Descarga de assinantes SGSN com Target-NRI e Target-Count no pool SGSN para um ASR 5000 Series

Introduction

Este documento descreve como descarregar o tráfego de um nó de suporte GPRS (General Packet Radio Service) para outro SGSN no mesmo pool com o uso de um NRI (Network Resource Identifier) de destino.

Informações de Apoio

Para que o Cisco 500 Series Aggregation Services Router (ASR500) SGSN descarregue assinantes, ele atribui um Non Broadcasting-Routing Area Identifier (NB-RAI), carimba um NRI de destino no Packet Temporary Subscriber Identifier (P-TMSI) e reduz o temporizador de atualização da área de roteamento periódico tempo de anexação/roteamento Atualizar (RAU) aceitar mensagens. O comando offload CLI é aprimorado com o NRI de destino e o número de assinantes para descarregar com esse NRI de destino. Depois que o comando CLI de descarga baseado em destino é emitido, o SGSN começa a descarregar os assinantes. Ele não interrompe o processo de descarga até que um comando CLI disable seja emitido ou quando a contagem de destino é atingida.

Aqui estão algumas informações importantes a serem consideradas sobre o processo de descarregamento:

• A SGSN não tem controlo sobre a taxa de descarga; depende das solicitações Attach/RAU dos assinantes. As solicitações Attach/RAU podem ocorrer para assinantes atuais ou novos, e os assinantes atuais podem estar no estado Idle/Connected ou Standby/Ready.
• Como as solicitações Attach/RAU não são controladas pelo SGSN, o SGSN não pode confirmar taxa/contagem por Session Manager (SESSMGR).

Assinantes do Offload na SGSN de Destino

Esta seção descreve como habilitar o descarregamento de tráfego para o SGSN de destino.

Configuração básica necessária

Esta é a configuração básica necessária para descarregar assinantes:

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>

Note: Execute alterações adicionais de configuração conforme necessário para permitir que a RAU funcione em casos de descarregamento.

Você deve configurar uma política de operação sem uma definição de Rede Móvel Terrestre Pública (PLMN - Public Land Mobile Network) ou uma definição de PLMN comum no intervalo de Identidade de Assinante Móvel Internacional (IMSI - International Mobile Subscriber Identity). Para que o Cisco SGSN trate dos uplinks baseados em Packet Temporary Mobile Subscriber Identity (PTMSI), ele exige uma política de operação sem uma definição PLMN ou PLMN comum (o PLMN comum é o PLMN usado para a configuração de compartilhamento de rede no serviço IUPS).

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

Qualquer uma dessas definições de intervalo IMSI pode ser usada para permitir que a RAU funcione em casos de descarregamento.

Justificação técnica e explicação

Em um ambiente compartilhado de rede, se o tráfego precisar ser descarregado, o perfil CC selecionado para o assinante descarregado deverá ter entradas para a pesquisa local.

Será selecionado o perfil CC com um IMSI-range (Mobile Country Code (MCC)/Mobile Network Code (MNC) da NB-RAI para as SGSNs descarregadas) e a PLMN comum como PLMID, ou o IMSI-range (MCC/MNC do NB-RAI para as SGSNs descarregadas) destas entradas para consulta.

Geralmente, não haverá um IMSI no uplink, portanto você deve obter o MNC/MCC do RAI antigo na mensagem GPRS Mobility Management (GMM). O PLMN será o PLMN comum, que é o PLMN compartilhado na rede e é temporário. Depois que essa política de operação é escolhida, o SGSN escolhe executar uma consulta do Domain Name Server (DNS) ou escolher um endereço local do mapeamento estático no perfil CC.

Depois que a consulta é resolvida, o SGSN envia a Solicitação de Contexto SGSN para a origem de peer-SGSN. O SGSN_CTX_RESP tem um IMSI do peer SGSN, e então a nova política de operações é selecionada com base nessas informações IMSI. Por exemplo, se o IMSI for 123456xxxx e o PLMN transmitido atual for XXX-XXX, então este é o resultado: imsi-range mcc <XXX> mnc <XXX> plmnid <XXXXXX> operador-policy <>.

Quando o compartilhamento de rede é usado em um ambiente de descarga, o SGSN deve escolher uma política temporária para resolver o endereço IP SGSN peer. Tal pode ser alcançado tal como mencionado anteriormente; depois que o IMSI é obtido do peer/source SGSN, o SGSN escolhe novamente uma política de op baseada no IMSI MNC/MCC.

Prevenção de Congestionamento de Link de Ponto de Transferência de Sinal

No caso de congestionamento do Ponto de Transferência de Sinal (STP - Signal Transfer Point), anexe uma ação de limitação na SGSN para reduzir as transações por segundo. Adicione esse comando na SGSN de origem e de destino antes que o tráfego seja descarregado, o que ajuda a taxa de reanexação do acelerador:

network-overload-protection sgsn-new-connections-per-second 2000 action
 reject-with-cause congestion queue-size 5000 wait-time 5

Os dados são fornecidos por link e o conjunto de links deve ser entre o STP e o HLR. Neste exemplo, você pode supor que:

• Há um máximo de 1.600 transações por segundo no conjunto de links.
• Há quatro links nesse conjunto de links.
• Durante o congestionamento, o SGSN enviou 2.550 Transações por Segundo (TPS) para o STP.
• Em condições normais, o SGSN envia cerca de 400 transações por segundo na hora de pico. (Este é um número agregado.)
• No caso de congestionamento, os eventos de evento de chamada por segundo (CEPS) atingiram 1.700.

Análise

A proteção contra sobrecarga de rede é um recurso IMSIMGR que geralmente lida com os procedimentos, como o acoplamento IMSI e o uplink PTMSI externo (que pode ser PTMSI attach ou Inter SGSN RAU). Cada procedimento consome três transações por segundo no link GR, quando você considera a resposta da solicitação em um TPS. O SAI (Send Authentication Information) assumirá o TPS e o UGL (Update GPRS Location) usará dois TPS. Em geral, uma mensagem tratada no IMSIMGR terá três TPS na interface GR. Quando você considera o TPS de hora de pico no link, que é de 400 por segundo, significa que aproximadamente 150 novas conexões por segundo são processadas pelo IMSIMGR.

Para um máximo de 1.600 transações por segundo no conjunto de links, o IMSIMGR lida com aproximadamente 533 (1600/3) new_conn_sec, portanto você deve ter um valor new_connections dentro do intervalo (150530). Você deve deixar espaço entre os valores máximo e mínimo. A Cisco recomenda que você configure 350 transações para o valor new_connections com este comando.

Você pode configurar uma ação de rejeição com um código de causa de congestionamento, de modo que as solicitações Attach sejam rejeitadas com um código de causa GMM 22=Congestionamento e a UE conheça o estado exato da rede.

Aqui está um exemplo:

#network-overload-protection sgsn-new-connections-per-second new_connections<350>
 action { drop | reject with cause { congestion | network failure }

Descarregamento de algoritmo para contagem de destino

O SGSN de descarregamento usa o target-NRI e a contagem de destino do comando de CLI de descarregamento baseado em destino. Esses valores são atualizados para o IMSIMGR e, eventualmente, para o SESSMGR, de acordo com a interação IMSIMGR e SESSMGR. O IMSIMGR é a entidade central que rege o progresso da descarga, uma vez que é um único profeta. Os SESSMGRs são entidades de processamento distribuído. Como há muitos SESSMGRs e os assinantes são distribuídos nos SESSMGRs, o descarregamento ocorre em paralelo em todos os SESSMGRs.

O IMSIMGR passa a NRI de destino e a contagem de destino por NRI de destino para cada SESSMGR. Cada SESSMGR coloca os assinantes descarregados atualmente por NRI de destino em todas as interações com o IMSIMGR. Uma nova mensagem também é apresentada, que é enviada quando um número específico ou um valor de temporizador expira ou se não houver outra mensagem para colocar os assinantes descarregados no momento. O IMSIMGR rastreia o total de assinantes descarregados de todos os SESSMGRs e notifica todos os SESSMGRs sobre o cumprimento da contagem de destino para esse target-NRI.

Configuração global para descarregamento com base na contagem de destino

Use esta configuração para descarregar o tráfego com base na contagem de destino:

config
sgsn-global
target-offloading algorithm optimized-for-target-count
end

Fase de descarga 1

Esta seção descreve como aplicar a fase de descarga inicial algumas horas antes da janela de manutenção. Essa fase instrui o SGSN a descarregar todos os assinantes que enviarem uma solicitação de anexo ou uma mensagem de solicitação de RAU.

Note: Repita esse comando se a contagem de assinantes aumentar novamente no SGSN.

Aqui está um exemplo que pode ser usado para descarregar o SGSN de origem (NRI 5) para o SGSN de destino (NRI-3):

Context gn_ctx
sgsn offload sgsn-service sgsn_svc connecting t3312-timeout 4 target-nri
 3 target-count 600000

Insira este comando para verificar o número de assinantes descarregados no SGSN de destino:

show sgsn-pool statistics sgsn-service sgsn_svc target-offloaded-to-peer target-nri <>

Note: O t3312-timeout é um tempo limite de RAU periódico, de acordo com a Especificação Técnica (TS) 23.236.

No domínio do Switch de Pacotes (PS), uma nova RAU é acionada quando o temporizador de RAU periódico está definido para um valor suficientemente baixo (o valor recomendado é de quatro segundos) na mensagem Accept (Aceitar). A UE enviará uma nova RAU logo depois, e o nó da rede de acesso de rádio (RAN) roteará para uma nova SGSN com base na NRI de destino incorporada na P-TMSI.

Insira este comando para confirmar se o comando anterior está em vigor:

show sgsn-service name sgsn_svc
Sgsn NRI Value : 5, Offloading - connecting(On), activating(Off)
Sgsn Offload-T3312 Timeout : 4

Note: O procedimento da Fase 2 não é usado para este cenário de descarga porque a Fase 2 é usada somente para NULL NRI. O descarregamento descrito neste documento baseia-se no target-NRI, portanto a Fase 2 não é válida.

Fase de descarga 3

Esta seção descreve alguns comandos adicionais que são usados para descarregar o resto dos assinantes menos de 100.000.

Insira o comando show subscribers summary durante o tempo de espera. Certifique-se de que o número de assinantes diminua e não seja superior a 100.000.

Show sub summary idle-time greater-than 

Dependendo do número de assinantes no estado ocioso, por mais de 3.600 segundos, os clientes devem decidir se devem limpar os assinantes do tempo ocioso de 3.600 segundos ou mais.

# 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

Se a contagem de assinantes ainda for superior a 100.000, uma destas ações pode ser necessária:

• Apague os assinantes com base no nome por ponto de acesso (APN).
• Limpe os assinantes por APN/Packet Services Card (PSC).
• Limpe os assinantes em uma instância de gerenciador por sessão.

Pare de descarregar e remova o comando STP Congestion Protection

Para remover a proteção contra sobrecarga da rede e retornar o sistema às configurações padrão, insira este comando:

config
default network-overload-protection
end

Para parar o procedimento de descarga, digite este comando:

Context gn_ctx
sgsn offload sgsn-service sgsn_svc connecting stop

Para confirmar se a descarga parou, digite este comando:

show sgsn-service name sgsn_svc

Note: Certifique-se de que a descarga - conexão seja exibida como Off (Desativado) e que a ativação seja exibida como Off (Desativado) na saída desse comando.

Insira este comando para reverter a configuração de volta ao algoritmo de descarga padrão:

config
sgsn-global
default target-offloading algorithm
end

Notas importantes

Considere estas notas importantes sobre as informações descritas neste documento:

• Todos os assinantes serão descarregados do SGSN de origem com base na contagem de destino, de modo que todos os SESSMGRs sejam igualmente divididos com subs descarregados.
• O temporizador de RAU periódico é definido como quatro segundos e o PTMSI é incorporado com o target-NRI retornado com o PTMSI na SGSN de origem.
• O MS executará a RAU periódica com o NRI de destino incorporado e o Radio Network Controller (RNC) roteará as chamadas para o SGSN de destino com base no NRI.
• A configuração de PLMN comum com a PLMN compartilhada ajuda a resolver o endereço SGSN estaticamente e a enviar uma SGSN_CTXT_REQ para a SGSN de origem.
• Quando esse processo estiver concluído, o assinante será descarregado com êxito.