淺談PPP撥號建立成功率的優(yōu)化

1、淺談ppp撥號連接建立成功率的優(yōu)化摘要：本文主要闡述了 cdma網(wǎng)絡(luò)屮造成ppp連接連接建立成功率低的兒個因素，并從無線 環(huán)境、核心網(wǎng)、無線終端等方面分析了如何去優(yōu)化ppp連接建立成功率和提高用戶感知，供 網(wǎng)優(yōu)人員參考。關(guān)鍵詞：ppp連接建立成功率、ppp、pcf、pdsn一、概述ppp連接建立成功率是衡量cdma網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)性能的重要指標(biāo)之一，ppp連接建立成功率的 優(yōu)劣，不僅影響evdo連接成功率的考核指標(biāo)，同時也將導(dǎo)致用戶是否能夠進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接， 直接影響到用戶感知?？?2012年2月以來，湖北部分地區(qū)ppp連接建立成功率有所下滑， 我們針對此問題，加強(qiáng)了對ppp連接建立成功率的分析，通過研究

2、我們發(fā)現(xiàn)cdma網(wǎng)絡(luò)的ppp 連接建立成功率不僅與無線網(wǎng)絡(luò)性能相關(guān)，還與數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)特有的pcf、pdsn、aaa特性以及終 端設(shè)備等都有密切關(guān)系。現(xiàn)將近段時間在分析ppp連接建立成功率上所收獲的一點心得整理 如下，與各位同事分享。二、ppp連接建立成功率的計算公式ppp連接建立成功率公式：無線寬帶用戶ppp撥號成功率二ppp連接請求成功次數(shù)/ （ppp連接建立請求次數(shù)+ lcp開始前pcf拆除a10次數(shù)一 lcp階段用戶拆線次數(shù)一 aaa階段用戶拆線次數(shù)一 ipcp 階段用戶拆線次數(shù)一帳號密碼錯次數(shù)）x 100%。（其中ppp撥號中既包括了 evdo的連 接請求，也包括了 ix的連接請求。）三、

3、ppp協(xié)議及信令流程ppp點對點協(xié)議（point to point protocol）：用于手機(jī)和分組網(wǎng)設(shè)備pdsn之間的點到 點連接，是一個能夠使無線用戶訪問網(wǎng)絡(luò)并在兩點間傳輸數(shù)據(jù)包的鏈路層協(xié)議。ppp建立流程如下：tebase stationbscmsc/llpmobile stationpdsn/ radius clientradius-1aaa server無線連接 部 分p p 連 接 部 分從上圖中可以看出，ppp協(xié)簡分成三個階段：lcp協(xié)簡階段，認(rèn)證(pap/chap)階段, ipcp協(xié)商階段。只有依次通過這三個環(huán)節(jié)，才算是一次成功的ppp建立階段1：創(chuàng)建ppp鏈路一 lcp協(xié)商

4、階段lcp負(fù)責(zé)創(chuàng)建鏈路。在這個階段，將對基木的通訊方式進(jìn)行選擇。鏈路兩端設(shè)備通過lcp 向?qū)Ψ桨l(fā)送配置信息報文(configure packets)o 一旦一個配置成功信息包(configurc-ack packet)被發(fā)送且被接收，就完成了交換，進(jìn)入了 lcp開啟狀態(tài)。在鏈路創(chuàng)建階段，只是對 驗證協(xié)議進(jìn)行選擇，用戶驗證將在第2階段實現(xiàn)。階段2：用戶驗證一認(rèn)證(pap/chap)階段在這個階段，客戶端會將自己的身份發(fā)送給遠(yuǎn)端的接入服務(wù)器。該階段使用一種安全驗 證方式避免第三方竊取數(shù)據(jù)或冒充遠(yuǎn)程客戶接管與客戶端的連接。在認(rèn)證完成z前，禁止從 認(rèn)證階段前進(jìn)到網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議階段。如果認(rèn)證失敗，認(rèn)證者應(yīng)該

5、躍遷到鏈路終止階段。最常用 的認(rèn)證協(xié)議有口令驗證協(xié)議(pap)和挑戰(zhàn)握手驗證協(xié)議(chap)0階段3：調(diào)用網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議一 ipcp協(xié)商階段認(rèn)證階段完成z后，ppp將調(diào)用在鏈路創(chuàng)建階段(階段1)選定的各種網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)議 (ncp)o選定的ncp解決ppp鏈路z上的高層協(xié)議問題，例如，在該階段ip控制協(xié)議(ipcp) 可以向撥入用戶分配動態(tài)地址。這樣，經(jīng)過三個階段以后，一條完整的ppp鏈路就建立起來了。從以上信令流程可以看出，ppp的連接與無線側(cè)、核心網(wǎng)側(cè)、終端都密切相關(guān)。任何一個 環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，都會影響到ppp的連接建立成功率。四、影響ppp建立的關(guān)鍵因素1、無線側(cè)無線環(huán)境的優(yōu)劣是影響ppp建立成功

6、的關(guān)鍵因素之一，如at至an間的無線環(huán)境不穩(wěn)定; do-ix區(qū)域、bsc以及多載邊界區(qū)域的切換過于頻繁；基站資源利用率是否較高，導(dǎo)致基站 擁塞；基站硬件故障等，都有可能影響到ppp的建立。在分析ppp連接建立成功率時要對 ppp建立失敗次數(shù)較高的用戶和基站所在區(qū)域進(jìn)行核查，分析其網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量、所處區(qū)域和基站 硬件等。1) at-an間的無線環(huán)境是保證ppp建立的前提，當(dāng)無線環(huán)境變差后，at將無法接收到市 pds5i和aaa所回應(yīng)的鑒權(quán)消息，導(dǎo)致ppp連接斷開。在分析ppp連接失敗高的用戶時，首 先到對網(wǎng)絡(luò)環(huán)境進(jìn)行測試和優(yōu)化，如果是因為導(dǎo)頻污染或者信號弱，導(dǎo)致的ppp斷開連接, 應(yīng)通過改善網(wǎng)絡(luò)覆蓋方

7、法來解決。2) 目前cdma網(wǎng)絡(luò)釆用的是1x/do混合型組網(wǎng)方式，前向釆用虛擬軟切換，do-ix區(qū)域 頻繁切換也將會導(dǎo)致ppp斷開連接。當(dāng)無線終端在激活狀態(tài)下由do覆蓋區(qū)域移動到ix覆蓋 區(qū)域時00信號變差，ppp斷開連接被動掉話，進(jìn)行d0休眠狀態(tài)，在檢測到an的td改變后, 發(fā)起位置更新，切換到ix網(wǎng)絡(luò)后，手機(jī)主動發(fā)起呼叫，進(jìn)入ix激活。無線終端在分組數(shù)據(jù) 會話激活期間切換到ix的觸發(fā)條件是:d0激活集導(dǎo)頻強(qiáng)度小于-7db, ii此時ix導(dǎo)頻強(qiáng)度大 于t_add> (-13db),持續(xù)4秒。通過對d0邊界區(qū)域的無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化，可以改善d0與ix頻 繁切換的問題。3) ppp建立失敗的因素

8、屮，比較難處理的就是邊界優(yōu)化。如：bsc間邊界、多載波間邊 界等。bsc間的硬切換成功率低也會造成ppp協(xié)商失敗，當(dāng)切換區(qū)域內(nèi)的用戶發(fā)起數(shù)據(jù)呼叫， 流程走到ppp協(xié)商階段的時候，如杲正好發(fā)生了 bsc間硬切換，則該次ppp協(xié)商就很容易失 敗。如果出現(xiàn)這類情況，可以通過調(diào)整邊界基站的覆蓋范圍來進(jìn)行優(yōu)化或者調(diào)整硬切換參數(shù) 和定時器來改善此類情況。d0發(fā)生多載波間的切換是比較常見的，目前在雙載頻區(qū)域內(nèi)基 本都已開通rfho (載頻下切功能)，但是在分析優(yōu)化ppp建立成率時，不應(yīng)忽視因rfho功 能未開通而導(dǎo)致的ppp連接失敗。4) 在分析ppp連接建立成功率較低的基站時，要分析evdo無線話統(tǒng)指標(biāo)是

9、否正常，檢 查基站資源利用率是否過高，有無出現(xiàn)阻塞，對高流量基站要多加關(guān)注，及時擴(kuò)容。防止因 基站擁塞而導(dǎo)致的ppp無法正常建立。另外也要對問題基站的硬件進(jìn)行檢查，如發(fā)現(xiàn)硬件故 障應(yīng)及時更換。2、核心網(wǎng)側(cè)ppp的建立是由at發(fā)出，最終在pdsn上結(jié)束。中間經(jīng)過了 atanpcfpdsnaaa。 根據(jù)ppp建立的流程，我們可以將其分為三個階段，分別是：lcp階段、chap階段和ipcp 階段。其中任何一個階段的失敗都將會造成ppp建立過程的失敗，影響ppp的連接建立成功 率。下面從核心側(cè)的角度來分析我們發(fā)現(xiàn)的影響ppp建立成功的幾點主要因素。1 ) aaa 服務(wù)器：aaa 是指驗證、授權(quán)和記賬(

10、authentication、authorization accounting)。主要日的是管理哪些用戶可以訪問網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，具有訪問權(quán)的用戶可以得到 哪些服務(wù)，如何對正在使用網(wǎng)絡(luò)資源的用戶進(jìn)行記賬。如果aaa服務(wù)器的負(fù)荷較高，那么就 有可能會影響認(rèn)證成功率，從而導(dǎo)致ppp建立不成功。2) pdsn的ppp重建定時器和無線側(cè)的休眠定時器不匹配，同時部分?jǐn)?shù)據(jù)終端特別是行 業(yè)終端不支持休眠機(jī)制導(dǎo)致無線側(cè)休眠后進(jìn)行ppp重建也會導(dǎo)致ppp連接建立成功率下降。3) 各pcf間的資源分配是否正常，如發(fā)現(xiàn)是因pcf資源受限或pcf負(fù)荷過高，導(dǎo)致的ppp連接建立成功率低，那么需要及時擴(kuò)容或調(diào)整pcf loca

11、l hunting策略。4）從經(jīng)驗看：在對核心網(wǎng)進(jìn)行排查時，還要關(guān)注vpdn的用戶分配情況。無線vpdn業(yè) 務(wù)是基于cdma ix、evdo高速分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，利用l2tp隧道技術(shù)為客戶構(gòu)建的于公眾物聯(lián) 網(wǎng)隔離的虛擬專用網(wǎng)絡(luò)。用戶可使用移動終端或pc通過無線vpdn網(wǎng)絡(luò)安全的訪問客戶網(wǎng)絡(luò) 或應(yīng)用系統(tǒng)。移動終端使用無線vpdn用戶名和密碼撥號，將用戶信息發(fā)送到漫游地接入 aaa,漫游地接入aaa根據(jù)終端imsi將用戶信息發(fā)送到歸屬地ma,歸屈地接入aaa認(rèn)證對 1msi和域名進(jìn)行綁定認(rèn)證后，在pdsn和lns設(shè)備間建立l2tp隧道連接。再經(jīng)過lns aaa 認(rèn)證后，由lns aaa或lns為終端分

12、配客戶網(wǎng)絡(luò)地址，實現(xiàn)終端與網(wǎng)絡(luò)間的數(shù)據(jù)通信。而 vpdn的用戶的ppp連接過程中的ipcp過程是由vpdn客戶的網(wǎng)絡(luò)來分配的，這將可能降低 tp地址的分配成功率，也就降低ppp連接建立成功率。針對lns沒有回程導(dǎo)致ppp建立失 敗后重?fù)艿那闆r，可以增添路由來改善ppp連接成功次數(shù)。3、終端側(cè)目前市面上的智能終端型號較多，由于各廠家對協(xié)議的理解不一樣，導(dǎo)致部分終端在設(shè) 置lcp echo定時器上有所異議，影響ppp連接建立成功率?；蛘哂捎诮K端用戶的不正確的 使用操作，也會影響ppp的正常建立。1）ppp協(xié)商過程屮，比較常見的失敗有l(wèi)cp階段用戶側(cè)無響應(yīng)（沒有收到終端的回復(fù)）。 lcp階段用戶側(cè)無

13、響應(yīng)主要有兩種情況： 終端收到pds7的鑒權(quán)，但是不冋復(fù)。 終端 收不到pdsn的鑒權(quán)。我們可以通過pcmd進(jìn)行cfc的失敗記錄查詢，分析其是連接是否正常 或者終端是否提前拆線。由于目前市面上終端類型很多，通過対終端的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行抓包分 析，可以看出：在正常情況下，手機(jī)終端在激活點亮?xí)r，發(fā)送ppp建立請求，在收到pdsn 回應(yīng)后，手機(jī)回復(fù)消息，ppp建立完成。而部分手機(jī)終端在黑屏?xí)r，也會發(fā)送ppp建立請求, pds7發(fā)送冋應(yīng)后，但是手機(jī)不冋復(fù)消息，導(dǎo)致ppp建立失敗。2）由于各終端廠家對evdo協(xié)議的理解不一樣，導(dǎo)致終端在網(wǎng)運行異常。如已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的 目前市面上的部分終端echo冋應(yīng)機(jī)制設(shè)置的定時

14、器有所區(qū)別，導(dǎo)致ppp建立時，終端響應(yīng) 超吋。具體如下：終端lcp echo機(jī)制設(shè)定酷派超時門限值2s,重試次數(shù)3次華為超時門限值1s,重試次數(shù)20次中興沒有設(shè)置echo處理機(jī)制moto沒有設(shè)置echo處理機(jī)制深圳本為沒有設(shè)置echo處理機(jī)制例如：以酷派9903機(jī)型為例，通過抓包信息可以看出：終端連續(xù)發(fā)3個ppp lcp echo 幀（該終端默認(rèn)連發(fā)3幀,每幀等待響應(yīng)超時為2s） pdsn沒有響應(yīng)ms的ppp lcp echo請 求！導(dǎo)致ms認(rèn)為當(dāng)前ppp已不可用，因此斷開ppp重新協(xié)簡。遇見該類情況，就需要核 查終端以及核心網(wǎng)側(cè)ppp echo的時延msg05000 02 data serv

15、ices high03:17:26.573ps_ppp icp.c 01233 snd ppp echo卩msg05000 02 data sen ices high03:17:28.588ps ppp lcp.c 01282 ppp echo timeoutfl 1msg05000 02 data services high03:17:2&588ps ppp lcp.c 01233 snd ppp echoamsg05000 02 data services high03:17:30.591ppp echo timeout2pmsg05000 02 data services ifi

16、gh03:17:30.592ps ppp kp£0.1233 snd ppp echo .pmsg05000 02 data services 妙103:17:32.604ps_ppp lcpx 01275 ppp echo fail and aborts p3）根據(jù)空【協(xié)議規(guī)范，終端收到基站發(fā)出的data ready消息后應(yīng)發(fā)出xonrequest消 息通知基站可以開始發(fā)送報文。但部分終端的做法與協(xié)議不符，導(dǎo)致了基站無法將前向lcp 報文發(fā)送給終端，最終導(dǎo)致ppp建立失敗。在查找出這類終端后，可以通過對終端的版本升 級來解決此類問題。由于現(xiàn)階段我國對終端側(cè)的入網(wǎng)門檻較低（沒有eir

17、）,而各廠家對協(xié)議的理解參差不 齊，導(dǎo)致終端在網(wǎng)運行時總有著這樣或那樣的問題，以上的3點只是我們在日常工作屮發(fā)現(xiàn) 的，沒有發(fā)現(xiàn)可能還有很多。因此我們在分析此類故障時，要通過各品牌各類型終端之間多 進(jìn)行對比分析，來定位是否是終端問題。針對目前我省發(fā)現(xiàn)部分終端在echo處理機(jī)制和協(xié) 議規(guī)范不統(tǒng)一的情況，我們以與終端廠商進(jìn)行聯(lián)系，可以要求對部分終端echo定時器進(jìn)行 修改并完善協(xié)議規(guī)范來解決此類終端的ppp連接成功率。五、注意事項在tl常對ppp連接建立成功率的優(yōu)化中，除了以上所敘述的各個環(huán)節(jié)外，還有以下所需 要關(guān)注的細(xì)節(jié)：1、由于ppp是從手機(jī)ms到pdsn的端到端連接，該連接過程需要通過an、r

18、nc. an-aaa、 pcf、pdsn、aaa,可見在對ppp連接成功率的優(yōu)化分析中，既要考慮移動寬帶設(shè)備的性能、 組網(wǎng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化、相關(guān)數(shù)據(jù)配置準(zhǔn)確性、承載網(wǎng)的安全，又要考慮無線網(wǎng)絡(luò)存在的問題，同時 還要考慮pdsn與internet的連接。2、從維護(hù)優(yōu)化工作角度看，在分析優(yōu)化ppp連接建立成功率時，不用考慮“ms用戶主 動掛機(jī)（用戶拆線）及用戶帳號密碼錯誤”這類因人為操作不當(dāng)而非網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量因素造成的 ppp連接失敗，分析重點是可以通過維護(hù)手段和網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化解決的問題。對人為操作不當(dāng)問題, 需通過宣傳、引導(dǎo)等手段減少發(fā)生的頻率。3、對ppp建立過程,不僅要考慮ppp建立過程中l(wèi)cp（鏈路控制）、aaa （認(rèn)證過程）和 ipcpcip地址協(xié)商）三個階段，同時要考慮ppp連接正式建立前因網(wǎng)絡(luò)原因?qū)е掠脩舭l(fā)起的 連接失敗（網(wǎng)管上統(tǒng)計為lcp開始前pcf拆線導(dǎo)致用戶釋放的次數(shù)）。4、終端質(zhì)量問題也是影響ppp連接成功率的一個因素。目前部分用戶終端如走私機(jī)、 山寨機(jī)、行業(yè)用戶終端等未經(jīng)過嚴(yán)密測試，嚴(yán)重網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)及網(wǎng)絡(luò)安全。建議用戶選用經(jīng) 過嚴(yán)密測試的終端，同時建議針對行業(yè)終端制定相