移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )流量實(shí)現智能高效管理

標簽：無(wú)線(xiàn)流量 智能管理

隨著(zhù)智能手機的普及以及應用的不斷涌現，移動(dòng)運營(yíng)商正面臨寬帶無(wú)線(xiàn)通信帶來(lái)的巨大挑戰。這個(gè)挑戰不僅僅是指寬帶數據流量呈爆炸式增長(cháng)，更指向流量激增下的流量有效管理。

無(wú)線(xiàn)流量亟待有效管理

目前，隨著(zhù)越來(lái)越多的應用被開(kāi)發(fā)并運行在無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )上，越來(lái)越多的不正常流量和異常的行為正在影響著(zhù)用戶(hù)的業(yè)務(wù)體驗并增加網(wǎng)絡(luò )的負載。這些異常包括：病毒所帶來(lái)的巨大流量，對設備、應用和服務(wù)器發(fā)生的DoS攻擊等。這些不正常的流量不僅將消耗網(wǎng)絡(luò )帶寬，更嚴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營(yíng)商提高收入，并且，它們還消耗著(zhù)原本可以用來(lái)改進(jìn)用戶(hù)體驗和網(wǎng)絡(luò )性能的寶貴資源。

為了解決這一難題，運營(yíng)商已經(jīng)開(kāi)始探索網(wǎng)絡(luò )流量管理。有的通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )管理工具，統計無(wú)線(xiàn)側資源的占用、延遲、信道干擾以及設備本身的CPU、內存的使用情況。但是這一辦法無(wú)法發(fā)現是什么用戶(hù)、什么應用導致了網(wǎng)絡(luò )資源的消耗;有的則借助無(wú)線(xiàn)接入、無(wú)線(xiàn)回傳和核心網(wǎng)網(wǎng)元的QoS能力，按照不同優(yōu)先級處理數據包，從而在擁塞的時(shí)候最大限度保證網(wǎng)絡(luò )和小區的吞吐量。但是，這樣并不能結合用戶(hù)級別、歷史使用情況對無(wú)線(xiàn)接入網(wǎng)的擁塞情況來(lái)動(dòng)態(tài)采取管控策略。

由此可見(jiàn)，運營(yíng)商亟須一個(gè)智能的解決方案，不僅涉及網(wǎng)絡(luò )、應用、用戶(hù)的分析，發(fā)現問(wèn)題所在，而且還能根據網(wǎng)絡(luò )的忙閑，以及應用和用戶(hù)對網(wǎng)絡(luò )的影響來(lái)動(dòng)態(tài)地調整網(wǎng)絡(luò )。

上海貝爾智能流量管理

上海貝爾智能流量管理方案通過(guò)實(shí)時(shí)的網(wǎng)絡(luò )監控和分析找出無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )中的異常情況和各個(gè)無(wú)線(xiàn)小區的擁塞狀況。然后通過(guò)策略部署，對這些異常情況采取優(yōu)先級、丟棄或阻止的方式來(lái)幫助運營(yíng)商保護用戶(hù)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(gè)主要功能塊：一、通過(guò)WNG 9900組件，能夠實(shí)現網(wǎng)絡(luò )監控和分析;二、通過(guò)5780 DSC PCRF做信息處理和策略觸發(fā)，但需要WNG 9900和5780 DSC之間的緊密配合;三、通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )眾多的網(wǎng)元來(lái)實(shí)現策略執行和提交。

監控和分析

WNG 9900組件可以通過(guò)實(shí)時(shí)收集和監視用戶(hù)及應用產(chǎn)生的流量來(lái)分析網(wǎng)絡(luò )中每個(gè)網(wǎng)元的負載和性能，然后生成用戶(hù)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(guò)評估特定的異常事件來(lái)得出，當事件在一段時(shí)間內持續地超過(guò)正常門(mén)限時(shí)將被認定為擁塞。

每個(gè)異常事件和擁塞告警都有其特定的觀(guān)察窗口來(lái)保證事件不是隨機出現，而是持續的異常。每個(gè)異常事件加上事件的強度將被匯報給5780 DSC PCRF。每個(gè)異常事件的強度是可設置的，強度級別為5級，這充分保證了方案的靈活性。

WNG 9900基于每用戶(hù)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。當事件的強度發(fā)生變化，WNG 9900也會(huì )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(shí)現智能流量控制，5780 DSC將基于每用戶(hù)生成策略。每個(gè)策略首先將關(guān)聯(lián)異常事件和事件強度作為觸發(fā)條件，同時(shí)再結合用戶(hù)級別和網(wǎng)元擁塞級別來(lái)確定采取什么行動(dòng)，其中包括：一、給用戶(hù)發(fā)送信息，提示用戶(hù)人為采取行動(dòng);二、QoS改變，通過(guò)改變異常事件流量的優(yōu)先級來(lái)阻止網(wǎng)絡(luò )狀況的惡化;三、丟包，通過(guò)丟棄異常用戶(hù)的數據包來(lái)改善網(wǎng)絡(luò )的狀況，異常用戶(hù)的業(yè)務(wù)將受到影響;四、終止會(huì )話(huà)，終止異常用戶(hù)的寬帶數據會(huì )話(huà)。

策略執行和提交

策略的執行和提交是通過(guò)網(wǎng)元把策略規則應用到網(wǎng)絡(luò )中去。一旦5780 DSC完成了策略的制訂，它將通過(guò)3GPP的標準Gx接口把這些規則發(fā)送到網(wǎng)絡(luò )。在3G網(wǎng)絡(luò )中，策略將通過(guò)Gx接口發(fā)送到GGSN;在4G網(wǎng)絡(luò )中，策略將通過(guò)Gx接口被應用到P-GW。因此，無(wú)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(guò)Gx接口激活DPI模塊來(lái)執行策略。

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 )帶寬和連接數量，導致信令擁塞和帶寬占用。

空口永遠占用——某個(gè)用戶(hù)長(cháng)時(shí)間地保持無(wú)線(xiàn)空口通道的占用，這樣將占用過(guò)多的空口資源。

端口掃描——某個(gè)呼叫源(手機應用、服務(wù)器)循環(huán)掃描某個(gè)設備或服務(wù)器的特定端口，試圖尋找可以攻擊的有漏洞的機會(huì )，這將導致網(wǎng)絡(luò )安全隱患、消耗帶寬、空口和信令資源。

信令攻擊——通過(guò)低流量重復觸發(fā)無(wú)線(xiàn)信道的分配和釋放，從而導致3G或4G網(wǎng)絡(luò )信令層面的過(guò)載，這將導致空口資源的浪費。

電池攻擊——某個(gè)惡意的呼叫源通過(guò)定時(shí)發(fā)送數據給某個(gè)移動(dòng)終端來(lái)讓其保持在就緒狀態(tài)從而消耗手機的電池和網(wǎng)絡(luò )資源。

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

永遠在線(xiàn)——一個(gè)用戶(hù)長(cháng)時(shí)間占用空口資源。

高信令用戶(hù)——一個(gè)手機用戶(hù)占用過(guò)多的網(wǎng)絡(luò )連接，導致RNC擁塞，占用無(wú)線(xiàn)通道。

用戶(hù)識別和管理

基于阿爾卡特朗訊的內部研究發(fā)現，大部分的移動(dòng)寬帶網(wǎng)絡(luò )資源被極少數百分比的用戶(hù)所占用，體現出極大的不對稱(chēng)性。經(jīng)過(guò)調查發(fā)現，10%的用戶(hù)消耗了80%的網(wǎng)絡(luò )流量;20%的用戶(hù)消耗了90%的網(wǎng)絡(luò )流量。事實(shí)上，內部的研究還發(fā)現，長(cháng)期的資源吞噬用戶(hù)會(huì )持續地使用網(wǎng)絡(luò )：前一天數據消耗前5%的用戶(hù)將在第二天高峰時(shí)期消耗30%到35%的數據流量。很明顯，有用戶(hù)在忙時(shí)使用著(zhù)遠大于平均分配可以得到的網(wǎng)絡(luò )資源，這些用戶(hù)在忙時(shí)將侵害其他用戶(hù)的使用體驗，而造成這一現象的原因在于，網(wǎng)絡(luò )把正常用戶(hù)和資源吞噬用戶(hù)歸在同一QoS類(lèi)中，這就使得網(wǎng)絡(luò )并不能對資源吞噬用戶(hù)做區分處理。

在這種情況下，上海貝爾智能流量管理方案就大有可為。運營(yíng)商可以通過(guò)設定事件強度來(lái)定義自己的資源吞噬用戶(hù)的標準。一旦設定完成，運營(yíng)商將感知資源吞噬用戶(hù)的行為和強度。后續，運營(yíng)商還可以根據用戶(hù)的級別、異常的類(lèi)型來(lái)定義相應的策略，并在網(wǎng)絡(luò )擁塞的情況下對資源吞噬用戶(hù)采取丟包、降低優(yōu)先級以及控制流數的方法來(lái)減少網(wǎng)絡(luò )的擁塞情況。