(PDP)分組路由與傳輸功能

1、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(gè)GPRS PTP業(yè)務(wù)的簽約包括一個(gè)或幾個(gè)PDP地址的簽約，對應(yīng)每個(gè) PDP地址，MS、SGSN和GGSN中都存在一個(gè)特定的 PDP上下文，而每個(gè) PDP上下文都處于非激活態(tài) (INACTIVE )和激活態(tài)(ACTIVE )兩個(gè)狀態(tài)中的一個(gè)。 一個(gè)用戶的所有 PDP上下文都與其唯一的、以IMSI為標(biāo)識的MM上下文相關(guān)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(jìn)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

2、接收到移動被叫的數(shù)據(jù)包并且對應(yīng)該 PDP地址的PDP上下文允許激活，GGSN將發(fā)起一個(gè)PDP上下文激活規(guī)程，否則將發(fā)送出 錯(cuò)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(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。PDP上下文激活狀態(tài)只有當(dāng)用戶的 MM狀態(tài)處于STANDBY或READY狀態(tài) 時(shí)才可能。PDP狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換如圖 1-1所示。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(guān)系，只有在一個(gè)PDP地址所對應(yīng)的位 于SGSN和GGSN中的PDP上下文都處于激活狀態(tài)時(shí)，才可能對相應(yīng)的 PDP PDU進(jìn)行路 由和轉(zhuǎn)發(fā)（對于PTP

3、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(luò)給MS分配地址有三種方式：靜態(tài)PDP地址：HPLMN運(yùn)營商永久地給 MS分配的PDP地址。動態(tài)HPLMN PDP 地址：激活 PDP上下文時(shí)，HPLMN給MS分配PDP地址。動態(tài) VPLMN PDP 地址：激活 PDP上下文時(shí)，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(yùn)營商在簽約中規(guī)定。對每個(gè)IMSI ,可以分配0個(gè)

4、或若干個(gè)靜態(tài)地址，可以分配 0個(gè)或若干個(gè)動態(tài)地址。當(dāng)使用動態(tài)地址時(shí)，由 GGSN負(fù)責(zé)給MS分配動態(tài)地址。網(wǎng)絡(luò)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(xiàng)）；（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(biāo)準(zhǔn)來解析 GGSN地址，從而

5、檢查該請求是否有效；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。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(gè) 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(xiàng)）。GGSN利用SGSN提供的信息確定外部 PDN ,分配動態(tài)地址，啟動 計(jì)費(fèi)，限定QoS等。如果能滿足所商定的 QoS,則向SGSN返回創(chuàng)建PDP上下文響應(yīng) 消息（包含 TID, PDP地址，BB協(xié)議，重新排序請求， PDP配置 選項(xiàng)，商定

6、的QoS,計(jì)費(fèi)ID,原因）。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(yīng)，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(quán)，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(quán)，PDP 配置選項(xiàng)）。此時(shí)就已建立起 MS與GGSN之間的路由，并開始計(jì) 費(fèi)，可以進(jìn)行分組數(shù)據(jù)傳送。2.網(wǎng)絡(luò)發(fā)起PDP上下文激活當(dāng)PDP地址為靜態(tài)時(shí)，可由網(wǎng)絡(luò)請求PDP上下文激活規(guī)程。

7、網(wǎng)絡(luò)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 ，貝U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(wù)，則返回發(fā)送GPRS路由信息確認(rèn)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(wù)（如HLR不知道其IMSI時(shí)），則返回有錯(cuò)應(yīng)答消息（包含 IMSI、MAP錯(cuò)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(yīng)消

8、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。HLR |GGSN1 .PDP PDU2 . Send Routeing Infofor GPRS3. PDU Notification Re quest4. PDU Notification Response5. Request PDP Conte xt Activation6. PDP Context Activation proce dure圖1-3網(wǎng)絡(luò)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

9、是由HLR觸發(fā)）修改一個(gè)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(yīng)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(quán)）。（13） MS如果

10、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。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(yīng)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

11、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P(yáng)DP上下文，釋放動態(tài)PDP地址，并向SGSN返回響應(yīng)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。MS II SGSN II GGSNI. Delete PDP Context R equestJ. Delete PDP Context R esponse2. Deactivate PDP Conte :tRequest2. De

12、activate PDP Conte xtAccept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(yīng)消息(包含TID),GGSN 釋放動態(tài)PDP地址和相應(yīng)的 PDP上下文。MSSGSNGGSN1. Delete PDP Contex

13、tReq uest2 . Deactivate PDP Context Req uest2 . Deactivate PDP Context Accept3. Delete PDP Context Fesponse圖1-7 GGSN發(fā)起的PDP上下文去激活過程1.3業(yè)務(wù)流程舉例GPRS業(yè)務(wù)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(shí)現(xiàn)的。GPRS業(yè)務(wù)流程將根據(jù) MM狀態(tài)、PDP狀態(tài)以及相關(guān)參數(shù)的不同而各不相同，以下給出的 是幾個(gè)較典型的業(yè)務(wù)流程示例。1.3.1 MS發(fā)起分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)MS在一定的MM狀態(tài)下發(fā)起分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。當(dāng)MM狀態(tài)為空閑時(shí)，MS應(yīng)首先執(zhí)行移動性管理的附著規(guī)程

14、，進(jìn)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(shí)現(xiàn)分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。其業(yè)務(wù)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(wù)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(biāo)識；(25)加密、鑒權(quán)；(26)必要時(shí)，位置更新；(27)必要時(shí)，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(quán)；(30)建立無線承載鏈路；(31) SGSN根據(jù)APN進(jìn)行地址解析，確定 GGSN ;(32

15、)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(jì)費(fèi)。本步驟執(zhí)行完畢后，PDP轉(zhuǎn)入激活狀態(tài)。5 .進(jìn)行分組數(shù)據(jù)傳送。當(dāng)MM狀態(tài)為READY時(shí)，其業(yè)務(wù)流程可直接從上圖的第3步驟開始。當(dāng)MM狀態(tài)為STANDBY時(shí)，如果未發(fā)生位置改變，則其業(yè)務(wù)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(jìn)行位置更新，然后進(jìn)入第3步驟。1.3.2網(wǎng)絡(luò)發(fā)起分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)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(wù)，當(dāng) MS的MM 狀態(tài)為空閑時(shí)，網(wǎng)絡(luò)無法對 MS進(jìn)行尋呼，因此無法發(fā)起分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。當(dāng) MM狀態(tài)為 STANDBY時(shí)，網(wǎng)絡(luò)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(luò)發(fā)起的分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流程說明如下:1. GGSN 接收至U 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(luò)的 PDU。4. 在RA內(nèi)對 MS進(jìn)行尋呼，MM轉(zhuǎn)入READ