EPC网络中的IP地址管理

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本帖翻译自TS23.401的6　IP地址管理章节。

对每一个PDN连接，UE必须获得至少一个IP地址（IPv4或IPv6前缀）。地址分配可以在缺省承载建立时进行，也可以在缺省承载建立之后进行。如果在缺省承载建立时，UE没有获得IP地址，则UE应发起地址分配流程以获得IP地址。专用承载使用其对应的缺省承载的IP地址，不再为专用承载分配单独的IP地址。

在激活缺省承载时，网络以下列方式之一为UE分配IP地址：
- 激活缺省承载的时候，HPLMN可以给UE分配动态或静态的HPLMN地址；
- 激活缺省承载的时候，VPLMN可以给UE分配动态的VPLMN地址；
- PDN分配一个IP地址给UE，可以是IPv4地址也可以是IPv6前缀, 可以是动态的地址也可以是静态的地址。这种方式也叫做外部PDN地址分配。

静态IP地址/前缀并不是通过UE配置完成的，而是同样由网络分配的。网络在分配静态IP地址/前缀的时候应保证UE总是被分配到该IP地址/前缀并且该IP地址/前缀不会分配给其他UE。P-GW可以通过静态配置确保给UE分配该静态IP地址/前缀，也可以通过后面描述的DHCPv4/DHCPv6的方式给UE分配该静态IP地址/前缀。另外，静态地址可以存储在HSS中，然后通过MME、S-GW传送给P-GW，再由P-GW分配给用户。这两种方式都将静态地址在缺省承载激活时发送给UE。因此，UE并不能区分出分配给它的是静态地址还是动态地址。

使用PLMN分配模式时，即使用户接入同一个P-GW，也应能够根据APN的不同从不同的地址池给不同的用户分配地址。同一个APN的地址池也应能够由多个地址段组成。

当UE连接多个PDN时，其地址分配机制和单个PDN时一样，即每个PDN的缺省承载分别进行地址分配。

UE在申请缺省承载激活时，可以向网络请求以下三种PDP类型：IPv4、IPv6、Ipv4v6。在签约数据中，一个APN可以有多个PDN类型。当UE申请Ipv4v6PDP类型时，如果签约数据只允许用户使用Ipv4或Ipv6PDP类型，MME将把PDP类型修改为签约数据允许的IPv4或者IPv6并告知P-GW原因，P-GW只有在自己的能力和收到的PDP激活请求中PDP类型都支持Ipv4v6PDN时才给UE同时分配两个地址。在P-GW不支持Ipv4v6PDP类型或因为互操作的原因不使用Ipv4v6时，将给UE分配一个版本的IP地址，并通知UE，并且在原因值中可以告诉UE是只支持单栈PDP还是由于网络策略不愿意分配另一个版本的IP地址。在原因值为只支持单栈PDP的情况下，UE可以通过激活一个单栈的PDP来试图获得另一个版本的IP地址。

在E-UTRAN和UTRAN/GERAN之间切换时，PDN应映射为相同类型的PDN，即Ipv4v6映射为Ipv4v6的，Ipv4映射为Ipv4的，Ipv6映射为 Ipv6。

IPv4地址的分配方法依赖于UE和网络的能力。不同于2G/3G系统，EPS UE在PCO中指示网络其所期望的IPv4地址获取方式：
- UE可以指示网络，它希望在建立缺省承载的过程中得到EPS网络分配的IPv4地址
- UE也可以指示网络，它希望在缺省承载建立以后通过IETF定义的各种流程来获得IPv4地址。在EPS网络允许的情况下，在缺省承载的激活过程中，EPS网络不直接分配IPv4地址给UE。EPS网络在给用户的消息中，将相应的地址地段置为0.0.0.0或不填。在缺省承载建立完成后，UE利用EPS承载来请求DHCPv4地址分配。
- 如果UE在PCO中没有指示其期望的地址分配方式, 网络应根据自己的策略决定具体的地址分配方式。

如果配置的是动态策略，在IP-CAN会话建立的时候，没有把IPv4的地址通知给PCRF，P-GW要发起IP-CAN会话修改程序来通知PCRF所分配的IPv4地址。如果IPv4地址释放了，P-GW也要通知PCRF。

Ipv6的地址分配通过无状态Ipv6地址自动分配机制。在缺省承载建立过程中，P-GW分配一个IPv6前缀和一个64位接口地址给该PDN连接。该前缀可以是P-GW直接分配的也可以来自于Radius/Diameter或HSS。P-GW将该前缀和接口地址传送给S-GW。S-GW再将该前缀和接口传送给MME。MME通过Attach Accept或PDN Connection Accept只将接口地址传送给UE。MME和S-GW保存收到的IPv6前缀用于计费。UE收到Attach Accept或PDN Connection Accept消息以后，用接收到的接口地址生成链路本地地址。UE通过该本地地址发送Router Solicitation消息并从返回的Router Advertisement消息中获得IPv6前缀。UE用该IPv6前缀和64位接口地址来构造自己的IPv6地址。该64位接口地址可以是P-GW分配的那个接口地址，也可以由UE自己选定。

网络应能够通过DHCPv4分配IPv4地址和配置IPv4参数，能够通过DHCPv6配置IPv6参数。这里的IPv4/IPv6参数应至少可包括DNS地址、Secondary DNS地址、WAP网关域名、P-CSCF域名、HA域名等。网络也要能够通过PCO配置IPv4参数和IPv6参数。这里的IPv4/IPv6参数应至少可包括DNS地址、WAP网关域名、P-CSCF域名等。

如果采用DHCP分配方式，对UE而言P-GW是一个DHCP服务器。P-GW可以从本地地址池获取IP, 也可以作为DHCP客户端或者Radius/Diameter客户端从外部的DHCP服务器或者Radius/Diameter服务器获取IP地址和参数。UE的标识信息（如IMSI/MSISDN等）可以作为DHCP/Radius/Diameter地址分配的参数以尽量给UE分配相同的IP地址。DHCPv6只用于IPv6地址的参数配置，不用于IPv6地址分配。

P-GW应能够将UE的信息（IMSI/MSISDN等）与分配给用户的IP地址通过Radius/Diameter协议传送到Radius/Diameter服务器进行保存，并能根据P-GW的配置在这种关系发生变化时及时通知Radius/Diameter服务器。

P-GW要确保所分配地址/前缀的唯一性。

P-GW应支持Anti-Spoof功能，对源IPv4地址与分配给用户的IPv4地址不符的上行数据包或者源IPv6地址的前缀与分配给用户的IPv6前缀不符的上行数据包进行丢弃、告警等处理。这样的检查应能够通过配置关闭。

P-GW应负责更新和释放IP地址/前缀。在PDN连接释放的时候，IPv4/IPv6前缀就释放了。P-GW回收分配给UE的IP地址/前缀后，应能够在一段时间内尽量避免使用该IP地址/前缀。

johne.xiao

嗯 学习了，楼主是不是一般来讲，默认承载建立的时候就给分配IP地址了呢？而使用EPS承载请求IP地址的就比较少？

johne.xiao

johne.xiao 发表于 2013-4-15 17:06
嗯 学习了，楼主是不是一般来讲，默认承载建立的时候就给分配IP地址了呢？而使用EPS承载请求IP地址的就比较 ...

嗯 "- UE也可以指示网络，它希望在缺省承载建立以后通过IETF定义的各种流程来获得IPv4地址。在EPS网络允许的情况下，在缺省承载的激活过程中，EPS网络不直接分配IPv4地址给UE。EPS网络在给用户的消息中，将相应的地址地段置为0.0.0.0或不填。在缺省承载建立完成后，UE利用EPS承载来请求DHCPv4地址分配。"  我是不太理解这句话才提出，后面那个问题？我是看见MME在向PGW发出Create Session Request 的时候 PDN Address Allocation(PPA)信元里有0.0.0.0的IP地址，以为那句话的意思是 可以使PGW在回复MME Create Session Response中的信元PDN Address Allocation(PPA)也可以携带 0.0.0.0这样的IP地址来充当临时的缺省承载后，再通过其它方式获得最终的承载地址呢。 如果理解错误的话，

那么这句里“UE也可以指示网络，它希望在缺省承载建立以后通过IETF定义的各种流程来获得IPv4地址” 获得的IPv4的地址又是什么地址呢？

本人 刚接触EPC 还请各位前辈不要见笑...

izturn

如果手机侧请求的地址为IPv6 类型，而网络侧没有IPv6相关配置，网络侧NAS（S1）消息会回复什么（错误）消息？请不吝赐教。谢谢！

爱卫生

izturn 发表于 2014-5-21 15:35
如果手机侧请求的地址为IPv6 类型，而网络侧没有IPv6相关配置，网络侧NAS（S1）消息会回复什么（错误）消息 ...

这得看用户有没有签约IPV6这个类型，如果没有签约。那应该回复的是Requested service option not subscribed。如果签约了是网络侧没配，那应该回复Unknown PDN type