OCI je signalizační mechanismus používaný v sítích IMS a 5G core, který umožňuje síťové funkci signalizovat svou úroveň zatížení ostatním, což umožňuje omezení (throttling) nebo přesměrování požadavků za účelem prevence přetížení serveru.

Popis

Overload Control Information (OCI) je mechanismus na úrovni protokolu navržený pro správu a zmírnění stavů přetížení v rámci IP Multimedia Subsystem (IMS) a architektury založené na službách (SBA) pro 5G. Funguje tak, že umožňuje síťové funkci, která zažívá vysoké zatížení (přetížená entita), informovat své partnerské funkce (klienty) o svém aktuálním stavu kapacity. Tyto informace jsou typicky vloženy do odpovědí protokolu, jako jsou SIP odpovědi v IMS (např. 503 Service Unavailable) nebo v rámci zpráv HTTP/2 v 5G core (např. odpověď Nudm_UEContextManagement). OCI obsahuje parametry, které klientovi dávají pokyny, jak upravit svůj provoz požadavků. Mezi klíčové parametry patří hodnota ‘retry-after’, která určuje dobu, po kterou by se klient měl zdržet odesílání nových požadavků, a potenciálně i podrobnější řízení, jako je pravděpodobnostní faktor, kdy je klient instruován, aby před odesláním zahodil určité procento nových požadavků. V 5G SBA je OCI formalizováno jako součást procedur řízení přetížení v TS 29.500. Spotřebitelská NF (klient) odesílající požadavek na službu k produkující NF (server) zahrnuje do požadavku své vlastní preference řízení přetížení. Pokud je producent přetížen, může odpovědět s OCI, které obsahuje prvek ’load control information’, určující redukční faktor a dobu platnosti. Spotřebitelská NF pak musí tuto redukci aplikovat na svou rychlost požadavků směrem k danému producentovi. Mechanismus je dynamický a stavový, což umožňuje správu zatížení v reálném čase. Funguje ve spojení s dalšími funkcemi odolnosti, jako je vyvažování zátěže (load balancing) a bezstavový návrh, aby se zajistilo, že přetížení jednoho bodu nepovede k řetězovému selhání v širší síti.

K čemu slouží

OCI bylo vytvořeno za účelem řešení kritického problému signalizačního přetížení v plně IP core sítích, který se stal významným s nasazením IMS pro multimediální služby. Tradiční telefonní ústředny měly hardwarové mechanismy řízení přetížení, ale softwarové, IP-připojené NF jsou náchylné k zahlcení signalizačními bouřemi – náhlými špičkami v provozu, které mohou být způsobeny hromadnými událostmi volání, síťovými poruchami nebo útoky. Bez standardizovaného mechanismu řízení přetížení by přetížený server mohl spadnout, náhodně zahazovat spojení nebo přestat reagovat, což by vedlo k řetězovému selhání ovlivňujícímu služby v celé síti. OCI poskytuje elegantní a kooperativní způsob, jak takové stavy zvládnout. Umožňuje přetížené NF proaktivně se chránit tím, že instruuje své partnery, aby snížili svou zátěž požadavků, namísto pouhého odmítání požadavků, což by mohlo vést k agresivním opakováním ze strany klientů a problém zhoršit. Jeho zavedení v Release 6 pro IMS a pozdější zdokonalení pro 5G SBA bylo motivováno potřebou robustních, škálovatelných a samoregulačních sítí, které mohou udržet kontinuitu služeb pro prioritní uživatele (např. tísňová volání) i při extrémním zatížení, čímž plní regulatorní a spolehlivostní požadavky.

Klíčové vlastnosti

• Pásmová signalizace (in-band) stavů zatížení v rámci standardních protokolových zpráv (SIP, HTTP/2)
• Podporuje jak tvrdé omezení (throttling) (timer retry-after), tak pravděpodobnostní redukci provozu
• Umožňuje přetíženým uzlům řídit rychlost příchozích požadavků od partnerů
• Obsahuje doby platnosti, aby byly řídicí informace časově omezené
• Umožňuje zpracování s prioritou, což umožňuje kritickým požadavkům obejít omezení
• Integrální součást procedur řízení přetížení definovaných 3GPP pro IMS a 5GC

Související pojmy

• IMS – IP Multimedia Subsystem
• NRF – Network Resource Fulfilment

Definující specifikace

• TR 21.905 (Rel-19) — 3GPP Technical Terms and Definitions
• TS 29.122 (Rel-19) — T8 Reference Point for Northbound APIs
• TS 29.500 (Rel-19) — 5GC Service Based Architecture Specification
• TR 29.843 (Rel-16) — 5GC Load and Overload Control Study
• TS 31.102 (Rel-19) — USIM Application Specification

📖 Anglický originál a plná specifikace: OCI na 3GPP Explorer