Qu’est-ce que le SMS ? De la signalisation SS7 à l’IMS et le rôle du SBC à la frontière de la messagerie

Vous en envoyez tous les jours sans y penser, pourtant le message texte est l’un des systèmes les plus discrètement sophistiqués des télécommunications. Demandez à la plupart des gens ce que signifie SMS et vous obtiendrez « texto ». Demandez à un ingénieur réseau et vous obtiendrez une histoire de quarante ans sur la bande passante de signalisation empruntée, les commutateurs de stockage et retransmission, et un protocole qui a refusé de disparaître alors que les réseaux mobiles passaient à des cœurs tout-IP.

SMS signifie Short Message Service, la norme d’envoi de courts messages texte entre téléphones mobiles et applications. C’est la réponse courte pour quiconque cherche « que veut dire SMS » ou « définition du SMS ». La réponse longue est plus intéressante, et elle compte si vous construisez ou exploitez des réseaux voix. Dans cet article, nous vous expliquons d’où vient le SMS dans le monde de la signalisation SS7, comment il a migré vers l’IP via l’IMS et le SIP, et où se situe un Session Border Controller (SBC) lorsque cette signalisation porteuse de messagerie traverse les frontières entre réseaux. TelcoBridges travaille depuis plus de vingt ans exactement à cette frontière entre la signalisation TDM historique et l’IP moderne, et l’arc SS7-vers-IP est une histoire qui mérite d’être racontée avec précision.

Ce que le SMS représente du côté réseau

Le Short Message Service (SMS) est un protocole de messagerie à stockage et retransmission, construit à l’origine sur la couche de signalisation SS7 des réseaux mobiles GSM. Pour les ingénieurs réseau et les opérateurs d’infrastructures voix, le fait pertinent n’est pas ce que signifie l’acronyme SMS, mais comment il circule entre les réseaux : sous forme d’opérations MAP sur SS7, de méthodes SIP MESSAGE sur les cœurs IMS, et en SMPP ou MM4/MM7 entre les serveurs d’applications et les passerelles opérateur. Chacune de ces frontières est un point où le SBC a un rôle à jouer.

Comment le SMS a atteint le réseau IP

Le SMS est né sur le canal de signalisation SS7 des réseaux GSM, transporté sous forme d’opérations MAP MO-ForwardSM et MT-ForwardSM entre le terminal, le SMSC (Short Message Service Center) et le HLR. La limite de 160 caractères remonte à la charge utile de 140 octets de la couche TCAP du SS7. Lorsque les réseaux mobiles ont migré vers des cœurs tout-IP (IMS), le SMS a suivi : l’IP-SM-GW (IP Short Message Gateway) traduit entre le protocole MAP historique et le SIP MESSAGE (RFC 3428), permettant au SMS de traverser les réseaux IP sous forme de transactions SIP standard.

Du GSM à l’IMS : comment le SMS a migré vers l’IP

Les réseaux mobiles ne sont pas restés éternellement sur le SS7 à commutation de circuits. Lorsque les opérateurs sont passés à des cœurs tout-IP pour la 4G et la 5G, la voix et la messagerie ont dû suivre. Le cadre qui les transporte est l’IP Multimedia Subsystem (IMS), le cœur IP normalisé qui gère la voix sur LTE (VoLTE), la vidéo et la messagerie sur une fondation de signalisation commune construite autour du Session Initiation Protocol (SIP), défini dans le RFC 3261.

Le SMS atteint l’IMS de deux façons principales. La première préserve le SMSC historique en le connectant au monde IP par l’intermédiaire d’une IP Short Message Gateway (IP-SM-GW), la fonction définie dans le 3GPP TS 24.341 qui permet à un terminal enregistré en SIP d’envoyer et de recevoir des SMS tandis que le SMSC continue d’assurer le stockage et la retransmission en arrière-plan. La seconde transporte le message nativement sur SIP en utilisant la méthode SIP MESSAGE, spécifiée dans le RFC 3428, qui étend le SIP pour transporter des messages instantanés sous forme de transactions autonomes en dehors d’une session voix. Dans les deux cas, le message qui est né comme charge utile SS7 circule désormais comme signalisation IP.

Le volet multimédia possède sa propre tuyauterie d’interconnexion. Les SMSC et les centres de service de messagerie multimédia (MMSC) échangent du trafic via les interfaces MM4 et MM7, qui connectent les centres de messagerie entre réseaux et au sein d’un même réseau. Ces interfaces sont le point d’entrée du trafic application-vers-personne (A2P), les messages envoyés par les banques, les compagnies aériennes et les systèmes d’authentification à deux facteurs, dans le tissu de messagerie de l’opérateur. Le RCS, successeur natif IMS, ajoute des fonctionnalités plus riches par-dessus ce même cœur, mais c’est un sujet distinct qu’il vaut mieux traiter dans une comparaison RCS dédiée plutôt que de le répéter ici.

Là où le SMS traverse les frontières réseau

Un message texte reste rarement à l’intérieur d’un seul opérateur. Il passe du réseau de l’expéditeur à celui du destinataire, et transite souvent par un ou plusieurs hubs de messagerie en chemin. Cette interconnexion est là où vivent les réalités commerciales et sécuritaires de la messagerie. Les opérateurs distinguent le trafic de personne à personne (P2P) du flux A2P, beaucoup plus volumineux, et surveillent les routes dites « grises » où le trafic A2P est déguisé en P2P pour contourner les frais d’interconnexion. Le filtrage, le contrôle de débit et la validation de la signalisation se produisent tous à ces frontières.

À l’interface réseau-à-réseau (NNI), la signalisation d’un opérateur rencontre celle d’un autre, et les deux côtés ne correspondent presque jamais parfaitement. Un réseau peut présenter le trafic en SS7 tandis que l’autre attend du SIP. Les implémentations SIP elles-mêmes varient d’un équipementier à l’autre, avec des conventions d’en-têtes, des dialectes et des particularités différentes. Plusieurs choses doivent se produire à cette frontière pour que le trafic passe proprement : l’interfonctionnement protocolaire entre SS7 et SIP là où les deux mondes se rencontrent, la normalisation de la signalisation SIP pour que le dialecte d’un équipementier soit compris par le suivant, le filtrage de sécurité pour empêcher le trafic malveillant ou mal formé d’entrer, et le masquage de topologie pour qu’aucun réseau n’expose son adressage interne à l’autre. Cet ensemble de fonctions est exactement ce pour quoi un Session Border Controller existe, ce qui nous amène à la place du SBC.

Le rôle du SBC à la frontière de la messagerie

Un SBC est un équipement de signalisation et de sécurité qui se situe en périphérie d’un réseau voix, contrôlant et protégeant le trafic SIP qui traverse les frontières entre réseaux. C’est un Back-to-Back User Agent (B2BUA), ce qui signifie qu’il termine complètement le SIP d’un côté et le régénère de l’autre, lui donnant un contrôle total sur la signalisation dans les deux directions. Lorsque le SIP à cette périphérie inclut du trafic SIP MESSAGE, le SBC traite cette signalisation de la même manière qu’il traite la signalisation d’établissement d’appel : il la sécurise, la normalise et applique des politiques dessus.

Ce que le SBC gouverne, c’est le plan de signalisation en périphérie du réseau : le chiffrement du SIP avec Transport Layer Security (TLS), la normalisation des en-têtes SIP pour que les dialectes d’équipementiers incompatibles interopèrent au NNI, le masquage de la topologie interne du réseau vis-à-vis du réseau pair, et la protection de la périphérie contre les attaques par déni de service (DoS) et déni de service distribué (DDoS) sur le canal de signalisation.

C’est la même périphérie réseau qui ancre l’interconnexion voix VoLTE entre opérateurs, raison pour laquelle le SBC et le chemin de messagerie IMS partagent la même infrastructure. Un opérateur qui fait le pont entre le mobile et la voix IP s’appuie déjà sur le SBC pour le traitement des médias, comme le transcodage entre codecs mobiles et IP, et la signalisation SIP porteuse de messagerie qui traverse la même frontière passe par la même couche de sécurité de signalisation. TelcoBridges a conçu ProSBC à partir de plus de deux décennies de travail en signalisation SS7 et SIP, et le rôle du SBC à cette frontière est ancré précisément dans l’héritage TDM-vers-IP dont le SMS lui-même est issu.

Questions fréquemment posées

Conclusion

La signification du SMS est simple en surface et riche en profondeur. C’est le Short Message Service, la norme de 160 caractères qui a commencé comme une réutilisation astucieuse de la bande passante de signalisation SS7 résiduelle, s’est structurée autour du SMSC de stockage et retransmission, puis a migré vers l’IP lorsque les réseaux ont adopté le cœur IMS et la méthode SIP MESSAGE. Tout au long de cet arc, la constante est la signalisation qui traverse des frontières entre réseaux, et plus cette frontière fonctionne proprement, plus les messages et les appels passent de manière fiable.