4.6 节点选择

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4.6.1 P-GW的选择
1 3GPP接入方式
   P-GW的选择是在MME中实现的。该功能利用HSS提供的用户签约信息和其他可能的附加标准，为3GPP接入分配一个P-GW以提供PDN连接。对于每一个签约的PDN，HSS提供如下信息：
（1）一个P-GW的标识和一个APN；
（2）或者一个APN和对该APN的指示，该指示说明是否允许由VPLMN分配P-GW，还是只能由HPLMN分配P-GW；
（3）另外，HSS还指示哪一个APN所对应的签约的PDN是这个UE默认的APN。
   具体选择原则如下。
（1）对于附着类型为初始附着，如果UE不提供APN，则MME使用签约上下文中默认APN所对应的P-GW。
（2）对于附着类型为初始附着，如果UE提供了一个APN，则使用这个APN获取P-GW标识。这个APN可能是签约上下文中的，也可能不是签约上下文中的。如果是签约上下文中的，则可以使用签约上下文中该APN对应的P-GW标识，但也可以使用DNS功能选择一个新的P-GW。
（3）对于附着类型为切换附着，如果UE提供了APN，MME使用签约上下文中该APN所对应的P-GW；如果UE不提供APN，而签约上下文中默认APN对应有P-GW标识，则使用该P-GW标识获取P-GW地址。如果UE不提供APN，且签约上下文中默认APN没有P-GW标识，则视这种情形为错误。
（4）对于请求类型为初始附着，当UE已经建立有一个或多个PDN连接，而要建立一个新的PDN连接（这个PDN连接对应的APN可能与已存在PDN连接对应APN相同，也可能不同）时，由UE提供请求的APN。如果UE没有提供APN，则MME使用签约上下文中默认APN对应的P-GW标识。
（5）对于请求类型为切换附着，MME使用签约上下文中所保存的P-GW。
（6）P-GW的标识指的是一个特定的P-GW。P-GW标识是通过DNS从APN、签约信息和其他附加信息中得到的。如果P-GW的标识符里包含了P-GW的IP地址，那么这个IP地址就要用作P-GW的IP地址；如果P-GW的标识符里包含的是FQDN，就要根据S5/S8接口的协议类型（PMIP或GTP），通过DNS解析出P-GW的IP地址。
（7）在静态地址分配的时候，要通过将APN映射为给定P-GW的方式，或者通过HSS中给定P-GW的方式，来选择一个静态的P-GW。
（8）如果HSS提供的是静态分配的P-GW标识，或者HSS提供的虽然是动态分配的P-GW标识，但附着类型是“切换附着”，就不再进一步选择P-GW。如果HSS提供的是动态分配的P-GW标识，而且附着类型是“初始附着”，那么既可以用所提供的P-GW，也可以选择一个新的P-GW。
（9）如果HSS提供的PDN签约信息允许VPLMN给某个APN分配P-GW，那么将会从VPLMN获取一个P-GW标识。如果不能从VPLMN获取P-GW标识，或者不允许VPLMN分配P-GW，就要用APN从HPLMN获取一个P-GW。
（10）如果HSS提供的PDN签约信息中包含的是通配符APN，那么到UE所请求的任一个APN都可以建立PDN连接，这个PDN连接是动态分配地址的。
（11）如果用户的签约数据中有APN-OI（Access Point Name-Operator Identity，接入点名称－运营商标识）Replacement域，就要用APN-OI Replacement域中的值替代APN-OI的值，来构造P-GW的域名。如果用上述的方法没有得到P-GW的域名，就要由服务节点添加合适的APN-OI标签的方法来构造P-GW域名。
（12）如果DNS功能提供一个P-GW地址的列表，则MME从这个列表中选择一个P-GW。如果选出的P-GW不可用，则从这个列表中另外选择一个P-GW。
（13）如果到同一个APN已经有一个PDN连接了，以后再有到这个APN的连接，就要选相同的P-GW。

2 Non-3GPP接入方式
   对于Non-3GPP接入系统中进行P-GW选择与3GPP接入系统中的P-GW选择过程基本相似，区别在于在Non-3GPP接入系统中P-GW选择过程需要与3GPP AAA服务器或者3GPP AAA代理进行交互，在这个选择过程中需要使用由HSS提供的用户的签约信息。为了支持不同的移动性管理机制采用不同的P-GW地址，在使用DNS机制得到P-GW地址时要考虑S5/S8接口采用的移动性管理机制。
   在初始授权过程中，对于每个签约PDN的P-GW选择信息均应该返回给Non-3GPP接入系统，P-GW选择信息包括：P-GW标识，可以是FQDN，也可以是IP地址和APN；APN以及是否允许VPLMN分配P-GW。
   一旦P-GW选定，P-GW就将其与UE和APN之间的关联关系在AAA/HSS中注册，如果接入系统是Non-3GPP，那么P-GW将P-GW的IP地址或者FQDN发送给AAA/HSS，如果是3GPP接入系统，那么MME/SGSN将更新HSS中的P-GW信息。
   如果UE已经分配了P-GW，那么在授权阶段由3GPP AAA服务器或者代理将返回已经分配的P-GW的P-GW标识，这样对于已经建立PDN连接的，可以避免重复进行P-GW选择。
   当UE在3GPP接入系统和Non-3GPP接入系统之间移动时，对于UE没有建立PDN连接的签约PDN的P-GW选择信息也应该返回给目标接入系统，对于UE已经建立了PDN连接的P-GW信息应该按照下列描述传递。
（1）如果UE接入到Non-3GPP接入系统，而且在前面附着到3GPP接入系统的过程中已经分配了P-GW，那么HSS通过SWx接口将已经分配的P-GW的P-GW标识和相关联的PDN信息通知3GPP AAA服务器。
（2）如果UE接入到3GPP接入系统，而且在前面附着到Non-3GPP接入系统的过程中已经分配了P-GW，那么HSS通过S6a接口将已经分配的P-GW的P-GW标识和相关联的PDN信息通知MME。
（3）HSS从3GPP AAA服务器或者MME收到P-GW标识和其关联的PDN信息后，HSS应该保存P-GW标识。
   当接入不同的Non-3GPP接入系统和采用不同的移动性管理机制时，进行P-GW选择的实体是不一样的。
   对于采用PMIP的S2a/S2b接口，进行P-GW选择的实体是移动接入网关MAG（Mobile Access Gateway），当UE从授信的Non-3GPP接入系统接入且采用MIPv4 FA模式作为移动性管理协议时，进行P-GW选择的实体是充当外地代理的实体。
   对于S8-S2a/b链式串接（Chain）情形，在接入认证和授权阶段，P-GW信息和选择的S-GW信息一起从3GPP AAA代理传送到Non-3GPP接入系统中的MAG实体，Non-3GPP接入系统的MAG实体将P-GW信息通过PBU消息通知S-GW。
   对于S2c参考点，UE需要知道它要连接的P-GW的IP地址，UE通过下列方式可以得到P-GW地址。
（1）在初始附着过程或者UE请求的PDN连接过程中通过PCO得到P-GW地址。
（2）当UE接入非授信Non-3GPP接入系统时，通过IKEv2实现与ePDG之间建立IPSec隧道过程中得到P-GW地址。
（3）如果UE没有通过上述两个方法得到P-GW地址，而且UE知道HA在其附着的PDN中，那么UE通过DHCP请求得到给定PDN的P-GW地址。
（4）如果UE没有通过上述3个方法得到P-GW地址，那么UE可以通过DNS解析给定PDN的FQDN得到P-GW地址。
   对于S2c参考点，在下列场景下，网络可以强制执行P-GW的重分配过程，该过程在DSMIPv6自举（Bootstrapping）过程后的第一个BU/BA信令交互过程中由AAA/HSS触发。
① UE已经执行了附着过程，接入了支持基于网络的移动性管理机制的接入系统中，选择了一个P-GW，当UE通过S2c参考点接入时选择的P-GW与原来选择的P-GW不同，为了确保使用DSMIPv6协议可以实现不同接入系统之间的移动性，网络应该触发P-GW重分配过程，将原来选择的P-GW重新分配给UE。
② UE已经通过S2c参考点执行了网络附着过程，但是通过DNS发现了更优化的P-GW，在这种情况下，网络可以根据运营商的策略触发P-GW重分配过程，使用能提供更好性能的P-GW。
③ 如果网络支持未授权UE的紧急呼叫业务，同时PLMN支持E-UTRAN和HRPD，那么HRPD应该选择一个静态配置的P-GW，这个P-GW应该与UE通过E-UTRAN接入网络执行紧急（Emergency）附着过程中MME选择的P-GW相同。

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1 3GPP接入方式
   S-GW选择功能在MME/S4 SGSN中实现，该功能基于网络的拓扑结构为UE选择一个可用的S-GW。在S-GW服务重叠区域，S-GW的选择要减少S-GW改变的可能性，同时还需要考虑到S-GW之间的负荷均衡。MME中的S-GW选择功能能够保证TA列表中的所有TA都在同一个S-GW的服务区内。
   如果一个仅支持GTP的网络中的UE漫游到一个PMIP的网络，选择的P-GW对本地疏导（Local Breakout）方式需要支持PMIP协议，而接入归属地业务时要用GTP。因此，为这个UE选择的S-GW需要同时支持GTP和PMIP，以便为这个UE同时建立本地疏导和归属地会话业务。对于同时支持GTP和PMIP的S-GW，MME/SGSN 应该告诉这个S-GW在S5/S8 接口应该采用哪种协议。MME/SGSN基于HPLMN粒度，对S8的参数进行配置。
   如果用户从一个只支持GTP的网络漫游到PMIP网络，选中的P-GW，在LBO时可以支持GTP，或者用户不允许使用VPLMN的P-GW，这两种情况下，可以选一个只支持GTP的S-GW。这种情况可以看作是支持GTP协议的运营商之间的漫游。
   如果网络配置了合设的S-GW和P-GW，则优先选择和P-GW合设的S-GW。
   在S-GW选择时，还可能利用DNS功能解析出一个可服务于该UE位置的S-GW的地址列表。MME/SGSN和DNS之间选择S-GW时，还可以把S-GW的能力（例如，S-GW是支持基于PMIP还是基于GTP的S5/S8接口，还是两个都支持）作为一个附加信息来考虑。

2 Non-3GPP接入方式
   在S8-S2a/S2b链式串接漫游场景下，S-GW选择功能分配S-GW作为Non-3GPP接入系统的本地锚点，是否使用S8-S2a/S2b链式机制和决定S8接口使用的协议类型均由3GPP AAA代理根据每个HPLMN的配置信息决定。
S-GW选择功能位于3GPP AAA代理，如果在拜访网络的Non-3GPP接入系统需要S-GW，那么3GPP AAA代理在附着过程中选择S-GW，3GPP AAA代理将S-GW地址和S8接口使用的协议类型通知授信Non-3GPP接入系统的MAG实体或者非授信Non-3GPP接入系统的ePDG。

4.6.3 ePDG的选择机制
   UE可以通过静态配置选择ePDG，同样UE也可以在附着到授信的Non-3GPP接入系统后进行动态的ePDG选择。
   当UE漫游到VPLMN而且知道VPLMN ID时，UE使用VPLMN ID作为Operator ID构造FQDN，然后通过DNS服务器得到VPLMN的ePDG地址，否则，UE使用HPLMN ID构造FQDN，通过DNS服务器查询ePDG地址。
   UE从DNS的响应中选择一个ePDG地址，并且发起IPSec隧道建立过程。
   UE可以通过一个ePDG连接到一个或者多个P-GW，在ePDG间切换时，UE可以临时连接到两个ePDG。

4.6.4 DSMIPV6家乡链路检测机制
   UE使用DSMIPv6家乡链路检测功能检测对于特定的PDN某个接入接口是否是家乡链路。家乡链路检测功能可以通过下列方式进行。
（1）如果UE支持，则运营商可以动态配置。当UE接入到3GPP接入系统时看作是在家乡链路，在这种情况下，配置信息应该在3GPP附着过程中通过PCO传递给UE。
（2）UE比较PDN连接的家乡网络前缀和UE的IPv6前缀，如果匹配，那么UE认为回到了家乡链路。
（3）UE可以通过IPSec安全关联建立过程或者通过3GPP附着过程中的PCO参数得到与特定的PDN相关联的家乡网络前缀信息。

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