OmniSGW 操作指南

OmniSGW - 服务网关 (SGW)

由 Omnitouch 网络服务提供

概述

OmniSGW 是一个高性能的服务网关 (SGW) 实现，适用于 3GPP LTE 演进分组核心 (EPC) 网络，由 Omnitouch 网络服务开发。它管理用户设备 (UE) 的移动性和承载管理功能，包括：

会话管理 - 创建、修改和终止 UE (用户设备) 数据会话
移动协调 - 处理 eNodeB 之间的切换及数据转发
承载管理 - 为不同的 QoS 需求创建和修改专用承载
计费信息 - 跟踪会话事件以进行离线计费
用户面协调 - 控制 SGW-U (用户面) 进行数据包转发

SGW-C 的功能

接受来自 MME 的会话请求 通过 S11 接口 (GTP-C)
与 PGW-C 协调 通过 S5/S8 接口 (GTP-C) 进行 PDN 连接
管理承载生命周期 包括创建、修改和删除
在 SGW-U 中编程转发规则 通过 Sxa 接口 (PFCP)
通过管理 eNodeB 之间的切换来处理 UE 移动性
为挂起会话提供下行数据分页
跟踪计费信息 以供离线计费系统使用

架构

组件概述

进程架构

SGW-C 基于 Elixir/OTP ��建，并使用监督进程架构：

应用监督者 - 管理所有组件的顶层监督者
协议代理 - 处理进出协议消息 (S11, S5/S8, Sxa)
会话进程 - 每个活动 UE 会话一个 GenServer
注册表 - 跟踪分配的资源 (TEID、SEID、计费 ID 等)
PFCP 节点管理器 - 维护与 SGW-U 对等体的 PFCP 关联

每个组件都受到监督，并将在故障时自动重启，以确保系统的可靠性。

可以通过 Web UI 应用页面监控实时系统健康指标：

应用资源

网络接口

SGW-C 实现了三个主要的 3GPP 接口：

S11 接口 (GTP-C v2)

目的： MME 与 SGW-C 之间的控制面信令

协议： 基于 UDP 的 GTP-C 版本 2

关键消息：

创建会话请求/响应
删除会话请求/响应
修改承载请求/响应
创建承载请求/响应
删除承载请求/响应
下行数据通知/确认

配置： 请参见 S11 接口文档

Sxa 接口 (PFCP)

目的： SGW-C 与 SGW-U 之间的控制面信令

协议： 基于 UDP 的 PFCP (数据包转发控制协议)

关键消息：

关联设置请求/响应
会话建立请求/响应
会话修改请求/响应
会话删除请求/响应
会话报告请求/响应
心跳请求/响应

配置： 请参见 PFCP/Sxa 接口文档

S5/S8 接口 (GTP-C v2)

目的： SGW-C 与 PGW-C 之间的控制面信令，用于 PDN 连接

协议： 基于 UDP 的 GTP-C 版本 2

关键消息：

创建会话请求/响应
删除会话请求/响应
修改承载请求/响应
创建承载请求/响应
删除承载请求/响应

配置： 请参见 S5/S8 接口文档

关键概念

UE 会话

UE 会话表示与网络连接的活动移动设备。每个会话管理：

IMSI (国际移动用户身份) - 唯一的用户标识符
GUTI (全球唯一临时标识符) - 来自 MME 的临时 UE 标识符
MSISDN - 手机号码
TAI (跟踪区域标识符) - 当前位置区域
会话 TEID - S11 和 S5/S8 的隧道端点标识符
活动承载 - 关联数据承载的列表

PDN 连接

PDN (数据包数据网络) 连接表示 UE 通过特定 PGW-C 的数据连接。每个会话具有：

APN (接入点名称) - 标识外部网络
计费 ID - 用于 SGW 和 PGW 之间计费的唯一标识符
TEID (隧道端点 ID) - S5/S8 接口隧道标识符
SEID (会话端点 ID) - Sxa 接口会话标识符
默认承载 - 每个 PDN 连接时创建
专用承载 - 满足特定 QoS 需求的额外承载

承载上下文

承载表示具有特定 QoS 特征的流量流：

默认承载 - 每个 PDN 连接时创建，用于尽力而为的流量
专用承载 - 满足特定服务需求的额外承载（语音、视频等）
EBI (EPS 承载 ID) - 每个会话内��个承载的唯一标识符
QoS 参数 - QCI (QoS 类标识符)、ARP (分配与保留优先级)、比特率 (MBR, GBR)

PFCP 规则

SGW-C 为 SGW-U 编程数据包处理规则：

PDR (数据包检测规则) - 匹配数据包 (上行/下行)
FAR (转发动作规则) - 指定转发行为
QER (QoS 执行规则) - 强制比特率限制
BAR (缓冲动作规则) - 控制切换期间的数据包缓冲

有关详细信息，请参见 Sxa 接口文档。

移动性与切换

SGW-C 支持 UE 在 eNodeB 之间的移动性：

同 MME 切换 - 在同一 MME 内的切换（无 SGW 更改）
跨 MME 切换 - 在 MMEs 之间的切换，伴随 SGW 迁移
数据转发 - 在切换期间缓冲和转发数据
跟踪区域更新 - UE 在区域之间移动时重新注册

入门

先决条件

Elixir ~1.16
Erlang/OTP 26+
与 MME、SGW-U 和 PGW-C 的网络连接
理解 LTE EPC 架构

验证操作

检查日志以确认成功启动：

[info] 启动 OmniSGW...
[info] 在 127.0.0.40:42068 启动指标导出器
[info] 在 127.0.0.10 启动 S11 代理
[info] 在 127.0.0.15 启动 S5/S8 代理
[info] 在 127.0.0.20 启动 Sxa 代理
[info] 启动 PFCP 节点管理器
[info] OmniSGW 成功启动

访问指标在 http://127.0.0.40:42068/metrics (配置地址)。

配置

所有运行时配置都在 config/runtime.exs 中定义。配置结构分为几个部分：

配置概述

快速配置参考

部分	目的	文档
metrics	Prometheus 指标导出器	监控指南
s11	GTP-C 接口到 MME	S11 配置
s5s8	GTP-C 接口到 PGW-C	S5/S8 配置
sxa	PFCP 接口到 SGW-U	Sxa 配置

请参见完整配置指南以获取详细信息。

Web UI - 实时操作仪表板

OmniSGW 包含一个内置的 Web UI 用于实时监控和操作，提供系统状态的即时可见性，无需命令行工具或指标查询。

访问 Web UI

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

可用页面：

页面	URL	目的	刷新率
UE 会话	`/ue_sessions`	查看所有活动 UE 会话和承载	2 秒
PFCP 会话	`/pfcp_sessions`	查看与 SGW-U 的 PFCP 会话	2 秒
SGW-U 状态	`/sgwu_status`	监控 PFCP 对等体关联	2 秒
日志	`/logs`	实时日志流	实时

关键特性

实时更新：

所有页面自动刷新（无需手动重新加载）
来自 OmniSGW 进程的实时数据流
颜色编码状态指示器（绿色/红色）

搜索与过滤：

按 IMSI、GUTI、电话号码搜索会话
无需页面重新加载即可即时过滤

可扩展细节：

点击任意行查看完整会话细节
检查所有活动承载和 QoS 参数
查看对等体配置和能力

无需身份验证（内部使用）：

从管理网络直接访问
设计用于 NOC/运营团队使用
仅绑定到管理 IP 以确保安全

操作工作流程

会话故障排除：

1. 用户报告连接问题
2. 打开 UE 会话页面
3. 按 IMSI 或电话号码搜索
4. 验证会话是否��在并具有正确的：
   - 跟踪区域
   - 活动承载及其 QoS
   - 隧道端点已建立
   - 正确的 PGW-C 关联
5. 如果未找到会话 → 检查日志以获取拒绝原因

系统健康检查：

打开 SGW-U 状态页面 → 验证所有 SGW-U 对等体 "关联"
打开 UE 会话 → 检查活动会话数量与容量
监控 APN 之间的承载分布

容量监控：

浏览 UE 会话数量
与许可/预期容量进行比较
确定峰值使用时间
监控按服务类型的分布

Web UI 与指标

使用 Web UI 进行：

单个会话和承载细节
实时对等体状态
快速健康检查
故障排除特定用户
验证配置

使用 Prometheus 指标进行：

历史趋势
报警和通知
容量规划图
性能分析
长期监控

最佳实践： 同时使用两者 - Web UI 用于即时操作，Prometheus 用于趋势和警报。

监控与指标

除了 Web UI，OmniSGW 还暴露了与 Prometheus 兼容的指标以供监控：

可用指标

会话指标
- teid_registry_count - 活动 S11/S5S8 TEID
- seid_registry_count - 活动 PFCP 会话
- charging_id_registry_count - 活动计费 ID
- active_ue_sessions - 总活动 UE 会话
- active_bearers - 所有会话中的总活动承载
消息指标
- s11_inbound_messages_total - 在 S11 上接收到的 GTP-C 消息
- s5s8_inbound_messages_total - 在 S5/S8 上接收到的 GTP-C 消息
- sxa_inbound_messages_total - 接收到的 PFCP 消息
- 消息处理持续时间分布
错误指标
- s11_inbound_errors_total - S11 协议错误
- s5s8_inbound_errors_total - S5/S8 协议错误
- sxa_inbound_errors_total - Sxa 协议错误

访问指标

指标通过 HTTP 在配置的端点暴露：

curl http://127.0.0.40:42068/metrics

请参见监控与指标指南以获取仪表板设置和警报信息。

详细文档

本节提供 OmniSGW 文档的全面概述。文档按主题和用例组织。

文档结构

OmniSGW 文档
├── OPERATIONS.md (本指南)
│
└── docs/
    ├── 配置与设置
    │   ├── configuration.md          完整的 runtime.exs 参考
    │
    ├── 网络接口
    │   ├── sxa-interface.md          Sxa/PFCP (SGW-U 通信)
    │   ├── s11-interface.md          S11 (MME 通信)
    │   └── s5s8-interface.md         S5/S8 (PGW-C 通信)
    │
    └── 操作
        ├── session-management.md     UE 会话生命周期
        ├── bearer-management.md      承载操作
        ├── cdr-format.md             离线计费记录
        └── monitoring.md             Prometheus 指标与警报

按主题分类的文档

🚀 入门

文档	描述	目的
OPERATIONS.md	主要操作指南（本文件）	概述和快速入门

⚙️ 配置

文档	描述
configuration.md	完整的 runtime.exs 配置参考

🔌 网络接口

文档	描述
sxa-interface.md	PFCP/Sxa 接口到 SGW-U
s11-interface.md	GTP-C S11 接口到 MME
s5s8-interface.md	GTP-C S5/S8 接口到 PGW-C

📊 操作与监控

文档	描述
session-management.md	UE 会话生命周期和操作
bearer-management.md	承载创建、修改、删除
cdr-format.md	离线计费数据记录格式
monitoring.md	Prometheus 指标、Grafana 仪表板、警报

阅读路径

对于网络运营商

OPERATIONS.md - 概述（本文件）
configuration.md - 设置
monitoring.md - 监控
session-management.md - 日常操作

对于网络工程师

OPERATIONS.md - 架构概述（本文件）
sxa-interface.md - 用户面控制
s11-interface.md - 移动管理
s5s8-interface.md - PDN 连接
session-management.md - 会话生命周期
bearer-management.md - 承载操作

对于配置与部署

configuration.md - 完整参考
monitoring.md - 设置监控

其他资源

3GPP 规范

规范	标题
TS 29.274	GTP-C v2 (S11 和 S5/S8 接口)
TS 29.244	PFCP (Sxa 接口)
TS 32.251	分组交换域计费
TS 32.298	CDR 编码
TS 23.401	EPC 架构

目录​

概述​

SGW-C 的功能​

架构​

组件概述​

进程架构​

网络接口​

S11 接口 (GTP-C v2)​

Sxa 接口 (PFCP)​

S5/S8 接口 (GTP-C v2)​

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关键特性​

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监控与指标​

可用指标​

访问指标​

详细文档​

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⚙️ 配置​

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对于网络运营商​

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其他资源​

3GPP 规范​

目录

概述

SGW-C 的功能

架构

组件概述

进程架构

网络接口

S11 接口 (GTP-C v2)

Sxa 接口 (PFCP)

S5/S8 接口 (GTP-C v2)

关键概念

UE 会话

PDN 连接

承载上下文

PFCP 规则

移动性与切换

入门

先决条件

验证操作

配置

配置概述

快速配置参考

Web UI - 实时操作仪表板

访问 Web UI

关键特性

操作工作流程

Web UI 与指标

监控与指标

可用指标

访问指标

详细文档

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按主题分类的文档

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⚙️ 配置

🔌 网络接口

📊 操作与监控

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对于网络运营商

对于网络工程师

对于配置与部署

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