内容计费及其网络性能测试

借助EDGE, GPRS, CDMA2000，UMTS和Wimax等高带宽无线技术的发展，服务提供商可以提供更丰富多彩的数据服务，比如音乐下载，流媒体和VOIP。这些数据服务为移动运营商创造更多收入的同时，也满足了用户对网络服务的个性需求。同时，如何对这些数据服务进行合理计费也是一个非常重要的问题。

传统上，运营商根据用户使用网络的时间或者根据流量来进行计费。这两种计费方式虽然简单易行，不过容易使用户有很多疑惑。为了提供更个性化，更能体现使用网络的价值，基于内容计费（CBB）被认为是更好的计费模式。

基于内容计费模型

基于内容进行计费，服务提供商可以提供更细粒度的增值服务，更精确的计费点，从而获得更大的收益，用户也可以获得更透明更满意的服务。基于内容计费把计费信息和用户接受服务的内容和服务质量建立更直接的联系。平时，用户（消费者）已经习惯在Internet上花不同的资费下载不同的歌曲，付更高的代价点播热门电影。在无线服务方面提供类似的服务也较容易被接受。基于内容计费可以有很多的计费模型，如下表列出的几种：

基于内容计费网络实体CCG

内容计费要成为现实，需要对现网的某些设备进行升级，升级后的设备可以对用户使用网络的情况（比如时间，流量，事件统计，服务内容等）进行更详细的跟踪检查，并把这些信息传递到营帐系统进行处理（根据后付费或者预付费进行不同处理）。现在有两种典型的模型对用户信息进行收集，以UMTS网络为例，一种是对GGSN进行功能升级，另一种是增加一个专门的独立设备进行用户信息收集（通常称为内容计费网关CCG）.

对于第一种情况，CCG是GGSN内部功能模块，基本上需要软件升级就可以完成。不足是可能对现网性能有较大影响，同时这种单一的方案不容易扩展新的功能。如下图：

另一种是把CCG作为一个单独的物理实体部署NAS（比如GGSN）后面,专门对用户数据报文进行检查，如下图所示：

引入CCG带来注意的问题

在网络里面引入内容计费，五个方面的问题需要重视：

网络性能
　
　　CDR准确性
　
　　内容控制的可靠性

实时和预付费能力

网络互通能力

本文主要分析内容计费对网络性能的影响进行分析，其他会在后续补充。

内容计费对网络性能的影响

对于以上五个问题，我们下面进行重点讨论网络性能。

内容计费网关（CCG）对数据报文进行全面的分析，根据数据的内容进行复杂的处理。CCG应该能够完成如下工作：

基于流对用户数据应用进行分析

基于用户，服务类型，目的，源和时间等，对用户数据进行分类

执行内容控制

正确转发路由用户数据

要对用户数据进行细粒度的跟踪检查，CCG除了收集数据报文的IP头部的基本信息外，还需要检查跟踪更详细更广的报文信息，比如TCP端口号，URL信息，用户名等，即所谓的深度报文检查(Deep-Packet Inspection)。

深度报文检查是相对复杂的过程，通常需要较长时间和更多的处理能力，因为内容计费需要的信息并不像IP地址或者MAC地址那样在报文的固定位置。像URL,通常是随时变化的（比如长度和格式等），所以需要复杂的算法进行分析和处理。由于要完成这些复杂的算法和分析，CCG通常不能对报文线速处理。当处理大量用户数据报文的时候，CCG会使整个网络的性能下降。因此测试CCG的性能并分析它对整个网络性能的影响程度至关重要。

若CCG为单独的网络实体，那么在进入网络之前，必须对它的情况进行全面的了解和测试。首先进行单网元包围测试，然后和其他的网络实体一起进行系统测试。包围测试不是为了测试CCG是否和其他网元有互通性问题，而是着重于测量单个CCG的性能，这样在以后测试系统测试的时候你就容易知道系统性能问题受限于哪一个网元了。

以UMTS网络为例，CCG单网元性能测试需要对其周围的网元进行模拟，比如GGSN（承载用户服务请求）,AAA服务器，用户服务器。这些周围的网元我们用思博伦公司的Landslide来模拟。

思博伦Landslide性能测试系统用来模拟无线网络分组部分的所有主设备，在本例当中Landslide模拟RNC, SGSN, GGSN, AAA服务器可对CCG性能进行测试。

CCG性能主要考虑数据吞吐量，业务请求处理速率和延时三个方面：

数据吞吐量 

由于要进行深度报文检查，较之传统的2层3层设备，CCG会花费更多的时间处理数据帧，测试CCG的吞吐量可以基本决定实现网络最优性能需要部署多少CCG,在本例中我们用Landslide可以测试CCG在不同应用类型时的吞吐量，当然作为测试仪表，Landslide也提供更详细的测试结果，比如不同应用类型的字节数，报文数和网络错误统计等。

业务请求处理速率

同样的原因，CCG由于要做大量的工作对用户报文进行深度检查，所以业务请求的处理会花费较多的时间，从而业务请求速率是一个非常重要的性能参数。业务请求速率还与具体处理的业务请求类型有关系，比如HTTP, FTP，WAP等会有所不同。业务请求的处理能力也会影响到在线用户数，也就是说如果CCG业务请求速率较低，那么会有大量用户无法接受服务或者易出现错误计费的情况。在本例中，使用Landslide构造不同长度不同应用类型的数据报文来测试CCG的业务请求处理能力。

延时

CCG一般会比其他网络实体有更大的处理延时，测试用户数据报文在CCG处的延时可以弄清楚CCG对整个网络的延时"贡献"有多大，为优化网络部署提供依据。对延时敏感的语音和视频服务，延时尽量最小化是绝对必须的。本例中，Landslide统计单向延时和环回延时，提供最大值，最小值和平均值，这些测试数据可能会因用户服务的不同有所变化，比如voice,email和web服务。

一旦CCG的性能得到确认，下一步我们需要确定CCG加入一个网络以后，这个网络的性能会有什么表现。理想的情况是，在测试网络性能之前，首先对所有的网络实体的性能进行测试，比如GGSN,SGSN, AAA服务器。在本例中，Landslide支持可以完成所有这些测试。这里假设这些测试都已经完成，我们把这些构成一个分组网络，然后对吞吐量，业务请求速率和延时进行测试。如下图所示：

通过上图所示测试，可以确定加入CCG以后是否对整个网络性能造成影响，以及有多大影响（用Landslide对SGSN, GGSN,AAA服务器都分别进行了测试），这个测试结果是否与预期相符，以及各个网元间能否正常沟通。

加入CCG后对激活速率的影响

把CCG放入网络以后，我们还要关注它对信令面的影响，特别是激活速率的影响。前面我们说过，由于对数据报文的深度检查分析，CCG的业务请求处理会较低，因此可能会因此Block掉很多用户，CCG对GGSN的响应能力由此受到限制，从而影响激活处理速率。这种影响在用户尝试建立上下文的时候尤为明显。下图展示例子说明了加入CCG对激活速率的巨大影响。

在这个例子中，我们用Landslide进行40万PDP上下文的建立，激活速率是1000/s.当没有CCG时，两设备提供商都能以较高速率完成上下文建立，如果加入CCG(或者使能CCG功能)两者都急剧下降，A下降到20%,B下降到60%。

内容计费引入后，会对移动网络性能有较大影响，在部署之前必须使用测试仪表进行严格的测试，保证对影响有定量分析，以便提出解决方法。以后会介绍用Landslide测试CDR准确性和内容计费可靠性。