本文作者： 劉浩然

本文來源： 與非網(wǎng)eefocus

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　　6月8日下午,，有大量廣東電信用戶反饋手機(jī)出現(xiàn)了打不了電話，上不了網(wǎng)的情況,。事發(fā)時正值高考期間,，而且斷連并沒有在短時間內(nèi)迅速恢復(fù)，這一消息也迅速被頂上各大平臺熱搜,。

　　據(jù)悉,，本次受到影響的用戶并不只是位于廣東的電信用戶。

　　據(jù)網(wǎng)友證實,，只要你用的是廣東電信卡,，不論人在哪里，都一定會出現(xiàn)不能打電話的情況,。根據(jù)2021年廣東電信官方資料顯示,，廣東電信的用戶總數(shù)量達(dá)到4500萬以上。

　　更可怕的是,，這次“斷連”事件不僅影響范圍廣,，恢復(fù)時間還很長。

　　據(jù)網(wǎng)友評論稱,，很多人在下午兩點左右就出現(xiàn)了不能撥打電話的情況,。官方微博在下午4點左右通報了這一事件。

　　不過,，斷連被沒能像以往一樣很快恢復(fù),。

　　一般來說，發(fā)生概率最高的服務(wù)器宕機(jī)事件可以通過重啟服務(wù)器解決,。而省級電信部門是一定擁有一套可快速上線的服務(wù)器備份的,。在備用服務(wù)器協(xié)助下重啟，可以保證絕大部分問題在半小時內(nèi)解決,。

　　2021年12月10日下午5點20左右,，陜西電信曾出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)故障，西安,、臨潼,、寶雞等多地用戶無法上網(wǎng)，但在下午5點50分前后,，網(wǎng)絡(luò)就已經(jīng)基本順暢,。2022年1月12日0:27，中國電信出海信號受阻,，官方通報為設(shè)備故障,，經(jīng)過緊急處置，于0:51修復(fù)完畢,。

　　然而回顧本次事件,，通信全面恢復(fù)時間可能長達(dá)4-5小時。直到晚上7點多才完全恢復(fù)。

　　本次事件還有一點十分特殊,，就是受影響用戶僅電話與短信功能無法使用,，上網(wǎng)功能不受影響。

　　在斷連之初,，電信內(nèi)部其實已經(jīng)流出了本次事故的大致原因。后來經(jīng)過多名通信專家確認(rèn),，已經(jīng)可以基本得出結(jié)論：廣東電信的核心網(wǎng)出現(xiàn)故障,，LDRA到HDRA之間鏈路出現(xiàn)擁塞現(xiàn)象。專家解釋,，鏈路擁塞原因可能為某設(shè)備商的數(shù)通設(shè)備出現(xiàn)異常,，導(dǎo)致數(shù)據(jù)包重傳，引起信令風(fēng)暴,。應(yīng)急處理方法是在SBC部署了流量控制流程,，以及將某設(shè)備商的路由器隔離。

　　什么是LDRA與HDRA,？為什么只有廣東電信的用戶受影響,？為什么故障只影響通話而不影響網(wǎng)絡(luò)？本文將帶你分析手機(jī)通話的內(nèi)部過程,，找到斷連的真正原因,。

　　從撥出到接聽，發(fā)生了什么,？

　　手機(jī)從電話按下?lián)艹鲦I,，到接聽人接聽為止，這一過程并不簡單,，其中要涉及到復(fù)雜的信令流程,。

　　在你撥出電話前，手機(jī)其實早早的開始準(zhǔn)備將你的“聲音”傳遞出去,。

　　通常手機(jī)在剛開機(jī)的時候是不能撥打電話的,。這時需要等待手機(jī)進(jìn)行“搜索信號”。只有當(dāng)手機(jī)頂部狀態(tài)欄出現(xiàn)三大運營商的名字后,，我們才能撥打電話,。這個過程其實就是在手機(jī)與小區(qū)基站之間建立連接，包含小區(qū)搜索,、讀取系統(tǒng)廣播（隨機(jī)接入）和網(wǎng)絡(luò)側(cè)注冊登記（附著）三個過程,。

　　這里的“小區(qū)”并不是我們認(rèn)識中的居住小區(qū)，而是被蜂窩網(wǎng)絡(luò)劃分出的一個個六邊形區(qū)域,，每個區(qū)域都會有一個基站,。通常來講一個基站對應(yīng)一個小區(qū)，即以基站為中心的一片覆蓋區(qū)域，若基站覆蓋范圍較大,，還可以將小區(qū)劃為不同的扇區(qū),，一根天線負(fù)責(zé)一個扇區(qū)的信號傳輸。

　　當(dāng)手機(jī)開機(jī)后,，一般會從手機(jī)射頻端檢測出一個功率最大的小區(qū),，接著手機(jī)會和該小區(qū)的基站達(dá)成頻率與時隙同步，這樣手機(jī)就可以使用當(dāng)前基站的網(wǎng)絡(luò)服務(wù),，最后再進(jìn)行驗證等工作,，確認(rèn)該手機(jī)入網(wǎng)的合法性。之后你就具備了撥打電話的條件了,。這個過程在開機(jī)后會多次重復(fù),，使手機(jī)始終與信號最強(qiáng)的基站（或多個近處的基站）保持連接。

　　回到打電話的流程中,，手機(jī)中的麥克風(fēng)會將聲音這種模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號,，通過基帶芯片進(jìn)行編碼后，通過天線將信號（高頻脈沖）散發(fā)出去,?；镜氖瞻l(fā)器收到信號，會對信號進(jìn)行進(jìn)一步處理并上行,，然后通過光纜傳遞到目標(biāo)區(qū)域的基站,。之后的流程便是將上述流程反向走一遍，接收方就能聽到語音了,。

　　不過,，這個過程十分簡化，其中也省略了一個關(guān)鍵步驟,，基站怎么知道你要打電話的人在哪個基站旁邊,？其實，這個流程與手機(jī)初次連接基站時的信息交換相關(guān),。手機(jī)SIM卡在注冊時都會有歸屬地,，比如本次上了熱搜的廣東電信，歸屬地就是廣東,，當(dāng)然歸屬地往往還會細(xì)分,，例如廣州電信、深圳電信,、佛山電信等,。歸屬地的交換中心（MSC）中會存儲所有注冊的SIM卡信息。

　　MSC具有號碼儲存譯碼,、呼叫處理,、路由選擇、回波抵消、超負(fù)荷控制等功能,。作為網(wǎng)絡(luò)核心,，還支持位置登記、越區(qū)切換和自動漫游等移動管理功能,，以及信道管理,、數(shù)據(jù)傳輸，以及包括鑒權(quán),、信息加密,、移動設(shè)備識別等安全保密功能。

　　當(dāng)手機(jī)上網(wǎng)后,，運營商的服務(wù)器（交換中心，MSC）會記錄該手機(jī)最后出現(xiàn)在哪個基站旁邊,。

　　如果呼出用戶和被呼用戶都在歸屬地,，那么手機(jī)的信號就會通過呼出手機(jī)——基站——呼出地MSC——光纜（核心網(wǎng)內(nèi)部通信）——被呼地MSC——基站——被呼手機(jī)傳輸。

　　如果被呼用戶不在歸屬地,，被呼MSC會向被呼用戶所在地的MSC轉(zhuǎn)發(fā)呼叫請求,，再通過基站連接。這個路徑就是呼出手機(jī)——基站——呼出地MSC——光纜——被呼歸屬地MSC（轉(zhuǎn)發(fā)請求）——光纜——被呼地MSC——基站——被呼手機(jī),，此時呼出地與被呼地之間仍然通過核心網(wǎng)內(nèi)部光纜直連,，但這中間需要通過當(dāng)?shù)氐腗SC轉(zhuǎn)發(fā)才能接通。

　　斷連的原因

　　在初步的了解了手機(jī)通話原理后,，我們來嘗試一步步分析斷連原因,。

　　或許你曾經(jīng)有過這種經(jīng)歷，當(dāng)你正在玩手機(jī)網(wǎng)游,，與對手大戰(zhàn)300回合的時候,，突然一個電話打過來，手機(jī)瞬間失去網(wǎng)絡(luò)連接,。雖然你一瞬間掛掉了電話,，但這短暫的斷網(wǎng)還是讓你輸?shù)袅岁P(guān)鍵團(tuán)戰(zhàn)，導(dǎo)致游戲失敗,。

　　如今這種令人“暴躁”的經(jīng)歷已成歷史,，4G時代后，使用VoLTE網(wǎng)絡(luò)的手機(jī)已經(jīng)可以做到邊打電話邊上網(wǎng)了,。這種改變的關(guān)鍵,，就在于過去上網(wǎng)與通話使用的是同一條鏈路，如今則變?yōu)閮蓷l,，打電話業(yè)務(wù)通過IMS（IP Multimedia Subsystem,，IP多媒體子系統(tǒng)）線路傳輸，而互聯(lián)網(wǎng)則通過LTE線路傳輸，通話再也不會占用網(wǎng)絡(luò)通信的通道,。

　　正是由于通話與網(wǎng)絡(luò)各自獨立,，造成了故障僅影響通話與短信，而不影響網(wǎng)絡(luò)的結(jié)果,。不過這僅解釋了其中一部分原因,，斷連的關(guān)鍵還是要剖析核心網(wǎng)內(nèi)部的故障。

　　我們常見的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造,，從2G到5G,，基本可分為3層，即接入層,、匯聚層,、核心網(wǎng)。我們?nèi)粘Ｄ芸吹降幕?，就屬于接入層?/p>

　　當(dāng)基站收集到手機(jī)發(fā)出的信號后,，會經(jīng)過承載網(wǎng)傳輸?shù)胶诵木W(wǎng)，承載網(wǎng)可以簡單理解為信號的傳輸高速路,，通過光纖將信號從基站傳輸?shù)胶诵木W(wǎng)上,。這一過程與前文提到的手機(jī)撥打電話的通信過程類似。

　　核心網(wǎng)是連接移動接入網(wǎng)和外部網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵部分,，為用戶提供了核心業(yè)務(wù)的支持,，如語音通話、短信,、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)等,。它就像一個巨大的交換機(jī)或路由器，將來自世界不同角落的信號分發(fā)到目的地,。因此,，核心網(wǎng)需要支持海量的用戶接入，還需要保證高可靠性與安全性,。

　　前文提到的MSC交換機(jī)也是核心網(wǎng)的一部分,，只不過MSC是基于2G通信網(wǎng)絡(luò)架設(shè)的，在進(jìn)入LTE時代后,，MSC的功能就被集成在了電路域（CS網(wǎng)絡(luò)）中,，3G時代又歸為IMS系統(tǒng)中。

　　隨著4G,、5G網(wǎng)絡(luò)的鋪開,，核心網(wǎng)逐級向基于IP的全互聯(lián)的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)向，這其中業(yè)務(wù),、安全,、維護(hù)及擴(kuò)展性等問題,，都將成為網(wǎng)關(guān)升級重點。目前,，DRA的部署和建設(shè),，可以真正實現(xiàn)核心網(wǎng)的擴(kuò)展，簡化網(wǎng)絡(luò),，實現(xiàn)快速部署,、高效維護(hù)及增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)安全。

　　DRA即Diameter Routing Agent,，路由代理節(jié)點,。DRA節(jié)點負(fù)責(zé)LTE Diameter信令目的地址翻譯和轉(zhuǎn)接, 實現(xiàn)LTE用戶的鑒權(quán)、位置更新,、計費管理等功能,。Diameter信令網(wǎng)采用分級、分區(qū)組網(wǎng)架構(gòu),，由信令轉(zhuǎn)接點DRA分區(qū)匯接Diameter信令節(jié)點的信令消息,。一般DRA節(jié)點會劃分省內(nèi)與省外。其中省內(nèi)按照各地區(qū)承載量部署LDRA,，每個LDRA再劃分不同網(wǎng)元，網(wǎng)元與不同LDRA通過網(wǎng)狀相連,。最終,，省內(nèi)不同的LDRA會統(tǒng)一接入省級的HDRA中。

　　現(xiàn)在我們可以簡單分析廣東電信斷連的真正原因了,。

　　從通報中,，我們了解到LDRA向HDRA傳輸受阻，而本次事故影響遍及全省,，則HDRA的某臺設(shè)備出問題的概率較高,。其中DRA節(jié)點掌握著用戶的鑒權(quán)、位置更新等重要功能,，可以說已經(jīng)成為本地用戶的數(shù)據(jù)庫,。DRA還承擔(dān)了曾經(jīng)MSC交換機(jī)的責(zé)任，負(fù)責(zé)向外界發(fā)送注冊用戶信息,。因此,，重要DRA節(jié)點宕機(jī)，導(dǎo)致整條IMS線路不通,，直接影響了所有廣東電信用戶的通話與短信功能,，即使是身處外地的用戶也無法避免“用戶數(shù)據(jù)庫丟失”的問題。

　　有業(yè)內(nèi)人士分析了多個受影響案例后發(fā)現(xiàn),，廣東電信用戶之間不能互打電話,，顯示空號,，而電信用戶撥打其他運營商（移動、連通）則可以打通,，反過來卻不行,。這也證明DRA某設(shè)備損壞推論的合理性。

　　寫在最后

　　其實,，本次廣東電信大范圍長時間斷連背后,，其實隱藏著一個更加重要的隱患，那就是防災(zāi)冗余機(jī)制沒能發(fā)揮作用,。

　　2022年12月,，人民郵電報刊文《中國電信研究院：5G核心網(wǎng)容災(zāi)和安全能力提升》，文中重點講述了中國電信已經(jīng)實現(xiàn)了5G核心網(wǎng)用戶數(shù)據(jù)庫網(wǎng)元全故障極端場景下仍保持用戶業(yè)務(wù)的可用,，數(shù)據(jù)逃生時長從原本的180分鐘縮短到10分鐘,。

　　其中在辦法的實施上，中國電信采用5G用戶數(shù)據(jù)庫全故障快速應(yīng)急逃生方案,，當(dāng)雙機(jī)熱備的兩臺用戶數(shù)據(jù)庫網(wǎng)元中的一臺發(fā)生故障時,，就觸發(fā)提前向4G核心網(wǎng)快速批量導(dǎo)入用戶逃生數(shù)據(jù)；當(dāng)5G用戶數(shù)據(jù)庫兩臺都發(fā)生故障時,，快速逃生到由4G核心網(wǎng)承接業(yè)務(wù),。文章講到，該方案在5G用戶數(shù)據(jù)庫網(wǎng)元全故障場景下,，對已經(jīng)在線的用戶啟用特殊的免鑒權(quán)流程,，保障超過80%已在線用戶的基礎(chǔ)業(yè)務(wù)不受影響。

　　然而本次斷連事件中,，中國電信曾經(jīng)測試的防災(zāi)措施并沒有發(fā)揮作用,，甚至數(shù)據(jù)恢復(fù)時間要遠(yuǎn)超180分鐘。這或許是因為5G核心網(wǎng)并沒有出現(xiàn)故障,，該防災(zāi)機(jī)制并沒有設(shè)置3G數(shù)據(jù)向上逃逸的方案,。

　　但就目前來說，電話與短信仍然是用戶的重要通信方案,，它并沒有因為數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)而完全消失,。更重要的是，無論4G,、5G通信有多快,，但依舊面臨覆蓋面積有限的問題，因此2G或3G通信仍舊是重要的備份通信方式,。

　　縱使電話與短信功能的重要性在逐漸下降,，還是希望全國運營商能能通過該事件警醒，繼續(xù)提高或優(yōu)化防災(zāi)能力,，若未來發(fā)生“斷網(wǎng)”5小時事故的話,，那造成的影響,，可能就不可估量了。

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