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上海网络HSDPA业务无速率问题分析报告
Jupiter198343
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发表于 2012-10-30 13:29:37  只看楼主 

上海网络HSDPA业务无速率问题分析报告

1.
问题描述联芯投诉:518日起,陆续出现用户投诉用联芯数据卡上网无流量的问题,终端拨号连接正常,但网页打不开,网址也ping不通;525以后,此现象开始大量出现,联芯测试人员用华为ET128数据卡在大唐无线网络下发现有同样问题.
2.
定位过程69,产品线支持人员到联芯公司实验室协助定位,28130终端尝试数次,问题未能复现;5731E数据卡,问题2次复现;同时这些终端都能正常进行FTP下载.测试地点为联芯公司实验室,信号为室外小区覆盖,P-CCPCH RSCP较高,-60dBm左右.另外经了解,西安研发部梁剑曾在上个月来上海定位过网页打不开问题,最终定位为上海移动的防火墙负荷过重导致大量丢包.结合以上信息,做出初步分析,问题有如下可能原因
1)从2款终端的表现看,联芯5731数据卡和8130手机的处理可能存在差异.需要通过进一步的测试来判断
2)网络传输某个环节仍然存在丢包问题.经过向梁剑了解,上次定位后,防火墙进行了调整,性能有所提升,由防火墙导致的丢包大大降低,但并不能保证防火墙,或是由核心网到RAN的有线连接某个环节存在传输丢包,这应该是后续关注的主要方向.
3)空口信号质量差导致丢包,在联芯测试时使用的小区,其基站HSDPA算法中,CQI算法的初始Bler”按室外环境标定为10%,这个参数设置如果超过实际Bler太高,会导致Mac-hs向空口发包的速率超过此空口环境下终端的正确解调能力,导致误块率迅速上升.但经过观察和验证,此环境下实际Bler应该大于5%,8%~10%左右,也就是说此时基站参数的设置基本合理,不会导致空口性能的恶化;另外,在终端不能打开网页的过程中,伴随的是始终正常的FTP下载过程,如果是空口质量不好导致网页基本不能打开,FTP的丢包率应该相当高,但此时FTP的重传率在10%左右,因此这个原因的可能性较小,作为后续关注的次要方向.
610,大唐人员和联芯测试人员,在大唐分公司会议室进行了多款商用终端的对比测试,共验证了联芯8130手机,以及联芯5731E,中兴MU350华为ET128,三星等几款数据卡,测试地点为中打-1小区(RNC390,TDR2000+TDB09A.P-CCPCH RSCP大于-60dBm).测试方法为用4款终端对4个门户网站进行ping操作,结果为:

Ping次数/响应次数
搜狐
新浪
百度
网易
联芯8130
4/4
4/4
4/0
4/0
联芯5731E
4/4
4/4
4/0
4/0
三星
4/4
4/4
4/0
4/0
华为ET128
4/0
4/0
未找到主机
4/3

Ping不通的网址,网页也打不开,但同时FTP下载正常。
当天的测试过程中,同时跟踪了如下信息:终端测wireshark抓包,IubTDPA跟踪Iub口用户面,基站内部跟踪FP消息,RNC内部进行QoSUE跟踪,CN内部进行Gi接口跟踪。其中对8130访问网站时的终端侧和CNLog结合分析如下:
<8130终端第一次跟踪>:
(1)连接crl.microsoft.com,服务器回复2个主机地址(745)
终端向第1个主机地址发送3TCP握手请求,该主机无响应
(2)连接www.163.com,服务器返回10个主机地址(1005)
主机响应终端的域名解析请求88秒后,终端才开始向该主机发TCP握手请求,发送3,终端无响应
(3)连接www.baidu.com,服务器返回2个主机地址(2356)
作了数次ping操作,主机均有响应,但终端未收到
(4)连接www.sohu.com,服务器返回2个主机地址(3830)
作了数次ping操作,主机均有响应,但终端未收到
(5)连接c.baidu.com,服务器返回1个主机地址(4342)
终端向第1个主机地址发送3TCP握手请求,主机均有响应,但终端未收到
(6)连接www.sina.com.cn,服务器返回1个主机地址(5250)
终端和主机成功进行TCP3次握手,并成功下载该主机的HTTP协议数据包后续该网址下的链接都成功打开
(7)连接cn.msn.com,服务器返回1个主机地址(11398)
作了数次ping操作并能ping
(8)整个Log跟踪过程中,终端一直成功进行FTP下载(连接移动内部FTP服务器)
<8130终端第二次跟踪>
(1)连接www.163.com,服务器返回10个主机地址(747)
作了数次ping操作,主机均有响应,但终端未收到
(2)连接www.baidu.com,服务器返回2个主机地址(2335)
作了数次ping操作,主机均有响应,但终端未收到
(3)连接www.sohu.com,服务器返回2个主机地址(3483)
作了数次ping操作并能ping
(4)连接www.qq.com,服务器返回2个主机地址(4383)
作了数次ping操作,主机无响应
(5)连接cn.msn.com,服务器返回1个主机地址(5322)
作了数次ping操作并能ping
(6)整个Log跟踪过程中,终端一直成功进行FTP下载(连接移动内部FTP服务器)
通过以上Log,基本可排除空口质量的影响,因为虽然FTP过程能看到一定比例的丢包,但打开网页操作中,每次的DNS域名解析交互过程都是完整的,未打开网页的,都是TCP握手过程不完整;或者ping不通网址的,都是主机的ICMP响应终端侧没有跟踪到.若是空口丢包,不太可能每次都刚好在TCP协商过程中丢包
另外鉴于Log的全过程中都有持续的FTP协议数据包,RAN丢包的可能性也不大,因为所有IP包是统一在RLC对等层封装为PDU,RAN设备无法区分该IP包来自哪种应用协议,也不会做有区别的处理
网络结构中各节点连接关系为:
UE-空口-Node B-(Iub)-RNC-(Iu)-SGSN-(Gn)-GGSN-(Gi)-防火墙-移动服务器(APN)-Internet
Gi口跟踪可以看到服务器对终端的请求都进行了响应,且Gi口跟踪位置在GGSN和防火墙之间,可以排除防火墙丢包的可能性
另外经对比Iub口用户面的TDPA跟踪,以及基站内部跟踪,未发现Iub口存在丢包。
这样问题可缩小为:在RNCSGSNGGSN的下行传输过程中存在丢包,鉴于丢包现象出现的规律性,且RNC内部对来自不同应用协议的IP包不作区分,重点嫌疑在核心网侧,即SGSNGGSN可能存在丢包。
611,鉴于浦西的RNC连接的核心网设备无法跟踪Gn口,在浦东的RNC下进一步进行定位,同时在RNC内部进行QoS级的UE跟踪,用TDPA跟踪Iu口用户面消息,CN内部同时跟踪GnGi口。当晚测试结果如下:
<21:00~22:00>

终端IP地址
网易
百度
新浪
腾讯
搜狐
FTP
华为ET128
10.80.49.96
失败
失败
OK
OK
OK
OK
中兴MU350
10.80.54.75
失败
失败
OK
失败
OK
OK
联芯8130
10.80.57.198
失败
失败
OK
OK
OK
OK
联芯5731E
10.80.59.222
失败
失败
OK
OK
OK
OK
<22:00~23:00>Iu口挂上TDPA

终端IP地址
网址
FTP
华为ET128
10.80.184.185
连接所有网址成功
OK
联芯8130
10.80.3.90
连接所有网址失败
失败
联芯8130(第二次拨号)
10.80.3.207
连接所有网址失败
失败
联芯8130(第三次拨号)
10.80.185.156
连接所有网址成功
OK
经分析Gn口和GiLog,所有连接网页失败,都是终端发出的DNS域名解析请求,或TCP连接请求,在Gi口看到了服务器的响应,但在Gn口没有看到。所有连接FTP失败,也是终端发出的FTP连接请求,在Gi口可以看到响应,而在Gn口没有看到。
也就是说,失败的情况,都是由于服务器发给GGSN的响应数据包,GGSN没有发给SGSN导致。因此定位为ASB核心网GGSN设备的处理存在问题
612,和西安研发部远程支持同事就此结论做了确认并知会ASB方面
613ASB方面反馈其更换了GGSN中的某个设备板卡,但尚未提供更详细的信息。6136142天在外场和室内的验证,全网大规模的上网后业务无流量问题已得到控制614的外场验证结果如下:
浦东
RNC
NodeB
384网页打开情况
384 ftp下载情况
H网页打开情况
H ftp下载情况
411TDR3000
陈行、江龙
打开速率较慢(10s
240kbps左右
打开网页快
平均速率1Mbps
406TDR2000
归泾、西林村
打开网页比较快
240kbps左右
打开网页快
平均速率700800kbps
注:H和R4测试2次,保持10分钟,未出现打不开网页,速率为0后回不来的现象
浦西
RNC
NodeB
384网页打开情况
384 ftp下载情况
H网页打开情况
H ftp下载情况
397TDR3000
漕钦2
打开速率较慢
ftp没速率,能ping通,迅雷能下载,120kbps左右
打开速率较慢
ftp没速率,能ping通,迅雷能下载,960kbps
397TDR3000
二污2
打开速率较慢
40kbps左右
打开速率较慢
ftp没速率,能ping通,迅雷能下载,400kbps;多次尝试后,ftp可以下载,400kpbs左右
390TDR2000
长世贸2
打开网页比较快
700kbps左右
打开网页比较快
700kbps左右
注:每个小区测试2次~5次,未出现打不开网页,速率为0后回不来的现象
3.
问题跟进1)后续需要ASB进一步提供定位和排障的更详细信息,以便其他城市网络参考和预防。

26144:00~18:00,在桂平路王安宾馆室内保持一个业务(RNC390下的室外小区信号),中间没有出现速率为0后不能恢复的问题,但发生过多次网页打不开(同时FTP连接失败)的情况,1~2分钟后都能恢复正常。

出现如上问题时,仍是DNS域名解析请求和FTP连接请求消息在终端侧看不到响应消息.,因此对核心网问题解决的效果需要持续观察

3613在室内保持验证过程中,还发现如下几个其他问题,也建议持续关注:

业务保持1h左右时,可以正常打开网页,但连接FTP服务器失败,多次重新连接均失败,从终端侧wireshark抓包看是终端发出的FTP连接请求TCP消息没有收到响应.2minFTP连接突然恢复正常.此现象的原因未知

曾发现中兴数据卡MU350在业务保持过程中切换到2G网络但未弹出提示窗口,此时PS业务会释放,因此用户投诉也有可能因为网络覆盖不足而切换至2G网络导致

4)前期验证过程中,曾数次出现中兴MU350数据卡HSDPA业务保持过程中,突然发生上行无线链路失败导致速率降为0,重新拨号,或拔出终端重新连接PC并拨号后,网页和FTP仍然连接不上;只有重起PC,再连接终端和拨号,业务才能恢复正常。这个现象在后期的定位过程中没有复现,目前初步分析主要与终端有关。

5)从64联芯在顾戴路测试的Log可以看出,切换到2G网络时,CN去激活了PDP但没有释放RAB,此后终端再次切回TD网络并再次请求激活PDPCN下发的RAB指派消息中,RAB ID与之前未释放的RAB相同,参数中除了GTP-TEI与之前不同外,其余参数不变,RNC对此指派消息返回失败,原因为“非法的参数值”,导致终端重新发起的多次PDP激活请求均失败,业务无法恢复。经过和ASB讨论,认为CN的处理有问题,不应该出现只释放PDP上下文而不释放RAB的异常情况。ASB表示要进一步分析,此问题需要继续关注。对于RNC来说,虽然CN的处理过程不正常,但这条RAB指派消息并不违反协议,RNC是可以返回成功,从而规避这种异常情况的,此问题需要RNC研发后续改进。

4.
方法介绍

此问题主要是通过析wireshark抓包数据,并结合网元的跟踪信息进行定位的,wireshark抓包的分析方法可参考西安研发部梁剑之前提供的《网页刷新慢及下载速率低问题业务面定位方法总结》。在这里针对本次问题,对wireshark抓包数据的分析方法再做一点简单的补充:

wireshark抓包的界面如下图所示(以打开网页的正常过程为例,图中终端PDP激活后分配的IP192.168.1.111,服务器的IP
218.206.176.4
):

首先终端侧回向服务器发送欲打开网址的域名申请解析,服务器解析域名并返回若干个主机地址;此后浏览器一般会向其中第一个主机地址发起TCP请求消息,并交互3次,TCP消息中的标志位分别为[SYN][SYN,ACK][ACK],这个过程即常说的TCP三次握手。此后终端侧发HTTP协议消息(GET)表示获取到主机地址,此后就是通过TCP协议数据包下载网页内容,即图中的[TCP Segment of a reassembled PDU]数据包。

同样的,如果是连接FTP服务器,可以看到封装FTP连接请求和响应消息的TCP数据包,其中可以看到请求连接的FTP服务器地址,用户名和密码等信息;如果是对某个地址进行ping操作,可以看到ICMP协议数据包(ping包)。

通过各检测位置(比如终端侧、CN内各接口)检查以上过程的完整性,可以初步判断是否某个环节存在传输丢包问题。

本次问题是由联芯投诉引发的,开始几天处理时,因联芯人员没有提供详细的问题描述,定位一直没有找到准确的方向,在后续去联芯公司定位,以及联芯测试人员来公司定位的过程中,通过进一步交流,才了解了联芯反馈问题的详细信息。后续对此类问题的处理,开始时多花一些时间了解问题的详情是很有必要的。

对于某一时间突然发生的,全网普遍出现的问题,一般都和网络汇聚节点的网元如RNCCN、业务平台等有关。现在此类网络问题一般会从RNC日常操作和升版的影响性开始定位,但我们和ASB的沟通尚不够畅通,核心网是否进行过什么操作或版本升级我们一般无法得知,也无法就已解决的核心网问题形成有效的案例总结,也建议后续进一步增强和ASB的信息沟通,比如核心网进行某项操作或修改前,能将此活动的影响性事先知会我们。


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