为应对移动宽带网络的用户和流量爆发性的增长，移动运营商纷纷对网络吞吐量进行扩容升级以满足移动宽带网络需求。然而，不期而至的信令风暴，却让广大移动网络运营商和设备商措手不及。经测算，终端的一次状态转换需要和网络进行20至30条的信令交互，考虑到用户数量增长，使用频度增加等因素，网络信令面设备过载的风险不容忽视。根据对国内外多个客户的移动网络的监测统计发现，个别单用户平均信令指标已经超过运营商预计指标的20倍以上，全网信令流量增长速度甚至超过了用户数据流量的增长速度，导致网络和设备容量严重下降，无法达到规划要求。不仅如此，严重的信令风暴不仅影响LTE/3G等网络的数据接入业务，甚至可能蔓延到电路域网络，导致移动网络最基本语音服务不可用。

相比于流量增长，信令过载往往难以预测，突发性和破坏性更强。在移动互联网时代，移动应用开发者对运营商网络信令控制过程知之甚少，网络运营商对移动应用开发也不可控，即使出现了APP对网络功能的误用或滥用，网络运营商很难在事先或在信令拥塞的早期进行预防，然而一旦形成信令风暴，则必然造成严重后果，轻则让单一网元设备服务中断，如果没有有效的信令流量管理，危机会迅速蔓延，最终将导致全网的灾难性后果，以下是两个较为典型的案例：

2009年9月，由于苹果iPhone手机特有的快速休眠功能没有考虑对网络造成的冲击。导致短期内信令增加了好几倍，造成网络瘫痪。AT&T纽约地区的iPhone用户掉话率高达30%，收发一条Twitter消息延迟15分钟。

2012年1月，NTT DoCoMo在东京地区的网络发生故障，在持续的四个多小时中，252万用户受到了影响。事后调查发现，激增的数据流量是导致网络故障的主因，而产生大量数据流量的来源则是一款免费语音通信的Android应用，会每隔3至5分钟发送控制信令。

三、移动互联网信令风暴问题分析

1、移动互联网业务对EPC网络信令面的影响

容易造成EPC网络信令面过载的移动互联网业务主要包括：间歇性小包业务、在线交互和同步类业务、新型M2M业务等。

间歇性小包业务这类业务主要包括SNS类业务和即时通信类业务，产生的间歇性小包主要有以下两种类型：

— 小信息量消息，比如好友的状态更新、文字聊天、私信等

— 周期性的Keep alive消息，比如用于保持用户和服务器网络连接的心跳消息等

这些消息往往总流量少（<2K Bytes），IP包数量少（<20 packets），数据传输持续时间短（短于3秒），但交互次数较频繁（周期30秒~4分钟不等）。导致无线连接状态频繁迁移，网络连接频繁建立和释放，对网络信令面设备设备（MME）造成巨大的信令冲击。

另外由于这些应用通常都具有通知功能，服务器会维护一条和客户端的网络连接，产生新的信息内容后，服务器会主动给接收端推送通知信息，此时在网络侧和空口会产生寻呼消息。当出现定时推送事件或者突发事件时，服务器会向一个网络下的大量终端同时发送消息，这时将会给网络造成严重的寻呼冲击。

在线交互和同步类业务随着计算内容的上传过程越来越方便快速。利用云端的强大计算能力来代替本地计算这一新型计算模式越发变得普及。在云计算模式下，应用程序会将用户数据保存到云端的数据中心。当用户访问内容时，应用程序会自动从数据中心取回最新数据，此时用户并不感受数据是在本地还是云端储存。这样一来，原本在本地存储模式下，用户的每次离线操作（如查看、编辑、修改等），都会成为一次与云端数据中心的备份和同步交互，这对网络而言意味着更加频繁无线连接状态迁移和更多的连接建立与释放过程。