APN融合改造方案研究.docx

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摘要:移动互联网时代,提升手机用户的上网体验,APN(accesspointname)融合势在必行。首先,介绍APN融合及其重点考虑的2个问题,Radius流程和CMWAPAPN业务特性;然后,给出4种融合方案,并对4种方案的实施要求和实施结果进行对比分析;最后,结合现网情况给出APN融合的推荐方案。
关键词:APN,APN融合,移动互联网,GGSN,中国移动梦网
引言
APN,即接入点,是手机上网时必须配置的一个参数,它决定了手机通过哪种接入方式来访问网络,本文以中国移动为例。中国移动有CMWAP和CMNET2种接入方式[1]。事实上,国际上通常只有1种GPRS接入方式。CMWAP和CMNET只是中国移动人为划分的2个GPRS接入方式,涉及到网间资费结算和发展移动自身业务等历史原因。前者是为手机WAP上网设立的,后者则主要是为PC、笔记本电脑、PDA等利用GPRS上网服务的。它们在实现方式上并没有任何差别,
只是因为定位不同,所以和CMNET相比,CMWAP便有了部分限制,资费上也存在差别。
WAP应用采用的实现方式是“终端+WAP网关+WAP服务器”的模式,不同于一般internet的“终端+服务器”的工作模式。其主要目的是通过WAP网关完成WAP-Web的协议转换,以达到节省网络流量和兼容现有Web应用的目的,这就导致了WAP接入受到WAP网关支持的协议限制和WAP网关处理能力的限制。随着智能手机的飞速发展,WAP接入已经不能满足用户的需求。虽然CMNET应用可以让手机像PC等应用终端一样访问互联网,但是用户不能够使用中国移动自有业务(包括彩信)以及第三方合作业务。所以,为了进一步提升手机用户的上网体验,APN融合势在必行[2-3]。
1APN融合
通过中国移动和各厂家前期部分局点的商用,验证了在GGSN上实现APN融合的各种技术方案的可行性,在APN融合后的业务功能、业务质量、系统稳定性、组网方案等方面积累了丰富经验,为后续规模商用打下了良好的基础。
GGSN支持APN融合后,现网分组域Gi侧的业务数据将被分成三股流,如图1所示。
图1现网分组域Gi侧业务数据分流图
1)对于配置了WAP网关代理地址的流量()或容错IP地址,直接送到WAP网关处理。WAP网关负责插入手机号和RAT和UAIP等信息,支持部分TD手机网页适配,保持了现网处理方式和业务体验(见路径①)。
2)对于未配代理地址的流量,GGSN通过自有业务、第三方合作业务白名单识别自有业务、第三方合作业务、插入手机号和RAT等信息,转发至自有业务平台,此部分流量不能支持适配(见路径②)。
①自有业务和第三方合作业务白名单采用IP地址白名单;
②未分配域名的自有业务和第三方合作业务服务器,直接将其IP地址加入L3/L4白名单;
③有域名的自有业务和第三方合作业务服务器,通过解析DNS响应,将URL解析成IP地址后加入白名单。URL映射后的IP白名单需实时更新和定期老化。
3)其余流量分流到internet(见路径③)。
2APN融合需要考虑的问题
GGSN实现CMNETAPN与CMWAPAPN融合,需要重点考虑以下2个问题。

目前,GGSN对于CMNETAPN业务采用“透明接入方式”,直接为用户建立PDP,将用户数据包送至CMNET;对于CMWAPAPN业务则采用“非透明接入方
式”,在为用户建立PDP时,GGSN需首先向WAP网关(Radius模块)发起Radius流程,WAP网关在通过Radius流程获得用户相关信息后才会接受用户的业务请求,否则WAP网关会拒绝用户的WAP业务。
因此,为了保证CMNETAPN激活的PDP业务能够访问WAP网关,需要GGSN对于CMNETAPN业务也向WAP网管(Radius模块)发起Radius流程。这就需要WAP网关Radius模块的并发处理能力较大,能够满足增加的Radius信令流。对于每个通过Radius认证的用户,WAP网关均需保存用户的相关信息(如手机号等)[4-5]。
因此,GGSN对于CMNETAPN启动向WAP网关的Radius流程,会增加WAP网关的静态用户存储容量和Radius流程并发处理能力需求。在实施这部分工作前,需确认WAP网关的静态用户存储容量和Radius流程并发处理能力能够满足增加的容量需求。

目前APN融合功能测试重点测试了13种TopN自有业务,。测试发现:部分客户端和部分CMWAP业务在开启融合APN功能后,业务体验不一致。通过深入分析,定位到客户端相关问题19个,业务平台相关问题2个,需要对客户端和业务平台进行整改。
3APN融合方案选择
由于现网资源的限制,且不能降低用户的体验感受,GGSN支持APN融合的实施有以下4个方案。
方案1:仅针对CMNETAPN业务启用“APN融合功能”,且GGSN对于CMNETAPN不启动向WAP网关的Radius流程。对于CMWAPAPN暂不开启“APN融合功能”。
方案2:仅针对CMNETAPN业务启用“APN融合功能”,且GGSN对于CMNETAPN启动向WAP网关的Radius流程。对于CMWAPAPN暂不开启“APN融合功能”。
方案3:对CMNETAPN,CMWAPAPN业务均启用“APN融合功能”,但GGSN对于CMNETAPN不启动向WAP网关的Radius流程。
方案4:对CMNETAPN,CMWAPAPN业务均启用“APN融合功能”,且GGSN对于CMNETAPN启动向WAP网关的Radius流程。
各方案的使用场景见表1。
GGSN支持APN融合,仅需在GGSN配置相关软件并开启软件功能即可,不需调整现有2G/TD核心网分组域的网络结构,也不需调整GGSN与外部数据网的连接方案。上述4种方案涉及到GGSN的改造见表2。
表1方案描述及应用场景
方案
方案描述
应用场景
CMNETAPN“APN融合功能”
CMWAPAPN“APN融合功能”
GGSN对于CMNETAPN启动向WAP网
采用“独立CMWAPAPN”和“APN融合”2种方式用户体验是否一致
WAP网关的静态用户存储容量或Radius流程并发处理能力受
关的Radius流程
限,且GGSN不支持根据业务流的目的IP地址有选择地启动Radius流程
1
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×
×
×
√
2
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×
√
×
×
3
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√
×
√
√
4
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√
√
表2GGSN改造要求
方案
负责CMNETAPN业务的GGSN
负责CMWAPAPN业务的GGSN
CMNETAPN业务开启内容计费
支持APN融合功能配置“融合的版本APN”软件
是否启动向WAP网关的Radius流程
开启“APN融合功能”
支持APN配置“融融合功能合APN”的版本软件
开启“APN融合功能”
1
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√√
×
√
××
×
2
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√√
√
√
××
×
3
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√√
×
√
√√
√
4
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√√
√
GGSN支持APN融合改造4种方案实施后的效果见表3。
表34种方案实施后的效果对比
方案
以“CMWAPAPN”方式激活的PDP
“CMNETAPN+”方式激活的POP
以“CMNETAPN”方式激活的PDP使用彩信
以“CMNETAPN+未设代理地址()”方式激活的PDP使用自有业务(不含彩信)及第三方业务
以“CMWAPAPN+未设代理地址()”方式激活的PDP使用的internet业务
1
业务体验与现网一致
与现网一致,无法使用CMNET,CMWAP业务
与现网一致,无法使用
可以使用
通过WAP网关疏通
2
业务体验与现网一致
可以使用CMNET,CMWAP业务
可以使用
可以使用
通过WAP网关疏通
3
业务体验与现网一致
与现网一致,无法使用CMNET,CMWAP业务
与现网一致,无法使用
可以使用
通过CMNET直接疏通
4
业务体验与现网一致
可以使用CMNET,CMWAP业务
可以使用
可以使用
通过CMNET直接疏通
从以上分析中可以看到,方案4是实现APN融合改造的最终目标,但是受到现网WAP网关能力的限制和自有业务不完善等原因,目前还不能直接实施方案4,各地可根据实际情况实施方案1-3,然后逐步演进到方案4。
在APN融合改造中,为了更好地开展数据业务,各网元也需要升级改造,主要改造要求见表4。
表4APN融合改造对各网元的要求
网元
功能项
详细描述
GGSN
内容计费
CMNET需开启内容计费(同CMWAP相同)
支持DNSsniffer
能够将自有业务和第三方合作业务URL白名单更新入IP地址白名单列表,支持URL白名单所对应的IP地址列表的定期老化机制
GGSN
支持智能分流
GGSN支持智能分流,需要配置分流白名单
支持Radius消息功能
包括针对CMWAPAPN和CMNETAPN分别启动Radius流程和不启动Radius流程,以及根据业务流的目的IP地址有选择地启动Radius流程
号码前传
GGSN支持HTTP头增强,同时支持防欺诈
彩信重定向功能
用户接收彩信时,,,然后将此报文转发给WAP网关
WAPGW
Radius消息处理
对WAP网关处理Radius信令能力有要求,WAP网关静态用户容量如果不够,需要扩容
防火墙
IP地址
Gi侧防火墙上NAT转换需要增加CMWAPAPN所对应的源IP地址段配置,打通防火墙与自有业务/第三方合作业务平台的上下行通道Gi口防火墙打开ALG功能,所涉及协议包括FTP,RTSP
DNSserver
DNS

自有业务平台
路由策略
自有业务的回程路由能走到GGSN,需要打通防火墙与自有业务平台的上下行通道
BOSS
内容计费
CMNET开启内容计费,要求CMNETAPN与CMWAPAPN内容计费规则配置一致,即业务识别规则一致,业务识别规则对应的业务代码一致
4结语
1)通过对APN融合改造的分析和各省试点情况来看,在GGSN支持APN融合部署初期,建议暂采用方案1,以保证网络的稳定,且用户的业务体验不差于现网。
2)在WAP网关的静态用户存储容量和Radius流程并发处理能力不受限,或者虽然WAP网关的静态用户存储容量或Radius流程并发处理能力受限,但
GGSN支持根据业务流的目的IP地址有选择地启动Radius流程()的情况下,建议尽快演进至方案2或方案4。
3)在客户端和业务平台整改完成后,对于CM-WAPAPN业务,GGSN采用“独立CMWAPAPN”和“APN融合”2种方式疏通业务,在用户业务体验一致的情况下,建议尽快演进至方案3或方案4。
4)方案4是GGSN支持APN融合部署的目标方案。
:杨继为(1978-),男,浙江台州人,硕士,主要研究方向为核心网设计规划;王步月(1984-),男,湖北荆州人,硕士,主要研究方向为核心网技术。
参考文献:
[1][J].数字通信,2005(5):96.
[2]杨丽,[J].互联网天地,2013(1):13-17,23.
[3][J].电信科学,2012(2):119-121.
[4][J].电信工程技术与标准化,2010(1):55-58.
[5][J].山西电子技术,2012(6):52-55.