Grupo MSC y NRI
Este documento describe la arquitectura MSC-in-Pool implementada por OmniMSC de Omnitouch según 3GPP TS 23.236. La agrupación permite que múltiples servidores MSC compartan un área de grupo común, proporcionando distribución de carga entre MSC y resiliencia contra fallos individuales de MSC.
Para el comportamiento de enrutamiento consciente del grupo, consulte Enrutamiento. Para la página del grupo en la interfaz web, consulte Guía del Panel de Control. Para parámetros de configuración, consulte Referencia de Configuración. Para detalles sobre la asignación de TMSI, incluyendo el diseño sin retroceso y la incrustación de NRI, consulte Seguridad.
Concepto de MSC-in-Pool
En una arquitectura tradicional, cada BSC se conecta a un único MSC. Si ese MSC falla, todos los suscriptores atendidos por sus BSC pierden el servicio. La agrupación de MSC aborda esta limitación permitiendo que los BSC se conecten a múltiples MSC simultáneamente a través de la interfaz A-Flex. Cualquier MSC en el grupo puede atender a cualquier suscriptor que llegue desde cualquier BSC en el área del grupo.
El mecanismo clave que permite la operación del grupo es el Identificador de Recurso de Red (NRI), un campo de bits incrustado en el TMSI que identifica qué MSC asignó ese TMSI. Cuando un suscriptor presenta un TMSI a un BSC, el BSC extrae el NRI y enruta la señalización al MSC correcto. Si ese MSC no está disponible, el BSC selecciona un MSC alternativo del grupo, y el MSC receptor maneja al suscriptor localmente.
Cada BSC mantiene asociaciones SCTP con cada MSC en el grupo. Para suscriptores que regresan, el BSC utiliza el NRI en el TMSI para seleccionar el MSC que originalmente registró al suscriptor. Para nuevos suscriptores (sin TMSI o NRI nulo), el BSC utiliza selección por ronda o basada en carga.
Identificador de Recurso de Red (NRI)
El NRI está codificado dentro del TMSI de 32 bits asignado por el MSC. Según 3GPP TS 23.236, el campo NRI se coloca inmediatamente después de los dos bits reservados más significativos del TMSI. La longitud del campo NRI es configurable y debe ser idéntica entre todos los miembros del grupo.
Distribución de Bits del TMSI
La longitud de bits NRI predeterminada es 10, soportando hasta 1024 valores NRI distintos. Implementaciones más pequeñas pueden usar menos bits.
| Longitud de Bits NRI | Valores NRI Máximos | Bits Restantes del TMSI |
|---|---|---|
| 5 | 32 | 25 |
| 8 | 256 | 22 |
| 10 | 1024 | 20 |
El valor NRI 0 está reservado como el "NRI nulo" e indica que el TMSI no fue asignado por ningún miembro del grupo. Un suscriptor que presenta un NRI nulo es tratado como un nuevo suscriptor y aceptado localmente con una nueva asignación de TMSI.
Asignación de TMSI
Cuando el modo de agrupación está activo, OmniMSC incrusta uno de sus valores NRI asignados en cada TMSI que asigna. El proceso de asignación genera un TMSI base aleatorio de 32 bits y luego sobrescribe el campo de bits NRI con el valor NRI designado del MSC. Esto asegura que cualquier BSC en el área del grupo pueda determinar qué MSC posee un suscriptor dado inspeccionando el TMSI. Para el comportamiento general de asignación de TMSI y confirmación (incluyendo la elección de diseño sin retroceso), consulte Seguridad.
El MSC utiliza su primer valor NRI configurado como el predeterminado para nuevas asignaciones. Todos los valores NRI asignados al MSC son reconocidos como "locales" al evaluar TMSIs entrantes.
Configuración
La membresía del grupo se configura bajo la clave de grupo en la configuración del MSC (consulte Referencia de Configuración). Los parámetros esenciales son:
| Parámetro | Predeterminado | Descripción |
|---|---|---|
| pool_id | nil (agrupación desactivada) | Identificador del grupo. Todos los MSC en el mismo grupo deben compartir el mismo pool_id. Establecer en nil para operar en modo independiente (no agrupado). |
| nri_bitlength | 10 | Número de bits utilizados para el campo NRI en el TMSI. Debe ser idéntico entre todos los miembros del grupo. Rango válido: 1 a 15 según la Sección 5 de TS 23.236. |
| nri_values | (lista vacía) | Lista de valores NRI propiedad de esta instancia de MSC. Los TMSIs asignados por este MSC contendrán uno de estos valores. Los rangos NRI no deben superponerse entre miembros del grupo. |
| members | (lista vacía) | Lista de otras instancias de MSC en el grupo. Cada entrada de miembro incluye un nombre lógico, código de punto SS7 y valores NRI asignados. Utilizado para el reenvío de suscriptores basado en NRI y monitoreo de salud. |
Cada entrada de miembro en la lista de miembros requiere:
| Parámetro | Descripción |
|---|---|
| name | Nombre lógico del miembro remoto del grupo |
| point_code | Código de punto SS7 del MSC remoto, utilizado para señalización MAP/E-interface |
| nri_values | Valores NRI asignados al miembro remoto, utilizados para identificar qué MSC posee un TMSI dado |
Manejo de NRI Externos
Cuando un suscriptor presenta un TMSI que contiene un NRI que pertenece a un miembro del grupo diferente, el MSC receptor debe decidir cómo manejar al suscriptor. Esta situación surge cuando la función de selección basada en NRI del BSC (NNSF) enruta al MSC incorrecto, o cuando el MSC propietario no está disponible.
El Administrador de Grupo siempre acepta al suscriptor localmente y reasigna el TMSI con un valor NRI local. La decisión sobre cómo resolver la identidad del suscriptor depende del estado de salud del MSC propietario:
| Estado del MSC Propietario | Comportamiento |
|---|---|
| Alcanzable | Enviar MAP SendIdentification al MSC propietario para recuperar el IMSI y los vectores de autenticación, luego continuar la actualización de ubicación con la identidad recibida |
| Inalcanzable | Solicitar el IMSI directamente al UE a través de una Solicitud de Identidad, luego obtener vectores de autenticación del HLR |
| Desconocido | Comportamiento igual que inalcanzable; solicitar el IMSI al UE |
En todos los casos, el suscriptor es re-registrado en el MSC receptor con un nuevo TMSI que contiene un valor NRI local.
Monitoreo de Salud de Miembros del Grupo
Cada MSC en el grupo monitorea la salud de otros miembros del grupo. El estado de salud se rastrea por miembro y afecta directamente el comportamiento de manejo de NRI externos.
| Estado del Miembro | Descripción | Efecto en el Manejo de NRI Externos |
|---|---|---|
| Activo | El miembro está respondiendo a las sondas de salud | Los suscriptores NRI externos son identificados a través de MAP SendIdentification al MSC propietario |
| Inactivo | El miembro no ha respondido dentro del período de tiempo | Los suscriptores NRI externos son identificados solicitando el IMSI al UE |
| Desconocido | Estado inicial antes de que se completen las sondas de salud | Tratado igual que Inactivo |
| Drenando | El miembro ha anunciado un drenaje para mantenimiento | No se reenvían nuevos suscriptores; las sesiones existentes se mantienen hasta su finalización |
Cuando un miembro del grupo se reinicia, transmite un MAP Reset a todos los miembros del grupo. Los MSC receptores marcan todos los registros de suscriptores que originalmente pertenecían al MSC reiniciado para re-registrarse en el próximo contacto. Los cambios en el estado de salud se transmiten al Panel de Control a través de PubSub para visibilidad en tiempo real.
Procedimiento de Actualización Continua
La arquitectura de grupo permite actualizaciones sin tiempo de inactividad al drenar y actualizar un MSC a la vez.
- Establecer el MSC objetivo en estado de drenaje a través del Panel de Control o API. Los BSC dejan de enviar nuevos suscriptores a este MSC; las sesiones existentes continúan.
- Esperar a que las llamadas activas se completen de forma natural. Monitorear el conteo de llamadas activas en el panel.
- Emitir el Comando de Borrado a cualquier conexión BSC restante.
- Detener el proceso del MSC. Los suscriptores restantes se re-registrarán en otros miembros del grupo en el próximo contacto.
- Aplicar la actualización de software o cambio de configuración.
- Iniciar el MSC actualizado. Establece asociaciones SCTP con los BSC y se anuncia a sí mismo a través de MAP Reset.
- El MSC comienza a aceptar nuevos suscriptores. Los BSC lo incluyen en su algoritmo de selección.
- Verificar la salud en la página del Grupo: el estado del miembro es Activo, la asignación de NRI es correcta, los suscriptores se están registrando.
Repetir para cada MSC en el grupo.
Página LiveView del Grupo
La página del Grupo en el Panel de Control muestra:
- Identidad del grupo: ID del grupo, valores NRI locales, longitud de bits NRI.
- Tabla de estado de miembros: nombre, código de punto, rango NRI, estado de salud (Activo, Inactivo o Drenando), marca de tiempo de la última sonda y conteo de suscriptores por miembro.
- Gráfico de distribución de NRI: distribución visual de suscriptores a través de rangos NRI.
- Eventos de NRI Externos: encuentros recientes de NRI externos mostrando el TMSI presentado, MSC propietario y resultado (reenviado a través de MAP SendIdentification, resuelto a través de solicitud de IMSI, o fallido).
- Estadísticas del grupo: total de suscriptores del grupo, relación NRI local versus externo, tasa de éxito de reenvío.
Referencias de Especificación 3GPP
| Especificación | Título | Relevancia |
|---|---|---|
| TS 23.236 | Conexión intra-dominio de nodos RAN a múltiples nodos CN | Arquitectura de Grupo MSC, formato NRI, selección de BSC |
| TS 23.012 | Procedimientos de Gestión de Ubicación | Interacción del VLR con la operación del grupo |
| TS 29.002 | Especificación MAP | MAP SendIdentification, MAP Reset para coordinación de grupo |
| TS 48.008 | Interfaz BSC-MSC (A-Flex) | Extensiones A-Flex para señalización BSSAP consciente del grupo |