以可靠信令网应对5G时代信令风暴的挑战
近日,在泰国结束的第13届全球移动宽带论坛(MBBF 2022)上,如何抵御信令风暴冲击尊龙人生就是博TO棒来就送38,保障业务永远在线尊龙人生就是博TO棒来就送38,成论坛上最为关注的话题之一尊龙人生就是博TO棒来就送38,获得参展各方的热烈讨论。
两年来尊龙人生就是博TO棒来就送38,全球发生多起由于网络异常引发的信令风暴,从而导致全网业务长时间瘫痪尊龙人生就是博TO棒来就送38,范围波及中东、美洲、亚太的多家运营商。例如,2022年7月,加拿大R运营商发生大规模网络中断,时长约19个小时;同月尊龙人生就是博TO棒来就送38,日本K运营商发生全网业务瘫痪,中断时间长达62个小时。业务稳定是通信产业的根基,网络瘫痪不仅会造成运营商直接收入损失和巨额赔偿,还会影响到运营商的品牌声誉乃至生存发展。
深入剖析发生重大事故的通信服务商,都是网络误操作或者设备异常等原因引发网络信令风暴尊龙人生就是博TO棒来就送38,信令网的收敛和保护功能不够完善,网元收受到冲击后无法快速恢复,最终导致全网瘫痪。
随着全球5G网络建设高速发展尊龙人生就是博TO棒来就送38,移动宽带用户和数据业务呈爆发式增长,5G网络中的信令风暴问题也日趋凸显。
5G时代,核心网基础设施开始从专用平台向云化和分层解耦转型尊龙人生就是博TO棒来就送38。云化网络在增加敏捷性的同时尊龙人生就是博TO棒来就送38,也带来可靠性的风险;分层解耦带来的多厂家协同部署网络尊龙人生就是博TO棒来就送38,更容易引入健壮性不足的问题。
网络架构方面,为使5G网络解耦和弹性扩容尊龙人生就是博TO棒来就送38,大量网元功能被模块化尊龙人生就是博TO棒来就送38,这也增加了网元间的链路数量和信令网络的复杂性。信令网是一个端到端的系统工程,涉及各个子模块的韧性设计,以及全局的可靠性保护设置,信令网络变得庞大和繁杂后,可靠性规划往往难以面面俱到,容易出现各种网络隐患尊龙人生就是博TO棒来就送38。
5G网络基于SBA(基于服务架构)的软件架构,在可路由性方面有所提升尊龙人生就是博TO棒来就送38,但是在拥塞管理、路由实时负载均衡调配尊龙人生就是博TO棒来就送38尊龙人生就是博TO棒来就送38,以及可靠性保障等方面,存在很多不够完善的地方。
通信网络演进到5G时代后,新业务层出不穷,网络对信令消息数量、包长和处理能力有了更进一步的的要求。新应用上量后,网络流量倍增尊龙人生就是博TO棒来就送38,由于网元异常等原因引发的信令风暴冲击,强度相比过去将会翻倍,网络后端用户数据尊龙人生就是博TO棒来就送38、计费、策略控制等业务网元承受到的信令浪涌压力将前所未有,而这些网元一旦被信令风暴冲垮,整网的业务就会中断。
3GPP在5G的第二个演进版本R16中尊龙人生就是博TO棒来就送38,引入SCP(服务通信代理)网元尊龙人生就是博TO棒来就送38,定义了间接通信方式:模式C和模式D(如下图所示)尊龙人生就是博TO棒来就送38。
R15版本直接通信方式(模式A和模式B)和R16版本间接通信方式(模式C和模式D)的主要区别如下:
模式B:增加NRF(网络存储功能)网元尊龙人生就是博TO棒来就送38,提供服务发现和寻址尊龙人生就是博TO棒来就送38,服务使用者使用服务前,先到NRF获取服务提供者的地址。其他连接方式和模式A相同。
模式C:在R15版本基础上,增加SCP网元尊龙人生就是博TO棒来就送38,服务使用者去NRF寻址无需经过SCP尊龙人生就是博TO棒来就送38,获得服务提供者的地区后,和服务提供者之间的信令交互都通过SCP路由和转发。
模式D:在R15版本基础上尊龙人生就是博TO棒来就送38尊龙人生就是博TO棒来就送38尊龙人生就是博TO棒来就送38,增加SCP网元尊龙人生就是博TO棒来就送38,服务使用者去NRF寻址需要经过SCP,获得服务提供者的地区后,和服务提供者之间的信令交互也通过SCP路由和转发。
R16版本的模式C和模式D,在网元链路建立尊龙人生就是博TO棒来就送38、路由信息获取、整网流量转发、控制管理和负载均衡等方面都有了升级,更有利于异常流量场景管控。
从简化网络角度来看,相比模式 A和B尊龙人生就是博TO棒来就送38,模式D可实现90%以上的链路数量减少,均衡各个局向的实时负载尊龙人生就是博TO棒来就送38,实现网络连接简化。相比模式C尊龙人生就是博TO棒来就送38,模式D又能进一步减少NF(网络功能)间频繁的订阅和通知交互尊龙人生就是博TO棒来就送38尊龙人生就是博TO棒来就送38尊龙人生就是博TO棒来就送38,降低网络流量负荷,实现信令路由和负载均衡在SCP的集中化管理。
此外,模式D通过大幅减少网络实时连接,降低网络架构复杂度,使信令网更容易维护,故障可以快速定位尊龙人生就是博TO棒来就送38。SCP的灵活对接还可以屏蔽异厂家网元间不同尊龙人生就是博TO棒来就送38尊龙人生就是博TO棒来就送38,大幅减少不同厂家网元对接时的集成工作量,缩短新业务上线时间,增强企业竞争力。
今年7月,日本K运营商全网瘫痪事故的起因是路由器割接尊龙人生就是博TO棒来就送38,割接失败后操作回退,大量终端重新发起位置注册消息,海量信令集中突发,很快引发VOLTE节点和用户数据节点拥塞尊龙人生就是博TO棒来就送38。由于网络架构复杂且缺少自动化的流量控制手段,运维团队的故障排查和恢复时间长达3天。
根据近年来的信令风暴事故分析,90%以上事故的崩溃点都在网络后端的用户数据(HSS)/ 策略控制(PCF)/计费系统(CHF)等数据库型网元尊龙人生就是博TO棒来就送38。信令网SCP方案除了需要自身扛得住高强度流量冲击外,还要有适配后端网元的处理能力,对前端流量进行智能流控尊龙人生就是博TO棒来就送38,削峰整流,保护后端HSS/UDM/PCF等关键网元尊龙人生就是博TO棒来就送38,维持整网业务实时在线。
此外,SCP基于星型架构的网络设计尊龙人生就是博TO棒来就送38,能够提供流量可视和智能化分析尊龙人生就是博TO棒来就送38,协助运维中心快速定位故障,排除异常模块,将业务恢复时间缩短至分钟级,在网络处于拥塞的极端情况下,也可为运营商快速挽回损失。
随着移动用户的和数据业务的增长,特别是5G网络的全面普及,网络承载的信令流量将呈现指数增长尊龙人生就是博TO棒来就送38。信令网是运营商通信网络的神经中枢,为应对可能的流量激增尊龙人生就是博TO棒来就送38尊龙人生就是博TO棒来就送38,海内外多家运营商已经开始未雨绸缪,测试并引入SCP信令网尊龙人生就是博TO棒来就送38尊龙人生就是博TO棒来就送38,把SCP作为简化网络、提高效率尊龙人生就是博TO棒来就送38、保障安全的网络基础设施,重点投入。
2021年,泰国A运营商率先引入SCP,作为5G网络信令路由和管理网元。新的SCP网元使网络信令路由大幅减少,免除运营商上万个离散号段的路由配置和维护工作,网络架构的简化不仅增强了网络的健壮性,而且可以实现新业务的快速上线G网络赋能千行百业已经初具规模,网络承载的业务也将更加丰富尊龙人生就是博TO棒来就送38。在网络不断演进过程中,信令网也需同步进行规划和建设,发挥信令网核心中枢的作用,保护网络稳定,提升维护效率尊龙人生就是博TO棒来就送38,支撑5G网络在社会生活中发挥更大价值尊龙人生就是博TO棒来就送38。
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