该文章内容主要记录博主日常的学习笔记,主要学习内容来自《深入浅出4G网络》——张明和

1.EPC

Envolved Packet Core,分组核心网,LTE的核心网。用于用户无线侧接入控制和流量控制,提供用户接入的初级鉴权,管道化功能和无线侧QoS的保障

2.IMS

IP 多媒体子系统,核心网的组件之一,用于控制语音,传真,多媒体应用的控制,EPC+IMS共同组成LTE的核心网

2.MME

Mobility Management Entity,移动管理实体。原3G网络中SGCN网元的控制面功能。负责控制面的移动性管理、用户上下文和移动状态管理、分配用户临时身份标识。

3.SGW

Serving Gateway,服务网关。原3G网络中SGCN网元的用户面功能。负责用户在不同接入技术之间移动时用户面的数据交换,承担EPC网关的功能,终结E-Utran方向的接口

4.PGW

PDN Gateway,PDN网关,指采用分组协议(IP协议)的数据网络,泛指移动终端访问的外部网络。用于提供用户的会话和管理和承载控制、数据转发、IP地址分配等。一般和SGW物理网元合一部署,合称SEAGW

5.PCRF

Policy and Charging Rules Function,策略与计费规则功能。完成动态QoS策略控制和动态的基于流的计费控制功能,同时基于用户签约信息的授权控制功能。P-GW识别业务流,通知PCRF,PCRF再下发规则,决定业务是否可用,以及提供给该业务的QoS

6.HSS

Home Sunscriber Server,归属用户服务器,存储IMS网络中与用户相关的数据 ,包括用户身份、鉴权数据、业务数据、接入参数、业务触发信息、漫游信息

7.SBC

Session Border Controller,会话边界控制器(位于核心网中)。部署在网络边界,用于控制会话的设备。SBC又分为A-SBC(接入会话边界控制器,连接终端与核心网)和I-SBC(互连会话边界控制器,连接两个核心网)

8.CSCF

呼叫对话控制功能,负责对用户多媒体会话进行处理

9.CSFB

Circuit Switch FallBack,电路域回落。在没有部署IMS的情况下,打电话4G会回落到2G/3G网络上,此时打电话和上网不能同时进行

10.EPS

Envolved Packet System,演进的分组交换系统

由UE、E-Utran、EPC共同构成

11.MM

Moblity Management,,移动性管理。移动性管理流程包括所有追踪用户位置相关的流程,包括这些流程中的安全、标识分配流程,如附着(Attach)、切换(Handover/Handoff)、重选(TAU)、寻呼(Paging)

12.SM

Session Management,会话管理。与用户面数据连接相关,包括连接的创建、删除以及修改等流程

13.LTE/EPC网络附着过程(步骤)

(1)初始请求(Attach request)

UE和eNb建立RRC连接的过程

(2)鉴权和安全(Authentication 和 security)

鉴权过程是MME从用户签约的HSS获取鉴权向量(四元组),并与UE完成网络和UE互相鉴权的过程

(3)位置更新(location update)

鉴权完成后,网络侧认可UE的接入,此时MME会将UE的位置信息登记到HSS

(4)网元和拓扑选择

可以理解为承载建立的一部分,MME根据DNS查询返回的结果选择和自身配置选择一对合适的S-GW和P-GW建立承载

(5)会话建立过程(attach accept/complete)

网络各个节点为UE创建EPS承载上下文(Eps bearer context),为用户面转发创建资源的过程

14.Eps 承载上下文(context)

就是在各网元之间保存用户的相关信息。保存在网元上的这些动态信息,可以使设备在用户报文到达时识别是哪个用户的报文、采用什么样的转发策略、在对外转发时如何封装。说白了就是在各个网元中为用户规划一条路径,上下文存在时,就不会出现转发信息转发着转发着就消失的情况,保证了数据报文端到端处理时候的一致性 。

EPC网络用户业务数据通路(承载)的创建就是MME作为核心节点,控制UE、eNodeB、S-GW、P-GW各节点为用户创建承载的过程

15.IMSI

International Mobile Subscriber Identity,国际移动用户标识码

16.GUTI

Global Unique Temporary Idenity,全球唯一临时标识,MME上保存着GUTI和IMSI的对应关系

17.PDN连接

PDN连接在目前的网络中就是指的IP连接,但还包括了支撑这个IP地址和PDN连接的QoS等内容

18.APN

Access Point Name,接入点名称。决定了用户通过何种方式来访问移动网络。根据接入点的名称,可以确定在分组数据链接中提供什么服务。实际上是GGSN的域名

19.承载的创建

承载的创建是移动数据网络中最重要的部分,是为终端创建数据通道的过程。其创建的数据通道必须满足两类要求(三个关键点)

(1)可达性

※端到端可达:可到达用户要访问的外部网络

※移动可达:用户在不同区域移动时,数据通路必须有能力保证数据传送的可达性

(2)满足数据传送质量的要求

※质量保障:不同节点采用不同的QoS控制技术,质量保证端到端协同一致

20.MSISDN

用户手机号码

21.EPC中的域名系统

EPC网络中的域名分为四大类:

(1)设备名称

S-GW和P-GW设备名,或相关设备集合名

(2)APN接入点

表明访问的外部网络

(3)MME标识

在TAU流程中,会使用MME ID构造的域名

(4)TAI标识

在根据用户位置(或者旧位置)选择网元的场景,会使用TAI组装的域名

22.EPC域名解析的方式

(1)A类型解析

A类型解析就是最基础的DNS域名解析,也就是域名→IP地址

(2)NAPTR类型解析

Name Authority Pointer,名称权威指针。完成一个域名到权威域名的解析,即将一个字符串映射到另外一个字符串,完成域名重写。

例如:查询TAC-LB09.TAC-HB80.TAC.EPC.MNC003.MCC460.3GPPNETWORK.ORG这一域名,域名系统返回SGWLST1.EPC.MNC003.MCC460.3GPPNETWORK.ORG(Replacement)这一域名

(3)SRV(Service)记录

经常配合NAPTR类型记录使用。在MME通过选取自身需要的服务(Service)所对应的域名(NAPTR返回的Replacement域名)时,如果返回Replacement域名不是支持该服务的最终接口名称,则就会发起SRV记录查询,获得支持该服务的接口名称,再通过A记录查询该接口的对应IP地址。

顺序为:NAPTR→SRV→A

例如上边NAPTR返回的SGWLST1.EPC.MNC003.MCC460.3GPPNETWORK.ORG域名,MME发现这个域名不是自己所需的服务的接口域名,就会进一步发起SRV记录查询,返回TOPOFF.S11.GW1.GWLST2.EPC.MNC003.MCC460.3GPPNETWIRK.ORG这一对应服务接口域名,再通过A类型查询这个接口域名的对应IP,进行服务访问

23.EPC解析域名选网关的过程记录

(1)首先MME构造TAI的完整域名,向DNS发起NAPTR类型的查询请求。MME从DNS获得两个S-GW列表,其中一个支持S5接口(SGW-LIST1),另外一个支持S8接口(SGW-LIST2

(2)由于是本网的用户建立承载,估选择S5接口的S-GW进行连接,于是发送SRV类型查询。MME从DNS获得两台S-GW的S5接口域名(topon.sgw-s5.sgw01,topon.sgw-s5.sgw02)。

(3)MME需要确保S-GW和MME之间有S11接口,与是MME将S5接口域名中接口部分剥离,将剩余的S-GW主机名(.sgw01,.sgw02)部分交给DNS,进行NAPTR类型(topon.sgw-s5.sgw01→topon.sgw-s11.sgw01,topon.sgw-s5.sgw02→topon.sgw-s11.sgw02)的解析。DNS会将这些S-GW主机各接口名称及对应的业务能力都返回

(4)MME选择具备S11接口能力的接口名称(topon.sgw-s11.sgw01topon.sgw-s11.sgw02),发起A类型的查询,获得S-GW S11接口IP地址。后续的承载建立请求就会发往这些S11接口中的一个

24.HO(handover)

切换

25.RAU

Roting area Update,路由区域更新(核心网动作)

26.TAC

Tracking Area Code,跟踪区域码

27.TAI

Tracking Area Identity,跟踪区域标识。用于标记一个终端所处的位置,便于在寻呼终端时能够更好的找到终端。

TAI=移动国家码(460(MCC))+移动网络码(11电信(MNC))+TAC(跟踪区码)

MME可以将多个TAI配置为一个跟踪区列表TA List

28.TAU

Tracking Area Update,跟踪区域更新。

空闲态的终端在相同的TA List下的不同TA移动时,不会通知网络。只有终端判断当前TA不在TA List时,才会发起TAU