基于DPI技術(shù)的CCG在移動互聯(lián)網(wǎng)中的解決方案

摘要　闡述了DPI深度包檢測技術(shù)及采用其技術(shù)的CCG在移動互聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用，介紹了UT斯達康基于電信級ATCA平臺及DPI技術(shù)的TC8000 CCG解決方案，及其在3G EVDO 數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用。

1  移動互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展與CCG的重要性

互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展已經(jīng)深刻改變了人們的工作方式和生活方式，從電子郵件，B2B/B2C的電子商務(wù)交易，到QQ/MSN的即時通訊，Web2.0的微博，甚至開心網(wǎng)上種菜，我們的工作與生活已經(jīng)被互聯(lián)網(wǎng)化。

同時，移動業(yè)務(wù)的快速發(fā)展，尤其是3G網(wǎng)絡(luò)的部署與更多智能終端的推出，使得互聯(lián)網(wǎng)進入了一個嶄新的移動互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展階段。

“手機將變得無所不能”，這是比爾?蓋茨對未來手機發(fā)展的一個預(yù)測。這個預(yù)測已逐步變成現(xiàn)實，例如搜索、網(wǎng)頁瀏覽、郵件收發(fā)、視頻通訊、電子書下載、電子地圖、電子支付、微博等，PC機上的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用已經(jīng)逐步在智能終端上得以實現(xiàn)�？梢詳喽ǎ�移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)在智能移動終端多樣化，IP承載與傳輸網(wǎng)絡(luò)，3G核心數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)與IMS等平臺建設(shè)的逐步到位與完善下，在2010年必將進入一個快速的發(fā)展時期。

移動互聯(lián)網(wǎng)根植并發(fā)展于傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)，在傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展與建設(shè)中出現(xiàn)的問題必然會在移動互聯(lián)網(wǎng)出現(xiàn)，如IP地址管理，帶寬管理，網(wǎng)絡(luò)安全，垃圾信息，ICP/ISP的管理與合作等問題。同時，對于傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)出現(xiàn)的新技術(shù)與應(yīng)用，移動互聯(lián)網(wǎng)也必須及時吸收、更新與應(yīng)用，如SaaS（Software as a Service，軟件即服務(wù)），云計算，Widget微技，電子支付等。

在傳統(tǒng)雙絞線的XDSL與以Ethernet為主的Internet數(shù)據(jù)接入網(wǎng)業(yè)務(wù)中，電信運營商主要是對于基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)進行建設(shè)，為寬度化鋪路搭橋，實際收益工具比較單一：主要是進行帶寬管理與租賃，對于內(nèi)容、應(yīng)用與業(yè)務(wù)運營等部分由于先期網(wǎng)絡(luò)建設(shè)與技術(shù)限制，參與較少。因此，在目前移動互聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)中，如何進行差異化建設(shè)、提供精細(xì)化經(jīng)營，是電信運營商不得不面對的實際問題與挑戰(zhàn)。

類似傳統(tǒng)TDM語音業(yè)務(wù)通過端局號碼分析局間No.7信令來區(qū)分語音業(yè)務(wù)計費與服務(wù)等級，移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)運營中，電信運營商必須對移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的類型進行區(qū)分，給予不同的SLA，達到有效管理與計費——不是簡單的帶寬與數(shù)據(jù)流量的粗放型管理，而是要通過多媒體內(nèi)容計費（Content Based Billing，CBB）以及內(nèi)容計費網(wǎng)關(guān)（Content Charging Gateway，CCG）實現(xiàn)移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的精細(xì)化管理。

基于CCG內(nèi)容進行計費，電信運營商可以提供細(xì)粒度的增值服務(wù)、更精確的計費點與融合，運營能力與水平可以得到更高層次的提升；用戶可以獲得更透明、更滿意的服務(wù)，運營商客戶黏合度也隨之提高。

基于多媒體內(nèi)容計費可以把計費信息、用戶接受服務(wù)的多媒體內(nèi)容與服務(wù)質(zhì)量建立更直接的聯(lián)系。其中，CCG內(nèi)容計費網(wǎng)關(guān)是電信運營商在2.5G/3G移動互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)中實現(xiàn)更精細(xì)化運營的一個重要網(wǎng)絡(luò)節(jié)點。

2  CCG及其核心DPI技術(shù)

CCG主要是在移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)中進行業(yè)務(wù)控制、計費支持，實施計費策略控制，要求支持在線計費和離線計費兩種方式，支持各種典型的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，如HTTP業(yè)務(wù)，F(xiàn)TP業(yè)務(wù)，WAP瀏覽業(yè)務(wù)，MMS業(yè)務(wù)等。

CCG在3GPP R5中的結(jié)構(gòu)如圖1所示。一般而言，GGSN可以與CCG合并設(shè)置，也可獨立部署。

圖1  CCG的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

CCG因為是基于內(nèi)容進行計費的，所以要對數(shù)據(jù)內(nèi)容進行深度分析，譬如3層的IP地址與協(xié)議類型，4層的端口，7層的URL及其協(xié)議類型等，并生成話單，所以電信運營商CCG的業(yè)務(wù)需求是實時的、高速的、大容量的，并要求有冗余處理與備份，這對數(shù)據(jù)包報文處理技術(shù)及平臺提出了更高要求。

互聯(lián)網(wǎng)上傳統(tǒng)的流量和帶寬管理主要基于OSI 2～4層，即鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層，通過IP包頭的源地址、目的地址、源端口、目的端口以及協(xié)議類型信息進行分析，通常稱此為“普通報文檢測”。“普通報文檢測”僅分析IP包4層以下的內(nèi)容，通過端口號來識別應(yīng)用類型，而且“普通報文檢測”不能識別應(yīng)用層。這些限制對于CCG需要在移動互聯(lián)網(wǎng)上進行以內(nèi)容區(qū)分計費的精細(xì)化運營就無能為力了。

近來互聯(lián)網(wǎng)出現(xiàn)的DPI（Deep Packet Inspection，深度包檢測）技術(shù)是實現(xiàn)CCG計費的有力法寶，其能識別和區(qū)分網(wǎng)絡(luò)流量，進行流量控制、內(nèi)容計費、垃圾內(nèi)容過濾以及流量管理，提供差異化經(jīng)營保障。采用DPI技術(shù)部署的CCG內(nèi)容計費網(wǎng)關(guān)，能夠?qū)�終端用戶的流量進行分析，根據(jù)分析得到的不同的信息，如3層的IP地址，協(xié)議類型，4層的端口以及7層的URL，協(xié)議類型等實現(xiàn)不同的策略計費，完善了現(xiàn)有的只針對數(shù)據(jù)流量和時長的粗放型計費方法。當(dāng)IP數(shù)據(jù)包，TCP或UDP數(shù)據(jù)流經(jīng)過基于DPI技術(shù)的流量管理系統(tǒng)時，系統(tǒng)通過深入讀取IP包載荷的內(nèi)容來對OSI 7層協(xié)議中的應(yīng)用層信息進行重組，從而得到整個應(yīng)用程序的內(nèi)容，然后按照OSS/OB定義的管理策略對流量進行操作，如過濾、整理、限流等。

DPI檢測實際上也是一個計算密集型應(yīng)用，它要求掃描整個數(shù)據(jù)包，計算開銷非常大。傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備在實現(xiàn)此功能時大多采用軟件方案，在通用的CPU上進行處理，在獨占一個CPU核的情況下也只能達到Mbit/s級別的處理能力，不適合電信級的CCG部署。同時，DPI部署的CCG不僅僅是為2.5G/3G移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)部署，實際上LTE業(yè)務(wù)更加強調(diào)多媒體數(shù)據(jù)的業(yè)務(wù)精細(xì)化運營與融合，所以CCG的解決方案必須要考慮目前2.5G與3G數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求與擴展，也要考慮以后LTE業(yè)務(wù)的長期部署。

UT斯達康在2008年發(fā)布的ATCA構(gòu)架TC8K平臺基礎(chǔ)上，于2009年第3季度初發(fā)布了采用專業(yè)ASIC芯片與DPI技術(shù)的CCG解決方案，可進行硬件線性DPI處理，可按業(yè)務(wù)拓展需求動態(tài)部署刀片，提供容錯備份保護，適合移動互聯(lián)網(wǎng)電信級的CCG部署，詮釋了精細(xì)化運營的理念。