Guía de Operaciones de OmniPGW

OmniPGW - Plano de Control de Puerta de Enlace de Paquetes (PGW-C)

por Omnitouch Network Services

Tabla de Contenidos

Descripción General
Arquitectura
Interfaces de Red
Conceptos Clave
Introducción
Configuración
Interfaz Web - Panel de Operaciones en Tiempo Real
Monitoreo y Métricas
Documentación Detallada
Recursos Adicionales
Contribuciones
Soporte

Descripción General

OmniPGW es una implementación de alto rendimiento del Plano de Control de Puerta de Enlace de Paquetes (PGW-C) para redes de núcleo de paquetes evolucionado (EPC) LTE de 3GPP, desarrollada por Omnitouch Network Services. Gestiona las funciones del plano de control para sesiones de datos, incluyendo:

Gestión de Sesiones - Creación, modificación y terminación de sesiones de datos de UE (Equipo de Usuario)
Asignación de Direcciones IP - Asignación de direcciones IP a dispositivos móviles desde grupos configurados
Control de Políticas y Cargos - Interfaz con PCRF para la aplicación de políticas y cargos
Coordinación del Plano de Usuario - Controlando el PGW-U (Plano de Usuario) para el reenvío de paquetes

Lo que Hace PGW-C

Acepta solicitudes de sesión de SGW-C a través de la interfaz S5/S8 (GTP-C)
Asigna direcciones IP a UE desde grupos de subred configurados
Solicita decisiones de políticas de PCRF a través de la interfaz Gx (Diameter)
Programa reglas de reenvío en PGW-U a través de la interfaz Sxb (PFCP)
Gestiona la aplicación de QoS a través de contextos de portadora y reglas de QoS
Rastrea información de cargos para sistemas de facturación

Arquitectura

Descripción General de Componentes

Arquitectura de Procesos

PGW-C se basa en Elixir/OTP y utiliza una arquitectura de procesos supervisados:

Supervisor de Aplicación - Supervisor de nivel superior que gestiona todos los componentes
Corredores de Protocolo - Manejan mensajes de protocolo entrantes/salientes
Procesos de Sesión - Un GenServer por conexión PDN activa
Registros - Rastrea recursos asignados (IPs, TEIDs, SEIDs, etc.)
Gestor de Nodo PFCP - Mantiene asociaciones PFCP con pares PGW-U

Cada componente está supervisado y se reiniciará automáticamente en caso de fallo, asegurando la fiabilidad del sistema.

Interfaces de Red

PGW-C implementa tres interfaces principales de 3GPP:

Interfaz S5/S8 (GTP-C v2)

Propósito: Señalización del plano de control entre SGW-C y PGW-C

Protocolo: GTP-C Versión 2 sobre UDP

Mensajes Clave:

Solicitud/Respuesta de Crear Sesión
Solicitud/Respuesta de Eliminar Sesión
Solicitud/Respuesta de Crear Portadora
Solicitud/Respuesta de Eliminar Portadora

Configuración: Ver Configuración S5/S8

Interfaz Sxb (PFCP)

Propósito: Señalización del plano de control entre PGW-C y PGW-U

Protocolo: PFCP (Protocolo de Control de Reenvío de Paquetes) sobre UDP

Mensajes Clave:

Solicitud/Respuesta de Configuración de Asociación
Solicitud/Respuesta de Establecimiento de Sesión
Solicitud/Respuesta de Modificación de Sesión
Solicitud/Respuesta de Eliminación de Sesión
Solicitud/Respuesta de Latido

Configuración: Ver Documentación de la Interfaz PFCP/Sxb

Interfaz Gx (Diameter)

Propósito: Interfaz de Función de Control de Políticas y Cargos (PCRF)

Protocolo: Diameter (IETF RFC 6733)

Mensajes Clave:

Solicitud/Respuesta de Control de Crédito Inicial (CCR-I/CCA-I)
Solicitud/Respuesta de Control de Crédito de Terminación (CCR-T/CCA-T)

Configuración: Ver Documentación de la Interfaz Diameter Gx

Conceptos Clave

Sesión PDN

Una Sesión PDN (Red de Datos de Paquetes) representa la conexión de datos de un UE a una red externa (como Internet). Cada sesión tiene:

Dirección IP de UE - Asignada desde un grupo de subred configurado
APN (Nombre del Punto de Acceso) - Identifica la red externa
Contexto de Portadora - Contiene parámetros de QoS e información de túnel
ID de Cargos - Identificador único para facturación
TEID (ID de Punto de Final de Túnel) - Identificador de túnel de la interfaz S5/S8
SEID (ID de Punto de Final de Sesión) - Identificador de sesión de la interfaz Sxb

Contexto de Portadora

Una portadora representa un flujo de tráfico con características específicas de QoS:

Portadora Predeterminada - Creada con cada sesión PDN
Portadoras Dedicadas - Portadoras adicionales para necesidades específicas de QoS
EBI (ID de Portadora EPS) - Identificador único para cada portadora
Parámetros de QoS - QCI, ARP, tasas de bits (MBR, GBR)

Reglas PFCP

El PGW-C programa el PGW-U con reglas de procesamiento de paquetes:

PDR (Regla de Detección de Paquetes) - Coincide con paquetes (uplink/downlink)
FAR (Regla de Acción de Reenvío) - Especifica el comportamiento de reenvío
QER (Regla de Aplicación de QoS) - Aplica límites de tasa de bits
BAR (Regla de Acción de Almacenamiento) - Controla el almacenamiento de paquetes

Ver Documentación de la Interfaz PFCP para más detalles.

Asignación de Direcciones IP

Las direcciones IP de UE se asignan desde grupos de subred configurados:

Selección basada en APN - Diferentes APNs pueden usar diferentes subredes
Asignación dinámica - Selección aleatoria de IP del rango disponible
Asignación estática - Soporte para direcciones IP solicitadas por UE
Detección de colisiones - Asegura la asignación única de IP

Ver Asignación de Grupos de IP de UE para configuración.

Introducción

Requisitos Previos

Elixir ~1.16
Erlang/OTP 26+
Conectividad de red a SGW-C, PGW-U y PCRF
Comprensión de la arquitectura EPC LTE

Iniciando OmniPGW

Configurar ajustes de tiempo de ejecución en config/runtime.exs
Compilar la aplicación:
```
mix deps.get
mix compile
```
Iniciar la aplicación:
```
mix run --no-halt
```

Verificando la Operación

Verifique los registros para el inicio exitoso:

[info] Iniciando OmniPGW...
[info] Iniciando Exportador de Métricas en 127.0.0.42:42069
[info] Iniciando Corredor S5/S8 en 127.0.0.10
[info] Iniciando Corredor Sxb en 127.0.0.20
[info] Iniciando Corredor Gx
[info] Iniciando Gestor de Nodo PFCP
[info] OmniPGW iniciado exitosamente

Acceda a las métricas en http://127.0.0.42:42069/metrics (dirección configurada).

Configuración

Toda la configuración de tiempo de ejecución se define en config/runtime.exs. La configuración está estructurada en varias secciones:

Descripción General de la Configuración

Referencia Rápida de Configuración

Sección	Propósito	Documentación
metrics	Exportador de métricas de Prometheus	Guía de Monitoreo
diameter	Interfaz Gx a PCRF	Configuración Diameter Gx
s5s8	Interfaz GTP-C a SGW-C	Configuración S5/S8
sxb	Interfaz PFCP a PGW-U	Configuración PFCP
ue	Grupos de direcciones IP de UE	Configuración de Grupos de IP
pco	Opciones de Configuración de Protocolo	Configuración PCO

Vea la Guía Completa de Configuración para información detallada.

Interfaz Web - Panel de Operaciones en Tiempo Real

OmniPGW incluye una Interfaz Web integrada para monitoreo y operaciones en tiempo real, proporcionando visibilidad instantánea del estado del sistema sin necesidad de herramientas de línea de comandos o consultas de métricas.

Accediendo a la Interfaz Web

http://<omnipgw-ip>:<web-port>/

Páginas Disponibles:

Página	URL	Propósito	Tasa de Actualización
Sesiones PGW	`/pgw_sessions`	Ver todas las sesiones PDN activas	2 segundos
Sesiones PFCP	`/pfcp_sessions`	Ver sesiones PFCP con PGW-U	2 segundos
Estado UPF	`/upf_status`	Monitorear asociaciones de pares PFCP	2 segundos
Pares Diameter	`/diameter`	Monitorear conectividad PCRF	1 segundo
Registros	`/logs`	Transmisión de registros en tiempo real	En vivo

Características Clave

Actualizaciones en Tiempo Real:

Todas las páginas se actualizan automáticamente (sin necesidad de recarga manual)
Transmisión de datos en vivo desde los procesos de OmniPGW
Indicadores de estado codificados por colores (verde/rojo)

Buscar y Filtrar:

Buscar sesiones por IMSI, IP, MSISDN o APN
Filtrado instantáneo sin recarga de página

Detalles Expandibles:

Haga clic en cualquier fila para ver detalles completos
Inspeccionar el estado completo de la sesión
Ver configuración y capacidades de pares

Sin Autenticación Requerida (Uso Interno):

Acceso directo desde la red de gestión
Diseñado para uso del equipo de NOC/operaciones
Vincular solo a la IP de gestión por seguridad

Flujos de Trabajo Operativos

Solución de Problemas de Sesiones:

1. El usuario informa un problema de conexión
2. Abrir la página de Sesiones PGW
3. Buscar por IMSI o número de teléfono
4. Verificar que la sesión exista y tenga correcto:
   - Dirección IP de UE asignada
   - Parámetros de QoS de PCRF
   - Puntos finales de túnel establecidos
5. Si no se encuentra la sesión → Verificar la página de Diameter para conectividad PCRF

Chequeo de Salud del Sistema:

Abrir la página de Estado UPF → Verificar que todos los pares PGW-U estén "Asociados"
Abrir la página de Diameter → Verificar que todos los pares PCRF estén "Conectados"
Abrir Sesiones PGW → Verificar el conteo de sesiones activas vs. capacidad

Monitoreo de Capacidad:

Echar un vistazo al conteo de Sesiones PGW
Comparar con la capacidad licenciada/esperada
Identificar momentos de uso máximo
Monitorear la distribución entre APNs

Interfaz Web vs. Métricas

Utilice la Interfaz Web para:

Detalles de sesiones individuales
Estado de pares en tiempo real
Chequeos de salud rápidos
Solución de problemas de usuarios específicos
Verificación de configuración

Utilice Métricas de Prometheus para:

Tendencias históricas
Alertas y notificaciones
Gráficos de planificación de capacidad
Análisis de rendimiento
Monitoreo a largo plazo

Mejor Práctica: Utilice ambos juntos - Interfaz Web para operaciones inmediatas, Prometheus para tendencias y alertas.

Monitoreo y Métricas

Además de la Interfaz Web, OmniPGW expone métricas compatibles con Prometheus para monitoreo:

Métricas Disponibles

Métricas de Sesiones
- teid_registry_count - Sesiones S5/S8 activas
- seid_registry_count - Sesiones PFCP activas
- session_id_registry_count - Sesiones Gx activas
- address_registry_count - Direcciones IP de UE asignadas
- charging_id_registry_count - IDs de cargos activos
Métricas de Mensajes
- s5s8_inbound_messages_total - Mensajes GTP-C recibidos
- sxb_inbound_messages_total - Mensajes PFCP recibidos
- gx_inbound_messages_total - Mensajes Diameter recibidos
- Distribuciones de duración del manejo de mensajes
Métricas de Errores
- s5s8_inbound_errors_total - Errores de protocolo S5/S8
- sxb_inbound_errors_total - Errores de protocolo PFCP
- gx_inbound_errors_total - Errores de Diameter

Accediendo a las Métricas

Las métricas se exponen a través de HTTP en el punto final configurado:

curl http://127.0.0.42:42069/metrics

Vea Guía de Monitoreo y Métricas para la configuración del panel y alertas.

Documentación Detallada

Esta sección proporciona una visión general completa de toda la documentación de OmniPGW. Los documentos están organizados por tema y caso de uso.

Estructura de la Documentación

Documentación de OmniPGW
├── OPERATIONS.md (Esta Guía)
│
└── docs/
    ├── Configuración y Configuración
    │   ├── configuration.md          Referencia completa de runtime.exs
    │   ├── ue-ip-allocation.md       Configuración de grupos de IP
    │   └── pco-configuration.md      Configuración de DNS, P-CSCF, MTU
    │
    ├── Interfaces de Red
    │   ├── pfcp-interface.md         Sxb/PFCP (comunicación PGW-U)
    │   ├── diameter-gx.md            Gx (comunicación PCRF)
    │   ├── diameter-gy.md            Gy/Ro (comunicación OCS)
    │   └── s5s8-interface.md         S5/S8 (comunicación SGW-C)
    │
    └── Operaciones
        ├── session-management.md     Ciclo de vida de la sesión PDN
        └── monitoring.md             Métricas de Prometheus y alertas

Documentación por Tema

🚀 Introducción

Documento	Descripción	Propósito
OPERATIONS.md	Guía principal de operaciones (este documento)	Descripción general y comienzo rápido

⚙️ Configuración

Documento	Descripción	Líneas
configuration.md	Referencia completa de configuración de runtime.exs	1,600+
ue-ip-allocation.md	Gestión y asignación de grupos de IP de UE	943
pco-configuration.md	Opciones de Configuración de Protocolo (DNS, P-CSCF, MTU)	344

🔌 Interfaces de Red

Documento	Descripción	Líneas
pfcp-interface.md	Interfaz PFCP/Sxb a PGW-U	1,355
diameter-gx.md	Interfaz Diameter Gx a PCRF (Control de Políticas)	941
diameter-gy.md	Interfaz Diameter Gy/Ro a OCS (Cargos en Línea)	1,100+
s5s8-interface.md	Interfaz GTP-C S5/S8 a SGW-C	456

📊 Operaciones y Monitoreo

Documento	Descripción	Líneas
session-management.md	Ciclo de vida y operaciones de la sesión PDN	435
monitoring.md	Métricas de Prometheus, paneles de Grafana, alertas	807

Características de la Documentación

📈 Diagramas Mermaid

Todos los documentos incluyen gráficos Mermaid para una comprensión visual:

Diagramas de arquitectura
Diagramas de secuencia (flujos de mensajes)
Máquinas de estado
Topología de red

💡 Ejemplos Prácticos

Cada documento incluye:

Ejemplos de configuración del mundo real
Configuraciones listas para copiar y pegar
Casos de uso comunes

🔍 Solución de Problemas

Cada documento de interfaz incluye:

Problemas comunes y soluciones
Comandos de depuración
Métricas para diagnóstico

🔗 Referencias Cruzadas

Los documentos están extensamente interconectados para una navegación fácil.

Rutas de Lectura

Para Operadores de Red

OPERATIONS.md - Descripción general (este documento)
configuration.md - Configuración
monitoring.md - Monitoreo
session-management.md - Operaciones diarias

Para Ingenieros de Red

OPERATIONS.md - Descripción general de la arquitectura (este documento)
pfcp-interface.md - Control del plano de usuario
diameter-gx.md - Control de políticas
diameter-gy.md - Cargos en línea
s5s8-interface.md - Gestión de sesiones
ue-ip-allocation.md - Gestión de IP

Para Configuración y Despliegue

configuration.md - Referencia completa
ue-ip-allocation.md - Grupos de IP
pco-configuration.md - Parámetros de red
monitoring.md - Configurar monitoreo

Estadísticas del Documento

Total de Documentos: 10
Total de Líneas: ~7,300+
Tamaño Total: ~180 KB
Diagramas Mermaid: 65+
Ejemplos de Código: 120+

Conceptos Clave Cubiertos

Arquitectura

✅ Separación de plano de control/plano de usuario
✅ Arquitectura OTP/Elixir
✅ Supervisión de procesos
✅ Sesiones basadas en GenServer

Protocolos

✅ PFCP (Protocolo de Control de Reenvío de Paquetes)
✅ GTP-C v2 (Protocolo de Túnel GPRS)
✅ Diameter (RFC 6733)

Interfaces 3GPP

✅ Sxb (PGW-C ↔ PGW-U)
✅ Gx (PGW-C ↔ PCRF)
✅ Gy/Ro (PGW-C ↔ OCS)
✅ S5/S8 (SGW-C ↔ PGW-C)

Operaciones

✅ Gestión de sesiones
✅ Estrategias de asignación de IP
✅ Aplicación de QoS
✅ Integración de cargos
✅ Monitoreo y alertas

Recursos Adicionales

Especificaciones 3GPP

Especificación	Título
TS 29.274	GTP-C v2 (interfaz S5/S8)
TS 29.244	PFCP (interfaz Sxb)
TS 29.212	Interfaz Diameter Gx (Control de Políticas)
TS 32.299	Aplicaciones de Cargos Diameter (Gy/Ro)
TS 32.251	Cargos del dominio de Paquetes Conmutados
TS 23.401	Arquitectura EPC

Documentación Relacionada

README del proyecto: README.md
Archivo de configuración: config/runtime.exs

Contribuciones

Para actualizar la documentación:

Editar archivos Markdown en docs/
Incluir diagramas Mermaid para conceptos visuales
Agregar ejemplos prácticos
Referenciar documentos relacionados
Actualizar OPERATIONS.md si se agregan nuevos documentos

Enlaces Rápidos

Soporte

Para preguntas o problemas con OmniPGW:

Revisar la documentación en esta guía
Consultar ejemplos de configuración
Consultar secciones de solución de problemas en documentos de interfaz
Referirse al repositorio del proyecto para contribuciones

OmniPGW - Plano de Control de Puerta de Enlace de Paquetes LTE de Grado de Operador

Desarrollado por Omnitouch Network Services

Versión de Documentación: 1.0 Última Actualización: 2025-10-29

Tabla de Contenidos​

Descripción General​

Lo que Hace PGW-C​

Arquitectura​

Descripción General de Componentes​

Arquitectura de Procesos​

Interfaces de Red​

Interfaz S5/S8 (GTP-C v2)​

Interfaz Sxb (PFCP)​

Interfaz Gx (Diameter)​

Conceptos Clave​

Sesión PDN​

Contexto de Portadora​

Reglas PFCP​

Asignación de Direcciones IP​

Introducción​

Requisitos Previos​

Iniciando OmniPGW​

Verificando la Operación​

Configuración​

Descripción General de la Configuración​

Referencia Rápida de Configuración​

Interfaz Web - Panel de Operaciones en Tiempo Real​

Accediendo a la Interfaz Web​

Características Clave​

Flujos de Trabajo Operativos​

Interfaz Web vs. Métricas​

Monitoreo y Métricas​

Métricas Disponibles​

Accediendo a las Métricas​

Documentación Detallada​

Estructura de la Documentación​

Documentación por Tema​

🚀 Introducción​

⚙️ Configuración​

🔌 Interfaces de Red​

📊 Operaciones y Monitoreo​

Características de la Documentación​

📈 Diagramas Mermaid​

💡 Ejemplos Prácticos​

🔍 Solución de Problemas​

🔗 Referencias Cruzadas​

Rutas de Lectura​

Para Operadores de Red​

Para Ingenieros de Red​

Para Configuración y Despliegue​

Estadísticas del Documento​

Conceptos Clave Cubiertos​

Arquitectura​

Protocolos​

Interfaces 3GPP​

Operaciones​

Recursos Adicionales​

Especificaciones 3GPP​

Documentación Relacionada​

Contribuciones​

Enlaces Rápidos​

Soporte​

Tabla de Contenidos

Descripción General

Lo que Hace PGW-C

Arquitectura

Descripción General de Componentes

Arquitectura de Procesos

Interfaces de Red

Interfaz S5/S8 (GTP-C v2)

Interfaz Sxb (PFCP)

Interfaz Gx (Diameter)

Conceptos Clave

Sesión PDN

Contexto de Portadora

Reglas PFCP

Asignación de Direcciones IP

Introducción

Requisitos Previos

Iniciando OmniPGW

Verificando la Operación

Configuración

Descripción General de la Configuración

Referencia Rápida de Configuración

Interfaz Web - Panel de Operaciones en Tiempo Real

Accediendo a la Interfaz Web

Características Clave

Flujos de Trabajo Operativos

Interfaz Web vs. Métricas

Monitoreo y Métricas

Métricas Disponibles

Accediendo a las Métricas

Documentación Detallada

Estructura de la Documentación

Documentación por Tema

🚀 Introducción

⚙️ Configuración

🔌 Interfaces de Red

📊 Operaciones y Monitoreo

Características de la Documentación

📈 Diagramas Mermaid

💡 Ejemplos Prácticos

🔍 Solución de Problemas

🔗 Referencias Cruzadas

Rutas de Lectura

Para Operadores de Red

Para Ingenieros de Red

Para Configuración y Despliegue

Estadísticas del Documento

Conceptos Clave Cubiertos

Arquitectura

Protocolos

Interfaces 3GPP

Operaciones

Recursos Adicionales

Especificaciones 3GPP

Documentación Relacionada

Contribuciones

Enlaces Rápidos

Soporte