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信令风暴

外汇网2021-06-20 11:34:33 88

信令风暴是什么

受于网络收到的终端信令请求胜过了网络各类信令资源的处理能力,导致网络拥塞以至于造成雪崩效应,致使网络不可用,我们称之为“信令风暴”。

为何会造成“信令风暴”

1)智能终端比例大幅上涨,2013年预计胜过50%(自中国互联网中心),见下图:

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2)报告业务年均上涨155%(Mobile Network Offloading,ABI),见下图:

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3)业务需求逐渐增多样化,导致时延短、速度快、流量大等特点,见下图:

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原理

首先,智能手机为省电,引入休眠特性,6-10s没有报告传送则放出连接。受于当下智能手机用户运用时间长、屏幕大、所以耗电量很大,厂家为了节电运用了迅速休眠功能,即一段时间没有报告传送,手机会不经网络侧准许而放出链接。

其次,像手机QQ、手机微博、微信等应用的运用,会导致大范围小报告量的频繁交互,该类业务流量的建立和放出一般是通过信令信道承载的。如下图所示:

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那么,频繁的小流量报告交互大批消耗信令信道资源,致使信令量的涨幅远大于业务流量的涨幅。简单来看,这些应用会周期性地向应用服务器发送报文保证 用户永远在线的状态,引起已放出的连接重建。为了维持永远在线的状态,各种应用客户端会向服务器持续发送“心跳”,维持其“永远在线”状态。

依据统计,智能终端上这类软件所导致的无线信令流量是传统非智能终端的10倍以上,这更深一步增长了智能手机造成的信令。同期,必然会影响终端与网络 之间的空中接口的信令处理能力,那么一旦信令信道发生拥塞,就会致使空口资源的调度失控。这时,即使空口资源是空闲的,终端也无法运用。

该种情形很容易导致雪崩效应,当终端申请不足空口资源或链接不上网络,就会持续重试,致使信令信道愈加拥塞,直到瘫痪。

● 移动网络用户的举动

移动宽带网络用户运用网络服务的模式与2G时代对比已经发生根本更改。移动互联网应用渐渐与移动用户的生活变得密不可分。许多移动用户更频繁地运用移动互联网应用举动必然致使移动宽带网络单用户的信令流量与以语音短信通信为核心的2G网络对比,持续上涨。

● 智能终端的举动

为高达节电效果,智能终端广泛支持迅速休眠,即短时期内没有报告通信就放出无线信令连接,进入IDLE状态。致使智能终端在需要又一次发送报告,务必又一次发起Service Request信令流程。

PDP激活/去激活机制也更快速:激活PDP上下文一般由互联网应用的起步触发;而互联网应用程序的退出或锁频举动,又会主动触发PDP上下文去激活。这致使移动用户重复起步互联网应用,需要重复激活PDP上下文。

● 互联网应用客户端的举动

各种永久在线互联网应用,如MSN、QQ、微博、天气、股市等类需周期性地自动和服务器交互同步实时信息。致使起步各种互联网应用客户端的智能终端,周期性(几分钟)的间隔发送上涨报文,进而引起迅速休眠智能终端周期性的Service Request信令。

● 网络的举动

为提高资源运用效率,经营商往往会部署一部分定制化的功能,比如闲置PDP去激活、欠费用户去激活、Direct Tunnel、APN检查等。这类功能,往往会因智能终端特定举动激发新的信令:如不接受网络侧去激活的智能终端会重复PDP激活信令;而Direct Tunnel也会因智能终端迅速休眠导致Gn口PDP修改信令的猛涨。

“信令风暴”致使过什么样的后果

近年来,信令风暴对经营商网络的影响层出不穷,归根结底均是受于永远在线类业务周期性频繁大批的心跳报告包对网络资源产生了极大的消耗导致。

下方是由信令风暴造成的部分故障案例:

1)日本最大的移动经营商NTT DOCOMO(2012.1.25):

在东京地区的网络发生故障,在连续四个多小时的故障阶段,有252万用户承受了影响。NTT DOCOMO事后调查发现,猛涨的报告流量是致使网络故障的主要原因,而造成大批报告流量的来源是一款可以免费语音通信的Android应用,会每隔3到5分钟发送控制信令。

2)北美-AT&T(2009.09.04):

iPhone 在纽约地区掉话率达到30%,收发一条推特消息推迟15分钟。

3)欧洲-英国O2(2009.12.30):

报告流量上涨18倍,信令猛涨;8%的智能终端用户造成55%的信令流量,伦敦一部分用户周期性无法拨打/接听电话。

4)澳洲-新西兰电信(2010.03.02):

过载的原因推测来自WCDMA/HSDPA用户信令猛涨,三个月时间里,3G网络四度瘫痪,CTO被辞退。

4.微信会否造成“信令风暴”?

1)单次传输的报告量较小; 2)接入和放出频次较高; 3)在线时间长但传送报告的时间很短; 4)上下探传输的报告量较为对称。

这些特点,微信具有造成“信令风暴”的条件。

5.会否影响通信网络正常运行?

基于以上理由,肯定将对网络经营产生一定影响。

6.现阶段经营商当下采取何种手段预防“信令风暴”?

1)提高网络建设和覆盖; 2)优化无线参数和提升网络资源利用率; 3)均衡上下探资源,加强上涨容量; 4)建立多维度的流量分析和监控体系; 5)提升设备冗余度,完善系统过载保护机制; 6)定期对信令面运行状态执行评估和容量预期; 7)通过采取“网络控制的迅速休眠”功能,将迅速休眠的控制权交还网络,可以大大减弱网络节点的信令负荷; 8)提升流量精细化运营能力。

经营商应对

在移动互联网时代,经营商自己也持续认识到自己渐渐沦为管道的尴尬局势,最后往往依旧出力不讨好。当下经营商做了很多事情,保障网络的KPI和用户体验。同期,也建议需要规范智能应用程序开发,应用程序需要考虑减弱在线心跳的频率,降低对网络资源的浪费。

总之,经营商依旧要通过与移动互联网产业链上各方(设备商、手机厂商、应用开发商)一起合作,放开心态,共同应对考验,并非是一味的“酸葡萄心理”想去阻止OTT不可扭转的潮流。只有如此,才可避免受于“信令风暴”的显现致使网络瘫痪。

信令风暴困难务必通过端到端的一体化方案才可处理,其源头的设备、智能手机是处理困难的根本,但是作为直接承受用户问责的通信经营商,有必要针对如何提升 通信网络的抗信令风暴能力,保证在报告打击来临时网络安全无虞而提早布局管控措施。除了积极配合合作厂家的设备升级、改进工作之外,更重要的是早日搭建针 对性的风险评估、应对方案体系,精细化分解优化网络,切实提高网络健康素质。

(一)流量分析与优化

对经营商来说,巨量的在线业必须然将对收入导致益处,但是频繁的联网、待机的状态转换也正是造成信令风暴的根源。要解决到对网络的整体健康情形执行切实、精准的把握了解,就务必推行网格化、多维化、精细化的流量分析、区域分析、用户举动分析。

(二)风险原因分解与指标评估

在具体施行方面上,移动公司应依据中国移动对于四网业务的战略定位特点,对有关风险原因执行穷举,对每项原因执行影响程度分解(建立5级评分),搭建整体的评估体系。

(三)分项应对措施

1,技术应急方案

针对信令风暴搭建起立体的四网风险监控预警机制(如图所示)后,下一步就需要对应各种风险原因策划优化调整措施。从技术角度上,经营商不但要在日常的巡 检、维护工作中及时对负荷胜过门限的网元执行扩容、信道配置的调整优化,而且需要对核心节点设备的信令负荷、资源利用率执行定期评估,对趋势性的改变情形 执行预期。在具备条件的情形下,对核心网、无线网的信令处理网元执行应急备份,加速MSC POOL池组化和PTN等大容量传输方式的建设和覆盖,减弱局部地区的信令打击导致的影响规模。

2,分级战略

即 将开展的4G网络中,用户、业务将达到分级,经营商对于网络质量的指标、负荷、网格等方面,也应分级处理。而且,对于信令风暴自身,也可以依据不同的影响 规模(比如影响的用户数、用户级别、区域级别等),划分不同级别的风险,对应制订不同级别的应急方案,储备不同级别的应急资源,真正达到精细化管理。

3,用户举动导向

可以结合网络现况,依据网络部门供应不同网格地区的资源忙、闲时分布,通过ARPU值分析,适当降低高业务负荷网格、时段的低ARPU值业务、用户举动,进而有效地减弱信令申请需求,提升网络健康度和资源利用率。

4,管控主动性

从根本上,设备、终端的生产商是控制、减弱信令风暴的源头,各大厂商也都及时地从技术上开展了对于协议优化、连线机制的研究和升级。但是,经营商作为通 信网络的事实操作人,不能一味地被动依靠厂家,着重增强针对性的管控工作,提高部门间的协作效率,增长网络的抗风险能力,正是保证可连续竞争力的核心

各方博弈

当前以iPhone为代表的新一代智能终端的大批应用开始给网络的信令处理能力导致重大的考验,并在某些区 域导致了网络服务质量的下滑。这一现象承受欧洲主流经营商的关注。据媒体发文,调查发现,在英国,用户得到的负面体验中,45%与网络质量相关。这归因于 智能手机用户的快速上涨。

为应对移动宽带网络的用户和流量暴发性的上涨,移动经营商纷纷对网络吞吐量执行扩容升级以满足移动宽带网络需求。但是,不期而至的信令风暴,却让广大移动网络经营商和设备商措手差于。依据中兴通讯对国内外多个客户的3G网 络统计发现,个别单用户平均信令指标已经胜过经营商预计指标的20倍以上,全网信令流量上涨速度甚至胜过了用户流量的上涨速度,致使网络和设备容量严重下 降,无法满足规划要求。不仅这样,更严重的信令风暴甚至致使3G网络无线信令通道拥塞,不仅报告接入业务受影响,甚至连移动网络最基本的CS语音服务都不 可用。2012年1月,日本移动经营商NTT docomo由于信令风暴致使网络大面积瘫痪,250万用户长达4个半小时无任何服务。

所以,单纯靠提高网络容量和吞吐量以应对移动宽带网络考验远远不够,务必针对信令风暴部署针对性的处理方案。

进入2013年,“微信收费”悄悄形成微博上最火热的话题之一,在微博搜索“微信收费”有关的内容,胜过四百万条网友讨论足够反应一般网友对“微信 收费”这个话题的关心。尽管伴随媒体从技术上和可行性上的持续剖析,再加之腾讯方面的多次否认,微信向用户收费的机会性差不多不存在,但腾讯将要为微信这个 产品向经营商予以许多的回报疑似也形成了板子钉钉子的事实。

一场轰轰烈烈的“微信收费”讨论导致的不仅是业界和用户的声音,对于微信自身来说也导致了深远的影响,“微信收费”疑似已经形成了一种信号,让微信原先可以缓一缓的事情也要“抓加紧”了。

微信国际化“箭在弦上”

“OTT服务商能否应当分摊经营商的网络成本”是一个世界性的难题。最近,中国移动前任董事长、GSMA名誉主席王建宙在出席“博鳌亚洲论坛2013年 年会”时表明,OTT业务为经营商导致了重大的报告流量,但同期也大幅提高了经营商的网络投资成本,经营商因OTT业务而增长的网络投资成本远好于所获的 流量收入。王建宙表示,世界经营商都在面对OTT业务导致的打击和阻力,王建宙直言,OTT业务的代表就是微信。但是作为世界性的难题,世界其余国家的运 营商能否也有“群起而攻之”之势来对微信这类OTT业务执行收费呢?

资料表明,苹果在2011年推出了iMessage功能,允许苹果 用户在电脑、平板以及手机之间发送短信,计入网络流量不通过经营商收费。依照今年1月的报告,当前iMessage用户每天发送信息20亿条。由于 iMessage还可以发送图片和视频,这代表着经营商的短信和彩信收入降低了20亿条。而有统计表明,当前世界各国用户下载运用“微信”基本服务都不交 费,也不用向经营商交费。显然,国际化的市场并没有“微信收费”的烦恼。依照马化腾的说法,微信国际化“成或不成,(腾讯)这辈子就这一个机会了。”

最近举办的博鳌亚洲论坛阶段,在“移动互联:热点的‘冷’思考”圆桌论坛上,腾讯公司总裁刘炽平第一次对外表露,微信(Wechat)在海外市场已有 4000万用户。刘炽平觉得,在上一次有线互联网世界里,所有亚洲公司包含中国公司均为跟随者,跟伴随欧元兑美元公司,特别是美国公司之后。而在移动互联网世 界,特别是通讯科技及应用上,亚洲企业后来居上。“在通讯和社交方面,我们有一个从新洗牌的可能。世界以手机IM为应用的市场里,除了美国的 Whatsapp之外,世界参与竞争的包含腾讯公司的微信(Wechat)、韩国的KaKao Talk、日本的Line四个当中三个来自亚洲。”刘炽平说。

在此之前,腾讯2012年的财报表明,微信用户数于2012年大幅上涨,形成中国智能手机用户首要的通信及社交平台,微信与WeChat的注册账户总数已逾过3亿,但是一个没有“收费”烦恼的国际市场,无疑是更具有吸引力的上涨空间。

商业化“提上议程”

“微信商业化的困难一直均为外面的人在为我们着急,其实我们内部并没有想过微信商业化的困难。”早在今年年初,当时还没有“微信收费”一说,腾讯公关部 助理总经理、官员张军在和南方日报记者聊到微信商业化的困难时直言微信并没有着急赚钱。在腾讯看来,微信是其在移动互联网领域的一个决定性的转型产品,将 将是腾讯将来发展的一个重要的支柱,而在马化腾看来,微信更是腾讯“这辈子唯一国际化的可能”,所以对于微信的商业化,腾讯曾经是高度的审慎。在2012 年度财报电话会议上,腾讯总裁刘炽平也对微信商业化“并没有着急”,更表明腾讯要解决的则是“继续增建微信平台,保证微信拥有卓越的通讯及社交体验。”

互联网分析人员梁明亮在接受南方日报记者专访时也觉得,腾讯本来是拥有充足的底气和实力来培育微信的成长的。“依照2012年度的财报表明,腾讯年收入 胜过400亿,现金储备胜过100亿,市值更是胜过了2000亿,在微信上显然腾讯可以比新浪在微博上有许多的耐心。”但是伴随“微信收费”的越演越烈, 经营商分一杯羹的决心越来越大,微信的商业化也开始从雾里看花渐渐变为当务之急了。在今年两会阶段,腾讯CEO马化腾接受媒体专访时第一次清晰表示:将来几 个月公司将着手达到微信在中国的商业化经营。

据了解,马化腾所指的微信商业化经营,会先从中国互联网用户最容易接受的移动社交游戏入 手,将来,微信平台还会上线出租车等服务的微支付选项。在此之前,蓝港在线CEO王峰在微博上的一番吐槽:“目睹微信的游戏业务马上放开给腾讯自己旗下的工作 室,有人羡慕,有人找关系,有人笔伐。但我认为我们可以泰然处之,特别是作为游戏开发者,做好游戏才是正道。”从侧面印证被传得沸沸扬扬的微信游戏业务的 “真身”。

早在去年11月,有消息称微信游戏平台正在试探中,据微信游戏直接主管、腾讯琳琅天上工作室总经理姚晓光表露,微信团队的 确在开发微信游戏平台。但是姚晓光表明,微信游戏的公布时间表将由广州的微信团队统筹,并非是游戏团队决定,这会又涉及到张小龙团队对微信游戏的把关,需 要一定时间,所以当前微信游戏平台并没有具体的公布时间。

但是在微信团队主管张小龙看来,公众平台也是一个不错的击穿口,其曾经在访 问中称过,微信商业化或许从公众平台开始:“为何我要试图公众平台,由于这个平台包含了一部分潜在的商业潜力,当它行得通的时机,或许它既满足了商业化的 需求,用户也认为没有被骚扰到,甚至还可以付费来得到服务,那这就是很好的商业化。”

其实微信并没有是第一家涉足游戏的OTT应用,被马 化腾觉得是微信海外首要竞争对手之一的“Line”(中文名:连我)已经先于微信推出了多款移动社交游戏App和工具App,这些游戏App均可以通过 Line账号达到好友之间的游戏邀请和对战,而“Line”作为一款来自韩国,拥有日系背景的移动通讯App,风格趋向卖萌,但是在世界已经拥有大约1亿 用户,当前已经登录中国,在港澳台等地有极高的热度。

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