“把脈”移動網絡流量實現智能高效管理

| 劉伯韜

“把脈”移動網絡流量實現智能高效管理

| 劉伯韜

借助上海貝爾智能流量管理方案，運營商不僅能夠實現數據流量的動態、智能管理，還能夠在提升網絡利用率的同時有效降低CAPEX和OPEX，為后續的業務開展提供有力保障。

隨著智能手機的普及以及手機上種類繁多的應用不斷出現，無線網絡運營商正面臨寬帶無線通信帶來的巨大挑戰。這個挑戰不僅僅是指寬帶數據流量呈爆炸式增長，更指向流量激增下的流量有效管理。

無線流量亟需動態管控

目前，隨著越來越多的應用被開發出來并運行在無線網絡上，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務體驗并增加網絡的負載。這些異常包括：病毒所帶來的巨大流量，對設備、應用和服務器發生的DoS攻擊等。這些不正常的流量將不僅僅消耗網絡帶寬，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商提高收入，它們只是消耗著原本可以用來改進用戶體驗和網絡性能的寶貴資源。

為了解決這一難題，運營商已經開始探索網絡流量管理。有的通過無線網絡管理工具，統計無線側資源的占用，延遲、信道干擾以及設備本身的CPU、內存的使用情況。但是這一辦法無法發現是什么用戶、什么應用導致了網絡資源的消耗；有的則借助無線接入、無線回傳和核心網網元的QoS能力，按照不同優先級處理數據包，從而在擁塞的時候最大限度保證網絡和小區的吞吐量。但是，這個功能并不能結合用戶、級別和歷史使用情況，最重要的是核心網無法根據現網無線接入網的擁塞情況來動態決定是否采取管控策略。

由此可見，運營商亟需一個智能的解決方案，不僅能夠涉及網絡、應用、用戶的分析，發現問題所在，并能根據網絡的忙閑、應用和用戶對網絡的影響動態地調整網絡。

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絡監控和分析找出無線網絡中的異常情況和各個無線小區的擁塞狀況。然后通過策略部署對這些異常情況采取降優先級、丟棄或阻止的方式來幫助運營商保護用戶的業務體驗從而更好地使用網絡資源。

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，能夠實現網絡監控和分析；二、通過5780 DSC PCRF做信息處理和策略觸發，但需要WNG 9900和5780 DSC之間相互的緊密配合；三、通過無線網絡眾多的網元來實現策略執行和提交。

監控和分析

WNG 9900組件可以通過實時收集和監視用戶和應用產生的流量來分析網絡中每個網元的負載和性能，然后生成用戶的異常事件和網元的擁塞告警。其中網元的擁塞是通過評估特定的異常事件來得出，當事件在一段時間內持續地超過正常門限時被認定為擁塞。

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出現，而是持續的異常。每個異常事件加上事件的強度將被匯報給5780 DSC PCRF。每個異常事件的強度是可設置的，強度級別為5級。這充分保證了方案實現的靈活性。

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。當事件的強度發生變化，WNG 9900也會再次報告5780 DSC. 另外WNG 9900還將把網元的擁塞信息匯報給5780 DSC。

處理和觸發

為了實現智能流量控制，5780 DSC將基于每用戶生成策略。每個策略首先將關聯異常事件和事件強度作為觸發條件，同時再結合用戶級別和網元擁塞級別來確定采取什么行動，其中包括：給用戶發送信息，提示用戶人為采取行動；QoS改變，通過改變用戶導致異常事件的流量的優先級來阻止網絡狀況的惡化；丟包，通過丟棄異常用戶的數據包來改善網絡的狀況，異常用戶的業務將收到影響；終止會話，終止異常用戶的寬帶數據會話。

策略執行和提交

策略的執行和提交是通過網元把策略規則應用到網絡中去。一旦5780 DSC完成了策略的制訂，它將通過3GPP的標準Gx接口把這些規則發送到網絡。在3G網絡中，策略將通過Gx接口發送到GGSN；在4G網絡中，策略將通過Gx接口被應用到P-GW。因此，無論是在3G還是4G網絡中，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——從某個設備發起的特定下載流量，這種流量將以不公平的方式消耗大量網絡帶寬和連接數量，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（手機應用、服務器）循環掃描某個設備或服務器的特定端口，試圖尋找可以攻擊的有漏洞的機會，這將導致網絡安全隱患、消耗帶寬、空口和信令資源。

信令攻擊——通過低流量重復觸發無線信道的分配和釋放從而導致3G或4G網絡信令層面的過載，這將導致空口資源的浪費。

電池攻擊——某個惡意的呼叫源通過定時發送數據給某個移動終端來讓其保持在就緒狀態從而消耗手機的電池和網絡資源。

帶寬吞噬——消耗大量的帶寬資源從而影響到其它用戶的業務體驗。

永遠在線——一個用戶長時間的占用空口資源

高信令用戶——一個手機用戶占用過多的網絡連接，導致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部研究發現，大部分的移動寬帶網絡資源被極少數百分比的用戶所占用，體現出極大的不對稱性。經過調查發現10%的用戶消耗了80%的網絡流量；20%的用戶消耗了90%的網絡流量。事實上，內部的研究還發現長期的資源吞噬用戶會持續地使用網絡：前一天數據消耗前5%的用戶將在第二天高峰時期消耗30%到35%數據流量。很明顯有用戶在忙時使用著遠大于平均分配可以得到的網絡資源，這些用戶在忙時將侵害其它用戶的使用體驗。而造成這一現象的原因在于，網絡把正常用戶和資源吞噬用戶歸在同一QoS類中，這就使得網絡并不能對資源吞噬用戶做區分處理。

在這種情況下，上海貝爾智能流量管理方案就大有可為。運營商們可以通過設定事件強度來定義自己的資源吞噬用戶的標準。一旦設定完成，運營商將感知資源吞噬用戶的行為和強度。后續，運營商還可以根據用戶的級別、異常的類型來定義相應的策略，并在網絡擁塞的情況下對資源吞噬用戶采取丟包，降低優先級，控制流數的方法來減緩網絡的擁塞情況。