摘 要:分析了移動(dòng)No.7信令網(wǎng)中MTP、SCCP環(huán)路現(xiàn)象及形成的原因,對(duì)GSM移動(dòng)通信網(wǎng)中特有的其他形式的環(huán)路現(xiàn)象也進(jìn)行了分析。文中所描述內(nèi)容對(duì)于移動(dòng)No.7信令網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和網(wǎng)絡(luò)維護(hù)工作將起到一定的借鑒作用。
關(guān)鍵詞:移動(dòng)No.7信令網(wǎng) 信令關(guān)系 環(huán)路 MRVT SRVT
No.7信令網(wǎng)是GSM移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的神經(jīng)中樞,它運(yùn)行得好壞直接關(guān)系到通信網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量。目前,中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)已經(jīng)建成了獨(dú)立的信令網(wǎng)絡(luò),網(wǎng)絡(luò)為一、二級(jí)混合結(jié)構(gòu),除某些大省建有獨(dú)立的HSTP、LSTP外,其余各省的HSTP/LSTP均合設(shè)在一起。信令網(wǎng)采用A、B平面組網(wǎng),同平面間的HSTP網(wǎng)狀相連,不同平面間省內(nèi)的一對(duì)HSTP互連。由于移動(dòng)通信的迅速發(fā)展,各省都相繼出現(xiàn)了復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),因此在移動(dòng)信令網(wǎng)中各種環(huán)路就有存在的可能,一旦滿足某些條件,就會(huì)產(chǎn)生環(huán)路現(xiàn)象,從而影響通信網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行。
所謂環(huán)路,是指信令消息包在具有信令關(guān)系的兩個(gè)或多個(gè)信令點(diǎn)之間轉(zhuǎn)發(fā)而形成循環(huán),筆者認(rèn)為從廣義上理解環(huán)路現(xiàn)象更恰當(dāng),即同一信令消息包經(jīng)過(guò)若干次轉(zhuǎn)發(fā)后又回到其中的一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)點(diǎn)。環(huán)路的后果有:因信令包的循環(huán),不能完成正常呼叫;將增加額外的信令負(fù)荷,可能造成信令擁塞;有些環(huán)路消息雖然經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)路由能到達(dá)目的地,但是信令延遲也增大,將影響接續(xù)速度。
本文討論GSM移動(dòng)信令網(wǎng)中幾種信令環(huán)路現(xiàn)象:①MTP層環(huán)路;②SCCP的環(huán)路;③GSM中其他形式的環(huán)路。
1。停裕袑有帕瞽h(huán)路
在No.7信令網(wǎng)中,為了提高網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的可靠性,常在已有拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上增加信令關(guān)系的冗余,即替換路由。如果信令關(guān)系的冗余配置不合理,將產(chǎn)生MTP層環(huán)路。下面根據(jù)圖例詳細(xì)描述。
圖1中點(diǎn)1、2、3、4均具有STP功能,A、B為信令端點(diǎn)。為了簡(jiǎn)化描述,只考慮信令消息從A到B的情況,消息從B到A也可同理分析。各點(diǎn)到B點(diǎn)的信令路由表如下:
信令源點(diǎn) 信令宿點(diǎn) 可選MTP路由
。痢 B A1、A2
1 B 13、14、12
2 B 23、24、21
3 B 3B、34、31、32
4 B 4B、43、42、41
當(dāng)消息從A發(fā)到B,根據(jù)上述MTP路由表,可以得到其中的一個(gè)路由組合為:A1、13、32、21、13,消息有可能在點(diǎn)1、3、2之間形成循環(huán)后才達(dá)到B或在點(diǎn)1、3、2死循環(huán)而永遠(yuǎn)不能達(dá)到B。
應(yīng)該說(shuō)信令關(guān)系冗余的引入是形成MTP層環(huán)路的根本原因。因此,在考慮信令替換路由時(shí),不能從網(wǎng)元管理出發(fā),而要從網(wǎng)絡(luò)管理角度全面考慮,同時(shí)網(wǎng)元設(shè)備入網(wǎng)時(shí),應(yīng)該遵循我國(guó)《GSM No.7信令技術(shù)體制》(以下簡(jiǎn)稱《體制》)中的要求!扼w制》中規(guī)定,MTP路由分正常路由和替換路由兩種;正常路由是未發(fā)生故障的正常情況下的信令業(yè)務(wù)的路由,如果有直達(dá)的信令鏈,則應(yīng)該將該信令路由作為正常路由,如果無(wú)直達(dá)信令鏈,則正常路由為這些可選路由中的最短路由(最短路由指信令消息被中轉(zhuǎn)次數(shù)最少的信令路由);替換路由是信令鏈或路由故障造成正常路由不能傳送信令業(yè)務(wù)而選擇的路由。進(jìn)行路由選擇時(shí)必須首先選擇正常路由,當(dāng)正常路由故障不能使用時(shí)再選擇替換路由。按照《體制》要求,上述路由表中3到B點(diǎn)正常路由中就不應(yīng)該包含32、31,而應(yīng)該作為替換路由,替換路由的優(yōu)先級(jí)別也應(yīng)該遵循路由最短的原則。根據(jù)《體制》要求首選直達(dá)、無(wú)直達(dá)選最短的原則,路由表修改為:
信令源點(diǎn) 信令宿點(diǎn) 正常MTP路由 第一替換路由 第二替換路由
A B A1、A2
1 B 13、14 12
2 B 24、23 21
3 B 3B 34 32、31
4 B 4B 43 42、41
當(dāng)信令網(wǎng)絡(luò)所有信令鏈路完全正常,信令消息從A到B時(shí),根據(jù)修改過(guò)的路由表,正常路由中任何一種組合都不可能出現(xiàn)信令消息重復(fù)轉(zhuǎn)發(fā)的現(xiàn)象,因此不可能有環(huán)路存在。但是,當(dāng)信令網(wǎng)絡(luò)中某些正常路由中斷后,替換路由的引入是不是有形成環(huán)路的可能呢?例如發(fā)生某些故障如3B、34信令鏈中斷,造成3B、34信令路由不可用,如圖2所示。
路由表將被更改為:
信令源點(diǎn) 信令宿點(diǎn) 正常MTP路由 替換MTP路由
。 B A1、A2
1 B 13、14 12
2 B 24、23 21
3 B 32、31
4 B 4B 42、41
當(dāng)信令消息從A到B時(shí),也可能出現(xiàn)A1、13、32、23的路由組合,消息可能在點(diǎn)2、3之間轉(zhuǎn)發(fā),環(huán)路也就形成。那么又如何防止故障情況下形成環(huán)路呢?實(shí)際上這類環(huán)路可以預(yù)防,ITU的Q.753建議上將這類因替換路由引起的環(huán)路稱為“偽環(huán)路”( pseudo-loop)。為了防止“偽環(huán)路”演變成“真環(huán)路”,MTP層必須做一些預(yù)防性工作,在相關(guān)故障路由點(diǎn)上廣播TFP消息。對(duì)于圖2情況,點(diǎn)3必須向所有相鄰點(diǎn)1、2廣播TFP消息,示意到點(diǎn)B、點(diǎn)4的消息不能從點(diǎn)3轉(zhuǎn)發(fā),點(diǎn)1、點(diǎn)2在收到點(diǎn)3的廣播消息TFP后,將針對(duì)到B點(diǎn)的消息,使13、23變?yōu)椴豢捎寐酚,這樣路由表將最終變?yōu)椋?br />
信令源點(diǎn) 信令宿點(diǎn) 正常路由 替換路由
。 B A1、A2
1 B 14 12
2 B 24 21
3 B 31、32
4 B 4B 42、41
如果消息從A到B,當(dāng)消息從A到達(dá)點(diǎn)1后,點(diǎn)1將首選路由14再到達(dá)點(diǎn)4,點(diǎn)4只能選路由4B再到達(dá)B。這樣信令消息從A到B也不可能出現(xiàn)環(huán)路現(xiàn)象。因此“偽環(huán)路”可以利用廣播TFP來(lái)防止其演變成“真環(huán)路”。
為了能從網(wǎng)絡(luò)管理的角度監(jiān)視環(huán)路等一系列情況,ITU在Q.753建議中提出了MRVT(MTP Routing Verification Test)測(cè)試方法。該測(cè)試方法的主要目的是檢查網(wǎng)絡(luò)中MTP數(shù)據(jù)的有效性,具體是檢測(cè)存在的環(huán)路、超長(zhǎng)的路由、信令關(guān)系的雙向性檢測(cè)等,也可以滿足一些特殊情況要求,如因TFP消息丟失而形成的環(huán)路。這種方法是在檢測(cè)點(diǎn)發(fā)出MRVT消息,通過(guò)返回來(lái)消息的MRVA(MTP Routing Verification Acknowledgement)分析是否存在環(huán)路、是否存在超長(zhǎng)路由等信息,再分析MRVR (MTP Routing Verification Result )可以得到環(huán)路所經(jīng)歷的信令點(diǎn)等。
因此在組建移動(dòng)No.7信令網(wǎng)管系統(tǒng)中尤其是復(fù)雜的信令網(wǎng)中,應(yīng)該考慮MRVT檢測(cè)功能,一旦需求,必須能開(kāi)啟該功能。對(duì)于沒(méi)有No.7信令網(wǎng)管系統(tǒng)的,實(shí)際工作中要建立健全網(wǎng)管制度,只要MTP路由數(shù)據(jù)被修改或引入新的MTP路由都必須注意,都應(yīng)該按照MRVT的思路去分析路由,避免MTP環(huán)路的產(chǎn)生。
2。樱茫茫袑迎h(huán)路
。牵樱鸵苿(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中存在大量與電路無(wú)關(guān)的消息,這些都是MAP(Mobile Application Part)通過(guò)SCCP的功能來(lái)完成的。SCCP的地址單元分為3類:GT(Global Title)、DPC(Destination Point Code)、SSN(Subsystem Number)。SCCP的主、被叫方的地址可以是這3種地址單元的任意組合。目前我國(guó)GSM網(wǎng)中使用兩種尋址方式:DPC+SSN、GT+SSN。
在SCCP中也存在環(huán)路現(xiàn)象,而且它是一種與MTP環(huán)路無(wú)關(guān)的環(huán)路(即使MTP中無(wú)環(huán)路,也不能解決SCCP的環(huán)路問(wèn)題),參見(jiàn)圖3。
圖3為典型的移動(dòng)信令網(wǎng)絡(luò)圖,其中的1、2、3、4均具有STP功能且全部信令點(diǎn)具有GTT(Global Title Translation)功能,A的GT為Ta,B的GT為Tb,A的點(diǎn)碼為PCa,B的點(diǎn)碼為PCb,依此類推。為了簡(jiǎn)化問(wèn)題,先分析消息從A到B的情況(B到A也類似)。假設(shè)點(diǎn)A、點(diǎn)1、點(diǎn)2到B點(diǎn)GT路由表做成如下方式:
信令源點(diǎn) 被叫GT GTT結(jié)果
A Tb Tb的GTT為PC1或PC2,GT+SSN尋址
1 Tb Tb的GTT為PC3或PC2,GT+SSN尋址
2 Tb Tb的GTT為PC4或PC1,GT+SSN尋址
。ㄗⅲ海桑裕找(guī)定SCCP的GT翻譯結(jié)果最多只能兩種)
A和B之間有SCCP層的信令關(guān)系,當(dāng)有一消息從A發(fā)往B,按上面的路由表,有可能存在如下形式的翻譯:被叫Tb在A中的GTT結(jié)果是點(diǎn)1并且根據(jù)GT再選路由;消息到達(dá)點(diǎn)1后、點(diǎn)1對(duì)Tb做GTT,GTT結(jié)果是點(diǎn)2并且根據(jù)GT再選路由;消息到達(dá)點(diǎn)2后、點(diǎn)2對(duì)Tb做GTT,GTT結(jié)果是點(diǎn)1,這時(shí)候SCCP的環(huán)路就出現(xiàn)了,因?yàn)橄邳c(diǎn)1、2之間出現(xiàn)了轉(zhuǎn)發(fā)。究其原因,是點(diǎn)1和點(diǎn)2對(duì)別的區(qū)域內(nèi)的SP的GT翻譯有誤而引起。我國(guó)移動(dòng)信令網(wǎng)絡(luò)較大,其中包含的各省市的GT(用戶MSISDN、MSCID、HLRID等)較多,GT翻譯做得不正確、不準(zhǔn)確,就有可能出現(xiàn)環(huán)路或者信令包要被多次轉(zhuǎn)發(fā)而造成延遲。另外,如果SCCP的翻譯不合理、數(shù)據(jù)翻譯不完全也將造成環(huán)路,下面為一實(shí)例。某地市的關(guān)口局做開(kāi)局調(diào)測(cè)時(shí)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖4。
當(dāng)時(shí)的GT路由表被做成如下形式:
信令源點(diǎn) 被叫GT GTT結(jié)果
。牵停樱 所有GT 所有GT的GTT為PC1或PC2,GT+SSN尋址
。龋蹋 Tgmsc Tgmsc的GTT為PChstp1或PChstp2,GT+SSN尋址
。龋樱裕1 Tgmsc Tgmsc的GTT為PCgmsc,GT+SSN尋址
。龋樱裕1 Thlr Thlr的GTT為PChlr,DPC+SSN
。龋樱裕2 Tgmsc Tgmsc的GTT為PCgmsc,GT+SSN尋址
。龋樱裕2 Thlr Thlr的GTT為PChlr,DPC+SSN
由于GMSC是信令端局,所以開(kāi)局人員將它的GT路由表翻譯做得很粗,這樣包含了所有GT(包含了所有的MSISDN號(hào)段),想是今后不再做任何數(shù)據(jù)以減輕今后維護(hù)量。但是由于該數(shù)據(jù)也將GMSC的GT送到HSTP翻譯(漏洞就在于此)。如果GMSC始發(fā)一消息SRI,按上述路由表,GTT結(jié)果為PChstp1或PChstp2,到HSTP1或HSTP2后,將Thlr翻譯成Pchlr且按DPC+SSN選路將順利到達(dá)HLR,發(fā)出消息沒(méi)有問(wèn)題;當(dāng)HLR返回SRI ACK消息時(shí)問(wèn)題出現(xiàn)了,按路由表到達(dá)HSTP1或HSTP2且按GT+SSN(GMSC的GT)選路由,到達(dá)GMSC后,由于是按GT選路,路由表中GMSC將所有GT翻譯到HSTP,這時(shí)候環(huán)路產(chǎn)生了,消息不停地在HSTP和GMSC之間轉(zhuǎn)發(fā),造成呼叫無(wú)法進(jìn)行。通過(guò)儀表分析,發(fā)現(xiàn)了該問(wèn)題。解決辦法是要求端局將自己的GT指向自己(糾正錯(cuò)誤的GT翻譯結(jié)果),同時(shí)HSTP將翻譯結(jié)果按DPC+SSN尋址(將GT翻譯結(jié)果做完全,這樣GMSC不再做GTT,可以減小信令延遲),環(huán)路情況才得以解決。由此可見(jiàn),GTT結(jié)果正確與否、GTT結(jié)果完全與否是引起SCCP環(huán)路的根本原因。
為了從網(wǎng)絡(luò)管理的角度監(jiān)視SCCP環(huán)路的情況,ITU在Q.753建議中,使用SRVT(SCCP Routing Verification Test)方法來(lái)檢測(cè)SCCP環(huán)路。檢測(cè)時(shí)是在檢測(cè)點(diǎn)發(fā)送一系列SRVT消息,通過(guò)分析返回消息SRVA(SCCP Routing Verification Acknowledgement)、SRVR(SCCP Routing Verification Result),就可以判斷環(huán)路存在等的情況。
因此在建立GSM移動(dòng)No.7信令網(wǎng)管系統(tǒng)中尤其是復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)中,應(yīng)該考慮SRVT檢測(cè)功能,一旦需求,必須能開(kāi)啟該功能。對(duì)于沒(méi)有GSM移動(dòng)No.7信令網(wǎng)管系統(tǒng)的,實(shí)際工作中要建立健全網(wǎng)管制度,只要SCCP路由數(shù)據(jù)被修改或引入新的SCCP路由都應(yīng)該按照SRVT的思路去分析路由,避免SCCP環(huán)路的產(chǎn)生。
3。牵樱鸵苿(dòng)網(wǎng)中其他形式的環(huán)路
情況①:在GSM的呼叫原理中,由始呼局(GMSC、MSC/VLR)根據(jù)用戶的MSISDN向HLR發(fā)起SRI查詢,HLR返回給始呼局的SRI ACK消息中有4種:SRI ACK的結(jié)果帶有動(dòng)態(tài)漫游號(hào)碼MSRNGMSC/MSC將完成接續(xù);SRI ACK的結(jié)果是普通PSTN號(hào)碼,GMSC/MSC將完成接續(xù);SRI ACK消息中的結(jié)果是用戶缺席,則表明用戶關(guān)機(jī);SRI ACK消息的結(jié)果中包含別的移動(dòng)用戶的MSISDN號(hào)碼,將進(jìn)行下一次的SRI查詢,如果得到的還是MSIDN號(hào)碼,這種查詢會(huì)不會(huì)無(wú)休止地進(jìn)行下去呢?這由HLR中的參數(shù)“HLR前轉(zhuǎn)次數(shù)”控制,見(jiàn)圖5。
若HLR中兩用戶A、B均有CFU功能,且都激活該功能到對(duì)方號(hào)碼,當(dāng)GMSC/MSC中有一呼叫到達(dá)A,這時(shí)GMSC/MSC根據(jù)被叫號(hào)碼A發(fā)起查詢消息SRI,而HLR中的SRI ACK返回的結(jié)果是B的號(hào)碼,然后GMSC/MSC又根據(jù)被叫號(hào)碼B發(fā)起查詢消息SRI,得到的結(jié)果是被叫號(hào)碼A,GMSC/MSC又重復(fù)這一查詢,將造成多次循環(huán)。對(duì)于關(guān)機(jī)引起的不可及轉(zhuǎn)移CFNRC也存在類似現(xiàn)象。HLR參數(shù)“HLR前轉(zhuǎn)次數(shù)”專門控制這種呼叫轉(zhuǎn)移的次數(shù),對(duì)于超過(guò)“HLR前轉(zhuǎn)次數(shù)”的用戶,做被叫時(shí)將被拒絕。由于中國(guó)移動(dòng)不允許二次呼叫轉(zhuǎn)移,因此各HLR中該參數(shù)應(yīng)該調(diào)整為1。當(dāng)兩用戶不在同一個(gè)HLR中,分析也類似。
情況②:GSM中如果遇被叫用戶忙,SRI ACK的結(jié)果是上述的哪一種呢?對(duì)被叫用戶忙的情況,VLR仍然要分配MSRN,因此在用戶忙時(shí)如果做了呼叫轉(zhuǎn)移,呼叫將從被叫所在拜訪局轉(zhuǎn)接。當(dāng)滿足某些條件時(shí),也可能出現(xiàn)無(wú)休止的轉(zhuǎn)移。MSC/VLR中的“VLR前轉(zhuǎn)次數(shù)”參數(shù)可以控制這種情況,見(jiàn)圖6。
假設(shè)用戶A、B有CFB功能,且已經(jīng)激活到對(duì)方號(hào)碼上,A、B之間正在通話,當(dāng)有第三方的呼叫到達(dá)A后,根據(jù)遇忙時(shí)VLR中也要分配MSRN給用戶,而且是在被叫所在MSC中處理的原則,A的拜訪局MSC/VLR根據(jù)A的CFB條件,以B的MSIDN發(fā)起SRI查詢,SRI ACK將得到B的MSRN,話路將建立到B的拜訪局的話路;而當(dāng)呼叫到達(dá)B后,也會(huì)因CFB去查詢A的MSRN,去建立到A的拜訪局的話路。如此,形成兩個(gè)局間中繼惡性占用,呼叫無(wú)應(yīng)答CFNRY也有類似的情況。尤其要注意的是,HLR中的參數(shù)“HLR前轉(zhuǎn)次數(shù)”控制不了這種情況。這必須由被拜訪局MSC/VLR中的“VLR前轉(zhuǎn)次數(shù)”來(lái)控制這種轉(zhuǎn)接次數(shù),當(dāng)在VLR中的呼叫轉(zhuǎn)移次數(shù)超過(guò)這一參數(shù)時(shí),呼叫將在MSC/VLR被拒絕。我們建議該值也取1。
綜上所述,在實(shí)際工作中,采用以上對(duì)策來(lái)避免環(huán)路的產(chǎn)生,確保No.7等信令網(wǎng)的安全運(yùn)營(yíng),是切實(shí)可行的。
摘自 中國(guó)寬帶網(wǎng)