| 劉伯韜

“把脈”移動網(wǎng)絡(luò)流量實現(xiàn)智能高效管理

| 劉伯韜

借助上海貝爾智能流量管理方案，運(yùn)營商不僅能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)流量的動態(tài)、智能管理，還能夠在提升網(wǎng)絡(luò)利用率的同時有效降低CAPEX和OPEX，為后續(xù)的業(yè)務(wù)開展提供有力保障。

隨著智能手機(jī)的普及以及手機(jī)上種類繁多的應(yīng)用不斷出現(xiàn)，無線網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商正面臨寬帶無線通信帶來的巨大挑戰(zhàn)。這個挑戰(zhàn)不僅僅是指寬帶數(shù)據(jù)流量呈爆炸式增長，更指向流量激增下的流量有效管理。

無線流量亟需動態(tài)管控

目前，隨著越來越多的應(yīng)用被開發(fā)出來并運(yùn)行在無線網(wǎng)絡(luò)上，越來越多的不正常的流量和異常的行為正在不斷地影響著用戶的業(yè)務(wù)體驗并增加網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載。這些異常包括：病毒所帶來的巨大流量，對設(shè)備、應(yīng)用和服務(wù)器發(fā)生的DoS攻擊等。這些不正常的流量將不僅僅消耗網(wǎng)絡(luò)帶寬，更嚴(yán)重的是它們將消耗有限的信令和空口資源。另外，這些不正常的流量并不能幫助運(yùn)營商提高收入，它們只是消耗著原本可以用來改進(jìn)用戶體驗和網(wǎng)絡(luò)性能的寶貴資源。

為了解決這一難題，運(yùn)營商已經(jīng)開始探索網(wǎng)絡(luò)流量管理。有的通過無線網(wǎng)絡(luò)管理工具，統(tǒng)計無線側(cè)資源的占用，延遲、信道干擾以及設(shè)備本身的CPU、內(nèi)存的使用情況。但是這一辦法無法發(fā)現(xiàn)是什么用戶、什么應(yīng)用導(dǎo)致了網(wǎng)絡(luò)資源的消耗；有的則借助無線接入、無線回傳和核心網(wǎng)網(wǎng)元的QoS能力，按照不同優(yōu)先級處理數(shù)據(jù)包，從而在擁塞的時候最大限度保證網(wǎng)絡(luò)和小區(qū)的吞吐量。但是，這個功能并不能結(jié)合用戶、級別和歷史使用情況，最重要的是核心網(wǎng)無法根據(jù)現(xiàn)網(wǎng)無線接入網(wǎng)的擁塞情況來動態(tài)決定是否采取管控策略。

由此可見，運(yùn)營商亟需一個智能的解決方案，不僅能夠涉及網(wǎng)絡(luò)、應(yīng)用、用戶的分析，發(fā)現(xiàn)問題所在，并能根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的忙閑、應(yīng)用和用戶對網(wǎng)絡(luò)的影響動態(tài)地調(diào)整網(wǎng)絡(luò)。

上海貝爾智能流量管理四大特色

上海貝爾智能流量管理方案通過實時的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控和分析找出無線網(wǎng)絡(luò)中的異常情況和各個無線小區(qū)的擁塞狀況。然后通過策略部署對這些異常情況采取降優(yōu)先級、丟棄或阻止的方式來幫助運(yùn)營商保護(hù)用戶的業(yè)務(wù)體驗從而更好地使用網(wǎng)絡(luò)資源。

該智能流量管理方案共有三個主要功能塊：一、通過WNG 9900組件，能夠?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控和分析；二、通過5780 DSC PCRF做信息處理和策略觸發(fā)，但需要WNG 9900和5780 DSC之間相互的緊密配合；三、通過無線網(wǎng)絡(luò)眾多的網(wǎng)元來實現(xiàn)策略執(zhí)行和提交。

監(jiān)控和分析

WNG 9900組件可以通過實時收集和監(jiān)視用戶和應(yīng)用產(chǎn)生的流量來分析網(wǎng)絡(luò)中每個網(wǎng)元的負(fù)載和性能，然后生成用戶的異常事件和網(wǎng)元的擁塞告警。其中網(wǎng)元的擁塞是通過評估特定的異常事件來得出，當(dāng)事件在一段時間內(nèi)持續(xù)地超過正常門限時被認(rèn)定為擁塞。

每個異常事件和擁塞告警都有其特定的觀察窗口來保證事件不是隨機(jī)出現(xiàn)，而是持續(xù)的異常。每個異常事件加上事件的強(qiáng)度將被匯報給5780 DSC PCRF。每個異常事件的強(qiáng)度是可設(shè)置的，強(qiáng)度級別為5級。這充分保證了方案實現(xiàn)的靈活性。

WNG 9900基于每用戶向5780 DSC PCRF報告異常事件，包括高帶寬占用、高信令占用、端口掃描等。當(dāng)事件的強(qiáng)度發(fā)生變化，WNG 9900也會再次報告5780 DSC. 另外WNG 9900還將把網(wǎng)元的擁塞信息匯報給5780 DSC。

處理和觸發(fā)

為了實現(xiàn)智能流量控制，5780 DSC將基于每用戶生成策略。每個策略首先將關(guān)聯(lián)異常事件和事件強(qiáng)度作為觸發(fā)條件，同時再結(jié)合用戶級別和網(wǎng)元擁塞級別來確定采取什么行動，其中包括：給用戶發(fā)送信息，提示用戶人為采取行動；QoS改變，通過改變用戶導(dǎo)致異常事件的流量的優(yōu)先級來阻止網(wǎng)絡(luò)狀況的惡化；丟包，通過丟棄異常用戶的數(shù)據(jù)包來改善網(wǎng)絡(luò)的狀況，異常用戶的業(yè)務(wù)將收到影響；終止會話，終止異常用戶的寬帶數(shù)據(jù)會話。

策略執(zhí)行和提交

策略的執(zhí)行和提交是通過網(wǎng)元把策略規(guī)則應(yīng)用到網(wǎng)絡(luò)中去。一旦5780 DSC完成了策略的制訂，它將通過3GPP的標(biāo)準(zhǔn)Gx接口把這些規(guī)則發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)。在3G網(wǎng)絡(luò)中，策略將通過Gx接口發(fā)送到GGSN；在4G網(wǎng)絡(luò)中，策略將通過Gx接口被應(yīng)用到P-GW。因此，無論是在3G還是4G網(wǎng)絡(luò)中，上海貝爾智能流量管理方案都可以通過Gx接口來激活DPI模塊來執(zhí)行策略。

上海貝爾智能流量管理方案可識別以下不正常的流量。

點對點（P2P）流量——從某個設(shè)備發(fā)起的特定下載流量，這種流量將以不公平的方式消耗大量網(wǎng)絡(luò)帶寬和連接數(shù)量，導(dǎo)致信令擁塞和帶寬占用。

空口永遠(yuǎn)占用——某個用戶長時間地保持無線空口通道的占用，這樣將占用過多的空口資源。

端口掃描——某個呼叫源（手機(jī)應(yīng)用、服務(wù)器）循環(huán)掃描某個設(shè)備或服務(wù)器的特定端口，試圖尋找可以攻擊的有漏洞的機(jī)會，這將導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)安全隱患、消耗帶寬、空口和信令資源。

信令攻擊——通過低流量重復(fù)觸發(fā)無線信道的分配和釋放從而導(dǎo)致3G或4G網(wǎng)絡(luò)信令層面的過載，這將導(dǎo)致空口資源的浪費(fèi)。

電池攻擊——某個惡意的呼叫源通過定時發(fā)送數(shù)據(jù)給某個移動終端來讓其保持在就緒狀態(tài)從而消耗手機(jī)的電池和網(wǎng)絡(luò)資源。

帶寬吞噬——消耗大量的帶寬資源從而影響到其它用戶的業(yè)務(wù)體驗。

永遠(yuǎn)在線——一個用戶長時間的占用空口資源

高信令用戶——一個手機(jī)用戶占用過多的網(wǎng)絡(luò)連接，導(dǎo)致RNC擁塞，占用無線通道。

用戶識別和管理

基于阿爾卡特朗訊的內(nèi)部研究發(fā)現(xiàn)，大部分的移動寬帶網(wǎng)絡(luò)資源被極少數(shù)百分比的用戶所占用，體現(xiàn)出極大的不對稱性。經(jīng)過調(diào)查發(fā)現(xiàn)10%的用戶消耗了80%的網(wǎng)絡(luò)流量；20%的用戶消耗了90%的網(wǎng)絡(luò)流量。事實上，內(nèi)部的研究還發(fā)現(xiàn)長期的資源吞噬用戶會持續(xù)地使用網(wǎng)絡(luò)：前一天數(shù)據(jù)消耗前5%的用戶將在第二天高峰時期消耗30%到35%數(shù)據(jù)流量。很明顯有用戶在忙時使用著遠(yuǎn)大于平均分配可以得到的網(wǎng)絡(luò)資源，這些用戶在忙時將侵害其它用戶的使用體驗。而造成這一現(xiàn)象的原因在于，網(wǎng)絡(luò)把正常用戶和資源吞噬用戶歸在同一QoS類中，這就使得網(wǎng)絡(luò)并不能對資源吞噬用戶做區(qū)分處理。

在這種情況下，上海貝爾智能流量管理方案就大有可為。運(yùn)營商們可以通過設(shè)定事件強(qiáng)度來定義自己的資源吞噬用戶的標(biāo)準(zhǔn)。一旦設(shè)定完成，運(yùn)營商將感知資源吞噬用戶的行為和強(qiáng)度。后續(xù)，運(yùn)營商還可以根據(jù)用戶的級別、異常的類型來定義相應(yīng)的策略，并在網(wǎng)絡(luò)擁塞的情況下對資源吞噬用戶采取丟包，降低優(yōu)先級，控制流數(shù)的方法來減緩網(wǎng)絡(luò)的擁塞情況。