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Guia de Gerenciamento de Sessão

Ciclo de Vida e Operações da Conexão PDN

OmniPGW da Omnitouch Network Services

Visão Geral​

Uma Sessão PDN (Packet Data Network) representa a conexão de dados de um UE através do OmniPGW. Cada sessão coordena múltiplas interfaces e recursos para habilitar a conectividade de dados.

Componentes da Sessão​

Identificadores da Sessão​

Cada sessão possui múltiplos identificadores para diferentes interfaces:

IdentificadorInterfacePropósito
TEIDS5/S8 (GTP-C)Tunnel Endpoint ID para comunicação SGW-C
SEIDSxb (PFCP)Session Endpoint ID para comunicação PGW-U
Session-IDGx (Diameter)Sessão Diameter para comunicação PCRF
Charging-IDAccountingID único para cobrança

Dados da Sessão​

Criação da Sessão​

Fluxo de Chamadas​

Etapas​

1. Receber Solicitação de Criação de Sessão (S5/S8)

A criação da sessão é iniciada via sinalização GTP-C na interface S5/S8. Veja Interface S5/S8 para detalhes completos do protocolo GTP-C e formatos de mensagem.

Entrada:

  • IMSI, MSISDN, IMEI
  • APN (por exemplo, "internet")
  • Tipo de RAT (EUTRAN)
  • Localização do UE (TAI, ECGI)
  • Contexto do Bearer (QoS, F-TEID)

2. Alocação de Recursos

- Alocar IP do UE do pool de APN
- Gerar ID de Cobrança
- Gerar Gx Session-ID
- Alocar S5/S8 TEID
- Selecionar par PGW-U

3. Solicitação de Política (Gx)

Solicitar política ao PCRF:

  • Enviar CCR-Initial
  • Receber CCA-Initial com QoS e regras PCC

4. Configuração do Plano do Usuário (PFCP)

Programar o PGW-U com regras de encaminhamento:

  • Enviar Solicitação de Estabelecimento de Sessão
  • Incluir PDRs, FARs, QERs, BAR
  • Receber F-TEID para o túnel S5/S8

5. Resposta ao SGW-C

Enviar Resposta de Criação de Sessão:

  • Endereço IP do UE
  • S5/S8 F-TEID (do PGW-U)
  • PCO (DNS, P-CSCF, MTU)
  • Contexto do Bearer

Modificação da Sessão​

Gatilhos​

As sessões podem ser modificadas devido a:

  • Mudanças de QoS - Atualizações de bitrate pelo PCRF
  • Operações de Bearer - Adicionar/remover bearers dedicados
  • Handover - Mudança de SGW
  • Atualizações de Política - Novas regras PCC do PCRF

Fluxo de Modificação de QoS​

Exclusão da Sessão​

Fluxo de Chamadas​

Processo de Limpeza​

Recursos Liberados:

  1. Endereço IP do UE → de volta ao pool
  2. TEID → removido do registro
  3. SEID → removido do registro
  4. Session-ID → removido do registro
  5. Charging-ID → liberado
  6. Processo da sessão encerrado

Registros de Cobrança Gerados:

Estado da Sessão​

Máquina de Estados​

Rastreamento da Sessão​

Consultas ao Registro:

Por TEID (S5/S8):
  TEID 0x12345678 → Session PID

Por SEID (Sxb):
  SEID 0xABCDEF → Session PID

Por Session-ID (Gx):
  "pgw.example.com;123;456" → Session PID

Por IP do UE:
  100.64.1.42 → Session PID

Por IMSI + EBI:
  "310260123456789" + EBI 5 → Session PID

Monitoramento de Sessões​

Contagem de Sessões Ativas​

# Total de sessões ativas
teid_registry_count

# Sessões PFCP
seid_registry_count

# Sessões Gx
session_id_registry_count

Métricas da Sessão​

# Taxa de criação de sessões
rate(s5s8_inbound_messages_total{message_type="create_session_request"}[5m])

# Taxa de exclusão de sessões
rate(s5s8_inbound_messages_total{message_type="delete_session_request"}[5m])

# Latência de criação de sessão (p95)
histogram_quantile(0.95,
  rate(s5s8_inbound_handling_duration_bucket{request_message_type="create_session_request"}[5m])
)

Problemas Comuns​

Falhas na Criação da Sessão​

Causas:

  1. Pool de IPs Esgotado - Nenhum IP disponível
  2. PCRF Inacessível - Timeout Gx
  3. PGW-U Fora do Ar - Nenhum par PFCP disponível
  4. Rejeição do PCRF - Usuário desconhecido, não autorizado

Debug:

# Verificar pool de IPs
curl http://pgw:9090/metrics | grep address_registry_count

# Verificar conectividade com o PCRF
# Verificar erros Gx nos logs

# Verificar associação PGW-U
# Verificar status do par PFCP

Sessão Travada/Obsoleta​

Sintomas:

  • Sessão não excluída corretamente
  • Recursos não liberados
  • Registros mostram contagem maior do que o esperado

Causas:

  1. Solicitação de Exclusão de Sessão não recebida
  2. Falha do processo da sessão sem limpeza
  3. Vazamento de registro

Resolução:

# Reiniciar OmniPGW (libera todas as sessões)
# Implementar mecanismo de timeout de sessão

UE Não Consegue Estabelecer Sessão​

Sintomas:

  • Falha na conexão do UE
  • Resposta de Criação de Sessão com causa de erro

Causas Comuns e Respostas:

Valor da CausaSignificadoAção
Usuário DesconhecidoPCRF rejeitou (IMSI não está no banco de dados)Provisionar assinante
Recursos Não DisponíveisPool de IP esgotadoExpandir pool de IP
Par Remoto Não RespondendoTimeout PCRF/PGW-UVerificar conectividade
Serviço Não SuportadoAPN inválidoConfigurar pool de APN

Melhores Práticas​

Limites de Sessão​

Configurar capacidade apropriada:

Usuários concorrentes esperados: 10.000
Sobrecarga de sessão por usuário: ~10KB RAM
RAM total para sessões: ~100MB

Configurações da VM Erlang:
  - Máximo de processos: 262.144 (padrão)
  - Tamanho do heap do processo: Ajustar com base na carga

Limpeza de Sessão​

Garantir limpeza adequada:

  1. Sempre responder a Solicitações de Exclusão de Sessão
  2. Implementar timeout de sessão para sessões obsoletas
  3. Monitorar contagens de registro para vazamentos

Alta Disponibilidade​

Redundância de Sessão:

  • Usar design sem estado (sessões vinculadas à instância)
  • Implementar banco de dados de sessão para HA (futuro)
  • DNS/balanceador de carga para failover

Elementos de Dados da Sessão​

Que Informações Uma Sessão Armazena?​

Cada sessão PDN ativa mantém as seguintes informações:

Identificação do UE:

  • IMSI: "310260123456789" (identidade do assinante)
  • MSISDN: "14155551234" (número de telefone)
  • MEI/IMEI: Identificador do dispositivo

Detalhes da Conexão PDN:

  • APN: "internet" (nome da rede)
  • Endereço IP do UE: 100.64.1.42 (IP alocado)
  • Tipo de PDN: IPv4, IPv6 ou IPv4v6

Identificadores da Sessão:

  • ID de Cobrança: Identificador único de cobrança
  • EBI do Bearer Padrão: EPS Bearer Identifier (tipicamente 5)

Parâmetros de QoS:

  • APN-AMBR: Taxa Máxima de Bits Agregada
    • Uplink: 100 Mbps
    • Downlink: 50 Mbps

Regras de Encaminhamento:

  • PDRs (Regras de Detecção de Pacotes): Combinar pacotes
  • FARs (Regras de Ação de Encaminhamento): Ações de encaminhamento/descartes
  • QERs (Regras de Aplicação de QoS): Limitação de taxa
  • BAR (Regra de Ação de Bufferização): Bufferização de downlink

Contexto da Interface:

  • Estado S5/S8: TEIDs locais/remotos, endereço SGW-C
  • Estado Sxb: SEIDs locais/remotos, endereço PGW-U
  • Estado Gx: Session-ID Diameter, contador de solicitações

UI Web - Monitoramento de Sessões Ao Vivo​

O OmniPGW inclui uma UI Web em tempo real para monitorar sessões ativas sem precisar consultar métricas ou logs.

Pesquisa de UE & Análise Detalhada​

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

Interface de Pesquisa de UE

Propósito: Pesquisar sessões específicas de UE e visualizar informações detalhadas

Recursos:

1. Funcionalidade de Pesquisa Pesquisar sessões por:

  • IMSI (por exemplo, "310170123456789")
  • MSISDN (número de telefone)
  • Endereço IP (por exemplo, "100.64.1.42")

2. Opções de Pesquisa

  • Seletor suspenso para escolher o tipo de pesquisa
  • Pesquisa em tempo real com resultados instantâneos
  • Interface clara com dicas de pesquisa

3. Resultados de Análise Detalhada Uma vez encontrado, exibe informações abrangentes da sessão:

a) Sessões Ativas

  • Todas as sessões ativas para este assinante
  • IMSI, MSISDN, Endereço IP do UE
  • APN, Tipo de RAT
  • PGW TEID, SGW TEID

b) Localização Atual Dados de localização em tempo real da sessão:

  • TAC (Código da Área de Rastreamento) - Área de rastreamento onde o UE está localizado
  • ID da Célula (ECI) - Identificador da Célula E-UTRAN
  • ECGI - Identificador Global da Célula E-UTRAN (PLMN + ECI)
  • MCC/MNC - Código do País Móvel / Código da Rede Móvel

Integração com Banco de Dados de Torres de Celular: Se o banco de dados OpenCellID estiver configurado, a interface exibirá:

  • Coordenadas geográficas da torre de celular (latitude/longitude)
  • Google Maps incorporado mostrando a localização exata da torre
  • Mapa visual do último local conhecido do UE

Veja Configuração do Banco de Dados de Torres de Celular abaixo para instruções de configuração.

c) Informações do Bearer Listagem detalhada do bearer com parâmetros de QoS:

Bearer Padrão:

  • EBI (EPS Bearer Identifier)
  • QCI (QoS Class Identifier)
  • Nome da Regra de Cobrança
  • APN-AMBR (uplink/downlink)

Bearers Dedicados (se ativos):

  • EBI, QCI, Nome da Regra de Cobrança
  • MBR UL/DL (Taxa Máxima de Bits)
  • GBR UL/DL (Taxa Garantida de Bits)

d) Informações de Cobrança (Interface Gy)

  • ID da Sessão Gy
  • Quota Concedida, Quota Usada
  • Características de Cobrança

e) Informações de Política (Interface Gx)

  • ID da Sessão Gx
  • Host de Origem/Destino do PCRF
  • Número da Solicitação CC
  • Regras de Cobrança Instaladas (regras PCC dos bearers)

f) Eventos Recentes

  • Histórico de eventos para este assinante
  • Eventos de criação/atualização/exclusão de sessão

Detalhes do Bearer de Pesquisa de UE

Casos de Uso:

  • Solucionar problemas específicos de assinantes
  • Verificar o estabelecimento da sessão
  • Verificar o endereço IP atribuído
  • Inspecionar parâmetros da sessão

Página de Sessões do PGW​

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

Lista de Sessões do PGW

Propósito: Visualização em tempo real de todas as sessões PDN ativas

Recursos:

1. Visão Geral da Sessão

  • Contagem de sessões ao vivo (atualiza a cada 2 segundos)
  • Visualização em grade de todas as sessões ativas
  • Sem necessidade de atualização - atualizações automáticas

2. Informações Rápidas da Sessão Visível para cada sessão:

  • IMSI - Identidade do assinante
  • UE IP - Endereço IP alocado
  • SGW TEID - ID do túnel S5/S8 do SGW
  • PGW TEID - ID do túnel S5/S8 do OmniPGW
  • APN - Nome do Ponto de Acesso

3. Funcionalidade de Pesquisa Pesquisar sessões por:

  • IMSI (por exemplo, "310260")
  • Endereço IP do UE (por exemplo, "100.64")
  • MSISDN / número de telefone
  • Nome da APN

4. Detalhes Expansíveis Clique em qualquer linha de sessão para ver detalhes completos:

  • Informações completas do assinante (IMSI, MSISDN, IMEI)
  • Contexto da rede (tipo de RAT, MCC/MNC da rede de atendimento)
  • Parâmetros de QoS (AMBR uplink/downlink em formato legível)
  • Identificadores de túnel (ambos TEIDs em formato hexadecimal)
  • ID do processo para depuração
  • Estado completo da sessão (estrutura de dados bruta)

Detalhes da Sessão

Visualização da Topologia da Rede​

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

Topologia da Rede

Propósito: Representação visual das conexões de rede e sessões ativas

Recursos:

1. Visualização da Topologia

  • Gráfico visual dos elementos da rede
  • Mostra o nó PGW-C (Plano de Controle)
  • Peers HSS (Home Subscriber Server) conectados
  • Exibição da contagem de sessões ativas

2. Elementos Interativos

  • Controles de zoom (+/-)
  • Botão de centralização da visualização
  • Clique nos nós para detalhes
  • Mostra o status da conexão (verde = ativo, vermelho = fora do ar)

3. Contagem de Sessões

  • Contador de sessões ativas em tempo real
  • Atualiza automaticamente
  • Indicação visual da carga

Casos de Uso:

  • Compreender a arquitetura da rede de relance
  • Verificar conexões de peers
  • Monitorar mudanças na topologia
  • Verificação rápida da saúde da rede

Histórico de Sessões & Log de Auditoria​

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

Histórico de Sessões

Propósito: Rastrear eventos históricos de sessão e trilha de auditoria

Recursos:

1. Filtragem de Eventos

  • Filtrar por tipo de evento (Todos os Eventos, Sessão Criada, Sessão Excluída, etc.)
  • Seleção de intervalo de datas (De Data / Para Data)
  • Pesquisar por IMSI, MSISDN, endereço IP ou TEID

2. Funcionalidade de Exportação

  • Exportar para CSV para análise
  • Inclui todos os resultados filtrados
  • Útil para conformidade e relatórios

3. Tipos de Eventos Rastreáveis

  • Eventos de criação de sessão
  • Eventos de exclusão de sessão
  • Eventos de modificação
  • Eventos de erro

Casos de Uso:

  • Trilhas de auditoria para conformidade
  • Análise histórica de sessões
  • Solucionar problemas de eventos passados
  • Gerar relatórios de uso
  • Rastrear padrões de sessão ao longo do tempo

Casos de Uso Operacionais​

Verificação da Sessão:

1. Usuário relata problema de conectividade
2. Pesquisar UI Web por IMSI ou número de telefone
3. Verificar se a sessão existe e se o UE tem endereço IP
4. Verificar se os valores de QoS correspondem ao plano do assinante
5. Verificar se os endpoints do túnel estão estabelecidos

Monitoramento de Capacidade:

  • Olhar para a contagem de sessões ativas
  • Comparar com a capacidade licenciada
  • Identificar padrões de uso por APN

Solução de Problemas:

  • Encontrar sessão específica por qualquer identificador
  • Inspecionar estado completo da sessão sem SSH/IEx
  • Verificar se os TEIDs do SGW e PGW correspondem entre os sistemas
  • Verificar valores de AMBR aplicados do PCRF

Vantagens Sobre Métricas:

  • Ver detalhes de sessão individuais (métricas mostram agregados)
  • Capacidades de pesquisa e filtragem
  • Formatação legível (largura de banda em Mbps, não bps)
  • Inspeção de estado em tempo real
  • Sem necessidade de acesso à linha de comando

Configuração do Banco de Dados de Torres de Celular​

O OmniPGW pode se integrar ao banco de dados OpenCellID para exibir localizações de torres de celular na interface de Pesquisa de UE. Este recurso permite a visualização geográfica de onde os assinantes estão localizados com base em seu site de célula de atendimento.

Visão Geral​

Quando configurado, a interface de Pesquisa de UE irá:

  • Exibir coordenadas da torre de celular (latitude/longitude)
  • Mostrar uma visualização do Google Maps incorporada da localização da torre
  • Fornecer confirmação visual da localização do assinante
  • Ajudar a solucionar problemas de roteamento baseados em localização

Configuração​

Acesse a página de Torres de Celular em http://<omnipgw-ip>:<web-port>/cell_towers e clique no botão "Redownload Database". Isso aciona um processo automático de download e importação em segundo plano.

Recursos:

  • Baixa dados frescos do OpenCellID.org
  • Extrai e importa automaticamente para SQLite
  • Executa em segundo plano (leva de 10 a 15 minutos)
  • Mostra notificações de progresso via interface web
  • Seguro: só exclui o banco de dados antigo após confirmar que o novo download foi bem-sucedido

Configuração Inicial: Quando você acessar pela primeira vez a página de Torres de Celular, ela mostrará instruções de configuração com o botão "Redownload Database". Basta clicar nele para inicializar o banco de dados.

Informações do Banco de Dados​

Localização do Banco de Dados:

  • DB SQLite: priv/cell_towers.db
  • Download CSV (temporário): priv/data/cell_towers.csv.gz
  • Índices: Criados automaticamente em MCC, MNC, LAC, CellID para buscas rápidas

Tamanho do Banco de Dados:

  • ~107 MB de download comprimido do OpenCellID.org
  • Tempo de importação: 10-15 minutos dependendo do hardware

Desempenho da Consulta:

  • Consultas de torres de celular são indexadas e muito rápidas (<1ms)
  • Sem impacto no desempenho do estabelecimento da sessão
  • Consultas ocorrem apenas ao visualizar resultados da Pesquisa de UE

Recursos Habilitados​

Após a configuração, os seguintes recursos ficam disponíveis:

Página de Pesquisa de UE:

  • Seção de Localização Atual mostra coordenadas da torre de celular
  • Google Maps incorporado exibindo localização da torre
  • Representação visual do último site de célula conhecido do assinante

UI Web de Torres de Celular:

  • Ver estatísticas do banco de dados (total de registros, tamanho do banco de dados, data de criação)
  • Botão Redownload Database - Atualização com um clique para os dados mais recentes do OpenCellID
  • Navegar pelo banco de dados de torres de celular
  • Pesquisar por MCC, MNC, LAC, Cell ID
  • Ver distribuição geográfica das torres
  • Ver instruções de configuração se o banco de dados ainda não estiver configurado

Benefícios Operacionais:

  • Identificar rapidamente a localização geográfica do assinante
  • Verificar cenários de roaming
  • Solucionar problemas baseados em localização
  • Apoiar requisitos de localização de serviços de emergência

Atualizando o Banco de Dados​

O banco de dados OpenCellID é mantido pela comunidade e atualizado regularmente.

Para atualizar seu banco de dados local:

  1. Navegue até http://<omnipgw-ip>:<web-port>/cell_towers
  2. Clique no botão "Redownload Database"
  3. Confirme a ação na caixa de diálogo pop-up
  4. Aguarde de 10 a 15 minutos para que o download/importação em segundo plano seja concluído
  5. Atualize a página para ver as estatísticas atualizadas

Frequência de Atualização Recomendada: Mensal ou trimestral

Nota: O OpenCellID pode limitar a taxa de downloads. Se você fez o download recentemente, aguarde algumas horas antes de tentar novamente.

Solução de Problemas​

Falhas no Redownload:

  • Verifique a conectividade com a internet para OpenCellID.org
  • Verifique se o firewall permite downloads HTTPS
  • Verifique o espaço em disco (~200 MB de espaço livre requerido)
  • Verifique os logs da aplicação para mensagens de erro específicas
  • O OpenCellID pode estar limitando a taxa - aguarde algumas horas e tente novamente
  • Verifique se a UI web mostra a mensagem de erro da tarefa em segundo plano

Erros de Gravação no Banco de Dados:

  • Verifique as permissões de gravação do banco de dados no diretório priv/
  • Certifique-se de que há espaço em disco suficiente (~150 MB para o banco de dados)
  • Verifique se a aplicação tem permissão para criar/excluir arquivos em priv/

Torre de Celular Não Encontrada:

  • O banco de dados pode não ter cobertura para todos os sites de células
  • O OpenCellID é contribuído pela comunidade e pode ter lacunas
  • Os dados da torre de celular podem estar desatualizados para sites recém-implantados

Mapa Não Exibindo:

  • Verifique o console JavaScript do navegador para erros
  • Verifique as permissões de incorporação do Google Maps
  • Verifique se as coordenadas da torre de celular são válidas

Documentação Relacionada​

Funções Centrais da Sessão​

Política e Cobrança​

Interfaces de Rede​

Operações​

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Gerenciamento de Sessão OmniPGW - por Omnitouch Network Services