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基于DPI技術(shù)的CCG在移動互聯(lián)網(wǎng)中的解決方案分析

2010/04/06

圖1:CCG的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)

　　CCG因為是基于內(nèi)容進行計費的，所以要對數(shù)據(jù)內(nèi)容進行深度分析，譬如3層的IP地址與協(xié)議類型，4層的端口，7層的URL及其協(xié)議類型等，并生成話單，所以電信運營商CCG的業(yè)務需求是實時的、高速的、大容量的，并要求有冗余處理與備份，這對數(shù)據(jù)包報文處理技術(shù)及平臺提出了更高要求。

　　互聯(lián)網(wǎng)上傳統(tǒng)的流量和帶寬管理主要基于OSI 2～4層，即鏈路層、網(wǎng)絡層、傳輸層，通過IP包頭的源地址、目的地址、源端口、目的端口以及協(xié)議類型信息進行分析，通常稱此為“普通報文檢測”。“普通報文檢測”僅分析IP包4層以下的內(nèi)容，通過端口號來識別應用類型，而且“普通報文檢測”不能識別應用層。這些限制對于CCG需要在移動互聯(lián)網(wǎng)上進行以內(nèi)容區(qū)分計費的精細化運營就無能為力了。

　　近來互聯(lián)網(wǎng)出現(xiàn)的DPI（Deep Packet Inspection，深度包檢測）技術(shù)是實現(xiàn)CCG計費的有力法寶，其能識別和區(qū)分網(wǎng)絡流量，進行流量控制、內(nèi)容計費、垃圾內(nèi)容過濾以及流量管理，提供差異化經(jīng)營保障。采用DPI技術(shù)部署的CCG內(nèi)容計費網(wǎng)關(guān)，能夠?qū)K端用戶的流量進行分析，根據(jù)分析得到的不同的信息，如3層的IP地址，協(xié)議類型，4層的端口以及7層的URL，協(xié)議類型等實現(xiàn)不同的策略計費，完善了現(xiàn)有的只針對數(shù)據(jù)流量和時長的粗放型計費方法。當IP數(shù)據(jù)包，TCP或UDP數(shù)據(jù)流經(jīng)過基于DPI技術(shù)的流量管理系統(tǒng)時，系統(tǒng)通過深入讀取IP包載荷的內(nèi)容來對OSI 7層協(xié)議中的應用層信息進行重組，從而得到整個應用程序的內(nèi)容，然后按照OSS/OB定義的管理策略對流量進行操作，如過濾、整理、限流等。

　　DPI檢測實際上也是一個計算密集型應用，它要求掃描整個數(shù)據(jù)包，計算開銷非常大。傳統(tǒng)網(wǎng)絡設備在實現(xiàn)此功能時大多采用軟件方案，在通用的CPU上進行處理，在獨占一個CPU核的情況下也只能達到Mbit/s級別的處理能力，不適合電信級的CCG部署。同時，DPI部署的CCG不僅僅是為2.5G/3G移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務部署，實際上LTE業(yè)務更加強調(diào)多媒體數(shù)據(jù)的業(yè)務精細化運營與融合，所以CCG的解決方案必須要考慮目前2.5G與3G數(shù)據(jù)業(yè)務需求與擴展，也要考慮以后LTE業(yè)務的長期部署。

　　UT斯達康在2008年發(fā)布的ATCA構(gòu)架TC8K平臺基礎上，于2009年第3季度初發(fā)布了采用專業(yè)ASIC芯片與DPI技術(shù)的CCG解決方案，可進行硬件線性DPI處理，可按業(yè)務拓展需求動態(tài)部署刀片，提供容錯備份保護，適合移動互聯(lián)網(wǎng)電信級的CCG部署，詮釋了精細化運營的理念。
　　3.UT斯達康基于ATCA平臺CCG解決方案

　　UT斯達康CCG解決方案基于通用ATCA構(gòu)架的Total Control 8000（TC8000）平臺，可與UT斯達康3G PS域其他網(wǎng)元共同部署，如GGSN，PDSN，HA（Home Agent），可實現(xiàn)多機集群、容災容錯部署（圖2所示為CCG與HA在3G EVDO移動數(shù)據(jù)網(wǎng)絡中合并歸屬）。

圖2:UT斯達康TC8000 CCG在3G EVDO網(wǎng)絡中的解決方案

　　UT斯達康TC8000 ATCA平臺保證了高速總線帶寬，提供了高可靠性與智能管理，具備開放的業(yè)務拓展能力。其中，TC8014系列背板總計提供480Gbit/s數(shù)據(jù)帶寬與48Gbit/s管理帶寬，提供2個互為備份的10Gbit/s線速2層/3層交換刀片和12個可靈活擴展的業(yè)務刀片，CCG處理刀片就是其中一種業(yè)務刀片。

　　UT斯達康CCG處理刀片在通用的TC8000業(yè)務刀片上進行了增強，DPI采用了增強的64位MIPS64?多核處理器與專業(yè)ASIC芯片相結(jié)合的方案，如圖3所示。由于單純的多核處理器在密集運算數(shù)據(jù)處理時動態(tài)功耗會不斷增加，UT斯達康CCG解決方案中，DPI處理時會將主處理器的一部分負荷卸載到專用ASIC芯片中，來降低核心主芯片的功耗，一方面保證了主處理器在較低頻率工作時大幅降低系統(tǒng)總功耗，另一方面通過釋放主處理器提升了整個系統(tǒng)的性能。

圖3:UT斯達康CCG DPI處理設計示意圖

　　UT斯達康CCG網(wǎng)關(guān)硬件DPI處理可提供高達10萬條以上的內(nèi)容計費規(guī)則配置，單刀片達到2Gbit/s線速處理；支持豐富的正規(guī)表達式規(guī)則構(gòu)，提供“*”，“？”等字符配置；解析協(xié)議支持WAP1.x/2.0，HTTP，MMS，KJAVA，BREW，F(xiàn)TP，SMTP，POP3，IMAP，RTSP和即時通信等；提供基于用戶/會話/業(yè)務的流量控制、限速、阻斷及重定向（路由）。

　　CCMP（Content Charging Management Platform）是UT斯達康CCG的內(nèi)容計費管理平臺，由計費服務器與操作終端組成，幫助運營商進行內(nèi)容計費規(guī)則管理和用戶數(shù)據(jù)挖掘，提供友好的Web界面、圖形化管理的計費規(guī)則與話務統(tǒng)計，可支持多個HA/CCG。

　　OCS（Online Charging System）是用于完成在線計費的計費平臺系統(tǒng)，提供計費控制、預付費批價、實時賬戶處理、余額管理等功能。

　　UT斯達康基于TC8014平臺的CCG網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)能支持300萬用戶容量，每秒支持18000并發(fā)呼叫，自2009年第3季度初發(fā)布后，通過了某運營商研究院的功能測試和性能測試，并于2009年8月參與了現(xiàn)場測試與前期部署，已經(jīng)進入批量部署準備階段。

4.結(jié)束語

　　移動互聯(lián)網(wǎng)差異化的多媒體數(shù)據(jù)業(yè)務、豐富的內(nèi)容提供與融合計費能力是電信運營商2.5G/3G移動互聯(lián)網(wǎng)建設中的關(guān)鍵所在。通過內(nèi)容計費及實施相應的流量管理、監(jiān)控及計費策略，為不同的SLA用戶提供QoS保障，將有力扭轉(zhuǎn)傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡建設中電信運營商粗放型帶寬經(jīng)營局面，導入移動互聯(lián)網(wǎng)精細化運營，提高客戶良好的業(yè)務體驗和對運營網(wǎng)絡的忠誠度。

　　UT斯達康基于通用、開放ATCA平臺的TC8000 CCG解決方案，通過MIPS CPU與ASIC芯片結(jié)合的硬件DPI技術(shù)，實現(xiàn)電信級CCG解決方案，可以與現(xiàn)有的2.5G/3G分組域網(wǎng)元合并，進行高容錯容災部署；通過CMP計費策略平臺，提供細顆�；嬞M，同時具備向LTE演進的能力。UT斯達康TC8000 CCG解決方案將助力電信運營商精細化運營，服務精彩移動互聯(lián)網(wǎng)。

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