通信4GTCP终端侧建链时延优化思路x.docx

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TCP终端侧建链时延优化思路

—现网接口采集

PS/EPC采集接入：

Ø2/3G采集接口：

Gb/IU_PS（信令面）、Gn（用户面）

Ø4G采集接口：

S11、S1-MME、S1-U、SGS、S6a、S5/S8

存储时长：

Xdr详单存储：

7天

二、指标体系

当前SEQ基于业务分层建模体现如下：

业务体验类KQI：

是面向用户体验的，来衡量用户主观体验

基础业务质量类KQI/管道质量类KQI：

是基于客观测量的，精准度高，反应网络客观情

况

SEQ平台对整体业务感知类指标分解到具体指标：

接入层：

主要是基本信令类KPI指标，该层面的最终定界结果面向网元，定界精度到网元或网元进/出口链路。

互联层

主要是基于TCP路径监控的TCP指标、DNS指标，该层面的指标定界面向网元或TCP传输段，定界精度到网元及其出/入链路或传输段（如互联网出口以外到SP之间）。

业务层：

主要包括WEB/Streaming业务，该层面指标定界同样面向网元或者终端、无线、核心网、

SP四象限。

应用层：

主要包括通用类的IM业务、SNS业务和Filetransfer三类业务，

该层面指标定界面向网元网元或者终端、无线、核心网、SP四象限。

三、业务流程

用户端到端上网流程：

附着、承载建立、DNS、TCP建立、数传开始

基于上网流程的信令分解如下（以浏览类业务、4G网络为例）：

7.5

四、基于TCP流程的定界原理

在移动互联网时代，为了提升用户使用数据业务的体验，缩短内容传输距离，大量的CDN技术、Cache服务器的应用使得用户和主流内容供应商之间几乎只有运营商网络之间的距离，因此从某种意义上来说，关注运营商网络传输质量就是关注了用户体验。

TCP协议在MBB网络中是典型的端到端传输模式，即消息传输介于用户端和内容端之间，中间

的所有网络设备几乎只参与存储转发，因此在衡量基于TCP协议传输的数据业务时，TCP的相关参数衡量的都是发端和接收端之间的传输路径的整体性能。

在整个网络中，TCP指标指向的不是到某个网元的指标，而是衡量的从消息出发点（如终端）到消息终结点（如SP）之间的整个传输路径的性能。

以TCP三次握手时延为例，若SEQ探针架设在运营商网络中，则可以参照现网探针的部署位置，TCP的第一、二次握手衡量的是从探针收到SYN消息开始，到SP（或网关设备）回复

“SYN,ACK”消息并被探针捕获为止之间的时延，这其中的时延不是指计时开始点到某个网元之间的消息往返时延，而是到真正回复ack消息的网元或SP之间的消息往返时延，这中间可能经过了多个存储转发设备，这些设备的转发性能都会影响到该段时延值的大小。

考虑到TCP指标都是针对消息的发送或接受端的衡量参数，在网络中设备发送端或接收端的位置就比较重要。

MBB网络中两端基本上就是用户端和内容端，其中用户端相对比较固定，属于无线网覆盖的范围；而内容端则遍布全球，虽然大部分运营商都内建内容提供服务器，但也存在大量同城访问、异网访问、国际访问，若内容供应商设备部署在运营商网络内部或是运营商自建内容服务，则整个用户使用PS业务行为都在运营商网络内部，这时候的TCP指标衡量的基本上是内网指标属性；而若内容供应商属于国际访问，则TCP的参数衡量的是从探针打点位置到内容供应商之间的整个传输的性能，这两类访问消息传输经历的路径差异巨大，因此在分析时参数若混在一起则可能湮没中间转发设备的隐形问题。

因此，对于TCP的分析需要根据不同内容端的位置设置不同的传输路径进行分类分析。

TCP性能指标分为时延类和传输类两类指标，时延类指标包括建琏时延和数传时延，一般情况

下建链时延和数传时延互为参考（排除代理对建琏时延的影响），而TCP传输类指标一般情况下不建议作为单独监控指标，该类指标和用户感知没有直接的线性关系，通常作为定界速率或时延类问题的参照指标同步比对（同时传输类指标劣化，无乱是丢包还是重传，最后都能在时延类指标上体现）。

当前SEQ平台对传输指标主要可以实现如下分析：

TCP丢包率：

SEQ平台当前实现的丢包率分为采集口上的上/下行丢包、采集口下的上/下行丢包。

在网络中影响丢包的主要有终端、网元、SP，因此在定界时主要区分接口上下对该指标分解到上述三个维度进行分析。

TCP乱序率：

SEQ平台当前对乱序率区分了上/下行的轻度乱序和重度乱序。

轻度乱序在理论上对网络没有影响，因此分析时一般只参考重度乱序，重度乱序由于引起了网络中数据包重传因此可能会影响到用户速率和感知时延等指标。

乱序一般是网元引入，在网络中下行乱序影响较大，在定界时主要分解到网元进行分析。

TCP重传率：

SEQ平台当前实现了有载荷的上/下行重传指标计算及全量重传率计算，在实际中一般情况下有载荷的重传率是分析对象，影响因素和丢包率类似，因此定界方法也和丢包率一致。

对建链时延优可以分解为TCP终端侧建链时延、TCP服务器侧建链时延

TCP建链流程分解：

根据上述流程图可知，对于第二次握手时延过大，问题主要集中在传输、网元

（PGW\SGW）和SP侧，第三次握手时延过大问题主要集中在传输、空口、网元（ENODEB）、

UE。

TCP相关指标基线参数

指标

参考基线

备注

LTE

TCP丢包率

<3%

<2%

<1.5%

TCP传输平均时延（采集口上）

300ms

200ms

50ms

与组网相关

TCP传输平均时延（采集口下）

<=1000ms

<=350ms

<=100ms

TCP握手时延（SP侧）

200ms

100ms

30ms

与组网相关

TCP握手时延（无线侧）

<=1500

<=500

<=150

TCP乱序率

<5%

<3%

<1%

TCP重传率

<2%

<1%

<0.5%

TCP相关指标解析：

（1）TCP建链时延：

TCP建链无线侧时延+TCP建链核心网侧时延相关字段：

TCP_RTT、TCP_RTT_STEP1

字段主要体现在TCP建链性能，能够体现用户对网络的体验质量，计算公式为：

TCP_RTT=TCP建链第三步【ACK】–TCP建链第一步【SYN】

TCP_RTT_STEP1=TCP建链第二步【SYN，ACK】–TCP建链第一步【SYN】

（2）TCP下行数传无线侧时延（即所有流的下行平均RTT）

AVG_DW_RTT：

所有流的下行平均RTT（采用探针上报的总下行RTT时长和RTT计算的总次数获取RTT平均值）。

DW_RTT_STAT_NUM:

所有流的下行RTT计算的次数。

（3）TCP上行数传核心网侧时延（即所有流的上行平均RTT）AVG_UL_RTT：

所有流的上行平均RTT（采用探针上报的总上行RTT时长和RTT计算的总次数获取RTT平均值）。

UL_RTT_STAT_NUM:

所有流的上行RTT计算的次数。

（4）终端侧上行TCP丢包率：

所有流的上行数据包在用户侧的丢包数/TCP上行总包数USER_PROBE_UL_LOST_PKT：

所有流的上行数据包在用户侧的丢包数TCP_UL_PACKAGES_WITHPL：

TCP上行总包数

（5）终端侧下行TCP丢包率：

所有流的下行数据包在用户侧的丢包数/TCP下行总包数

USER_PROBE_DW_LOST_PKT：

所有流的下行数据包在用户侧的丢包数

TCP_DW_PACKAGES_WITHPL：

TCP下行总包数

（6）下行TCP重传率:

TCP下行重传包数/TCP下行总包数

TCP_DW_RETRANS_WITHPL:

TCP下行重传包数

TCP_DW_PACKAGES_WITHPL:

TCP下行总包数

（7）下行TCP乱序率:

TCP下行乱序包数/TCP下行总包数TCP_DW_OUTOFSEQU:

TCP下行乱序包数L4_DW_PACKETS:

TCP下行总包数