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(shí)正值高考期間，而且斷連并沒有在短時(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并不只是位于廣東的電信用戶。

(資料圖片)

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，都可能會(huì)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。

這次“斷連”事件不僅影響范圍廣，恢復(fù)時(shí)間還很長。

據(jù)網(wǎng)友評(píng)論稱，很多人在下午兩點(diǎn)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(diǎn)左右通報(bào)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(jí)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(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、寶雞等多地用戶無法上網(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，中國電信出海信號(hào)受阻，官方通報(bào)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(shí)間可能長達(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(shí)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(shí)早早地開始準(zhǔn)備將你的“聲音”傳遞出去。

通常手機(jī)在剛開機(jī)的時(shí)候是不能撥打電話的。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)營商的名字后，我們才能撥打電話。這個(gè)過程其實(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)廣播和網(wǎng)絡(luò)側(cè)注冊(cè)登記三個(gè)過程。

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)開機(jī)后，一般會(huì)從手機(jī)射頻端檢測出一個(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的條件了。這個(gè)過程在開機(jī)后會(huì)多次重復(fù)，使手機(jī)始終與信號(hào)最強(qiáng)的基站保持連接。

回到打電話的流程中，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)，通過基帶芯片進(jìn)行編碼后，通過天線將信號(hào)散發(fā)出去。基站的收發(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(gè)過程十分簡化，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)營商的服務(wù)器會(huì)記錄該手機(jī)最后出現(xiàn)在哪個(gè)基站旁邊。

如果呼出用戶和被呼用戶都在歸屬地，那么手機(jī)的信號(hào)就會(huì)通過呼出手機(jī)—基站—呼出地MSC—光纜—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(huì)向被呼用戶所在地的MSC轉(zhuǎn)發(fā)呼叫請(qǐng)求，再通過基站連接。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—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(duì)手大戰(zhàn)300回合的時(shí)候，突然一個(gè)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(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線路傳輸，而互聯(lián)網(wǎng)則通過LTE線路傳輸，通話再也不會(huì)占用網(wǎng)絡(luò)通信的通道。

圖源：鮮棗課堂

正是由于通話與網(wǎng)絡(luò)各自獨(dú)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荆蛯儆诮尤雽印?/p>

當(dāng)基站收集到手機(jī)發(fā)出的信號(hào)后，會(huì)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(hào)的傳輸高速路，通過光纖將信號(hào)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(dòng)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(gè)巨大的交換機(jī)或路由器，將來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(shí)代后，MSC的功能就被集成在了電路域中，3G時(shí)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(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。

Diameter信令網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 圖源：51學(xué)通信

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(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)備出問題的概率較高。其中DRA節(jié)點(diǎn)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(cè)用戶信息。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(gè)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(hào)，而電信用戶撥打其他運(yùn)營商則可以打通，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(shí)，本次廣東電信大范圍長時(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)制沒能發(fā)揮作用。

2022年12月，人民郵電報(bào)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(diǎn)講述了中國電信已經(jīng)實(shí)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(shí)長從原本的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(tái)用戶數(shù)據(jù)庫網(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)入用戶逃生數(shù)據(jù)；當(dāng)5G用戶數(shù)據(jù)庫兩臺(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用戶數(shù)據(jù)庫網(wǎng)元全故障場景下，對(duì)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(shí)間要遠(yuǎn)超180分鐘。這或許是因?yàn)?G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?yàn)閿?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(yùn)營商能通過該事件警醒，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(shí)事故的話，那造成的影響，可能就不可估量了。

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