مراجعة CPE الخاص بتغيير IP عند إعادة إنشاء حامل الراديو

المقدمة

يصف هذا المستند تغيير IP المخصص غير المتوقع عند محاولة Customer Premises Equipment (CPE) إعادة إنشاء حامل الراديو.

المتطلبات الأساسية 

المتطلبات

توصي Cisco بأن تكون لديك معرفة بالمواضيع التالية:

• التطور طويل المدى (LTE)
• خدمة حزمة الراديو العامة (GPRS)
• شبكة الوصول اللاسلكية الأرضية (E-UTRAN)

المكونات المستخدمة

لا يقتصر هذا المستند على إصدارات برامج ومكونات مادية معينة.

تم إنشاء المعلومات الواردة في هذا المستند من الأجهزة الموجودة في بيئة معملية خاصة. بدأت جميع الأجهزة المُستخدمة في هذا المستند بتكوين ممسوح (افتراضي). إذا كانت شبكتك قيد التشغيل، فتأكد من فهمك للتأثير المحتمل لأي أمر.

معلومات أساسية

في هذه الحالة، يتم نشر أجهزة المودم CPE لتوفير خدمات LTE (النطاق الترددي العريض المنزلي) الثابتة. ولكن يمكن أيضا تطبيق المعلومات والسيناريو الموصوفين في هذه المقالة على الهواتف الخلوية.

المشكلة

في كل مرة يحاول CPE إعادة إنشاء حامل الراديو، يرسل MME طلب إنشاء جلسة بمعرف حامل EPS (EBI) مختلف عن الذي تم إنشاؤه مسبقا. وهذا يتسبب في تغيير IP ل CPE المعين من قبل PGW.

تم إجراء التحليل

تحليل تدفق المكالمات

1. بالتركيز على UEContextReleaseRequest، بمجرد إصدار اتصال الإشارات بين MME و eNodeB لبروتوكول CPE معين، تقوم MME بحذف أي معلومات متعلقة ب eNodeB (عنوان eNodeB قيد الاستخدام لمعرف S1-MME ومعرف نقطة الوصول MME UE S1 ومعرف نقطة الوصول eNB UE S1AP). ومع ذلك، فإنه يحتفظ ببقية سياق CPE MME، بما في ذلك معلومات التكوين S-GW S1-U (العنوان والمعرفات التقنية).

Frame 74        2022-05-31 08:48:14.866        10.30.50.36           10.125.230.100        S1AP        UEContextReleaseRequest [RadioNetwork-cause=user-inactivity]
Frame 75        2022-05-31 08:48:14.866        10.125.231.104        10.125.231.105        GTPv2       Release Access Bearers Request
Frame 77        2022-05-31 08:48:14.866        10.125.231.105        10.125.231.104        GTPv2       Release Access Bearers Response
Frame 79        2022-05-31 08:48:14.867        10.125.230.100        10.30.50.36           S1AP        UEContextReleaseCommand [RadioNetwork-cause=user-inactivity]

عند هذه النقطة، استنادا إلى إجراء الإصدار 5.3.5 S1 وفقا لمعيار 3GPP TS 23.401:

• All non-GBR EPS bearers established for the UE are preserved in the MME and in the Serving GW

• If the cause of the S1 release is because of User Inactivity, Inter-RAT Redirection, the MME shall preserve the GBR bearers.

كلتاهما تعنيان أن CPE لا يزال لديه اتصال PDN مثبت وهو مسجل في الشبكة (الحامل الافتراضي لا يزال موجودا في MME، SGW و PGW؛ تم إصدار موارد الراديو فقط). بما أن CPE لا يزال مسجلا في شبكة، لكن تم إصدار اتصال S1 الخاص به بسبب عدم النشاط، فإن CPE لا يتوفر لديها موارد راديو. وهذا يعني أن CPE مسجل في EMM، ولكنه في حالة خمول ECM.

2. استنادا إلى معيار 3GPP TS 23.401، عندما يكون CPE في حالات تسجيل EMM وخمول ECM حركة مرور جديدة للإرسال ولكن دون توفر موارد لاسلكية، يجب أن يرسل إجراء طلب الخدمة. عن طريق إرسال رسالة طلب الخدمة، يتم إعادة تأسيس اتصال S1 ولكن لم يتم تعديل EBI و IP اللذين تم تعيينهما بواسطة PGW.

3GPP TS 23.401 General Packet Radio Service (GPRS) enhancements for Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN) access 
ECM-IDLE
[…]
In the EMM-REGISTERED and ECM-IDLE state, the UE shall:
- answer to paging from the MME by performing a service request procedure.
[…]
- perform the service request procedure in order to establish the radio bearers when uplink user data is to be sent.

مستخرج من 3GPP TS 23.401

في هذه الحالة، عندما يحتاج CPE إلى إنشاء حملة راديو مرة أخرى، فإنه يرسل طلب إرفاق بدلا من رسالة طلب خدمة:

Frame 74        2022-05-31 08:48:14.866        10.30.50.36           10.125.230.100        S1AP                    UEContextReleaseRequest [RadioNetwork-cause=user-inactivity]
Frame 75        2022-05-31 08:48:14.866        10.125.231.104        10.125.231.105        GTPv2                   Release Access Bearers Request
Frame 77        2022-05-31 08:48:14.866        10.125.231.105        10.125.231.104        GTPv2                   Release Access Bearers Response
Frame 79        2022-05-31 08:48:14.867        10.125.230.100        10.30.50.36           S1AP                    UEContextReleaseCommand [RadioNetwork-cause=user-inactivity]
Frame 80        2022-05-31 08:48:21.813        10.30.50.36           10.125.230.100        S1AP/NAS-EPS            InitialUEMessage, Attach request, PDN connectivity request

3. ضع في اعتبارك معيار 3GPP ts 23. 401 حيث يتم وصف الإرفاق الأولي لليوتران الإلكتروني:

مستخرج من 3GPP TS 23.401

E-UTRAN Initial Attach
[…]
7. If there are active bearer contexts in the new MME for this particular UE (i.e. the UE re-attaches to the same MME without having properly detached before), the new MME deletes these bearer contexts by sending Delete Session Request (LBI) messages to the GWs involved. 
The GWs acknowledge with Delete Session Response (Cause) message. If a PCRF is deployed, the PDN GW employs an IP-CAN Session Termination procedure to indicate that resources have been released. 

بما أن MME يستلم طلب إرفاق غير متوقع من eNB، فإنه يمحو الحامل الافتراضي الذي تم إنشاؤه مسبقا (أثناء UEContextReleaseRequest في الإطار 74، تم إطلاق موارد الراديو فقط، وكان اتصال PDN لا يزال منشئا بعد هذه النقطة) عن طريق إرسال رسائل "حذف طلب جلسة العمل" إلى SGW و PGW المعني. يقر GWs برسالة إستجابة حذف جلسة العمل:

Frame 87        2022-05-31 08:48:22.108        10.125.231.104        10.125.231.105        GTPv2         EBI=10        Delete Session Request
Frame 89        2022-05-31 08:48:22.108        10.125.232.106        10.125.232.107        GTPv2         EBI=10        Delete Session Request
Frame 91        2022-05-31 08:48:22.109        10.125.232.107        10.125.232.106        GTPv2                       Delete Session Response
Frame 93        2022-05-31 08:48:22.110        10.125.231.105        10.125.231.104        GTPv2                       Delete Session Response

4. استنادا إلى إجراء الإرفاق الأولي ل E-UTRAN، وبعد معالجة طلب/إستجابة جلسة عمل الحذف، ترسل MME طلب جلسة عمل "إنشاء" إلى SGW لتخصيص EBI جديد و PGW يقوم بتعيين IP مختلف إلى CPE ل EBI الجديد :

Frame 87        2022-05-31 08:48:22.108        10.125.231.104       10.125.231.105        GTPv2         EBI=10        Delete Session Request
Frame 89        2022-05-31 08:48:22.108        10.125.232.106       10.125.232.107        GTPv2         EBI=10        Delete Session Request
Frame 91        2022-05-31 08:48:22.109        10.125.232.107       10.125.232.106        GTPv2                       Delete Session Response
Frame 93        2022-05-31 08:48:22.110        10.125.231.105       10.125.231.104        GTPv2                       Delete Session Response
Frame 95        2022-05-31 08:48:22.112        10.125.231.104       10.125.231.105        GTPv2         EBI=9         Create Session Request
Frame 97        2022-05-31 08:48:22.114        10.125.232.106       10.125.232.107        GTPv2         EBI=9         Create Session Request
Frame 100       2022-05-31 13:48:22.121        10.125.232.107       10.125.232.106        GTPv2         EBI=9         Create Session Response/Create Bearer Request
                                                                                                                      PDN Address and Prefix(IPv4): 10.62.135.145

الحل

لا تتصرف CPE وفقا لمعايير 3GPP. بما أن ENB تبدأ إجراء إصدار S1 بسبب عدم نشاط المستخدم، عندما يحاول CPE إعادة إنشاء حاملات الراديو، يجب عليه إرسال رسالة طلب خدمة. ومع ذلك، يرسل CPE طلب إرفاق بدلا من ذلك.

يتم إنشاء الحامل الافتراضي عند اتصال UE بشبكة PDN، ويظل هذا ثابتا طوال فترة وجود اتصال PDN لتزويد المستخدم باتصال دائم بشبكة PDN هذه. بما أن CPE يرسل طلب إرفاق جديد، فإن MME يمتثل لمواصفات 3GPP TS 23.401 التي تنهي اتصال PDN بإرسال طلب حذف جلسة العمل؛ لذلك، يتم حذف الحامل الافتراضي مع EBI=10. عندما يرسل MME طلب إنشاء جلسة عمل جديد، يمكن تخصيص الحامل الافتراضي الجديد مع EBI و IP مختلف (على سبيل المثال، EBI=9 و IP 10.62.135.145) من المعين سابقا.