Diameter信令网CCSA

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Clientexample.comDRA1DRA2Server1Server1App type1,sundomain.example.com1. Request(ApplicationID=app typel,DestRealm=example.com, UserID=IMSI or MSISDN, etc)2. Request3. Request

图 9 DRA按照用户标识寻址流程图(寻址到域) ? Origin-Host,Origin-Realm(可选) ? UE IP地址(支持IPv4和IPv6协议)(可选) ? APN(可选)

为满足Diameter消息路由的未来可能出现的各种复杂场景,以上AVP可以任意组合,根据组合条件定义消息路由策略。

5.3 Diameter连接管理功能介绍

Diameter信令网是由Diameter节点、相邻节点之间的连接(Connection)组成,而每个连接又由多个Diameter链路组成。Diameter节点包括Diameter Client、Diameter Server、Diameter Agent。

5.3.1Diameter连接状态管理

DRA支持与信令网中其它Diameter节点,通过静态配置方式,配置Diameter连接,每个Diameter连接成为Diameter链路组;

Diameter链路组配置数据包括对端主机名、能力协商参数、传输层协议类型(SCTP/TCP)、以及传输层SCTP/TCP连接参数(本端IP地址/端口、对端IP地址/端口等);

每个Diameter连接组由1到多条Diameter链路组成,Diameter链路组内链路支持负荷分担或者主备方式;

Diameter链路组的状态是由连接组内链路的状态决定的,当链路组内所有链路不可用,该Diameter链路组则不可用。

对于静态配置的Diameter链路,由SCTP层作Client的对等端主动发起建链请求。SCTP链路建立成功后,进入能力协议过程,能力协议成功,链路状态正常,启动Diameter心跳流程,同时该链路开始转发Diameter消息。

DRA支持对处于工作状态的Diameter链路去激活,以及对去激活重新激活功能。Diameter链路去激活之前,需要向对端发送“拆除对等端连接请求”。

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5.3.2链路故障检测与恢复

链路故障检测包括基于传输层故障的链路故障检测,以及基于心跳的故障检测。

? 基于传输层故障的链路故障检测与恢复

当Diameter链路检测到底层SCTP或者TCP连接故障时,链路进入故障状态;由于传输层故障造成的故障的Diameter,由SCTP或者TCP的客户端定时发起SCTP/TCP连接请求,尝试恢复链路状态,定时发起连接的周期可以配置,建议周期为【30~60s】;

当检测到由于传输层故障引起的Diameter链路故障时, 需要启动该链路的倒换机制如错误!未找到引用源。,进行消息重传处理。

? 基于心跳的链路故障检测与恢复

基于心跳的故障检测的相关参数如下:

初始心跳定时器 (Twinit):定义初始心跳时间间隔(默认值=30秒,可配置),取值区间为[10s,60s],最小颗粒度为1s;

心跳定时器偏移量(Twoffset): 定义心跳定时器在实际启动时的定时器时长随机偏移量,取值为2秒)。在Diameter连接上每次收到Diameter消息,心跳定时器(TW)就重新启动,心跳定时器时长为【(Twinit-Twoffset)】或者【(Twinit+Twoffset)】;

连接恢复次数门限:当某一Diameter连接基于心跳消息丢失导致故障并关闭时,DRA需要定时发起链路重建,试图恢复连接。链路重建时通过定时发送心跳消息来实现的,当连续多个心跳成功时,可以确认该Diameter连接恢复。证明连接恢复的连续的心跳次数可配置,取值范围为[1,5],默认值为3次;

基于心跳的故障检测处理机制说明:

当某一Diameter连接处于正常工作状态,立即启动心跳定时器 (Tw)。在连接上每次收到Diameter消息,心跳定时器就重新启动。当心跳定时器 (Tw)超时,Diameter 层发送DWR 消息给对等端。若该链路在Tw内收到Diameter消息,心跳定时器就重新启动,本次心跳检测成功。若发出DWR心跳消息的Diameter链路,在Tw时间内未收到来自对待的Diameter消息,该链路处于不可信(SUSPECT)状态,启动该链路的倒换机制如错误!未找到引用源。,进行消息重传处理;

处于SUSPECT状态的Diameter链路,若在下一个Tw周期内收到Diameter消息,则链路恢复到正常状态,重新启用该链路传送Diameter消息,否则关闭该Diameter连接;

基于心跳的连接恢复机制说明:

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Diameter连接关闭后,DRA启动Tw定时器。当Tw超时后,DRA尝试恢复关闭的Diameter连接。发送DWR后Tw时间内收到DWR的响应消息DWA表示一次DWR/DWA交互成功,若DWR/DWA消息连续交互成功次数达到连接恢复次数门限,则表示Diameter链路恢复,重新启用该Diameter链路传送数据。否则,连接恢复失败,重新尝试该连接的恢复。

连接恢复阶段心跳定时器仅在发送DWR时重启,收到其他Diameter消息不会重启心跳定时器。 在DRA判断本端连接恢复前,本端DRA收到Diameter业务消息,需能接收并处理该消息,其响应消息也能原路返回。

DRA在任何情况下收到DWR时需立即回复DWA消息。

Diameter连接故障监测与恢复的处理流程,参考IETF RFC3539规范。 5.3.3能力协商

能力协商参数可配置,DRA与不同的Diameter对端,可以配置不同的能力协商参数;

能力协商参数包括:支持的接口类型集,如S6a/S6d、Gx、Gy等;如果配置支持的应用类型为“中继(0xffffffff)”,表示支持所有接口类型的消息作Relay处理;如果配置支持某个具体的应用类型,如S6a/S6d接口,表示支持该接口类型的消息作Proxy处理。 5.3.4传输层要求

Diameter传输层应支持以下协议 ? SCTP(支持多归属); ? TCP

SCTP协议支持基于每个SCTP连接的参数配置,包括:

RTO初始值、RTO最小值、RTO最大值、RTO算法ALPHA因子、RTO算法BETA因子、COOKIE生命周期、最大偶联重传次数、最大路径重传次数、INIT最大重发次数、心跳间隔、最大输入流个数、最大输出流个数、拥塞阀值、拥塞解除阀值、发送校验码、接收校验码、校验算法类型、负荷过载阀值、负荷过载解除阀值、传送模式、捆绑数据块数阀值、捆绑定时器时长、QoS标志、TOS值、DSCP值、承载质量是否监控、检测频率、检测时长、重传比率阀值、平均确认时延阀值、时延偏差阀值等。 5.4DRA的路由模式 5.4.1Relay

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Relay代理的特点是不对消息的具体内容进行分析。一个Relay代理收到一个Diameter请求消息,根据消息中的基本路由信息,如Application ID、DestHost、DestRealm进行路由。除了消息路由外,不提供其它附加功能。

Diameter中继代理,在Diameter信令网中,用于消息路由。具体参考IETF RFC3588定义的Relay代理方式。

5.4.2Proxy

Proxy代理与Relay代理最大的不同之处在于,Proxy代理能够处理非路由相关的AVP,也就是说Proxy代理能够针对不同Diameter应用实施不同的处理逻辑,为不同的Diameter应用提供不同的处理能力,包括:准入控制、策略控制以及其它特殊AVP的处理。

Proxy代理对Diameter请求消息处理可能导致对所转发的Diameter请求消息中AVP的增加、删除、修改,或者拒绝对该Diameter请求消息的转发,回错误响应。

Proxy代理在Diameter信令路由中典型作用,如基于Application ID、DestHost、DestRealm之外的其它AVP进行Diameter消息路由,如根据用户标识寻址(IMSI、MSISDN)进行路由。

具体参考IETF RFC3588定义的Proxy代理方式。 5.4.3Redirection

Redirect代理的特点是,为Diameter请求消息提供下一跳的具体地址。重定义代理可以理解为Proxy代理的寻址能力的增强部件,当Proxy代理对某个Diameter请求的寻址超过了自身的能力,可以将该消息重定向到Redirect代理,由后者提供该Diameter请求的下一跳地址。

具体参考IETF RFC3588定义的Redirect代理方式。 5.4.4协议转换功能

从IETF的Diameter基础协议来看,存在一种Translation Agent,进行Diameter协议和其它协议之间的转换。对于LTE运营商的用户漫游到2G/3G运营商,如果归属网络内部只提供了HSS功能和Diameter信令功能,没有提供HLR功能、或者归属网络内部没有提供MAP功能,则需要协议转换功能来实现将漫游网络的MAP协议转换为归属网络的Diameter协议。

MAP和Diameter协议转换功能实体在3GPP和GSMA中叫IWF,IWF进行Diameter协议中具体应用消息携带的AVP与对应MAP消息的参数之间的转换。下图展示了IWF的对于MAP协议的路由数据(GT码、IMSI)与Diameter协议的路由数据(Realm、Host、User name等)之间的转换和映射关系。

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