CN103475529B - 一种核心网侧业务面跟踪方法、装置以及业务面跟踪系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及通信技术领域，提出了一种核心网侧业务面跟踪方法，该方法包括：S1.配置需要跟踪的IMSI信息、用于抓包的PC的IP地址以及端口号；S2.用户承载建立后，根据上述配置信息判断用户是否需要跟踪；S3.判断需要跟踪时，将该用户的数据报文封装成UDP/IP抓包报文，并将该抓包报文发送给所述PC。利用本发明可针对某些特定用户进行数据抓包，进行数据分析，便于分析出现异常的数据包，且提高了问题分析效率。

Description

一种核心网侧业务面跟踪方法、装置以及业务面跟踪系统

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种核心网侧业务面跟踪方法、装置以及业务面跟踪系统。

背景技术

在3/4G接入网络中，经常会出现各种各样的用户速率问题，比如速率不稳，速率低，这些情况下，一方面需要分析空口的丢包情况，另一方面，需要分析接入网或者核心网内，是否存在传输或者处理等异常，对于LTE（LongTermEvolution，长期演进）网络，其SAE（SystemArchitectureEvolution，系统架构演进）架构的网络拓扑结构如图1所示，用户面的数据传输主要体现在S1-U、S5/S8、SGI三个接口，对于这类问题，最直接的办法就是对于这些速率异常的用户，在各个接口进行抓包分析，但是对于核心网络来说，用户量是巨大的，对应的数据包也是海量的，仅仅通过第三方工具或者镜像功能，都非常难于分析。

在出现异常需要进行单用户的数据包分析时，比如接口是否丢包，目前一般的做法是：

1.针对该接口，进行接收、发送的统计，看内部是否有丢包；

2.进行局间抓包，比如图1中的SGI跟S5/S8口进行镜像抓包，然后根据相应的数据进行分析；

现有的方法1主要的缺点表现在：计数器统计时，如果在多用户的情况下，不能区分每个用户的数据收发情况，而且在计数器统计的时候，还存在时间差问题，同时对于时延也没有办法进行分析，即使在不一致的情况下，也不能说明一定有问题，所以这种方法在针对这些速率问题时，基本没有太大的分析价值；

现有的方法2主要的缺点表现在：镜像抓包时，在用户量比较大的时候，一是获取的数据是海量的，分析难度大，二是用户的隧道信息，IP（InternetProtocol，因特网协议）信息是动态分配的，没有办法事先获取，很难从这些数据中，获取需要分析的数据；三是操作起来比较繁琐，尤其对于局间镜像，需要设置很多别的东西，对于抓包的PC机性能，也有一定的要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是数据包出现异常时，要获取海量的数据进行故障分析，而且分析难度大。

为此目的，本发明提出了一种核心网侧业务面跟踪方法，该方法包括：

S1.配置需要跟踪的IMSI（InternationalMobileSubscriberIdentity，国际移动用户标识）信息、用于抓包的PC的IP地址以及端口号；

S2.用户承载建立后，根据上述配置信息判断用户是否需要跟踪；

S3.判断需要跟踪时，将该用户的数据报文封装成UDP（UserDatagramProtocol，用户数据协议）/IP抓包报文，并将该抓包报文发送给所述PC。

可选的，所述步骤S3包括：

S30.根据核心网侧设备的特有信息、用户的特有信息和/或传送信道信息形成预定义特定信息；

S31.将所述预定义特定信息和用户的数据包文一起封装成UDP/IP抓包报文，并将该抓包报文发送给所述PC。

可选的，所述预定特定信息包括IMSI扩展信息、设备类型信息、本地和对端的用户平面隧道端点标识TEIDU信息、承载标示信息和/或时间戳。

可选的，所述预定特定信息包含在UDP/IP抓包报文的头信息中。

可选的，所述步骤S3或者S31包括：

S3＇将所述UDP/IP抓包报文发送给路由器；

S3＇＇路由器再将所述UDP/IP抓包报文转发给所述PC。

可选的，所述步骤S3或者S31中：

将所述UDP/IP抓包报文直接发送给所述PC。

可选的，所述方法包括：

S4.所述PC对所述端口号标识的端口采用第三方工具直接抓取数据包，或者，所述PC对应所述端口号标识的端口建立socket，进行数据包的接收和存储。

本发明还提供一种核心网侧业务面跟踪装置，该装置包括：

设置单元，用于配置需要跟踪的IMSI信息、用于抓包的PC的IP地址以及端口号；

处理单元，用于在用户承载建立后，根据上述配置信息判断用户是否需要跟踪；

封装单元，用于在判断需要跟踪时将该用户的数据报文封装成UDP/IP抓包报文；

发送单元，用于将所述UDP/IP抓包报文发送给所述PC。

可选的，所述装置还包括一特定信息产生单元，用于根据设备特有信息、用户信息和/或传送信道信息形成预定义特定信息；所述封装单元将所述预定义特定信息和用户的数据报文一起封装成UDP/IP抓包报文。

本发明还一种业务面跟踪系统，其包括前面所述的装置，该系统还包括：

PC，用于直接或者通过路由器接收所述UDP/IP抓包报文。

通过采用本发明所公开的业务面跟踪方法、装置和系统可针对某些特定用户进行数据抓包，进行数据分析，便于分析出现异常的数据包，且提高了问题分析效率。

附图说明

通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：

图1示出LTE网络的SAE架构的网络拓扑结构；

图2示出一种核心网侧业务面跟踪方法的流程图；

图3示出一种核心网侧业务面跟踪装置的结构框图；

图4示出一种业务面跟踪系统的结构图；

图5示出一种核心网侧业务面跟踪装置的工作流程图。

图6示出另一种业务面跟踪系统的结构图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的实施例进行详细描述。

本发明提出一种便捷的核心网侧业务面跟踪方法、装置以及系统，可以针对某些特定用户进行数据抓包，进行数据分析。

如图2所示，所述核心网侧业务面跟踪方法包括：

S1.配置需要跟踪的IMSI信息、用于抓包的PC的IP地址以及端口号；

S2.用户承载建立后，根据上述配置信息判断用户是否需要跟踪；

S3.判断需要跟踪时，将该用户的数据报文封装成UDP/IP抓包报文，并将该抓包报文发送给所述PC。

可选的，所述步骤S3包括：

S30.根据核心网侧设备的特有信息、用户的特有信息和/或传送信道信息形成预定义特定信息；

S31.将所述预定义特定信息和用户的数据包文一起封装成UDP/IP抓包报文，并将该抓包报文发送给所述PC。

可选的，所述预定特定信息包括IMSI扩展信息、设备类型信息、本地和对端的TEIDU信息、承载标示信息和/或时间戳。

可选的，所述预定特定信息包含在UDP/IP抓包报文的头信息中。

可选的，所述步骤S3或者S31包括：

S3＇将所述UDP/IP抓包报文发送给路由器；

S3＇＇路由器再将所述UDP/IP抓包报文转发给所述PC。

可选的，所述步骤S3或者S31中：

将所述UDP/IP抓包报文直接发送给所述PC。

可选的，所述方法包括：

S4.所述PC对所述端口号标识的端口直接抓取数据包，或者，所述PC对应所述端口号标识的端口建立socket，进行数据包的接收和存储。

本发明还提供一种核心网侧业务面跟踪装置，如图3示，该装置包括：

设置单元1，用于配置需要跟踪的IMSI信息、用于抓包的PC的IP地址以及端口号；

处理单元2，用于在用户承载建立后，根据上述配置信息判断用户是否需要跟踪；

封装单元3，用于在判断需要跟踪时将该用户的数据报文封装成UDP/IP抓包报文；

发送单元4，用于将所述UDP/IP抓包报文发送给所述PC。

可选的，所述装置还包括一特定信息产生单元，用于根据设备特有信息、用户信息和/或传送信道信息形成预定义特定信息；所述封装单元将所述预定义特定信息和用户的数据报文一起封装成UDP/IP抓包报文。

本发明还提供一种业务面跟踪系统，其包括前面所述的装置，该系统还包括：

PC，用于直接或者通过路由器接收所述UDP/IP抓包报文。

下面以SGI口为例，在核心网的对外通过路由器连接到外部的PDN（PublicDataNetwork公用数据网）时，PGW(PacketGateway分组数据网网关)、路由器、PDN以及抓包PC之间的数据传送关系如图4所示，路由器（IP2）在PGW(IP1)和PDN之间转发上行和下行的SGI口数据报文，在PGW确定要进行报文抓取时，PGW将该SGI口数据报文转换成特殊的UDP/IP抓包报文，并将其发送给路由器（IP2），路由器（IP2）再将该特殊的UDP/IP抓包报文发送给抓包PC(IP3)，以供抓包PC(IP3)进行数据分析。

在正常情况下，路由器在PGW和PDN之间转发SGI口数据报文。

在出现异常情况时，如图5所示，在PGW侧执行下列流程：

在信令面，配置需要跟踪的IMSI信息，抓包PC的IP地址IP3，对应的特殊端口号Port3，形成配置信息，所述配置信息包括IMSI信息，抓包PC的IP地址IP3，对应的特殊端口号Port3；触发承载建立（承载为默认承载或者专用承载）；发送用户面配置消息，将抓包PC的IP地址IP3，端口Port3通知该IMSI对应的用户面，并且指示该用户需要进行抓包；信令面结束。

在用户面，接收配置信息，记录对应的抓包PC的IP地址和端口号；对于SGI口的入局或者出局报文，判断是否需要跟踪，如果是，则在数据包进行正常转发的同时，将数据包作为净荷，封装抓包PC需要的UDP/IP头，产生UDP/IP数据包，然后将所述UDP/IP数据包发送给路由器。对于该用户的报文，除了可以直接跟踪之外，还可以根据问题分析的需要，厂家自己定义一些内部信息，比如，可以增加8字节的IMSI，1个字节的设备类型（PGW或者SGW（ServiceGateway业务网关）等），4个字节的对端TEIDU（用户平面隧道端点标识），4个字节的本地TEIDU（用户平面隧道端点标识），1个字节的承载标示，4个字节的时间戳，产生预定义特定信息，将其和用户的数据包一起作为净荷封装成标准传输用的UDP/IP报文，然后将该UDP/IP报文发往路由器；

路由器配置对应的前往抓包PC的路由信息，收到该数据报文后，将数据转发给抓包PC；

抓包PC侧，可以采用第三方软件，比如wireshark工具，对于这个抓包的特定端口Port3，进行直接抓包，或者建立对应的该IP3/Port3，建立socket，进行包的接收，存储文件，可以离线分析，同时，如果加入了自己定义的内部信息，抓包PC侧还可解析对应的相关内部头信息用于问题分析。抓包PC侧，相应于上述封装，还需按照预定义的格式进行解封装。

如果核心网关设备能够跟PC直接连通的话，可以不经过路由器，直接跟PC连接进行抓包，在PGW和PDN之间的正常的SGI口报文仍然通过路由器进行转发，即PGW、抓包PC、PDN之间的数据包传送关系如图6所示。

LTE数字蜂窝移动通信网络的S1-U接口用于E-UTRAN的eNB与EPS的用户面S-GW逻辑节点之间，S5/S8接口都是连接用户面SGW逻辑节点和PGW/PCEF（PolicyandChargingEnforcementFunction策略及计费执行功能）的接口，因此本发明提出的核心网侧用户面跟踪方法还可适用于S1-U接口、S5/S8接口。

另外，本发明的扩展性强，除了可应用于核心网的对外接口，还可应用于接入网侧。

本发明通过在核心网侧进行信息的配置并对正常的数据报文进行处理产生特殊的UDP/IP抓包报文，大大的减少了用于故障分析的数据量，且分析有针对性，因为抓包PC针对指示特定的用户数据抓包，所以获取的数据都是有效信息，不需要再进行二次筛选，能够极大的提高问题分析效率。而且只要有一台抓包PC或者笔记本电脑，就能够对于特定用户的数据报文进行抓包，操作方便，便于实现。

虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (8)

1.一种核心网侧业务面跟踪方法，其特征在于，该方法包括：

S1.配置需要跟踪的IMSI信息、用于抓包的PC的IP地址以及端口号；

S2.用户承载建立后，根据上述配置信息判断用户是否需要跟踪；

S3.判断需要跟踪时，将该用户的数据报文封装成UDP/IP抓包报文，并将该抓包报文发送给所述PC；

其中，步骤S3包括：

S30.根据核心网侧设备的特有信息、用户的特有信息和/或传送信道信息形成预定义特定信息；

S31.将所述预定义特定信息和用户的数据报文一起封装成UDP/IP抓包报文，并将该抓包报文发送给所述PC。

2.如权利要求1所述的方法，其特征还在于，所述预定义特定信息包括IMSI扩展信息、设备类型信息、本地和对端的用户平面隧道标识TEIDU、承载标示信息和/或时间戳。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征还在于，所述预定义特定信息包含在UDP/IP抓包报文的头信息中。

4.如权利要求1-2任一项所述的方法，其特征还在于，所述步骤S3或者S31包括：

S3＇将所述UDP/IP抓包报文发送给路由器；

S3″路由器再将所述UDP/IP抓包报文转发给所述PC。

5.如权利要求1-2任一项所述的方法，其特征还在于，所述步骤S3或者S31中：

将所述UDP/IP抓包报文直接发送给所述PC。

6.如权利要求1-2任一项所述的方法，其特征还在于，所述方法包括：

S4.所述PC对所述端口号标识的端口采用第三方工具直接抓取数据包，或者，所述PC对应所述端口号标识的端口建立socket，进行数据包的接收和存储。

7.一种核心网侧业务面跟踪装置，其特征在于，该装置包括：

设置单元，用于配置需要跟踪的IMSI信息、用于抓包的PC的IP地址以及端口号；

处理单元，用于在用户承载建立后，根据上述配置信息判断用户是否需要跟踪；

封装单元，用于在判断需要跟踪时将该用户的数据报文封装成UDP/IP抓包报文；

发送单元，用于将所述UDP/IP抓包报文发送给所述PC；

所述装置还包括一特定信息产生单元，用于根据设备特有信息、用户信息和/或传送信道信息形成预定义特定信息；所述封装单元将所述预定义特定信息和用户的数据报文一起封装成UDP/IP抓包报文。

8.一种业务面跟踪系统，其包括权利要求7所述的装置，该系统还包括：

抓包PC，用于直接或者通过路由器接收所述UDP/IP抓包报文。