转自高通5G平台(SDX55\SDX62\SDX65):ping包异常问题排查指南 - 腾讯云开发者社区-腾讯云 (tencent.com)
高通5G平台:ping包异常问题排查指南
1. 背景
移动通信延续着每十年一代技术的发展规律,已历经1G、2G、3G、4G的发展。每一次代际跃迁,每一次技术进步,都极大地促进了产业升级和经济社会发展。从1G到2G,实现了模拟通信到数字通信的过渡,移动通信走进了千家万户;从2G到3G、4G,实现了语音业务到数据业务的转变,传输速率成百倍提升,促进了移动互联网应用的普及和繁荣。当前,移动网络已融入社会生活的方方面面,深刻改变了人们的沟通、交流乃至整个生活方式。4G网络造就了繁荣的互联网经济,解决了人与人随时随地通信的问题,随着移动互联网快速发展,新服务、新业务不断涌现,移动数据业务流量爆炸式增长,4G移动通信系统难以满足未来移动数据流量暴涨的需求,急需研发下一代移动通信(5G)系统。
可能有人会问,5G到底是什么?对于个人而言有什么用?用官方解释5G就是第五代移动通信技术(5th Generation Mobile Communication Technology,简称5G),是具有高速率、低时延和大连接特点的新一代宽带移动通信技术,5G通讯设施是实现人机物互联的网络基础设施。对于我们最直观的感受,就是网速快了,比如1GB的电影,以前4G下载需要数分钟、甚至数十分钟,现在仅需1s左右即可下载完成,这就是5G。一句话就是高速率、低时延。
2019年是5G元年,到现在已经演进近三年,5G技术发展迅速,5G应用均也已走进千家万户,与我们生活息息相关,我们最直接接触到的有5G手机、5G家庭CPE、5G直播等,都极大的便利了我们的生活,提高了我们的用户体验。
5G作为一种新型移动通信网络,不仅要解决人与人通信,为用户提供增强现实、虚拟现实、超高清(3D)视频等更加身临其境的极致业务体验,更要解决人与物、物与物通信问题,满足移动医疗、车联网、智能家居、工业控制、环境监测等物联网应用需求。最终,5G将渗透到经济社会的各行业各领域,成为支撑经济社会数字化、网络化、智能化转型的关键新型基础设施。
要能够使用5G网络,就必须使用5G芯片,通常可以叫做modem或基带。行业内做的最好的有三家:高通、展锐、MTK,展锐5G模组有V510、UDX710等,MTK有T750、T830等,高通有过渡阶段的SDX55、支持R16的SDX62\SDX65、甚至速率达到10 Gbps的SDX70。但这么多的5G通信模组,在网络连接进行数据业务时经常出现链路异常问题,需要分析排查。今天就和大家分享一下高通5G平台ping包异常问题排查方法。
2. Ping包数据流走向及网络架构
2.1 终端与网络架构图
当终端在做ping包业务时,数据流走向如下图所示:
注:上图中蓝色箭头为上行Ping包的请求,红色为Ping Reply.
2.2 终端与基站之间协议栈数据流走向图
从协议栈角度来看,终端的上下行数据走向如下图(图中以LTE为例,SA类似)
注:图中红色箭头表示上行数据,下行的和上行数据流走向相反。
3. Ping包问题常见分析思路
常见的Ping问题现象一般为Ping不通,其实分为两类:Ping Request未发出去,及未收到Ping Reply
3.1 终端与基站之间协议栈数据流走向图
如果测试场景中,有网络侧参与,问题出现时,通常需要抓取终端的Wireshark,QXDM及基站侧数据包。
根据文中之前提到的终端与网络架构图可以看出,终端发送Ping Request时,数据流走向为:AP->PDCP->RLC->MAC->PHY,终端最终通过物理层将Ping Request发到基站的物理层。
如果有网络侧参与,需要基站抓取数据包,确认基站是否已经收到了终端的Ping Request。这样做的目的是可以快速地对问题定界,确认到底数据包丢在了哪个节点。
- 对于Ping Request未发出去的问题: 如果基站侧已经收到了Ping Request,说明我们终端发送的没问题,需要排查host侧和网络侧各个节点。 如果基站未收到,极大可能是因为我们终端未发出去,出现这种情况,首先需要排查终端拨号状态,确认拨号正常,其次需要排查无线环境,RSRP,SINR等参数是否OK。如果无线环境排查无异常,就需要获取终端QXDM、WIRESHARK等log进一步排查
- 对于未收到Ping Reply问题: 首先要确认Ping Request是否已经发送到服务器,这个可以和服务器端确认,如果未收到,请按照Ping Request的排查思路进行排查。如果收到,则需要按照逆向的数据流进行分析,排查基站侧是否有发给UE。
3.2 测试场景无网络侧参与
对于无网络侧参与的问题,需要先做简单的排查:
- 排查终端注网及拨号是否正常
- 排查无线环境是否正常。(RSRP,SINR各项参数)
- 对比测试,Ping其他网站及服务器是否能Ping通。(如果能Ping通,大概率非终端问题) 上述三条排查完成后,确认无异常,则需要抓取终端的Wireshark及QXDM log。
3.3 QXDM Log分析思路
- 抓到QXDM后,用QCAT打开,导出PCAP log,如下图所示:
- 用QXDM打开PCAP log,过滤出Ping包内容(在过滤栏输入icmp进行筛选)
- 在QCAT中输入0x11EB,过滤出数据包
- 找到Ping包的数据包,在过滤器中输入0xB870,确认MAC是否已经把数据包发出去(物理层log是二进制码流,需要从MAC确认,下图以NR为例)
- 如果基站侧收到了Ping Request,会在NR5G RLC DL Status PDU中返回ACK。
- 基站回复Ping Reply, 可以通过PDCP DL Data Pdu消息查看
3.4 如何将PCAP log中的ping信息和QCAT log相应信息对应起来
- 在PCAP log中,输入icmp过滤出Ping包信息,选择试图->时间显示格式->UTC时间,将时间显示格式设置和UE一样,下图以时延高为例:
- 找到此数据包Ping Request和Reply对应的Data内容,如下图所示
- 在QCAT log中过滤出消息,并找到与上面Data内容相同,且时间点对应的数据包(上图中,源IP为192.168.1.1, 服务器地址为192.168.1.4)
3.4 如何计算Ping消息在网络侧耗费的时间
- 按照3.3描述找到问题发生点Ping Request消息
- UE在SFN <112>发送了ping request消息,RLC SN=18。(Ping Request由应用侧发给协议栈后,首先进入PDCP,从NR5G PDCP UL States中能看到,Ping R equest属于数据业务,占用DRB资源,起对应的SN为18,进而通过查看NR5G L2 UL Data Pdu找出18所对应的SFN为112)
- 网络侧在SFN<117>,SN<18>上回复ACK,表示网络侧已经收到终端发起的Ping Request,这期间耗时:(117-112)*10=50ms
- 终端在SFN<129>上收到Ping Reply, 在网络侧耗时(129-117)*10=120ms。(如下图所示,从PCAP log中可以看到,Ping Reply的长度为60bytes,因此在PDCP DL Data Pdu中,找到60bytes对应的SFN,即为Ping Reply消息)
综上:网络侧耗时为50+120=170ms。
对于时延问题,如果确认时延主要集中在网络侧,首先要排查无线环境,查看RSRP,SINR等参数,如果客户对时延要求比较严格,参照以往经验,RSRP应不低于-75dbm, SINR需稳定在30左右。其次,如果无线环境OK,则需要告知客户,非终端问题,需要网络侧进行分析,按照文中之前网络架构图中,排查各个节点,确认时延或者丢包发生在哪个网元。
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