Modo ECM-IDLE e proteção contra sobrecarga em SGW e PGW

Introduction

Este documento descreve o recurso Proteção contra Sobrecarga no Serving Gateway (SGW) e no Packet Data Network Gateway (PGW). Este recurso licenciado ajuda a evitar o excesso de carga de um assinante por pacotes descartados enquanto o equipamento do usuário (UE) está no modo ocioso.

Problema

Os assinantes podem estar sobrecarregados devido a estouro do buffer ou a um atraso na paginação no momento do encaminhamento de dados do modo de downlink (DL) do ECM (EPS Connection Management)-IDLE. Pode haver discrepâncias nos registros de tarifação do SGW e do PGW. Este documento explica como evitar tais sobrecargas.

Solução

Fluxo de dados DL do modo ocioso

A UE está no modo ECM-IDLE quando não há nenhum NAS (Non-Access Stratum, estratégico de não acesso) que sinaliza uma conexão entre a UE e a rede. Geralmente, o Evolved Packet Core (EPC) UE passa para o estado ECM-IDLE devido a diferentes cenários iniciados pelo ENodeB e pela Mobility Management Entity (MME). Mais comumente, quando o temporizador de inatividade UE expira.

No momento do ECM-IDLE Mode, pode haver dados DL que vêm da Internet para a UE. Esses pacotes atingirão o PGW primeiro. O PGW encaminhará esses pacotes para o SGW após a contabilização adequada dos bytes. Quando o SGW recebe os dados, ele coloca os pacotes de entrada em buffer. Depois de identificar que a UE está no modo ocioso, ele inicia o procedimento de Notificação de Dados de Downlink (DDN) para MME e MME inicia a paginação para a UE.

Se, nesse cenário, os pacotes DL não forem encaminhados para a UE devido a um atraso de paginação, o buffer SGW poderá estourar devido a uma falha de DDN. Neste caso, a UE pode estar sobrecarregada. O recurso Proteção contra sobrecarga lidaria com esse cenário e o protegeria contra sobrecarga do cliente. Isso está de acordo com o 3GPP TS 29.274.

Sobrecarga do suporte de proteção em SGW e PGW

• O PGW não está ciente do estado UE e se a UE está no modo ocioso ou no modo conectado. O PGW cobrará os dados, mesmo quando a UE estiver no modo ocioso.
• A finalidade deste recurso é evitar sobrecarga na PGW quando a UE vai para o modo ocioso.
• Pode haver cenários em que os dados da DL para um modo ocioso UE podem ser descartados no SGW devido a estouro de buffer, atraso na paginação ou possivelmente devido a falha de DDN. Sem esse recurso, o PGW cobrará por esses bytes de dados.
• Este recurso específico evitará a sobrecarga da UE. O SGW informará o PGW para parar ou retomar o carregamento com base nos pacotes descartados no SGW ou com base na falha de DDN.
• Quando o limite de disparo for atenuado, o SGW enviará uma indicação "PPOFF" ao PGW. O PGW enviará pacotes em uma taxa normal.

Detalhes do recurso

Esse recurso pode ser disparado pelo limite de queda de pacote ou pelo limite de falha de DDN configurado no SGW. Este documento é preparado levando em consideração a versão 21.X e anterior.

Documentation

Para obter mais informações, consulte o Guia de administração P-GW, StarOS versão 21.1.

O operador pode especificar estes limiares no SGW para esta característica:

• Número de pacotes ou bytes descartados
• notificação de falha de DDN

Se esse recurso estiver ativado no PGW, ele indicará que suporta a pausa do gateway de PDN de carregamento para o SGW nessas mensagens:

• Criar resposta de sessão para criação de portador padrão
• Resposta MBR para TAU/RAU/transferência com alteração SGW

Este recurso utiliza esses Elementos de Informação (IEs), de acordo com a seção 8.12 do 3GPP TS 29.274.

O sinalizador "PPOFF (PDN Pause Off Indication)" é proposto no Indication IE.

O sinalizador "PPON (PDN Pause On Indication) / PPEI (PDN Pause Enabled Indication)" é proposto na indicação IE.

O sinalizador "PDN Pause Support Indication (PPSI)" é proposto no Indication IE.

O SGW manterá o suporte de PGWs pares do recurso de proteção contra sobrecarga. Se o peer PGW suportar Proteção contra sobrecarga e o limite configurado no SGW for atendido, ele enviará a solicitação de modificação do portador com indicação "PPON" ao PGW. Ao receber tal indicação, a PGW limitará a taxa dos dados da DL ao SGW.

Indicação de suporte pelo SGW

O PGW conhecerá os recursos de SGW do parceiro por meio de:

• Sinalizador PPSI no IE de indicação na mensagem Create Session Request durante o anexo inicial.
• Flag PPSI no Indication IE na Modificar Bearer Request durante o TAU/RAU/Handover com a alteração SGW.

Indicação de suporte pelo PGW

O PGW informará o SGW sobre seus recursos por meio de:

• Os sinalizadores PPSI e PPEI no Indication IE na mensagem Create Session Response durante o anexo inicial.
• Sinalizadores PPSI e PPEI na Indication IE (IE de indicação) na Modificar resposta do portador durante a TAU/RAU/Handover.

Indicação de Pausar e Retomar Carga do SGW

A UE passa para o modo de proteção contra sobrecarga.

A UE sai do modo de proteção contra sobrecarga.

Configuração da proteção contra sobrecarga no PGW

No serviço PGW:

# 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

Em uma configuração de APN:

#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

A configuração do APN terá prioridade sobre o serviço PGW. A configuração anterior acionará o PGW para enviar o suporte de "pausa de cobrança" ao SGW.

Configuração da proteção contra sobrecarga no 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

• versão de s1 anormal (para uso futuro) - Se a proteção contra sobrecarga estiver habilitada para liberação de s1 anormal, o SGW enviará MBR para pausar o carregamento no PGW se ocorrer liberação anormal do sinal de Link de Rádio do MME.
• falha de ddn - Se a proteção de sobrecarga estiver habilitada para a mensagem de falha de ddn, o MBR será enviado ao PGW para pausar o carregamento após o recebimento da falha de DDN do MME/S4-SGSN.
• drop-limit - drop_limit_value { packets | bytes } } Enviar MBR para pausar o carregamento no PGW se um número especificado de pacotes/bytes for descartado para uma conexão PDN.

        drop_limit_value é um inteiro de 1 a 99999

        pacotes - configura o limite máximo em pacotes

        bytes - configura o limite máximo em bytes

O SGW acionará "PPON" em Modify Bearer Request quando qualquer uma dessas condições for atendida.

Solucione problemas de proteção contra sobrecarga

comandos show

#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 <>

A saída desses comandos show descreve as estatísticas de proteção de sobrecarga no PGW.

• show subscribers pgw-only full all
• show subscritives <summary>|<full>
• show pgw-service statistics all
• show apn statistics all