5G信令(就是用戶身份信息)風暴——就是客戶端通過公鑰加密的消息(攜帶手機IMSI號)發給服務端,服務器需用私鑰解密,這個解密比較消耗資源,如果短時間大量請求到來就會觸發信令風暴


信令:手機開機后,先從USIM中讀取之前運營商分配的臨時身份信息GUTI/TMSI,發送攜帶該身份信息的信令給基站,請求接入運營商網絡。

如果每個設備的每條消息都需要單獨認證,則網絡側安全信令的驗證需要消耗大量資源。在傳統4G網絡認證機制中沒有考慮到這種海量認證信令的問題,一旦網絡收到終端信令請求超過了網絡各項信令資源的處理能力,則會觸發信令風暴,導致網絡服務出現問題,使整個移動通信系統出現故障,進而崩潰。

 

from:http://news.idcquan.com/tx/144770.shtml

 

 

針對大規模物聯網場景方面,預計到2020年聯網設備達500億台。終端包括物聯網終端、RFID標簽、近距離無線通信終端、移動通信終端、攝像頭以及傳感器網絡網關等。由於大部分物聯網終端具有資源受限、拓撲動態變化、網絡環境復雜、以數據為中心以及與應用密切相關等特點,與傳統的無線網絡相比,更容易受到威脅和攻擊。在此情況下,為了確保信息的准確有效性,需要在機器通信中引入安全機制。(見https://www.cnblogs.com/bonelee/p/9284499.html)如果每個設備的每條消息都需要單獨認證,則網絡側安全信令的驗證需要消耗大量資源。在傳統4G網絡認證機制中沒有考慮到這種海量認證信令的問題,一旦網絡收到終端信令請求超過了網絡各項信令資源的處理能力,則會觸發信令風暴,導致網絡服務出現問題,使整個移動通信系統出現故障,進而崩潰。

 

 

wiki上解釋

信令風暴是指網絡收到的終端信令請求超過了網絡各項信令資源的處理能力而導致網絡服務出現問題。一些手機應用程序會頻繁地和服務器交換少量的數據以確保用戶保持在線狀態,這樣會占用大量網絡資源,當信令流量超出網絡的信令處理能力后,網絡便會失控並導致服務不可用。

 

 知乎上的回答比較好:

微信的大規模使用真的會過多占用信令,影響通訊穩定嗎?

 from:https://www.zhihu.com/question/20849677

以上回復的答案被贊同,我十分不同意。顯然很多人不了解其中的原理,我的答案是:微信會占用過多的信令,從而可能產生「信令風暴」,導致網絡不穩定。

1.「信令風暴」是什么?
由於網絡收到的終端信令請求超過了網絡各項信令資源的處理能力,引發網絡擁塞以至於產生雪崩效應,導致網絡不可用,我們稱之為「信令風暴」。

2.為什么會產生「信令風暴」?
1)智能終端比例大幅增長,2013年預計超過50%(自中國互聯網中心),見下圖:

2)數據業務年均增長155%(Mobile Network Offloading,ABI),見下圖:
3)業務需求越來越多樣化,帶來時延短、速度快、流量大等特點,見下圖:
基於以上3點,我再展開闡述。

 

首先,智能手機為省電,引入休眠特性,6-10s沒有數據傳送則釋放連接。由於現在智能手機用戶使用時間長、屏幕大、所以耗電量很大,廠家為了節電使用了快速休眠功能,即一段時間沒有數據傳送,手機會不經網絡側准許而釋放鏈接。

其次,像手機QQ、手機微博、微信等應用的使用,會帶來大規模小數據量的頻繁交互,該類業務流量的建立和釋放一般是通過信令信道承載的。如下圖所示:

那么,頻繁的小流量數據交互大量消耗信令信道資源,導致信令量的增幅遠大於業務流量的增幅。簡單來說,這些應用會周期性地向應用服務器發送報文保證用戶永遠在線的狀態,引起已釋放的連接重建。為了保持永遠在線的狀態,各種應用客戶端會向服務器不斷發送“心跳”,保持其“永遠在線”狀態。

 

根據統計,智能終端上這類軟件所引發的無線信令流量是傳統非智能終端的10倍以上,這進一步增加了智能手機產生的信令。同時,必然會影響終端與網絡之間的空中接口的信令處理能力,那么一旦信令信道發生擁塞,就會導致空口資源的調度失控。這時,即便空口資源是空閑的,終端也無法使用。

這種情況很容易引發雪崩效應,當終端申請不到空口資源或鏈接不上網絡,就會不斷重試,導致信令信道更加擁塞,直到癱瘓。

3.「信令風暴」導致過什么樣的后果?
近年來,信令風暴對運營商網絡的影響層出不窮,歸根結底均是由於永遠在線類業務周期性頻繁大量的心跳數據包對網絡資源造成了極大的消耗所致。

以下是由信令風暴產生的部分故障案例:

1)日本最大的移動運營商NTT DOCOMO(2012.1.25):
在東京地區的網絡發生故障,在持續四個多小時的故障期間,有252萬用戶受到了影響。NTT DOCOMO事后調查發現,激增的數據流量是導致網絡故障的主因,而產生大量數據流量的來源是一款可以免費語音通信的Android應用,會每隔3至5分鍾發送控制信令。
日本運營商要求谷歌改進Android減小網絡壓力

2)北美-AT&T(2009.09.04):
iPhone 在紐約地區掉話率高達30%,收發一條Twitter消息延遲15分鍾。

3)歐洲-英國O2(2009.12.30):
數據流量增長18倍,信令激增;8%的智能終端用戶產生55%的信令流量,倫敦一些用戶周期性無法撥打/接聽電話。

4)澳洲-新西蘭電信(2010.03.02):
過載的原因推測來自WCDMA/HSDPA用戶信令激增,三個月時間里,3G網絡四度癱瘓,CTO被辭退。

4.微信會不會產生「信令風暴」?
1)單次傳輸的數據量較小;
2)接入和釋放頻次較高;
3)在線時間長但傳送數據的時間很短;
4)上下行傳輸的數據量較為對稱。
這些特點,微信具有產生「信令風暴」的條件。

5.會不會影響通信網絡正常運行?
基於以上理由,肯定會對網絡運營造成一定影響。

6.現階段運營商現在采取何種手段預防「信令風暴」?
1)提升網絡建設和覆蓋;
2)優化無線參數和提高網絡資源利用率;
3)均衡上下行資源,增強上行容量;
4)建立多維度的流量分析和監控體系;
5)提高設備冗余度,完善系統過載保護機制;
6)定期對信令面運行狀態進行評估和容量預測;
7)通過采用「網絡控制的快速休眠」功能,將快速休眠的控制權交還網絡,可以大大降低網絡節點的信令負荷;
8)提高流量精細化經營能力。

7.總結
我不是很同意不經分析的言論,大家對運營商有太多的誤解。就事論事,在移動互聯網時代,運營商自己也不斷認識到自己逐漸淪為管道的尷尬局面,最后往往還是出力不討好。現在運營商做了很多工作,保障網絡的KPI和用戶體驗。

同時,也建議需要規范智能應用程序開發,應用程序需要考慮降低在線心跳的頻率,減少對網絡資源的浪費。

總之,運營商還是要通過與移動互聯網產業鏈上各方(設備商、手機廠商、應用開發商)一起合作,開放心態,共同應對挑戰,而不是一味的「酸葡萄心理」想去阻止OTT不可逆轉的潮流。只有這樣,才能避免由於「信令風暴」的出現導致網絡癱瘓。


免責聲明!

本站轉載的文章為個人學習借鑒使用,本站對版權不負任何法律責任。如果侵犯了您的隱私權益,請聯系本站郵箱yoyou2525@163.com刪除。



 
粵ICP備18138465號   © 2018-2025 CODEPRJ.COM