看包详解带3GDT的PDP上下文激活流程

爱卫生

    关于3GDT的原理，在论坛中有几篇帖子介绍了。可以参考3GDT技术帖子以及现网经验分享中也有3GDT的部署和经验分享。这里的话，我们主要通过一个抓包实例来加强对3GDT技术下的PDP激活流程的理解。
  3GDT的信令流程图如下所示：

   在看对应的抓包之前，有必要了解下物理和逻辑拓扑图，这样我们看抓包才能看得更清晰明白。拓扑图如下：

   对应的包如下：

   下面我们来看一下对应的建立步骤，和理论上介绍的流程对比一下，看是否一致：

（注：我们在这里只重点关注3GDT的建立过程，至于PDP上下文激活请参考版块中有专门的PDP激活实例介绍”。

1）UE发起PDP激活请求给SGSN，RNC收到后加上RANAP层的信息，并将UE的这个NAS PDU作为直传消息(Direct Transfer)传递给SGSN。并加入了RAI和SAI等位置信息告知SGSN。其中OPC8194为RNC的，DPC为1030是SGSN的。

2）SGSN收到UE的PDP激活请求后，进行相应的检查。如果没有问题，将发送Create PDP Context Request消息给GGSN，发给GGSN的目的IP为172.17.5.41，这是GGSN上的GTP-C地址，SGSN需通过DNS解析得到。这个请求消息里还为GGSN分配了用于下行方向信令和数据传递的SGSN地址和TEID信息。

   其中分配的控制面信息为：

   SGSN IP:192.168.60.1 TEID为：0x2d300705

         分配的用户面信息为：

  SGSN IP:192.168.60.11 TEID为：0x2d300785。

3）GGSN收到后，确认没有问题。给SGSN回应Create PDP Context Response。在里面，同样GGSN也给SGSN分配了用于上行流量和信令的GGSN地址和TEID信息。

   其中分配的控制面信息为：

   GGSN IP:172.17.5.42 TEID为：0x5c001310

         分配的用户面信息为：

  GGSN IP:172.17.5.50 TEID为：0x5c001315。  

  并且为UE分配了一个IP地址为：10.23.192.2。

4）SGSN开始请求RNC建立对应的RAB用于用户面的承载。发送RAB-Assignment消息给RNC，在这个消息里，SGSN将把GGSN分配的用户面地址和TEID信息告诉RNC，即172.17.5.50和ox5c001315。包含在transportlayerinformation IE中（点开#4或号包能看到）。因此RNC就可以在RAB建立后开始发送上行数据了。直接将上行数据发送到这个地址和TEID对应的GTP-U隧道中就可以了。

5）RNC建立RAB并且给SGSN回应RAB-Assignment Response。点开RANAP层后，你就可以看到RNC将自己用户面的地址和TEID告诉了SGSN。这里分别是：10.36.90.6和0x00000067。

6）因为要建立直接隧道，所以SGSN要把RNC对应的用户下行数据的TEID和IP告诉GGSN，用于下行用户数据的发送。因此SGSN给GGSN发送Update PDP Context Request消息，里面包含了从第5步获知的RNC用于下行方向用户面地址和TEID。

7）GGSN收到后，更新下行方向地址和TEID信息，本来应该是在第3步里收到的用户面信息为：

  SGSN IP:192.168.60.11 TEID为：0x2d300785。将替换成第6步中更新的值10.36.90.6和0x00000067。当然，GGSN并不知道实际上和自己建立GTP-U隧道的已经不是SGSN，而变成RNC了。SGSN再此使用了金蝉脱壳的计谋，自己逃了。GGSN回应Update PDP Context Response消息进行确认。(GGSN其实还是知道的，在Update PDP Context Request消息中有DTI标志位为1代表使用了3GDT）。

8）SGSN给RNC回送Activate PDP Context Accept消息。来确认关于这个UE的PDP上下文的成功建立。并且携带了GGSN分配给UE的IP地址。

weishengzi

精辟啊，太精辟了

zhenjiucuo

7）GGSN收到后，更新下行方向地址和TEID信息，本来应该是在第3步里收到的用户面信息为：

  SGSN IP:192.168.60.11 TEID为：0x2d300705。将替换成第6步中更新的值10.36.90.6和0x00000067。当然，GGSN并不知道实际上和自己建立GTP-U隧道的已经不是SGSN，而变成RNC了。SGSN再此使用了金蝉脱壳的计谋，自己逃了。GGSN回应Update PDP Context Response消息进行确认。

------------------个人理解，GGSN是知道的。因为Update PDP Context Request中DTI置位。

爱卫生

   有道理。GGSN确实应该知道。谢谢指正！

afeizai

这个是3GDT的PDP激活，如果非DT的流程是怎么样？是如下的步骤吗：
1）UE发起PDP激活请求给SGSN，RNC收到后加上RANAP层的信息，并将UE的这个NAS PDU

作为直传消息(Direct Transfer)传递给SGSN。并加入了RAI和SAI等位置信息告知SGSN

2）SGSN收到UE的PDP激活请求后，进行相应的检查。如果没有问题，将发送Create

PDP Context Request消息给GGSN，发给GGSN的目的IP，这是GGSN上的GTP-C地址，

SGSN需通过DNS解析得到。这个请求消息里还为GGSN分配了用于下行方向信令和数据传递的SGSN地址和TEID信息。


3）GGSN收到后，确认没有问题。给SGSN回应Create PDP Context Response。在里面

，同样GGSN也给SGSN分配了用于上行流量和信令的GGSN地址和TEID信息。  并且为UE分配了一个IP地址。

4）SGSN开始请求RNC建立对应的RAB用于用户面的承载。发送RAB-Assignment消息给

RNC，在这个消息里，sgsn将为自己分配另外一个TEID，并将TEID和用户面IP告诉RNC。

5）RNC建立RAB并且给SGSN回应RAB-Assignment Response。点开RANAP层后，你就可以

看到RNC将自己用户面的地址和TEID告诉了SGSN。

至此，RNC->SGSN->GGSN的双Tunel就建立起来了

爱卫生

回复 afeizai 的帖子

  对。我个人觉得你的说明完全正确。关于不带3GDT的PDP激活流程，可以参考6.2版块，有相应的实例。
  另外，补充一点就是，在创建PDP上下文激活时，SGSN和GGSN除了给对方分配用户面TEID和IP地址外，还要分配控制面的TEID和IP地址，这样GTP-C和GTP-U就分别对应到不同的GTP Tunnel了。

afeizai

谢谢斑竹的耐心解答。可确定的是SGSN和GGSN之间的双隧道,一个C的，一个U的。但，SGSN和RNC之间为什么为什么不是给的两个TEID呢，信令和用户面不分离吗？另外，我想知道是，针对R5的，SGSN上的PDP上下文中是不是应该有3个TEID，两个for GGSN(Gn)，一个for RNC(IuPS).

爱卫生

回复 afeizai 的帖子

1 但，SGSN和RNC之间为什么不是给的两个TEID呢，信令和用户面不分离吗？
   答：只用分一个。因为SGSN和RNC控制面不是用的GTP协议，而是RANAP协议，因此只需要分配一个用户面TEID。

2 另外，我想知道是，针对R5的，SGSN上的PDP上下文中是不是应该有3个TEID，两个for GGSN(Gn)，一个for RNC(IuPS).
   答：是的。

afeizai

谢谢斑竹！！

afeizai

那mscserver和Mgw的信令用户面分离也与DT类似吗,能否看到对比呢

爱卫生

回复 afeizai 的帖子

  msc-server和MGW上的控制用户面的分离，是从节点级进行分离。是硬件上的分离，即将传统的MSC拆分成MSC-S和MGW两个实体。这和3GDT还不一样。3GDT并没有将SGSN的用户和控制面进行拆分。只是相当于采用软件逻辑的方式，将用户流量bypass SGSN。但在3GPP R8以后，由于PS业务的不断增长，对SGSN也进行了物理上的拆分。其中SGSN的控制面叫做MME(Mobility Management Entity)，用户面叫做SGW(Serving-Gateway)。如果你感兴趣，可以关注下论坛的版块14 EPC演进的包交换核心网。

jmt110

3GDT的理解比较经典了，学习了，谢谢！

xiaodong.hn

很详细，希望以后多发些这样的帖子。

xiaomaobei

太经典了！非常感谢！很详细啊。

Mr_Muscle

讲解得非常地直观明了，感谢版主的总结和分享！

imwoohan

回复 爱卫生 的帖子

爱总，你这篇文章里面说到的SGSN分配的数据(I)TEID和控制面TEID好像说反了。
数据(I)TEID好像是G-PDU的下行TEID，应该是GTP-U的TEID才是，而控制面的TEID，也就是TEID Control Plane才是GTP-C的TEID吧？
在您的附件里面SGSN发给我们的wireshark抓包里面

TEID Data (I)是 0x2d300785
TEID Control Plane是0x2d300705
本人新手学习中，冒昧的怀疑下您。

爱卫生

imwoohan 发表于 2012-4-23 16:06
回复 爱卫生 的帖子

爱总，你这篇文章里面说到的SGSN分配的数据(I)TEID和控制面TEID好像说反了。

是的。呵呵，你谦虚了。已经改正更新。谢谢！

yuws

这个比较新鲜啊