(PDP)分組路由與傳輸功能.doc

第1章 分組路由與傳輸功能1.1 PDP狀態(tài)和狀態(tài)轉(zhuǎn)換每個GPRS PTP 業(yè)務的簽約包括一個或幾個PDP地址的簽約，對應每個PDP地址，MS、SGSN和GGSN中都存在一個特定的PDP上下文，而每個PDP上下文都處于非激活態(tài)（INACTIVE）和激活態(tài)（ACTIVE）兩個狀態(tài)中的一個。一個用戶的所有PDP上下文都與其唯一的、以IMSI為標識的MM上下文相關聯(lián)。1. 非激活（INACTIVE）狀態(tài)處于非激活態(tài)的PDP地址的PDP上下文不包含處理分組數(shù)據(jù)包所需的路由及映射信息，對于用戶的路由區(qū)更新信息不作修改，不能進行數(shù)據(jù)傳送。對于特定的處于非激活狀態(tài)的PDP地址，如果GGSN接收到移動被叫的數(shù)據(jù)包并且對應該PDP地址的PDP上下文允許激活，GGSN將發(fā)起一個PDP上下文激活規(guī)程，否則將發(fā)送出錯信息。2. 激活（ACTIVE）狀態(tài)處于激活態(tài)的PDP地址的PDP上下文包含處理分組數(shù)據(jù)包所需的路由及映射信息，可以進行數(shù)據(jù)傳送。PDP上下文激活狀態(tài)只有當用戶的MM狀態(tài)處于STANDBY或READY狀態(tài)時才可能。PDP狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換如圖1-1所示。圖1-1 PDP狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖1.2 會話管理規(guī)程分組路由和轉(zhuǎn)發(fā)功能和PDP上下文的狀態(tài)有著緊密關系，只有在一個PDP地址所對應的位于SGSN和GGSN中的PDP上下文都處于激活狀態(tài)時，才可能對相應的PDP PDU進行路由和轉(zhuǎn)發(fā)（對于PTP情況）。在GPRS系統(tǒng)中，傳輸數(shù)據(jù)是圍繞PDP上下文來開展的，對PDP上下文的激活、修改和去激活的過程就是會話管理。1.2.1 靜態(tài)地址與動態(tài)地址網(wǎng)絡給MS分配地址有三種方式：l 靜態(tài)PDP地址：HPLMN運營商永久地給MS分配的PDP地址。l 動態(tài)HPLMN PDP地址：激活PDP上下文時，HPLMN給MS分配PDP地址。l 動態(tài)VPLMN PDP地址：激活PDP上下文時，VPLMN給MS分配PDP地址。HPLMN指歸屬PLMN，VPLMN指訪問PLMN。使用動態(tài)HPLMN PDP地址還是動態(tài)VPLMN PDP地址由HPLMN運營商在簽約中規(guī)定。對每個IMSI，可以分配0個或若干個靜態(tài)地址，可以分配0個或若干個動態(tài)地址。當使用動態(tài)地址時，由GGSN負責給MS分配動態(tài)地址。網(wǎng)絡發(fā)起的PDP上下文激活規(guī)程只對具有靜態(tài)地址的MS才可能。1.2.2 PDP上下文的激活規(guī)程1. MS發(fā)起的PDP上下文激活MS發(fā)起的PDP上下文激活如圖1-2所示。圖1-2 PDP上下文激活流程（MS發(fā)起）(1) MS向SGSN發(fā)出激活PDP上下文請求消息（包含NSAPI，TI，PDP類型，APN ，要求的QoS，PDP配置選項）；(2) 執(zhí)行安全性規(guī)程（可選）；(3) SGSN根據(jù)MS提供的激活類型、PDP地址、APN，通過APN選擇標準來解析GGSN地址，從而檢查該請求是否有效；l 如果SGSN不能從APN解析出GGSN地址，或判斷出該激活請求無效，則拒絕該請求。l 如果SGSN從APN解析出了GGSN地址，則為所請求的PDP上下文創(chuàng)建一個TID（IMSI+NSAPI），并向GGSN發(fā)出創(chuàng)建PDP上下文請求消息（包含PDP類型，PDP地址，APN，商定的QoS，TID，選擇模式，PDP配置選項）。l GGSN利用SGSN提供的信息確定外部PDN，分配動態(tài)地址，啟動計費，限定QoS等。l 如果能滿足所商定的QoS，則向SGSN返回創(chuàng)建PDP上下文響應消息（包含TID，PDP地址，BB協(xié)議，重新排序請求，PDP配置選項，商定的QoS，計費ID，原因）。l 如果不能滿足所商定的QoS，則向SGSN返回拒絕創(chuàng)建PDP上下文請求消息。QoS文件由GGSN操作者來配置。(4) SGSN如果收到GGSN的創(chuàng)建PDP上下文響應，則在該PDP上下文中插入NSAPI、GGSN地址、動態(tài)PDP地址，并根據(jù)商定的QoS選擇無線優(yōu)先權，然后向MS返回激活PDP上下文接受消息（包含PDP類型，PDP地址，TI，商定的QoS，無線優(yōu)先權，PDP配置選項）。此時就已建立起MS與GGSN之間的路由，并開始計費，可以進行分組數(shù)據(jù)傳送。2. 網(wǎng)絡發(fā)起PDP上下文激活當PDP地址為靜態(tài)時，可由網(wǎng)絡請求PDP上下文激活規(guī)程。網(wǎng)絡發(fā)起PDP上下文激活如圖1-3所示。(5) GGSN接收到來自外部PDN的PDP PDU，則將這些PDP PDU存儲起來，并向HLR發(fā)出發(fā)送GPRS路由信息消息（包含IMSI）。(6) 如果HLR判斷可為該請求提供服務，則返回發(fā)送GPRS路由信息確認消息（包含IMSI、SGSN地址、移動臺不可及原因）。如果HLR判斷不能為該請求提供服務（如HLR不知道其IMSI時），則返回有錯應答消息（包含IMSI、MAP錯誤原因）。(7) GGSN向HLR所指定的SGSN發(fā)送PDU通知請求消息（包含IMSI，PDP類型，PDP地址）。SGSN向GGSN返回PDU通知響應消息（包含原因）。(8) SGSN向MS發(fā)出請求PDP上下文激活消息（包含TI、PDP類型、PDP地址）。(9) 后續(xù)流程與MS發(fā)起的PDP上下文激活規(guī)程一樣。圖1-3 網(wǎng)絡發(fā)起的PDP上下文激活流程1.2.3 PDP上下文的修改SGSN可以決定（或者是由HLR觸發(fā)）修改一個PDP上下文的QoS參數(shù)或無線優(yōu)先級。它可以選擇PDP上下文修改規(guī)程來完成，或者在MM消息（如路由區(qū)更新接受消息）中攜帶此要求。PDP上下文修改規(guī)程說明如下：(10) SGSN向GGSN發(fā)出更新PDP上下文請求消息（包含TID和商定的QoS）。(11) 如果商定的QoS與所要修改的PDP上下文不符，則GGSN拒絕該更新PDP上下文請求。否則存儲該商定的QoS并向SGSN返回更新PDP上下文響應消息（包含TID和商定的QoS）。(12) SGSN向MS發(fā)出修改PDP上下文請求消息（包含TI和商定的QoS，無線優(yōu)先權）。(13) MS如果接受該修改請求，則返回接受消息。否則發(fā)起PDP上下文去激活規(guī)程來去激活該PDP上下文。圖1-4 PDP上下文的修改流程1.2.4 PDP上下文的去激活1. MS發(fā)起的PDP上下文的去激活MS發(fā)起的PDP上下文的去激活流程如圖1-5所示。(14) MS向SGSN發(fā)出去激活PDP上下文請求消息（包含TI）；(15) 執(zhí)行安全性管理規(guī)程（可選）。(16) SGSN向GGSN發(fā)出刪除PDP上下文請求消息（包含TID），GGSN刪除PDP上下文，釋放動態(tài)PDP地址，并向SGSN返回響應消息。(17) SGSN向MS返回去激活PDP上下文接受消息（包含TI）。圖1-5 MS發(fā)起的PDP上下文去激活流程2. SGSN發(fā)起的PDP上下文的去激活SGSN發(fā)起的PDP上下文的去激活流程如圖1-6所示。(18) SGSN向GGSN發(fā)出刪除PDP上下文請求消息（包含TID），GGSN刪除該PDP上下文，釋放動態(tài)PDP地址，并向SGSN返回響應消息；(19) SGSN向MS發(fā)出去激活PDP上下文請求消息（包含TI），MS刪除PDP上下文，并向SGSN返回去激活PDP上下文接受消息。圖1-6 SGSN發(fā)起的PDP上下文去激活流程3. GGSN發(fā)起的PDP上下文的去激活GGSN發(fā)起的PDP上下文的去激活流程如圖1-7所示。(20) GGSN向SGSN發(fā)出刪除PDP上下文請求消息（包含TID）；(21) SGSN向MS發(fā)出去激活PDP上下文請求消息（包含TI），MS刪除PDP上下文，并向SGSN返回去激活PDP上下文接受消息；(22) SGSN向GGSN返回刪除PDP上下文響應消息（包含TID），GGSN釋放動態(tài)PDP地址和相應的PDP上下文。圖1-7 GGSN發(fā)起的PDP上下文去激活過程1.3 業(yè)務流程舉例GPRS業(yè)務流程主要是由上述基本的移動性管理規(guī)程和PDP上下文控制規(guī)程配合實現(xiàn)的。GPRS業(yè)務流程將根據(jù)MM狀態(tài)、PDP狀態(tài)以及相關參數(shù)的不同而各不相同，以下給出的是幾個較典型的業(yè)務流程示例。1.3.1 MS發(fā)起分組數(shù)據(jù)業(yè)務MS在一定的MM狀態(tài)下發(fā)起分組數(shù)據(jù)業(yè)務。當MM狀態(tài)為空閑時，MS應首先執(zhí)行移動性管理的附著規(guī)程，進入MM READY狀態(tài)或MM STANDBY狀態(tài)后才能執(zhí)行PDP上下文的激活規(guī)程來實現(xiàn)分組數(shù)據(jù)業(yè)務。其業(yè)務流程如圖1-8所示。圖1-8 MS發(fā)起的分組數(shù)據(jù)業(yè)務流程說明如下：2. 建立無線鏈路連接。3. 執(zhí)行附著規(guī)程。(23) MS發(fā)出附著請求；(24) 獲取標識；(25) 加密、鑒權；(26) 必要時，位置更新；(27) 必要時，P-TMSI重新分配。本步驟執(zhí)行完畢后，MM轉(zhuǎn)入READY或者STANDBY狀態(tài)4. 執(zhí)行PDP上下文激活規(guī)程。(28) MS發(fā)出激活PDP上下文請求；(29) 加密、鑒權；(30) 建立無線承載鏈路；(31) SGSN根據(jù)APN進行地址解析，確定GGSN；(32) 建立SGSN和GGSN之間的連接；(33) SGSN和GGSN創(chuàng)建PDP上下文，分配IP地址，啟動計費。本步驟執(zhí)行完畢后，PDP轉(zhuǎn)入激活狀態(tài)。5. 進行分組數(shù)據(jù)傳送。當MM狀態(tài)為READY時，其業(yè)務流程可直接從上圖的第3步驟開始。當MM狀態(tài)為STANDBY時，如果未發(fā)生位置改變，則其業(yè)務流程可直接從上圖的第3步驟開始；如果發(fā)生了位置改變，則需先進行位置更新，然后進入第3步驟。1.3.2 網(wǎng)絡發(fā)起分組數(shù)據(jù)業(yè)務網(wǎng)絡可在一定的MM狀態(tài)下對具有靜態(tài)PDP地址的MS發(fā)起分組數(shù)據(jù)業(yè)務，當MS的MM狀態(tài)為空閑時，網(wǎng)絡無法對MS進行尋呼，因此無法發(fā)起分組數(shù)據(jù)業(yè)務。當MM狀態(tài)為STANDBY時，網(wǎng)絡需先向MS發(fā)起尋呼，然后再執(zhí)行激活PDP上下文規(guī)程，如圖1-9所示。圖1-9 網(wǎng)絡發(fā)起的分組數(shù)據(jù)業(yè)務流程說明如下：1. GGSN接收到PDP PDU，GGSN存儲PDU。2. GGSN從HLR獲取MS的路由信息（SGSN地址等）。3. GGSN通知SGSN接收到外部網(wǎng)絡的PDU。4. 在RA內(nèi)對MS進行尋呼，MM轉(zhuǎn)入READY狀態(tài)。5. SGSN向MS請求激活PDP上下文。6.