3G核心网安全隐患及其容灾技术探讨

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<p><br/>MSC Server通过H.248的SCTP（基于IP的信令传输）连接和Iu接口的SCCP（信令连接控制部分）连接判断Iu连接状态，当所有H.248的SCTP连接和SCCP连接都断了，并在一定的时间内不能恢复，即判断出现故障，切换到备份MGW。而RNC则是通过Iu接口的MTP3B（基于ATM的信令传输），判断对端MGW是否故障。当检测到故障后，启动切换流程，切换到备份MGW。</p><p>但是，当某一个MGW发生故障时，非故障的MGW将承担两个MGW的话务，这对于其业务提供能力来说，有可能难以满足需求。因此，必须通过流控机制来保障设备免遭阻塞，但这会带来用户呼损率的增大。</p><p>4　R5阶段容灾技术</p><p>4.1　Iu-flex技术原理</p><p>在WCDMA R5阶段，它继承了R4的软交换架构思想，而且提出了Iu-flex技术，引入了“池域”（Pool-Area）的概念（如图5所示），一个池域就是由多个同类网元组成的共同控制一个或多个位置区的网元集合。核心网节点作为资源池，RNC可以连接多个MSC/SGSN网元、池域。RNC被池中的多个网元同时管理，RNC的终端用户可以按照负载均衡的原则注册到池中的任意一个节点。</p><p>在物理连接上，一个RNC可以与多个MGW有路由连接，以保证当其中一个MGW不可用时切换到别的MGW上。MGW可以和MSC Server分开放置，它们不必为一一对应关系，MGW和MSC Server可以是多对多的关系，一个MGW可受控于多个MSC Server。多个MSC Server形成一个池，一旦其中的一个MSC Server出现故障，此MSC Server所负责的用户可以马上被池域中的其他MSC Server接管，当用户重新接入网络时（位置更新、呼叫尝试等），BSC／RNC将实时用户分配至池中其他MSC Server，用户感受不到网络服务的中断，实现了“零”宕机时间，从而保证其服务的连续性。</p><p>Iu-flex技术的提出，改变了R5之前版本中Iu接口的树形结构，代之以分层网状结构，这种分层网状结构提供了树形结构所不具备的容灾技术，虽然这种分层组网结构会增加网元的数目和技术实现的复杂度。</p><p>Iu-flex和传统组网方式的不同之处在于：</p><p>（1）Iu-flex不仅能解决网络备份问题，也可以实现MSC之间的资源共享与互助。在池域中的多个MSC是并行服务于RNC的，而且相互之间分担池域中的业务。</p><p>（2）池域技术不只适用于MSC，也适用于SGSN，且MSC和SGSN可以独立组建池域，如图6中的CS（电路交换）pool area 1和pool area 2以及PS（分组交换）pool area 1和pool area 2。</p><p>（3）MSC/SGSN池域之间的划分可以重叠，如图6中的CS（电路交换） pool area1和 pool area 2、PS （分组交换）pool area1和pool area 2。</p><p>4.2　Iu-flex技术优点</p><p>（1）实现MSC间的资源共享与互助，增大核心网络的顽健性。</p><p>Iu-flex的多节点技术使得增加池域容量变得简单容易，新增网元对现网少影响甚至不影响。而当池域中某一节点出现故障或拥塞，BSC/RNC可相应选择池域内的其他可用节点出现接替，此时各个节点共同分担故障节点的业务，避免了双归属方式中容易出现的备份局点难以满足两个局点业务负荷的要求的情况。 </p><p>（2）可以克服大城市用户群的“潮汐效应”，节省MSC的设计容量。</p><p>在大城市，用户群一般是在市中心的工作区工作而在市郊的居住区居住。这会导致市中心和市郊的MSC的负荷呈现“潮汐效应”。而传统设计MSC容量时，为了使MSC满足业务要求，都是按可能的最大容量来进行设计，这就导致了MSC资源的浪费。而Iu-flex能实现MSC之间资源共享与互助，在市中心和市郊部分的位置区组成一个池域，多个池域之间可以在市中心重叠，这就可以克服“潮汐效应”，节省了MSC的资源，提高MSC资源利用效率，也能提高市中心MSC的容量。</p><p>（3）减少MSC局间切换和到HLR的业务负担。</p><p>与单节点服务区相比，Iu-flex减少位置登记信令交互以及局间切换过程，减少了MSC到HLR的信令负荷，还减少了跨局切换的次数。</p><p>（4）Iu-flex技术能与VMGW和IP承载技术配合使用。</p><p>Iu-flex技术能与VMGW配合组网，从而减少由于Iu接口物理连接的增加带来Iu接口传输成本的增加。另外，Iu接口引入IP承载网将能更大的发挥Iu-flex技术的优势。</p><p>4.3　Iu-flex技术的缺陷</p><p>（1）要支撑Iu-flex技术，UTRAN和核心网除了需要进行App升级、支撑相应的功能外，还需要增加一些支撑池域的数据配置，在网络规模比较大将非常复杂，需要全网升级，风险和难度均很大。因此，Iu-flex技术适合用于热点地区或者小规模组网。</p><p>（2）在MSC故障之后至用户重新发起位置登记之前用户被叫无法接通，必须由用户主动发起位置更新或者主呼后,更新HLR中用户的MSC/VLR数据才能够做被叫。</p><p>（3）跨地域MSC互助困难，网络复杂度增高，扩容复杂，核心网局部的调整会导致接入网全网范围的调整。</p><p>5　结论</p><p>VMGW和MGW负荷分担技术主要是针对MGW的容灾技术，而Iu-flex和双归属技术还可以用于MSC Server中。</p><p>Iu-flex技术适合在热点地区或小规模组网中应用，Iu-flex技术如果能和VMGW技术或者Iu口应用IP承载相结合，将能更大的发挥Iu-flex技术的优势，同时减少引入Iu-flex带来的问题。</p><p>在“大容量，少局所”的跨地域大本地网组网模式下，由于Iu-flex方案需要RNC将Iu接口同时连接到多个MGW，会引起Iu接口不必要的路由迂回，因此，这种情况下建议采用双归属容灾方案。</p><p class="MsoNormal" style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; LINE-HEIGHT: 17.6pt;"><span lang="EN-US" style="COLOR: black;"><a href="http://bbs.tong-xin.com/" target="_blank"><span lang="EN-US" style="FONT-FAMILY: 宋体; mso-ascii-font-family: &quot;mso-hansi-font-family:&quot;; mso-hansi-font-family: &quot;Times New Roman&quot;;"><span lang="EN-US">文章出处</span></span><font face="Times New Roman">:</font></a><a href="http://bbs.tong-xin.com/" target="_blank"><span lang="EN-US" style="FONT-FAMILY: 宋体; mso-ascii-font-family: &quot;mso-hansi-font-family:&quot;; mso-hansi-font-family: &quot;Times New Roman&quot;;"><span lang="EN-US">通信广角</span></span></a></span><span lang="EN-US" style="FONT-SIZE: 12pt; COLOR: black; FONT-FAMILY: 宋体;"><p></p></span></p><p class="MsoNormal" style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; LINE-HEIGHT: 17.6pt;"><span lang="EN-US" style="COLOR: black;"><a href="http://bbs.tong-xin.com/" target="_blank"><span lang="EN-US" style="FONT-FAMILY: 宋体; mso-ascii-font-family: &quot;mso-hansi-font-family:&quot;; mso-hansi-font-family: &quot;Times New Roman&quot;;"><span lang="EN-US">参考资料</span></span><font face="Times New Roman">:</font></a><p></p></span></p><p class="MsoNormal" style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; LINE-HEIGHT: 17.6pt;"><span lang="EN-US" style="COLOR: black;"><a href="http://bbs.tong-xin.com/thread-2514-5-2.html" target="_blank"><span lang="EN-US" style="FONT-FAMILY: 宋体; mso-ascii-font-family: &quot;mso-hansi-font-family:&quot;; mso-hansi-font-family: &quot;Times New Roman&quot;;"><span lang="EN-US">第三代移动通信系统原理篇</span></span></a><p></p></span></p><p class="MsoNormal" style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; LINE-HEIGHT: 17.6pt;"><span lang="EN-US" style="COLOR: black;"><a href="http://bbs.tong-xin.com/thread-1000-1-1.html" target="_blank"><span style="mso-spacerun: yes;"><font face="Times New Roman">&nbsp;</font></span><span lang="EN-US" style="FONT-FAMILY: 宋体; mso-ascii-font-family: &quot;mso-hansi-font-family:&quot;; mso-hansi-font-family: &quot;Times New Roman&quot;;"><span lang="EN-US">第三代移动通信系统原理篇</span></span></a><font face="Times New Roman"><span style="mso-spacerun: yes;">&nbsp; </span><p></p></font></span></p><p class="MsoNormal" style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; LINE-HEIGHT: 17.6pt;"><span lang="EN-US" style="COLOR: black;"><a href="http://bbs.tong-xin.com/thread-2479-1-2.html" target="_blank"><font face="Times New Roman">CDMA</font><span lang="EN-US" style="FONT-FAMILY: 宋体; mso-ascii-font-family: &quot;mso-hansi-font-family:&quot;; mso-hansi-font-family: &quot;Times New Roman&quot;;"><span lang="EN-US">数字移动通信系统的软切换技术</span></span></a><font face="Times New Roman">
                                <p></p></font></span></p><p class="MsoNormal" style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; LINE-HEIGHT: 17.6pt;"><span lang="EN-US" style="COLOR: black;"><a href="http://bbs.tong-xin.com/thread-63-1-5.html" target="_blank"><font face="Times New Roman">CDMA</font><span lang="EN-US" style="FONT-FAMILY: 宋体; mso-ascii-font-family: &quot;mso-hansi-font-family:&quot;; mso-hansi-font-family: &quot;Times New Roman&quot;;"><span lang="EN-US">及第三代移动通信系统专题讲座</span></span></a><font face="Times New Roman">
                                <p></p></font></span></p><p class="MsoNormal" style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; LINE-HEIGHT: 17.6pt;"><span lang="EN-US" style="COLOR: black;"><a href="http://bbs.tong-xin.com/thread-2435-1-2.html" target="_blank"><font face="Times New Roman">3G</font><span lang="EN-US" style="FONT-FAMILY: 宋体; mso-ascii-font-family: &quot;mso-hansi-font-family:&quot;; mso-hansi-font-family: &quot;Times New Roman&quot;;"><span lang="EN-US">无线基本原理培训</span></span></a><font face="Times New Roman">
                                <p></p></font></span></p><p class="MsoNormal" style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; LINE-HEIGHT: 17.6pt;"><span lang="EN-US" style="COLOR: black;"><a href="http://bbs.tong-xin.com/thread-317-1-4.html" target="_blank"><font face="Times New Roman">CDMA</font><span lang="EN-US" style="FONT-FAMILY: 宋体; mso-ascii-font-family: &quot;mso-hansi-font-family:&quot;; mso-hansi-font-family: &quot;Times New Roman&quot;;"><span lang="EN-US">通信经典讲义</span></span></a><font face="Times New Roman">
                                <p></p></font></span></p><p class="MsoNormal" style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; LINE-HEIGHT: 17.6pt;"><span lang="EN-US" style="COLOR: black;"><a href="http://bbs.tong-xin.com/thread-2462-1-2.html" target="_blank"><span lang="EN-US" style="FONT-FAMILY: 宋体; mso-ascii-font-family: &quot;mso-hansi-font-family:&quot;; mso-hansi-font-family: &quot;Times New Roman&quot;;"><span lang="EN-US">第三代移动通信中上、下行链路业务量不等时频带资源的分配</span></span></a><font face="Times New Roman">
                                <p></p></font></span></p><p class="MsoNormal" style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; LINE-HEIGHT: 17.6pt;"><span lang="EN-US" style="COLOR: black;"><a href="http://bbs.tong-xin.com/thread-2171-1-3.html" target="_blank"><font face="Times New Roman">CDMA</font><span lang="EN-US" style="FONT-FAMILY: 宋体; mso-ascii-font-family: &quot;mso-hansi-font-family:&quot;; mso-hansi-font-family: &quot;Times New Roman&quot;;"><span lang="EN-US">无线</span></span><font face="Times New Roman">(RF)</font><span lang="EN-US" style="FONT-FAMILY: 宋体; mso-ascii-font-family: &quot;mso-hansi-font-family:&quot;; mso-hansi-font-family: &quot;Times New Roman&quot;;"><span lang="EN-US">网络规划</span></span></a><font face="Times New Roman">
                        </font></span><span lang="EN-US" style="COLOR: black; FONT-FAMILY: 宋体; mso-bidi-font-family: 宋体;"><p></p></span></p><p class="MsoNormal" style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; LINE-HEIGHT: 17.6pt;"><span lang="EN-US" style="COLOR: black;"><a href="http://bbs.tong-xin.com/thread-486-1-4.html" target="_blank"><span lang="EN-US" style="FONT-FAMILY: 宋体; mso-ascii-font-family: &quot;mso-hansi-font-family:&quot;; mso-hansi-font-family: &quot;Times New Roman&quot;;"><span lang="EN-US">App无线电<span lang="EN-US">技术在</span></span></span><font face="Times New Roman">3G</font><span lang="EN-US" style="FONT-FAMILY: 宋体; mso-ascii-font-family: &quot;mso-hansi-font-family:&quot;; mso-hansi-font-family: &quot;Times New Roman&quot;;"><span lang="EN-US">和</span></span><font face="Times New Roman">4G</font><span lang="EN-US" style="FONT-FAMILY: 宋体; mso-ascii-font-family: &quot;mso-hansi-font-family:&quot;; mso-hansi-font-family: &quot;Times New Roman&quot;;"><span lang="EN-US">中的应用</span></span></a><font face="Times New Roman">
                                <p></p></font></span></p><p class="MsoNormal" style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; LINE-HEIGHT: 17.6pt;"><span lang="EN-US" style="COLOR: black;"><a href="http://bbs.tong-xin.com/thread-81-1-4.html" target="_blank"><font face="Times New Roman">SCDMA</font><span lang="EN-US" style="FONT-FAMILY: 宋体; mso-ascii-font-family: &quot;mso-hansi-font-family:&quot;; mso-hansi-font-family: &quot;Times New Roman&quot;;"><span lang="EN-US">的关键技术与无线接入技术的走势</span></span></a></span><span lang="EN-US" style="COLOR: black; FONT-FAMILY: 宋体; mso-bidi-font-family: 宋体;"><p></p></span></p><p></p>