IMS核心網(wǎng)信令面交換機(jī)設(shè)置鏡像網(wǎng)口實(shí)現(xiàn)信令跟蹤

1、IMS核心網(wǎng)利用鏡像端口實(shí)現(xiàn)信令跟蹤陳少穎(中國電信股份有限公司湖北分公司 武漢 430023) 摘要：隨著互聯(lián)網(wǎng)、固移融合以及三網(wǎng)合一的快速發(fā)展，對通信業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)的功能需求也越來越多。IMS網(wǎng)絡(luò)作為全網(wǎng)IP化的必經(jīng)階段以及對FMC的支持得到各運(yùn)營商的認(rèn)同并已在全國范圍內(nèi)進(jìn)行了大規(guī)模部署，由于 IMS組網(wǎng)中與現(xiàn)網(wǎng)比較包括較多的核心網(wǎng)元實(shí)體，所涉及的邏輯網(wǎng)元更多?？梢栽O(shè)想某個用戶業(yè)務(wù)的完成其信令流必將穿越多個IMS核心網(wǎng)元，這直接導(dǎo)致依靠過去傳統(tǒng)的單個網(wǎng)元進(jìn)行信令跟蹤來定位網(wǎng)絡(luò)故障的方法將變得困難。為了提供IMS核心網(wǎng)較便捷的信令跟蹤維護(hù)手段，通過解析湖北電信IMS網(wǎng)絡(luò)信令面組網(wǎng)結(jié)構(gòu)，我們提出利用

2、IMS核心網(wǎng)信令面交換機(jī)配置鏡像端口從而實(shí)現(xiàn)一點(diǎn)整合信令流程，并運(yùn)用Wireshar抓包工具軟件來實(shí)現(xiàn)信令的消息過濾、提取的方法。我們以中興8905交換為例闡述了鏡像端口的配置過程，并詳細(xì)說明了Wireshar抓包工具軟件安裝、信令跟蹤過程（包括消息過濾、提取以及保存等），實(shí)驗(yàn)表明通過IMS核心網(wǎng)信令面交換機(jī)鏡像端口配置，同時結(jié)運(yùn)用主流抓包工具能較好的在一點(diǎn)完成對IMS全網(wǎng)的信令跟蹤，從而提高IMS核心網(wǎng)維護(hù)人員的效率。同時需要指出完善的信令跟蹤功能還需要涉及時序還原、信令解析、信令比較等，這是單純的抓包工具不具備的，更多依賴維護(hù)人員的經(jīng)驗(yàn)。另外交換機(jī)鏡像端口的配置將加重交換機(jī)負(fù)荷，需要關(guān)注可

3、能影響交換機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行的風(fēng)險，其次是否能保證 100% 信令面的鏡像流量也有待認(rèn)證。關(guān)鍵詞：IMS核心網(wǎng)，信令面，鏡像端口、信令跟蹤 隨著互聯(lián)網(wǎng)、固定移動融合以及三網(wǎng)融合的迅猛發(fā)展，對運(yùn)營商業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)提出了更多新的要求。IMS作為支持FMC的未來網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，已經(jīng)成為網(wǎng)絡(luò)IP化轉(zhuǎn)型中的制高點(diǎn)，國內(nèi)三大運(yùn)營商均已開展了部署或試點(diǎn)，IMS組網(wǎng)中有很多的核心網(wǎng)元，一個用戶呼叫過程的完成，信令流必將在多個核心網(wǎng)元間穿越，一旦網(wǎng)絡(luò)新部署的IMS網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)網(wǎng)相比邏輯網(wǎng)元更多，為運(yùn)營維護(hù)人員提供便捷的維護(hù)手段是必須的。而且各地運(yùn)營商在運(yùn)維管理方面缺乏充足的經(jīng)驗(yàn)，需要設(shè)備商提供相應(yīng)的技術(shù)支撐。該專家告訴記者，華為在以下

4、幾個方面提供了有效的運(yùn)維工具出現(xiàn)了故障，很難再通過傳統(tǒng)的單網(wǎng)元信令跟蹤手段來實(shí)現(xiàn)問題的快速定位。因此需要一個可以對多個網(wǎng)元間信令同時進(jìn)行跟蹤、分析并進(jìn)行問題快速定位的運(yùn)維手段?；谶@種運(yùn)維需求，華為IMS運(yùn)維解決方案提供了全網(wǎng)信令跟蹤功能。該功能可以在遠(yuǎn)程維護(hù)的模式下，以圖形化的方式把用戶呼叫過程中多個網(wǎng)元間復(fù)雜的信令流程圖進(jìn)行復(fù)原，從而直觀的呈現(xiàn)給運(yùn)維人員。同時通過時序還原、信令解析、信令比較等輔助手段，幫助運(yùn)維人員盡快確定問題所在，從而實(shí)現(xiàn)故障的快速定位。本文以湖北電信IMS核心網(wǎng)組網(wǎng)為例，介紹了通過在信令交換機(jī)上設(shè)置鏡像網(wǎng)口實(shí)現(xiàn)對全網(wǎng)信令跟蹤的技術(shù)方案以及實(shí)現(xiàn)步驟。1、IMS核心網(wǎng)組網(wǎng)結(jié)

5、構(gòu)及8905交換機(jī)信令面接口規(guī)化11湖北電信IMS核心網(wǎng)營房村機(jī)房信令面組網(wǎng)如圖： 圖11 IMS核心機(jī)房信令面組網(wǎng)拓?fù)鋱D 從上圖可以清楚地看到，除BAC外其它IMS核心網(wǎng)元包括MPE、SPE、MRFP、MGCF及CSCF、AGCF、HSS/SLF等匯聚到一對中興8905交換機(jī)上然后通過CE接入CN2。12中興8905交換機(jī)上針對IMS核心網(wǎng)各網(wǎng)元信令接口的規(guī)劃 表11 8905交換機(jī)各網(wǎng)元信令接口規(guī)化表網(wǎng)元交換機(jī)端口VLAN IPVRRP IPVLAN序號類型PCSCF1 8905_1gei_3//2/29Vlan101信令8905_2gei_3/15

6、.0.115.3/29信令I(lǐng)CSCF1 8905_1gei_3/0/2/29Vlan102信令8905_2gei_3/1/29信令SCSCF1 8905_1gei_3/8/27/29Vlan103信令8905_2gei_3/9/29信令A(yù)GCF1 8905_1gei_3/6/25/29Vlan104信令8905_2gei_3/7/29信令A(yù)GCF38905_1gei_3/4/2

7、3/29Vlan105信令8905_2gei_3/5/29信令MMTEL1 8905_1gei_3/2/21/29Vlan106信令8905_2gei_3/3/29信令MGCF18905_1gei_3/9/30無Vlan107信令8905_2gei_3/3/30無Vlan108信令MRFP18905_1gei_3/7/30無Vlan109信令8905_2gei_3/1/30無Vlan110信令SSF18905_1gei_3/95.0.1

8、15.66/25/29Vlan111信令8905_2gei_3/7/29信令MSG90008905_1gei_3/4/23/29Vlan112信令8905_2gei_3/5/29信令HSS18905_1gei_3/1/30無Vlan113信令8905_2gei_3/5/30無Vlan114信令8905_1gei_3/9/29Vlan115HSS數(shù)據(jù)同步8905_2gei_3/3/29HSS數(shù)據(jù)同步CG1

9、8905_1gei_3/8/27/29Vlan116信令8905_2gei_3/9/29信令8905_1gei_3/8/29信令8905_2gei_3/9/29信令DNS18905_1gei_3/06/205/29Vlan117信令8905_2gei_3/07/29信令8905_1gei_3/06/29信令8905_2gei_3/07/29信令8905_18905_2gei_2/3

10、smartgroup無V10028905互聯(lián)8905_18905_2gei_2/4無8905互聯(lián)可以看到，我們規(guī)劃使用8905交換機(jī)的gei_3/1到gei_3/16口用來和各個核心網(wǎng)元信令對接，并按網(wǎng)元劃分vlan。使用8905交換機(jī)的gei_2/3和gei_2/4口用來兩臺8905交換機(jī)互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)雙網(wǎng)雙平面組網(wǎng)。2、中興8905交換機(jī)鏡像端口的配置21 交換機(jī)鏡像端口及配置分析端口鏡像（port Mirroring)把交換機(jī)一個或多個端口（VLAN）的數(shù)據(jù)鏡像到一個或多個端口的方法。在一些交換機(jī)中，我們可以通過對交換機(jī)的配置來實(shí)現(xiàn)將某個端口上的數(shù)據(jù)包，拷貝一份到另外一個端口上，這個過程就是

11、“端口鏡像”，交換機(jī)把某一個端口接收或發(fā)送的數(shù)據(jù)幀完全相同的復(fù)制給另一個端口；其中被復(fù)制的端口稱為鏡像源端口，復(fù)制的端口稱為鏡像目的端口。)"Port Mirror"即端口鏡像，端口鏡像為網(wǎng)絡(luò)傳輸提供了備份通道。此外，還可以用于進(jìn)行數(shù)據(jù)流量監(jiān)測?？梢赃@樣理解：在端口A和端口B之間建立鏡像關(guān)系，這樣，通過端口A傳輸?shù)臄?shù)據(jù)將同時通過端口B傳輸，即使端口A處因傳輸線路等問題造成數(shù)據(jù)錯誤，還有端口B處的數(shù)據(jù)是可用的。鏡像一般是將符合指定規(guī)則的報文復(fù)制到鏡像目的端口。一般鏡像目的端口會接入數(shù)據(jù)檢測設(shè)備，用戶利用這些設(shè)備對鏡像過來的報文進(jìn)行分析，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控和故障排除等。我們計(jì)劃使用8

12、905-1交換機(jī)的gei_3/48口來抓包使用。將其他信令端口都設(shè)置為被鏡像口，實(shí)現(xiàn)在8905-1交換機(jī)的gei_3/48口上對該機(jī)房內(nèi)所有核心網(wǎng)元做全網(wǎng)信令跟蹤。優(yōu)點(diǎn)：IMS網(wǎng)絡(luò)核心網(wǎng)元眾多，以往的故障排查方式需要在各個網(wǎng)元網(wǎng)管上都開啟信令跟蹤，分析問題時需要對比各個網(wǎng)元的信令，效率較低。此方案可以在一個窗口看到流經(jīng)所有網(wǎng)元的整個信令流程，簡單直觀，操作方便。 把交換機(jī)一個或多個端口（VLAN）的數(shù)據(jù)鏡像到一個或多個端口的方法。 為什么需要端口鏡像 ? 通常為了部署 IDS 產(chǎn)品需要監(jiān)聽網(wǎng)絡(luò)流量（網(wǎng)絡(luò)分析儀同樣也需要），但是在目前廣泛采用的交換網(wǎng)絡(luò)中監(jiān)聽所有流量有相當(dāng)大的困難，因此需要通過配

13、置交換機(jī)來把一個或多個端口（VLAN）的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到某一個端口來實(shí)現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)聽。 端口鏡像的別名 端口鏡像通常有以下幾種別名： Port Mirroring 通常指允許把一個端口的流量復(fù)制到另外一個端口，同時這個端口不能再傳輸數(shù)據(jù)。 Monitoring Port 監(jiān)控端口 Spanning Port 通常指允許把所有端口的流量復(fù)制到另外一個端口，同時這個端口不能再傳輸數(shù)據(jù)。 SPAN port 在 Cisco 產(chǎn)品中，SPAN 通常指 Switch Port ANalyzer。某些交換機(jī)的 SPAN 端口不支持傳輸數(shù)據(jù)。 Link Mode port 支持端口鏡像的交換機(jī) 大多數(shù)中檔以上的交

14、換機(jī)都支持端口鏡像功能，但支持程度不同。22中興8905交換機(jī)具體實(shí)現(xiàn)步驟：在8905-1交換機(jī)上操作：/進(jìn)入配置模式IMS-WH-YF-8905-1#configure terminal/將gei_3/1設(shè)為被鏡像口IMS-WH-YF-8905-1(config)#interface gei_3/1IMS-WH-YF-8905-1(config-gei_3/1)#monitor session 1 sourceIMS-WH-YF-8905-1(config-gei_3/1)#exit/將gei_3/2設(shè)為被鏡像口IMS-WH-YF-8905-1(config)#interface gei_3

15、/2IMS-WH-YF-8905-1(config-gei_3/2)#monitor session 1 source IMS-WH-YF-8905-1(config-gei_3/2)#exit/將gei_3/3設(shè)為被鏡像口IMS-WH-YF-8905-1(config)#interface gei_3/3IMS-WH-YF-8905-1(config-gei_3/3)#monitor session 1 source IMS-WH-YF-8905-1(config-gei_3/3)#exit/按照上面的辦法逐個將gei_3/1到gei_3/16口設(shè)置完畢。IMS-WH-YF-8905-1(c

16、onfig)#interface gei_3/16IMS-WH-YF-8905-1(config-gei_3/16)#monitor session 1 source IMS-WH-YF-8905-1(config-gei_3/16)#exit/需要注意的是，考慮到兩臺8905交換機(jī)雙網(wǎng)雙平面組網(wǎng)，所以需要將兩臺89交換機(jī)之間互聯(lián)的端口也做為被鏡像口。以實(shí)現(xiàn)在8905-1上對8905-2上的信令抓包：IMS-WH-YF-8905-1(config)#interface gei_2/3IMS-WH-YF-8905-1(config-gei_2/3)#monitor session 1 sourc

17、e IMS-WH-YF-8905-1(config-gei_2/3)#exitIMS-WH-YF-8905-1(config)#interface gei_2/4IMS-WH-YF-8905-1(config-gei_2/4)#monitor session 1 source IMS-WH-YF-8905-1(config-gei_2/4)#exit/將gei_3/48設(shè)為監(jiān)控口IMS-WH-YF-8905-1(config)#interface gei_3/48IMS-WH-YF-8905-1(config-gei_3/48)#monitor session 1 destination IM

18、S-WH-YF-8905-1(config-gei_3/48)#exit/查看確認(rèn)被鏡像口和監(jiān)控口設(shè)置情況：IMS-WH-YF-8905-1(config)#show monitor session 1Session 1-Source Ports:Port: gei_3/1 Monitor Direction: both Port: gei_3/2 Monitor Direction: both Port: gei_3/3 Monitor Direction: both Port: gei_3/4 Monitor Direction: both Port: gei_3/5 Monitor Di

19、rection: both Port: gei_3/6 Monitor Direction: both Port: gei_3/7 Monitor Direction: both Port: gei_3/8 Monitor Direction: both Port: gei_3/9 Monitor Direction: both Port: gei_3/10 Monitor Direction: both Port: gei_3/11 Monitor Direction: both Port: gei_3/12 Monitor Direction: both Port: gei_3/13 Mo

20、nitor Direction: both Port: gei_3/14 Monitor Direction: both Port: gei_3/15 Monitor Direction: both Port: gei_3/16 Monitor Direction: both Port: gei_2/3 Monitor Direction: both Port: gei_2/4 Monitor Direction: both Destination Port:Port: gei_3/48 IMS-WH-YF-8905-1(config)#自此交換機(jī)上相關(guān)設(shè)置完畢。3、IMS核心網(wǎng)全網(wǎng)信令跟蹤實(shí)

21、現(xiàn)方法使用一臺PC機(jī)用網(wǎng)線連至8905-1交換機(jī)的gei_3/48口。這里我們使用Wireshark這個工具為例子來做抓包?？梢缘絎ireshark工具的官方網(wǎng)站：/ 下載該軟件并安裝。安裝完畢后運(yùn)行Wireshark，菜單中選擇Capture-Interfaces： 圖3-1可以看到列出了目前PC上所有的網(wǎng)卡設(shè)備。選擇對應(yīng)的網(wǎng)卡，點(diǎn)擊后面的“start”按鈕開始跟蹤。然后在主界面的消息欄就立刻可以看到跟蹤到的消息了： 圖3-2選中某一條消息，可以在下面看到消息的詳細(xì)解碼結(jié)果和原始碼流： 圖3-3也可以雙擊某一條消息在新彈出窗口查看消息的詳細(xì)解碼結(jié)果和原始碼流： 圖3-4顯示的這些消息中，大部分消息對