Mobile Network Traffic Capturing and Distributing Solution

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Application background

디지털 통신 시대가 도래하면서 점점 더 많은 신기술과 솔루션이 등장하게 되었습니다. 사용자 작업 또는 네트워크 품질/효율성 분석을 위해 여러 인터페이스간의 정보는 체계적이어야합니다.

일반 네트워크와 이동통신 네트워크의 가장 큰 차이점은 사용자의 유동성과 위치 또는 시간에 따른 신호 품질 변동입니다. 사용자의 작업을 찾아 분석하기 위해서는 로컬 네트워크나 로밍 네트워크의 여러 인터페이스로부터 동적 정보(신호 및 사용자 데이터)를 얻어야합니다. 

그러나 각기 다른 타입, 다른 위치의 많은 인터페이스로부터 얻은 엄청난 양의 데이터 중 분석에 필요한 정보를 선택해야하는 문제가 따릅니다.

SoftSwitch 기술과 IMS 개발, IP 베어러 시대로의 모바일 네트워크 단계, 상위 계층에서 전체 네트워크 단계의 트래픽 캡쳐 및 새로운 도전에 직면하게 되었습니다. 캡쳐 장치는 트래픽 캡처를 지원할 뿐만 아니라 다양한 인터페이스 또는 다양한 프로토콜에서의 L1 ~ L7 트래픽 식별, 유연한 수집 및 전달 기능, 멀티 서비스를 제공하게 되었습니다.

EmbedWay에서 개발한 ExTAP, ExProbe는 모바일 환경에 적합한 솔루션을 제공합니다.

Product Introduce

ExProbe

ExProbe는  캐리어 네트워크에서 고밀도 이더넷 링크의 트래픽 스티퍼를 대상으로 하는 두개의 Ethernet/IP traffic 캡쳐 장비입니다.

ExProbe는 24개의 SFP/RJ45 기가비트 이더넷 포트를 지원합니다. SFP 포트는 SM/MM 모듈로 구성할 수 있으며 single-fiber 수신전용 모드를 지원합니다. 또한 RJ45 포트는 10/100/1000M auto-negotiation을 지원합니다. ExProbe의 주요 특징은 L3 ~ L7 정보를 기반으로 분류 및 필터링을 지원하고 로드 밸런싱 모드로 포워딩하는 것입니다.

ExTAP

ExTAP은 시그널 캡쳐 및 배포를 위한 새로운 지능형 장비입니다. 높은 포트 밀도, 다양한 프로토콜 식별 및 편리한 관리 및 유지보수 기능을 갖추고 있으며 필요에 따라 실시간으로 네트워크 프로토콜 분석기 및 시그널 분석기에 효과적으로 시그널을 전달합니다.

ExTAP은 다양한 시그널 프로토콜을 분석하여 선택적 시그널 모니터링을 위한 패킷 필터링, 포워딩이 가능하며 운영자에 효과적 모니터링을 가능하게 합니다. “more captured less monitoring”

Capture solutions for different interfaces


                                                          

                                Fig.1 capture in GSM/WCDMA system                                                                                         Fig.2 capture in CDMA2000 system

Mc interface/ (xx)

Msc Sorver와 Media Gateway 간의 Mc 인터페이스에는 H.248 뿐만 아니라 RANAP 신호가 포함됩니다 Mc 인터페이스 유형은 일반적으로 FE 100M-electrical 입니다. 

첫번째는 트래픽 tapping 입니다. 일부 Msc Server와 Media Gateway는 데이터 센터를 공유합니다. ExTAP은 Msc Server와 Media Gateway 간에 직렬로 연결됩니다. 이 두 장비에 양방향 데이터를 제공할 때 지정된 포트로 모든 양방향 트래픽을 복제하여 다른 장비로 전달합니다.

직렬 연결을 통해 트래픽을 캡쳐하고 배포할 때 ExTAP은 통합된 output 구성을 위해 주변 스위치 보드에서 미러링 데이터를 받아들입니다.

ExTAP은 캡쳐, 배포 뿐만 아니라 필터링도 가능합니다. 일치하는 트래픽만 포워딩하거나 트래픽 일부를 제외하는 등의 사전 필터링 설정이 가능합니다.

RNC/ Msc Server/ Media gateway와 관련된 신호 전송의 경우 Mc가 매우 중요합니다. zero-time-delay, 무손실 전송 및 전원 장애 보호와 같은 기능을 통해 ExTAP은 Mc 통신의 안전성과 신뢰성을 확인할 수 있습니다. 직접 연결된 경우 ExTAP은 오류의 출처에 관계없이 링크 오류 정보를 올바르게 전송합니다. 

Msc Server가 스위치 보드를 통해 MGW와 연결 시 ExTAP의 tapping 모드가 적용되거나 스위치 보드를 통해 출력을 미러링한 후 ExTAP 또는 ExProbe로 캡쳐하는 모드로도 사용할 수 있습니다.

Nb interface/ (yy include zz)

Nb 인터페이스는 서킷 도메인 Media Gateway 사이를 찾고 RTP,  RTCP를 통해 국간 음성을 전송합니다. 링크는 일반적으로 GE 광포트 입니다. Nb 인터페이스의 링크에는 Media Gateway를 통해 우회되는 국간 상호작용에 사용되는 Nc 인터페이스 신호를 포함합니다.

Media Gateway가 분산 배치되어 있으며  탠덤 교환 및 게이트웨이만 연결되므로 Nb 인터페이스의 링크는 LAN 스위치를 통해 다른 사무실과 연결됩니다.

일반적으로 Nb 인터페이스의 트래픽은 광스플리터를 통해 ExProbe로 캡쳐됩니다. 소규모 네트워크에서 스위치보드의 출력 포트를 FE로 미러링 할 때 통합 출력을 위해 ExTAP에 연결할 수 있습니다.

특히 ExTAP과 ExProbe가 RTP/RTCP 프로토콜을 얻고 필터링하기 위해 5-tuple과 다른 매칭 규칙을 결합 할 수 있습니다.

Gn interface/(R-P)

Gn 인터페이스는 패킷 도메인 코어 네트워크 장비인 SGSN과 다른 네트워크 장치들 사이에 위치하며 GTP 프로토콜을 통해 신호와 데이터를 전송합니다. 링크 유형은 일반적으로 GE 광타입입니다. SGSN은 다른 SGSN 및 GGSN과 연결될 수 있습니다. SGSN과 RNC 간의 인터페이스는 Gn 인터페이스가 아니지만 GTP/IP 프로토콜에 의한 베어링을 가능하게 합니다.

따라서 SGSN 주변의 링크 캡쳐에는 PS 도메인에 관련된 모든 신호와 데이터가 포함됩니다. 앞에서 언급했듯이 이러한 링크는 GE이며 트래픽은 ExProbe를 사용하여 직접 캡쳐 및 배포하거나 스위치 보드 미러링 10G 포트를 통해 ExProbe로 출력할 수 있습니다.

Up-Layer 어플리케이션에서 제공하는 필터링 및 전달 규칙에 따라 ExProbe는 지정된 사용자의 GTP 신호 및 데이터를 찾아 사전처리하여 간접적으로 Up-Layer의 처리 성능을 향상시킬 수 있습니다.

CDMA 코어 네트워크의 PDSN의 경우 ExProbe는 트래픽 캡쳐를 뿐만 아니라 GTP를 식별, 필터링 및 전달할 수 있습니다.

Gi interface (Or Pi)

Gi는 GGSN과 외부 인터넷 사이에서 PDSN과 인터넷 사이의 Pi인 CDMA를 찾습니다. 로컬 네트워크의 크기와 사용자 액션 통계차에 따라 GGSN (PDSN)과 인터넷 간의 출력 링크는 대부분 GE, 10GE이며 데이터는 다른 인터페이스와 다른 순수 IP입니다.

GE/10GE 인터페이스의 경우 미러링 또는 광스플리터를 통해 ExProbe를 사용하여 트래픽 캡쳐를 할 수 있습니다.

Solutions for the next generation

차세대 솔루션의 특징은 다음과 같습니다 : IP 베어러를 통한 액세스 네트워크, 통합 코어 네트워크, 멀티 서비스 공존 및 모바일 IP. IMS는 일반적으로 달성된 예 이므로 다음 세대의 트래픽 캡쳐 시스템은 전체 네트워크 정보를 캡쳐할 때 모든 응용 프로그램을 포괄해야하며 back-end 서비스 요구 사항에 따라 서비스 유형을 지능적으로 일치시킨 후 필요에 따라 출력해야 합니다.

ExTAP과 ExProbe로 구성된 모바일 지향 캡쳐 솔루션은 모든 IP 링크에서 트래픽 캡쳐가 가능한 차세대 솔루션 입니다

Support multi-service concurrent

ExTAP 과 ExProbe 로 구성된 모바일 캡쳐 솔루션은 다음과 같은 기능을 제공합니다 : 통합 캡쳐 및 배포 플랫폼

  1. Support the match according to five-tuple, feature domain and floating string.
  2. Various load balancing and duplication mechanism
  3. Detection targeted for signal type: RANAP/BICC/H.248 and MAP, SIP
  4. Detection targeted for service type: Video/Voice/Data

따라서 위의 필터링 규칙을 사용하면 통합 캡쳐 플랫폼에서 지정된 규칙에 따라 해당 서비스 분석 시스템에 트래픽을 출력할 수 있습니다.So with the matched filtering rules above, in the unified capture platform the system can output the traffic to the corresponding service analyzing system according to specified rules. 예를 들어 서비스 영역 전반의 네트워크 액션 분석을 위해 5-tuple 필터링과 GTP 프로토콜 식별을 통해 두 SGSN 사이의 지정된 Gn 인터페이스 데이터를 얻습니다.

IMS 코어 네트워크에서는 여러 서비스가 공존하며 다양한 SIP 메세지로 제어됩니다. ExTAP과 ExProbe는 SIP 프로토콜을 식별하여 메세지와 데이터를 지정된 서비스 분석 시스템으로 전달할 수 있습니다.

Unified management

모든 EmbedWay 제품 (ExTAP 및 ExProbe 포함) 은 데이터 구성, 시스템 유지보수 및 오류 통지와 같은 통합 네트워크 관리 플랫폼에서 관리할 수 있습니다. 표준 SNMP 프로토콜을 통해 다른 네트워크 관리 장비에서도 관리할 수 있습니다.

그리고 ExTAP과 ExProbe로 구성된 전체 네트워크 캡쳐 시스템은 관리할 때 네트워크 장치로 간주 될 수 있습니다. 따라서 back-end 서비스에서 시작한 역방향 조회가 더울 편리해질 것입니다.

Entire capture

현재, ExTAP과 ExProbe로 구성된 전체 네트워크 캡쳐 및 배포 솔루션을 사용하여 여러 모바일 서비스를 분석하고 모니터링하는 여러 기업들이 있습니다.

전체 모바일 네트워크의 분석 시스템, 특히 액세스 네트워크 및 코어 네트워크의 동시 캡쳐를 위한 솔루션을 적용하여 네트워크 최적화 및 분석이 가능합니다. 지정된 사용자와 특정 서비스의 전체 프로세스 문제에 대한 위치 분석을 실현합니다. 이는 전체 네트워크를 기반으로 처리됩니다. 결과적으로 전체 네트워크의 효율성이 크게 향상되었으며 문제 해결 시간이 단축되었습니다.

Gi/Pi 인터페이스 트래픽 제어 기능을 제공합니다. Gi/Pi 인터페이스의 트래픽 분석 및 Gn/RASAP 분석을 통한 위치정보(IP, BTS, Cell 간의 관계)를 획득하여 Gi/Pi 의 트래픽 제어를 실현합니다.