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前 言
业务在现网部署和建设的时候,总会面临一个不变的议题:选择哪个APN作为业务的接入点?新业务的建设者发现,选择APN变成了新业务现网落地越来越头疼的问题。为什么业务选择APN接入点变成了一个难题?一个新业务在选择APN时需要考虑哪些因素?什么情况下可以新建一个APN来解决新业务接入?在选择了某个APN后,如何利用该APN对应的业务域基础网元进行业务部署和组网?如果您也遇到类似的问题,就会在本手册中找到答案。
本手册总结了各业务域的现状,包括各域承载网组网情况,各业务域为业务部署提供的基础功能,并重点总结了各业务域对业务部署的限制因素;说明业务在现网落地面临APN选择时,所需考虑的问题和影响因素;并以现网已部署业务为案例,说明对上述问题和因素处理上的可借鉴之处,以及在组网方案选择和部署上的可借鉴之处;最后提出新业务部署的参考和指导原则。
本手册主要包括以下几方面内容:为什么要写这本手册、APN定义和分类、中国移动典型APN及其特征、业务选择APN的影响因素、业务选择APN的原则、业务新增APN的原则、业务服务器的组网方式以及附录A“典型业务服务器的组网案例”。
本研究项目由中国***计划部委托。
本手册起草单位:中国***研究院。
本手册主要起草人:
目 录
1. 为什么要写这本手册? 5
2. APN定义和分类 7
2.1. APN定义和作用 7
2.2. 中国移动APN分类 7
3. 中国移动典型APN及其对应的业务域特征 9
3.1. 典型APN业务域的特征 9
3.1.1. CMWAP APN 9
3.1.2. CMNET APN 11
3.1.3. CMSIP APN 11
3.1.4. 其他 13
3.2. 典型APN业务域的对比 13
4. 业务选择APN的影响因素 15
4.1. 用户标识获取 16
4.1.1. CMWAP APN 16
4.1.2. CMNET APN 19
4.1.3. CMSIP APN 2019
4.1.4. CMM2M APN 20
4.2. 业务路由 2120
4.2.1. GPRS接入路由 2120
4.2.2. 服务器地址解析 21
4.2.2.1. CMWAP域 2221
4.2.2.2. CMNET 25
4.2.2.3. CMSIP 2625
4.3. 新业务部署对业务域的影响 26
4.3.1. CMWAP域 26
4.3.1.1. 防火墙配置和改造 2726
4.3.1.2. GGSN的内容计费支持 27
4.3.2. CMSIP 28
4.3.2.1. 新增设备:用户识别服务器(已建) 28
4.3.2.2. 新增设备:DNS代理服务器的引入(未建) 2928
4.3.3. CMNET 2928
4.4. 业务的计费要求 29
4.4.1. 业务计费的模式和要求 29
4.4.2. 各业务域提供的计费手段和策略 30
4.4.2.1. CMWAP APN 30
4.4.2.2. CMNET APN 31
4.4.2.3. CMSIP APN 31
4.4.2.4. 其它 APN 3231
4.5. 和该域已部署业务的关系 32
5. 业务选择APN的原则 32
6. 业务新增APN的原则 33
6.1. 新增APN的原则 33
6.2. 新增APN的典型案例 3433
7. 业务服务器的组网方式 34
7.1. 业务服务器的组网方式 3534
7.1.1. 单点组网 3534
7.1.2. 多点组网 35
7.2. 业务服务器组网方式演变的案例 3635
7.2.1. 单点组网(多点组网 3635
7.2.2. 多点组网(单点组网 3837
8. 附录A:典型业务服务器的组网案例 39
8.1. CMWAP域内业务组网案例 39
8.1.1. 单点组网 39
8.1.2. 多点组网(分省建设) 4342
8.1.3. 多点组网(大区建设) 4443
8.2. CMSIP域内业务组网案例 4544
8.2.1. 单点组网 4544
8.2.2. 多点组网 4645
8.3. 其它APN域内业务组网案例 4645
编制历史 4746
为什么要写这本手册?
移动数据业务在现网部署和建设时,总会面临一个不变的议题:选择哪个APN作为业务的接入点?新业务建设者发现,选择APN变成了新业务现网落地越来越头疼的问题。如果您也遇到下面类似的问题,就会在本手册中找到答案。
为什么业务选择APN变成了一个难题?
一个新业务在选择APN时需要考虑的因素有哪些?
什么情况下可以新建一个APN来解决新业务接入?
在选择了某个APN后,如何利用该APN对应的业务域基础资源进行业务部署和组网?
在开始本手册之前,首现我们来看看第一个问题的由来,这也是本手册写作的起始点:
为什么新业务建设时,APN选择会变成一个难题?
“选择APN”背后的潜台词多:选择某个APN背后其实潜藏着诸多需要考虑的问题。现网有多少可供选择的APN?不同的APN其实都对应着不同的业务域,这些业务域的基础设施、能力和定位是不同的,其对业务部署的支持也不同。因此业务部署时,对各业务域的情况还得全面分析和比较,才能够选出最合适的APN以及对应的业务域。这部分工作涉及的内容多,梳理和总结所需时间长,却又是每个业务都不得不面对的重复劳动。
业务域虽多,业务落地却很难:每个业务域在设计之初,总是有针对性的,可能着重解决了某类业务的接入问题,而对其他类型业务的支持就有问题。对于新业务建设者来说,就出现了“业务域虽多,业务落地却很难”的现实问题,该问题的出现本质上源自于“现网APN及对应的业务域缺乏统一的定位和规划”。
现网APN及对应的业务域缺乏统一定位和规划:目前,集团和个人业务,都缺乏一个功能完善的提供业务统一接入的域。现有业务域不能满足业务部署的情况时有发生,业务不得不采用新增APN的方式满足业务急迫的部署需求。随着各类数据业务(个人和集团)激增,现网APN及其对应的业务域数量也在直线上升,现有业务域的定位和组网结构也不断发生适应性的调整、升级或改造。这无形中又增加了现网业务域复杂混乱和定位不清的局面。这种局面对新业务部署极为不利。
为什么要写这本手册?
由于APN选择和业务组网的决策难,造成新业务落地困难、建设周期长等问题。这些问题长期困扰着新业务建设者,急迫需要对各业务域定位和功能进行梳理,并为新业务部署提供APN选择和组网上的统一参考和指导。这也是编写这本手册的初衷。
提供统一参考,避免重复劳动:通过研究发现,新业务在现网部署过程中,遇到的诸多组网部署问题存在一定普遍性,且这些问题的解决方案有一定规律可循。基于对这些共性问题的研究和总结,形成了本手册的主要内容。
避免业务域无序化增长,避免现网组网日益复杂化趋势:本文提出的“现网业务APN选择和新建原则”,是基于“中国移动APN业务域定位和组网规划研究项目”的成果提出的。以通俗易懂的手册形式推广这些研究成果,有利于现网业务域发展遵循“规划研究”的成果,避免业务域无序化增长,具有长期的参考价值。
写给谁?
提供给计划建设部门、新业务研究者和实施者,网络维护和管理者,作为新业务在现网部署落地的参考。对集团***新业务建设相关的部门和参与者来说,本手册都具有很好的参考和启示作用。
这本手册的完成,离不开研究院业务研究所各业务负责人的参与,在他们的帮助下,项目组得以顺利完成对现网典型业务的调研和梳理;在和他们交流的过程中,碰撞出来的需求和思路,对“中国移动APN业务域定位和组网规划研究”项目也起到了参考和指导作用。在此,向他们表示由衷的感谢!
APN定义和分类
APN定义和作用
APN(Access Point Name)即接入点名称,APN仅在GPRS核心网中起作用,自身具有两重标识的含义:路由标识和业务域标识。
新业务在现网部署时,首先要选择适合该业务的APN。选择了某个APN,意味着选择了业务数据流在GPRS接入网中的路由和出口GGSN,同时也决定了从出口GGSN进入哪一个业务域。因此,APN可以看做是移动客户端通过GPRS网络接入服务或其他网络的入口。
APN的含义:路由标识和业务域标识
APN作为路由标识:SGSN根据APN,向特定的DNS服务器查询该APN对应的GGSN IP地址,以确定用户应接入的GGSN。
APN作为业务域标识:GGSN根据APN不同,将用户的业务流送到不同的业务域。而不同的业务域则对应了不同的业务承载组网方式、用户标识获取方式、计费模式等关键问题。
中国移动APN分类
APN按照不同的分类方式,有常设APN和临时APN,全网APN和省专属APN的区别。
常设APN包括:CMNET、CMWAP、CMMAIL、CMCWT、CMM2M、LiNing···。
临时APN包括:CMSIP、CMDM···
上述常设和临时APN属于全网APN。全网APN是指这些APN一旦确定后,需要在全网进行局数据配置;全网业务使用全网APN进行接入,全网用户在任何地方都可以通过签约该APN(签约相应的业务,从而签约该APN),获得相应数据接入服务的能力。
虽然CMSIP被定位为临时APN,但是CMSIP域中部署的业务,都是一些在CMWAP域难以部署的数据业务,因此,在WAP域彻底解决这些问题之前,CMSIP域会一直存在。
CMDM的APN是DM业务试点期间的临时APN,最终DM业务会在CMWAP域部署。
除了全网APN外,还有省专属APN的概念。这类APN的形式和全网APN不同,如行业应用给某大客户分配的省专有APN“GD.GuangdongLianli”,该APN不需要在全网进行据数据配置,且仅为该省用户进行服务(包括该省用户漫游的情况)。
中国移动典型APN及其对应的业务域特征
典型APN业务域的特征
CMWAP APN
通过CMWAP APN接入的是WAP域。WAP域设计之初主要面向基于WAP协议/HTTP协议的业务,如手机WAP上网浏览,彩信等。之后随着数据业务的不断发展,为了支持逐渐引入的诸多非HTTP协议的业务(如在线游戏、流媒体、飞信等),WAP域不断进行升级改造和适配。目前CMWAP已逐渐成为绝大多数中国移动自营数据业务的接入点,其中主要的业务及其对应的协议类型总结如下表所示:
APN
业务名称
组网情况
协议类型
CMWAP
彩信
多点组网
基于HTTP的MMS
通用下载业务
多点组网
HTTP
DCD
多点组网
基于HTTP
号簿管家 (PIM)
单点组网
基于HTTP的Syncml
流媒体
单点组网
HTTP和RTSP、RTP
飞信
单点组网
HTTP或SIP-C
在线游戏
单点组网
HTTP和Socket连接
PushMail(个人版)
单点组网
PoP、SMTP
WAP上网( 第三方)
?
WAP/HTTP
WAP域的组网特征和基础功能如下图所示。
CMWAP域组网现状
WAP域组网特征:采用就近接入原则
移动终端通过接入地SGSN就近接入某个GGSN。GGSN和WAP网关的对应关系为一对一,或多对一。用户客户端使用CMWAP接入业务平台时,由GGSN给WAP域用户分配IPv4私有地址。GGSN将CMWAP APN对应的用户业务流进行GRE封装,使得业务流通过隧道能够进入该GGSN所对应的WAP域内。
用户业务流通过WAP网关防火墙进行NAT转换后,访问公网的业务平台。WAP域的出口防火墙实现用户地址的NAT转换。
WAP域组网特征:WAP域相互独立
CMWAP业务域相互独立。各WAP网关都采用相同的10.0.0.172私有地址,WAP业务域之间不互通。每个WAP域内设置一个WAP网关,该WAP网关作为该域HTTP访问的代理节点存在,并承担了一些辅助业务平台获取用户信息的功能。
根据WAP九期建设情况,现网目前存在79套WAP网关设备,也就是存在79个彼此独立的WAP域(WAP VPN)。对于选择CMWAP APN的全网业务平台来说,为了能够让全网用户访问,业务平台的部署必须放置于公网上。如果放置于某个WAP域内,则不能被其他GGSN接入的用户访问。因此,通过WAP域接入的业务平台位置都是在WAP域防火墙(NAT)设备之后。
WAP域功能特征:WAP网关功能
WAP网关是HTTP业务的代理访问节点。WAP网关地址(10.0.0.172)作为配置参数在出厂时统一预置入终端客户端。所有配置了WAP网关作为代理地址的客户端在访问业务平台的时候,都通过WAP网关做代理点进行访问。当用户有基于HTTP的数据业务访问需求时,其目的地址都指向WAP网关,并由WAP网关代理用户访问公网业务服务器。
现网WAP网关功能包括:完成用户接入认证(目前设置为“默认都能访问”)、代客户端进行目的服务器URL地址解析、在HTTPXX中插入用户MSISDN等信息的功能。因此用户终端只需记录WAP网关的IP地址,当访问数据业务时,WAP网关可作为代理服务器,代替用户发起DNS解析流程,客户端不需要知道DNS地址,也不需要参与DNS流程,就能通过URL访问对应的业务服务器。通过WAP域内的Radius功能,WAP网关可以方便获取用户的MSISDN,并在用户访问的HTTP头部插入用户的MSISDN等信息,通过该功能,业务平台可以获取用户的MSISDN等信息,从而可以确认用户的身份。
另外,WAP2.0网关,已经不再承担协议转换的功能,因为客户端WAP2.0浏览器的协议和普通的HTTP协议几乎没有区别。同时,WAP网关也不承担和终端页面显示相关的适配工作。
CMNET APN
CMNET APN目前仅作为数据业务通道,提供开放的互联网业务通道,向用户收取通信流量费用。其上的典型业务包括:随e行数据卡上网业务、手机第三方客户端访问互联网、部分行业应用等。CMNET APN网络结构示意图如下图所示。
CMNET域组网现状
CMNET域承载组网的基本原则是:
就近接入原则
移动终端通过接入地SGSN就近接入某个GGSN,使用CMNET APN的业务数据流通过GGSN对应的防火墙(具有NAT功能)接入互联网。通过该APN访问的站点都放置于公网,GGSN给用户分配私有IPv4地址,因此用户和业务平台之间的NAT功能是必不可少的。
CMSIP APN
设立CMSIP APN初衷是为了支持基于SIP的Video Share和PoC业务在现网落地。后期A-GPS业务也会使用CMSIP APN接入。
这两个业务在WAP域落地困难。Video Share、PoC业务基于SIP协议,在WAP域部署时遇到防火墙不能支持SIP协议NAT穿越的问题,对WAP域防火墙都带来较高改造要求,部署实施难度较大;同时,由于WAP网关不能代理SIP协议的访问,因此,业务平台在WAP域很难获取用户MSISDN信息。为此特引入CMSIP作为临时APN。
AGPS业务之所以也在SIP落地,也是因为AGPS业务是基于TCP的SUPL协议,该协议也无法利用WAP网关辅助业务平台获取MSISND。
CMSIP域组网现状
SIP域的组网特征和基础功能:
SIP域的组网特征:特定GGSN接入
用户通过CMSIP APN访问数据业务,仅有两个出口。2G网络的一个GGSN出口和TD网络的一个GGSN出口。各省SGSN根据该APN选择相应某个GGSN作为业务接入点。
SIP域的组网特征:避免NAT问题
CMSIP域为用户分配私有IP地址,CMSIP域内的业务平台也采用私有地址,GGSN通过隧道方式将业务数据流送达业务平台,CMSIP由于业务平台和用户终端可以被看作在一个统一的VPN内,从而避免在用户和业务平台之间的NAT。因为避免了NAT,也就避免了SIP协议的NAT穿越问题。
SIP域的基础功能:用户识别服务器(UIS)
SIP域引入用户识别服务器(UIS),用以保存从GGSN发送的用户MSISDN和IP地址的对应关系,并对业务平台提供手机号码和IP地址对应关系的查询接口,从而满足了业务平台对用户进行用户合法身份获取的要求。
其他
除了上述三个比较通用的APN外,还有专门为某个业务单设的APN:CMMAIL,CMDM,CMM2M。
CMMAIL专门为Pushmail企业版用户设置;
CMDM专门为试点阶段的M2M业务设置;
CMM2M专门为M2M业务设置。
这三个业务域的情况会分别在下面的章节介绍。
典型APN业务域的对比
CMWAP域定位:WAP域是严格控制用户访问的通道,是自营业务和手机网页浏览最主要的接入点。在CMWAP域业务开展初期,主要服务于基于HTTP的业务,对于非HTTP协议的业务,除非在WAP域防火墙上进行特殊的透传设置,否则其访问是被禁止的。目前,CMWAP域部署了现网绝大多数的自营数据业务,包括基于HTTP协议的业务和非HTTP协议的业务。CMWAP域还为这些数据业务提供了特殊的内容计费支持。
CMSIP域定位:建设之初,是因为SIP业务很难在WAP域落地而临时建的业务域,但却有其长期存在价值。对于那些在CMWAP域部署困难的非HTTP业务,如基于SIP协议的Video share和PoC,基于SUPL协议的AGPS业务,目前使用CMSIP APN接入。CMSIP的APN会和CMWAP、CMNET并存相当长一段时间,因为,要支持这些非HTTP的业务,需要对CMWAP域有较大的改造要求,短时间内很难实现。
CMNET域定位:目前的CMNET APN,对应着不加任何控制的业务通道。CMNET主要用于承载开放的互联网业务,用户可以通过CMNET使用第三方软件和业务。目前,CMNET是用户访问互联网的不加限制的通道,会针对用户收取流量费。未来,将通过在CMNET域引入新的Web网关设备,加强运营商对于CMNET域的各类Internet应用的管理和控制力度,但同时也使得CMWAP和CMNET的界限更为模糊,其业务特征愈加趋同。对CMNET和CMWAP关系的探讨在“中国移动APN业务域定位和组网规划研究项目”中作为重点议题,会深入分析和讨论。
CMWAP域
CMNET域
CMSIP域
业务定位
严格管理和控制的业务访问通道,向自营业务和授权的第三方开放
不加管理和控制的业务访问通道
和WAP域互补的封闭的自营业务域
业务种类
主流的自营业务
手机WAP/HTTP浏览
SP业务
随意行
互联网业务
部分行业应用
Video share
PoC
AGPS
基础设备
GRE路由器+WAP网关+防火墙(NAT)
防火墙(NAT)
GRE路由器+用户识别服务器(UIS)
用户地址
私有地址
私有地址
私有地址
服务器地址
公有地址
公有地址
私有地址
NAT转换
需要,WAP网关防火墙
需要,和GGSN直接关联的防火墙
不需要
辅助业务平台获取MSISDN
基于HTTP的业务,通过WAP网关在HTTPXX中插入MSISDN
无相关 内容过长,仅展示头部和尾部部分文字预览,全文请查看图片预览。 置复杂度,不同域业务平台间互联和整合的难度大,且利用GRE隧道机制实现VPN,协议开销较大。对于业务量较大有多点组网需求的业务引入时,建议该域采用IP专网承载。
CMSIP域单点组网结构图
其它APN域内业务组网案例
除上述常设APN之外,其它的临时APN、行业APN、省级APN等在现阶段一般采用单点组网方案,各省SGSN通过配置APN指向特定的GGSN,GGSN与业务平台通过隧道方式连接。
PushEmail(企业版)
PushEmail企业版采用单点组网方案,全国范围内只设置一套邮件推送网关,用以保存和管理邮件代理网关的注册信息,作为邮件客户端和邮件代理网关通信的中介。企业版业务由中国移动向每个集团客户提供单独的邮件代理网关,全网配置多套企业代理网关,安装在集团客户的防火墙之后,所有PushEmail的用户均可通过GRPS/EDGE/TD-SCDMA数据连接方式接入邮件系统。
PushEmail业务组网结构图
编制历史
业务APN选择和组网参考手册
版本号
更新时间
重大修改
1.0.0
2008-11-25
1.0.0版本
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