Examiner le changement d'IP alloué aux équipements d'abonné sur chaque rétablissement de porteuse radio

Introduction

Ce document décrit la modification IP allouée inattendue lorsque l'équipement d'abonné (CPE) tente de rétablir le support radio.

Conditions préalables 

Exigences

Cisco vous recommande de prendre connaissance des rubriques suivantes :

• Évolution à long terme (LTE)
• GPRS (General Packet Radio Service)
• Réseau d'accès radio terrestre (E-UTRAN)

Composants utilisés

Ce document n'est pas limité à des versions de matériel et de logiciel spécifiques.

The information in this document was created from the devices in a specific lab environment. All of the devices used in this document started with a cleared (default) configuration. Si votre réseau est en ligne, assurez-vous de bien comprendre l’incidence possible des commandes.

Informations générales

Dans ce cas, les CPE sont des modems déployés pour fournir des services LTE (haut débit domestique) fixes. Toutefois, les informations et le scénario décrits dans cet article peuvent également s'appliquer aux téléphones mobiles.

Problème

Chaque fois que CPE tente de rétablir le support radio, le MME envoie une demande de création de session avec un EPS Bearer ID (EBI) différent de celui précédemment établi. Cela entraîne la modification de l'adresse IP CPE attribuée par PGW.

Analyse effectuée

Flux d'appels analysé

1. En se concentrant sur la demande UEContextReleaseRequest, une fois que la connexion de signalisation entre le MME et l’eNodeB pour un CPE particulier est libérée, le MME supprime toutes les informations relatives à l’eNodeB (adresse eNodeB utilisée pour S1-MME, ID de point d’accès S1 MME UE et ID de point d’accès S1 eNB UE). Cependant, conserve le reste du contexte CPE MME, y compris les informations de configuration S-GW S1-U (adresse et 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]

À ce stade, sur la base de la procédure de version 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.

Ces deux instructions signifient que le CPE dispose toujours d'une connexion PDN établie et qu'il est enregistré dans le réseau (le support par défaut est toujours présent dans MME, SGW et PGW ; seules les ressources radio ont été libérées). Étant donné que l’équipement d’abonné est toujours enregistré sur un réseau, mais que sa connexion S1 a été libérée en raison de l’inactivité, l’équipement d’abonné n’a pas de ressources radio disponibles. Cela signifie que le CPE est dans l'état EMM-REGISTERED, mais ECM-IDLE.

2. Sur la base de la norme 3GPP TS 23.401, lorsque le CPE dans les états EMM-REGISTERED et ECM-IDLE a un nouveau trafic à envoyer mais aucune ressource radio disponible, il doit envoyer une procédure de demande de service. En envoyant le message de demande de service, la connectivité de S1 est rétablie, mais l'EBI et l'IP attribués par PGW ne sont pas modifiés.

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.

Extrait de 3GPP TS 23.401

Dans ce cas, lorsque l'équipement d'abonné doit établir à nouveau des supports radio, il envoie une demande d'attachement au lieu d'une demande de service :

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. Considérez la norme 3GPP TS 23.401 dans laquelle la connexion initiale E-UTRAN est décrite :

Extrait 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. 

Puisque MME reçoit une demande d'attachement inattendue d'eNB, il supprime le support par défaut qui a été précédemment établi (pendant UEContextReleaseRequest dans la trame 74, seules les ressources radio ont été libérées, la connexion PDN a été encore établie après ce point) en envoyant des messages de demande de suppression de session au SGW et au PGW impliqués. Les GW accusent réception du message Delete Session Response :

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. Sur la base de la procédure d'attachement initial E-UTRAN, une fois que la demande/réponse de suppression de session a été traitée, MME envoie une demande de création de session à SGW en lui attribuant une nouvelle EBI et PGW attribue une adresse IP différente à l'équipement d'abonné pour cette nouvelle 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

Solution

Le CPE ne se comporte pas comme le prévoient les normes 3GPP. Comme eNB lance la procédure de libération S1 en raison de l'inactivité de l'utilisateur, lorsque CPE tente de rétablir les supports radio, il doit envoyer un message de demande de service. Cependant, CPE envoie plutôt une requête d’attachement.

Le support par défaut est établi lorsque l'UE se connecte à un PDN, et cela reste établi pendant toute la durée de vie de la connexion PDN pour fournir à l'UE une connectivité toujours active à ce PDN. Lorsque CPE envoie une nouvelle demande d'attachement, MME se conforme à la spécification 3GPP TS 23.401 qui met fin à la connexion PDN en envoyant une demande de suppression de session ; par conséquent, le support par défaut avec EBI=10 est supprimé. Lorsque MME envoie une nouvelle demande de création de session, le nouveau support par défaut peut être alloué avec un EBI et un IP différents (par exemple, EBI=9 et IP 10.62.135.145) de ceux précédemment attribués.