Contents

Introduction

Informações de Apoio

Problema

Solução

Impacto da solução

Configurações

Verifique se há gotas

Mecanismo ASR5000 para um anexo IMSI com uma TLLI aleatória

Melhorias e sugestões

Introduction

Este documento descreve o problema e as soluções relacionadas a problemas aleatórios de colisão do Identificador de Link Lógico Temporário (TLLI - Temporário Logical Link Identifier) no nó de suporte do GPRS (General Packet Radio Service) nos Cisco ASR 5000 Series Routers.

Informações de Apoio

Na camada de Controle de Link Lógico (LLC - Logical Link Control), a SGSN aborta uma solicitação de anexação de processamento se receber uma solicitação de anexação subsequente com a mesma TLLI aleatória fixa que interpreta o dispositivo como sendo o mesmo para ambas as solicitações. Em recargas de SGSN, quando muitos dispositivos tentam se conectar simultaneamente, apenas um deles (o último) se conecta com êxito à rede e o procedimento de conexão é abortado pelo SGSN para todos os dispositivos anteriores. Isso resulta em uma baixa taxa de vinculação bem-sucedida. Os dispositivos com falha continuam a tentar e, eventualmente, têm êxito após um atraso de tempo imprevisível. Os dispositivos presentes na rede sem fio têm problemas de software em que todos os dispositivos do mesmo fabricante tentam que o Packet Switch (PS) se conecte com uma TLLI fixa aleatória.

Problema

Como explica a Especificação Técnica (TS - Technical Specification) 23.003 da 3rd Generation Partnership Project (3GPP), uma TLLI aleatória é construída por uma Estação Móvel (MS - Mobile Station) da seguinte forma:

- bit 31 está definido como 0

- os bits 30 para 27 estão definidos como 1

- os bits 0 a 26 são escolhidos aleatoriamente

Além disso, o 3GPP TS 24.008 V 7.0 explica que se não estiver disponível um identificador de assinante móvel temporário de pacote (P-TMSI) válido e se o MS não tiver armazenado um P-TMSI válido, o MS utiliza um TLLI aleatório selecionado aleatoriamente para a transmissão da mensagem ATTACH REQUEST de qualquer procedimento de associação GPRS combinado/não combinado.

O mesmo valor TLLI aleatório selecionado aleatoriamente é usado para todas as tentativas de retransmissão de mensagem e para as atualizações de célula em uma tentativa de anexação. Ao receber uma mensagem ATTACH REQUEST, a rede atribui um P-TMSI ao MS. A rede deriva uma TLLI local do P-TMSI atribuído e transmite o P-TMSI atribuído ao MS.

Ao receber o P-TMSI atribuído, o MS deriva o TLLI local desse P-TMSI e o usa para endereçamento em camadas inferiores.

Note: Embora o MS derive uma TLLI local para endereçamento em camadas inferiores, a rede não deve supor que receber somente quadros LLC usam uma TLLI local. Imediatamente após a conexão GPRS bem-sucedida, a rede deve estar preparada para continuar a aceitar quadros LLC do MS que ainda usa o TLLI aleatório.

Solução

Os smartphones geralmente usam P-TMSI alocados pela SGSN para evitar colisões. A TLLI aleatória é lançada pela SGSN somente depois do êxito da associação GPRS. Como os modems, ou não padrões que não funcionam como de acordo com os padrões, anexam com a mesma TLLI aleatória, isso resulta no atraso na anexação bem-sucedida sempre que os outros dispositivos tentam se conectar ao mesmo tempo. Um recarregamento de sistema tem muitas mais solicitações de anexação que vêm desses modems/dispositivos dentro de um curto período de tempo, mas com um pool limitado de TLLIs aleatórias fixas. Portanto, as chances de uma colisão são altas.

Essas soluções são fornecidas para resolver esse problema:

1. Permitir que apenas um assinante anexe com uma TLLI aleatória fixa por vez. Embora um procedimento de anexação com uma TLLI aleatória fixa seja contínuo (até que uma nova P-TMSI seja aceita pela MS), todos os outros anexos subsequentes que vêm com a mesma TLLI aleatória com um IMSI (International Mobile Subscriber Identifier) diferente são descartados no linkmgr. Isso descarta as solicitações de anexação de um MS diferente com o mesmo TLLI aleatório, independentemente de o TLLI estar ou não configurado. Isso fornece alguma solução para esse problema, mas a taxa de sucesso de vinculação é muito baixa porque apenas uma solicitação de anexação entre todas as solicitações de anexação com o mesmo TLLI aleatório pode ser processada pelo SGSN.

2. Verificações adicionais do Network Service Entity Identifier (NSEI) também são fornecidas para processar as solicitações de anexo. Se diferentes solicitações de anexação com a mesma TLLI aleatória forem provenientes de diferentes NSEIs, todas essas solicitações serão processadas ao mesmo tempo. Isso aumenta a taxa de sucesso de solicitações de anexação com o mesmo TLLI aleatório porque agora anexam solicitações com o mesmo TLLI aleatório são processadas simultaneamente se elas vêm de NSEIs diferentes.

3. Permita que um temporizador TLLI receba o comando attach-complete com o TLLI aleatório antigo. Esse temporizador para quando um pacote de uplink, como uma solicitação de ativação, é recebido do assinante conectado com a TLLI alocada pela SGSN. Caso nenhum pacote de uplink seja recebido pelo assinante com a TLLI alocada pela SGSN dentro do tempo (tempo de espera), a TLLI aleatória que mapeia com esse IMSI é liberada e qualquer outra solicitação de anexo com a mesma TLLI aleatória fixa é aceita. Nenhuma solicitação de anexo da TLLI fixa-aleatória configurada é aceita até que o temporizador seja interrompido/expirado. Esse temporizador (tempo de espera) é fornecido como configurável com um intervalo de 1 segundo a 125 segundos e um valor padrão de 5 segundos. Além disso, para limitar essa funcionalidade de tempo de espera somente aos assinantes TLLI aleatórios fixos, configure a lista TLLI com quem precisa ser atendido com essa funcionalidade.

Impacto da solução

O impacto da correção é limitado somente aos assinantes com TLLI aleatório fixo se a TLLI afetada estiver configurada na lista TLLI.

1. Se o assinante anexado não enviar nenhum pacote de uplink dentro do tempo de espera e enviar um pacote de uplink com a TLLI alocada pela SGSN após a expiração do tempo de espera, não haverá impacto.

2. Se o assinante não enviar um pacote de uplink com TLLI alocado pelo SGSN, nenhuma outra solicitação de anexo do TLLI configurado será honrada pelo tempo configurado. Isso pode causar um atraso nos anexos gerais de todos os dispositivos que usam TLLI aleatória fixa. Normalmente, uma solicitação de ativação segue o processo de anexação e conclusão para os dispositivos M2M (Machine-to-Machine). No entanto, a situação é melhor do que a atual quando um único acoplamento é atrasado devido à interferência de outros dispositivos que não o TLLI aleatório fixo.

3. Se o assinante conectado voltar com um pacote de uplink com TLLI aleatório fixo após o vencimento do tempo de espera configurado, isso pode levar a cenários de colisão. Essa configuração em gprs-service aumenta a probabilidade de o assinante conectado usar a TLLI fornecida pela SGSN imediatamente (dentro do tempo de espera).
Syntax:

Under Call-control-profile

"gmm information-in-messages access-type gprs"

Configurações

Novos comandos de configuração são adicionados no modo de configuração global sgsn para ativar/desativar a TLLI aleatória.

Essa primeira configuração permite que o SGSN descarte/descarte a solicitação de anexação recebida com o TLLI aleatório que já está em uso.

Habilitar/desabilitar as quedas de anexo para uma TLLI existente

Por padrão, as solicitações de anexação recebidas podem processar com a TLLI que já está em uso.

Essa configuração permite que o SGSN descarte/descarte a mensagem ATTACH-REQUEST recebida com o TLLI aleatório já em uso. Essa configuração garante que, em qualquer momento, apenas um ATTACH seja processado pelo SGSN com o mesmo TLLI aleatório. Quando você habilita essa configuração, ela descarta a mensagem ATTACH-REQUEST dos diferentes MS com o uso da TLLI que já existe na SGSN e é usada por outro MS para anexar. Se o segundo anexo provém do mesmo MS e do mesmo TLLI aleatório que foi usado anteriormente para anexar, é permitido processar pela SGSN com a adição de outro cheque que usa NSEI.

Syntax:

[default] gmm-message attach-with-tlli-in-use [discard-message]

Esta saída fornece um exemplo de configuração:

[local]sim-lte#config

[local]sim-lte(config)#sgsn-global

[local]sim-lte(config-sgsn-global)#gmm-message

attach-with-tlli-in-use - Specifies the action to be taken for the

reception of ATTACH request with TLLI already in use.

By default, SGSN process the ATTACH request

[local]sim-lte(config-sgsn-global)#gmm-message attach-with-tlli-in-use

discard-message - Enables the SGSN to discard the received GMM message

[local]sim-lte(config-sgsn-global)#gmm-message attach-with-tlli-in-use discard-message

only-on-same-nsei - Enables the SGSN to discard the received GMM message if same NSEI

<cr> - newline

[local]sim-lte(config-sgsn-global)#gmm-message attach-with-tlli-in-use discard-message

[local]sim-lte(config-sgsn-global)#

[local]asr5000#show configuration

config

... ... ...

... ... ...

sgsn-global

imsi-range mcc xxx mnc xxx plmnid xxxxx operator-policy <>

gmm-message attach-with-tlli-in-use discard-message

#exit

A segunda parte dessa configuração permite que o usuário configure a lista de TLLI aleatória a ser invalidada/removida do GPRS Mobility Management (GMM) depois que o temporizador antigo invalidado de TLLI (temporizador introduzido como parte desta correção) expirar. O temporizador também é configurável no intervalo de 1 a 125 segundos.

Habilitar/desabilitar as quedas de anexo para TLLI existente com verificação NSEI

Essa configuração permite que você tenha uma verificação adicional do NSEI sempre que qualquer nova solicitação de anexação com o valor TLLI aleatório que já está em uso chegar ao SGSN. Isso permite que o SGSN processe várias solicitações de anexação com o mesmo TLLI aleatório se elas forem provenientes de diferentes NSEIs.

Syntax:

[default] gmm-message attach-with-tlli-in-use discard-message only-on-same-nsei

Esta saída fornece um exemplo de configuração:

[local]sim-lte#config

[local]sim-lte(config)#sgsn-global

[local]sim-lte(config-sgsn-global)#gmm-message

attach-with-tlli-in-use - Specifies the action to be taken for the reception

of ATTACH request with TLLI already in use. By default, SGSN process the ATTACH request

[local]sim-lte(config-sgsn-global)#gmm-message attach-with-tlli-in-use

discard-message - Enables the SGSN to discard the received GMM message

[local]sim-lte(config-sgsn-global)#gmm-message attach-with-tlli-in-use discard-message

only-on-same-nsei - Enables the SGSN to discard the received GMM message if same NSEI

<cr> - newline

[local]sim-lte(config-sgsn-global)#gmm-message attach-with-tlli-in-use

discard-message only-on-same-nsei

<cr> - newline

[local]sim-lte(config-sgsn-global)#gmm-message attach-with-tlli-in-use

discard-message only-on-same-nsei

[local]sim-lte(config-sgsn-global)#

[local]asr5000#show configuration

config

... ... ...

... ... ...

sgsn-global

imsi-range mcc xxx mnc xxx plmnid xxxxx operator-policy <>

gmm-message attach-with-tlli-in-use discard-message only-on-same-nsei

#exit

A segunda parte dessa configuração permite que o usuário configure a lista de TLLI aleatória a ser invalidada/removida do GMM após a expiração do temporizador antigo de TLLI invalidado (temporizador introduzido como parte desta correção). O temporizador também é configurável no intervalo de 1 a 125 segundos.

Habilitar o temporizador de espera TLLI

Esta saída fornece um exemplo de configuração:

#config

#sgsn-global

#gmm-message attach-with-tlli-in-use [discard-message]

#old-tlli invalidate tlli 0x7C43128F ( Please identify more such TLLIs used by this modems)

#old-tlli hold-time 2 (You can optimize the timer value based on the frequency of

the attach from the same TLLI)

#exit

#end

Verifique se há gotas

Esta CLI ajuda a identificar se o anexo está sendo descartado devido à TLLI aleatória somente se essa configuração estiver habilitada.

A primeira configuração funciona independentemente da lista de TLLIs configuradas para serem invalidadas com o comando gprs invalid-old-tlli tlli [<value>].

Se o contador destacado nesta CLI for mais, então haverá uma colisão TLLI aleatória na rede.  Tente a CLI no modo normal se não conseguir ver isso. Em seguida, tente no modo oculto, o que requer privilégios de usuário especiais.

#show gbmgr all parser statistics all

Friday April 11 01:14:37 GMT 2015

Gb Manager (Instance 4) Parser Statistics

Decode Statistics

Decode Successes :   300832    Decode Failures :     0

Demux key

IMSI        :  19743   P-TMSI(Local) : 6559   P-TMSI(Non-Local) : 6670

TLLI(Local) :  59542   SMGR Instance  :82805   TLLI (Non-Local)  : 62252

.....

.....

GMM

rxCount  : 50179   Attach Req     :   20891  Detach Req       :      438

RAU Req  : 10040   Unexpected Msg :   0  Gb Msgs with NonLocal Tlli:   12698

IMSI Key : 14302   P-TMSI Key     :   13205  attach with tlli in use: 7191

Add P-TMSI Key :        0

Decode failure

Mobile Id Len Error :        2     Unsupported Mobile Id :        0

IE Missing          :        0     Other Decode Failure  :     9344

Mecanismo ASR5000 para um anexo IMSI com uma TLLI aleatória

Geralmente, sempre que o SGSN recebe a solicitação de anexação IMSI com uma TLLI aleatória, ele processa a solicitação de anexação recebida e cria uma entrada para essa TLLI junto com a instância IMSI e do gestor de sessão atribuído (SESSMGR). O SESSMGR é atribuído pela SGSN para servir este Estado-Membro. Após a criação bem sucedida da entrada, todas as outras mensagens recebidas deste MS (TLLI) são diretamente encaminhadas para esse SESSMGR para que o processo seja o mesmo. No nível de entrada, a SGSN não é capaz de identificar a TLLI de forma exclusiva com base no código de área de localização (LAC - Location Area Code)/código de área de roteamento (RAC - Routing Area Code), pois isso não foi atribuído pela SGSN.

O SGSN processa a solicitação de anexação para MS-1 e cria uma entrada para esse TLLI junto com o IMSI e a instância SESSMGR atribuída. Se o SGSN receber outra solicitação de anexação do MS-2 usando o mesmo TLLI aleatório (de diferentes MS), a entrada existente para esse TLLI é substituída pelo IMSI do MS-2 juntamente com a instância recém-atribuída do SESSMGR para MS-2. Essa instância pode ser a mesma ou uma instância SESSMGR diferente. Se a instância SESSMGR atribuída for diferente para MS-1 e MS-2, as mensagens adicionais recebidas para MS-1 não atingem o SESSMGR correto.

Melhorias e sugestões

Os dispositivos presentes na rede sem fio que têm problemas de software com a TLLI ou que são codificados com a TLLI fixa e que são do mesmo fabricante tentam conectar a PS com uma TLLI aleatória fixa. Corrija esse problema na extremidade do modem para evitar colisões de conexão. Crie também uma TLLI aleatória de lista usada com frequência por esses modems e aplique essa correção para evitar o mesmo cenário sempre que o SGSN for reinicializado.