PDN連接建立時(shí)延探討

潘世寧 甘文華

中國移動(dòng)通信集團(tuán)廣東有限公司東莞分公司 523000

摘要：省公司SOC平臺(tái)統(tǒng)計(jì)反饋東莞等粵東華為核心網(wǎng)片區(qū)的PDN建立時(shí)延總體比其他非華為片區(qū)要長，為了找出東莞該指標(biāo)較長的關(guān)鍵流程、根本原因，以便針對(duì)性開展優(yōu)化，特進(jìn)行了本文的分析研究。

關(guān)鍵詞：PDN；延時(shí)；分析

現(xiàn)網(wǎng)約有80%的PDN建立是嵌入在attach流程中，嵌入在attach流程的時(shí)候，分別對(duì)應(yīng)的嵌入主題消息為attach request和attach accept。

一、PDN建立時(shí)延定義

1、嵌入attach式PDN建立時(shí)延

Attach Request/PDN Connectivity Request至Attach Accept時(shí)延；對(duì)核心網(wǎng)而言，主要包括Attach request/PDN Connectivity Request、Create session request/response、Attach accept等，而現(xiàn)網(wǎng)中，Attach流程往往還會(huì)包含ID鑒別、鑒權(quán)加密/安全保護(hù)、S6a口的HSS鑒權(quán)和簽約數(shù)據(jù)查詢更新、SGS口位置更新（對(duì)于聯(lián)合附著）等流程。Attach中的PDN建立過程，涉及UE、ENB、MME、HSS、SGW、PGW等多個(gè)網(wǎng)元及LTE Uu口、S1-C口、S6a口、S11口、S5/S8等多個(gè)接口，流程較為復(fù)雜，每一個(gè)節(jié)點(diǎn)和子流程的耗時(shí)都會(huì)影響最終的PDN建立時(shí)延。

2、單獨(dú)PDN建立流程：

PDN Connectivity Request至PDN Connectivity Request Accept的時(shí)延。

二、ATTACH過程中PDN建立時(shí)延主要影響因素

結(jié)合信令流程及在實(shí)際分析中總結(jié)，影響Attach過程時(shí)延的主要因素有：

1、是否包含Identity過程及該流程耗時(shí)長短；

2、是否包含Authentication鑒權(quán)過程及該流程耗時(shí)長短；

3、是否包含Security mode過程及該流程耗時(shí)長短；

4、HSS鑒權(quán)（S6a口 3GPP-Authentication）及S6a口Update Location過程耗時(shí)；

5、S11口Create session過程耗時(shí)；

6、SGS口聯(lián)合位置更新時(shí)延（對(duì)于聯(lián)合附著）。

三、東莞與省內(nèi)異廠家設(shè)備地市PDN建立時(shí)延現(xiàn)狀對(duì)比

1、PDN建立整體時(shí)延現(xiàn)狀

City 核心網(wǎng)設(shè)備 Date PDN建立時(shí)延ms PDN建立請(qǐng)求次數(shù) PDN建立成功次數(shù) 用戶原因失敗次數(shù) 成功率 成功率（去除用戶原因）

東莞 華為 5月23日 815.47 9801915 5334860 1966193 54.43% 74.49%

東莞 華為 5月24日 825.77 9953029 5483177 1978474 55.09% 74.97%

東莞 華為 5月25日 817.41 9005093 4739230 1774443 52.63% 72.33%

江門 中興 5月23日 634.18 1343023 953989 116099 71.03% 79.68%

江門 中興 5月24日 655.22 1349174 969472 116545 71.86% 80.49%

江門 中興 5月25日 626.76 1350566 971406 72487 71.93% 77.29%

佛山 愛立信 5月23日 230.26 26723865 23663219 1119332 88.55% 92.74%

佛山 愛立信 5月24日 230.77 28812514 26279560 245962 91.21% 92.06%

佛山 愛立信 5月25日 228.25 24931749 22255641 674759 89.27% 91.97%

隨機(jī)挑選分別使用愛立信核心網(wǎng)設(shè)備和中興核心網(wǎng)設(shè)備的佛山與江門兩地市與東莞進(jìn)行對(duì)比，可知確實(shí)是東莞的PDN建立時(shí)延較長，比江門長約170ms至200ms左右，比佛山長接近600ms。

四、嵌入attach式PDN建立時(shí)延現(xiàn)狀

City 核心網(wǎng)設(shè)備 Date PDN建立時(shí)延ms PDN建立請(qǐng)求次數(shù) PDN建立成功次數(shù) 用戶原因失敗次數(shù) PDN建立成功率 PDN建立成功率

（去除用戶原因）

東莞 華為 5月23日 911.87 8664683 5110885 1754371 61.95% 82.20%

東莞 華為 5月24日 920.87 8845693 5291145 1704141 62.64% 81.91%

東莞 華為 5月25日 908.87 7996336 4613401 1567727 62.10% 81.70%

江門 中興 5月23日 719.98 1091184 912125 133174 83.87% 96.08%

江門 中興 5月24日 729.33 1117445 944535 141191 84.70% 97.33%

江門 中興 5月25日 707.45 1094567 918463 148880 84.02% 97.62%

佛山 愛立信 5月23日 233.83 26052049 23417218 566895 89.89% 92.06%

佛山 愛立信 5月24日 234.83 28028574 25952526 46681 92.59% 92.76%

佛山 愛立信 5月25日 231.68 24290540 22067305 90749 90.85% 91.22%

東莞、江門、佛山三地市嵌入attach過程的PDN建立時(shí)延對(duì)比，仍然是東莞的PDN建立時(shí)延較長，比江門長約200ms左右，比佛山長約680ms左右。

五、單獨(dú)PDN建立時(shí)延現(xiàn)狀

針對(duì)PDN事件，我司現(xiàn)有LTE信令平臺(tái)目前是將嵌入Attach式PDN和單獨(dú)PDN混合入庫，未對(duì)單獨(dú)PDN建立事件進(jìn)行區(qū)分，故當(dāng)前暫無法對(duì)單獨(dú)PDN建立時(shí)延進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。上文的嵌入attach式PDN建立時(shí)延則是通過Attach Accept時(shí)延統(tǒng)計(jì)得到。

六、東莞PDN時(shí)延較長問題分析

東莞嵌入attach式PDN建立時(shí)延長分析

1、附著類型維度PDN建立時(shí)延對(duì)比分析

city 核心網(wǎng)設(shè)備 date 附著類型 PDN建立時(shí)延ms PDN建立請(qǐng)求次數(shù) PDN建立成功次數(shù) 用戶原因失敗次數(shù) PDN建立成功率 PDN建立成功率

（去除用戶原因）

東莞 華為 5月24日 EPS Attach 853.18 2503661 1465639 344980 61.48% 75.26%

東莞 華為 5月24日 IMSI Attach 946.80 6342032 3825506 1359161 63.10% 84.53%

江門 中興 5月24日 EPS Attach 645.94 325996 282452 30635 86.96% 96.36%

江門 中興 5月24日 IMSI Attach 753.19 765188 629673 102539 82.56% 95.96%

佛山 愛立信 5月24日 EPS Attach 188.82 8100184 7294690 16806 90.06% 90.26%

佛山 愛立信 5月24日 IMSI Attach 252.81 19928390 18657836 29875 93.62% 93.77%

由統(tǒng)計(jì)對(duì)比分析可知，無論是EPS Attach（雙待終端的附著）還是IMSI Attach（單待終端的附著，需要進(jìn)行SGS口的聯(lián)合LAU）類型的附著過程，東莞的PDN建立時(shí)延均比其他地市要長，東莞本地自身比較，IMSI Attach類型的附著過程的PDN建立時(shí)延較EPS Attach類型附著過程的PDN建立時(shí)延要長近100ms左右，這一點(diǎn)與江門略短、比佛山長。

另外，三個(gè)地市IMSI Attach（單待終端的附著或聯(lián)合附著）附著類型中的PDN建立成功次數(shù)在嵌入attach式PDN建立成功次數(shù)中的占比分別為72.30%、69.03%、71.10%，相差不大，均在70%上下。

2、MME維度PDN建立時(shí)延對(duì)比分析

date MME PDN建立時(shí)延ms PDN建立請(qǐng)求次數(shù) PDN建立成功次數(shù) 用戶原因失敗次數(shù) PDN建立成功率 PDN建立成功率

（去除用戶原因）

5月23日 DOGMME101BHw 905.64 2521100 1484279 524729 61.10% 81.92%

5月23日 DOGMME102BHw 935.40 1072674 670419 228299 64.94% 86.22%

5月23日 DOGMME201BHw 909.09 2534547 1472717 506071 61.54% 81.51%

5月23日 DOGMME202BHw 910.22 2536362 1483470 495272 61.94% 81.46%

5月24日 DOGMME101BHw 912.96 2575429 1514990 519570 61.09% 81.27%

5月24日 DOGMME102BHw 955.40 1057893 686381 190895 67.44% 85.48%

5月24日 DOGMME201BHw 914.65 2618646 1547008 505592 62.21% 81.51%

5月24日 DOGMME202BHw 919.51 2593725 1542766 488084 62.67% 81.48%

5月25日 DOGMME101BHw 900.89 2315735 1324731 471923 61.07% 81.45%

5月25日 DOGMME102BHw 938.90 972093 594489 184583 65.39% 84.38%

5月25日 DOGMME201BHw 909.68 2370160 1349148 463134 61.62% 81.16%

5月25日 DOGMME202BHw 902.63 2338348 1345033 448087 62.22% 81.38%

東莞四個(gè)MME的嵌入attach式PDN建立時(shí)延均比較長，都在910ms以上，其中MME102承載的PDN連接次數(shù)只有其他MME的一半左右，但PDN建立時(shí)長卻始終較其他MME長30至40ms左右，需要核實(shí)該MME的負(fù)荷（是否還承載了其他地市較多的業(yè)務(wù)致總體負(fù)荷較高）及性能。

3、APN維度PDN建立時(shí)延對(duì)比分析

東莞APN維度PDN建立時(shí)延：

city 核心網(wǎng)設(shè)備 date APN PDN建立時(shí)延 PDN建立請(qǐng)求次數(shù) PDN建立成功次數(shù) 用戶原因失敗次數(shù) 成功率 成功率（去除用戶原因）

東莞 華為 5月24日 CMNET 913.64 5437425 4659984 669331 85.70% 98.01%

東莞 華為 5月24日 GXDUMMY 972.53 175461 175461 0 100.00% 100.00%

東莞 華為 5月24日 TINGJI 936.19 148972 148941 30 99.98% 100.00%

東莞 華為 5月24日 CMWAP 969.55 135734 99868 32075 73.58% 97.21%

東莞 華為 5月24日 TJ 1014.35 97582 97582 0 100.00% 100.00%

東莞 華為 5月24日 TEMP 915.06 57224 57208 14 99.97% 100.00%

東莞 華為 5月24日 BOSSTJFT 583.18 37920 37916 3 99.99% 100.00%

東莞 華為 5月24日 CMHK 2679.91 11152 10472 89 93.90% 94.70%

東莞 華為 5月24日 QX 877.93 2424 2423 1 99.96% 100.00%

東莞 華為 5月24日 INTERNET 4321.47 741 516 202 69.64% 96.90%

東莞 華為 5月24日 SPMODE 2181.94 1586 417 47 26.29% 29.26%

東莞 華為 5月24日 LTE 3849.20 92 91 0 98.91% 98.91%

東莞 華為 5月24日 E-IDEAS 4201.82 2543 83 1130 3.26% 47.70%

東莞 華為 5月24日 UNET 3521.79 604 66 468 10.93% 88.41%

東莞 華為 5月24日 TEMP47 581.00 41 41 0 100.00% 100.00%

東莞 華為 5月24日 SHWAP 5055.73 197 22 171 11.17% 97.97%

東莞 華為 5月24日 JPSPIR 3481.00 17 13 1 76.47% 82.35%

東莞 華為 5月24日 NODATA 2752.15 13 13 0 100.00% 100.00%

東莞 華為 5月24日 YESINTERNET 4096.58 12 12 0 100.00% 100.00%

東莞 華為 5月24日 CMITOP 1058.00 7 7 0 100.00% 100.00%

東莞 華為 5月24日 MOPERA 4368.00 3 3 0 100.00% 100.00%

東莞 華為 5月24日 HBDSOA 974.00 1 1 0 100.00% 100.00%

東莞 華為 5月24日 DIALOGBB 1567.00 1 1 0 100.00% 100.00%

東莞 華為 5月24日 IMS 1077.00 1 1 0 100.00% 100.00%

東莞 華為 5月24日 GZPACS01 700.00 1 1 0 100.00% 100.00%

東莞 華為 5月24日 PORTALMMM 6834.00 1 1 0 100.00% 100.00%

東莞 華為 5月24日 DGHADZ 864.00 1 1 0 100.00% 100.00%

東莞地市，PDN建立次數(shù)主要集中在CMNET、GXDUMMY、TINGJI、CMWAP、TJ、TEMP、BOSSTJFT、CMHK等數(shù)個(gè)APN上，除TEMP/CMHK的PDN建立時(shí)延較長外，其他基本在900ms至1000ms之間。

4、PDN建立S1口子流程分步時(shí)延分析

嵌入Attach式PDN建立流程，在S1口涉及的相關(guān)子流程主要有，Identity流程、Authentication流程、Security mode流程，但是該三個(gè)子流程并非在所有的Attach事件中均必須經(jīng)歷，下文將從這三個(gè)子流程都具備的嵌入Attach式PDN建立流程及嵌入Attach式PDN建立總體子流程的分步時(shí)延進(jìn)行分析。

七、東莞單獨(dú)PDN建立時(shí)延分析

我司現(xiàn)有LTE信令平臺(tái)目前是將嵌入Attach式PDN和單獨(dú)PDN混合入庫，未對(duì)單獨(dú)PDN建立事件進(jìn)行區(qū)分，故當(dāng)前暫無法對(duì)單獨(dú)PDN建立進(jìn)行分析。

八、總結(jié)

針對(duì)PDN事件，由于我司LTE信令平臺(tái)目前是將嵌入Attach式PDN和單獨(dú)PDN混合入庫，未對(duì)單獨(dú)PDN建立事件進(jìn)行區(qū)分，故當(dāng)前暫無法對(duì)單獨(dú)PDN建立時(shí)延進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。本文主要是對(duì)占比在80%以上的嵌入式Attach式PDN建立時(shí)延進(jìn)行分析。

東莞MME102承載的PDN連接次數(shù)只有其他MME的一半左右，但PDN建立時(shí)長卻始終較其他MME長30至40ms左右，需要核實(shí)該MME的負(fù)荷（是否還承載了其他地市較多的業(yè)務(wù)致總體負(fù)荷較高）及性能。粵東片區(qū)PDN建立時(shí)延較長是華為設(shè)備區(qū)域共性問題，主要是Authentication、Security mode流程事件在PDN建立中比例很高，以及華為設(shè)備區(qū)域PDN請(qǐng)求到Identity請(qǐng)求時(shí)延明顯較其他廠家區(qū)域高。