Trafic engineering du réseau de signalisation de la Sonatel

By 22 February 2014

Analyse de la performance du réseau de signalisation de la Sonatel – Chapitre III:

III.2 Trafic engineering du réseau de signalisation

Les indicateurs numériques obtenus après la récupération des rapports de mesures dans le serveur FTP, seront étudiés et analysés à fin de pouvoir tirer des résultats. L’objectif de cette étude est de pouvoir déterminer la performance du réseau de signalisation. Comme nous avons déjà décrit précédemment les paramètres nécessaires aux études et analyses engineering, il est indispensable de classifier ces paramètres pour faciliter les étapes des études. Au cours de notre étude et analyse nous allons classifier ces indicateurs en deux catégories :

** Catégorie du niveau supérieur

** Catégorie du niveau inférieur

Nous appelons catégorie du niveau supérieur tous les indicateurs qui associent des messages de couches supérieurs (couche application). Tandis que la catégorie du niveau inférieur concerne les indicateurs associant des messages de la couche basse du model de référence OSI. Notons que ces deux catégories entrent dans le cadre d’étude des indicateurs clé de la performance du réseau SS7 et SIGTRAN.

III.2.1 Analyse des données numériques des indicateurs du système STP(SYSTOT)

Sachant que l’heure chargée du réseau de signalisation est préalablement définie, il nous reste à récupérer les indicateurs générés dans cet intervalle d’heure chargé. Les données de ses indicateurs sont l’ensemble des messages traités uniquement dans le STP pour être routé vers des points code distants. Les administrateurs de la plateforme STP nous ont confirmé que l’intervalle du temps qui varie entre 21 h00 min et 21 h30 min est l’heure chargée de la plateforme. Pour avoir des valeurs réelles nous allons récupérer des indicateurs de cinq jours ouvrables de la semaine et faire une comparaison pour sélectionner les valeurs des indicateurs de l’heure de la journée la plus chargée de la semaine. Et nous pourrions suivre le processus pour de terminer l’heure chargée du mois.

III.2.1.1 Audit et étude sur les traitements des trames de signalisation (MSU) du système STP

Pour l’audit et l’analyse nous allons nous baser aux MSUs traités dans la couche supérieure.

Parmi les indicateurs (KPI) que nous avons récupéré dans le serveur FTP, figurent dans la période du 29/06/2011 au 18/07/2011. En comparant certains fichiers de ces indicateurs nous avons trouvé que l’heure chargée est entre 21h00 min et 21h30min. Pour cette première analyse nous allons étudier les indicateurs concernant le système STP pour avoir une vue globale des messages traités à l’heure de pic par les plateformes STP du site RP et TNP. Nous avons choisi le fichier du 01/07/2011 et filtré les indicateurs du 21h 00 à 21h 30min.

STP DATE DEBUT FIN ORIGMSUS TRMDMSUS THRSWMSU MSUDSCRD
TNP 01/07/2011 21:00 21:30 3751146 3756248 16819346 2
RP 01/07/2011 21:00 21:30 3354568 3356277 17262163 0

Tableau 2 : indicateurs des messages traités dans les STP

Tous ces paramètres du tableau 2 sont expliqués dans l’annexe B, ainsi nous pouvons utiliser ses indicateurs pour déterminer la capacité de traitement des MSUs pendant l’heure chargé des plateformes.

illustration du traitement des messages du STP
Figure 20 : illustration du traitement des messages du STP

Nous allons utiliser les données précédentes pour la détermination des MSUs (ISUP et SCCP) traités dans un STP en fonction des MSUs qui l’atteignent. La figure 20 montre l’échange des messages entre le STP et les deux entités (CTI et MSC NGN). On note « Cap » la capacité du traitement de messages en pourcentage, qui désigne l’ensemble des MSUs subissant des traitements dans le STP avant d’être routé vers les nœuds destinataires.

Cap= ((ORIGMSUS+TRMDMSUS+MSUDSCRD)/(ORIGMSUS+TRMDMSUS+THRSWMSU+ MSUDSCRD))*100.

Application numérique :

Pour TNP Cap= ((3751146+3756248+2)/( 3751146+3756248+2+16819346))*100=30.8607%.

Pour RP Cap= ((3354568+3356277)/( 3354568+3356277+17262163))*100=27,9933%.

Selon les calculs effectués nous constatons que le STP de TNP traite 30,860% des MSUs et les restes transitent le STP.

De même pour le STP de RP traite 27,9933% des MSUs et les restes transitent le STP.

Au cours du traitement des messages nous n’avons pas remarqué des disfonctionnements majeur selon les indicateurs que nous avons étudiés. Seul le compteur « MSUDSCRD» qui a affiché deux messages rejetés au cours du traitement pendant cette période d’observation. Il est à noter que certains KPI ont besoin d’être observé dans une période prolongé pour avoir suffisamment des valeurs.

III.2.1.2 Audit et étude pour la traduction des MSU en GT(Global Translation)

Etudions maintenant les indicateurs concernant les messages destinés au sous-système de commande des connexions sémaphores ou sous-système SCCP. Les compteurs qui sont dans le tableau suivant sont décrits dans l’annexe B.

STP DATE DEBUT FIN GTTPERFD NMSCCPMH PKSCCPMH
TNP 01/07/2011 21:00:00 21:30:00 3728929 3106 4506
RP 01/07/2011 21:00:00 21:30:00 3330029 1990 3359

Tableau 3 : indicateurs des messages associés au SCCP

Nous remarquons que la plateforme de TNP affiche une valeur de 4506 TPS sur son compteur (PKSCCPMH) qui indique le nombre max de Messages par second que le système a traité. Par contre le STP de RP a affiché sur son compteur 3359 TPS, maintenant il reste à revoir la configuration actuelle en terme de TPS au niveau des cartes SCCP afin d’en tirer une conclusion.

III.2.2 Analyse des données numérique de différents composent (COMP) liés au STP

Nous allons analyser les données numériques récupérées après la collecte des mesures dans tous les composants du réseau de signalisation. Nous trouvons comme composant, les liaisons de données (LINKs), les faisceaux de signalisation (LINKSETs) et les liaisons de signalisation sur IP (SIGTRAN).

III.2.2.1 Analyse des indicateurs des LINKs et LINKSETs

Les compteurs des indicateurs que nous aurons à analyser dans cette partie se baseront plus particulièrement dans les deux catégories cités en haut. Les trames de messages écoulés dans les couches MTPs et celles des couches application seront l’objet de notre analyse.

Sachant que la plateforme de signalisation EAGLE STP de la Sonatel est le cœur du réseau de la signalisation, ça ne nous étonnera pas si nous découvrons qu’il est interconnecté actuellement avec plus de 230 nœuds.

III.2.2.1.1 Analyse des indicateurs des MSU de la couche application

Nous allons analyser le fichier de rapport contenant les indicateurs des MSU de la couche application (messages des utilisateurs) et faire un tri sur les indicateurs qui afficheront des valeurs très critique afin de les évaluer. Les différents messages (MSUs) de cette couche sont en générale des messages ISUP et des messages SCCP. Ces MSUs sont envoyé par le STP vers un nœud en passant par un lien de signalisation et un faisceau de signalisation. Le STP peut recevoir encore des MSUs venant d’un lien de signalisation. Des exemples des liens de signalisation sémaphores sont représentés dans les tableaux 4 et 5. Au cours des analyses des compteurs des liens HSL et LSL, des erreurs ont été aperçu dans les faisceaux de certains destinations comme TIGO, la plateforme VMS et EIR. Voici l’interprétation des valeurs des indicateurs qui montrent les erreurs dans les LS :

** Les trafics de signalisations de l’opérateur TIGO sont pointés vers le STP de Technopôle et de RP Dakar. C’est la raison pour laquelle que TIGO a deux faisceaux de signalisation, mais en observant le trafic écoulé dans les deux faisceaux nous avons obtenu que les liens du site RP sont beaucoup pris par apport aux liens du site de TNP.

– Cause :

Les compteurs MSURETRN et OCTRETRN des liens (tnptigo1 et tnptigo2) affichent des valeurs qui signifient une retransmission fréquente des MSUs due à une détection d’erreurs.

** Le même problème a été relevé sur les liens de signalisations de la plateforme VMS (Voice Mail Service) plus particulièrement les liens qui vont vers le STP du TNP. (Voir tableau 4).

Les indicateurs de ce tableau sont expliqués dans l’annexe B. Nous pouvons noter que les valeurs de ces compteurs sont les MSU de l’ISUP échangé entre les PTS les différents nœuds destinataire exprimé en nombre de message et en Octet associé aux messages envoyés sur ces liens.

LSN LNKTYPE MSGSTRAN MSGSRCVD MSURETRN OCTRETRN
rptigo1 LSL 144306 240041 0 0
rptigo2 LSL 72003 47779 0 0
tnptigo2 LSL 72303 118393 1 14
tnptigo1 LSL 144820 60284 3 60
rpmsc5nat1 LSL 168332 68592 0 0
tnpvms2 LSL 91696 44062 920 46409
tnpvms1 LSL 93973 111846 9 326
MOCTTRAN MOCTRCVD
rptigo1 LSL 3839841 8124001
rptigo2 LSL 2628634 1496436
tnptigo2 LSL 2638917 3074823
tnptigo1 LSL 3857451 1726685
rpmsc5nat1 LSL 6786533 1990856
tnpvms2 LSL 4429425 699508
tnpvms1 LSL 4430235 1779498

Tableau 4 : retransmissions des MSUs à cause des erreurs

** Le tableau suivant montre que les analyses effectuées sur les liens du faisceau de la plateforme EIR ont déterminé des instabilités important sur ces liens. En observant les liens vers le STP de RP nous apercevons que les MSUs transmis vers le end point sur ce lien ne sont pas traités correctement à cause des erreurs omniprésents sur la couche MTP. Les Messages de la couche application (ISUP/SCCP) ne parviennent totalement pas le STP afin d’être traité. Au niveau du compteur MSGSRCVD du lien congestionné n’affiche pas beaucoup des messages reçus à cause des erreurs de la couche MTP.

LSN LNKTYPE MSGSTRAN MSGSRCVD MOCTTRAN MOCTRCVD
Rpeir(B4) LSL 86182 92 9225102 1564
tnpeir(A9) LSL 79098 7560 8455077 641618
MSGSRGTT MOCTRGTT
Rpeir(B4) LSL 0 0
tnpeir(A9) LSL 7270 623224

Tableau 5 : illustration des MSUs non traité sur la couche application

III.2.2.1.2 Analyse des indicateurs des MSU de la couche MTP

Les indicateurs inclus dans ce tableau montrent clairement les états de la couche MTP1 à MTP3 des liens de la plateforme EIR. Cet exemple permet de nous faire comprendre que le disfonctionnement sur les liens et faisceaux peut survenir dans tous les niveaux et quelques soit la présence des pannes dans un niveau donné il y a toujours une risque de perdre des MSUs. La période pour laquelle ces liens ont été observés a suffi largement de faire apparaitre des valeurs significatives sur les compteurs de ce tableau. En regardant les liens sémaphores vers le site de RP, nous trouvons qu’ils sont tous le temps congestionné pour les niveaux MTP 1, 2, 3 et ces congestions entraient les rejets des messages selon leurs priorités.

LSN LNKTYPE DURLKOTG TDCNGLV1 TDCNGLV2
Rpeir(B4) LSL 0 1 2
tnpeir(A9) LSL 4 0 0
ECCNGLV3 MSGDISC0 LNKAVAIL
Rpeir(B4) LSL 1 5 1800
tnpeir(A9) LSL 0 0 1798
TDCNGLV3 ECCNGLV1 ECCNGLV2
Rpeir(B4) LSL 3 1 1
tnpeir(A9) LSL 0 0 0

Tableau 6 : niveau de congestions des liens

III.2.2.2 Analyse des indicateurs du lien SIGTRAN

Les indicateurs concernant les liens de signalisations sur IP(SIGTRAN) seront étudiés et analysé dans cette partie. La signalisation SS7 sur IP (SIGTRAN) définit un protocole de transport fiable appelé SCTP (Stream Control Transmission Protocol) et une couche d’adaptation des usagers (User Adaptation; UA) permettant de transporter des protocoles de signalisation téléphonique. C’est pour cette raison que nous devons amener une étude d’analyse pour les indicateurs des MSU écoulés par le SCTP et la couche UA.

III.2.2.2.1 Analyse des indicateurs pour les MSU de la couche UA

Concernant les messages de la couche User Adaptation, nous aurons l’occasion d’analyser dans cette partie deux couches que la Sonatel exploite déjà :

* La couche d’adaptation M2PA

* La couche d’adaptation M3UA

Les indicateurs de la couche adaptation M2PA sont observés sur les liens inter PTS. Ces derniers permettent aux deux PTS de se dialoguer. Voici l’interprétation des valeurs observées sur les liens M2PA :

** La couche d’adaptation M2PA

Dans ce tableau sont affichées les valeurs de compteurs des quatre liens M2PA entre les deux STP. Les MSUs qui transitent sur ces liens sont les messages venant de la couche utilisateurs et qui traversent la couche M2PA pour être transmis vers le réseau IP par le protocole SCTP. Les paramètres inclus dans ce tableau sont détaillés dans l’annexe B. La colonne LSN signifie le nom du faisceau et LINK indique le numéro de la carte et le port où le lien est configuré. Dans le chapitre précédent sur le paragraphe II.2.1 il a été déjà dit que la couche M2PA assure le transport de paquets MTP3 entre deux SGs ou deux IP SPs (IP SIGnaling Point). Elle fournit une interface MTP 2 à la couche cliente (à savoir, MTP3) et s’appuie sur le service SCTP, alors dans ce tableau les paramètres ( M2PUDMTR, M2PUDMRC, M2PUDOCT et M2PUDOCR ) présentent successivement les unités de données (chunks) reçu dans M2PA et transmis de M2PA.

LSN LINK LNKTYPE MSGSTRAN MSGSRCVD MOCTTRAN
m2paptstnp A(1208) M2PA 3296 7074 137868
m2paptstnp B(1208) M2PA 2257 4372 121329
m2paptstnp A(2208) M2PA 9640 519 1096209
m2paptstnp B(2208) M2PA 8985 325 1047481
MOCTRGTT M2PUDMTR M2PUDOCT
m2paptstnp A(1208) M2PA 755047 3296 193900
m2paptstnp B(1208) M2PA 428326 2257 159698
m2paptstnp A(2208) M2PA 0 9640 1260089
m2paptstnp B(2208) M2PA 0 8986 1200312
MOCTRCVD MSGSRGTT
m2paptstnp A(1208) M2PA 798909 5393
m2paptstnp B(1208) M2PA 472247 3310
m2paptstnp A(2208) M2PA 20417 0
m2paptstnp B(2208) M2PA 17851 0
M2PUDMRC M2PUDOCR
m2paptstnp A(1208) M2PA 7074 919167
m2paptstnp B(1208) M2PA 4372 546571
m2paptstnp A(2208) M2PA 519 29240
m2paptstnp B(2208) M2PA 325 23376

Tableau 7 : illustration des messages émis et reçu par la couche M2PA

** La couche d’adaptation M3UA

Dans le cas de la couche d’adaptation M3UA, la Sonatel l’utilise pour la configuration des liens SIGTRAN des PTS vers les différents nœuds du cœur réseau NGN. Nous avons mis en évidence des exemples concrets dans ce tableau pour justifier les théories déjà vues dans les cours. Il a été dit dans le paragraphe II.2.1 que la couche d’adaptation M3UA assure l’acheminement de messages ISUP ou SCCP entre un SG et un MGC en fournissant une interface MTP3 à la couche supérieure (ISUP, SCCP). C’est dans le même sens que la configuration a été effectuée, par exemple sur les liens d’association des MSoft X3000 (MSC NGN) et les STP. Voici l’interprétation du tableau suivant issue des études et analyses effectué après l’observation de ces liens. La première colonne indique le nom d’association du lien et les autres paramètres sont exprimés dans l’annexe B. Il est à noter qu’une association se réfère à une association SCTP.

L’association fournit le transport pour des unités de données de protocole (SCTP du terminal local et SCTP du terminal distant) et des messages de couche d’adaptation paire (M3UA du terminal locale et M3UA du terminal distant). Par exemple, le paramètre (RXDATAMS) représente le nombre de messages de données reçus par le STP de l’ASP (Application Service Part) dans la couche M3UA, ici c’est les MSC06 et MSC05 qui sont les ASPs.

Nom_ASSOC RXDATAMS RXDATAOC TXDATAMS TXDATAOC
m3uamsc062 844056 99689104 579362 84336392
m3uamsc061 841485 99602568 539106 83285168
m3uamsc052 1051363 126091552 707099 97689616
m3uamsc051 876933 98577956 826071 104025840

Tableau 8 : illustration des messages émis et reçu par la couche M3UA

III.2.2.2.2 Analyse des indicateurs pour les MSU du SCTP

Avant la transmission du premier bloc de donnée depuis le SCTP end point local vers le SCTP end point distant, les deux SCTP end points doivent accomplir d’abord un processus d’initialisation dans le but d’établir une association entre eux. Une fois l’association est établit des flux unidirectionnels (Streams) sont ouvert sur l’un des end points pour le transfert des données. Dans ce tableau on retrouve les paquets SCTP échangés entre les end points qui sont les MSC serveurs et le STP récupérés dans la période d’observation à l’heure chargée. Ces indicateurs vont nous permettre d’évaluer la performance des liens SIGTRAN et suivre de près les différentes étapes de transfert des données de signalisation sur le réseau IP afin de pouvoir déceler les pannes. Au cours de notre analyse sur ces indicateurs nous n’avons pas détecté des disfonctionnements pertinents ou des surcharges sur le réseau SIGTRAN. Les associations successives du MSC06 et MSC05 incluant dans le tableau suivant sont les plus chargé par rapport aux autres liens SIGTRAN, c’est la raison pour laquelle elles ont été choisies pour les étudier.

Les paramètres de ces compteurs sont exprimés dans l’annexe B. En regardant le compteur ( GAPACKSR ) avec ses valeurs ça nous rassure qu’à l’heur chargée du réseau de signalisation il n’y a pas beaucoup de soucis au niveau du SIGTRAN. Les valeurs affichées sur ce compteur signifient essentiellement le nombre d’écart de bloques d’accusé de réception (Gap Ack Block) dans un SACK (Selection Acknowledgement) d’unité de contrôle (control Chunk) reçu de l’SCTP end point. Ce dernier se base sur ses valeurs pour calculer les unités de données manquantes. Dans notre exemple ces valeurs sont moins significatives.

L’indicateur ( ASMAXRTO ) comme il a été déjà décrit dans l’annexe B il indique la valeur maximale observée de l’état de la variable de dépassement de la retransmission (RTO) de SCTP, en milliseconde, pour les paquets SCTP qui devraient être transmis mais ils n’ont pas été transmis à l’hôte distant. Ces valeurs sont les maxi observées pendant l’heure chargée sur ces associations successives de MSC06 et05, mais nous avons observé des valeurs critiques qui dépassent les 500 msec comme pour les liens du MSC 08 or selon les simulations effectuées montre qu’il ne faut pas dépasser une valeur de 623,6 msec.

ASSOC DATCHKSN RTXCHNKS DATCHKRC SCPKTSNT SCPKTRCV
m3uamsc062 587898 89 858329 662859 966761
m3uamsc061 544951 109 856983 652185 956976
m3uamsc052 741205 133 1109826 813454 1236521
m3uamsc051 862414 178 913290 730387 1052268
SCOCTRCV CNTLCHKS ORDCHKSN CNTLCHKR ORDCHKRC
m3uamsc062 129415916 479561 587898 175670 858329
m3uamsc061 129174780 477580 544951 172815 856983
m3uamsc052 169769784 608044 741205 185008 1109826
m3uamsc051 132977980 510676 862414 188815 913290
SCOCTSNT ASMAXRTO GAPACKSR
m3uamsc062 110470244 171 0
m3uamsc061 108397512 200 6
m3uamsc052 133905600 120 6
m3uamsc051 140103024 120 0

Tableau 9 : illustration des messages émis et reçu par le protocole SCTP

Audit et analyse de la qualité et de la performance du réseau de signalisation SS7/SIGTRAN de la Sonatel
Mémoire de fin de formation pour l’obtention du diplôme de : Ingénieur des travaux de télécommunications
École Supérieure Multinationale des Télécommunications – Dakar-Sénégal – Option : Technique – Spécialité : Commutation

Sommaire :
Problématique
Chapitre I: Présentation et activité de la Sonatel
Chapitre II: Rôle principal de la signalisation dans un réseau téléphonique
Chapitre III: Analyse de la performance du réseau de signalisation de la Sonatel
Chapitre IV : Proposition sur les résultats d’analyses et audits obtenus pour l’amélioration du réseau de signalisation de la Sonatel
Conclusion