NGN下带GPON设备网关心跳周期调整与应用.doc

NGN下带GPON设备网关心跳周期调整与应用关 键 词： H248 心跳周期 老化 摘 要：随着NGN网络中GPON大规模使用，现网NGN需要满足GPON的大量接入要求，由于每个FCCU模块下带网关数较多，NGN对每个网关下发的审计时长，已经不能够在SET BCPARA这个命令中配置的默认心跳时长内完成下发心跳消息，而是需要更长的时间才能完成一个周期对所有网关下发心跳，本文详细解释NGN对H248心跳消息的处理机制以及如何规范配置满足业务发展需求1 、GPON组网：对于GPON方式部署的GPON/EPON网关，需要在核心网的边缘或者接入网与骨干网的接口处部署SBC作为GPON/EPON网关用户的代理，完成对核心网的安全防护。SBC的部署主要用来防止宽带智能终端接入的所带来的安全威胁，另外也用来防范恶意用户伪造终端所引起的安全威胁。2 、目前由于心跳消息导致现网存在的问题随着NGN网络中GPON大规模商用，为了网络安全考虑，要求通过SBC接入，并且NGN要求从R06C06升级至R10C05版本满足GPON的大量接入要求，在R6C06及以前版本，我们增加的网关默认都是一倍心跳周期，原来增加的网关在从R06C06版本升级至R10C05版本以后保持着原来的心跳处理机制，还是一倍心跳周期，但是对于升级R10版本以后新增的网关心跳周期默认是255，按照网关的用户数自动计算心跳的；具体描述如下：其中只允许FCCU板上支持动态IP地址的网关将心跳周期倍数设置为255，表示由系统根据该网关用户数自动计算心跳周期倍数。 如果网关配置在FCCU上并且支持动态IP地址时，系统默认值为255。 如果网关不支持动态IP地址，系统默认值为1。 系统自动计算心跳周期倍数的规则如下： 当用户数为0到4个时，心跳周期倍数为9。 当用户数为5到64个时，心跳周期倍数为5 当用户数为65到256个时，心跳周期倍数为2。 当用户数大于256个时，心跳周期倍数为1。 由于原来我们建议SBC上配置的SBC上检测SS发送到ONU链路心跳（AuditValue）的周期为300S，然而新增的网关自动计算心跳周期了，心跳周期可能超过10分钟，在这种情况下就会出现NGN发送网关审计时间过长导致SBC上网关数据老化，这个时候网关通话就会断话，新发起的呼叫不通，做被叫不通的故障现象；所以在现网升级R10版本之前要查看SBC上配置的老化周期，并且根据每个FCCU模块配置的网关数按照以下计算方法进行计算网关的心跳周期是否超过了SBC的老化周期。3 、H248网关心跳周期的计算方法FCCU计算网关的心跳周期与以下几个参数相关：M：单板网关表最大元组数（默认为5000，可以用命令“MOD MAXT: TID=TID70, TP=FCCU;”进行修改，修改后需要重启单板）F：代表最小心跳周期，即决定对于某个网关，最少多长时间下发一次心跳审计消息，默认为14S，最小值也为14S。（可以用命令“SET BCPARA: AUDTMR=14”进行修改）V：每次最多发送心跳消息数，固定为10。T：心跳定时器，固定为0.1SN：实际配置的网关数目，实际网关在列表中的分布，缺省是从开始顺序排列的。D：网关配置的心跳周期倍数FCCU单板每0.1秒启动一次扫描，每次最多能对10个网关发送心跳消息且最多扫描M*T/F个网关。根据以上原理可以推算出当一块FCCU模块上所有网关的心跳周期倍数配置一致，网关扫描D遍后，心跳下发完毕。理想状态下，每一遍扫描网关V*D个，但只对V个网关下发心跳，这样D遍扫描完毕后，所有网关的心跳下发完毕。网关扫描一遍，每次按网关表的最大元组数进行扫描。理想情况下，扫描一遍所需要的时间：N*T/(V*D) + (M N) * F /M， 即：N/(100*D) +(M-N)*F/M所以理想情况下， 某个网关的心跳周期网关扫描一遍需要时间*此网关心跳周期倍数，既（N/(100*D) +(M-N)*F/M）*D另外，每次扫描一遍最少需要时间F，那么单个网关心跳周期最小为F*D。 所以网关最大心跳周期为MAX(（N/(100*D) +(M-N)*F/M）*D, (F*D)。假设，目前单板网关表最大元组数M为20000，实际配置的网关数目N为10000，最小心跳周期F为55秒。下面分几种情况举例说明：(1) 假设这10000个网关全为1个用户，心跳周期倍数全为1 （既在R10版本之前增加的网关，不管是静态还是动态网关心跳周期倍数默认都是1，或者升级R10以后全部配置为静态网关的心跳周期倍数）则网关只需要扫描一遍：10000/(100*1)+(20000-10000)*55/20000 = 127.5秒。网关实际的心跳周期时间为127.5秒。(2) 假设这10000个网关全为1个用户，心跳周期倍数为255(既在R10版本增加的动态网关，默认心跳周期倍数是255)。主机计算实际心跳周期倍数D为9。扫描一遍所需要的时间：10000/(100*9)+(20000-10000)*55/20000=38.6秒。由于扫描一遍的时间最小为55秒，所以实际扫描一遍的时间为55秒。则网关的心跳周期时间为55*9=495秒。(3) 假设这10000个网关全为1个用户，心跳周期倍数为1和255的各占一半。心跳周期为1的有5000个网关，心跳周期倍数为9的有5000个。则网关扫描一遍所需的时间为这两类网关所需时间之和。则网关只需要扫描一遍所需要的时间为5000/(100*1)5000/(100*9)+(20000-10000)*55/20000 = 83秒。则1倍网关实际的心跳时间为83秒。但9倍网关实际的心跳时间为83*9=747秒。12.45分钟。所以，对整个系统来说，网关的心跳时间为12.45分钟。(4) 特别的，如果心跳周期为1的有9999个网关，心跳周期倍数为9的有1个。则网关只需要扫描一遍所需要的时间为9999/(100*1)1/(100*9)+(20000-10000)*55/20000 = 127.5秒。则1倍网关实际的心跳时间为127.5秒。但9倍网关实际的心跳时间为127.5*9=1147.5秒。19.13分钟。所以，对整个系统来说，网关的心跳时间为19.13分钟。(5) 假设这10000个网关，心跳周期倍数为1的有3000个，心跳周期为4的有3000个，心跳周期为9的有4000个。则网关只需要扫描一遍所需要的时间为3000/(100*1)+3000/(100*4)+4000/(100*9) + (20000-10000)*55/20000=69.44秒。则1倍网关实际的心跳时间为69.44秒。4倍网关实际的心跳时间为69.44*4=277.76秒。9倍网关实际的心跳时间为69.44*9=624.96秒。 10.4分钟所以，对整个系统来说，网关的心跳时间为10.4分钟。综上所述，如果存在各种不同心跳倍数的网关，可以将这些网关除以心跳倍数折算到一倍心跳的网关数中，然后计算一倍心跳时间间隔，再乘最大心跳倍数，则为系统的最大心跳时间。模块最大元组数20000，网关数1倍的1000，2倍的1000，4倍的3000，9倍的10000，总15000网关。则折算到1倍网关的数量为10001000/2+3000/4+10000/93361个网关。扫描3361个网关所需时间：3361/100 = 33.61秒。扫描剩余的元组数所需时间：(20000-15000)*55/20000 = 13.75秒。总共，扫面一遍所需时间：33.6113.75 47.36秒；小于最小时间55秒，因此系统的最大时间为55*9=495秒。上述计算的前提为为网关心跳均匀分布在各个周期，系统也对网关的心跳做了离散处理。即不会出现，9倍的网关，全部在第一个周期就下发完毕，而是每个周期下发1/9的网关数。但实际这个离散不是完全均匀的，有的周期下发的多一些，有的少一些。这会导致总的时间会有所增加，误差最大为23分钟。假设系统存在9倍心跳周期网关，每个周期时间为1分钟，理论值9倍心跳周期为9分钟，实际值可能达到10多分钟一点。同时，为了保证每个周期的时间为1分钟，网关总数为10000，则X/100 + (20000-10000)*55/20000 = 60X=3250即在这10000个网关中，最后折算的1倍网关数为3250个。所以10000个1倍的网关，需要修改为9倍的网关，则最多只允许2406个网关为1倍，剩下的为9倍。所以修改时，请一次将网关心跳修改完毕，否则会出现网关心跳超长的情况。4 、如何查询网关数升级R10版本之前，我们要计算一下升级后新添加的动态网关最大心跳周期是多少，首先我们要知道升级前各个FCCU模块下带多少网关，下面给出如何查询软交换某一模块心跳周期配置为1的或255的动态网关各有多少？可以通过SQL查询分析器根据如下统计方式来对每个模块进行计算核对，以模块号为28为例(1) 因为R6版本的默认心跳周期都是1，查询方法如下：select count (*) from tbl_Bcmgw where iSPCModuleNo = 28 and iStatus = 1如果查询网关数为5000，升级R10后的心跳周期也是1，依照上面的计算按照5000个1倍心跳周期，20000个网关元组数，最小心跳周期F为55秒在R10版本添加1个9倍心跳周期：5000/(100*1)1/(100*9)+(20000-5001)*55/20000 = 91.25秒。则1倍网关实际的心跳时间为91.25秒。但9倍网关实际的心跳时间为91.25*9=821.25秒所以，对整个系统来说，网关的心跳时间为821.25秒。添加5000个9倍心跳周期为：5000/(100*1)5000/(100*9)+(20000-10000)*55/20000 = 83秒。则1倍网关实际的心跳时间为83秒。但9倍网关实际的心跳时间为83*9=747秒所以，对整个系统来说，网关的心跳时间为747秒。(2 ) 以下查询以R10版本查询为例说明/统计28模块是否存在心跳周期不为1或255的网关数量select count(*)from tbl_Bcmgw where iSPCModuleNo = 28 and iHeartBeatTimes 1 and iHeartBeatTimes 255 and iStatus = 1/统计28模块存在心跳周期为1的网关数量select count(*) from tbl_Bcmgw where iSPCModuleNo = 28 and iHeartBeatTimes = 1 and iStatus = 1/统计28模块存在心跳周期为255的网关数量select count(*) from tbl_Bcmgw where iSPCModuleNo = 28 and iHeartBeatTimes = 255 and iStatus = 1）举例：根据现网数据计算，以28模块为例，该模块最大元祖数为10000，网关8772个，按照上述SQL语句查询结果，其中心跳周期配置为1的网关有4825个，心跳周期配置为255的网关有3947个，没有心跳不为1或255的网关：计算结果如下：3947/(100*9) + 4825/(100*1) + (10000 -8772)*55 /10000 = 4.39 + 48.25 + 6.76 = 59.4则1倍网关实际的心跳时间为 59.49倍网关实际的心跳时间为59.4 *9 = 534.6即最大时长为534.65 、最小心跳周期修改F：代表最小心跳周期，即决定对于某个网关，最少多长时间下发一次心跳审计消息，默认为14S，最小值也为14S，可以用命令“SET BCPARA: AUDTMR=14”进行修改，考虑到快速检测Umg大网关的状态，要求此值修改不能超过60S6 、对周边网元的要求A、对NGN配置的要求:1、用户和GPON网关必须配置在一个模块。目前动态网关通过系统保证用户和网关在一个模块；但是静态网关无法做限制，所以需要提前做好规划，GPON网关和用户配置在一个FCCU模块，避免单FCCU模块网关实际容量达不到2万。2、GPON网关类型配置为IAD。若网关类型配置为AG，若大量网关离线则会产生大量告警对BAM和网管性能进行冲击；目前系统对网关类型为IAD的网关离线做了特殊处理，即IAD离线时只产生事件，不产生告警。若要查看告警，可以规划网关组告警。B、对接入网关配置的要求：1、 网关需配置为：不使用单端点注册方式。2、 配置网关的心跳方式采用被动心跳，即不主动向软交换发送心跳。网关采用被动心跳检测NGN状态，当网关在静默时长内，若收到软交换的消息，则重新启动静默时长