原创《多业务共用相同IP地址的内容计费策略》
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一、引言
PISC 技术是国际上内容计费的核心技术,是当前电信行业的研究热点之一.nEPC 核心网架构中,底层基于Packet Inspection and Service Classification（PISC） 技术实现管道的智能化,最终在上层实现Service Aware Charging andControl.例如在局部无线资源受限区域实现互联网不同应用的差异化服务质量承诺；例如对用户终端的不同APP 实现差异化计费.
随着网络复杂化和业务多样化的发展,PISC 技术正面临新的挑战：PISC 技术部署时必须综合考虑PGW 设备性能因素同时兼顾业务流识别的准确率,因此通常同一服务器IP地址不能分配多个不同的业务ID（SID）.然而,实际应用中,由于互联网技术日新月异、通信协议的不断演进和互联网技术架构的更新,PISC 技术也遇到诸多新的挑战,例如,实际应用中,同一服务器IP 地址归属不同业务的情况时有发生.
针对PISC 技术部署过程面临多个业务共用IP 地址的情况,本文提出并分析了三种新的PISC 技术部署策略.在此基础上选取了一种最优策略,给出了该策略的具体应对措施,并给出了该策略的实际应用案例.所提策略可有效解决运营商流量经营中多个业务共用同IP 地址的问题,为联通公司的市场和业务拓展解决了关键性的技术难题,完善了业务计费逻辑.
二、现网内容计费原理
主流设备厂家的PISC 技术分为三类,第一类是五元组识别技术,即基于硬件实现的对报文源和目的IP地址、协议类型、源和目的端口号这五元组进行识别；第二类是基于软件实现的应用层标准协议深度内容解析；第三类基于非标准协议的厂家对互联网某知名应用流量特征的私有技术识别.
运营商一个省的业务流速少则数百Gbps,多则上Tbps,单套设备的流速通常在20 ～ 40Gbps.为优化设备性能负荷,减少业务流时延,PISC 技术部署时应满足以下几条准则：1. 能用硬件实现的第一类规则应优先与第二类规则,第三类规则优先级应最低；2. 同一类规则下,流量大的业务规则应靠前,让业务尽早完成PISC；3. 布署深度报文解析（DPI）前,应尽量使用第一类规则提高DPI 命中率；4.DPI 匹配失败的流量应配置兜底策略,避免再次进入PISC下一条规则识别.5. 互联网最大规模的HTTP 应用,应根据所解析信息是Request-URI、Content type、Host、Extendedheaders 选择恰当的关键字.6. 业务所在服务器IP 地址不固定或无法提供准确地址清单的情况建议采用基于域名的动态目的IP 地址部署方案.
综上,理想的PISC 逻辑如图1 所示.
图1 中:IP 协议的第三层: 基于源IP 地址, 源IP 地址掩码,目的IP 地址和目的IP 地址掩码.
IP 协议的第四层: 基于协议类型( 如TCP/UDP 等源, 目的端口号).IP 协议的第七层:IP 协议的应用层, 基于应用的URL, 特殊字段信息.( 如x-online-host 字段等).
三、所提内容计费策略
实际应用中,由于不同业务的不同域名在某个地区可能因为共用当地CDN 等原因,经常会出现多个业务使用相同服务器IP 的情况.此时,根据服务器IP 地址或基于服务器域名的动态IP 地址识别都无法准确识别具体业务.针对该场景,本文提出了三种PISC 部署策略.其中第一种策略是调整PISC 三层规则优先级,第二种策略是通过PISC 三层规则IP 地址与四层规则同时匹配实现；第三种策略是通过先根据三／四层规则匹配到多业务冲突流量,同时再进行DPI检测应用层关键字,具体如下.
3.1 采用优先级控制SID 的计费策略
多个业务共用IP 地址时,PISC 则将多个业务全部标记为PISC 规则中优先级最高的一个业务.
上述优先级控制方法优点是: 数据简单,结构清晰明确.优先级控制方法缺点：无法解决PISC 不能识别多个业务的本质,只适合在没有拿到冲突业务区分规则前,作为临时应急措施.该方法可根据冲突的几个业务的业务量,来设计用户数量,并且将业务量最大的业务优先级设置得高于业务量少的,从而减少投诉量,可以暂时缓解部门投诉压力.
优先级调整虽然很简单, 但调整优先级的方法不能彻底解决多业务共用IP 地址的问题.如果要彻底解决多业务公用IP 地址的问题,则需要将冲突的服务器IP 地址的双方或多方给出4 层或7 层能区分不同业务的逻辑.
3.2 三层与四层规则同时匹配的计费策略
3.1 的方法是按照IP 地址默认对应所有端口, 基于3.1的计费策略方法, 在实际业务需求中, 最常见的场景是服务器的IP 地址的服务器上使用不同端口号提供服务.根据3.1的计费策略分析,我们可以通过匹配ip 地址同时匹配端口号来实现识别计费,也就是通过PISC 三层规则IP 与四层规则同时匹配来实现业务识别计费.以下面两个SID等于11111 和SID等于22222 的案例来讲,SID等于11111 的规则要求必须匹配上PORT等于80 才能payload等于11111.SID等于22222 的规则要求必须匹配上PORT等于8080 才能payload等于22222.
四层端口控制SID 优点：基于硬件实现,设备运行效率高,业务体验感知好,识别准确率高.四层端口控制SID 缺点：目前各种业务使用的协议类型和端口号大多相同,所以实际使用起来受限制,并且不具有普遍性.
3.3 三/ 四层规则匹配同时DPI 检测的计费策略
目前各种业务使用的协议类型和端口号大多相同,所以3.2 实际使用起来受限制,并且不具有普遍性.根据三／四层规则匹配到多业务冲突流量,同时再进行DPI 检测应用层关键字,本文针对这一情况,提出一种可以万全解决的方法,即三/ 四层规则匹配同时DPI 检测的计费策略.具体内容计费业务解析示意图：
配置具体举例：首先筛选出多种业务共享的服务器IP地址,这些冲突的服务器IP 地址的三层地址规则匹配到后,同时采用Protocol Inspection 协议检测七层规则URL 地址, 如果匹配七层url 地址规则,则打上标签SID等于44444,, 如果不能检测到七层URL 地址规则,则匹配SID等于44446.具体配置脚本如下:
按照上图数据配置后,测试结果：将冲突ip 地址再通过DPI 协议检测,如果有七层URL 地址,则打上计费标签SID等于44444/44445,如果没有七层协议地址,则标签打上SID等于44446,符合多业务共用相同IP 地址的内容计费策略需求.三/ 四层规则匹配同时DPI 检测的计费策略的优点：基于冲突服务器IP 地址的流量进行DPI 检测,最大化降低了设备开销,没有引入过多的业务时延,识别准确率高.三/ 四层规则匹配同时DPI 检测的计费策略的缺点：https、spdy、http2.0 等主流互联网协议的业务无法支持,仅能支持http1.0 和http1.1.非http 协议也无法支持,对业务部署有影响.要业务识别率高,必须确保业务流里包含DPI规则的关键字,一旦业务流漏掉了关键字就无法识别,对APP 部署要求高.所以引入第四个终极解决方案,请多个业务和CDN 协商,不同业务分别使用不同的IP 地址才是完美解决方案.
四、小结
内容计费规则明确规定同一服务器ip 地址不能归属多个业务ID（SID）,但随着大量新业务的出现,同一服务器IP 地址归属多个业务ID（SID）时有发生.本文针对这一情况,提出一种三/ 四层规则匹配同时DPI 检测的计费策略,所提策略可有效解决多个业务共用同一IP 地址的问题,三/ 四层规则匹配同时DPI 检测的计费策略检测计费策略方法已经在现网中推广使用.这种新颖的计费策略方法为公司的市场和业务拓展解决了关键性的技术难题,完善了业务计费逻辑.满足用户更多多样化,个性化的的内容计费需求.
地址论文参考资料：
回顾述说，上文是关于IP地址和策略和计费方面的地址论文题目、论文提纲、地址论文开题报告、文献综述、参考文献的相关大学硕士和本科毕业论文。
