KDDI严重缺点为何继续60小时之久 信令剖析

​几天前出现的KDDI网络缺点，是KDDI史上最大、也是近年来环球稀有的网络严重缺点，值得整个通讯行业钻研和吸取经验。

本着猎奇，咱们经过搜集一些系统信息，对本次意外启动了如下剖析。因为技术水平有限，如有不当之处，请各位在留言区指出。但求抛砖引玉，惹起行业进一步的思索和探讨。

意外环节回忆

依据KDDI简报，本次意外经过如下：

不美观出，此次意外并非繁多缺点，而是由某一缺点点引发的一连串疑问造成。正因如此，缺点继续了长达60多个小时。

那疑问来了，预计一切通讯人都很猎奇，KDDI所指的“VoLTE替换机”和“用户数据库”详细是4G外围网的哪一个网元？究竟是哪些环节出了疑问？

信令跟踪与剖析

感谢日本同行在缺点出现后对网络信令启动了跟踪与记载，从信令截图看，存在两大缺点现象。

缺点现象一：

VoLTE手机向IMS外围网动员SIP Register（SIP注册）恳求后，前往500 Cx Unable To Comply或500 Server Internal Error失误，造成IMS注册失败。

查问SIP协定，500 Server Internal Error指因主机遇到了异常状况阻止了恳求成功，客户端或许会在几秒钟后重试恳求。

Cx Unable To Comply，未查问到这一缺点代码是什么要素惹起的，但因为Cx指IMS外围网网元I/S-CSCF与HSS之间的接口，驳回Diameter信令，因此，或许标明I/S-CSCF与HSS或许两者之间的链路出现了疑问。

缺点现象二：

手机附着到LTE网络并建设自动EPS承载后，向网络动员PDN Connectivity Request以恳求后，前往PDN Connectivity Reject信息，造成无法建设QCI=5的SIP信令承载。

关上PDN Connectivity Reject信息，要素为Insufficient resources，标明因为资源无余而无法提供所恳求的服务。

这两大信令异常均会造成VoLTE用户注册失败，这合乎KDDI缺点现象，即用户无法接打VoLTE语音通话。

接上去，咱们再来对比VoLTE用户注册流程，看看详细是哪一个环节出错了？

EPS和IMS网络架构图

VoLTE用户注册流程总体包含：EPS附着和QCI5承载建设、IMS注册。

有必要先解释一下QCI5承载。

通常，VoLTE经常使用双APN架构，包含Internet APN和IMS APN。Internet APN为自动APN，手机开机后会首先与之建设一个PDN衔接，其自动EPS承载的QCI值通常为9。

当手机与Internet APN建设PDN衔接后，手时机额外启动与IMS APN的PDN衔接，其自动EPS承载的QCI值为5，关键担任传送SIP信令。

承载，就是就是指承载人、搬运工，担任将信令和数据从一点运输到另一点。在4G规范中，定义了不同承载业务对应的QCI值。其中，QCI5优先级最高，用于IMS（SIP）信令的自动承载；QCI1-4其次，可用于VoLTE语音和视频通话；QCI6-9优先级最低，只能“尽力而为”保证数据传输。

详细流程如下。

EPS附着和QCI9自动承载建设

1、2、3、4、5：UE向MME发送附着恳求（Attach Request）后，MME与HSS对UE启动鉴权，并在鉴权经事先，MME向HSS失掉UE的签约数据。

6、7、8、9：MME依据用户签约数据中的自动APN和PDN签约高低文，经过Create Session Request信息向SGW/PGW恳求建设EPC自动承载（QCI普通为9），SGW/PGW向PCRF发送Credit-Control-Request(CCR) 为自动承载恳求PCC战略，PCRF依据接纳到的用户签约数据确定PCC战略，并经过Credit-Control-Answer（CCA）照应，随后SGW/PGW向MME发送Create Session Response成功GTP-C会话创立环节。

10、11：MME向UE发送 Attach Accept，并恳求激活自动EPS承载；UE经过Attach Complete信息通知MME自动EPS承载已激活。

此时，UE成功EPS附着并建设QCI9自动承载。

QCI5承载建设

12、13、14、15、16：UE向MME发送PDN Connectivity Request，MME向 SGW/PGW发送Create Session Request恳求建设QCI5自动承载，SGW/PGW向PCRF发送CCR为自动承载恳求PCC战略，PCRF经过CCA照应后，SGW/PGW向MME发送Create Session Response。

17、18：MME向UE发送Activate Default EPS Bearer Context Request激活自动EPS承载，UE照应Activate Default EPS Bearer Context Accept信息通知MME自动EPS承载已被激活。

此时，UE和IMS APN之间建设了QCI值为5的自动EPS承载，接上去，一切SIP信令流量将经过QCI5承载。

IMS注册

19、20、21：UE经过向P-CSCF发送SIP REGISTER动员IMS注册，I-CSCF向HSS发送User-Authorization-Request(UAR) 口头用户注册形态查问，HSS授权用户经常使用IMS服务后，在User-Authorization-Answer（UAA）照应中前往该用户的S-CSCF地址。

22、23、24、25、26：I-CSCF将SIP REGISTER转发给指定的S-CSCF，S-CSCF向HSS发送Multimedia-Auth-Request(MAR)恳求鉴权信息，HSS经过Multimedia-Auth-Answer（MAA）照应后， S-CSCF经过401 UnAuthorized信息将鉴权信息发送至UE，以成功UE对网络侧鉴权。

27、28、29、30、31、32、33：UE向IMS动员第二次注册恳求和照应流程，以成功网络侧对UE鉴权，并下载用户IMS签约数据。详细步骤与第一次性注册相似。

对比信令追踪和VoLTE注册流程，此次VoLTE语音缺点要素或许出当初CSCF与HSS之间，以及S/PGW与PCRF之间。（如信令流程图中的红星标识）

对比KDDI缺点简报，其提到的“VoLTE替换机”或许是CSCF网元，而“用户数据库”或许是HSS网元，或许HSS与PCRF融合网元。

CSCF，Call Session Control Function，IMS网络架构中关键网元实体配置，其按位置和配置又分为P/S/I三种类型，其中，P-CSCF（Proxy CSCF）是IMS网络的初始接入点，一切起始和终止于SIP终端的会话均经过P-CSCF；S-CSCF（Serving CSCF）在IMS外围网中处于外围控制位置，其配合HSS网元对用户启动鉴权，从HSS下载用户签约信息，并依据用户签约的IMS触发规定启动路由触发和业务控制，以及治理基本会话路由；I-CSCF（Interrogating CSCF），IMS归属网络的入口点，在注册环节中I-CSCF经过查问HSS为用户选用一个S-CSCF。

HSS，Home Subscriber Server，归属用户主机，存储并治理用户签约数据,包含用户鉴权信息、位置信息及路由信息等。在VoLTE网络架构中，EPC HSS和IMS HSS可以融合部署。

PCRF，战略和计费控制单元，用于用户信息治理、PCC战略治理、PCC战略灵活生成及事情触发等差异化服务业务。

Diameter信令异常？

再来回忆KDDI缺点简报，有两点值得关注。

(1）KDDI在资讯发布会上示意，回退操作后，虽然有相当多的用户向“VoLTE替换机”动员从新衔接，但这些用户数量并不是KDDI总用户数。同时，KDDI在全国范畴内有18个“VoLTE替换机”，且相互冗余备份。KDDI也做过模拟测试，即使一切用户动员重连，也不会惹起VoLTE拥塞。因此，本次意外或许还潜伏着其他要素。

(2）“VoLTE替换机”拥塞出现后，虽然实施了接入限度、流控控制、断开局部PGW网元等措施，但“VoLTE替换机”和“用户数据库”的负荷并没有失掉充沛缓解，直到缺点继续2天多后，KDDI才进一步发现其18台“VoLTE替换机”中有6台“VoLTE替换机”向“用户数据库”一直发送“不用要的多余信令”。断开这6台“VoLTE替换机”后，其他“VoLTE替换机”和“用户数据库”的负载大幅降落到缺点出现前的水平。

所谓”VoLTE替换机“一直向”用户数据“发送”不用要的多余信令“，即CSCF网元一直向HSS（或许HSS与PCRF融合网元）发送异常信令。

在4G网络架构中，I/S-CSCF与HSS之间的为Cx接口，驳回Diameter信令。

Diameter 信令关键运行于EPC系统、战略及计费控制PCC系统和IMS域，关键用于用户鉴权、数据、战略、计费治理等。

EPC、PCC、IMS网络中经常使用Diameter信令的网元和接口包含：I/S-CSCF 与 HSS 之间的接口、PCRF与PGW之间的Gx接口、HSS与MME之间的S6a接口等。

而从前文剖析看，本次意外的缺点点均出当初与Diameter信令相关的接口和网元。

因此，疑心此次意外还潜伏着一个关键缺点：Diameter信令网异常。

当然，以上只是基于一些碎片信息的不成熟剖析，详细要素只能期待KDDI发布详细报告。​