Modo OCIOSO de ECM e proteção contra sobrecarga em SGW e PGW

Introdução

Este documento descreve o recurso de Proteção contra sobrecarga no Gateway de Serviço (SGW) e no Gateway de Rede de Dados de Pacotes (PGW). Esse recurso licenciado ajuda a evitar a sobrecarga de um assinante por pacotes descartados enquanto o equipamento do usuário (UE) está no modo ocioso.

Problema

Os assinantes podem estar sobrecarregados devido ao estouro de buffer ou a um atraso na paginação no momento do encaminhamento de dados EPS Connection Management (ECM)-IDLE mode Downlink (DL). Pode haver discrepâncias nos registros de cobrança de SGW e PGW. Este documento explica como evitar esses custos adicionais.

Solução

Fluxo de Dados DL do Modo Ocioso

O UE está no modo ECM-IDLE quando não há NAT (Non-Access Stratum) que sinalize uma conexão entre o UE e a rede. Geralmente, o Evolved Packet Core (EPC) UE passa para o estado ECM-IDLE devido a diferentes cenários iniciados de ENodeB e Mobility Management Entity (MME). Mais comumente, quando o temporizador de inatividade UE expira.

No momento do ECM-IDLE Mode, pode haver dados DL que vêm da Internet para o UE. Esses pacotes chegarão primeiro ao PGW. O PGW encaminhará esses pacotes ao SGW após a contabilidade adequada dos bytes. Quando o SGW recebe os dados, ele armazena os pacotes de entrada em buffer. Depois de identificar que o UE está no modo ocioso, ele inicia o procedimento de notificação de dados de downlink (DDN) para MME e MME inicia a paginação para o UE.

Se, nesse cenário, os pacotes DL não forem encaminhados ao UE devido a um atraso de paginação, o buffer SGW poderá estourar devido a uma falha de DDN. Nesse caso, o UE pode estar sobrecarregado. O recurso Proteção contra sobrecarga lidaria com esse cenário e o protegeria de sobrecarregar o cliente. Isso está de acordo com o 3GPP TS 29.274.

Suporte à proteção contra sobrecarga em SGW e PGW

• O PGW não está ciente do estado UE e se o UE está no modo ocioso ou conectado. O PGW cobrará os dados, mesmo quando o UE estiver no modo ocioso.
• A finalidade deste recurso é evitar o carregamento excessivo no PGW quando o UE entra no modo ocioso.
• Pode haver situações em que os dados da DL para um UE de modo ocioso podem ser descartados no SGW devido a estouro de buffer, atraso na paginação ou, possivelmente, devido a uma falha de DDN. Sem esse recurso, o PGW cobrará esses bytes de dados.
• Esta característica específica evitará o custo excessivo da UE. O SGW informará o PGW para interromper ou retomar o carregamento com base nos pacotes descartados no SGW ou com base na falha do DDN.
• Quando o limite de acionamento for reduzido, o SGW enviará uma indicação "PPOFF" ao PGW. O PGW enviará pacotes em uma taxa normal.

Detalhes do recurso

Esse recurso pode ser acionado pelo limite de perda de pacotes ou pelo limite de falha de DDN configurado no SGW. Este documento foi preparado levando-se em consideração a Versão 21.X e anterior.

Documentation

Para obter mais informações, consulte o Guia de Administração do P-GW, StarOS Release 21.1.

O operador pode especificar esses limiares no SGW para esse recurso:

• Número de pacotes ou bytes descartados
• Notificação de falha de DDN

Se esse recurso estiver habilitado no PGW, ele indicará que oferece suporte à pausa de carregamento do Gateway PDN no SGW nestas mensagens:

• Criar Resposta de Sessão para Criação de Portador Padrão
• Resposta MBR para TAU/RAU/transferência com alteração de SGW

Esse recurso usa esses Elementos de Informação (IEs), de acordo com o 3GPP TS 29.274 seção 8.12.

O sinalizador "PPOFF (PDN Pause Off Indication)" é proposto na IE de Indicação.

O sinalizador "PPON (PDN Pausa na Indicação) / PPEI (PDN Pausa Habilitada Indicação)" é proposto na IE de Indicação.

O sinalizador "PDN Pause Support Indication (PPSI)" é proposto na IE de Indicação.

O SGW manterá os PGWs correspondentes compatíveis com o recurso de proteção contra sobrecarga. Se o peer PGW suportar a Proteção contra sobrecarga e o limite configurado no SGW for atingido, ele enviará a Solicitação de modificação do portador com indicação "PPON" ao PGW. Ao receber tal indicação, o PGW limitará a taxa dos dados DL ao SGW.

Indicação de suporte pelo SGW

O PGW conhecerá os recursos de SGW de mesmo nível através do:

• flag PPSI na IE de Indicação na mensagem Criar Solicitação de Sessão durante o anexo inicial.
• PPSI flag na Indicação IE na Solicitação de Modificação do Portador durante a TAU/RAU/Transferência com a alteração de SGW.

Indicação de suporte pelo PGW

O PGW informará o SGW sobre seus recursos através do:

• Sinalizadores PPSI e PPEI na IE de Indicação na mensagem Criar Resposta da Sessão durante o anexo inicial.
• Sinalizadores PPSI e PPEI na Indicação IE na Resposta ao portador de modificação durante a TAU/RAU/transferência.

Pausar e retomar a indicação de cobrança do SGW

O UE passa para o Modo de Proteção contra Sobrecarga.

O UE sai do Modo de Proteção contra Sobrecarga.

Configuração da proteção contra sobrecarga no PGW

No serviço PGW:

# config

(config)# context <>

(config-ctx)# pgw-service <>

(config-pgw-service)# egtp overcharge-protection

  drop-all             - Configures overcharge protection to drop all packets received

  transmit-all         - Configures overcharge protection to send all packets received

  <cr>                 - newline

Em uma configuração APN:

#config

(config)#context <>

(config-ctx)#apn <>

(config-apn)#egtp overcharge-protection

  drop-all             - Configures overcharge protection to drop all packets received

  transmit-all         - Configures overcharge protection to send all packets received

  <cr>                 - newline

A configuração do APN terá prioridade sobre o serviço PGW. A configuração anterior acionará o PGW para enviar o suporte de "carga de pausa" ao SGW.

Configuração da proteção contra sobrecarga no SGW

#config

(config)#apn-profile <>

(apn-profile-xxx)#overcharge-protection

  abnormal-s1-release  - triggers overcharging protection on abnormal s1 release

  ddn-failure          - triggers overcharging protection on ddn failure

  drop-limit           - configure packet/bytes drop count to trigger pause charging

• anormal-s1-release (para uso futuro) - Se a proteção contra sobrecarga estiver habilitada para anormal-s1-release, o SGW enviará o MBR para pausar o carregamento no PGW se a liberação anormal do sinal de Link de Rádio ocorrer do MME.
• falha de ddn - Se a proteção de sobrecarga estiver habilitada para a mensagem de falha de ddn, o MBR seria enviado ao PGW para pausar a cobrança no recebimento da falha de DDN do MME/S4-SGSN.
• drop-limit - drop_limit_value { packets | bytes } } Enviar MBR para pausar o carregamento no PGW se um número especificado de pacotes/bytes for descartado para uma conexão PDN.

        drop_limit_value é um número inteiro de 1 a 99999

        packets - configura o limite de queda em pacotes

        bytes - configura o limite de queda em bytes

O SGW acionará "PPON" em Modificar solicitação do portador quando qualquer uma dessas condições for atendida.

Solucionar problemas de proteção contra sobrecarga

comandos show

#show apn-profile full name <> |  grep -i overcharging

Overcharging protection for packet drop count              : Not Configured

Overcharging protection for byte drop count                : 20

Overcharging protection for s1 abnormal release            : Not Configured

Overcharging protection for DDN failure                    : PAUSE-CHARGING

#show sgw-service statistics name <>

A saída desses comandos show representa as estatísticas de proteção de sobrecarga no PGW.

• show subscribers pgw-only full all
• show subscribers <summary>|<full>
• show pgw-service statistics all
• show apn statistics all