Guide des Opérations OmniSGW

OmniSGW - Passerelle de Service (SGW)

par Omnitouch Network Services

Table des Matières

Aperçu
Architecture
Interfaces Réseau
Concepts Clés
Prise en Main
Configuration
Interface Web - Tableau de Bord des Opérations en Temps Réel
Surveillance & Métriques
Documentation Détailée
Ressources Supplémentaires

Aperçu

OmniSGW est une implémentation de Passerelle de Service (SGW) haute performance pour les réseaux 3GPP LTE Evolved Packet Core (EPC), développée par Omnitouch Network Services. Elle gère les fonctions de mobilité UE et de gestion des porteurs, y compris :

Gestion de Session - Création, modification et terminaison des sessions de données UE (Équipement Utilisateur)
Coordination de Mobilité - Gestion des transferts entre eNodeBs avec transfert de données
Gestion des Porteurs - Création et modification de porteurs dédiés pour différentes exigences QoS
Informations de Facturation - Suivi des événements de session pour la facturation hors ligne
Coordination du Plan Utilisateur - Contrôle du SGW-U (Plan Utilisateur) pour le transfert de paquets

Ce que fait SGW-C

Accepte les demandes de session de MME via l'interface S11 (GTP-C)
Coordonne avec PGW-C pour la connectivité PDN via l'interface S5/S8 (GTP-C)
Gère le cycle de vie des porteurs y compris la création, la modification et la suppression
Programme les règles de transfert dans SGW-U via l'interface Sxa (PFCP)
Gère la mobilité UE en gérant les transferts entre eNodeBs
Fournit la pagination des données descendantes pour les sessions suspendues
Suit les informations de facturation pour les systèmes de facturation hors ligne

Architecture

Aperçu des Composants

Architecture de Processus

SGW-C est construit sur Elixir/OTP et utilise une architecture de processus supervisée :

Superviseur d'Application - Superviseur de haut niveau gérant tous les composants
Courtiers de Protocole - Gèrent les messages de protocole entrants/sortants (S11, S5/S8, Sxa)
Processus de Session - Un GenServer par session UE active
Registres - Suivent les ressources allouées (TEIDs, SEIDs, IDs de Facturation, etc.)
Gestionnaire de Nœud PFCP - Maintient les associations PFCP avec les pairs SGW-U

Chaque composant est supervisé et redémarrera automatiquement en cas de défaillance, garantissant la fiabilité du système.

Les métriques de santé du système en temps réel peuvent être surveillées via la page de l'application Web UI :

Ressources de l'Application

Interfaces Réseau

SGW-C implémente trois interfaces 3GPP principales :

Interface S11 (GTP-C v2)

Objectif : Signalisation du plan de contrôle entre MME et SGW-C

Protocole : GTP-C Version 2 sur UDP

Messages Clés :

Demande/Réponse de Création de Session
Demande/Réponse de Suppression de Session
Demande/Réponse de Modification de Porteur
Demande/Réponse de Création de Porteur
Demande/Réponse de Suppression de Porteur
Notification/Acknowledgement de Données Descendantes

Configuration : Voir Documentation de l'Interface S11

Interface Sxa (PFCP)

Objectif : Signalisation du plan de contrôle entre SGW-C et SGW-U

Protocole : PFCP (Protocole de Contrôle de Transfert de Paquets) sur UDP

Messages Clés :

Demande/Réponse de Configuration d'Association
Demande/Réponse d'Établissement de Session
Demande/Réponse de Modification de Session
Demande/Réponse de Suppression de Session
Demande/Réponse de Rapport de Session
Demande/Réponse de Cœur

Configuration : Voir Documentation de l'Interface PFCP/Sxa

Interface S5/S8 (GTP-C v2)

Objectif : Signalisation du plan de contrôle entre SGW-C et PGW-C pour la connectivité PDN

Protocole : GTP-C Version 2 sur UDP

Messages Clés :

Demande/Réponse de Création de Session
Demande/Réponse de Suppression de Session
Demande/Réponse de Modification de Porteur
Demande/Réponse de Création de Porteur
Demande/Réponse de Suppression de Porteur

Configuration : Voir Documentation de l'Interface S5/S8

Concepts Clés

Session UE

Une Session UE représente un dispositif mobile actif connecté au réseau. Chaque session gère :

IMSI (Identité Internationale d'Abonné Mobile) - Identifiant unique de l'abonné
GUTI (Identifiant Temporaire Globalement Unique) - Identifiant temporaire de l'UE provenant de MME
MSISDN - Numéro de téléphone mobile
TAI (Identifiant de Zone de Suivi) - Zone de localisation actuelle
TEIDs de Session - Identifiants de point de terminaison de tunnel pour S11 et S5/S8
Porteurs Actifs - Liste des porteurs de données associés

Connexion PDN

Une Connexion PDN (Réseau de Données par Paquet) représente la connexion de données d'une UE à travers un PGW-C spécifique. Chaque session a :

APN (Nom de Point d'Accès) - Identifie le réseau externe
ID de Facturation - Identifiant unique pour la facturation entre SGW et PGW
TEID (Identifiant de Point de Terminaison de Tunnel) - Identifiant de tunnel de l'interface S5/S8
SEID (Identifiant de Point de Terminaison de Session) - Identifiant de session de l'interface Sxa
Porteur par Défaut - Créé avec chaque connexion PDN
Porteurs Dédiés - Porteurs supplémentaires pour des besoins QoS spécifiques

Contexte de Porteur

Un porteur représente un flux de trafic avec des caractéristiques QoS spécifiques :

Porteur par Défaut - Créé avec chaque connexion PDN pour le trafic en mode meilleur effort
Porteurs Dédiés - Porteurs supplémentaires pour des exigences de service spécifiques (voix, vidéo, etc.)
EBI (Identifiant de Porteur EPS) - Identifiant unique pour chaque porteur au sein d'une session
Paramètres QoS - QCI (Identifiant de Classe QoS), ARP (Priorité d'Allocation et de Conservation), débits (MBR, GBR)

Règles PFCP

Le SGW-C programme le SGW-U avec des règles de traitement de paquets :

PDR (Règle de Détection de Paquet) - Correspond aux paquets (montant/descendant)
FAR (Règle d'Action de Transfert) - Spécifie le comportement de transfert
QER (Règle d'Application de QoS) - Applique des limites de débit
BAR (Règle d'Action de Mise en Tampon) - Contrôle la mise en tampon des paquets pendant les transferts

Voir Documentation de l'Interface Sxa pour plus de détails.

Mobilité & Transfert

SGW-C prend en charge la mobilité UE à travers les eNodeBs :

Transfert Intra-MME - Transfert au sein du même MME (sans changement de SGW)
Transfert Inter-MME - Transfert entre MMEs avec relocalisation de SGW
Transfert de Données - Mise en tampon et transfert de données pendant le transfert
Mise à Jour de Zone de Suivi - Réenregistrement de l'UE lors du déplacement entre les zones

Prise en Main

Prérequis

Elixir ~1.16
Erlang/OTP 26+
Connectivité réseau vers MME, SGW-U et PGW-C
Compréhension de l'architecture EPC LTE

Vérification de l'Opération

Vérifiez les journaux pour un démarrage réussi :

[info] Démarrage d'OmniSGW...
[info] Démarrage de l'Exportateur de Métriques sur 127.0.0.40:42068
[info] Démarrage du Courtier S11 sur 127.0.0.10
[info] Démarrage du Courtier S5/S8 sur 127.0.0.15
[info] Démarrage du Courtier Sxa sur 127.0.0.20
[info] Démarrage du Gestionnaire de Nœud PFCP
[info] OmniSGW démarré avec succès

Accédez aux métriques à http://127.0.0.40:42068/metrics (adresse configurée).

Configuration

Toute la configuration d'exécution est définie dans config/runtime.exs. La configuration est structurée en plusieurs sections :

Aperçu de la Configuration

Référence de Configuration Rapide

Section	Objectif	Documentation
metrics	Exportateur de métriques Prometheus	Guide de Surveillance
s11	Interface GTP-C vers MME	Configuration S11
s5s8	Interface GTP-C vers PGW-C	Configuration S5/S8
sxa	Interface PFCP vers SGW-U	Configuration Sxa

Voir le Guide de Configuration Complet pour des informations détaillées.

Interface Web - Tableau de Bord des Opérations en Temps Réel

OmniSGW comprend une Interface Web intégrée pour la surveillance et les opérations en temps réel, offrant une visibilité instantanée sur l'état du système sans avoir besoin d'outils en ligne de commande ou de requêtes de métriques.

Accès à l'Interface Web

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

Pages Disponibles :

Page	URL	Objectif	Taux de Rafraîchissement
Sessions UE	`/ue_sessions`	Voir toutes les sessions UE actives et les porteurs	2 secondes
Sessions PFCP	`/pfcp_sessions`	Voir les sessions PFCP avec SGW-U	2 secondes
État SGW-U	`/sgwu_status`	Surveiller les associations de pairs PFCP	2 secondes
Journaux	`/logs`	Diffusion en temps réel des journaux	En direct

Fonctionnalités Clés

Mises à Jour en Temps Réel :

Toutes les pages se rafraîchissent automatiquement (pas besoin de rechargement manuel)
Diffusion de données en direct depuis les processus OmniSGW
Indicateurs de statut codés par couleur (vert/rouge)

Recherche & Filtre :

Rechercher des sessions par IMSI, GUTI, numéro de téléphone
Filtrage instantané sans rechargement de page

Détails Développables :

Cliquez sur n'importe quelle ligne pour voir les détails complets de la session
Inspectez tous les porteurs actifs et leurs paramètres QoS
Voir la configuration et les capacités des pairs

Aucune Authentification Requise (Utilisation Interne) :

Accès direct depuis le réseau de gestion
Conçu pour l'utilisation de l'équipe NOC/opérations
Lier uniquement à l'IP de gestion pour la sécurité

Flux de Travail Opérationnels

Dépannage de Session :

1. L'utilisateur signale un problème de connectivité
2. Ouvrir la page des Sessions UE
3. Rechercher par IMSI ou numéro de téléphone
4. Vérifier que la session existe et a le bon :
   - Zone de Suivi
   - Porteurs actifs et leur QoS
   - Points de terminaison de tunnel établis
   - Association PGW-C correcte
5. Si aucune session trouvée → Vérifier les journaux pour la raison de rejet

Vérification de la Santé du Système :

Ouvrir la page État SGW-U → Vérifier que tous les pairs SGW-U sont "Associés"
Ouvrir Sessions UE → Vérifier le nombre de sessions actives par rapport à la capacité
Surveiller la distribution des porteurs à travers les APNs

Surveillance de la Capacité :

Jeter un œil au nombre de Sessions UE
Comparer à la capacité licenciée/attendue
Identifier les heures de pointe d'utilisation
Surveiller la distribution par type de service

Interface Web vs. Métriques

Utilisez l'Interface Web pour :

Détails individuels de session et de porteur
Statut des pairs en temps réel
Vérifications rapides de la santé
Dépannage d'utilisateurs spécifiques
Vérification de la configuration

Utilisez les Métriques Prometheus pour :

Tendances historiques
Alertes et notifications
Graphiques de planification de capacité
Analyse de performance
Surveillance à long terme

Meilleure Pratique : Utilisez les deux ensemble - Interface Web pour les opérations immédiates, Prometheus pour les tendances et les alertes.

Surveillance & Métriques

En plus de l'Interface Web, OmniSGW expose des métriques compatibles avec Prometheus pour la surveillance :

Métriques Disponibles

Métriques de Session
- teid_registry_count - TEIDs S11/S5S8 actifs
- seid_registry_count - Sessions PFCP actives
- charging_id_registry_count - IDs de facturation actifs
- active_ue_sessions - Total des sessions UE actives
- active_bearers - Total des porteurs actifs à travers toutes les sessions
Métriques de Message
- s11_inbound_messages_total - Messages GTP-C reçus sur S11
- s5s8_inbound_messages_total - Messages GTP-C reçus sur S5/S8
- sxa_inbound_messages_total - Messages PFCP reçus
- Distributions de durée de traitement des messages
Métriques d'Erreur
- s11_inbound_errors_total - Erreurs de protocole S11
- s5s8_inbound_errors_total - Erreurs de protocole S5/S8
- sxa_inbound_errors_total - Erreurs de protocole Sxa

Accès aux Métriques

Les métriques sont exposées via HTTP à l'endpoint configuré :

curl http://127.0.0.40:42068/metrics

Voir Guide de Surveillance & Métriques pour la configuration du tableau de bord et des alertes.

Documentation Détailée

Cette section fournit un aperçu complet de toute la documentation d'OmniSGW. Les documents sont organisés par sujet et cas d'utilisation.

Structure de la Documentation

Documentation OmniSGW
├── OPERATIONS.md (Ce Guide)
│
└── docs/
    ├── Configuration & Installation
    │   ├── configuration.md          Référence complète de runtime.exs
    │
    ├── Interfaces Réseau
    │   ├── sxa-interface.md          Sxa/PFCP (communication SGW-U)
    │   ├── s11-interface.md          S11 (communication MME)
    │   └── s5s8-interface.md         S5/S8 (communication PGW-C)
    │
    └── Opérations
        ├── session-management.md     Cycle de vie de la session UE
        ├── bearer-management.md      Opérations sur les porteurs
        ├── cdr-format.md             Formats des enregistrements de facturation hors ligne
        └── monitoring.md             Métriques Prometheus & alertes

Documentation par Sujet

🚀 Prise en Main

Document	Description	Objectif
OPERATIONS.md	Guide principal des opérations (ce document)	Aperçu et démarrage rapide

⚙️ Configuration

Document	Description
configuration.md	Référence complète de la configuration runtime.exs

🔌 Interfaces Réseau

Document	Description
sxa-interface.md	Interface PFCP/Sxa vers SGW-U
s11-interface.md	Interface GTP-C S11 vers MME
s5s8-interface.md	Interface GTP-C S5/S8 vers PGW-C

📊 Opérations & Surveillance

Document	Description
session-management.md	Cycle de vie et opérations de la session UE
bearer-management.md	Création, modification, suppression de porteurs
cdr-format.md	Format des données d'enregistrement de facturation hors ligne
monitoring.md	Métriques Prometheus, tableaux de bord Grafana, alertes

Chemins de Lecture

Pour les Opérateurs Réseau

OPERATIONS.md - Aperçu (ce document)
configuration.md - Installation
monitoring.md - Surveillance
session-management.md - Opérations quotidiennes

Pour les Ingénieurs Réseau

OPERATIONS.md - Aperçu de l'architecture (ce document)
sxa-interface.md - Contrôle du plan utilisateur
s11-interface.md - Gestion mobile
s5s8-interface.md - Connectivité PDN
session-management.md - Cycle de vie de la session
bearer-management.md - Opérations sur les porteurs

Pour la Configuration & Déploiement

configuration.md - Référence complète
monitoring.md - Configurer la surveillance

Ressources Supplémentaires

Spécifications 3GPP

Spec	Titre
TS 29.274	GTP-C v2 (interfaces S11 et S5/S8)
TS 29.244	PFCP (interface Sxa)
TS 32.251	Facturation du domaine à commutation de paquets
TS 32.298	Codage CDR
TS 23.401	Architecture EPC

Table des Matières​

Aperçu​

Ce que fait SGW-C​

Architecture​

Aperçu des Composants​

Architecture de Processus​

Interfaces Réseau​

Interface S11 (GTP-C v2)​

Interface Sxa (PFCP)​

Interface S5/S8 (GTP-C v2)​

Concepts Clés​

Session UE​

Connexion PDN​

Contexte de Porteur​

Règles PFCP​

Mobilité & Transfert​

Prise en Main​

Prérequis​

Vérification de l'Opération​

Configuration​

Aperçu de la Configuration​

Référence de Configuration Rapide​

Interface Web - Tableau de Bord des Opérations en Temps Réel​

Accès à l'Interface Web​

Fonctionnalités Clés​

Flux de Travail Opérationnels​

Interface Web vs. Métriques​

Surveillance & Métriques​

Métriques Disponibles​

Accès aux Métriques​

Documentation Détailée​

Structure de la Documentation​

Documentation par Sujet​

🚀 Prise en Main​

⚙️ Configuration​

🔌 Interfaces Réseau​

📊 Opérations & Surveillance​

Chemins de Lecture​

Pour les Opérateurs Réseau​

Pour les Ingénieurs Réseau​

Pour la Configuration & Déploiement​

Ressources Supplémentaires​

Spécifications 3GPP​

Table des Matières

Aperçu

Ce que fait SGW-C

Architecture

Aperçu des Composants

Architecture de Processus

Interfaces Réseau

Interface S11 (GTP-C v2)

Interface Sxa (PFCP)

Interface S5/S8 (GTP-C v2)

Concepts Clés

Session UE

Connexion PDN

Contexte de Porteur

Règles PFCP

Mobilité & Transfert

Prise en Main

Prérequis

Vérification de l'Opération

Configuration

Aperçu de la Configuration

Référence de Configuration Rapide

Interface Web - Tableau de Bord des Opérations en Temps Réel

Accès à l'Interface Web

Fonctionnalités Clés

Flux de Travail Opérationnels

Interface Web vs. Métriques

Surveillance & Métriques

Métriques Disponibles

Accès aux Métriques

Documentation Détailée

Structure de la Documentation

Documentation par Sujet

🚀 Prise en Main

⚙️ Configuration

🔌 Interfaces Réseau

📊 Opérations & Surveillance

Chemins de Lecture

Pour les Opérateurs Réseau

Pour les Ingénieurs Réseau

Pour la Configuration & Déploiement

Ressources Supplémentaires

Spécifications 3GPP