Guía de Operaciones de OmniSGW

OmniSGW - Gateway de Servicio (SGW)

por Omnitouch Network Services

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Tabla de Contenidos

1. Resumen
2. Arquitectura
3. Interfaces de Red
4. Conceptos Clave
5. Introducción
6. Configuración
7. Interfaz Web - Panel de Operaciones en Tiempo Real
8. Monitoreo y Métricas
9. Documentación Detallada
10. Recursos Adicionales
11. Contribuciones
12. Soporte

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Resumen

OmniSGW es una implementación de Gateway de Servicio (SGW) de alto rendimiento para redes 3GPP LTE Evolved Packet Core (EPC), desarrollada por Omnitouch Network Services. Gestiona las funciones para la movilidad de UE y la gestión de portadoras, incluyendo:

• Gestión de Sesiones - Creación, modificación y terminación de sesiones de datos de UE (Equipo de Usuario)
• Coordinación de Movilidad - Manejo de transferencias entre eNodeBs con reenvío de datos
• Gestión de Portadoras - Creación y modificación de portadoras dedicadas para diferentes requisitos de QoS
• Información de Carga - Seguimiento de eventos de sesión para la carga fuera de línea
• Coordinación del Plano de Usuario - Control del SGW-U (Plano de Usuario) para el reenvío de paquetes

Lo que Hace SGW-C

• Acepta solicitudes de sesión del MME a través de la interfaz S11 (GTP-C)
• Coordina con PGW-C para la conectividad PDN a través de la interfaz S5/S8 (GTP-C)
• Gestiona el ciclo de vida de las portadoras incluyendo creación, modificación y eliminación
• Programa reglas de reenvío en SGW-U a través de la interfaz Sxa (PFCP)
• Maneja la movilidad de UE gestionando transferencias entre eNodeBs
• Proporciona paginación de datos de enlace descendente para sesiones suspendidas
• Rastrea información de carga para sistemas de facturación fuera de línea

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Arquitectura

Visión General de Componentes

Arquitectura de Procesos

SGW-C está construido sobre 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 (S11, S5/S8, Sxa)
• Procesos de Sesión - Un GenServer por sesión activa de UE
• Registros - Rastrean recursos asignados (TEIDs, SEIDs, IDs de Carga, etc.)
• Gestor de Nodo PFCP - Mantiene asociaciones PFCP con pares SGW-U

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

Las métricas de salud del sistema en tiempo real pueden ser monitoreadas a través de la página de la Aplicación de la Interfaz Web:

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Interfaces de Red

SGW-C implementa tres interfaces primarias de 3GPP:

Interfaz S11 (GTP-C v2)

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

Protocolo: GTP-C Versión 2 sobre UDP

Mensajes Clave:

• Solicitud/Respuesta de Creación de Sesión
• Solicitud/Respuesta de Eliminación de Sesión
• Solicitud/Respuesta de Modificación de Portadora
• Solicitud/Respuesta de Creación de Portadora
• Solicitud/Respuesta de Eliminación de Portadora
• Notificación/Aprobación de Datos de Enlace Descendente

Configuración: Ver Documentación de la Interfaz S11

Interfaz Sxa (PFCP)

Propósito: Señalización del plano de control entre SGW-C y SGW-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 Informe de Sesión
• Solicitud/Respuesta de Latido

Configuración: Ver Documentación de la Interfaz PFCP/Sxa

Interfaz S5/S8 (GTP-C v2)

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

Protocolo: GTP-C Versión 2 sobre UDP

Mensajes Clave:

• Solicitud/Respuesta de Creación de Sesión
• Solicitud/Respuesta de Eliminación de Sesión
• Solicitud/Respuesta de Modificación de Portadora
• Solicitud/Respuesta de Creación de Portadora
• Solicitud/Respuesta de Eliminación de Portadora

Configuración: Ver Documentación de la Interfaz S5/S8

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Conceptos Clave

Sesión de UE

Una Sesión de UE representa un dispositivo móvil activo conectado a la red. Cada sesión gestiona:

• IMSI (Identidad Internacional del Suscriptor Móvil) - Identificador único del suscriptor
• GUTI (Identificador Temporal Global Único) - Identificador temporal de UE del MME
• MSISDN - Número de teléfono móvil
• TAI (Identificador de Área de Seguimiento) - Área de localización actual
• TEIDs de Sesión - Identificadores de punto final de túnel para S11 y S5/S8
• Portadoras Activas - Lista de portadoras de datos asociadas

Conexión PDN

Una Conexión PDN (Red de Datos de Paquetes) representa la conexión de datos de un UE a través de un PGW-C específico. Cada sesión tiene:

• APN (Nombre del Punto de Acceso) - Identifica la red externa
• ID de Carga - Identificador único para facturación a través de SGW y PGW
• 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 Sxa
• Portadora Predeterminada - Creada con cada conexión PDN
• Portadoras Dedicadas - Portadoras adicionales para necesidades específicas de QoS

Contexto de Portadora

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

• Portadora Predeterminada - Creada con cada conexión PDN para tráfico de mejor esfuerzo
• Portadoras Dedicadas - Portadoras adicionales para requisitos específicos de servicio (voz, video, etc.)
• EBI (ID de Portadora EPS) - Identificador único para cada portadora dentro de una sesión
• Parámetros de QoS - QCI (Identificador de Clase de QoS), ARP (Prioridad de Asignación y Retención), tasas de bits (MBR, GBR)

Reglas PFCP

El SGW-C programa el SGW-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 Buffering) - Controla el almacenamiento en búfer de paquetes durante las transferencias

Ver Documentación de la Interfaz Sxa para más detalles.

Movilidad y Transferencia

SGW-C admite la movilidad de UE a través de eNodeBs:

• Transferencia Intra-MME - Transferencia dentro del mismo MME (sin cambio de SGW)
• Transferencia Inter-MME - Transferencia entre MMEs con reubicación de SGW
• Reenvío de Datos - Almacenamiento en búfer y reenvío de datos durante la transferencia
• Actualización de Área de Seguimiento - Re-registro de UE al moverse entre áreas

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Introducción

Requisitos Previos

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

Verificación de Operación

Verifique los registros para un inicio exitoso:

[info] Iniciando OmniSGW...
[info] Iniciando Exportador de Métricas en 127.0.0.40:42068
[info] Iniciando Corredor S11 en 127.0.0.10
[info] Iniciando Corredor S5/S8 en 127.0.0.15
[info] Iniciando Corredor Sxa en 127.0.0.20
[info] Iniciando Gestor de Nodo PFCP
[info] OmniSGW iniciado con éxito

Acceda a las métricas en http://127.0.0.40:42068/metrics (dirección configurada).

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Configuración

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

Visión General de la Configuración

Referencia Rápida de Configuración

Sección	Propósito	Documentación
metrics	Exportador de métricas Prometheus	Guía de Monitoreo
s11	Interfaz GTP-C al MME	Configuración S11
s5s8	Interfaz GTP-C al PGW-C	Configuración S5/S8
sxa	Interfaz PFCP al SGW-U	Configuración Sxa

Consulte la Guía de Configuración Completa para información detallada.

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Interfaz Web - Panel de Operaciones en Tiempo Real

OmniSGW 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://<omnisgw-ip>:<web-port>/

Páginas Disponibles:

Página	URL	Propósito	Tasa de Actualización
Sesiones de UE	/ue_sessions	Ver todas las sesiones activas de UE y portadoras	2 segundos
Sesiones PFCP	/pfcp_sessions	Ver sesiones PFCP con SGW-U	2 segundos
Estado SGW-U	/sgwu_status	Monitorear asociaciones de pares PFCP	2 segundos
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 OmniSGW
• Indicadores de estado codificados por colores (verde/rojo)

Búsqueda y Filtro:

• Buscar sesiones por IMSI, GUTI, número de teléfono
• Filtrado instantáneo sin recarga de página

Detalles Expandibles:

• Haga clic en cualquier fila para ver detalles completos de la sesión
• Inspeccionar todas las portadoras activas y sus parámetros de QoS
• 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 razones de seguridad

Flujos de Trabajo Operacionales

Solución de Problemas de Sesiones:

1. El usuario informa un problema de conectividad
2. Abra la página de Sesiones de UE
3. Busque por IMSI o número de teléfono
4. Verifique que la sesión exista y tenga correcto:
   - Área de Seguimiento
   - Portadoras activas y su QoS
   - Puntos finales de túnel establecidos
   - Asociación correcta con PGW-C
5. Si no se encuentra sesión → Verifique los registros por razón de rechazo

Verificación de Salud del Sistema:

1. Abra la página de Estado SGW-U → Verifique que todos los pares SGW-U estén "Asociados"
2. Abra Sesiones de UE → Verifique el conteo de sesiones activas vs. capacidad
3. Monitoree la distribución de portadoras a través de APNs

Monitoreo de Capacidad:

• Mire el conteo de Sesiones de UE
• Compare con la capacidad licenciada/esperada
• Identifique los momentos de uso máximo
• Monitoree la distribución por tipo de servicio

Interfaz Web vs. Métricas

Utilice la Interfaz Web para:

• Detalles de sesiones y portadoras individuales
• Estado de pares en tiempo real
• Verificaciones rápidas de salud
• 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 ambas juntas - Interfaz Web para operaciones inmediatas, Prometheus para tendencias y alertas.

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Monitoreo y Métricas

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

Métricas Disponibles

• Métricas de Sesión

  • teid_registry_count - TEIDs S11/S5S8 activos
  • seid_registry_count - Sesiones PFCP activas
  • charging_id_registry_count - IDs de carga activos
  • active_ue_sessions - Total de sesiones activas de UE
  • active_bearers - Total de portadoras activas en todas las sesiones

• Métricas de Mensajes

  • s11_inbound_messages_total - Mensajes GTP-C recibidos en S11
  • s5s8_inbound_messages_total - Mensajes GTP-C recibidos en S5/S8
  • sxa_inbound_messages_total - Mensajes PFCP recibidos
  • Distribuciones de duración de manejo de mensajes

• Métricas de Errores

  • s11_inbound_errors_total - Errores de protocolo S11
  • s5s8_inbound_errors_total - Errores de protocolo S5/S8
  • sxa_inbound_errors_total - Errores de protocolo Sxa

Accediendo a Métricas

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

curl http://127.0.0.40:42068/metrics

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

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Documentación Detallada

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

Estructura de Documentación

Documentación de OmniSGW
├── OPERATIONS.md (Esta Guía)
│
└── docs/
    ├── Configuración y Configuración
    │   ├── configuration.md          Referencia completa de runtime.exs
    │
    ├── Interfaces de Red
    │   ├── sxa-interface.md          Sxa/PFCP (comunicación SGW-U)
    │   ├── s11-interface.md          S11 (comunicación MME)
    │   └── s5s8-interface.md         S5/S8 (comunicación PGW-C)
    │
    └── Operaciones
        ├── session-management.md     Ciclo de vida de la sesión de UE
        ├── bearer-management.md      Operaciones de portadora
        ├── cdr-format.md             Registros de carga fuera de línea
        └── monitoring.md             Métricas de Prometheus y alertas

Documentación por Tema

🚀 Introducción

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

⚙️ Configuración

Documento	Descripción
configuration.md	Referencia completa de runtime.exs

🔌 Interfaces de Red

Documento	Descripción
sxa-interface.md	Interfaz PFCP/Sxa al SGW-U
s11-interface.md	Interfaz GTP-C S11 al MME
s5s8-interface.md	Interfaz GTP-C S5/S8 al PGW-C

📊 Operaciones y Monitoreo

Documento	Descripción
session-management.md	Ciclo de vida y operaciones de la sesión de UE
bearer-management.md	Creación, modificación, eliminación de portadoras
cdr-format.md	Formato de registro de datos de carga fuera de línea
monitoring.md	Métricas de Prometheus, paneles de Grafana, alertas

Rutas de Lectura

Para Operadores de Red

1. OPERATIONS.md - Visión general (este documento)
2. configuration.md - Configuración
3. monitoring.md - Monitoreo
4. session-management.md - Operaciones diarias

Para Ingenieros de Red

1. OPERATIONS.md - Visión general de la arquitectura (este documento)
2. sxa-interface.md - Control del plano de usuario
3. s11-interface.md - Gestión móvil
4. s5s8-interface.md - Conectividad PDN
5. session-management.md - Ciclo de vida de la sesión
6. bearer-management.md - Operaciones de portadora

Para Configuración y Despliegue

1. configuration.md - Referencia completa
2. monitoring.md - Configurar monitoreo

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Recursos Adicionales

Especificaciones 3GPP

Espec	Título
TS 29.274	GTP-C v2 (interfaces S11 y S5/S8)
TS 29.244	PFCP (interfaz Sxa)
TS 32.251	Carga del dominio de Paquetes Conmutados
TS 32.298	Codificación de CDR
TS 23.401	Arquitectura EPC