本文作者： 劉浩然

本文來(lái)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(hù)反饋手機(jī)出現(xiàn)了打不了電話(huà),，上不了網(wǎng)的情況。事發(fā)時(shí)正值高考期間，而且斷連并沒(méi)有在短時(shí)間內(nèi)迅速恢復(fù),，這一消息也迅速被頂上各大平臺(tái)熱搜。

　　據(jù)悉,，本次受到影響的用戶(hù)并不只是位于廣東的電信用戶(hù),。

　　據(jù)網(wǎng)友證實(shí)，只要你用的是廣東電信卡,，不論人在哪里,，都一定會(huì)出現(xiàn)不能打電話(huà)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(hù)總數(shù)量達(dá)到4500萬(wàn)以上,。

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

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

　　不過(guò),，斷連被沒(méi)能像以往一樣很快恢復(fù)。

　　一般來(lái)說(shuō),，發(fā)生概率最高的服務(wù)器宕機(jī)事件可以通過(guò)重啟服務(wù)器解決,。而省級(jí)電信部門(mén)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(wèn)題在半小時(shí)內(nèi)解決,。

　　2021年12月10日下午5點(diǎn)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(hù)無(wú)法上網(wǎng),，但在下午5點(diǎn)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(guó)電信出海信號(hào)受阻,，官方通報(bào)為設(shè)備故障，經(jīng)過(guò)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(shí)間可能長(zhǎng)達(dá)4-5小時(shí),。直到晚上7點(diǎn)多才完全恢復(fù),。

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

　　在斷連之初，電信內(nèi)部其實(shí)已經(jīng)流出了本次事故的大致原因,。后來(lái)經(jīng)過(guò)多名通信專(zhuān)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(zhuān)家解釋?zhuān)溌窊砣蚩赡転槟吃O(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(hù)受影響,？為什么故障只影響通話(huà)而不影響網(wǎng)絡(luò)？本文將帶你分析手機(jī)通話(huà)的內(nèi)部過(guò)程,，找到斷連的真正原因,。

　　從撥出到接聽(tīng)，發(fā)生了什么,？

　　手機(jī)從電話(huà)按下?lián)艹鲦I,，到接聽(tīng)人接聽(tīng)為止，這一過(guò)程并不簡(jiǎn)單,，其中要涉及到復(fù)雜的信令流程,。

　　在你撥出電話(huà)前，手機(jī)其實(shí)早早的開(kāi)始準(zhǔn)備將你的“聲音”傳遞出去,。

　　通常手機(jī)在剛開(kāi)機(jī)的時(shí)候是不能撥打電話(huà)的,。這時(shí)需要等待手機(jī)進(jìn)行“搜索信號(hào)”。只有當(dāng)手機(jī)頂部狀態(tài)欄出現(xiàn)三大運(yùn)營(yíng)商的名字后,，我們才能撥打電話(huà),。這個(gè)過(guò)程其實(shí)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(cè)登記（附著）三個(gè)過(guò)程,。

　　這里的“小區(qū)”并不是我們認(rèn)識(shí)中的居住小區(qū)，而是被蜂窩網(wǎng)絡(luò)劃分出的一個(gè)個(gè)六邊形區(qū)域,，每個(gè)區(qū)域都會(huì)有一個(gè)基站,。通常來(lái)講一個(gè)基站對(duì)應(yīng)一個(gè)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(gè)扇區(qū)的信號(hào)傳輸,。

　　當(dāng)手機(jī)開(kāi)機(jī)后,，一般會(huì)從手機(jī)射頻端檢測(cè)出一個(gè)功率最大的小區(qū)，接著手機(jī)會(huì)和該小區(qū)的基站達(dá)成頻率與時(shí)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(yàn)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(huà)的條件了,。這個(gè)過(guò)程在開(kāi)機(jī)后會(huì)多次重復(fù)，使手機(jī)始終與信號(hào)最強(qiáng)的基站（或多個(gè)近處的基站）保持連接,。

　　回到打電話(huà)的流程中,，手機(jī)中的麥克風(fēng)會(huì)將聲音這種模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，通過(guò)基帶芯片進(jìn)行編碼后，通過(guò)天線將信號(hào)（高頻脈沖）散發(fā)出去,?；镜氖瞻l(fā)器收到信號(hào)，會(huì)對(duì)信號(hào)進(jìn)行進(jìn)一步處理并上行,，然后通過(guò)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(tīng)到語(yǔ)音了,。

　　不過(guò),，這個(gè)過(guò)程十分簡(jiǎn)化，其中也省略了一個(gè)關(guān)鍵步驟,，基站怎么知道你要打電話(huà)的人在哪個(gè)基站旁邊,？其實(shí)，這個(gè)流程與手機(jī)初次連接基站時(shí)的信息交換相關(guān),。手機(jī)SIM卡在注冊(cè)時(shí)都會(huì)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(huì)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(huì)存儲(chǔ)所有注冊(cè)的SIM卡信息。

　　MSC具有號(hào)碼儲(chǔ)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(dòng)漫游等移動(dòng)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(dòng)設(shè)備識(shí)別等安全保密功能,。

　　當(dāng)手機(jī)上網(wǎng)后,，運(yùn)營(yíng)商的服務(wù)器（交換中心，MSC）會(huì)記錄該手機(jī)最后出現(xiàn)在哪個(gè)基站旁邊,。

　　如果呼出用戶(hù)和被呼用戶(hù)都在歸屬地,，那么手機(jī)的信號(hào)就會(huì)通過(guò)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(hù)不在歸屬地,，被呼MSC會(huì)向被呼用戶(hù)所在地的MSC轉(zhuǎn)發(fā)呼叫請(qǐng)求,，再通過(guò)基站連接。這個(gè)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(qǐng)求）——光纜——被呼地MSC——基站——被呼手機(jī),，此時(shí)呼出地與被呼地之間仍然通過(guò)核心網(wǎng)內(nèi)部光纜直連,，但這中間需要通過(guò)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(huà)原理后,，我們來(lái)嘗試一步步分析斷連原因,。

　　或許你曾經(jīng)有過(guò)這種經(jīng)歷，當(dāng)你正在玩手機(jī)網(wǎng)游,，與對(duì)手大戰(zhàn)300回合的時(shí)候,，突然一個(gè)電話(huà)打過(guò)來(lái)，手機(jī)瞬間失去網(wǎng)絡(luò)連接,。雖然你一瞬間掛掉了電話(huà),，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(shí)代后，使用VoLTE網(wǎng)絡(luò)的手機(jī)已經(jīng)可以做到邊打電話(huà)邊上網(wǎng)了,。這種改變的關(guān)鍵,，就在于過(guò)去上網(wǎng)與通話(huà)使用的是同一條鏈路，如今則變?yōu)閮蓷l,，打電話(huà)業(yè)務(wù)通過(guò)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(guò)LTE線路傳輸,，通話(huà)再也不會(huì)占用網(wǎng)絡(luò)通信的通道,。

　　正是由于通話(huà)與網(wǎng)絡(luò)各自獨(dú)立，造成了故障僅影響通話(huà)與短信,，而不影響網(wǎng)絡(luò)的結(jié)果,。不過(guò)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(jiàn)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(hào)后,，會(huì)經(jīng)過(guò)承載網(wǎng)傳輸?shù)胶诵木W(wǎng)，承載網(wǎng)可以簡(jiǎn)單理解為信號(hào)的傳輸高速路,，通過(guò)光纖將信號(hào)從基站傳輸?shù)胶诵木W(wǎng)上,。這一過(guò)程與前文提到的手機(jī)撥打電話(huà)的通信過(guò)程類(lèi)似。

　　核心網(wǎng)是連接移動(dòng)接入網(wǎng)和外部網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵部分,，為用戶(hù)提供了核心業(yè)務(wù)的支持,，如語(yǔ)音通話(huà)、短信,、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)等,。它就像一個(gè)巨大的交換機(jī)或路由器，將來(lái)自世界不同角落的信號(hào)分發(fā)到目的地,。因此,，核心網(wǎng)需要支持海量的用戶(hù)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(guò)MSC是基于2G通信網(wǎng)絡(luò)架設(shè)的，在進(jìn)入LTE時(shí)代后,，MSC的功能就被集成在了電路域（CS網(wǎng)絡(luò)）中,，3G時(shí)代又歸為IMS系統(tǒng)中。

　　隨著4G,、5G網(wǎng)絡(luò)的鋪開(kāi),，核心網(wǎng)逐級(jí)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(wèn)題，都將成為網(wǎng)關(guān)升級(jí)重點(diǎn),。目前,，DRA的部署和建設(shè)，可以真正實(shí)現(xiàn)核心網(wǎng)的擴(kuò)展,，簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò),，實(shí)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(diǎn)。DRA節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)LTE Diameter信令目的地址翻譯和轉(zhuǎn)接, 實(shí)現(xiàn)LTE用戶(hù)的鑒權(quán),、位置更新,、計(jì)費(fèi)管理等功能。Diameter信令網(wǎng)采用分級(jí),、分區(qū)組網(wǎng)架構(gòu),，由信令轉(zhuǎn)接點(diǎn)DRA分區(qū)匯接Diameter信令節(jié)點(diǎn)的信令消息,。一般DRA節(jié)點(diǎn)會(huì)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(gè)LDRA再劃分不同網(wǎng)元,，網(wǎng)元與不同LDRA通過(guò)網(wǎng)狀相連。最終,，省內(nèi)不同的LDRA會(huì)統(tǒng)一接入省級(jí)的HDRA中。

　　現(xiàn)在我們可以簡(jiǎn)單分析廣東電信斷連的真正原因了,。

　　從通報(bào)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(tái)設(shè)備出問(wèn)題的概率較高,。其中DRA節(jié)點(diǎn)掌握著用戶(hù)的鑒權(quán)、位置更新等重要功能,，可以說(shuō)已經(jīng)成為本地用戶(hù)的數(shù)據(jù)庫(kù),。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(cè)用戶(hù)信息,。因此,，重要DRA節(jié)點(diǎn)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(hù)的通話(huà)與短信功能,，即使是身處外地的用戶(hù)也無(wú)法避免“用戶(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)丟失”的問(wèn)題。

　　有業(yè)內(nèi)人士分析了多個(gè)受影響案例后發(fā)現(xiàn),，廣東電信用戶(hù)之間不能互打電話(huà),，顯示空號(hào)，而電信用戶(hù)撥打其他運(yùn)營(yíng)商（移動(dòng),、連通）則可以打通,，反過(guò)來(lái)卻不行。這也證明DRA某設(shè)備損壞推論的合理性,。

　　寫(xiě)在最后

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

　　2022年12月，人民郵電報(bào)刊文《中國(guó)電信研究院：5G核心網(wǎng)容災(zāi)和安全能力提升》,，文中重點(diǎn)講述了中國(guó)電信已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了5G核心網(wǎng)用戶(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)網(wǎng)元全故障極端場(chǎng)景下仍保持用戶(hù)業(yè)務(wù)的可用,，數(shù)據(jù)逃生時(shí)長(zhǎng)從原本的180分鐘縮短到10分鐘。

　　其中在辦法的實(shí)施上,，中國(guó)電信采用5G用戶(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)全故障快速應(yīng)急逃生方案,，當(dāng)雙機(jī)熱備的兩臺(tái)用戶(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)網(wǎng)元中的一臺(tái)發(fā)生故障時(shí),，就觸發(fā)提前向4G核心網(wǎng)快速批量導(dǎo)入用戶(hù)逃生數(shù)據(jù)；當(dāng)5G用戶(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)兩臺(tái)都發(fā)生故障時(shí),，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(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)網(wǎng)元全故障場(chǎng)景下,，對(duì)已經(jīng)在線的用戶(hù)啟用特殊的免鑒權(quán)流程,，保障超過(guò)80%已在線用戶(hù)的基礎(chǔ)業(yè)務(wù)不受影響。

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

　　但就目前來(lái)說(shuō)，電話(huà)與短信仍然是用戶(hù)的重要通信方案,，它并沒(méi)有因?yàn)閿?shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)而完全消失,。更重要的是，無(wú)論4G,、5G通信有多快,，但依舊面臨覆蓋面積有限的問(wèn)題，因此2G或3G通信仍舊是重要的備份通信方式,。

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

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