GPRS家园国际漫游绿皮书

海浪

1 GPRS国际漫游

本帖子介绍了GPRS国际漫游的功能和特性。

1.1    背景

GPRS是通用分组无线业务 (General Packet Radio Service) 的英文简称，它是利用“分封交换”（Packet－Switched）的概念所发展出的一套无线传输方式，是在现有的GSM系统上发展出来的一种新的分组数据承载业务。我们可以将GPRS理解为GSM的一个更高层次。所谓的分封交换就是将数据分装成许多独立的封包，再将这些封包一个一个传送出去，形式上有点像寄包裹，采用分封交换的好处是只有在有资料需要传送时才会占用频宽，而且可以以传输的资料量计价，这对用户来说是比较合理的计费方式。

1.2    概述

GRX是GPRS漫游交换 (GPRS Roaming eXchange) 的英文简称，它是通过GPRS Roaming Network连接不同的运营商，从而实现不同运营商之间的GPRS漫游。目前中国移动，中国联通都是连接到亚洲最大的GRX提供商Aicent，经过Aicent骨干网可以和全球所有移动运营商互联互通。下图是GRX的图示

1.3   GPRS 网络逻辑结构

各个运营商应该按照下图所示的标准接口来完成GPRS漫游

如图所示，Gp接口用来直接连接其它的PLMN，而GRX则是利用Gp接口来连接其它的运营商。

2 GPRS国际漫游及其分类
2.1    手机注册和内容激活

当用户在拜访地第一次执行‘GPRS Attached’来附着时，拜访地的SGSN会与归属地的HLR进行通信，来确定手机的签约信息以及漫游许可。如果，该用户允许漫游，VSGSN将会确认该用户。这一步是通过SS7国际通信网来传输。

接下来，用户将执行‘PDP Context Activation’来激活APN，在这个过程中，通过判别SGSN中的签约数据来选择执行哪种漫游方案：HPLMN Roaming和VPLMN Roaming。现在都是回归属地上网，这样方便计费管理等。也是就说即使你出国用手机上网，流量还是回本国运营商然后在去internet， 所以一些被河蚌了网站还是打不开。

2.2    PLMN Roaming

在这个方案中，用户漫游到VPLMN时，使用VSGSN注册，但是使用HGGSN上Internet浏览网页或WAP。如下图所示：

2.3    GRX中的DNS解析

       如同在INTERNET一样，在GRX中也有相同的DNS分级结构。在GRX中，顶级域名为‘.gprs’。每一个运营商都管理着一个属于自己的域名，比如：中国移动是‘mnc000.mcc460.gprs’。中国联通是‘mnc001.mcc460.gprs.’。GPRS的DNS系统是一个私有的网络，和INTERNET没有任何联系。各个运营商的DNS都允许其它的运营商的DNS查询。比如中国移动的用户漫游时，拜访地的SGSN会查询本地的DNS，本地的DNS会解析该APN。举个例子，移动用户漫游到美国的AT&T网络。当用手机打开网页要上网时，报文会到AT&T的SGSN，SGNS会首先解析中国移动的APN，“cmnet.mnc000.mcc460.gprs.”,DNS请求报文会发给本地DNS，本地DNS如果缓冲里面没有记录，会发给负责国漫的DNS，如果缓冲还没有记录，就会转发给GRX服务商的root DNS, GRX服务商的root DNS会返回中国移动的DNS NS的IP地址，在得到中国移动的国漫DNS地址后，就直接发DNS请求到中国移动的DNS，最终得到正确的APN解析对应的GGSN IP地址。接着SGNS向中国移动的GGSN发起PDP的上下文激活。

使用拜访地的DNS
如下图所示，这种方式更加的复杂，需要通过GRX来进行数据和信号的传输。

1. 漫游手机发送PDP Context激活给拜访地的SGSN。一般APN都是在手机上设置好了。中国移动的用户一般有两个APN，cmnet和cmwap。中国联通3G有3gnet，2G有uninet等等。
2. 拜访地的SGSN根据用户数据，向本地DNS查询，比如APN “cmnet.mnc000.mcc460.gprs.“，mnc000.mcc460.gprs.这个是中国移动的domain，会在SGSN上加上然后发给DNS.
2a. 如果在本地的DNS没有该记录，DNS将向GRX的根的DNS查询。GRX的根DNS会回复对方的DNS NS记录，也就是归属地的DNS。注意这个DNS请求一般是迭代查询。
3. 查到用户归属地的DNS后，本地DNS将向归属地DNS发出查询请求。
4. 归属地的DNS返回结果给本地的DNS。
5. 本地的DNS将结果返回拜访地的SGSN，进行下面的通讯。

3 测试详解

IR35文档定义了GPRS漫游用户端到端的功能测试项目，所以要完成整个GPRS漫游测试，需要测试双方的运营商互相进行该测试。

下图描述了整个测试过程的配置，如果有条件，可以监控相关端口的信令和IP数据包。

3.1    漫游用户使用互联网的APN，通过归属地GGSN接入互联网

测试条件：用户的HLR记录中已把APN设置为通配符(“*”)，并且漫游地运营商允许寻址标志（VPLMN Address Allowed Flag）设置为“No”。

操作流程如下：

漫游的手机 -> 漫游地SGSN（APN = “Internet”）-> 归属地DNS（Internet + HPLMN Operator ID）-> 归属地GGSN -> 互联网

操作流程图：

这个测试步骤主要是检测漫游用户能通过归属地网络，使用标准的互联网APN接入互联网。

4 排除故障FAQ

问题 1：手机GSM不能使用？
答：检查是否SIM卡已损坏，如果没有，通知发卡的运营商开通GSM漫游功能。
问题 2：手机不能‘GPRS Attached’？
答：检查是否SIM卡已损坏，如果没有，通知发卡的运营商开通GPRS漫游功能。
问题 3：APN不能激活？
答：检查SGSN里面从HLR取得的数据是否正确，如果错误或者有遗漏，通知发卡的运营商重做PDP Context。
问题 4：不能做DNS解析？
答：检查是否本地DNS服务器配置有问题，如果没有，逐级检查DNS服务器的配置。同时，检查防火墙上的安全策略，确认安全策略允许DNS 数据报穿过。
问题 5：手机不能拿到GGSN分配的IP？
答：检查防火墙上的安全策略，同时，检查GGSN上IP POOL的配置。
问题 6：手机不能浏览网页？
答：检查防火墙上的安全策略，同时，检查APN是否设置正确，如果浏览WAP页面，WAP Gateway和Homepage是否正确设置。
问题 7：如何检查网络互通性？
答：在自己的Gn网内Ping对端的SGSN、GGSN或者DNS，如果有响应，表示网络是通的；如果没有响应，再从自己的DNS Server上解析对端的运营商的APN，比如（中国移动：cmnet.mnc000.mcc460.gprs.）。如果还是没有响应，则网络不通，可以联系对端运营商协调解决。
问题 8：增加一个漫游运营商各省需要修改什么GPRS网络数据？
答：各省需要在GPRS网络的放火墙上开放该运营商交换的Gn网络地址。

    5 术语

APN
(“Access Point Name”)

BSS
(“Base Station Subsystem”)

DNS
(“Domain Name System”)

GGSN
(“Gateway GPRS Support Node”)

GMSC
(“Gateway Mobile Services Switching Centre”)

HLR
(“Home Location Register”)

HPLMN
(“Home PLMN”)

IP
(“Internet Protocol)

ISP
(“Internet Service Provider”)

MM
(“Mobility Management”)

MS
(“Mobile Station”). (MSx(b) indicates that the MS subscription is managed by PLMN(b)).

PDP
(“Packet Data Protocol, e.g., IP or X.25”)

PLMN
(“Public Land Mobile Network”) PLMN(a)

RAI
(“Routeing Area Identity”)

SGSN
(“Serving GPRS Support Node”).

SMS
(“Short Message Service”)

SMS-SC
(“Short Message Service Centre”)

UDP
(“User Datagram Protocol”)

VPLMN
(“Visited PLMN”)

VLR
(“Visitor Location Register”).

爱卫生

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“当用户在拜访地第一次执行‘GPRS Attached’来附着时，拜访地的SGSN会与归属地的HLR进行通信，来确定手机的签约信息以及漫游许可。”
想请问下，假设这个MAP信令是over IP的，那目前的现网环境中，拜访地的SGSN与归属地的HLR之间的通信，承载网络也是由GRX提供的吗？还是Internet？比如移动的SGSN，要去找BT的HLR要用户的签约数据。

海浪

目前都是走国际的7号信令网。比如中国移动ss7网络提供商有法国电信，1616等，BT有可能是法国电信等，所以SGSN和HLR都是在国际信令网络通信。以后随着Sigtran的发展，和3网容一，GRX回承载信令网络。那时候不只是承载IP数据，也承载信令。

updane

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请教一个问题：
国漫中，拜访地SGSN对用户的APN进行解析然后取得HGGSN的地址，作解析时取哪个GGSN的地址的依据是什么？
比方说APN为cmwap这个可以对应到国内各大省的GGSN，那么解析时应该取哪个呢？是否跟用户签约信息有关？

爱卫生

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   这个问题我代海浪先答一下。
1 国漫中，拜访地SGSN对用户的APN进行解析然后取得HGGSN的地址，作解析时取哪个GGSN的地址的依据是什么？
    答：在SGSN上会配置它所属于的运营商签约的所有其他国家运营商的Operator ID，例如美国的用户到了北京，MS送过来的请求包含了NI即网络标识，例如usawap, 北京的SGSN会加上美国这个运营商的Operator ID，例如mccxxx.mncyyy.gprs。构成APN的全名。即usawap.mccxxx.mncyyy.gprs.。再送给DNS去解析，如果自己的DNS解不出来，会请求GRX 的DNS去解析。GRX的DNS Server作为运营商的DNS Server的根服务器。DNS在选择时可以根据Operator ID来判断对应的哪个国家的GGSN。

2 比方说APN为cmwap这个可以对应到国内各大省的GGSN，那么解析时应该取哪个呢？是否跟用户签约信息有关？
     答：这个应该是指的省际漫游，和国际漫游是不一样的。因为省际漫游，一些运营商是不收漫游费的，实现的是拜访地即VGGSN就近接入，增强用户体验。但也有运营商要收省际漫游费。如果要收的话，则DNS在解析时应能通过APN区分出HGGSN和VGGSN。这个和用户签约信息无关。通常是在SGSN上面有特定的设置，例如为这个APN的全名加上一个前缀，例如将手机号的一部分或IMSI的一部分或者区号截取出来放在APN前面，就可以识别了。例如，cmwap.mcc460.mnc000.gprs.可能无法区分和解析出北京或广州的GGSN，但如果将区号加前面，例如010.cmwap.mcc460.mnc000.gprs.。这样就可以很容易的解析出这是一个北京的GGSN了。

weishengzi

国漫

这么简称真不知道是啥意思

爱卫生

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  呵呵。有时候习惯了，偷了些懒。所以好的正式文档例如TS规范前面都应该有一个注释。说明缩写的全称代表什么含义。
  这里的国漫就代表国际漫游了。
  

steelesu

多谢分享，受益匪浅

Darcy2011

好东西，谢谢分享！

yonka

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能不能讲下流程呢？
是根据APN和什么来解析GGSN地址呢？

比如我看到我现在APN是3gnet.mnc001.mcc460.gprs
你刚才说010，是指手机的MSISDN的ndc段么？
那我要是处在漫游状态呢？
联通是回归属地~
可移动应该是使用拜访地GGSN的~

希望能给个完整的MS--SGSN--GGSN流程~~

谢谢了哦~
我现在在做PS域设备的技术支持~

我把这个网站推荐给我同事了~

爱卫生

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  如果是不涉及到漫游的PDP激活流程，在信令流程版块就有详细的说明，实例、抓包都有。23060规范版块也有。
  如果是涉及到漫游的流程，通常是这样的。这里举一个例子（上面提到的010也只是一个例子）。
假设香港csl的用户到了北京使用移动的网络，csl的APN假设是3gcsl，那这个APN在用户手机里会设置好。简化版流程是这样的：
1 手机发送PDP激活请求给北京移动SGSN， APN为3gcsl。
2 北京SGSN查看配置发现这个手机的IMSI属于漫游用户，则根据配置加上CSL的Operator ID,假设是mcc000.mnc000.gprs，构成APN全名3gcsl.mcc000.mnc000.gprs，然后送到北京移动的DNS上去解析。DNS会将CSL的GGSN IP返回给北京SGSN。
3 北京SGSN向香港CSL的GGSN发起PDP激活流程。
  上面的例子提到APN前面加010不是针对国际漫游，而是针对联通这种情况，省际漫游需要回归属地GGSN激活。但联通网内所有的SGSN送出来的APN全名都是一样的，都是uniwap.mcc460.mnc001.gprs.类似这样，那就无法区分是哪个省了。所以需要在APN前面加上相应的前缀来区分开。例如加上区号，或者MSISDN的号段信息，这样就能区分出是哪个省的用户了。

yonka

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爱卫生你真是太热心了~
非常感谢~


还想问一下~

加上识别用户归属地的字段比如136XXXX后，apn全名就变成了136xxxx.cmnet.mnc00.mcc460.gprs这样对么？按照这么理解，这也应该是联通特有的对么？

还有~移动的漫游流量就走漫游地的GGSN，那漫游计费怎么计呢？就在漫游地结算？

yonka

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还有就是~~国漫的流量走回本国的GGSN时，是怎么走呢？
APN里没有区分省份？
是有专门负责国漫的GGSN吗？

爱卫生

yonka 发表于 2011-10-31 14:03
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爱卫生你真是太热心了~

  不一定是联通特有。只要是有这种省际漫游回归属地GGSN激活的需求，都需要在APN前面加相应前缀。
  省间结算的问题之前有讨论过，但目前还没有权威答案。但计费信息肯定是在漫游地GGSN上收集的。

爱卫生

yonka 发表于 2011-10-31 14:10
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还有就是~~国漫的流量走回本国的GGSN时，是怎么走呢？

1 通过GRX网络，专门负责提供GPRS国际漫游IP承载网的运营商。
2 没有。
3 有。一般在大城市出口和GRX相连。

yonka

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还有一点~
我查看我自己上网卡的签约数据看到，除了uninet、uniwap、3gnet和3gwap外还有cmnet和cmwap~不明白为什么还有着两个~
按照你刚才说的~我要是换成了cmnet~~那APN全名岂不是成了cmnet.mnc01.mcc460？这样的话怎么解析呢？

yonka

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还有哦，我看书上都说MNC是2位，怎么现在看联通的是001呢，sgsn上看到
apn in use：3gnet.mnc001.mcc460.gprs

爱卫生

yonka 发表于 2011-10-31 14:39
回复 爱卫生 的帖子

还有一点~

1 这个是联通的商务策略。主要是有一些移动的定制机，转用联通的卡。定制机里面的APN都是cmwap或cmnet写死的。如果用了联通的卡，则无法要求用户修改为uniwap或是uninet。所以就把cmwap和cmnet也加进去了。保证这些用户能激活成功。那个APN全名看起来虽然怪，但实际上是符合规范的。只要在DNS上做好相应的数据配置就行了。
2 MNC是2-3位。