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IMT DS FDD WCDMA 系统Gn和Gp接 口GPRS隧道协议 GTP 技术规范 R99 IMT DS FDD WCDMA Technical Specification for GPRS General Packet Radio Service Tunnelling Protocol GTP across the Gn and Gp Interface Release 99 第 二 稿 前 言 本规范是在 3GPP 技术规范 TS 29 060 3GPP TSG CN GPRS 通用分组无线 业务 隧道协议 GTP Gn 和 Gp 接口 R99 2001 年 12 月版本 3 b 0 基 础上制定的 主要内容与上述标准等效 Gn 和 Gp 接口是指 IMT DS FDD WCDMA 系统核心网络分组域中 GSN 节点 GPRS 支持节点 之间的接口 这是一个开放的系统互联接口 GPRS 隧道协议 GTP 是用于 GSN 节点之间的接口协议 GTP 协议是由 GTP 控制面和用户面协议组 成的 GTP 协议控制平面完成移动台 MS 接入分组 GPRS 网络的隧道控制和管理功 能 消息主要执行建立 修改和删除 GSN 之间隧道功能 同时还负责 GSN 节点 间的移动性管理 位置管理 路径管理功能 GTP 协议用户平面负责数据在隧道 中传输 以及传输隧道的部分维护功能 GTP 协议用户平面同时使用在 WCDMA 系统无线子系统和核心网络分组域之间 的 Iu 接口 用于 Iu PS 接口用户平面的上层消息的承载 本规范的 GTP 协议用 户面同样适用于 Iu PS 支持计费功能的 GTP 协议称为 GTP 协议 GTP 是用于产生计费话单的网络单 元 SGSN GGSN 和计费网关功能单元 CGF 之间的接口协议 GTP 协议基于 GTP v0 在 3GPP 技术规范 TS 12 15 中有详细规定 不在本规范的描述范围之 中 GTP 协议的要求为可选 本规范的制定可满足我国 WCDMA 系统设备开发和引进的需要 保证运营者 采用不同厂家 公司 的设备联网时实现互通 本规范由信息产业部电信研究院提出并归口 本规范主要起草单位 信息产业部电信传输研究所 华为公司 中兴公司 本规范主要起草人 孙元宁 目目 次次 1 范围范围 1 2 参考标准参考标准 1 3 名词术语和缩略语名词术语和缩略语 1 3 1 名词术语 1 3 2 缩略语 2 4 综述综述 3 5 传输顺序和比特定义传输顺序和比特定义 5 6 GTP 字头字头 5 6 1 基本 GTP 头 5 6 2 GTP 扩展头 6 6 2 1 PDCP PDU的序号 8 7 GTP 消息和消息格式消息和消息格式 8 7 1 消息格式 8 7 2 路径管理消息 9 7 2 1 回应请求 Echo Request 9 7 2 2 回应响应 Echo Response 10 7 2 3 版本不支持 Version Not Support 10 7 2 4 支持扩展包头通知 Supported Extension Headers Notification 11 7 3 隧道管理消息 11 7 3 1 建立PDP上下文请求 Create PDP Context Request 11 7 3 2 建立PDP上下文响应 Create PDP Context Response 13 7 3 3 更新PDP上下文请求 Update PDP Context Request 16 7 3 4 更新PDP上下文响应 Update PDP Context Response 17 7 3 5 删除PDP上下文请求 Delete PDP Context Request 20 7 3 6 删除PDP上下文响应 Delete PDP Context Response 20 7 3 7 差错指示 Error Indication 21 7 3 8 PDU 通知请求 PDU Notification Request 21 7 3 9 PDU通知响应 PDU Notification Response 22 7 3 10 PDU通知拒绝请求 PDU Notification Reject Request 23 7 3 11 PDU通知拒绝响应 PDU Norification Reject Response 24 7 4 位置管理消息 24 7 4 1 为GPRS发送路由信息请求 Send Routeing Information for GPRS Request 24 7 4 2 为GPRS发送路由信息响应消息 Send Routeing Information for GPRS Response 25 7 4 3 失败报告请求 Failure Report Request 26 7 4 4 失败报告响应 Failure Report Response 26 7 4 5 通知MS GPRS出现请求 Note MS GPRS Present Request 26 7 4 6 通知MS GPRS出现响应 Note MS GPRS Present Response 27 7 5 移动性管理消息 27 7 5 1 标识请求 Identification Request 27 7 5 2 标识响应 Identification Response 28 7 5 3 SGSN上下文请求 SGSN Context Request 28 7 5 4 SGSN上下文响应 SGSN Context Response 29 7 5 5 SGSN上下文证实 SGSN Context Acknowlodge 30 7 5 6 前向重定位请求 Forward Relocation Request 31 7 5 7 前向重定位响应 Forward Relocation Response 32 7 5 8 前向重定位完成 Forward Relocation Complete 33 7 5 9 重定位取消请求 Relocation Cancel Request 33 7 5 10 重定位取消响应 Relocation Cancel Response 33 7 5 11 前向重定位完成证实 Forward Relocation Complete Acknowledge 34 7 5 12 前向SRNS上下文证实 Forward SRNS Context Acknowledge 34 7 5 13 前向SRNS上下文 Forward SRNS Context 35 7 6 信令消息的可靠传送 35 7 7 信息单元 36 7 7 1 原因 Cause 37 7 7 2 国际移动用户识别 IMSI 40 7 7 3 路由区识别 RAI 40 7 7 4 临时逻辑链路识别 TLLI 41 7 7 5 分组型临时移动用户识别 P TMSI 41 7 7 6 需要重新排序 Reordering Required 41 7 7 7 鉴权三元组 Authentication Triplet 41 7 7 8 MAP原因 MAP Cause 42 7 7 9 分组型临时移动用户识别 P TMSI 42 7 7 10 MS已验证 MS Validated 42 7 7 11 复原 Recovery 42 7 7 12 选择模式 Selection Mode 43 7 7 13 数据的隧道端标识I Tunnel Endpoint Identifier Data I 43 7 7 14 控制平面的隧道端标识 Tunnel Endpoint Identifier Control Plane 43 7 7 15 数据的隧道端标识II Tunnel Endpoint Identifier Data II 44 7 7 16 拆卸指示符 Teardown Ind 44 7 7 17 NSAPI 44 7 7 18 RANAP原因 RANAP Cause 45 7 7 19 RAB上下文 RAB Context 45 7 7 20 无线优先级SMS Radio Priority SMS 45 7 7 21 无线优先级 Radio Priority 45 7 7 22 分组流标识 Packet Flow Id 46 7 7 23 计费特征 Charging Characteristics 46 7 7 24 跟踪参考 Trace Reference 46 7 7 25 跟踪类型 Trace Type 46 7 7 25A MS不可及原因 MS Not Reachable Reason 47 7 7 25B 分组传送命令 Packet Transfer Command 47 7 7 26 计费标识 Charging ID 47 7 7 27 端用户地址 End User Address 48 7 7 28 移动性管理 MM 上下文 MM Context 49 7 7 29 PDP上下文 PDP Context 52 7 7 30 接入点名 Access Point Name 54 7 7 31 协议配置选项 Protocol Configuration Options 54 7 7 32 GSN地址 GSN Address 54 7 7 33 MS的国际PSTN ISDN号码 MSISDN 55 7 7 34 业务质量 QoS 描述 QoS Profile 55 7 7 35鉴权五元组 Authentication Quintuplet 55 7 7 36 数据流模块 Traffic Flow Template 56 7 7 37 目标标识 Target Identification 56 7 7 38 UTRAN透明容器 UTRAN Transparent Container 56 7 7 39 RAB建立信息 RAB Setup Information 57 7 7 40 扩展头类型列表 Extension Header Type List 57 7 7 41 触发标识符 Trigger Id 58 7 7 42 OMC标识符 OMC Identity 58 7 7 43 计费网关地址 Charging Gateway Address 58 7 7 44 专用扩展 Private Extension 58 8 控制平面 控制平面 GTP C 59 8 1 控制平面协议 59 8 2 GTP C 头的使用 59 9 GTP U 60 9 1 GTP U 协议实体 61 9 1 1序列号的处理 61 9 2 GTP U 业务接入点和原语 61 9 2 1 GTP U CONTROL SAP 61 9 2 2 GTP U UNIT DATA业务接入点和原语 63 9 3 协议栈 63 9 3 1 GTP U头的使用 64 9 4 SGSN 之间的隧道 64 9 5 源 RNC 和目标 RNC 之间经过 SGSN 的隧道 65 9 6 GGSN 之间的隧道 65 10 路径协议路径协议 65 10 1 UDP IP 65 10 1 1 UDP包头 65 10 1 2 IP包头 65 11 差错处理差错处理 66 11 1 协议错误 66 11 1 1 不同的GTP版本 66 11 1 2 GTP消息太短 66 11 1 3 未知的GTP控制平面消息 66 11 1 4 未预期的GTP控制平面消息 67 11 1 5 丢失必须出现的信息单元 67 11 1 6 无效的长度 67 11 1 7 无效的必选信息单元 67 11 1 8 无效的可选信息单元 67 11 1 9 未知的信息单元 67 11 1 10 失序的信息单元 68 11 1 11 未预期的信息单元 68 11 1 12 重复的信息单元 68 11 1 13 不正确的可选信息单元 68 11 2 路径失败 68 11 3 MS 分离 68 11 4 重新启动和复原 68 12 GP 接口上接口上 PLMN 之间的之间的 GTP 通信通信 69 13 GTP 使用的网络技术 使用的网络技术 IP 69 13 1 IP 版本 69 13 2 IP 分段 69 13 2 1 MO方向 69 13 2 2 MT方向 69 13 2 3 从原SGSN到新SGSN的隧道 70 14 GTP 参数参数 70 14 1 定时器 70 14 2 其它 70 1 范围 本规范定义了 GTP 协议的第二个版本 适用于 GPRS 网络的 Gn 和 Gp 接口 UMTS 系统的 Iu Gn 和 Gp 接口 注 GTP 协议的版本号在 GTP 消息头中标明 目前有两个版本 版本 0 是 GTP 的第一个版本 由 GSM 09 60 规定 版本 1 是第二个版本 在 3GPP TS 29 060 中描述 2 参考标准 本规范包括以下参考文献 通过在本规范中引用而构成为本规范的条文 所有标准都会被修订 使用本规范的各方应探讨使用下列标准最新版本 1 YD T AAA AAAA 900 1800MHz TDMA 数字蜂窝移动通信网移动应用部分 Phase 2 技术规范 2 GSM 03 03 7 2 0 版本 数字蜂窝通信系统 编号 寻址和识别 3 GSM 03 60 6 1 0 版本 数字蜂窝通信系统 通用分组无线业务 GPRS 业务描述 4 GSM 04 08 TS 24 008 3 1 0 版本 移动台无线接口层三规范 5 GSM 04 64 6 1 0 版本 数字蜂窝通信系统 移动台和服务 GPRS 支 持节点 MS SGSN 之间逻辑链路控制 LLC 层规范 6 GSM 12 15 7 2 1 版本 数字蜂窝通信系统 GPRS 计费 7 RFC1700 号码分配 8 ITU 建议 X 213 开放系统互连 网络业务定义 9 ITU 建议 X 121 公众数据网国际编号方案 3 名词术语和缩略语 3 1 名词术语 本规范定义了以下名词术语 Conditional 当信息单元的存在要求是条件的 接端协议层可以根据收到 的信息检查信息单元是否存在 G Protocol Data Unit PDU G PDU 是用户数据消息 它由 T PDU 加上 一个 GTP 头组成 GTP C Message GTP 控制面消息在 GSN 之间的一条路径上传输 控制面 消息在 GSN 之间传送 GSN 能力信息 以创建 更新和删除 GTP 隧道和路径管 理 GTP PDU GTP 协议数据单元是 GTP C 或者 GTP U 消息 GTP U Message GTP 用户消息在 GSN 之间或 GSN RNC 之间的一条路径 上传输 用户面消息承载用户数据分组 路径管理的信令消息和差错指示 GPRS Tunneling Protocol GTP tunnel 对于 GSN 中的每一个 PDP 上下 文和 或 RNC 中的每一个 RAB 会定义一条 GTP 用户面的 GTP 隧道 对于同一 PDP 地址和 APN 隧道管理消息 的所有 PDP 上下文或者对于每个 MS 非隧 道管理消息 定义 GTP 控制面的 GTP 隧道 GTP 隧道在每个节点由 TEID IP 地址和 UDP 端口号标识一起标识 GTP 隧道用于外部分组数据网和 MS 用户之 间的分组传送 Mobility Management MM Context 移动性管理上下文 在 MS 和 GSN 中 为 GPRS 用户保存的有关移动性管理的信息集合 参见 MM Context 信息单元 Network Service Access Point Identifier NSAPI 网络业务访问点标识符 值的范围是在 0 15 之间 用于识别一个特定 PDP 上下文 对从属于某个特 定移动性管理上下文 标识的 PDP 上下文进行识别 Path 路径 例如 UDP IP 路径 和 TCP IP 路径就是路径的例子 可用于 复用多路 GTP 隧道 Path Protocol 路径协议 路径协议用于 GSN 之间 GSN 和 RNC 之间的 GTP 承载业务 Packet Data Protocol PDP 分组数据协议 PDP 是网络协议 用于外部 分组数据网与 GPRS 网的接口协议 PDP Context 分组数据协议上下文 在 MS 和 GSN 中 为一个 PDP 地址 保存的信息集合 参见 PDP Context Information 信息单元 Quality of Service QoS 服务质量 如果路径媒质支持服务质量可以 在 GPRS 核心网和 Iu 接口上应用 GSN 之间或 GSN 和 RNC 之间可以定义不 同优先级的路径 Signalling Message 信令消息 G PDU 之外的 GTP PDU T PDU 来自 MS 或者外部分组数据网网络节点的原始分组 例如 IP 数据 包 T PDU 是 GTP 用户面隧道传输的有效载荷 Traffic Flow Template GGSN 使用 TFT 区分不同的用户负载分组 并在同 一 PDP 地址的不同 PDP 上下文采用不同 QoS 要求传输分组 Tunnel Endpoint IDentifier TEID TEID 明确标识收端 GTP 用户面或 GTP 控制面协议实体的隧道端点 TEID 值由 GTP 隧道的收端分配 发端必须 使用 TEID 值使用控制面 GTP 协议 在 Iu 接口由 RANAP 消息在隧道端点 之间交换 UDP IP Path UDP IP 路径是两端点间的无连接单向或双向路径 一个端 点由 IP 地址和 UDP 端口共同确定 UDP IP 路径在 GSN 节点间或者 GSN 和 RNC 节点之间的 GTP 隧道中承载 GTP 消息 3 2 缩略语 本文使用的缩略语参见 GSM 01 04 下面所列是额外的缩略语 BBBackbone Bearer骨干网承载体 BSBilling System计费系统 CDRCall Detail Record呼叫详细记录 话单 Charging ID计费标识 CGFCharging Gateway Functionality计费网关功能性 FFSFor Further Study尚在研究 GPRSGeneral Packet Radio Service通用分组无线业务 GSNGPRS Support NodesGPRS 支持节点 GTPGPRS Tunnelling Protocol GPRS 隧道协议 GTP CGTP ControlGTP 控制面 GTP UGTP UserGTP 用户面 IANAInternet Assigned Number Authority 因特网号码分配部门 ICMPInternet Control Message Protocol 因特网控制消息协议 IEInformation Elements 信息单元 IETFInternet Engineering Task Force因特网工程任务组 IPInternet Protocol因特网 互联网 协议 IPv4Internet Protocol Version 4 互联网协议第四版 IPv6Internet Protocol Version 6 互联网协议第六版 MSISDNMS International PSTN ISDN Number 移动台国际 PSTN ISDN 号码 MTUMaximum Transmission Unit 最大的传输单元 N PDUNetwork Protocol Data Unit 网络协议数据单元 PPPPoint to Point Protocol 点对点协议 PTProtocol Type 协议类型 QoSQuality of Service 服务质量 SNDCPSubnetwork Dependent Convergence Protocol 子网相关的收敛协议 TCPTransmission Control Protocol传输控制协议 UDPUser Datagram Protocol 用户数据报协议 4 综述 本规范定义了 GPRS 隧道协议 GTP 即用于 UMTS GPRS 骨干网上的 GPRS 支持节点 GSN 之间的协议 GTP 它包括 GTP 控制平面 GTP C 和 数据传输 GTP U 程序 同时列出基于 GTP 的计费协议 GTP 使用的消息和 信息单元 GTP 的描述参见 GSM 12 15 GTP 协议是为 Gn 和 Gp 接口而定义 Gn 接口即公众陆地移动网 PLMN 内部 GSN 节点间的接口 Gp 接口即公众陆地移动网 PLMN 间 GSN 节点间的 接口 SGSN 和 UTRAN UMTS 陆地无线接入网 之间的 Iu 接口只使用 GTP U 部分 而 RANAP 无线接入网络应用部分 协议对 GTP U 进行控制 GTP 用于 PLMN 内产生 CDR 的功能网元和 CG 计费网关 间的接口 CG 和 GTP 都是可选的 因为 CGF 计费网关功能单元 既可以置于独立的 CG 中 也可以置于产生 CDR 的网元 GSN 中 后者用在 GSN 和 CGF 间的 接口对网元 GSN 外不需要可见的情况 上述和 GTP 有关的接口见图 1 中的 灰框之间 Gi Gn Gc Gp Signalling and Data Transfer Interface Signalling Interface TE PDN Iu UTRAN TE MT Gr or Gc HLR Other PLMN SGSN GGSN SGSN GTP MAP protocol converting GSN Gn Iu TE MT UTRAN SGSN Gn BSS Gb TE MT Gn 图 1 GPRS 逻辑结构和接口 图中 BSS 基站子系统 CGF 计费网关功能单元 HLR 归属位置寄存器 MAP 移动应用部分 MSC 移动交换中心 MT 移动终端 PDN 公众数据网 TE 终端设备 VLR 拜访位置寄存器 GTP MAP protocol converting GSN GTP MAP 协议转换 GSN GTP 允许多种协议包在 UMTS GPRS 骨干网上的 GSN 节点之间 SGSN 和 UTRAN 之间传输 在控制平面上 GTP 规定了隧道控制和管理协议 GTP C 通过此协议 SGSN 可以使 MS 接入分组数据网 控制平面的信令用于建立 修改和删除隧 道 在传输平面上 GTP 利用隧道机制 GTP U 提供承载用户数据包的业务 GTP U 协议运行在 UMTS GPRS 骨干网中的 SGSN 和 GGSN 以及 UTRAN 中的 RNC 无线网络控制器 上 而 GTP C 协议只在 UMTS GPRS 骨干网中 的 SGSN 和 GGSN 上运行 其它系统无需了解 GTP 包括和 SGSN 通信的 UMTS GPRS MS SGSN 和 GGSN 可以是多对多的关系 一个 SGSN 可以向多个 GGSN 提供 业务 一个 GGSN 也可以连接多个 SGSN 向地理位置不同的大量移动台提供 传输数据 支持 GTP 协议版本 1 的 SGSN 和 GGSN 应能前向兼容 GTP 协议版本 0 所有的 GSN 应能支持早期的所有 GTP 版本 5 传输顺序和比特定义 本规范中的消息是按照网络字节顺序即从第一字节开始传输 当消息中有 重复的信息单元时 传输顺序取决于定义消息中信息单元的表格中的出现顺序 GTP 消息中字节的最高有效比特是第 8 比特 如果 GTP 消息中一个值长 几个字节而没有做任何说明 则最高有效比特是其中最小字节号的字节的第 8 比特 6 GTP 字头 6 1 基本 GTP 头 GTP 头用于 GTP C 和 GTP U 协议 其长度可变 最小为 8 字节 PN S 和 E 标识符分别表示是否带有三个附加的可选字段 PN 标识指示是否带有 N PDU 号字段 S 标识指明是否带有序列号字段 E 标识指明是否带有扩展字段 以便将来不用其它版本就可以扩展本规范中定义的 GTP 头 如果三个标识中的 任一个标识置 1 GTP 头的长度最小为 12 字节 收端应接收和标识对应的字段 对于没用到的字段 发端置其所有比特为 0 收端不考虑没用到的字段 GTP C 和 GTP U 对 GTP 头中某些字段有不同的使用 具体说明参见 GTP C 和 GTP U 的相关章节 必选字段 必选字段 版本字段 该字段用于指示 GTP 协议的版本 本版本号设为 1 其它 版本的处理见 11 1 1 节 不同的 GTP 版本 协议类型 PT 该比特用于区别 GTP PT 设为 1 和 GTP 协议 PT 设为 0 本规范说明 GTP 协议 GTP 协议在 GSM12 15 中规 定 需要注意的是 GTP 对头中字段的用法可能不同 扩展头标识 E 该标识指明是否带有扩展字段 标识为 1 说明带有 扩展字段 标识为 0 说明没有扩展字段 即使有也不去解释 序列号标识 S 该标识指明是否带有序列号字段 标识置 1 说明带 有序列号字段 标识置 0 说明没有序列号字段 即使有也不去解释 在 GTP C 消息中该标识置 1 N PDU 号标识 PN 该标识指示带有 N PDU 号字段 标识置 1 说 明带有 N PDU 号字段 标识置 0 说明没有序列号字段 即使有也不去 解释 该标识只在 GTP U 中使用 在 GTP C 中不用或被 GTP C 实体 忽略 消息类型 该字段指明 GTP 消息的类型 GTP C 和 GTP U 中有效的 消息类型在 7 1 节中定义 长度 该字段指明有效载荷的字节数 即 GTP 包除了包头必选字段 即 GTP 包的前 8 个字节 以外的字节数 序列号 N PDU 号和其它 扩展头也被计入其中 隧道端点标识 TEID 该字段明确标识所用的接收 GTP U 或 GTP C 协议实体中隧道的端点 一条 GTP 隧道的收端本地分配 TEID 值 发端必须使用这个值 TEID 值用 GTP C 消息 在 Iu 接口上用 RANAP 在隧道两端之间传递 可选字段 可选字段 序列号 该字段在 GTP U 的 T PDU 中是可选字段 它用作信令消息 的传输标识 这些信令中带有对请求消息的响应 也在 GTP U 隧道上 为了保证传输顺序用作传输 T PDU 的递增序列号 N PDU 号 该字段用于 SGSN 间漫游更新和系统间的切换 例如 2G 和 3G 无线接入网间的切换 时 协调 MS 和 SGSN 间确认模式数据的 传输 根据情况该字段有其它含义 例如 对于 GSM GPRS 到 GSM GPRS 网络 该字段填入 SNDCP N PDU 号 下一个扩展头类型 该字段定义了 G PDU 中该字段后下一个扩展头的 类型 比特比特 字节字节 87654321 1版本字段协议类型空闲ESPN 2消息类型 3长度 第一字节 4长度 第二字节 5隧道端点标识 第一字节 6隧道端点标识 第二字节 7隧道端点标识 第三字节 8隧道端点标识 第四字节 9序列号 第一字节 10序列号 第二字节 11N PDU 号 12下一个扩展头类型 表 1 GTP 头的格式 6 2 GTP 扩展头 GTP 扩展头的格式见表 2 扩展头长度字段描述了此扩展头的长度 以 4 字节为单位 下一个扩展头类型字段描述了下一个扩展头的类型 如果后面 没有其它头 则下一个扩展头类型字段为 0 字节字节 1扩展头长度字段 2 m扩展头内容字段 m 1下一个扩展头类型字段 表 2 GTP 扩展头的格式 扩展头的长度是 4 字节的整倍数 即 m 1 为 n 倍的 4 字节 n 为正整数 扩展头类型字段的第 7 和第 8 比特定义了收端如何处理不认识的扩展类型 当收到标识为 不需理解 的不认识的扩展类型的扩展头时 仍需读取 下一 个扩展头类型 字段 在 G PDU 中用扩展头长度字段标识它的位置 当收到标识为 需要理解 的不认识的扩展类型的扩展头时 收端应做到 如果带有不认识的扩展头的消息是一个请求 则返回一个响应消息 原因值置为 不认识的必选扩展头 发一个支持的扩展头通知消息到 GTP PDU 的发送端 记录下错误 下一个扩展头类型字段的第 7 和第 8 比特的含义如下 比特比特 8 8 7 7 含含 义义 0 0 不需要理解该扩展头 中间节点将它传送给收端 0 1 不需要理解该扩展头 中间节点应丢弃该扩展头内容字段 并不将它传送给 收端 其它扩展头字段的处理与该扩展头无关 1 0 收端需要理解该扩展头 但中间节点不需要 中间节点传送整个字段给收端 1 1 收端和中间节点都需要理解该扩展头 表 3 下一个扩展头类型字段的第 7 和第 8 比特的含义 收端是 GTP PDU 的最终接收者 例如 GTP U 平面的 RNC 和 GGSN 中间节 点是 GTP 的控制节点但不是最终的端点 例如 GTP U 平面上 RNC 和 GGSN 间的数 据经过的 SGSN 下一个扩展头字段值下一个扩展头字段值扩展头类型扩展头类型 0000 0000 后面没有扩展头 1100 0000 PDCP PDU 的序号 图 5 扩展头类型的定义 6 2 1 PDCP PDU 的序号 PDCP PDU 的序号 PDCP PDU Number 该扩展头在 SRNS 重定位程序中用 于提供没有得到确认的 N PDU 的 PDCP 序列号 该扩展头长度为 4 个字节 因此 长度字段值是 1 十进制 比特比特 字节字节 87654321 1长度 1 十进制 2PDCP PDU 序号 3PDCP PDU 序号 4下一个扩展头类型 图 6 PDCP PDU 序号扩展头 注 如果后面没有其它扩展头 带 的字段值为 0 7 GTP 消息和消息格式 7 1 消息格式 GTP 定义了一套相连的 GSN 之间或 SGSN 和 RNC 之间的消息 见下表 右边 三列说明 GTP C GTP U 或 GTP 各部分对消息的使用 消息类型值消息类型值 十进制 十进制 消消 息息参参 考考GTP C GTP UGTP 0保留 不发送 如果收到 按未知消息处理 1Echo Request7 2 1XXX 2Echo Response7 2 2XXX 3Version Not Supported7 2 3XX 4Node Alive RequestGSM 12 15X 5Node Alive ResponseGSM 12 15X 6Redirection RequestGSM 12 15X 7Redirection ResponseGSM 12 15X 8 15保留 不发送 如果收到 按未知消息处理 16Create PDP Context Request7 3 1X 17Create PDP Context Response7 3 2X 18Update PDP Context Request7 3 3X 19Update PDP Context Response7 3 4X 20Delete PDP Context Request7 3 5X 21Delete PDP Context Response7 3 6X 22 25保留 不发送 如果收到 按未知消息处理 26Error Indication7 3 7X 27PDU Notification Request7 3 8X 28PDU Notification Response7 3 9X 29PDU Notification Reject Request7 3 10X 30PDU Notification Reject Response7 3 11X 31Supported Extension Headers Notification7 2 4XX 32Send Routeing Information for GPRS Request7 4 1X 33Send Routeing Information for GPRS Response7 4 2X 34Failure Report Request7 4 3X 35Failure Report Response7 4 4X 36Note MS GPRS Present Request7 4 5X 37Note MS GPRS Present Response7 4 6X 38 47保留 不发送 如果收到 按未知消息处理 48Identification Request7 5 1X 49Identification Response7 5 2X 50SGSN Context Request7 5 3X 51SGSN Context Response7 5 4X 52SGSN Context Acknowledge7 5 5X 53Forward Relocation Request7 5 6X 54Forward Relocation Response7 5 7X 55Forward Relocation Complete7 5 8X 56Relocation Cancel Request7 5 9X 57Relocation Cancel Response7 5 10X 58Forward SRNS Context7 5 11X 59Forward Relocation Complete Acknowledge7 5 12X 60Forward SRNS Context Acknowledge7 5 13X 61 239保留 不发送 如果收到 按未知消息处理 240Data Record Transfer RequestGSM 12 15X 241Data Record Transfer ResponseGSM 12 15X 242 254保留 不发送 如果收到 按未知消息处理 255T PDU9 3 1X 表 1 GTP 中的消息 7 2 路径管理消息 路径管理消息可以在一对任何类型的 GSN 之间或 GSN 和 RNC 之间传送 7 2 1 回应请求 Echo Request 一条路径上的一个节点 GSN 或 RNC 发送该消息给另一个节点 以检 测对端节点是否存活 见章节 路径失败 回应请求消息可以在任一正在 使用的路径上发送 所谓路径正在使用是指通过该路径到另一个 GSN 至少有一 个 PDP 上下文 回应请求消息的发送时间和频度与具体实现有关 但每条路径 发送回应请求消息的时间间隔不应小于 60 秒 GSN 和 RNC 应准备在任何时刻接收回应请求 并用回应响应 Echo Response 应答 但 GSN 和 RNC 发送回应请求是可选的 回应请求消息包含的信息单元见表 2 并参考 7 7 节对应的信息单元说明 可选的专用扩展信息单元包括厂家或运营者的特定消息 表 2 回应请求信息单元 信息单元要求参考 专用扩展 Private Extension 可选7 7 44 7 2 2 回应响应 Echo Response 该信令是回应请求消息的响应 回应响应消息包含的信息单元见表 3 并参 考 7 7 节对应的信息单元的内容 复原 Recovery 信息单元包括发送回应响应消息的 GSN 的本地重启计数 器值 见章节 重新启动和复原 GTP U 不使用重启计数器值 发端置重 启计数器值为 0 收端应忽略该值 收到对端 GSN 应答的回应响应的 GSN 把收到的重启计数器值与以前存储 的对端 GSN 的重启计数器值进行比较 如果以前没有存储对端 GSN 的重启计 数器值 则应保存这个重启计数器值 如果以前存储的这个 GSN 的重新启动计数器值与 GSN 的回应响应中收到 的重新启动计数器值不同 则接收回送响应的 GSN 认为发送回应响应的这个 GSN 重新启动过 接收实体保存新收到的重启计数器值 并替换原来存储的该 GSN 的重启计数器值 如果发送回应响应的 GSN 是 GGSN 而接收回应响应的 GSN 是 SGSN SGSN 认为使用该 GGSN 的所有 PDP 上下文都是去激活的 SGSN 的 其它操作参见 3G TS 23 007 如果发送回应响应的 GSN 是 SGSN 而接收回应响应的 GSN 是 GGSN GGSN 认为使用该 SGSN 的所有 PDP 上下文都是去激活的 GGSN 的 其它操作参见 3G TS 23 007 可选的专用扩展信息单元包括厂家或运营者的特定消息 表 3 回应响应信息单元 信息单元要求参考 复原 Recovery 必选7 7 11 专用扩展 Private Extension 可选7 7 44 7 2 3 版本不支持 Version Not Support 该消息只包括 GTP 包头 包头中的版本字段指明 UDP IP 地址上的相应的 GTP 实体所能支持的最新 GTP 版本 GTP 实体由 UDP IP 地址标识 7 2 4 支持扩展包头通知 Supported Extension Headers Notification 该消息指明由 IP 地址标识的 GTP 实体所支持的扩展包头 只用在 GTP 实体 需要理解某一必选的扩展包头但该 GSN 或 RNC 还未升级到可支持该扩展包头的 情况 GSN 或 RNC 中的 GTP 实体通过发送该消息声明它对某些扩展包头的不支 持 通过对可支持的扩展包头列表推导得出 该 GSN 可以尽量使用对端节点 的所有扩展包头 并尝试修改已升级的扩展包头 设备厂商应避免当设备已标 明不支持时 该 GTP 重复尝试使用不认识的扩展包 表 4 支持扩展包头通知信息单元 信息单元要求参考 支持的扩展包头列表 Extension Header Type List 必选7 7 40 7 3 隧道管理消息 7 3 1 建立 PDP 上下文请求 Create PDP Context Request 建立 PDP 上下文请求作为 GPRS PDP 上下文激活程序的一部分 由 SGSN 节点发送到 GGSN 节点 消息发送后 SGSN 把 PDP 上下文标记为 等待响应 此时 SGSN 将接收来自 GGSN 的 G PDU 但不发送这些 G PDU 到 MS 一 个有效的请求将在 SGSN 的 PDP 上下文和 GGSN 的 PDP 上下文之间创建一条 隧道 如果创建没有成功 SGSN 重新向 IP 地址表中的下一个 GGSN 地址 如 果存在 发送建立 PDP 上下文请求 直到列表用完激活程序失败 建立 PDP 上下文请求消息包含的信息单元见表 5 并参考 7 7 节对应的信息 单元的内容 数据的隧道端标识 I Tunnel Endpoint Identifier Data I 字段由 SGSN 选取 用作 G PDU 包的下行隧道端标识 而后 GGSN 在下行链路上传送对应该 PDP 上下文的 G PDU 包时 GTP 包头中应包含该隧道端标识 控制平面的隧道端标识 Tunnel Endpoint Identifier Control Plane 字段由 SGSN 选取 用作控制平面消息的下行隧道端标识 而后 GGSN 在下行链路上 传送对应该 PDP 上下文的控制平面消息时 GTP 字头中应包含该隧道端标识 如果 SGSN 已经确定用于控制平面的隧道端标识成功分配给对端 GGSN 该字 段可以不再出现 当 SGSN 收到任一 GGSN 控制平面消息的 GTP 头中包含了 它分配给该 GGSN 的用于控制平面的隧道端标识 SGSN 可以确定用于控制平 面的隧道端标识成功分配给对端 GGSN 当需要安全地访问远端服务器的应用时 MS 的 MSISDN MS 的国际 PSTN ISDN 号码 标识在建立 PDP 上下文请求中传给 GGSN 使用 GGSN 应 该能够将此用户标识 即 MSISDN 提供给远端应用服务器 应用服务器对它 进行成功 GPRS 鉴权后 该用户对服务器就具有用户信任级的访问权限 而无 需在应用级重新鉴权 如果 MS 请求一个动态的 PDP 地址 动态 PDP 地址也容许分配 则端用 户地址 End User Address 信息单元中的 PDP 地址字段将是空的 如果 MS 请 求一个静态的 PDP 地址 则端用户地址信息单元中的 PDP 地址字段包含该静 态的 PDP 地址 当端用户地址信息单元中携带的 PDP 地址和可选的协议配置 选项 Protocol Configuration Option 信息单元中的 PDP 地址矛盾 端用户地址 信息单元中携带的 PDP 地址具有较高的优先级 QoS 描述 Ouality of Service Profile 信息单元指示的是 MS 和 SGSN 之间在 PDP 上下文激活时所需协商的 QoS 值 SGSN 有一个用于控制平面的 SGSN 地址和一个用于用户数据的 SGSN 地 址 这些地址和下层网络业务提供的地址 例如 IP 地址 不同 GGSN 将保存 这些 SGSN 地址 当在 GTP 隧道上发送控制平面消息时 GGSN 使用控制平面 的 SGSN 地址 当通过 SGSN 向 MS 发送 G PDU 时 GGSN 使用用于用户数据 的 SGSN 地址 如果 SGSN 是第一次与 GGSN 建立连接 或者刚经历重启动 新的重启计 数器值还未反馈给 GGSN 那么 SGSN 应该在建立 PDP 上下文请求消息中包含 复原 Recovery 信息单元 收到此复原信息单元的 GGSN 认为该建立 PDP 上 下文请求消息是有效的 PDP 上下文激活请求 并按收到回应响应消息一样处理 SGSN 应在消息中包含由 MS 提供的接入点名 APN 签约的 APN 或由 SGSN 选取的 APN GGSN 利用 APN 接入到不同的外部网 选择模式 Selection Mode 信息单元应指明消息中 APN 的来源 在二次 PDP 上下文激活程序 Secondary PDP Context Activation Procedure 中创建上下文时 SGSN 将在建立 PDP 上下文请求中包括链接的 NSAPI Linked NSAPI 链接的 NSAPI 是指该 PDP 地址和 APN 上已经分配 给任一激活的 PDP 上下文的 NSAPI 如果该 PDP 地址和 APN 上的所有激活的 PDP 上下文都有相应的数据流模 块 TFT 二次 PDP 上下文激活程序中 SGSN 可以不用为新激活的 PDP 上下 文提供 TFT 否则 SGSN 需要提供一个 TFT TFT 用于在 GGSN 中过滤包 二次 PDP 上下文激活程序中的建立 PDP 上下文消息不需要选择模式 IMSI MSISDN 端用户地址 APN 和协议配置选项消息单元 可选的协议配置选项信息单元只用于 PDP 类型为终端用户协议 IP 如果 MS 发出的激活 PDP 上下文请求消息中包括协议配置选项 SGSN 在建立 PDP