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简介

背景信息

问题

解决方案

解决方案影响

配置

检查丢包

ASR5000机制，用于随机TLLI的IMSI连接

改进和建议

简介

本文档介绍与Cisco ASR 5000系列路由器中服务通用分组无线业务(GPRS)支持节点(SGSN)上的随机临时逻辑链路标识符(TLLI)冲突问题相关的问题和解决方案。

背景信息

在逻辑链路控制(LLC)层，如果SGSN收到后续的附加请求，并且收到相同的固定随机TLLI，将设备解释为两个请求相同，则SGSN会中止处理附加请求。在SGSN重新加载中，当许多设备尝试同时连接时，只有其中一个（最后一个）成功连接到网络，并且SGSN会中止所有先前设备的连接过程。这会导致配售率降低。故障设备继续尝试，并在出现不可预知的延迟后最终成功。无线网络中存在的设备存在软件问题，即来自同一制造商的所有设备尝试使用固定随机TLLI连接数据包交换机(PS)。

问题

如第3代合作伙伴项目(3GPP)技术规范(TS)23.003所述，由移动站(MS)构建的随机TLLI如下：

- 位31设置为0

- 位30从27设置为1

- 随机选择0到26位

此外，3GPP TS 24.008 V 7.0解释如果没有有效的分组临时移动用户标识符(P-TMSI)可用，并且当MS没有存储有效的P-TMSI时，MS使用随机选择的随机TLLI来传输任何组合的ATTACH REQUEST消息/非组合GPRS连接过程。

随机选择的相同随机TLLI值用于所有消息重新传输尝试和一次连接尝试中的单元更新。收到ATTACH REQUEST消息后，网络将P-TMSI分配给MS。网络从分配的P-TMSI派生本地TLLI，并将分配的P-TMSI发送给MS。

在收到所分配的P-TMSI后，MS从此P-TMSI派生本地TLLI并使用其在较低层进行寻址。

注意：虽然MS派生本地TLLI以在较低层进行编址，但网络不应假设仅接收LLC帧使用本地TLLI。在成功连接GPRS后，网络必须准备好继续接受来自仍使用随机TLLI的MS的LLC帧。

解决方案

智能手机通常使用SGSN分配的P-TMSI以避免冲突。SGSN仅在成功连接GPRS后才发布随机TLLI。由于调制解调器或非标准无法按照标准工作，因此使用相同的随机TLLI连接，因此当其他设备尝试同时连接时，会导致成功连接的延迟。系统重新加载在短时间内从这些调制解调器/设备收到更多连接请求，但带有有限的固定随机TLLI池。因此，发生碰撞的机率很高。

为解决此问题，提供了以下解决方案：

1. 一次只允许一个用户与固定随机TLLI连接。当具有固定随机TLLI的连接过程是连续的（直到MS接受新的P-TMSI）时，具有不同国际移动用户标识符(IMSI)的相同随机TLLI的所有其他后续连接都会在linkmgr上丢弃。这会丢弃来自具有相同随机TLLI的不同MS的连接请求，而不管是否配置了TLLI。这为此问题提供了一些解决方案，但配售成功率非常低，因为SGSN只能处理所有具有相同随机TLLI的配售请求中的一个配售请求。

2. 还提供对网络服务实体标识符(NSEI)的额外检查，以处理附加请求。如果具有相同随机TLLI的不同附加请求来自不同的NSEI，则所有这些请求将同时处理。这会提高具有相同随机TLLI的附加请求的成功率，因为现在，如果来自不同NSEI的具有相同随机TLLI的附加请求同时处理。

3. 允许TLLI计时器接收带有旧随机TLLI的attach-complete。一旦从连接的用户收到上行链路数据包（如激活请求），并且SGSN分配了TLLI，此计时器就会停止。如果用户在时间（等待时间）内未收到SGSN分配的TLLI的上行链路数据包，则释放与该IMSI映射的随机TLLI，并接受具有相同固定随机TLLI的任何其他附加请求。在计时器停止/过期之前，不会接受来自已配置的固定随机TLLI的附加请求。此计时器（等待时间）可配置，范围为1秒到125秒，默认值为5秒。此外，要将此等待时间功能限制为仅固定随机TLLI用户，请配置TLLI列表，其中包含需要满足此功能需求的人员。

解决方案影响

如果受影响的TLLI在TLLI列表中配置，则修复的影响仅限于具有固定随机TLLI的用户。

1. 如果连接的用户在等待时间内未发送任何上行链路数据包，并且在等待时间到期后发送带有SGSN分配的TLLI的上行链路数据包，则不会产生影响。

2. 如果用户不发送带有由SGSN分配的TLLI的上行链路数据包，则配置的TLLI的其他附加请求在配置的时间内不会得到响应。这可能导致使用固定随机TLLI的所有设备的总连接延迟。通常，在对机器间(M2M)设备执行attach-complete后发出激活请求。但是，与固定随机TLLI相比，由于其他设备的干扰而延迟单个连接的情况要好一些。

3. 如果所连接的用户在配置的等待时间到期后返回具有固定随机TLLI的上行链路数据包，则可能导致冲突场景。在gprs-service中进行此配置会增加所连接用户立即（在等待时间内）使用SGSN提供的TLLI的可能性。
Syntax:

Under Call-control-profile

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

配置

在sgsn-global配置模式下添加新的配置命令，以启用/禁用随机TLLI。

此第一个配置允许SGSN丢弃/放弃已在使用的随机TLLI收到的附加请求。

启用/禁用现有TLLI的连接丢弃

默认情况下，接收的附加请求允许与已在使用的TLLI一起处理。

此配置允许SGSN丢弃/丢弃已使用的随机TLLI收到的ATTACH-REQUEST消息。此配置确保在任何时间点，SGSN仅使用相同的随机TLLI处理一个ATTACH。启用此配置时，它会使用TLLI从不同MS丢弃ATTACH-REQUEST消息，TLLI已存在于SGSN中，并由其他MS使用以进行连接。如果第二个连接来自同一MS和先前用于连接的同一随机TLLI，则SGSN允许其通过添加使用NSEI的另一个检查进行处理。

Syntax:

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

此输出提供了一个配置示例：

[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

此配置的第二部分允许用户在失效的旧TLLI计时器（作为此修复的一部分引入的计时器）到期后，将随机TLLI列表配置为从GPRS移动管理(GMM)中失效/删除。计时器也可在1到125秒的范围内配置。

启用/禁用带NSEI检查的现有TLLI的附加丢弃

此配置允许您在任何具有已使用的随机TLLI值的新附加请求到达SGSN时对NSEI进行额外检查。这允许SGSN处理来自不同NSEI的具有相同随机TLLI的多个附加请求。

Syntax:

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

此输出提供了一个配置示例：

[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

此配置的第二部分允许用户在失效的旧TLLI计时器（作为此修复的一部分引入的计时器）到期后将随机TLLI列表配置为从GMM中失效/删除。计时器也可在1到125秒的范围内配置。

启用TLLI保持计时器

此输出提供了一个配置示例：

#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

检查丢包

此CLI仅在启用此配置时，才帮助您确定由于随机TLLI而导致连接是否被丢弃。

第一个配置工作，与使用gprs invalidate-old-tlli tlli [<value>]命令配置为失效的TLLI列表无关。

如果此CLI中突出显示的计数器较多，则网络中存在随机TLLI冲突。 如果看不到，请在正常模式下尝试CLI。然后在需要特殊用户权限的隐藏模式下尝试。

#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

ASR5000机制，用于随机TLLI的IMSI连接

通常，每当SGSN收到带有随机TLLI的IMSI附加请求时，它都会处理收到的附加请求，并为该TLLI创建一个条目以及IMSI和分配的会话管理器(SESSMGR)实例。SGSN分配SESSMGR以服务于此MS。在成功创建条目后，从此MS(TLLI)接收的所有其他消息将直接转发到该SESSMGR以处理相同的消息。在入门级，SGSN无法根据位置区号(LAC)/路由区号(RAC)唯一识别TLLI，因为SGSN未分配TLLI。

SGSN处理MS-1的附加请求，并为该TLLI创建一个条目以及IMSI和分配的SESSMGR实例。如果SGSN使用相同随机TLLI（来自不同MS）从MS-2接收另一个连接请求，则该TLLI的现有条目将被MS-2的IMSI和新分配的SESSMGR实例MS-2覆盖。此实例可以是相同或不同的SESSMGR实例。如果为MS-1和MS-2分配的SESSMGR实例不同，则为MS-1接收的其他消息将无法到达正确的SESSMGR。

改进和建议

无线网络中存在与TLLI有软件问题或使用固定TLLI进行硬编码且来自同一制造商的设备尝试使用固定随机TLLI连接PS。在调制解调器端修复此问题，以避免连接冲突。此外，创建这些调制解调器经常使用的随机TLLI列表并应用此修复，以避免在SGSN重新启动时出现相同的情况。