IMS核心网信令面交换机设置镜像网口实现信令跟踪

IMSIMS 核心网利用镜像端口实现信令跟踪核心网利用镜像端口实现信令跟踪 陈少颖 中国电信股份有限公司湖北分公司 武汉 430023 摘要 摘要 随着互联网 固移融合以及三网合一的快速发展 对通信业务网络的功能需求也越来越多 IMS 网 络作为全网 IP 化的必经阶段以及对 FMC 的支持得到各运营商的认同并已在全国范围内进行了大规模部署 由于 IMS 组网中与现网比较包括较多的核心网元实体 所涉及的逻辑网元更多 可以设想某个用户业务 的完成其信令流必将穿越多个 IMS 核心网元 这直接导致依靠过去传统的单个网元进行信令跟踪来定位网 络故障的方法将变得困难 为了提供 IMS 核心网较便捷的信令跟踪维护手段 通过解析湖北电信 IMS 网络 信令面组网结构 我们提出利用 IMS 核心网信令面交换机配置镜像端口从而实现一点整合信令流程 并运 用Wireshar抓包工具软件来实现信令的消息过滤 提取的方法 我们以中兴 8905 交换为例阐述了镜像 端口的配置过程 并详细说明了Wireshar抓包工具软件安装 信令跟踪过程 包括消息过滤 提取以 及保存等 实验表明通过 IMS 核心网信令面交换机镜像端口配置 同时结运用主流抓包工具能较好的在 一点完成对 IMS 全网的信令跟踪 从而提高 IMS 核心网维护人员的效率 同时需要指出完善的信令跟踪功 能还需要涉及时序还原 信令解析 信令比较等 这是单纯的抓包工具不具备的 更多依赖维护人员的经 验 另外交换机镜像端口的配置将加重交换机负荷 需要关注可能影响交换机稳定运行的风险 其次是否 能保证 100 信令面的镜像流量也有待认证 关键词 关键词 IMS 核心网 信令面 镜像端口 信令跟踪 随着互联网 固定移动融合以及三网融合的迅猛发展 对运营商业务网络提出了更 多新的要求 IMS 作为支持 FMC 的未来网络架构 已经成为网络 IP 化转型中的制高点 国 内三大运营商均已开展了部署或试点 IMS 组网中有很多的核心网元 一个用户呼叫过程 的完成 信令流必将在多个核心网元间穿越 一旦网络 新部署的 IMS 网络与现网相比逻 辑网元更多 为运营维护人员提供便捷的维护手段是必须的 而且各地运营商在运维管理 方面缺乏充足的经验 需要设备商提供相应的技术支撑 该专家告诉记者 华为在以下几 个方面提供了有效的运维工具出现了故障 很难再通过传统的单网元信令跟踪手段来实现 问题的快速定位 因此需要一个可以对多个网元间信令同时进行跟踪 分析并进行问题快 速定位的运维手段 基于这种运维需求 华为 IMS 运维解决方案提供了全网信令跟踪功能 该功能可以在远程维护的模式下 以图形化的方式把用户呼叫过程中多个网元间复杂的信 令流程图进行复原 从而直观的呈现给运维人员 同时通过时序还原 信令解析 信令比 较等辅助手段 帮助运维人员尽快确定问题所在 从而实现故障的快速定位 本文以湖北 电信 IMS 核心网组网为例 介绍了通过在信令交换机上设置镜像网口实现对全网信令跟踪 的技术方案以及实现步骤 1 IMS 核心网组网结构及核心网组网结构及 8905 交换机信令面接口规化交换机信令面接口规化 1 1 湖北电信湖北电信 IMS 核心网营房村机房信令面组网如图 核心网营房村机房信令面组网如图 图 1 1 IMS 核心机房信令面组网拓扑图 从上图可以清楚地看到 除 BAC 外其它 IMS 核心网元包括 MPE SPE MRFP MGCF 及 CSCF AGCF HSS SLF 等汇聚到一对中兴 8905 交换机上然后通过 CE 接入 CN2 1 2 中兴中兴 8905 交换机上针对交换机上针对 IMS 核心网各网元信令接口的规划核心网各网元信令接口的规划 表 1 1 8905 交换机各网元信令接口规化表 网元交换机端口VLAN IPVRRP IP VLAN 序 号 类型 8905 1gei 3 15 0 115 2 29信令 PCSCF1 8905 2gei 3 15 0 115 3 29 5 0 115 1 29Vlan101 信令 8905 1gei 3 25 0 115 10 29信令 ICSCF1 8905 2gei 3 25 0 115 11 29 5 0 115 9 29Vlan102 信令 8905 1gei 3 35 0 115 18 29信令 SCSCF1 8905 2gei 3 35 0 115 19 29 5 0 115 17 29Vlan103 信令 8905 1gei 3 45 0 115 26 29信令 AGCF1 8905 2gei 3 45 0 115 27 29 5 0 115 25 29Vlan104 信令 8905 1gei 3 55 0 115 34 29信令 AGCF3 8905 2gei 3 55 0 115 35 29 5 0 115 33 29Vlan105 信令 8905 1gei 3 65 0 115 42 29信令 MMTEL1 8905 2gei 3 65 0 115 43 29 5 0 115 41 29Vlan106 信令 8905 1gei 3 75 0 115 49 30无Vlan107信令 MGCF1 8905 2gei 3 75 0 115 53 30无Vlan108信令 8905 1gei 3 85 0 115 57 30无Vlan109信令 MRFP1 8905 2gei 3 85 0 115 61 30无Vlan110信令 8905 1gei 3 95 0 115 66 29信令 SSF1 8905 2gei 3 95 0 115 67 29 5 0 115 65 29Vlan111 信令 8905 1gei 3 105 0 115 74 29信令MSG900 08905 2gei 3 105 0 115 75 29 5 0 115 73 29Vlan112 信令 8905 1gei 3 115 0 115 81 30无Vlan113信令 8905 2gei 3 115 0 115 85 30无Vlan114信令 8905 1gei 3 125 0 115 89 29 HSS 数据 同步 HSS1 8905 2gei 3 125 0 115 93 29 Vlan115 HSS 数据 同步 8905 1gei 3 135 0 115 98 29信令 8905 2gei 3 135 0 115 99 29信令 8905 1gei 3 145 0 115 98 29信令 CG1 8905 2gei 3 145 0 115 99 29 5 0 115 97 29Vlan116 信令 8905 1gei 3 155 0 115 106 29信令 8905 2gei 3 155 0 115 107 29信令 8905 1gei 3 165 0 115 106 29信令 DNS1 8905 2gei 3 165 0 115 107 29 5 0 115 105 2 9 Vlan117 信令 8905 18905 2gei 2 3无8905 互联 8905 18905 2gei 2 4 smartgroup 无 V1002 8905 互联 可以看到 我们规划使用 8905 交换机的 gei 3 1 到 gei 3 16 口用来和各个核心网元信令 对接 并按网元划分 vlan 使用 8905 交换机的 gei 2 3 和 gei 2 4 口用来两台 8905 交换 机互联 实现双网双平面组网 2 中兴 中兴 8905 交换机镜像端口的配置交换机镜像端口的配置 2 1 交换机镜像端口及配置分析交换机镜像端口及配置分析 端口镜像 port Mirroring 把交换机一个或多个端口 VLAN 的数据镜像到一个或多个端 口的方法 在一些交换机中 我们可以通过对交换机的配置来实现将某个端口上的数据包 拷贝一份 到另外一个端口上 这个过程就是 端口镜像 交换机把某一个端口接收或发送的数据帧 完全相同的复制给另一个端口 其中被复制的端口称为镜像源端口 复制的端口称为镜像 目的端口 Port Mirror 即端口镜像 端口镜像为网络传输提供了备份通道 此外 还可以用于进行即端口镜像 端口镜像为网络传输提供了备份通道 此外 还可以用于进行 数据流量监测 可以这样理解 在端口数据流量监测 可以这样理解 在端口 A 和端口和端口 B 之间建立镜像关系 这样 通过端口之间建立镜像关系 这样 通过端口 A 传输的数据将同时通过端口传输的数据将同时通过端口 B 传输 即使端口传输 即使端口 A 处因传输线路等问题造成数据错误 还有处因传输线路等问题造成数据错误 还有 端口端口 B 处的数据是可用的 处的数据是可用的 镜像一般是将符合指定规则的报文复制到镜像目的端口 一般镜像目的端口镜像一般是将符合指定规则的报文复制到镜像目的端口 一般镜像目的端口 会接入数据检测设备 用户利用这些设备对镜像过来的报文进行分析 进行网络会接入数据检测设备 用户利用这些设备对镜像过来的报文进行分析 进行网络 监控和故障排除等 监控和故障排除等 我们计划使用 8905 1 交换机的 gei 3 48 口来抓包使用 将其他信令端口都设置为被镜像 口 实现在 8905 1 交换机的 gei 3 48 口上对该机房内所有核心网元做全网信令跟踪 优点 IMS 网络核心网元众多 以往的故障排查方式需要在各个网元网管上都开启信令跟 踪 分析问题时需要对比各个网元的信令 效率较低 此方案可以在一个窗口看到流经所 有网元的整个信令流程 简单直观 操作方便 把交换机一个或多个端口 VLAN 的数据镜像到一个或多个端口的方法 为什 么需要端口镜像 通常为了部署 IDS 产品需要监听网络流量 网络分析仪同 样也需要 但是在目前广泛采用的交换网络中监听所有流量有相当大的困难 因 此需要通过配置交换机来把一个或多个端口 VLAN 的数据转发到某一个端口来实 现对网络的监听 端口镜像的别名 端口镜像通常有以下几种别名 Port Mirroring 通常指允许把一个端口的流量复制到另外一个端口 同时这个端口不 能再传输数据 Monitoring Port 监控端口 Spanning Port 通常指允 许把所有端口的流量复制到另外一个端口 同时这个端口不能再传输数据 SPAN port 在 Cisco 产品中 SPAN 通常指 Switch Port ANalyzer 某些交换 机的 SPAN 端口不支持传输数据 Link Mode port 支持端口镜像的交换机 大多数中档以上的交换机都支持端口镜像功能 但支 持程度不同 2 2 中兴中兴 8905 交换机具体实现步骤 交换机具体实现步骤 在 8905 1 交换机上操作 进入配置模式 IMS WH YF 8905 1 configure terminal 将 gei 3 1 设为被镜像口 IMS WH YF 8905 1 config interface gei 3 1 IMS WH YF 8905 1 config gei 3 1 monitor session 1 source IMS WH YF 8905 1 config gei 3 1 exit 将 gei 3 2 设为被镜像口 IMS WH YF 8905 1 config interface gei 3 2 IMS WH YF 8905 1 config gei 3 2 monitor session 1 source IMS WH YF 8905 1 config gei 3 2 exit 将 gei 3 3 设为被镜像口 IMS WH YF 8905 1 config interface gei 3 3 IMS WH YF 8905 1 config gei 3 3 monitor session 1 source IMS WH YF 8905 1 config gei 3 3 exit 按照上面的办法逐个将 gei 3 1 到 gei 3 16 口设置完毕 IMS WH YF 8905 1 config interface gei 3 16 IMS WH YF 8905 1 config gei 3 16 monitor session 1 source IMS WH YF 8905 1 config gei 3 16 exit 需要注意的是 考虑到两台 8905 交换机双网双平面组网 所以需要将两台 89 交换机之 间互联的端口也做为被镜像口 以实现在 8905 1 上对 8905 2 上的信令抓包 IMS WH YF 8905 1 config interface gei 2 3 IMS WH YF 8905 1 config gei 2 3 monitor session 1 source IMS WH YF 8905 1 config gei 2 3 exit IMS WH YF 8905 1 config interface gei 2 4 IMS WH YF 8905 1 config gei 2 4 monitor session 1 source IMS WH YF 8905 1 config gei 2 4 exit 将 gei 3 48 设为监控口 IMS WH YF 8905 1 config interface gei 3 48 IMS WH YF 8905 1 config gei 3 48 monitor session 1 destination IMS WH YF 8905 1 config gei 3 48 exit 查看确认被镜像口和监控口设置情况 IMS WH YF 8905 1 config show monitor session 1 Session 1 Source Ports Port gei 3 1 Monitor Direction both Port gei 3 2 Monitor Direction both Port gei 3 3 Monitor Direction both Port gei 3 4 Monitor Direction both Port gei 3 5 Monitor Direction both Port gei 3 6 Monitor Direction both Port gei 3 7 Monitor Direction both Port gei 3 8 Monitor Direction both Port gei 3 9 Monitor Direction both Port gei 3 10 Monitor Direction both Port gei 3 11 Monitor Direction both Port gei 3 12 Monitor Direction both Port gei 3 13 Monitor Direction both Port gei 3 14 Monitor Direction both Port gei 3 15 Monitor Direction both Port gei 3 16 Monitor Direction both Port gei 2 3 Monitor Direction both Port gei 2 4 Monitor Direction both Destination Port Port gei 3 48 IMS WH YF 8905 1 config 自此交换机上相关设置完毕 3 3 IMSIMS 核心网全网信令跟踪实现方法核心网全网信令跟踪实现方法 使用一台 PC 机用网线连至 8905 1 交换机的 gei 3 48 口 这里我们使用 Wireshark 这个工 具为例子来做抓包 可以到 Wireshark 工具的官方网站 http www wireshark org 下载该软件并安装 安装完毕后运行 Wireshark 菜单中选择 Capture Interfaces 图 3 1 可以看到列出了目前 PC 上所有的网卡设备 选择对应的网卡 点击后面的 start 按钮 开始跟踪 然后在主界面的消息栏就立刻可以看到跟踪到的消息了 图 3 2 选中某一条消息 可以在下面看到消息的详细解码结果和原始码流 图 3 3 也可以双击某一条消息在新弹出窗口查看消息的详细解码结果和原始码流 图