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【摘要】本文设计了一种开发了Gn、Gb、Gi、GRE等信令与协议的数据挖掘分析处理通用平台—G25集成系统，在GPRS系统采取端口数据复制技术（SPAN）获取Gn口数据，可以帮助当前的电信运营商解决在系统演进方面面临的各种难题，从而推动它们的前行步伐。具有不可限量的市场规模和社会效益。
【关键词】G25；研制；数据恢复
一、引言
移动通信网络的蓬勃发展，使得移动智能业务、IP业务、移动IP业务、通用分组无线业务（GPRS/CDMA）等出现并兴起，移动网络从原来的2G发展到2.5G，目前3G又马上开始进行商用。对于2.5G阶段的GPRS和CMDA1X，是个过渡性阶段，因此2.5G网络的监测不太完善，给目前通讯企业带来一个很大的市场。目前对GPRS/CMDA1X网络各接口研究都是系统级做的，对于GPRS/CMDA1X网络中某个接口的研究和产品却并不多见，我司正是根据这一需求开发的。
二、G25集成系统的研制
G25集成系统的基本要点如下：
（一） GTP/GRE协议介绍
* GTP协议
在中国移动的2.5G网络中，采用WCDMA协议，数据服务在SGNS与GGSN通过Gn接口的GTP协议进行数据交换，然后通过GGSN接入到INTERNET网络，从而实现web surfing,E-mail,Multmedia,Telnet,Ftp等数据业务。
GTP即GPRS隧道协议：由SGSN和GGSN组成的GPRS骨干网是一个纯粹的IP网；GPRS骨干网可以使用与因特网相同的方法构建，或在现有IP网上通过VPN来构建。GPRS骨干网中，GTP可以传用户分组数据；可以传有关隧道建立、维护、释放的隧道管理信息；可以传有关回应请求、回应相应、版本不支持的路经管理信息，这些GTP信令消息是依靠每个消息都有一个序列号、每个请求消息都对应有响应消息以及相关Timer来保证传输的可靠性。由于每个用户同时只能有一个管道，所以用于区分不同GTP的TID必须用区分不同用户的IMSI和区分不同应用的NSAPI一起加以区分。
* GRE协议
在中国联通的2.5G网络中，采用CDMA1.X协议，数据富翁在PCF与PSDN通过A10/A11接口的GRE协议进行数据透传，通过PSDN接入到INTERNET网络，从而实现以上的相等数据业务。
GRE（GRE: Generic Routing Encapsulation）既通用路由封装。在大多数常规情况下，系统拥有一个称为有效载荷或负载的包，需要将它封装并发送至某个目的地。
（二）方案设计
在GPRS系统采取端口数据复制技术（SPAN）获取Gn口数据。端口数据复制技术是一种利用以太网的特性把网络适配卡(NIC,一般为以太同卡)置为杂乱(promiscuous)模式状态的工具，一旦同卡设置为这种模式，它就能接收传输在网络上的每一个信息包。
1、 数据流程
* SGNS→数据复制→数据过滤(GTP) →GTP解析分类→满足过滤隧道列表的T-PDU过滤→发往数据应用平台。
* GTP解析分类→根据MSISDN/IMSI建立过滤条件。
* 用户应用平台←→用户设置/读取过滤号码列表←→根据MSISDN/IMSI建立过滤条件←→发往数据应用平台。
2、Gn分析服务器选型
设计要求能够满足120～150Mbps的Gn流量分析。以下按150Mbps的流量计算，对于原始码流信令分析全部数据，需要进行码流整理、信令流分析操作，平均需要对每个比特位进行移位、取位、缓存、比较、判断等5个原子操作。然后对码流进行高层协议解码（MMS、HTTP、FTP、WAP等）同样需要对每个比特位进行移位、取位、缓存、比较、判断等5个原子操作。对于原始码流每台Gn分析服务器需（5＋15＋5）*150Mbps/2=1875MIPS处理速度。再考虑系统为高级语言C/C++编写，效率为机器语言的30%，系统CPU为用户态程序最多能提供约50%~70%的资源（按70%计算），最终需要的处理速度约为：1875MIPS / 30% / 70% =8928.57MHZ ，即在极限负荷的情况下，每台Gn分析服务器的CPU在信令处理方面占用的资源最大需要8928.57MHZ。
在内存的消耗上，每台Gn分析服务器需要约16.9G内存，建议配置16G内存。
由于在Gn接口上分析的是MMS、HTTP、FTP、WAP等业务，数据量较大，因此主机需配备最大容量存储硬盘。预计要存贮30天的数据，且所有Gn数据中有10%是需要保留的，则每台Gn分析服务器需要75Mbps*3600s*24hour*30day*10%/8≈2430GB的磁盘空间，考虑做raid5，使用则需要2430G的磁盘。 由GN接口SPAN过来的数据量比较大，必须每个GPRS核心网GN接口VLAN对应一个网卡，每台GN分析服务器应为GN接口口SPAN的数据配置两个千兆以太网卡，系统基本应有一条到交换机的以太网卡，为后期扩容和冗余预备，建议每台GN分析服务器配置5个千兆网卡。
基于以上的CPU、内存和磁盘的需求，我们建议使用IBM eServer x260 各配置 4*Xeon MP3.66GHz CPU，16G DDR内存，9*300G硬盘，内置5个千兆以太网卡。
3、模块划分
1) 、GTP协议包采集模块（gtpflow）
* 完成数据链路层的数据采集
* 完成IP包的提取过滤
* 完成TCP/UDP包的提取过滤
* 完成GTP包的提取过滤
* 完成GTP包的保存
2) 、GTP解析过滤模块(spp)
* 完成GTP包的解析
* 完成GTP消息根据IMSI/MSISDN号码过滤
* 完成各GTP消息的关联
* 完成各GTP消息解析结果的输入和保存
* 完成过滤IMSI/MSISDN号码列表的设定和读取
3) 、应用平台接口模块 (tcpsrv)
* 完成过滤IMSI/MSISDN号码列表的设定和读取。
* 完成内部消息接口到外部接口消息的转换。
* 完成与应用平台的通信
三、结论
由于GPRS分组数据业务提供了手机彩信、WEB、上网等新移动增值业务，GPRS网络使移动通信技术更加走近商务。随着GPRS应用的迅速增长，GPRS网络性能分析、新业务的规划与重组及监管成为运营商与相关职能部门一个重要的课题。
作者简介：李南安（1976.9--），广东工程职业技术学校，助教，硕士研究生责任编辑：王轶萌
【关键词】G25；研制；数据恢复
一、引言
移动通信网络的蓬勃发展，使得移动智能业务、IP业务、移动IP业务、通用分组无线业务（GPRS/CDMA）等出现并兴起，移动网络从原来的2G发展到2.5G，目前3G又马上开始进行商用。对于2.5G阶段的GPRS和CMDA1X，是个过渡性阶段，因此2.5G网络的监测不太完善，给目前通讯企业带来一个很大的市场。目前对GPRS/CMDA1X网络各接口研究都是系统级做的，对于GPRS/CMDA1X网络中某个接口的研究和产品却并不多见，我司正是根据这一需求开发的。
二、G25集成系统的研制
G25集成系统的基本要点如下：
（一） GTP/GRE协议介绍
* GTP协议
在中国移动的2.5G网络中，采用WCDMA协议，数据服务在SGNS与GGSN通过Gn接口的GTP协议进行数据交换，然后通过GGSN接入到INTERNET网络，从而实现web surfing,E-mail,Multmedia,Telnet,Ftp等数据业务。
GTP即GPRS隧道协议：由SGSN和GGSN组成的GPRS骨干网是一个纯粹的IP网；GPRS骨干网可以使用与因特网相同的方法构建，或在现有IP网上通过VPN来构建。GPRS骨干网中，GTP可以传用户分组数据；可以传有关隧道建立、维护、释放的隧道管理信息；可以传有关回应请求、回应相应、版本不支持的路经管理信息，这些GTP信令消息是依靠每个消息都有一个序列号、每个请求消息都对应有响应消息以及相关Timer来保证传输的可靠性。由于每个用户同时只能有一个管道，所以用于区分不同GTP的TID必须用区分不同用户的IMSI和区分不同应用的NSAPI一起加以区分。
* GRE协议
在中国联通的2.5G网络中，采用CDMA1.X协议，数据富翁在PCF与PSDN通过A10/A11接口的GRE协议进行数据透传，通过PSDN接入到INTERNET网络，从而实现以上的相等数据业务。
GRE（GRE: Generic Routing Encapsulation）既通用路由封装。在大多数常规情况下，系统拥有一个称为有效载荷或负载的包，需要将它封装并发送至某个目的地。
（二）方案设计
在GPRS系统采取端口数据复制技术（SPAN）获取Gn口数据。端口数据复制技术是一种利用以太网的特性把网络适配卡(NIC,一般为以太同卡)置为杂乱(promiscuous)模式状态的工具，一旦同卡设置为这种模式，它就能接收传输在网络上的每一个信息包。
1、 数据流程
* SGNS→数据复制→数据过滤(GTP) →GTP解析分类→满足过滤隧道列表的T-PDU过滤→发往数据应用平台。
* GTP解析分类→根据MSISDN/IMSI建立过滤条件。
* 用户应用平台←→用户设置/读取过滤号码列表←→根据MSISDN/IMSI建立过滤条件←→发往数据应用平台。
2、Gn分析服务器选型
设计要求能够满足120～150Mbps的Gn流量分析。以下按150Mbps的流量计算，对于原始码流信令分析全部数据，需要进行码流整理、信令流分析操作，平均需要对每个比特位进行移位、取位、缓存、比较、判断等5个原子操作。然后对码流进行高层协议解码（MMS、HTTP、FTP、WAP等）同样需要对每个比特位进行移位、取位、缓存、比较、判断等5个原子操作。对于原始码流每台Gn分析服务器需（5＋15＋5）*150Mbps/2=1875MIPS处理速度。再考虑系统为高级语言C/C++编写，效率为机器语言的30%，系统CPU为用户态程序最多能提供约50%~70%的资源（按70%计算），最终需要的处理速度约为：1875MIPS / 30% / 70% =8928.57MHZ ，即在极限负荷的情况下，每台Gn分析服务器的CPU在信令处理方面占用的资源最大需要8928.57MHZ。
在内存的消耗上，每台Gn分析服务器需要约16.9G内存，建议配置16G内存。
由于在Gn接口上分析的是MMS、HTTP、FTP、WAP等业务，数据量较大，因此主机需配备最大容量存储硬盘。预计要存贮30天的数据，且所有Gn数据中有10%是需要保留的，则每台Gn分析服务器需要75Mbps*3600s*24hour*30day*10%/8≈2430GB的磁盘空间，考虑做raid5，使用则需要2430G的磁盘。 由GN接口SPAN过来的数据量比较大，必须每个GPRS核心网GN接口VLAN对应一个网卡，每台GN分析服务器应为GN接口口SPAN的数据配置两个千兆以太网卡，系统基本应有一条到交换机的以太网卡，为后期扩容和冗余预备，建议每台GN分析服务器配置5个千兆网卡。
基于以上的CPU、内存和磁盘的需求，我们建议使用IBM eServer x260 各配置 4*Xeon MP3.66GHz CPU，16G DDR内存，9*300G硬盘，内置5个千兆以太网卡。
3、模块划分
1) 、GTP协议包采集模块（gtpflow）
* 完成数据链路层的数据采集
* 完成IP包的提取过滤
* 完成TCP/UDP包的提取过滤
* 完成GTP包的提取过滤
* 完成GTP包的保存
2) 、GTP解析过滤模块(spp)
* 完成GTP包的解析
* 完成GTP消息根据IMSI/MSISDN号码过滤
* 完成各GTP消息的关联
* 完成各GTP消息解析结果的输入和保存
* 完成过滤IMSI/MSISDN号码列表的设定和读取
3) 、应用平台接口模块 (tcpsrv)
* 完成过滤IMSI/MSISDN号码列表的设定和读取。
* 完成内部消息接口到外部接口消息的转换。
* 完成与应用平台的通信
三、结论
由于GPRS分组数据业务提供了手机彩信、WEB、上网等新移动增值业务，GPRS网络使移动通信技术更加走近商务。随着GPRS应用的迅速增长，GPRS网络性能分析、新业务的规划与重组及监管成为运营商与相关职能部门一个重要的课题。
作者简介：李南安（1976.9--），广东工程职业技术学校，助教，硕士研究生责任编辑：王轶萌