電信運營商應對管道可控挑戰(zhàn)

電信運營商應對管道可控挑戰(zhàn)

1網(wǎng)絡信號與通信壓力在過去三年中，蘋果、android和其他智能手機主導了全球手機市場的趨勢。相關(guān)調(diào)查報告顯示,以歐洲某主流電信運營商為例,從2008年底—2009年9月,其移動數(shù)據(jù)業(yè)務流量增加了19倍。移動通信已經(jīng)進入智能終端與移動寬帶時代,永遠在線的業(yè)務體驗需求和有限的電池容量是一對矛盾體,由于用戶要求可隨時快速使用移動互聯(lián)網(wǎng),使得移動網(wǎng)絡信令負載沉重,網(wǎng)絡壓力驟增。目前,國內(nèi)3G用戶雖然處于快速發(fā)展階段,LTE尚未商用,大規(guī)模數(shù)據(jù)量沖擊尚未到來,但在熱點區(qū)域和忙時同樣面臨數(shù)據(jù)流量增長帶來的嚴峻挑戰(zhàn)。與此同時,微信和IM等應用受到了廣大用戶的普遍青睞,而對電信運營商來說這卻是噩夢的開始。這些應用不僅嚴重侵蝕運營商的糧倉(語音和短信業(yè)務),還給現(xiàn)有網(wǎng)絡帶來了強烈的“信令風暴”沖擊,而且在中國的部分大城市已經(jīng)出現(xiàn)了設備信令壓力增加的情況。然而,到目前為止,電信運營商卻沒有很好的手段做到“管道可視”,更不要說“管道可控”。2現(xiàn)網(wǎng)回歸網(wǎng)調(diào)查由于網(wǎng)絡收到的終端信令請求超過了網(wǎng)絡各項信令資源的處理能力,引發(fā)了網(wǎng)絡擁塞以至于產(chǎn)生雪崩效應,導致網(wǎng)絡不可用,電信運營商稱之為“信令風暴”。(1)“信令風暴”產(chǎn)生的原因●智能手機為省電,引入休眠特性,6~10s沒有數(shù)據(jù)傳送則釋放鏈接。由于目前智能手機用戶使用時間長、屏幕大,所以耗電量也很大,廠家為了節(jié)電使用了快速休眠功能,即一段時間沒有數(shù)據(jù)傳送,手機會不經(jīng)網(wǎng)絡側(cè)準許而釋放鏈接。●RNC為節(jié)約空口資源,通常60s無數(shù)據(jù)傳送則釋放連接(本定時器的時長可由電信運營商設定)。具體參見圖1?！裣裎⑿?、手機微博、手機QQ等應用的使用,會帶來大規(guī)模小數(shù)據(jù)量的頻繁交互,該類業(yè)務流量的建立和釋放一般是通過信令信道承載的(見圖2)。如上所述,手機的快速休眠、RNC節(jié)約空口資源、以及微信/QQ用戶的快速增加,大量消耗信令信道資源;同時,微信、手機QQ這些“永遠在線”的應用會周期性地向應用服務器發(fā)送報文保證用戶永遠在線,引起已釋放的連接重建,也就是我們所說的發(fā)送心跳報文,導致信令量的增幅遠大于業(yè)務流量的增幅。(2)現(xiàn)網(wǎng)的實際情況(舉例)通過中創(chuàng)信測的現(xiàn)網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng),收集終端撥測數(shù)據(jù)(分單業(yè)務撥測及多業(yè)務同時撥測方式),進行現(xiàn)網(wǎng)信令分析,包括Gb、Gn接口業(yè)務記錄查詢與統(tǒng)計分析。本文以“微信”為樣本進行撥測數(shù)據(jù)分析,具體撥測情況:以iPhone4手機(IOS6.1.2)為主樣本,三星GT-N7100NOTE2(AndroidOS4.1.2),GalaxyNexus(AndroidOS4.2.2)撥測數(shù)據(jù)輔助,微信版本:V4.5。注:以下分析只列出可能涉及頻繁小包流量的微信業(yè)務域名,不代表所有微信業(yè)務域名。●微信登錄首先發(fā)起兩條DNS請求,信令過程參見圖3。●涉及的全為TCP短連接,HTTP協(xié)議承載。為TCP長連接,用于會話交互,終端靜閑后每隔120s左右,終端發(fā)起與服務器通信,單次通信過程3條信令,具體參見圖4。圖4中,69、70、71三個數(shù)據(jù)包為一次微信客戶端與服務器端通信過程,即“心跳”過程,從后續(xù)數(shù)據(jù)包時間戳可以看出,每次“心跳”過程間隔約120s?！駃Phone4終端靜閑600s左右TCP連接拆除,信令見圖4第89、90、91數(shù)據(jù)包。Android終端未見有TCP連接拆除信令,撥測結(jié)果顯示,低版本Android終端會持續(xù)發(fā)“心跳”包而不拆鏈,這類行為對無線網(wǎng)絡性能影響較大?！窠Y(jié)論微信業(yè)務有TCP長連接與服務器端通信,該連接在客戶端在線期間作為會話通信,客戶端靜閑期間發(fā)送“心跳”數(shù)據(jù)包,TCP傳輸端口為8080,發(fā)包間隔為120s左右。iPhone終端該TCP長連接在600s左右連接拆除,Android終端在微信后臺運行狀態(tài)下,會持續(xù)發(fā)送“心跳”數(shù)據(jù)包?！?min”的心跳周期到底是什么概念?可以理解為,每部安裝了微信的Android設備每天發(fā)送近750條短信(其實占用的信令資源還遠超這個數(shù)量)。3電信運營商的目標(1)電信運營商的態(tài)度“微信”等OTT業(yè)務確實對國內(nèi)電信運營商的現(xiàn)有網(wǎng)絡和業(yè)務造成了沖擊,但是中國移動抵觸情緒最大,其他兩家態(tài)度曖昧,主要理由有以下幾點:●信令負載太大。微信有號稱3億的用戶,目前很有可能已經(jīng)逼近甚至超過了4億。微信是一個號稱“永遠在線”的應用,用戶一般情況下不會退出(駐留后臺運行),對網(wǎng)絡資源消耗很大。尤其中國移動已經(jīng)落后的2G網(wǎng)絡和技術(shù)上不太成熟的3G網(wǎng)絡,難以承受“信令風暴”的沖擊,苦不堪言。●網(wǎng)間結(jié)算費用高。中國幾乎所有的網(wǎng)站都在大量使用中國電信和中國聯(lián)通的機房,中國移動旗下鐵通的市場份額卻只有10%。微信等業(yè)務快速的客戶群增長并沒有給中國移動帶來相應比例的收益,相對于其他兩家電信運營商,中國移動顯然“得不償失”?！裎⑿诺葮I(yè)務對既有的電信運營商的語音和短信業(yè)務的沖擊是顯而易見的,尤其對國內(nèi)長途、國際長途和漫游通話的沖擊是致命的,作為國內(nèi)第一大移動運營商——中國移動的損失是最大的。(2)如何解決“微信”等OTT業(yè)務的沖擊●提升網(wǎng)絡建設和覆蓋?！駜?yōu)化無線參數(shù)和提高網(wǎng)絡資源利用率?！窬馍?下行資源,增強上行容量?！裉岣咴O備冗余度,完善系統(tǒng)過載保護機制?！裢ㄟ^采用“網(wǎng)絡控制的快速休眠”功能,將快速休眠的控制權(quán)交還網(wǎng)絡,可以大大降低網(wǎng)絡節(jié)點的信令負荷?！穸ㄆ趯π帕蠲孢\行狀態(tài)進行評估和容量預測?！窠⒍嗑S度的流量分析和監(jiān)控體系?！裉岣吡髁烤毣?jīng)營能力。電信運營商提出的解決方案,主要分為“網(wǎng)絡能力提升”(上面的前5條)和“智能管道建設”(上面的后3條)兩個方面。“網(wǎng)絡能力提升”基本上是被動的“凈投入”;“智能管道建設”雖然也需要投入,但還可以“產(chǎn)出”,即提高“流量精細化運營”的能力。精細化運營能力的提升又涉及兩個方面:多維度的流量分析和監(jiān)控體系和收費模式。第一條就是我們所講的“管道可視化”,它是第二條的基礎。“多維度的流量分析和監(jiān)控體系”的建設目的:——網(wǎng)絡中承載了哪些業(yè)務。——誰的什么應用正在消耗大量帶寬?！l正在使用未經(jīng)授權(quán)的應用?！斍暗膸捠欠衲苤我延械臉I(yè)務?！獛挿峙涫欠窈侠?是否可以保障關(guān)鍵業(yè)務。(3)收費模式探索中國三大電信運營商對微信業(yè)務如何收費目前還不清楚,但有一點幾乎可以肯定,將來電信運營商可能不再會只向騰訊收取少許的帶寬租賃費。目前的收費模式猜想最起碼包括兩種:一是必須按用戶量收費,而不能再籠統(tǒng)地收取帶寬租賃費,因為微信用戶量的增長已經(jīng)對網(wǎng)絡造成了傷害;二是不再提供不限流量包月套餐。另一個可借鑒的收費模式,可以不向“低套餐”的用戶提供OTT業(yè)務。例如,Vodafone英國規(guī)定每月資費套餐在40英鎊以下的用戶不允許使用VoIP,若想使用須每月另外繳納15英鎊,從而有效地阻止了低端客戶對VoIP的使用,既增加了收入,又減少了網(wǎng)絡沖擊。(4)中創(chuàng)信測對“智能管道建設”的支撐作為國內(nèi)最大的網(wǎng)絡監(jiān)測系統(tǒng)提供商,中創(chuàng)信測可提供“多維度的流量分析和監(jiān)控體系”,為電信運營商的“智能管道建設”助力,幫助其實現(xiàn)“可視化”及“可控化”。中創(chuàng)信測認為,網(wǎng)絡可視化是智能管道建設的基礎,網(wǎng)絡可控化是智能管道建設的目標。它通過對網(wǎng)絡中IP流量的全景深度解析,以及對3G/LTE信令的全面關(guān)聯(lián),協(xié)助電信運營商實現(xiàn)用戶身份可識別、終端位置可定位、應用行為可分析、網(wǎng)絡流量可管控的智能管道建設目標。中創(chuàng)信測使用智能探針通過在3G、LTE核心網(wǎng)的全量線速采集,提供高性能的IP流量的實時業(yè)務分析,將用戶信息、網(wǎng)絡信息、會話信息、業(yè)務信息和統(tǒng)計信息全量提供給上層應用進行實時呈現(xiàn),為電信運營商的精細化運營提供基礎。例如,通過對用戶的行為分析,找到有價值的用戶,進行精準營銷;再如,通過對熱點應用的服務體驗改善,提高運營商的收入水平;還可以協(xié)助運營商找到網(wǎng)絡資源瓶頸,從而為優(yōu)化網(wǎng)絡找到依據(jù)。中創(chuàng)信測還專門為智能探針開發(fā)了NPAS操作系統(tǒng),從而最大限度地發(fā)揮了硬件性能,并面向移動互聯(lián)網(wǎng)深度分析智能手機(IOS、Android等系統(tǒng))的熱點應用,提供動態(tài)更新DPI應用特征庫,并創(chuàng)造性地將互聯(lián)網(wǎng)的應用行為與電信網(wǎng)的用戶身份有機結(jié)合,為電信運營商的智能管道可視化提供了堅實的基礎。中創(chuàng)信測的智能探針還提供不同級別的IP流量控制策略,如帶寬保障、策略丟棄、分時段策略控制等,這些都有助于實現(xiàn)