一种核心网侧业务面跟踪方法、装置以及业务面跟踪系统

摘要

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。

说明书

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（Long Term Evolution，长期演进）网络，其SAE（System  Architecture Evolution，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（Internet Protocol，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（International Mobile Subscriber Identity， 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（User  Datagram Protocol，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（Public Data Network公用数据网）时，PGW(Packet Gateway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（Service Gateway 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（Policy and Charging Enforcement  Function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。