ASR 5000 シリーズの SGSN プールでの Target-NRI と Target-Count による SGSN サブスクライバのオフロード
目次
はじめに
このドキュメントでは、ターゲットのNetwork Resource Identifier(NRI)を使用して、同じプール内の1つのServing General Packet Radio Service(GPRS)サポートノード(SGSN)から別のSGSNにトラフィックをオフロードする方法について説明します。
背景説明
Cisco 500シリーズアグリゲーションサービスルータ(ASR500)SGSNは、加入者をオフロードするために、非ブロードキャストルーティングエリア識別子(NB-RAI)、パケットのTemporary Mobile Subscriber Identifier(P-TMSI)のターゲットNRIスタンプを割りり当り当当りり当当て、定期的増しますタイマーを設定します。offload CLIコマンドは、target-NRIとそのtarget-NRIでオフロードする加入者数によって拡張されます。ターゲットベースのオフロードCLIコマンドが発行されると、SGSNは加入者のオフロードを開始します。disable CLIコマンドが発行されるか、またはターゲット数に達するまで、オフロードプロセスは停止しません。
オフロードプロセスに関して考慮すべき重要な情報を次に示します。
- SGSNはオフロードレートを制御できません。加入者からのAttach/RAU要求によって異なります。現在のサブスクライバまたは新しいサブスクライバに対してAttach/RAU要求が発生する可能性があり、現在のサブスクライバはIdle/ConnectedまたはStandby/Ready状態になります。
- アタッチ/RAU要求はSGSNによって制御されないため、SGSNはセッションマネージャ(SESSMGR)ごとにレート/カウントをコミットできません。
ターゲットSGSNのオフロードサブスクライバ
このセクションでは、ターゲットSGSNへのトラフィックオフロードを有効にする方法について説明します。
必要な基本設定
サブスクライバをオフロードするために必要な基本設定を次に示します。
a) iups-service iups_svc
# plmn id mcc <XXX> mnc <XXX> network-sharing common-plmn mcc <XXX> mnc <XXX>
b) sgsn-global , imsi-range definition
#imsi-range mcc <XXX> mnc <XXX> operator-policy <oppolicy> (or)
#imsi-range mcc <XXX> mnc <XXX> PLMNID <common-plmn> operator-policy <oppolicy>
c) associate cc-profile to this op-policy and hook up the peer sgsn address static
mapping.
# sgsn-address rac <xxx> lac <xxx> nri <> prefer local address ipv4 <XXX.XXX.XXX.XXX>
Public Land Mobile Network(PLMN)定義またはInternational Mobile Subscriber Identity(IMSI)範囲の共通PLMN定義を使用せずに運用ポリシーを設定する必要があります。Cisco SGSNがPacket Temporary Mobile Subscriber Identity(PTMSI)ベースのアップリンクを処理するには、PLMNまたは共通PLMN定義のない運用ポリシーが必要です（共通PLMNは、IUPSサービスのネットワーク共有設定に使用されたPLMNです）。
a) One without PLMN
#imsi-range mcc xxx mnc xxx operator-policy <>
#operator-policy name <>
associate call-control-profile <>
#exit
#call-control-profile <>
authenticate rau
sgsn-address rac <xxx> lac <xxx> nri <x> prefer local address ipv4 <xxx.xxx.xxx.xxx>
#exit
b) Define imsi-range with common-plmn as the one same which is in iups-service.
#imsi-range mcc <XXX> mnc <XXX> PLMNID <common-plmn> operator-policy <oppolicy>
#operator-policy name <oppolicy>
associate call-control-profile <ccprofile>
#exit
#call-control-profile ccprofile
authenticate rau
sgsn-address rac <XXX> lac <XXX> nri <X> prefer local address ipv4< XXX.XXX.XXX.XXX>
#exit
これらのIMSI範囲の定義のいずれかを使用すると、オフロードのケースでRAUが動作できるようになります。
技術的な妥当性と説明
ネットワーク共有環境では、トラフィックをオフロードする必要がある場合、オフロードされた加入者に対して選択されたCCプロファイルには、ローカルルックアップ用のエントリが必要です。
オフロードされたSGSNのNB-RAIのIMSI範囲(Mobile Country Code(MCC)/Mobile Network Code(MNC))とPLMIDとしての共通PLMNを持つCCプロファイル、またはIMSI範囲(MCC/MNC)のいずれかをnb-RAI（オフロードされたSGSNの場合）。
通常、アップリンクにはIMSIがないため、GPRS Mobility Management(GMM)メッセージで古いRAIからMNC/MCCを取得する必要があります。PLMNは、ネットワーク内の共有PLMNである共通PLMNであり、一時的です。この運用ポリシーを選択すると、SGSNはドメインネームサーバ(DNS)クエリを実行するか、CCプロファイルのスタティックマッピングからローカルアドレスを選択します。
クエリーが解決されると、SGSNはSGSNコンテキスト要求をピアソースSGSNに送信します。SGSN_CTX_RESPは、ピアSGSNからのIMSIを持ち、そのIMSI情報に基づいて新しいオペポリシーを選択する。たとえば、IMSIが123456xxxxxでて、現在のブロードキャストPLMNがXXX-XXXの場合、次のようになります。imsi-range mcc <XXX> mnc <XXX> plmnid <XXXXXX> operator-policy <>。
オフロード環境でネットワーク共有を使用する場合、SGSNはピアのSGSN IPアドレスを解決するために一時ポリシーを選択する必要があります。これは、前述のように実現できます。ピア/ソースSGSNからIMSIがフェッチされた後、SGSNはIMSI MNC/MCCに基づいて運用ポリシーを再度選択します。
Signal Transfer Point Link（SFR；信号転送ポイントリンク）輻輳防止
Signal Transfer Point（STP；信号転送ポイント）の輻輳の場合は、1秒あたりのトランザクションを減らすために、SGSNにスロットリングアクションを適用します。トラフィックがオフロードされる前に、送信元とターゲットのSGSNに次のコマンドを追加します。これは、スロットルの再接続率に役立ちます。
network-overload-protection sgsn-new-connections-per-second 2000 action
reject-with-cause congestion queue-size 5000 wait-time 5
データはリンクごとに提供され、リンクセットはSTPとHLRの間にある必要があります。この例では、次のように仮定できます。
- リンクセットには、1秒あたり最大1,600トランザクションがあります。
- そのリンクセットには4つのリンクがあります。
- 輻輳中、SGSNは2,550 Transactions Per Second(TPS)をSTPに送信しました。
- 通常の状況では、SGSNは最頻時に1秒あたり約400トランザクションを送信します。（これは集約された番号です）。
- 輻輳が発生した場合、Call Event Per Second(CEPS)イベントは1,700に達しました。
分析
ネットワーク過負荷保護は、通常、IMSIアタッチや外部PTMSIアップリンク（PTMSIアタッチまたはInter SGSN RAUの可能性がある）などの手順を処理するIMSIMGR機能です。 1つのTPSで要求応答を考慮すると、各プロシージャはGRリンクで1秒あたり3つのトランザクションを消費します。Send Authentication Information(SAI)はTPSを使用し、Update GPRS Location(UGL)は2つのTPSを使用します。全体として、IMSIMGRで処理される1つのメッセージには、GRインターフェイスに3つのTPSがあります。リンク上のピーク時のTPS（毎秒400）を考慮すると、IMSIMGRによって約150の新しい接続が処理されることを意味します。
リンクセット内の最大1,600トランザクション/秒の場合、IMSIMGRは約533(1600/3)new_conn_secを処理します。そのため、範囲(150530)内にnew_connections値が必要です。 最大値と最小値の間にスペースを空けてください。このコマンドを使用して、new_connections値に350トランザクションを設定することを推奨します。
拒否アクションに輻輳の原因コードを指定して設定でき、接続要求がGMM原因コード22=輻輳で拒否され、UEが正確なネットワーク状態を認識するように設定できます。
以下が一例です。
#network-overload-protection sgsn-new-connections-per-second new_connections<350>
action { drop | reject with cause { congestion | network failure }
ターゲットカウントのオフロードアルゴリズム
オフロードSGSNは、ターゲットベースのオフロードCLIコマンドのtarget-NRIとtarget-countを使用します。これらの値は、IMSIMGRとSESSMGRのインタラクションに従って、IMSIMGRに更新され、最終的にSESSMGRに更新されます。IMSIMGRは、オフロードの進行状況を制御する中心的なエンティティです。これは単一のプロファイルです。SESSMGRは分散処理エンティティです。SESSMGRが多数あり、加入者はSESSMGRに分散されるため、すべてのSESSMGRでオフロードが並行して発生します。
IMSIMGRは、ターゲットNRIとターゲットNRIごとのターゲットカウントを各SESSMGRに渡します。各SESSMGRは、IMSIMGRとのすべてのインタラクションにおいて、ターゲットNRIごとに現在オフロードされているサブスクライバをピギーバックします。新しいメッセージも導入され、特定の番号またはタイマー値が期限切れになったときや、現在オフロードされているサブスクライバをピギーバックするメッセージが他にない場合に送信されます。IMSIMGRはすべてのSESSMGRからオフロードされたサブスクライバの合計を追跡し、そのターゲットNRIのターゲットカウントに達すると、すべてのSESSMGRに通知します。
ターゲットカウントに基づくオフロードのグローバル設定
ターゲットカウントに基づいてトラフィックをオフロードするには、次の設定を使用します。
config
sgsn-global
target-offloading algorithm optimized-for-target-count
end
フェーズ1のオフロード
このセクションでは、メンテナンスウィンドウの数時間前に初期オフロードフェーズを適用する方法について説明します。このフェーズでは、Attach要求またはRAU要求メッセージを送信するサブスクライバをオフロードするようにSGSNに指示します。
送信元SGSN(NRI 5)をターゲットSGSN(NRI-3)にオフロードするために使用できる例を次に示します。
Context gn_ctx
sgsn offload sgsn-service sgsn_svc connecting t3312-timeout 4 target-nri
3 target-count 600000
ターゲットSGSNにオフロードされるサブスクライバの数を確認するには、次のコマンドを入力します。
show sgsn-pool statistics sgsn-service sgsn_svc target-offloaded-to-peer target-nri <>
パケットスイッチ(PS)ドメインでは、定期的なRAUタイマーがAcceptメッセージで十分に低い値（推奨値は4秒）に設定されると、新しいRAUがトリガーされます。UEは直後に新しいRAUを送信し、無線アクセスネットワーク(RAN)ノードは、P-TMSIに埋め込まれたターゲットNRIに基づいて新しいSGSNにルーティングします。
前のコマンドが有効かどうかを確認するには、次のコマンドを入力します。
show sgsn-service name sgsn_svc
Sgsn NRI Value : 5, Offloading - connecting(On), activating(Off)
Sgsn Offload-T3312 Timeout : 4
フェーズ3のオフロード
このセクションでは、100,000未満の残りのサブスクライバのオフロードに使用される追加コマンドについて説明します。
待機時間にshow subscribers summaryコマンドを入力します。加入者の数が減少し、100,000以下であることを確認します。
Show sub summary idle-time greater-than
アイドル状態のサブスクライバの数に応じて、3,600秒を超える間、3,600秒以上のアイドル時間からサブスクライバをクリアするかどうかを決定する必要があります。
# context local
#clear subscribers idle-time greater-than 3600 -noconfirm
Wait for 10-15 minutes then continue.
#clear subscribers idle-time greater-than 1800 -noconfirm
Wait for 10-15 minutes then continue
# clear subscribers idle-time greater-than 900 -noconfirm
wait for 10-15 minutes then continue
サブスクライバ数が100,000を超えている場合は、次のいずれかの操作が必要になる場合があります。
- アクセスポイント名(APN)ごとにサブスクライバをクリアします。
- APN/パケットサービスカード(PSC)ごとにサブスクライバをクリアします。
- セッションごとのマネージャインスタンスでサブスクライバをクリアします。
オフロードの停止とSTP輻輳保護コマンドの削除
ネットワーク過負荷保護を削除し、システムをデフォルト設定に戻すには、次のコマンドを入力します。
config
default network-overload-protection
end
オフロード手順を停止するには、次のコマンドを入力します。
Context gn_ctx
sgsn offload sgsn-service sgsn_svc connecting stop
オフロードが停止しているかどうかを確認するには、次のコマンドを入力します。
show sgsn-service name sgsn_svc
設定をデフォルトのオフロードアルゴリズムに戻すには、次のコマンドを入力します。
config
sgsn-global
default target-offloading algorithm
end
特記事項
このドキュメントで説明されている情報について、次の重要事項を考慮してください。
- すべてのサブスクライバがターゲットカウントに基づいてソースSGSNからオフロードされ、すべてのSESSMGRがオフロードされたサブで均等に分割されます。
- 定期的なRAUタイマーは4秒に設定され、PTMSIはソースSGSNにPTMSIとともに返されるターゲットNRIに埋め込まれます。
- MSは、組み込まれたターゲットNRIを使用して定期的なRAUを実行し、Radio Network Controller(RNC)は、NRIに基づいてコールをターゲットSGSNにルーティングします。
- 共有PLMNを使用した共通のPLMN設定は、SGSNアドレスを静的に解決し、SGSN_CTXT_REQを送信元SGSNに送信するのに役立ちます。
- このプロセスが完了すると、サブスクライバは正常にオフロードされます。
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