“把脈”移動網(wǎng)絡(luò)流量實(shí)現(xiàn)智能高效管理

| 劉伯韜

“把脈”移動網(wǎng)絡(luò)流量實(shí)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(shí)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(gè)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(yàn)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(yàn)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(jì)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(shí)候最大限度保證網(wǎng)絡(luò)和小區(qū)的吞吐量。但是，這個(gè)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(gè)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(shí)時(shí)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(gè)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(yàn)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(gè)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(shí)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(shí)時(shí)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(gè)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(shí)間內(nèi)持續(xù)地超過正常門限時(shí)被認(rèn)定為擁塞。

每個(gè)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(gè)異常事件加上事件的強(qiáng)度將被匯報(bào)給5780 DSC PCRF。每個(gè)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(shí)現(xiàn)的靈活性。

WNG 9900基于每用戶向5780 DSC PCRF報(bào)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(bào)告5780 DSC. 另外WNG 9900還將把網(wǎng)元的擁塞信息匯報(bào)給5780 DSC。

處理和觸發(fā)

為了實(shí)現(xiàn)智能流量控制，5780 DSC將基于每用戶生成策略。每個(gè)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(shí)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(diǎn)對點(diǎn)（P2P）流量——從某個(gè)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(gè)用戶長時(shí)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(gè)呼叫源（手機(jī)應(yīng)用、服務(wù)器）循環(huán)掃描某個(gè)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(gè)惡意的呼叫源通過定時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)給某個(gè)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(yàn)。

永遠(yuǎn)在線——一個(gè)用戶長時(shí)間的占用空口資源

高信令用戶——一個(gè)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(shí)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(shí)期消耗30%到35%數(shù)據(jù)流量。很明顯有用戶在忙時(shí)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(shí)將侵害其它用戶的使用體驗(yàn)。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。