中国移动统一DPI设备技术规范LTE数据合成服务器接口规.docx
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中国移动统一DPI设备技术规范LTE数据合成服务器接口规.docx
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中国移动统一DPI设备技术规范LTE数据合成服务器接口规
中国移动通信企业标准
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中国移动统一DPI设备技术规范-LTE数据合成服务器接口规范
TechnicalSpecificationofDeepPacketInspectionEquipmentforCMCC
(LTEDataCombiningServerInterfacePart)
版本号:
2.0.9
目 录
前言
本规范对中国移动网内使用的深度包检测(DPI)设备的功能和性能提出要求,是部署统一DPI设备需要遵从的技术文件。
本规范定义了LTE数据合成服务器的接口要求,主要包括以下几方面内容:
系统结构、数据上报接口、KPI数据订阅接口、至指定系统的上报接口等要求。
本规范是中国移动统一DPI设备技术系列规范之一,该系列规范的结构、名称或预计的名称如下:
序号
标准编号
标准名称
发布单位
[1]
中国移动统一DPI设备技术规范-LTE数据合成服务器设备规范
中国移动通信集团公司
[2]
中国移动统一DPI设备技术规范-LTE数据合成服务器接口规范
中国移动通信集团公司
[3]
中国移动统一DPI设备技术规范-LTE信令采集解析服务器接口规范
中国移动通信集团公司
[4]
中国移动统一DPI设备技术规范-LTE信令采集解析服务器设备规范(软采分册)
中国移动通信集团公司
[5]
中国移动统一DPI设备技术规范-LTE信令采集解析服务器设备规范(硬采分册)
中国移动通信集团公司
[6]
中国移动统一DPI设备技术规范
中国移动通信集团公司
[7]
[8]
[9]
[10]
本规范由中移技号印发。
本规范由中国移动通信集团计划部提出。
本规范起草单位:
中国移动通信研究院。
本规范主要起草人:
张欢、梁燕萍、余立、祖国英、郗卓宁、邢喆
本规范解释权:
中国移动通信研究院。
1范围
本规范适用于中国移动的深度报文检测(DPI)设备,供中国移动内部和厂家共同使用。
本规范是中国移动进行DPI设备采购的技术依据。
本规范定义了LTE数据合成服务器接口规范及要求,主要包括以下几方面内容:
系统结构、数据上报接口、至指定服务器的上报接口等要求。
2规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。
序号
标准编号
标准名称
发布单位
[1]
《中国移动统一DPI设备技术规范》
中国移动通信集团公司
[2]
TS29.272
3GPPEvolvedPacketSystem(EPS);MobilityManagementEntity(MME)andServingGPRSSupportNode(SGSN)relatedinterfacebasedonDiameterProtocol
3GPP
[3]
TS36.331
EvolvedUniversalTerrestrialRadioAccess(E-UTRA);RadioResourceControl(RRC)ProtocolSpecification
3GPP
[4]
TS36.413
EvolvedUniversalTerrestrialRadioAccess(E-UTRA);S1ApplicationProtocol(S1AP)
3GPP
[5]
TS36.423
EvolvedUniversalTerrestrialRadioAccess(E-UTRA);X2ApplicationProtocol(X2AP)
3GPP
[6]
TS29.274
3GPPEvolvedPacketSystem(EPS);EvolvedGeneralPacketRadioService(GPRS)TunnellingProtocolforControlPlane(GTPv2-C)
3GPP
3术语、定义和缩略语
“必须”、“推荐”/“建议”、和“可选”等词语在本标准中的使用需遵循以下指导。
-“必选”/“必须”项是指业务、产品和设备所必须提供的功能或性能要求;对应于RFC2119MUST,REQUIRED,SHALL。
-“推荐”/“建议”/“应”项是指在标准中未作强制要求,若业务、产品和设备提供的功能或性能要求被认为更佳;对应于RFC2119RECOMMENDED,SHOULD。
-“可选”/“可”项指参考性要求,是业务、产品和设备在目前阶段可不提供的功能或性能要求;对应于RFC2119MAY,OPTIONAL。
-必不能,不能,不得:
表示绝对的禁止;对应于RFC2119MUSTNOT,SHALLNOT。
-不推荐,不建议:
表示若业务、产品和设备按照所述内容制作,被认为略次;对应于RFC2119SHOULDNOT,NOTRECOMMENDED。
-规范中除了明确指明为“推荐”/“建议”、“可选”外,均为必须要求。
词语
解释
ECI
E-UTRANCellIdentifier,E-UTRAN小区标识
eNB
EvolvedNodeB,演进型节点B
EPS
EvolvedPacketSystem,演进型分组系统
E-UTRAN
EvolvedUniversalTerrestrialRadioAccessNetwork,演进型通用陆地无线接入网
GTP
GPRSTunnelingProtocol,GPRS隧道协议
IE
InformationElement,信令消息中的信息单元
IMEI
InternationalMobileEquipmentIdentity,国际移动设备标识
IMSI
InternationalMobileSubscriberIdentity,国际移动用户标识
IP
InternetProtocol,IP协议
LTE
LongTermEvolution,长期演进
MME
MobilityManagementEntity,移动性管理实体
MSC
MobileSwitchingCenter,移动交换中心
MSISDN
MobileStationIntegratedServicesDigitalNumber,移动用户ISDN号码
NAS
Non-AccessStratum,非接入层
PCI
PhysicalCellIdentifier,物理小区标识
SDTP
SharedDataTransferProtocol,共享数据传输协议
S1-MME
S1forthecontrolplane,控制平面S1接口
S1-U
S1fortheuserplane,用户平面S1接口
SGW
ServingGateway,服务网关
TAC
TrackingAreaCode,跟踪区域码
TEID
TunnelEndpointIdentifier,隧道端点标识
全量数据
全量数据包含了被采集链路的全部内容,包括控制面的全量信令数据及用户面的全量业务数据
XDR数据
XDR数据是指基于全量数据进行处理后,生成的供应用系统使用的信令及业务的详细记录。
信令XDR
基于所采集的控制面信令而生成的信令过程的详细记录
业务XDR
基于所采集的用户面业务数据而生成的业务传输过程的详细记录
指标数据
指标数据是根据数据合成服务器生成的XDR或者信令消息统计生成的各类KPI指标数据,例如:
接通率、位置更新成功率等
4接口在网络中的位置
5系统架构
中国移动统一DPI系统架构图如下图所示。
图1.统一DPI系统架构图
1.数据采集层
数据采集层包含采集解析服务器,主要功能是实现LTE系统Uu、X2、S1、S11、S10、SGs、S6a、S5/S8等接口及防火墙数据的接入和采集,对采集数据进行解析,生成各接口的原始XDR。
数据采集层需要将原始XDR及原始码流数据上报给数据解码层。
2.数据解码层
数据解码层包含数据合成服务器,主要功能是对数据采集层上报的原始XDR进行分析、关联、回填及合成,并输出所需的目标XDR及日志文件及原始码流数据到应用层。
数据解码层需要对原始码流数据进行存储,存储时长至少2天。
数据解码层需要对用户
3.应用层
应用层包含各应用系统及指定系统。
6接口功能
数据采集层与数据解码层之间的接口为IF1接口,采用SDTP协议,用于传输各接口原始XDR及XDR对应的原始数据。
IF1接口定义请参考《中国移动统一DPI设备技术规范-LTE信令采集解析服务器接口规范》。
数据解码层与应用层之间的接口为IF2接口,实现的功能包括:
●数据解码层向应用层上传处理后的单接口XDR、新生成的合成XDR及单接口XDR对应的原始码流数据。
●应用层向数据解码层反查单接口XDR对应的原始码流数据。
●数据解码层向日志上报网关及上网日志查询系统上传用户上网日志文件。
本规范定义IF2接口。
7数据上报接口
8概述
数据合成服务器使用数据上报接口中的数据通知消息向应用层上报以下类型数据:
-数据合成服务器生成的用于关联多个单接口XDR的合成XDR;
-数据合成服务器回填后的完整单接口XDR;
-原始码流数据,这包括原始信令数据及原始业务包头数据;
-KPI数据。
此外,应用层可使用数据上报接口中的数据查询消息向数据合成服务器反查单接口XDR对应的原始码流数据。
数据上报接口使用SDTP协议进行传输,所传输的XDR数据及原始码流数据采用二进制编码方式(具体格式和要求参考第5.3.1/5.3.2/5.3.3/5.3.4/5.3.5节),KPI数据采用标准csv编码方式(具体格式和要求参考第5.3.6节)。
9合成XDR数据
数据合成服务器需要根据采集解析服务器上报的单接口XDR来生成合成XDR,这包括合成信令XDR,合成业务XDR及合成UE_MRXDR。
对于一个端到端信令流程,采集解析服务器会采集并上报多个接口上的信令XDR,数据合成服务器会根据这些XDR来生成合成信令XDR,用于反映整个端到端信令流程的关键信息,并在其中指示每个接口信令XDR的XDRID,从而可以通过合成信令XDR来检索各个接口的信令XDR。
对于一个业务传输过程,由于该过程可能会持续较长时间,因此采集解析服务器会上报多个S1-U接口的业务XDR,数据合成服务器会根据这些XDR来生成合成业务XDR,用于反映整个业务传输过程,并在其中指示对应的多个S1-U接口XDR的XDRID,从而可以通过合成业务XDR来检索S1-U接口XDR。
对于采集解析服务器上报的UE_MRXDR,数据合成服务器要对其进行用户身份标识回填操作,并根据定位算法计算该MR对应的位置信息并进行回填,之后生成合成UE_MRXDR。
对于采集解析服务器上报的Cell_MRXDR,数据合成服务器并不进行任何处理,只是将其转发给应用层。
需要说明的是,数据合成服务器只对UE相关XDR进行合成,对于非UE相关XDR并不进行合成处理。
10单接口XDR数据
数据合成服务器需要对采集解析服务器上报的单接口XDR进行回填操作,从而补全单接口XDR中的空缺字段,形成完整的单接口XDR并上报给应用层。
11原始码流数据
数据合成服务器需要对采集解析服务器上报的原始码流数据进行存储,同时支持将原始码流转发给应用层。
12KPI数据
数据合成服务器能够根据单接口XDR及合成XDR进行KPI统计,并将统计得到的KPI数据上报给应用层。
数据合成服务器需要统计的KPI指标及相关要求请参考附录C文档。
13接口协议
数据上报接口使用SDTP协议进行数据传输。
SDTP协议为实时数据共享传输协议,具有数据传输量大、实时性要求高、过程简单、不需要握手鉴权过程等特点。
SDTP以TCP/IP作为底层通信承载,具体协议结构如下图所示:
图2.数据上报接口协议栈
协议栈分为3层,分别为承载层、传输层和应用层,如图2所示。
其中,承载层为IP协议,它提供可靠的数据传输通道;传输层(SDTP+TCP)为上层应用提供通用的数据传输协议;应用层封装XDR数据及原始数据。
数据合成服务器通过SDTP协议将XDR数据及原始数据传送给应用层。
数据提供方与数据接受方之间进行信息交互时,采用长连接方式:
●通信双方以Client-Server方式建立TCP连接,用于双方信息的交互。
在数据合成服务器与应用层的连接中,请求的发起方作为连接的客户端。
●当连接断开后,客户端以反复重试的方式连接服务端。
●在一个连接上可以连续发送多个数据包,在连接保持期间,如果没有数据包发送,由客户端发送链路检测,服务器端发送应答消息以维持此连接。
当信道上没有数据传输时,客户端应每隔时间C发送链路检测包以维持此连接,当链路检测包发出超过时间T后未收到响应,应立即再发送链路检测包,再连续发送N-1次后仍未得到响应则断开此连接。
参数C、T、N可灵活配置,现阶段建议取值为:
C=3分钟,T=60秒,N=3。
●数据提供点与数据订阅点之间的消息发送后等待T秒后未收到响应,应立即重发,再连续发送N-1次后仍未得到响应则停发。
现阶段建议取值为:
T=60秒,N=3。
●消息采用并发方式发送,加以滑动窗口流量控制,窗口大小参数W可配置,现阶段建议为16,即接收方在应答前一次收到的消息最多不超过16条。
●考虑到数据的安全性,建议在应用层和数据合成服务器间采用链路安全机制(如TLS、VPN等方式),可根据实际需求选择开启。
14消息类型
SDTP协议的消息类型定义如下表所示:
消息名
MessageType值
说明
verNego_Req
0x0001
版本协商请求
verNego_Resp
0x8001
版本协商应答
linkAuth_Req
0x0002
鉴权请求
linkAuth_Resp
0x8002
鉴权响应
linkCheck_Req
0x0003
链路检测请求
linkCheck_Resp
0x8003
链路检测应答
linkRel_Req
0x0004
连接释放请求
linkRel_Resp
0x8004
连接释放应答
linkDataCheck_Req
0x0007
链路数据发送校验请求
linkCheck_Resp
0x8007
链路数据发送校验应答
notifyXDRData_Req
0x0005
XDR数据通知请求
notifyXDRData_Resp
0x8005
XDR数据通知应答
XDRRawDataSend_Req
0x0006
XDR对应原始数据传输请求
XDRRawDataSend_Resp
0x8006
XDR对应原始数据传输应答
XDRRawDataQuery_Req
0x0008
XDR数据反查请求
XDRRawDataQuery_Resp
0x8008
XDR数据反查应答
notifyKpiData_Req
0x0009
KPI数据通知请求
notifyKpiData_Resp
0x8009
KPI数据通知应答
15消息结构
SDTP消息结构如下所示:
项目
说明
MessageHeader
消息头(所有消息公共包头)
MessageBody
消息体,即各种消息定义的参数,详见后续介绍
消息头(MessageHeader)包含如下必选字段:
字段名
字节数
类型
描述
TotalLength
2
UnsignedInteger
消息总长度(含消息头及消息体)
MessageType
2
UnsignedInteger
消息类型
SequenceId
4
UnsignedInteger
交互的流水号,顺序累加,步长为1,循环使用(一个交互的一对请求和应答消息的流水号必须相同)
TotalContents
1
UnsignedInteger
消息体中的事件数量(最多40条)
若考虑实时性要求,可每次只填一个事件
16连接管理流程
使用SDTP协议通信时,遵照本章的消息交互流程。
消息交互的基本流程分为:
版本协商,鉴权请求,数据传输,链路检测,连接终止。
客户端侧应支持对链路检测周期的灵活设定。
SDTP协议连接管理流程如下图所示:
图3.SDTP协议连接管理流程
SDTP连接建立和通信流程说明如下:
(1)请求的发起方作为客户端向服务端指定的IP地址和端口建立TCP长连接;
(2)客户端发起版本协商流程,若协商失败,则转(7)拆除连接;
(3)客户端向服务端发起链路鉴权请求(使用数据合成服务器与各应用系统间协商好的共享密钥),若服务端鉴权失败,则转(7)拆除连接;
(4)请求的发起方发送数据,接收方收到数据并处理后回复处理结果;
(5)在连接保持期间,如果没有数据包发送,客户端发送链路检测/应答包以维持此连接;若发现链路断开,则转(7)拆除连接;
(6)通信完成后,客户端主动发起链路释放请求;
(7)双方均可拆除该连接;
17连接管理消息
18版本协商verNego
19请求
版本协商请求,用于在连接的鉴权通过后,客户端与服务器端协商通信协议版本的信息,由连接的建立方主动发起协议版本协商。
参数定义如下:
字段名
字节数
类型
描述
Version
1
UnsignedInteger
协议的主版本号
SubVersion
1
UnsignedInteger
协议的子版本号
版本协商的发起方从自身支持的最高版本开始协商,高版本协商失败后再协商低版本。
20应答
版本协商应答,用于返回版本信息的核对结果,参数定义如下:
字段名
字节数
类型
描述
Result
1
UnsignedInteger
返回原因值。
协议协商的结果,各个值代表意义如下:
1:
版本协商通过。
2:
版本过高。
3:
版本过低。
21链路认证linkAuth
22请求
连接鉴权请求,参数定义如下:
字段名
字节数
类型
描述
LoginID
12
String
账户ID。
由连接的服务端给连接的客户端分配的连接帐号。
Digest
64
String
用于鉴别源用户。
其值通过SHA256计算得出。
当对端用相同方式加密之后与接收的值比较,如果计算出来的值相同,则通过校验,否则出错。
Digest=
SHA256(LoginID+SHA256(Sharedsecret)+Timestamp+"rand=”+RAND)
其中Sharedsecret为与LoginID对应的账户密码,由认证双方实体事先商定;
LoginID为本消息带的LoginID字段,12字节,不足12字节以空格“”补齐;
Timestamp为本消息带的Timestamp字段数值,单位为秒(1970年1月1日0时0分0秒起至当前的偏移总秒数);
计算后结果为32位,后32位补零(二进制0);
Timestamp
4
UnsignedInteger
时间戳的明文。
由客户端产生,单位为秒(1970年1月1日0时0分0秒起至当前的偏移总秒数)
RAND
2
UnsignedInteger
由客户端产生的随机数
23应答
连接鉴权应答,参数定义如下:
字段名
字节数
类型
描述
Result
1
UnsignedInteger
鉴权的返回结果。
各个值的含义如下定义:
1代表鉴权通过。
2代表LoginID不存在。
3代表SHA256加密结果出错。
Digest
64
String
用于对端对本端进行鉴权,其值通过SHA256计算得出。
当对端使用相同方式加密之后与接收的值比较,如果计算出来的值相同,则通过校验,否则出错。
24链路检测linkCheck
25请求
当信道上没有数据传输时,客户端应每隔时间C发送链路检测包以维持此连接,当链路检测包发出超过时间T后未收到响应,应立即再发送链路检测包。
服务端收到链路检测请求包后,立即回复链路检测应答。
无参数。
26应答
链路检测请求的应答,无参数。
27链路数据发送校验linkDataCheck
28请求
本消息与notifyXDRData_Req和XDRRawDataSend_Req消息同方向。
消息的作用是,告知数据接收方,在两个本消息间隔期内发送的notifyXDRData_Req和XDRRawDataSend_Req消息包数量,以便接收方校验是否有丢包情况发生。
若有丢包发生时,notifyXDRData_Req和XDRRawDataSend_Req消息的接收方应立即通过返回消息告知发送方有数据丢失。
本消息建议5分钟进行数据校验,数据量大时为避免过多的传输缓存,可减少时间间隔,数据接收方应不受校验周期影响。
字段名
字节数
类型
描述
Sendflag
4
Int
检测包顺序标签,1小时内不重复即可。
本参数目的是为发现校验包的丢失情况发生。
SendDataInfo
4
int
距离上次发送间发送的数据包数量。
(仅仅包含notifyXDRData_Req和XDRRawDataSend_Req包的数量)
29应答
本消息与notifyXDRData_Req和XDRRawDataSend_Req消息方向相反。
消息的作用是,告知数据发送方,在两个本消息间隔期内接收了多少个notifyXDRData_Req和XDRRawDataSend_Req消息包,以便告知发送方是否有丢包情况发生。
字段名
字节数
类型
描述
Sendflag
4
Int
检测包顺序标签,1小时内不重复即可。
(与请求包相同)
result
1
int
0:
数据量正确;1:
接收方数据小于发送方数据;2:
接收方;数据大于发送方数据。
SendDataInfo
4
int
距离上次发送间发送的数据包数量。
(仅仅包含notifyXDRData_Req和XDRRawDataSend_Req包的数量)(与请求包相同)
RecDataInfo
4
int
距离上次发送间接收的数据包数量。
(仅仅包含notifyXDRData_Req和XDRRawDataSend_Req包的数量)
30链路释放linkRel
31请求
连接释放请求,指示连接的某一方由于某些原因而需要断开连接,参数定义如下:
字段名
字节数
类型
描述
Reason
1
UnsignedInteger
连接释放的原因,各个值代表意义
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- 特殊限制:
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- 关 键 词:
- 中国移动 统一 DPI 设备 技术规范 LTE 数据 合成 服务器 接口