Contenido

Introducción

Prerequisites

Requirements

Componentes Utilizados

Antecedentes

Problema

Análisis realizado

Solución

Introducción

Este documento describe el cambio de IP asignada inesperado cuando el equipo de las instalaciones del cliente (CPE) intenta restablecer el portador de radio.

Prerequisites

Requirements

Cisco recomienda que tenga conocimiento sobre estos temas:

- Evolución a largo plazo (LTE)

- Servicio general de paquetes de radio (GPRS)

- Red de acceso de radio terrestre (E-UTRAN)

Componentes Utilizados

Este documento no tiene restricciones específicas en cuanto a versiones de software y de hardware.

La información que contiene este documento se creó a partir de los dispositivos en un ambiente de laboratorio específico. Todos los dispositivos que se utilizan en este documento se pusieron en funcionamiento con una configuración verificada (predeterminada). Si tiene una red en vivo, asegúrese de entender el posible impacto de cualquier comando.

Antecedentes

En este caso, los CPE son módems implementados para proporcionar servicios LTE (banda ancha doméstica) fijos. Sin embargo, la información y el escenario descritos en este artículo también se pueden aplicar a los teléfonos móviles.

Problema

Cada vez que el CPE intenta restablecer el portador de radio, el MME envía una solicitud de creación de sesión con una ID de portador EPS (EBI) diferente de la establecida anteriormente. Esto está causando que la IP CPE asignada por PGW esté cambiando.

Análisis realizado

Flujo de llamada analizado

1. Centrándose en UEContextReleaseRequest, una vez que se libera la conexión de señalización entre el MME y el eNodeB para un CPE determinado, el MME elimina cualquier información relacionada con eNodeB (dirección de eNodeB en uso para S1-MME, ID de AP MME UE S1 e ID de AP eNB UE S1AP). Sin embargo, conserva el resto del contexto MME de CPE, incluida la información de configuración S-GW S1-U (dirección y TEID).

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]

En este punto, según el procedimiento de versión 3GPP TS 23.401, 5.3.5 S1:

- 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.

Ambas sentencias significan que el CPE aún tiene una conexión PDN establecida y está registrado en la red (el portador predeterminado sigue presente en MME, SGW y PGW; solo se liberaron recursos de radio). Dado que el CPE aún está registrado en una red, pero su conexión S1 se liberó debido a la inactividad, el CPE no tiene recursos de radio disponibles. Esto significa que el CPE está en estado EMM-REGISTERED, pero ECM-IDLE.

2. Basado en 3GPP TS 23.401, cuando CPE en los estados EMM-REGISTERED y ECM-IDLE tiene nuevo tráfico que enviar pero no hay recursos de radio disponibles, debe estar enviando un procedimiento de Solicitud de servicio. Al enviar el mensaje de petición de servicio, se restablece la conectividad S1, pero no se modifican el EBI ni la IP asignada por 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.

Extraído de 3GPP TS 23.401

En este caso, cuando el CPE necesita volver a establecer portadores de radio, envía una solicitud de adhesión en lugar de un mensaje de solicitud de servicio:

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. Considere el 3GPP TS 23.401 donde se describe la Conexión Inicial E-UTRAN:

Extraído de 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.

Dado que MME recibe una solicitud de adhesión inesperada de eNB, elimina el portador predeterminado que se estableció anteriormente (durante UEContextReleaseRequest en la trama 74, solo se liberaron recursos de radio, la conexión PDN se estableció después de este punto) enviando mensajes de solicitud de eliminación de sesión al SGW y PGW involucrados. Los GW confirman con un mensaje de respuesta de eliminación de sesión:

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. Según el procedimiento de adhesión inicial E-UTRAN, después de que se haya procesado la solicitud/respuesta de eliminación de sesión, MME envía una solicitud de creación de sesión a SGW asignando un nuevo EBI y PGW asigna una IP diferente al CPE para este nuevo EBI :

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

Solución

CPE no se comporta de acuerdo con los estándares 3GPP. Dado que eNB inicia el procedimiento de liberación S1 debido a la inactividad del usuario, cuando CPE intenta restablecer los portadores de radio, debe enviar un mensaje de Solicitud de servicio. Sin embargo, el CPE envía una solicitud de adhesión en su lugar.

El portador predeterminado se establece cuando la UE se conecta a un PDN, y eso permanece establecido durante toda la vida útil de la conexión PDN para proporcionar a la UE conectividad siempre activa a ese PDN. A medida que CPE envía una nueva solicitud de adición, MME cumple con la especificación 3GPP TS 23.401 que termina la conexión PDN enviando una solicitud de eliminación de sesión; por lo tanto, se elimina el portador predeterminado con EBI=10. Cuando MME envía una nueva solicitud de creación de sesión, el nuevo portador predeterminado se puede asignar con un EBI e IP diferente (por ejemplo, EBI=9 e IP 10.62.135.145) del asignado anteriormente.