LTE的GTP-U

孤者浪人 提交于 2020-03-12 09:54:59

1. GTP是什么

GTP:GPRS Tunnel Protocol,GPRS隧道传输协议。
GTP是一组基于IP的高层协议,位于TCP/IP,UDP/IP协议之上。
GTP-U是其中一种GTP。
 
2. GTP-U

GTP-U用来传输S1和X2用户面数据。
GTP-U既可以基于IPv4/UDP,也可以基于IPv6/UDP。
隧道端点之间的数据通过IP地址和UDP端口号进行路由。
 
3. TEID

Tunnel endpoint ID,隧道端点标识符。
由接收端生成,供发送端使用,通过s1/x2信令交换。

s1接口:数据上传TEID由S-GW分配,数据下传TEID由eNodeB分配。SAE建立和响应,初始上下文建立和响应。
X2接口:由目标eNodeB分配。

 

LTE中S1-GTP-U的分配和作用

LTE的架构和接口如下:

 

在这里eNodeb通过S1-u口与SGW建立起数据的连接。​采用的协议是GTP-U协议,其连接要素为eNodeb的和SGW的。​

这一对连接要素是MME在SGW上为UE创建Session时创建的。创建的时机有Attach,或者换SGW切换。

从下面的Attach流程来看:​

Attach的部分流程

从上面第12步到16步,可以看到MME在与SGW交互,为UE创建Session分配ip和teid。​

下面用一次实际环境抓包的消息内容,来举例teid的分配:

1 Create Session Request

关键内容如下

Tunnel Endpoint Identifier: 0

Sequence Number: 1912579

UE信息:

IMSI(International Mobile Subscriber Identity number): 。。。

MEI(Mobile Equipment Identity): 。。。

gtp-c的信息:

S11 MME GTP-C interface, TEID/GRE Key: 0x8e2024cc, IPv4 203.210.11.130

S5/S8 PGW GTP-C interface, TEID/GRE Key: 0x0fc80095, IPv4 203.210.11.217

下面是gtp-u的信息(以默认承载id 5为例):

EPS Bearer ID (EBI) : 5

S5/S8 PGW GTP-U interface, TEID/GRE Key: 0x0fe800ba, IPv4 203.210.11.217

2 Create Session Response

 

关键内容如下

Tunnel Endpoint Identifier: 2384471244

Sequence Number: 1912579

S11/S4 SGW GTP-C interface, TEID/GRE Key: 0x55c008ef, IPv4 203.210.11.197

EPS Bearer ID (EBI) : 5

S1-U SGW GTP-U interface, TEID/GRE Key: 0x55c40f2c, IPv4 203.210.11.189

下面是Attach之后,UE发起的服务请求中的信令:

3 InitiatingMessage(Nas: SERVICE REQUEST) 

ENB-UE-S1AP-ID: 16965

S-TMSI: mMEC-02,m-TMSI: f06be03a

4 Initial context setup request

MME-UE-S1AP-ID: 1291875617

ENB-UE-S1AP-ID: 16965 (从S1 service request消息中获取)

对于E-RABToBeSetupItemCtxtSUReq- e-RAB-ID:5,其下行S1-gtp-u的teid/ip(从session response中获得):

gTP-TEID: 0x55c40f2c, IPv4: 203.210.11.189

在这步中,UE-S1AP-ID对已经配齐,后面UE在这个eNodeb的S1口消息都可以通过这对ID来区分。

5 Initial context setup response

MME-UE-S1AP-ID: 1291875617

ENB-UE-S1AP-ID: 16965

对于RABSetupItemCtxtSURes- e-RAB-ID: 5,其上行S1-gtp-u的teid/ip

gTP-TEID: 42450c05,(IPv4): 10.71.78.152

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