ECM-IDLE-Modus und Überlastungsschutz in SGW und PGW

Einleitung

In diesem Dokument wird die Überlastungsschutzfunktion des SGW (Serving Gateway) und des PGW (Packet Data Network Gateway) beschrieben. Diese lizenzierte Funktion trägt dazu bei, eine Überlastung eines Teilnehmers für verlorene Pakete zu vermeiden, während sich die Benutzergeräte (UE) im Inaktivitätsmodus befinden.

Problem

Abonnenten können aufgrund eines Pufferüberlaufs oder einer Verzögerung beim Paging im EPS Connection Management (ECM)-IDLE Mode Downlink (DL)-Datenweiterleitung überlastet werden. Die SGW- und PGW-Gebührendatensätze können Diskrepanzen aufweisen. In diesem Dokument wird erläutert, wie solche Überlastungen vermieden werden können.

Lösung

DL-Datenfluss im Leerlaufmodus

Das UE befindet sich im ECM-IDLE-Modus, wenn es kein Nicht-Access-Stratum (NAS) gibt, das eine Verbindung zwischen dem UE und dem Netzwerk signalisiert. In der Regel wechselt EPC UE (Evolved Packet Core) aufgrund unterschiedlicher, durch ENodeB und MME (Mobility Management Entity) ausgelöster Szenarien in den ECM-IDLE-Status. In der Regel, wenn der Inaktivitäts-Timer der EU abläuft.

Zum Zeitpunkt des ECM-IDLE-Modus können DL-Daten aus dem Internet für die EU eingehen. Diese Pakete werden zuerst den PGW erreichen. Das PGW leitet diese Pakete nach entsprechender Abrechnung der Bytes an das SGW weiter. Sobald das SGW die Daten empfängt, puffert es die eingehenden Pakete. Nachdem festgestellt wurde, dass sich das UE im Leerlaufmodus befindet, wird die Downlink Data Notification (DDN)-Prozedur zu MME gestartet, und MME initiiert das Paging für das UE.

Wenn in diesem Szenario die DL-Pakete aufgrund einer Paging-Verzögerung nicht an das UE weitergeleitet werden, kann der SGW-Puffer aufgrund eines DDN-Fehlers überlaufen. In diesem Fall ist das UE möglicherweise überlastet. Die Funktion zum Schutz vor Überlastung würde ein solches Szenario handhaben und den Kunden vor Überlastung schützen. Dies entspricht der Norm 3GPP TS 29.274.

Unterstützung für Überladungsschutz in SGW und PGW

• Der PGW erkennt den UE-Status nicht und erkennt nicht, ob sich das UE im Leerlaufmodus oder im verbundenen Modus befindet. Das PGW lädt Daten, auch wenn sich das UE im Leerlaufmodus befindet.
• Mit dieser Funktion soll eine Überlastung am PGW verhindert werden, wenn das UE in den Leerlaufmodus wechselt.
• Es kann Szenarien geben, in denen die DL-Daten für einen Inaktivitätsmodus UE aufgrund eines Pufferüberlaufs, einer Verzögerung beim Paging oder möglicherweise aufgrund eines DDN-Fehlers im SGW verworfen werden. Ohne diese Funktion berechnet das PGW diese Datenbytes.
• Durch diese besondere Funktion wird eine Überlastung der UE verhindert. Das SGW informiert den PGW, dass die Abrechnung auf Basis von Paketen, die beim SGW fallen, oder auf Basis eines DDN-Ausfalls gestoppt oder fortgesetzt werden soll.
• Sobald der Auslöseschwellenwert herabgesetzt wurde, sendet das SGW eine PPOFF-Meldung an das PGW. Der PGW sendet daraufhin Pakete mit einer normalen Geschwindigkeit.

Funktionsdetails

Diese Funktion kann über ein im SGW konfiguriertes Drop Limit für Pakete oder einen DDN-Fehlerschwellenwert ausgelöst werden. Dieses Dokument wird unter Berücksichtigung von Version 21.X und früheren Versionen erstellt.

Dokumentation

Weitere Informationen finden Sie im P-GW Administration Guide, StarOS Release 21.1.

Der Bediener kann diese Schwellenwerte für diese Funktion im SGW festlegen:

• Verworfene Anzahl an Paketen oder Byte
• DDN-Fehlerbenachrichtigung

Wenn diese Funktion auf dem PGW aktiviert ist, weist sie darauf hin, dass PDN Gateway die Pause unterstützt, in der das SGW in den folgenden Meldungen belastet wird:

• Sitzungsantwort für Standardträgererstellung erstellen
• MBR-Antwort für TAU/RAU/Handover mit SGW-Änderung

Diese Funktion nutzt diese Informationselemente (IEs) gemäß Abschnitt 8.12 von 3GPP TS 29.274.

Die Markierung "PPOFF (PDN Pause Off Indication)" wird im Indication IE vorgeschlagen.

Das Flag "PPON (PDN Pause On Indication) / PPEI (PDN Pause Enabled Indication)" wird im Indication IE vorgeschlagen.

Das Flag "PDN Pause Support Indication (PPSI)" wird im Indication IE vorgeschlagen.

Das SGW sorgt dafür, dass die Peer-PGWs weiterhin die Überlastungsschutzfunktion unterstützen. Wenn das Peer-PGW den Schutz vor Überlastung unterstützt und der konfigurierte Grenzwert am SGW eingehalten wird, sendet es die "Modify Bearer Request" (Trägeranforderung ändern) mit der Angabe "PPON" an den PGW. Nach Erhalt einer solchen Angabe begrenzt das PGW die DL-Daten auf das SGW.

Support-Angabe durch den SGW

Der PGW erhält Informationen über die Peer-SGW-Funktionen über:

• PPSI-Flag im Indication IE in der Nachricht Create Session Request (Sitzungsanforderung erstellen) während des ersten Anhangs.
• PPSI-Flag im Indication IE in der Modify Bearer Request während des TAU/RAU/Handover bei der SGW-Änderung.

Support-Angabe durch den PGW

Der PGW informiert das SGW über seine Funktionen mithilfe des:

• PPSI- und PPEI-Flags im Indication IE in der Nachricht Create Session Response (Sitzungsantwort erstellen) während des ersten Anhangs.
• PPSI- und PPEI-Flags in der Indication IE unter "Modify Bearer Response" (Trägerantwort ändern) während des TAU/RAU/Handover.

Gebührenanzeige vom SGW anhalten und fortsetzen

Das UE wechselt in den Überladungsschutzmodus.

Das UE wechselt aus dem Überladungsschutzmodus.

Konfiguration des Überlastungsschutzes auf dem PGW

Im PGW-Dienst:

# config

(config)# context <>

(config-ctx)# pgw-service <>

(config-pgw-service)# egtp overcharge-protection

  drop-all             - Configures overcharge protection to drop all packets received

  transmit-all         - Configures overcharge protection to send all packets received

  <cr>                 - newline

In einer APN-Konfiguration:

#config

(config)#context <>

(config-ctx)#apn <>

(config-apn)#egtp overcharge-protection

  drop-all             - Configures overcharge protection to drop all packets received

  transmit-all         - Configures overcharge protection to send all packets received

  <cr>                 - newline

Die APN-Konfiguration hat Vorrang vor dem PGW-Service. Durch die vorherige Konfiguration sendet das PGW Support zur Gebührenaufladung an das SGW.

Konfiguration des Überlastungsschutzes am SGW

#config

(config)#apn-profile <>

(apn-profile-xxx)#overcharge-protection

  abnormal-s1-release  - triggers overcharging protection on abnormal s1 release

  ddn-failure          - triggers overcharging protection on ddn failure

  drop-limit           - configure packet/bytes drop count to trigger pause charging

• abnormal-s1-release (für zukünftige Verwendung) - Wenn der Überladungsschutz für abnormal-s1-release aktiviert ist, sendet das SGW MBR, um das Laden am PGW anzuhalten, wenn ein abnormales Freigeben des Radio Link-Signals von MME auftritt.
• ddn-failure - Wenn der Schutz vor Überladung für die ddn-Failure-Meldung aktiviert ist, wird MBR an das PGW gesendet, um die Verrechnung nach Empfang der DDN-Failure von MME/S4-SGSN anzuhalten.
• drop-limit - drop_limit_value { Pakete | Bytes } } Senden Sie MBR, um das Laden auf dem PGW anzuhalten, wenn eine angegebene Anzahl von Paketen/Bytes für eine PDN-Verbindung verworfen wird.

        drop_limit_value ist eine Ganzzahl von 1 bis 99999.

        Pakete - Konfiguriert das Drop-Limit in Paketen

        Bytes - konfiguriert das Drop-Limit in Byte

Das SGW löst unter "Träger-Anforderung ändern" "PPON" aus, sobald eine dieser Bedingungen erfüllt ist.

Fehlerbehebung Überladungsschutz

show-Befehle

#show apn-profile full name <> |  grep -i overcharging

Overcharging protection for packet drop count              : Not Configured

Overcharging protection for byte drop count                : 20

Overcharging protection for s1 abnormal release            : Not Configured

Overcharging protection for DDN failure                    : PAUSE-CHARGING

#show sgw-service statistics name <>

Die Ausgabe dieser show-Befehle zeigt die Statistiken zum Überlastungsschutz im PGW.

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