunicação utilizado entre a API e o S-Gateway é transparente para o desenvolvedor Gerenciamento de sockets é realizado pela

biblioteca USSDJNI

Unstructured Supplementary Service Data (USSD) Porto Alegre, outubro de 2013

33



34

Callbacks: Funções chamadas pelo Gateway Devem ser implementadas e tratadas na

aplicação Instanciadas antes de realizar a conexão

entre uma aplicação e o S-Gateway


Função Descrição Parâmetros

initialize Inicializa a biblioteca JNI -

ussd_requestShortCode

Informa ao Gateway quais são os ShortCodes aceitos pela aplicação Short code

connectRealiza a conexão entre aplicação e Gateway utilizando o endereço e a porta desejados

Endereço IPPortaCriptografia utilizada


35

Conectando uma aplicação ao S-Gateway É necessário executar algumas funções antes de

estabelecer a conexão

Após a conexão ocorre a chamada de uma callback cb_connected( )

Conexão Gateway-Aplicação


36

USSDJNI Aplicação USSDUSSD S-Gateway

Initialize()

connect()

ussd_requestShortCode()

rsa_sec()

rsa_sec_conf()

bind()

bind_conf()

cb_connected()


Callback Descrição Parâmetros

cb_ussd_service

Inicializada a comunicação de um usuário com a aplicação

dialogIDshortCodephoneNumber

cb_ussd_response

Resposta de um usuário recebida pela aplicaçãodialogIDString (resposta)

cb_ussd_end Usuário encerrou seu diálogo com a aplicação DialogID

cb_ussd_pingGateway testa se aplicação ainda está ativa – Aplicação deve responder com um pong() -

cb_connectedConexão entre Gateway e aplicação foi estabelecida

-

cb_disconnected

Conexão entre Gateway e aplicação foi encerrada -Unstructured Supplementary Service Data (USSD)


Mensagens recebidas pela aplicação (Callbacks): Reações da aplicação às chamadas Callbacks

podem ser implementadas utilizando as funções da API


Função Descrição Parâmetrosussd_request

Envia mensagem para um usuário através do Gateway

dialogIDprompt (mensagem)

ussd_endEnvia mensagem para um usuário finalizando o diálogo

dialogIDinfo (mensagem)

pongResponde a chamada ping do Gateway. Caso não responda, a aplicação pode ser desconectado do Gateway

-

ussd_beginEnvia uma mensagem para usuário iniciando um diálogo

dialogIDhlrGT (HLR Global Title)phoneNumberText

ussd_notifyEnvia uma mensagem para um usuário sem iniciar um diálogo (apenas informativo)

dialogIDhlrGT (HLR Global Title)phoneNumbertext


38

Funções executadas pela aplicação:

USSD Iniciado pelo Usuário


39

USSD S-Gateway Aplicação USSDUsuário Mobile

ussd_request

ussd_request

process_ussd_request

ussd_end

cb_ussd_service


ussd_responsecb_ussd_response

USSD Iniciado pela Aplicação


40

USSD S-Gateway Aplicação USSDMobile User

ussd_begin

ussd_request

ussd_response

ussd_end

cb_ussd_response


Bugs Conhecidos


41

O simulador não suporta operações Push A API C++ não inclui chamadas begin ou

notify (somente em Java) As chamadas request shortcode não são

interpretadas pelo simulador O simulador não suporta várias aplicações

conectadas simultaneamente A API Java não aceita os parâmetros para

ativar criptografia A API C++ aceita criptografia de 512, 1024 e

2048 bits apenas

Agenda





Unstructured Supplementary Service Data (USSD)Porto Alegre, setembro de 2013

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Desenvolvendo uma Aplicação C++

Criando um Projeto C++ no Visual Studio 2010 File → New Project → Visual C++ → Win32

Console Application

43

Detalhes do projeto no Visual Studio Project → Properties Configuration Properties → General Character Set: Use Multi-Byte Character Set


Copiar os seguintes arquivos para dentro da pasta do projeto (mesma pasta onde estão os códigos-fonte): ussd.cpp (implementação do objeto base

CUSSD) ussd.h (headers com as definições do objeto

base) ussd.dll (biblioteca que implementa o

protocolo XML de comunicação com o gateway)

Arquivos disponíveis dentro da pasta do simulador LeibICT-UDK-v1.1f\samples\c++\ussdtest


44


No item “Source Files” do projeto no Visual Studio clicar com o botão direito: Add → Existing Item Adicionar o arquivo ussd.cpp ao projeto

No item “Header Files” do projeto no Visual Studio clicar com o botão direito: Add → Existing Item Adicionar o arquivo ussd.h ao projeto

Adicionar o header ao arquivo principal do projeto #include "ussd.h"


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Estrutura mínima de um programa USSD

Callbacks – Todas as callbacks precisam ser configuradas mesmo que algumas não sejam necessárias para a aplicação

//CB when application is connected to gateway

void connected(){}

//CB when application gets disconnected from gateway

void disconnected(){}

//CB to handle pings from gateway

void ping(){}

//CB to sinalize when the user starts a call

void ussdService(int dialogId, char* shortCode, char* phoneNumber){}

//CB to handle user responses

void ussdResponse(int dialogId, char* str){}

//CB to sinalize when the user ends the call

void ussdEnd(int dialogId){}


46


Callbacks – Depois as callbacks devem ser associadas a uma estrutura do tipo USSDCallbacks (no início do programa principal)

//CB struct

USSDCallbacks callbacks;

callbacks.connected = connected;

callbacks.disconnected = disconnected;

callbacks.ping = ping;

callbacks.ussdService = ussdService;

callbacks.ussdResponse = ussdResponse;

callbacks.ussdEnd = ussdEnd;


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Inicializando a API – Uma instância de CUSSD deve ser criada globalmente para ser usada por todas as funções e callbacks

//Create global reference to API

CUSSD* ussd;

//CUSSD Instance

ussd = new CUSSD();

//Initializes API

ussd->initialize(&callbacks);


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Conectando ao Gateway – A API conecta ao gateway, com ou sem uso de criptografia, através de TPC/IP

//Connects to gateway with no cryptography

ussd->connectgw("localhost", 5454, 0, 0);

//Or connects to gateway with 512 bit key


//Or connects with 1024 reception and 2048 transmission keys



49

Desenvolvendo uma Aplicação Java

Criando projeto Java no Netbeans File → New Project → Java → Java Application


50

Desenvolvendo uma Aplicação Java

Copiar os seguintes arquivos para dentro da pasta do projeto (mesma pasta onde estão os códigos-fonte): src\com\leibict\ussd\USSD.java (implementação do

objeto base CUSSD)

Arquivo disponível dentro da pasta do simulador LeibICT-UDK-v1.1f\samples\java\USSDTestMT

Copiar a DLL da pasta lib do simulador dentro da pasta do Windows: Descompactar de ussdjni.b1012.win32.zip ou

ussdjni.b1012.win64.zip Copiar ussdjni.dll para c:\windows\system32

A estrutura mínima de uma aplicação Java é bastante similar a do C++


51

Exercício 1: Aplicação Bancária

Desenvolver uma aplicação para que o cliente de um banco consiga realizar algumas operações básicas em sua conta

As principais funcionalidades são: Autenticação: Número da conta e senha Menu de Opções:

Consulta Saldo Pagar Conta (Informando valor) Realizar Transferência (Informando conta e

valor) Sair


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Exercício 1: Aplicação Bancária

Unstructured Supplementary Service Data (USSD) Porto Alegre, setembro de 2013

IDLEAUTH

IDAUTH PWD

BALANCE PAYMENT

TRANSF ID

TRANSF

MAIN

Service: *123#Request: What is your UID?

What is your UID?

Response: 222Request: Now your passwd

Not foundResponse: 999 (invalid)End: Not found

Now your passwordResponse: 000 (invalid)

End: Wrong Password

Wrong Password

Reponse: 444Request: Main Menu

Menu:1. Balance2. Payment3. Transfer4. ExitResponse: 1

Request: Balance Menu

Balance: $10Menu:1.Go back2.Exit

Reponse: 2End: bye!

Bye!

Reponse: 1Request: Main Menu

Inform Amount:

Reponse: 2Request: Inform amount

Paid/No balanceMenu:1. Balance2. Payment3. Transfer4. Exit

Reponse: 10Request: Paid/No balance & Main Menu

Destination account:

Reponse: 3Request: Destination account

Amount:

Reponse: 333Request: Amount

Reponse: 999Request: Not Found & Main Menu

Not found:Menu:1. Balance2. Payment3. Transfer4. Exit

Reponse: 10Request: Transfered/No balance & Main Menu

Transfered/No BalanceMenu:1. Balance2. Payment3. Transfer4. Exit

Reponse: 4End: bye!

Bye!

Exercício 2: Teste de Desempenho

Desenvolver um serviço USSD para calcular o enésimo número primo Por exemplo, o usuário digita o código *100*12# O serviço retorna ussd_end com mensagem 37 Caso o usuário digite apenas *100# o serviço

pergunta qual número primo ele deseja descobrir

Objetivo do exercício Fazer um exercício com parsing do string do

serviço USSD Usar a parte de teste de desempenho do

simulador para verificar a carga da aplicação


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Obrigado!Perguntas?

Cristiano Bonato [email protected]

Unstructured SupplementaryService Data (USSD)

Porto Alegre, outubro de 2013

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