HM-API01-EB 宽带无线计费推送系统.doc

弘浩明传科技（北京）有限公司 HM-WIC 无线城市计费推送系统HM-API01-EB 宽带无线计费推送系统 V1.0弘浩明传HM-WIC 无线城市计费推送系统HM-API01-EB 宽带无线计费推送系统产品技术说明书弘浩明传科技（北京）有限公司2010年6月目 录弘浩明传1HM-API01-EB 宽带无线计费推送系统1产品技术说明书11 技术背景31.1 国际背景31.2 国内背景32 产品描述42.1支持标准RADIUS协议42.2能对不同的用户连接采取不同的计费信息统计策略92.3支持主、备Radius的切换92.4支持DHCPWEB的认证方式92.5支持PPPOE的拨号认证方式102.6支持本地计费功能102.7系统能够支持多种认证和业务选择方式112.8具有实时断线功能112.9支持多个地址池112.10对帐服务器，支持Radius信息复制122.11支持带宽动态管理122.12 AC能支持PORTAL门户功能122.13支持用户输入值的某些特殊符号122.14支持FILTER功能122.15 AC必须能向RADIUS传送出准确的流量信息135.16本地授权功能132.17支持流量储值卡132.18支持实时计费，大容量计费132.19防用户帐号挂死功能133 产品的意义153.1 “HM-API01-EB 宽带无线计费推送系统”的建设顺应党十七大强力推进信息化建设的指示精神153.2 “HM-API01-EB 宽带无线计费推送系统”项目的建设顺应了国家“无线城市”的建设思想153.3“HM-API01-EB 宽带无线计费推送系统”建设满足了城市对现代化信息技术服务的强烈需求163.4完善无线城市的基础设施建设提升服务质量163.5提升政府职能部门电子政务水平节约网络投资161 技术背景 1.1 国际背景当今的世界已跨入网络无所不在、内容融会贯通、应用随时随地的新时代。不受时空限制的宽带通信和多媒体信息应用服务已成为时代的特征。宽带无线网的发展正在提升着当代城市建设和管理的信息化水平和综合信息服务能力。基于WLAN和WiMAX网络架构的无线宽带网的建设已经形成世界潮流。目前，在全球范围内已有600座大中城市通过建设“无线城市”，加快了其城市信息化的发展进程。“无线城市”的概念是:将随时随地的政务和公众无线宽带、公共安全监控、应急联动等诸多元素放在一起，为政府和市民提供良好的无线宽带网络环境，除了为公安、交通、消防、急救和公共事业等政府服务部门提供统一协调和高效协同处置政务信息的网络平台外，同时还为企业商户和市民提供无线网络接入，支持电子商务的发展。建设一个具备综合信息化支撑能力的“无线城市”，以高水平的信息基础设施构建优越的商务环境和优质的生活环境，将有效支撑卓越的城市创新理念。“无线城市，无限精彩”将成为一张美丽的城市名片，给城市的商务旅游、社会管理、公共服务、生活学习和休闲娱乐等带来卓越的效益。因此，无线城市的建设水平被视为衡量一个城市的信息化程度和国际竞争力的重要尺度。现如今，无线城市也因其重要性被称为城市的“第五公共设施”。1.2 国内背景目前国内，北京、上海、天津、武汉、杭州、深圳已经确立无线城市计划，“无线城市”网络建设已经在六大城市正式铺开。北京作为新型的国际化大都市，理应成为国际“无线城市”中的一员，并通过建设一个具备综合信息化支撑能力的“无线城市”，以高水平的城市管理营造“和谐共赢”的社会生活环境。在2007年9月11日北京举办的“2007北京无线城市高峰论坛”上， 本届论坛指导单位信息产业部信息化推进司、以及北京市信息化工作办公室的有关领导，正式提出了旨在推动和发展北京“无线城市”的纲要。北京市信息化工作办公室推广应用处处长杨军介绍，北京市的无线城市建设总共分为三期，第一期建设目标是到2008年上半年完成奥运会热点地区的无线网络建设，包括场馆及其周边，机场等交通枢纽和中心广场等旅游点；第二期建设目标是到2009年年底，完成五环以内的城区普及无线宽带高速上网，提供数据、语音、视频、定位等服务；第三期的建设目标是到2010年底实现北京市全市城乡的无线宽带网络建设，实现全市人群和地域全覆盖。2 技术描述2.1支持标准RADIUS协议通过支持标准的RADIUS属性，以及扩展的RADIUS属性，可以接受RADIUS的各种授权，提供丰富的业务；支持各种Radius属性描述如下：表1系统支持的标准RADIUS属性属性名属性编号认证请求认证响应计费开始计费结束备注RFC2865(RADIUS)User-Name 1YesNoYesYesUser-Password2YesNoNoNoCHAP-Password3YesNoNoNoNAS-IP-Address4YesNoYesYesNAS-Port5YesNoYesYes低2字节为模块号/端口号，高2字节为0对PPPoE用户，高2字节为PPPoE会话号Service-Type6YesYesYesYes弘浩明传无线交换机取值为2（Framed）Framed-Protocol7YesYesYesYes弘浩明传无线交换机取值为1（PPP）Framed-IP-Address8NoYesYesYes认证响应包中无此属性，或者属性值为255.255.255.254，或属性值为0，则无线交换机认为由系统自行分配地址Framed-IP-Netmask9NoYesYesYesReply-Message18NoYesNoNoClass25NoYesYesYesVendor-Specific26YesYesYesYesSession-Timeout27NoYesNoNoIdle-Timeout28NoNoNoNoNAS-Identifier32YesNoYesYesCHAP-Challenge60YesNoNoNoNAS-Port-Type61YesNoYesYes无线交换机取值为15（Ethernet）RFC2866(RADIUS Accounting)Acct-Status-Type 40NoNoYesYesAcct-Delay-Time41NoNoYesYesAcct-Input-Octets42NoNoNoYesAcct-Output-Octets43NoNoNoYesAcct-Session-Id44NoNoYesYesAcct-Authentic45NoNoYesYesAcct-Session-Time46NoNoNoYesAcct-Input-Packets47NoNoNoYesAcct-Output-Packets48NoNoNoYesAcct-Terminate-Cause49NoNoNoYesRFC2867(RADIUS Accounting Modifications for Tunnel Protocol Support)Acct-Multi-Session-Id51NoNoYesNoTunnel-Type64YesYesYesNoTunnel-Medium-Type65YesYesYesNoTunnel-Client-Endpoint66NoYesYesNoTunnel-Server-Endpoint67NoYesYesNoAcct-Tunnel-Connection68NoNoYesNoAcct-Tunnel-Packets-Lost86NoNoYesNoRFC2868(RADIUS Attributes for Tunnel Protocol Support)Tunnel-PasswordNoYesNoNoTunnel-Private-Group-IDYesYesYesNoTunnel-Assignment-IDNoYesYesNoTunnel-PreferenceYesYesNoNoTunnel-Client-Auth-IDYesYesYesNoTunnel-Server-Auth-IDYesYesYesNoRFC2869(RADIUS Extensions)Acct-Input-Gigawords52NoNoNoYesAcct-Output-Gigawords53NoNoNoYesEvent-Timestamp55NoNoYesYesAcct-Interim-Interval85NoYesNoNoNAS-Port-Id87YesNoYesYesFramed-Pool88NoYesNoNo自定义的标准属性Great-Tom-Accounts-Number250YesNoNoNo支持Great Tom公司RADIUS的扩展，string表2系统支持的扩展RADIUS属性属性名属性编号认证请求认证响应计费开始计费结束备注ZN-Service-Context-Name1NoYesNoNo服务策略名，stringZN-Rate-Limit-Upstream2NoYesNoNo上行平均速率限制（单位：字节/秒），integerZN-Rate-Limit-Downstream3NoYesNoNo下行平均速率限制（单位：字节/秒），integerZN-Burst-Limit-Upstream4NoYesNoNo上行突发速率限制（单位：字节/秒），integer若未传，则由上行平均速率限制计算得出。ZN-Burst-Limit-Downstream5NoYesNoNo下行突发速率限制（单位：字节/秒），integer若未传，则由下行平均速率限制计算得出。ZN-Peer-Mac-Address6YesNoYesYes用户端MAC地址（长度为6字节），stringZN-PPPoE-Service-Offer-Name7YesNoNoNoPPPOE服务提供者名字，string（暂不支持）ZN-Input-Packets-Low8NoNoNoYes收到数据包的数目（32位低字节），integer（暂不支持）ZN-Input-Packets-High9NoNoNoYes收到数据包的数目（32位高字节），integer（暂不支持）ZN-Output-Packets-Low10NoNoNoYes发出数据包的数目（32位低字节），integer（暂不支持）ZN-Output-Packets-High11NoNoNoYes发出数据包的数目（32位高字节），integer（暂不支持）ZN-Input-Octets-Low12NoNoNoYes收到数据的字节数（32位低字节），integerZN-Input-Octets-High13NoNoNoYes收到数据的字节数（32位高字节），integerZN-Output-Octets-Low14NoNoNoYes发出数据的字节数（32位低字节），integerZN-Output-Octets-High15NoNoNoYes发出数据的字节数（32位高字节），integerZN-Add-Pool-Name16NoYesNoNo地址池名字，stringZN-Primary-DNS17NoYesNoNo主DNS服务器的IP地址，ipaddrZN-Secondary-DNS18NoYesNoNo辅DNS服务器的IP地址，ipaddrZN-Route-Policy-Name19NoYesNoNo路由策略名，stringZN-Peer-VLAN-ID20YesNoYesYes用户VLAN号，shortZN-Band-Policy-Name21NoYesNoNo带宽策略名，stringZN_UpOctets_Remain22NoYesNoNo上行流量储值（单位：K字节），integerZN_DownOctets_Remain23NoYesNoNo下行流量储值（单位：K字节），integerZN-AllOctets-Remain24NoYesNoNo总流量预储值（单位：K字节），integerZN-Accounts-Number25YesNoNoNo用户帐号的使用数目，stringZN-Access-List-Name26NoYesNoNo访问列表名，stringZN-Stack-VLAN-IDS27YesNoYesNo主Vlan-id * 4096 + 从Vlan_id, ulongZN-QoS-AcctIndex28NoYesYesNoQoS的计费索引，integerZN-Service-Group31YesYesNoNo业务组列表，格式string，格式见后ZN-Service-Band-Policy32NoYesNoNo业务组带宽策略描述，格式string，格式见后ZN-Service-Group-IP-Pool33NoYesNoNo业务组对应IP地址池组名，格式string，格式见后ZN-Service-Group-ACL34NoYesNoNo业务组对应访问控制列表名，格式string，格式见后ZN-Service-Group-Default-Band35NoYesNoNo业务组默认带宽策略描述，格式string，格式见后ZN-Account-Service-Id41NoNoYesYes业务编号，short2.2能对不同的用户连接采取不同的计费信息统计策略实现按使用时长、流量、业务等级、业务类型等计费方式。生成的计费信息包中应包括用户的帐号、分配的IP地址、Session ID、登录时间、离线时间、上网时长、系统号、端口号、VLAN Id（SVLAN id）、MAC地址、上/下载字节、上/下载包数量、下线原因、不同QoS等级的流量信息和丢包信息等关键信息。2.3支持主、备Radius的切换无论是认证、计费服务器都可以配置备份服务器，当出现服务器故障时，可以通过备份服务器来进行工作，保证运营的正常运行；实现原理: 无线交换机向主Radius server发送认证,计费报文, 如果超过指定次数不应答, 则发送认证,计费报文到备份Radius server收到响应的情况下, 则将备份Radius设置为临时主Radius server, 所有的计费认证报文发送到临时主Radius server, 并且系统定期检测原主Radius server网络是否畅通, 如果检测到网络畅通, 则系统自动恢复该Radius server为主Radius server。2.4支持DHCPWEB的认证方式支持DHCPWEB认证方式，详细实现和部署方式参考DHCP web selection方式上网。2.5支持PPPOE的拨号认证方式用户可以通过PPPOE的拨号方式上网；系统能够产生正确的认证、计费信息, 系统通过快速重拨, 断线检测, 闲置检测功能实现, 对PPP进行连接恢复和断开。快速重拨：用户在上网的过程中，客户端因为种种原因，在没有通知AC的情况下连接异常中断，然后进行重新拨号，对于这种情况，AC一般是通过断线检测来判断用是否下线，但是中间有一个断线检测时间（一般为1到3分钟），在这段时间内用户一般会进行重拨，这时会因为计费系统没有收到下网包而认为客户仍在上网，从而认证失败。由于宽带认证时间很短，每次拨号认证失败快的只要2秒钟，客户就会一次一次的重拨，拨了2、30次后认为自己的帐号无法上网了，从而引起误会并投诉。无线交换机通过检测会发现此类用户，主动挂断原连接，发送计费下网包，从而更新计费系统中用户上网信息，保证能够及时将用户拨上。断线检测：用户在上网过程中,用户与系统之间保持断线检测功能(心跳检测), 判断用户与设别间网络是否畅通, 在系统配置单位检测时间和检测次数内,双方没有收到对方的心跳报文,则系统认为用户与系统间网络故障,则系统主动将用户下线,并给计费系统发送计费中止报文。闲置检测：在用户上网过程中, 在系统配置的单位时间检测到用户的流量信息的变化小于系统设置闲置流量阀值, 则认为用户出于闲置状态,系统主动断开用户的连接,并给计费系统发送计费中止报文。2.6支持本地计费功能无线交换机可以为不同的域名配置为本地计费或者Radius计费。当某域被配置为本地计费时，本地计费信息必须由网络管理员触发，然后把本地计费信息发送给Radius Server; 当域被配置为Radius计费时，如果无线交换机连续发送3次计费信息后，没有收到Radius的计费应答，无线交换机将在本地保存计费信息，当Radius再次连通后，无线交换机将把本地计费信息发送给Radius服务器，保证计费话单不会被丢失。2.7系统能够支持多种认证和业务选择方式系统可以支持普通用户的认证，也可以支持加域名后缀的用户认证方式，满足用户对多ISP的选择，对本地用户能够支持按VLAN-ID认证的方式。要求支持用户一次拨号、多次动态选择应用服务或同时提供多个应用服务（不需断线或重新建立新的PPP连接）。VLAN-ID认证: 在无线交换机上指定某个VLAN及其对应的帐号，通过该VLAN接入的DHCP、FIXIP用户，无线交换机能够对它进行强制PORTAL，用户不需要输入帐号或者输入错误的帐号，只要点击登陆，无线交换机就能够根据网管指定VLAN对应的帐号到RADIUS或者本地进行认证，此后用户可以正常上网，并对其进行计费；加域名后缀: 用户输入帐号后, 选择不同的域, 系统将帐号和域名绑定生成一个新的帐号, 到Radius server进行认证请求, Radius server根据不同的域名返回不同的授权信息给用户, 目前系统只支持每次选择一次域都需要重新认证, 承诺将来支持用户一个拨号, 可以多次选择的域。2.8具有实时断线功能系统可以设置最大连接时长，该值可以由配置时设定，也可以从计费系统的RADIUS返回包中取得。当用户的连接时间达到允许的最大时长时，AC能主动撤除与用户的PPP链接，并能正确的送出计费停止包。用户认证通过, AC先判断Radius 返回的报文中是否带用户连接的最大时长, 在没有获取该参数的情况下, 再从用户对应的域中获取此参数信息, 然后将该参数信息添加都用户的授权信息中, 这样系统对该用户的实时断线检测起作用, 系统通过定时器的方式(最小精度为60秒)判断用户的连接时间达到允许的最大时长时, AC能主动撤除与用户的PPP链接，总之该用户的PPPoE连接, 并能正确的送出计费停止包。2.9支持多个地址池对于不同的用户类型，无线交换机可以根据RADIUS的要求分发不同地址池的IP地址，以达到控制用户上网的访问范围。无线交换机最大支持256个地址池，地址池的类型可以是PPPOE、DHCP、FIXIP、LNS、802.1x等等，其中对于PPPOE、LNS、802.1x用户的IP地址支持由Radius分配；对使用DHCP换IP的业务支持由Radius分配IP，在将来的功能完善中，将支持DHCP用户的原始IP由Radius分配，以达到Radius对用户IP进行综合管理的目的。2.10对帐服务器，支持Radius信息复制系统支持按域方式配置Radius对帐功能, 弘浩明传无线交换机将计费信息发送到计费服务器的同时，也发送一份对应的数据到对帐服务器，运营商支持多ISP时，涉及到结算等问题，这时对帐服务器将可以保证结算的完成。在发送计费开始和结束报文时,判断该用户的对应的域是否配置对帐功能,如果配置,则将该计费报文发送给主Raidus server和对帐的Radius server。2.11支持带宽动态管理AC可以接收RADIUS或其他方式下发的控制属性，如果Radius或者其他方式不支持控制属性的下发, 无线交换机可以根据域中对应的服务策略动态调整用户使用的带宽或限制用访问特定的资源。2.12 AC能支持PORTAL门户功能对于fixip和dhcp用户可以支持认证前，打开浏览器的时候推送的指定的页面，该页面在用户的ip地址对应的pool中指定。对于fixip, dhcp. pppoe用户可以支持在认证成功后，给用户强制推送指定的页面，该页面可以由Radius server指定，也可以在用户对应的域中指定，或者用户ip地址对应的pool中指定。2.13支持用户输入值的某些特殊符号支持用户登录名中的0-9 a-z A-Z “”、“/” “;” 等符号输入。2.14支持FILTER功能对于不同的用户类群，通过RADIUS告诉无线交换机该用户的FILTER，由无线交换机控制用户上网的访问范围。2.15 AC必须能向RADIUS传送出准确的流量信息为配合计费系统按流量计费的功能，在标准RADIUS断线包标准属性中，AC必须能传送出用户准确的流量，包括进、出。5.16本地授权功能如果RADIUS不支持扩展属性，也可以通过在弘浩明传无线交换机上配置的授权属性来提供服务，保证了在原有运营系统中也可以该丰富的提供服务。2.17支持流量储值卡弘浩明传无线交换机提供特有的流量储值卡业务，来满足宽带接入的需要。用户在认证成功后, Radius返回该用户剩余流量信息, 系统根据该信息给用户授权, 系统定时检测用户的总流量是否超过授权信息中的流量值, 如果超过,系统将后续的用户报文进行丢包处理, 然后断开用户与无线交换机的连接,并发送计费stop报文进行计费。2.18支持实时计费，大容量计费实时计费是新的RADIUS属性，弘浩明传无线交换机定期将目前在线用户的计费信息发送到计费服务器。保证了如果在用户上网后，下网计费之前突然出现故障，原来上网的信息丢失。大容量计费是因为原来RADIUS是为窄带所使用的，所以流量计数可能超过用于计数字节，弘浩明传无线交换机W为此增加了扩展属性。2.19防用户帐号挂死功能用户在上网过程中，正常下线，但无法再次上网，等很长时间也无法再次上网，非要人工干涉或非常长的时间才有可能恢复，这种情况出现的主要原因是计费系统没有收到宽带接入服务器的下网计费包，但宽带接入服务器又没有重发，同时计费系统对用户的上网数进行了限制，不允许同一个用户多同时多处上网。这种情况称为帐号挂死。这种情况出现的概率不是很小，同时原因也很复杂，可能是计费系统未能正确处理下网计费包，也可能是接入服务器发出的计费包在网络传输过程中丢失了。但这种情况造成了不少投诉。是一个较难解决的问题。弘浩明传通过仔细研究，提出了较好的综合解决方案，基本上可以解决这个问题。主要通过下面四种手段的综合使用：1. Accounting-On：接入服务器启动时，会发出一个Accounting-On包，本包告诉计费系统，本接入服务器已经重启了，在此之前可能会有一些用户的状态未能正确地向计费系统传递，请计费系统将与本接入服务器相关的所有的用户信息都更新一下。这样计费系统会主动解锁与本接入服务器相关的用户上网信息。2. 本AC用户上网数：在用户上网认证时，宽带接入服务器会检查一下本机此用户是否还存在其它Session，并且在发送用户认证信息时，同时附加发送一个ZN-Account-Number附加属性给计费系统，说明这个用户名在本宽带接入服务器上共有多少Session，如果只有一个Session，说明这个用户在本接入服务器上不存在其它还在使用的Session，这样计费系统即使发现该用户还处于未下网状态，但如果这个未下网状态是与这台接入服务器相关联的，就可以强行认定本用户上次已经下网了，本次不属于多次上网，并且可以主动产生上一次上网记录的结束包并计费。由于宽带接入服务器的用户一般情况下只会在同一个宽带接入服务器上网，这种匹配一般都会成功。这可以解决大部分挂死的问题。3. 定时下话单：无线交换机宽带接入服务器支持本地配置或RADIUS设置定时发出话单（实时计费），计费系统可以利用这个特性来检测目前仍在上网的用户是由还在按期发送实时计费信息，如果没有（可以考虑经过一到三个周期），说明这个用户已经下网了。4. 存储转发：无线交换机通过存储重发没有回应的计费包，来保证用户帐号信息的同步。通过以上手段，加上计费系统部分的配合，可以基本解决挂死问题（解决不了异地挂死问题，但这个问题只能计费系统解决，与AC无关）。3 技术意义 3.1 “HM-WIC 无线城市计费推送系统HM-API01-EB 宽带无线计费推送系统”的建设顺应党十七大强力推进信息化建设的指示精神无线城市的建设符合十七大信息化建设的精神。中共十七大报告对信息化赋予历史使命，十七大报告中一个显著的新意就是将信息化作为与工业化、城镇化、市场化、国际化并举的重大形势和任务。这将有助于全党全国各族人民把信息化作为对当前各项工作有着普遍意义的重大形势和任务来认识、思考、推动。加快转变经济发展方式，推动产业结构优化升级，首先就是要“发展现代产业体系，大力推进信息化与工业化融合，促进工业由大变强，振兴装备制造业，淘汰落后生产能力”，其次还要“提升高新技术产业，发展信息、生物、新材料、航空航天、海洋等产业”。3.2 “HM-WIC 无线城市计费推送系统HM-API01-EB 宽带无线计费推送系统”项目的建设顺应了国家“无线城市”的建设思想国家充分认识到建设“无线城市”将给城市带来巨大的经济和社会效益，建设“无线城市”的目的是进一步完善公共安全、应急联动和智能交通网络，逐步引导公众依托于“无线城市”更高效地工作、高质量地健康生活，同时利用“无线城市”大力推动高新技术企业和传统企业发展，吸引投资和扩展贸易经济。从这个角度来看，无线城市将成为民心所向的“实事”工程。目前，北京、上海、天津、武汉、杭州、深圳已经作为“无线城市“建设试点城市进行建设。“无线城市”的建成对城市未来的发展有着重大的意义。建设一个具备综合信息化支撑能力的无线城市，以高水平的信息基础设施构建优越的商务环境和优质的生活环境，将有效支撑卓越的城市创新理念。“无线城市”将成为城市对外宣传的窗口，给城市的商务旅游、社会管理、公共服务、生活学习和休闲娱乐等带来卓越的效益。从经济效益来看，无线城市也有成为摇钱树的潜力。相比较政府初期投入的成本而言，总收益将达到投资总额的数倍甚至数十倍，但这还只是其中的一小部分，真正的收益则是蕴含在无线网络应用和服务中的各种商机和潜力，其价值是难以估量的。据有关方面预测，政府将在这方面受益颇丰。仅各项无线网络服务功能正式开通后，城市的商业服务环境和居民的生活