李 嶸,唐 斕
(中國(guó)電信股份有限公司湖南分公司 長(zhǎng)沙 410016)
從三大運(yùn)營(yíng)商發(fā)布的前兩個(gè)季度的財(cái)報(bào)獲悉,中國(guó)聯(lián)通的利潤(rùn)增長(zhǎng)率保持較高水平,雖然其用戶整體ARPU值并不出眾,但依賴高質(zhì)量的3G用戶ARPU值,實(shí)現(xiàn)了對(duì)利潤(rùn)率的有效保障和支撐。德國(guó)電信咨詢公司高級(jí)顧問(wèn)譚炎明曾指出:“中國(guó)聯(lián)通依靠3G網(wǎng)絡(luò)聚攏了一大批優(yōu)質(zhì)的中高端用戶,而據(jù)數(shù)據(jù)分析,這批3G用戶里80%左右都搶奪自原中國(guó)移動(dòng)用戶?!?/p>
(1)“明星機(jī)”帶來(lái)的高端用戶效益凸顯
從終端角度來(lái)講,中國(guó)聯(lián)通的利潤(rùn)率的高增長(zhǎng)率并不難理解,全球WCDMA制式的終端最為豐富,尤其在“明星機(jī)”方面,中國(guó)聯(lián)通與蘋(píng)果合作的先發(fā)優(yōu)勢(shì),逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槔婊貓?bào)呈現(xiàn)在財(cái)報(bào)中。隨著運(yùn)營(yíng)商對(duì)“明星機(jī)”效應(yīng)的重視,與終端設(shè)備廠商的合作不斷深化,中國(guó)電信與蘋(píng)果的合作,中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)電信與三星、HTC、華為等國(guó)內(nèi)外終端公司的合作,將進(jìn)一步加劇從“明星機(jī)”角度爭(zhēng)奪高端用戶的局面。
(2)業(yè)務(wù)保障成為高端拓展短板
隨著 “明星機(jī)”與3G服務(wù)產(chǎn)品的不斷引入,終端性能持續(xù)提升,業(yè)務(wù)應(yīng)用也隨之日益豐富。與此相對(duì),有限的網(wǎng)絡(luò)資源呈現(xiàn)出無(wú)序化爭(zhēng)搶,高端用戶的業(yè)務(wù)及服務(wù)無(wú)法得到有效保障,兩者之間的矛盾日益尖銳。如何為高端用戶提供差異化的業(yè)務(wù)服務(wù)和保障能力,提升高端用戶的業(yè)務(wù)體驗(yàn)和網(wǎng)絡(luò)使用感知,成為各大運(yùn)營(yíng)商亟待解決的問(wèn)題。
從明星機(jī)入手,實(shí)現(xiàn)對(duì)高端用戶的全業(yè)務(wù)保障,需要對(duì)終端類型、業(yè)務(wù)使用特征進(jìn)行深度解析,形成DPI的用戶信息與業(yè)務(wù)分析數(shù)據(jù)作為PCC的輸入,最終由PCC完成業(yè)務(wù)保障的策略制定,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)高端用戶的精細(xì)化服務(wù)保障策略制定。
要實(shí)現(xiàn)從明星機(jī)角度對(duì)高端用戶的業(yè)務(wù)保障,主要依賴于DPI模塊和PCC模塊的協(xié)作,具體介紹如下。
(1)DPI模塊完成用戶與業(yè)務(wù)信息的獲取
首先,DPI通過(guò)接入關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)接口(PI/GN),實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)網(wǎng)數(shù)據(jù)碼流的解析,從而獲取用戶標(biāo)識(shí)信息(MS-ISDN等),通過(guò)用戶標(biāo)識(shí)與終端類型的識(shí)別與匹配,圈定目標(biāo)保障用戶,即明星機(jī)使用用戶,并對(duì)保障用戶進(jìn)行應(yīng)用業(yè)務(wù)解析,獲取業(yè)務(wù)應(yīng)用特征信息。
其次,對(duì)于PCC架構(gòu)所不支持的非IMS業(yè)務(wù),由DPI構(gòu)建偽AF模塊,由偽AF模塊直接向PCRF上報(bào)符合格式要求的應(yīng)用層會(huì)話信息,包括用于識(shí)別業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流的 IP filter信息和用于 QoS的媒體/應(yīng)用帶寬需求等會(huì)話信息。
(2)PCC模塊完成策略輸出
在現(xiàn)有的3GPP的PCC架構(gòu)下,只滿足針對(duì)少量的IMS架構(gòu)的業(yè)務(wù)策略支撐需求,對(duì)于大部分熱門(mén)應(yīng)用都無(wú)法實(shí)現(xiàn)有效的策略管理,WAP或HTTP訪問(wèn)、E-mail和FTP、RTSP等很多應(yīng)用都不包含在IMS體系中,沒(méi)有PCC下的應(yīng)用功能實(shí)體模塊,從而無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)這些應(yīng)用的業(yè)務(wù)信息采集,不能形成管理策略。
通過(guò)DPI對(duì)全業(yè)務(wù)的深度解析,首先實(shí)現(xiàn)對(duì)終端中“明星機(jī)”用戶群體的遴選,然后完成對(duì)“明星機(jī)”用戶的應(yīng)用業(yè)務(wù)解析,并針對(duì)IMS業(yè)務(wù)信息與非IMS業(yè)務(wù)信息分別進(jìn)行呈送。首先,對(duì)于IMS業(yè)務(wù),由DPI模塊直接上報(bào)至AF,再由AF與PCRF進(jìn)行會(huì)話交互;對(duì)于非IMS業(yè)務(wù),則由DPI構(gòu)建偽AF模塊,由偽AF模塊上報(bào)至PCRF。PCRF根據(jù)AF或偽AF上報(bào)的業(yè)務(wù)信息,結(jié)合用戶簽約數(shù)據(jù)和計(jì)費(fèi)信息,最終形成PCC管理策略下發(fā)至PCEF。具體交互流程如圖1所示。
該保障模型的實(shí)現(xiàn)難點(diǎn)主要集中在以下3個(gè)方面:
·圈定明星機(jī)需要對(duì)終端進(jìn)行識(shí)別,當(dāng)前單一應(yīng)用協(xié)議的終端識(shí)別率偏低;
·要實(shí)現(xiàn)對(duì)全業(yè)務(wù)的保障,需要對(duì)IMS業(yè)務(wù)和非IMS進(jìn)行全盤(pán)解析;
·突破PCC的AF功能實(shí)體帶來(lái)的IMS業(yè)務(wù)限制,利用DPI的非IMS業(yè)務(wù)信息的獲取,實(shí)現(xiàn)對(duì)全業(yè)務(wù)的保障支撐。
針對(duì)以上3個(gè)技術(shù)難點(diǎn),本文給出了相應(yīng)的解決方案,終端聯(lián)合識(shí)別模型旨在解決當(dāng)前終端識(shí)別率偏低的問(wèn)題,從理論上講,該模塊可有效提升終端識(shí)別率10%以上,即從平均75%的識(shí)別水平提升至85%以上;業(yè)務(wù)特征分析模型完成針對(duì)主流業(yè)務(wù)應(yīng)用的全解析,實(shí)現(xiàn)對(duì)熱門(mén)應(yīng)用的業(yè)務(wù)信息搜集,并根據(jù)協(xié)議承載分別形成提交至AF及偽AF的基礎(chǔ)數(shù)據(jù);并詳細(xì)闡述了保障策略形成的PCC交互流程。
隨著對(duì)用戶感知運(yùn)營(yíng)需求分析的不斷深化,從用戶、終端維度進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘的需求凸顯,由于在網(wǎng)絡(luò)信令消息中并不強(qiáng)制攜帶終端信息,使得在各網(wǎng)元及信令接口間無(wú)法直接獲取用戶的終端信息;通過(guò)基于DPI的對(duì)業(yè)務(wù)信息的深度解析,從用戶的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)中尋找終端信息,實(shí)現(xiàn)對(duì)終端的識(shí)別,成為唯一可行的途徑。
終端聯(lián)合識(shí)別模型提供了一種終端識(shí)別的集合策略,以WAP與HTTP的解碼協(xié)同實(shí)現(xiàn)在業(yè)務(wù)層面的高精度終端識(shí)別能力。從業(yè)務(wù)面的應(yīng)用協(xié)議(WAP/HTTP)中提取用戶終端信息,由于在用戶訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)的過(guò)程中,使用的瀏覽器及上網(wǎng)方式不同,從而導(dǎo)致提取的字段并非總是正確的終端信息,這就需要對(duì)新提取的用戶終端信息進(jìn)行合法性驗(yàn)證。
3.1.1 HTTP的終端信息獲取
HTTPUA(user agent)用于獲取客戶端瀏覽器信息,可以獲取瀏覽器的類型、版本號(hào)碼、操作系統(tǒng)類型等,通過(guò)解析HTTP中的UA信息實(shí)現(xiàn)終端識(shí)別。通過(guò)UA信息識(shí)別用戶終端的特征庫(kù),根據(jù)這種終端識(shí)別庫(kù)的使用經(jīng)驗(yàn),終端類型識(shí)別率可以達(dá)到75%以上,在硬件設(shè)備識(shí)別方面,可實(shí)現(xiàn)對(duì)手機(jī)終端與PC的區(qū)分;在操作系統(tǒng)識(shí)別方面,可以完全識(shí)別主流的操作系統(tǒng) (如Windows/Linux/*nix/Mac OSX/iOS/Android/Windows Phone/Symbian)。當(dāng)用戶使用手機(jī)類的移動(dòng)終端使用2.5G/3G網(wǎng)絡(luò)時(shí),就可識(shí)別手機(jī)的具體型號(hào)。
不同終端在使用HTTP時(shí)所攜帶的UA信息見(jiàn)表1。
表1 UA中的終端信息
3.1.2 WAP的終端信息獲取
通過(guò)用戶WAP上網(wǎng)協(xié)議中的x-wap-profile字段實(shí)現(xiàn)終端識(shí)別。“x-wap-profile”的內(nèi)容本質(zhì)上是一個(gè)URL的字符串,指向的鏈接就是用戶終端能力描述文件。在文件名稱中有終端型號(hào)信息,WAP的終端提取就是通過(guò)這個(gè)型號(hào)描述信息來(lái)提取終端型號(hào),最終實(shí)現(xiàn)終端識(shí)別。
以對(duì)iPhone的業(yè)務(wù)終端識(shí)別為例,判定iPhone使用的“x-wap-profile”串,見(jiàn)表 2。
若用戶的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)分組中攜帶的“x-wap-profile”串中有這些特征串,即判定該用戶為iPhone用戶。
表2 iPhone的x-wap-profile字段樣式
3.1.3 終端識(shí)別的管理策略
可以看出,通過(guò)WAP和HTTP的終端獲取是行之有效的,但單單依靠其中一種獲取方式無(wú)法滿足對(duì)終端類型解析的精度要求,聯(lián)合識(shí)別模型就是利用對(duì)WAP和HTTP的關(guān)聯(lián)分析,實(shí)現(xiàn)對(duì)終端識(shí)別的精度解析。終端聯(lián)合識(shí)別流程如圖2所示,具體介紹如下。
(1)由DPI模塊完成對(duì)用戶的識(shí)別,形成針對(duì)目標(biāo)用戶數(shù)據(jù)的上下文維護(hù)。
(2)對(duì)用戶產(chǎn)生的WAP或HTTP進(jìn)行解析,截獲協(xié)議所攜帶的終端信息,并對(duì)該終端信息加蓋協(xié)議戳。
(3)使用散列算法遍歷用戶終端—用戶對(duì)應(yīng)表,如已存在該目標(biāo)用戶的終端信息,則對(duì)比新獲取的信息,如果兩者相同,則不做處理;如果不相同,則需驗(yàn)證新終端信息的有效性。
(4)對(duì)于新識(shí)別用戶,即終端—用戶對(duì)應(yīng)表中不存在的用戶,同樣需要驗(yàn)證終端信息的有效性。
(5)終端信息的有效性驗(yàn)證需要利用終端信息庫(kù),如果新終端信息有效,則更改終端—用戶對(duì)應(yīng)表;如果新信息無(wú)效,則刪除該終端信息并更改終端—用戶對(duì)應(yīng)表中的終端類型。
(6)對(duì)于新識(shí)別用戶終端信息的有效性驗(yàn)證,同樣需要查詢終端信息庫(kù),如果所獲終端信息是有效的,則加入終端—用戶對(duì)應(yīng)表;如果所獲信息是無(wú)效的,則在終端—用戶對(duì)應(yīng)表中的終端欄標(biāo)記為空。
在業(yè)務(wù)特征分析模塊中,除了已經(jīng)完成的用戶識(shí)別以及終端類型外,還將針對(duì)不同的業(yè)務(wù)應(yīng)用形成符合應(yīng)用功能實(shí)體模塊AF要求的業(yè)務(wù)信息格式,對(duì)于大部分業(yè)務(wù)(不存在AF)來(lái)說(shuō),若要實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)信息到PCRF的輸入,則要構(gòu)建偽AF模塊,即在DPI中設(shè)計(jì)針對(duì)該應(yīng)用的偽AF,并將該業(yè)務(wù)信息傳送至匹配的偽AF模塊,再由該偽AF模塊完成與PCRF的會(huì)話交互。
分析模型完成對(duì)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流的檢測(cè)分析,從中獲取業(yè)務(wù)特征信息,如五元組信息、源IP地址、目的IP地址、源端口號(hào)、目的端口號(hào)、協(xié)議類型、7層URL、流量識(shí)別、應(yīng)用協(xié)議會(huì)話信令等,并將這些信息和AF與偽AF模塊中所要求的信息進(jìn)行匹配分析,獲取業(yè)務(wù)信息,如圖3所示。
在當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架中,IMS業(yè)務(wù)應(yīng)用通常都使用SIP信令,是否使用SIP信令也成為IMS業(yè)務(wù)與非IMS業(yè)務(wù)應(yīng)用的主要區(qū)別。對(duì)于IMS業(yè)務(wù),其制定了與PCC架構(gòu)相匹配的業(yè)務(wù)架構(gòu),可以使用預(yù)定義的網(wǎng)絡(luò)智能框架支持業(yè)務(wù)的傳送;但對(duì)于其他大多數(shù)業(yè)務(wù),由于業(yè)務(wù)架構(gòu)的不匹配,不存在與非IMS業(yè)務(wù)相匹配的AF模塊,使得無(wú)法獲取業(yè)務(wù)信息,從而無(wú)法實(shí)現(xiàn)與PCC的信息交互,也就無(wú)法實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)PCC策略的決策生成。本文提供了一種針對(duì)AF/無(wú)AF場(chǎng)景下的全業(yè)務(wù)保障策略控制模型,利用DPI架構(gòu)與PCC架構(gòu)的對(duì)接,在實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)用戶群IMS業(yè)務(wù)進(jìn)行信息輸入的同時(shí),通過(guò)構(gòu)建偽AF模塊,實(shí)現(xiàn)對(duì)非IMS業(yè)務(wù)的信息輸入,從而實(shí)現(xiàn)針對(duì)全業(yè)務(wù)的PCC管理策略生成。
DPI與PCC的交互流程如圖4所示,具體介紹如下。
(1)由DPI模塊完成對(duì)用戶標(biāo)識(shí)和終端信息的獲取,鎖定需要進(jìn)行業(yè)務(wù)保障的明星機(jī)用戶群體,并解析該類用戶的業(yè)務(wù)應(yīng)用信息,形成滿足AF或偽AF需求的業(yè)務(wù)特征信息。
(2)由DPI向AF或偽AF模塊下發(fā)獲取的目標(biāo)明星機(jī)的業(yè)務(wù)特征信息。
(3)AF或偽AF向PCRF上報(bào)動(dòng)態(tài)會(huì)話業(yè)務(wù)特征信息。
(4)在PCRF收到AF或偽AF的上報(bào)信息后,與SPR交互獲取用戶的簽約信息。
(5)同時(shí),PCRF與 OCS/OFCS交互,獲取用戶的計(jì)費(fèi)信息。
(6)根據(jù)用戶的業(yè)務(wù)信息以及簽約、計(jì)費(fèi)信息,生成PCC策略。
(7)生成PCC策略后,PCRF向PCEF下發(fā)PCC策略。
(8)PCRF向DPI模塊下發(fā)動(dòng)態(tài)DPI策略。
根據(jù)明星機(jī)所確定的保證用戶群體,結(jié)合保障用戶簽約數(shù)據(jù)(SPR獲?。?、套餐信息、實(shí)時(shí)余額(OCS/OFCS獲?。┳兏黁oS等級(jí),PCRF根據(jù)對(duì)保障用戶等級(jí)的判定,下發(fā)ARP、TC、MBR等QoS參數(shù)到無(wú)線網(wǎng),實(shí)現(xiàn)無(wú)線信道分配優(yōu)化效果的分業(yè)務(wù)、分用戶的動(dòng)態(tài)資源調(diào)控,使無(wú)線網(wǎng)提供差異化帶寬能力保證及QoS,包括業(yè)務(wù)有效性(trafficavailability)、時(shí)延(latency)、抖 動(dòng) (jitter)、吞 吐 量 (throughput)、分 組 丟 失 率(loss probability)等指標(biāo)。通過(guò)變更以上指標(biāo)的QoS等級(jí),實(shí)現(xiàn)差異化保障策略,從而實(shí)現(xiàn)服務(wù)的差異化,提升網(wǎng)絡(luò)資源的有效利用率,向高價(jià)值用戶提供更好的服務(wù)質(zhì)量和業(yè)務(wù)使用保障,提升用戶的體驗(yàn),革新當(dāng)前粗放式的運(yùn)營(yíng)服務(wù)方式。
該保障策略的可行性驗(yàn)證主要完成兩方面工作:首先需要驗(yàn)證DPI模塊,該模塊用于完成深度業(yè)務(wù)信息解析,實(shí)現(xiàn)對(duì)明星機(jī)的精度識(shí)別以及對(duì)用戶業(yè)務(wù)行為信息的挖掘,并提供滿足模擬AF端需求的Rx接口(AF與PCRF)會(huì)話,實(shí)現(xiàn)與PCRF的互通。該部分功能的實(shí)現(xiàn)和驗(yàn)證,可通過(guò)采用具有DPI分析能力的第三方系統(tǒng)平臺(tái)實(shí)現(xiàn),筆者利用中國(guó)電信股份有限公司湖南分公司 (以下簡(jiǎn)稱湖南電信)與武漢虹信公司聯(lián)合研發(fā)的CDMA網(wǎng)信令監(jiān)測(cè)分析系統(tǒng)對(duì)該部分進(jìn)行驗(yàn)證;另一個(gè)需要驗(yàn)證的是PCC模塊,可利用現(xiàn)網(wǎng)的設(shè)備環(huán)境,驗(yàn)證PCRF對(duì)DPI模塊會(huì)話輸入的識(shí)別和處理,并跟蹤PCRF與OCS間的Gy接口、與SPR間的Sp接口以及與PCEF間的Gx接口,驗(yàn)證對(duì)輸入數(shù)據(jù)的有效處理以及輸出的PCC策略是否符合設(shè)計(jì)預(yù)想。保障策略的全部執(zhí)行流程如圖5所示。
為滿足研究需要,對(duì)已在網(wǎng)運(yùn)行的“CDMA網(wǎng)信令監(jiān)測(cè)分析系統(tǒng)”(用于網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)、故障分析和業(yè)務(wù)分析)中的DPI模塊進(jìn)行改造,在實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)信息深度解析的同時(shí),采用本文提出的終端聯(lián)合識(shí)別模型構(gòu)造偽AF模塊,實(shí)現(xiàn)與PCRF的交互對(duì)接。
(1)合法終端識(shí)別精度顯著提升
對(duì)比聯(lián)合識(shí)別模型與傳統(tǒng)識(shí)別模型的終端識(shí)別率,長(zhǎng)期抽樣數(shù)據(jù)顯示,聯(lián)合識(shí)別模型高于傳統(tǒng)識(shí)別模型10%以上,識(shí)別率從原來(lái)的75%左右提升到85%以上。經(jīng)過(guò)對(duì)終端信息數(shù)據(jù)的剖析,發(fā)現(xiàn)合法終端,尤其是中、高檔智能機(jī)的識(shí)別精度明顯提升。未識(shí)別的終端以非法的改裝機(jī)、山寨機(jī)為主,采用聯(lián)合識(shí)別模型后,非法終端識(shí)別率的提升不明顯。
同時(shí)在測(cè)試中發(fā)現(xiàn),聯(lián)合識(shí)別模型的弊端在于所造成的性能開(kāi)銷較大,針對(duì)該問(wèn)題,后期將研究過(guò)濾規(guī)則,通過(guò)限定識(shí)別范圍,大幅降低性能開(kāi)銷。
(2)偽 AF完成Rx接口會(huì)話
實(shí)驗(yàn)通過(guò)DPI模塊完成對(duì)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)信息的分析,實(shí)現(xiàn)對(duì)不同業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的信息獲取,如業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流的IPfilter信息等。由偽AF模塊模擬發(fā)起的Rx會(huì)話主要完成會(huì)話信息的輸出定制、會(huì)話信息的修改、AF會(huì)話終止等過(guò)程。在偽AF模塊的構(gòu)造過(guò)程中,可忽略門(mén)控過(guò)程、訂閱/取消訂閱信令路徑狀態(tài)通知過(guò)程等會(huì)話。接口采用輕量級(jí)的文件交換機(jī)制,可有效提升交互效率。
將DPI的采樣數(shù)據(jù)通過(guò)偽AF模塊交互至PCC,偽AF與PCRF的Rx接口會(huì)話可以獲取用戶信息、動(dòng)態(tài)業(yè)務(wù)會(huì)話特征信息,PCC模塊通過(guò)Sp接口、Gy接口完成對(duì)用戶簽約信息、計(jì)費(fèi)信息的調(diào)取。獲取的用戶簽約信息包括用戶標(biāo)識(shí)、用戶等級(jí)、計(jì)費(fèi)類型、配額狀態(tài)、起賬日期等;獲取的業(yè)務(wù)會(huì)話相關(guān)信息包括用戶標(biāo)識(shí)、業(yè)務(wù)類型、業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)、業(yè)務(wù)計(jì)費(fèi)方式、業(yè)務(wù)起止時(shí)間。
PCRF對(duì)目標(biāo)“明星機(jī)”的用戶數(shù)據(jù)簽約數(shù)據(jù)與業(yè)務(wù)訂購(gòu)信息進(jìn)行處理,依據(jù)PCC提供完善的時(shí)間管理策略、用戶管理策略與業(yè)務(wù)等級(jí)策略,實(shí)現(xiàn)不同時(shí)段的用戶等級(jí)與業(yè)務(wù)等級(jí)的綜合考評(píng),完成對(duì)“明星機(jī)”全業(yè)務(wù)的QoS保障策略輸出,在DPI模塊對(duì)輸出的目標(biāo)終端的綜合性業(yè)務(wù)策略中進(jìn)行畫(huà)像呈現(xiàn)。
在移動(dòng)寬帶蓬勃發(fā)展的趨勢(shì)下,運(yùn)營(yíng)商與內(nèi)容提供商在網(wǎng)絡(luò)資源與利益分配上的矛盾不斷深化,與此同時(shí),傳統(tǒng)的粗放式運(yùn)營(yíng)模式難以滿足用戶的服務(wù)需求,本文從“明星機(jī)”的高端用戶業(yè)務(wù)保障策略出發(fā),以點(diǎn)代面深入探究精細(xì)化的管道運(yùn)營(yíng)模式,展現(xiàn)DPI與PCC解決方案為網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)帶來(lái)的豐富的應(yīng)用。