课件：S域接口协议栈 (2).ppt

PS域接口协议栈,SGSN9810支持的协议标准接口,GGSN 接口,DHCP,GGSN,SGSN,CG,OCS,PDN,Server,DNS,Gn,Gy,BM-SC,Gmb,Ga,Gi,目 录,Gb接口 Iu接口 Gr接口 Gn接口,Gb 接口概述,Gb接口是SGSN与GSM BSS系统之间的接口，它使用统计复用的分组方式在SGSN和GSM BSS/MS之间传送GPRS数据和信令。 Gb接口允许多个用户复用一个公共的物理资源。GPRS信令和用户数据也是使用相同的物理资源发送，而且，每个用户的接入速率可以从0到最大可能的带宽（例如，一条E1的可用比特率）。,Gb接口协议栈控制面,在控制平面中，LLC、BSSGP、NS为GMM/SM提供透明的非确认的信令传送通道。,MS,BSS,SGSN,BSSGP,GMM/SM,LLC,RLC,MAC,GSM RF,GMM/SM,LLC,BSSGP,L1bis,Um,Gb,Network,Service,RLC,MAC,GSM RF,L1bis,Network,Service,relay,Gb接口协议栈用户面,在用户平面中，SNDCP，LLC，BSSGP，NS互相配合，将GTP-U发送来的N-PDU传送到BSS/MS或将BSS/MS来的数据送到GTP-U。,缩略语,SNDCP: Subnetwork Dependent Convergence Protocol LLC: Logical Link Control BSSGP: BSS GRPS Protocol NS: Network Service GMM: GPRS Mobility Management SM: Session Management,NS层位置,NS层功能,NS（Network Service，网络业务）协议负责SGSN与BSS间NS SDU的传输，它提供给上层NS用户（BSSGP）的服务有： NS SDU的传输，是无连接的数据传输； 网络拥塞指示和NSVC间的负荷分担功能； NS状态指示，比如可用传输容量的变化。,NS层的构成,NS实体由两部分组成： 网络业务控制：Network Service Control 子网服务：Sub-Network Service,子网服务层,子网服务层采用的子网服务协议（ Sub-Network Service Protocol）包括： IP（在3GPP R5以后版本支持） 帧中继，Frame Relay（常见的方式） Gb接口帧中继组网方式包括： 点到点帧中继方式 帧中继网络方式,子网服务层：帧中继协议功能,FR子层使用统计复用方式传送上层数据和信令 。 GPRS Gb接口FR子层只实现FR协议的部分功能 ： FR子层从NS控制子层接收数据包，将数据包组成帧中继帧然后经物理接口传送 FR子层从物理接口接收帧中继帧，对其分析然后传送到NS控制子层； 协议处理部分的用户侧周期地向网络侧进行PVC状态检查和链路一致性检查； 进行帧中继子层的操作维护； 在接收发送数据时进行各种信息的统计和拥塞状态的统计。,网络业务控制层,网络业务控制层的功能： NS控制子层利用FR提供的PVC在BSS和SGSN之间为上层提供非确认方式的数据发送和接收； NS控制子层利用FR提供的拥塞报告机制为上层提供链路的拥塞指示，链路的拥塞恢复将由FR层完成； NS控制子层为上层提供状态指示，如链路传送能力的改变； 在有效的PVC上提供负荷分担。,NS层的基本概念,BC：BC是由一条E1上的一组时隙构成的。BSS和SGSN两侧的BC时隙分配必须一致。 DLCI：FR帧中继层的PVC标识。PVC基于BC进行数据传送，一个BC可以承载多个PVC。 NSVC：NS层虚通道，与FR层的PVC一一对应。用NSVCI来唯一标识，在SGSN中唯一。 LSP ：由NS层的用户层（BSSGP）分配给每个用户，NS层根据此参数进行数据传送的负荷分担（选择不同的NSVC）。此参数本端有效。 NSE：NSE是NS层的管理实体，一个NSE可以管理多条NSVC。但是一条NSVC只能属于一个NSE。可以规划一个BSC为一个NSE，或者一个BSC分为多个NSE，或者多个BSC属于同一个NSE。,Gb接口示意图,BC1(TS1TS3),BC2(TS1TS3),E1 线 TS0TS31,SGSN,E1线 TS0TS31,BSS,NSVCI=10 DLCI=259,NSVCI=20 DLCI=16,NSVCI=20 DLCI=16,NSVCI=10 DLCI=259,NSVC 集 NSEI=1,NSVC集 NSEI=1,TS2,TS1,TS2,TS1,NS层的基本概念,NSE1,NSVC1,NSVC2,NSVC3,DLCI1,DLCI2,DLCI1,BC1,BC2,E1,1:N,1:1,N:1,N:1,BCID在一个E1端口内唯一。无需两端保持一致。,NSVCI在SGSN内唯一（不同的BSC采用不同的NSVCI）。BSS和SGSN两端的NSVCI必须保持一致。,NSEI在SGSN内唯一（不同的BSC采用不同的NSEI）。BSS和SGSN两端的NSEI必须保持一致。,DLCI在同一个BC内唯一。 BSS和SGSN两端的DLCI必须保持一致。,NSVC4,DLCI1,BC1,E1,Network Service Control,Frame Relay,NS层的负荷分担机制,E1(1),E1(2),BC(1),BC(2),BC(1),NSVC(1),NSVC(2),NSVC(3),NSVC(4),NSVC(5),NSE(1),User1: LSP1,User2: LSP2,User3: LSP3,User4: LSP4,User6: LSP6,User5: LSP5,BSSGP层位置,L1,NS,BSSGP,RELAY,RLC,MAC,BSS,SGSN,Gb,BSSGP层的主要功能,BSSGP协议层的主要功能有： 在下行方向，SGSN侧的BSSGP向BSS侧提供RLC/MAC所需的无线相关信息； 在上行方向，BSS侧的BSSGP向网络侧传送由RLC/MAC提供的无线相关信息； 为SGSN与BSS间提供节点的管理控制功能； 提供上下行数据的传送功能； 提供信令消息的传送功能； 在下行方向，为上层数据提供流量控制功能； 提供BVC状态的管理功能； 提供MS状态的管理功能,BSSGP层的主要参数,BVCI BVC是BSSGP实体间的通信通道，在BSSGP对等层间有PTP BVC、SIG PVC和PTM BVC PTP BVC主要完成用户数据的传送 SIG BVC完成信令消息的传送，例如PAGING消息。每个NSE对应分配一个SIG BVC 由PCU为每个小区分配创建一个BVC功能实体，并分配一个BVCI；通过流程将BVCI传递到SGSN，由此SGSN可以创建小区列表,PTP BVC和SIG BVC的区别,LLC层位置,LLC层的主要功能,提供MS和SGSN之间点到点的确认方式(ABM, Asynchronous Balanced Mode)数据传送链路； 提供MS和SGSN之间点到点的非确认方式(ADM , Asynchronous Disconnected Mode)数据传送链路； LLC PDU组帧、解帧和CRC校验功能； 通过加密提供用户数据的保密传送； 逻辑链路控制功能； 错误恢复和报告； 等。,SNDCP层位置,SNDCP基本功能,不同协议的复用 用户数据的压缩和解压缩 协议控制信息（如TCP/IP头） 的压缩和解压缩 分段和重组。,非确认方式数据传送流程,确认方式数据传送流程,Gb接口故障排查,Gb接口状态检查 Gb接口流程分析 常见故障,Gb接口状态检查,E1端口状态检查 DSP UEPIUTPILNK PVC状态检查 DSP FRPVC 小区信息 LST CELL,BC状态检查 DSP BC NSVC状态检查 DSP NSVC,Gb接口故障排查,Gb接口状态检查 Gb接口流程分析 常见故障,Gb接口常见故障-小区丢失,2.5G网络中，小区由PCU自动上报，如发生小区丢失，可通过以下方法查看小区是否上报 SGSN的LMT做GB接口跟踪，然后执行：RST PTPBVC 填入小区标识。 如果PCU上报会在如下PCU上报的BVC_RESET_ACK消息中看到CELL IDENTIFIER，一个小区一条上报消息。 消息中没有上报的小区，则可以断定PCU未上报。,Gb接口常见故障-小区丢失,Gb接口常见故障-用户无法附着,用户无法附着有多种原因，通常是Gr接口原因居多，但如果只是某个PCU下的用户不能附着，则可判断为Gb接口问题，可能原因有： UGBI单板故障 NSVC链路故障 数据配置问题 接入侧问题,Gb接口常见故障-用户无法附着,解决步骤： 查看是否有Gb接口相关单板的告警 查看操作日志，确认是否有人为修改 进行用户跟踪，查看相应信令流程是否正常 进行Gb接口跟踪，尝试相应的操作，查看相应信令流程是否正常,总 结,Gb接口协议栈分为NS，BSSGP，LLC，SNDCP等协议层。 Gb接口的信令和数据都采用相同的底层物理承载资源。 Gb接口的所有用户共享相同的底层物理承载资源。,目 录,Gb接口 Iu接口 Gr接口 Gn接口,内容介绍,第1章 Iu接口概述 第2章 Iu接口配置流程和测试维护命令 第3章 RANAP流程,Iu 接口,Iu 接口是SGSN 和 RNC之间的接口，在UMTS 网络中是一个必选接口。 Iu 接口协议栈分为用户平面和控制平面 Iu 接口可以基于ATM传输，也可以基于IP传输,PS 控制面协议栈,无线资源管理流程,RRC连接建立 NAS信令建立 RAB建立,RRC连接建立在专用信道上,信令流程说明,(1) UE在上行CCCH上发送一个RRC Connection Request消息请求建立一 条RRC连接 (2) SRNC根据RRC连接请求的原因以及系统资源状态决定UE建立在专用 信道上并分配RNTI和L1 L2资源 (3) SRNC向Node B发送Radio Link Setup Request消息请求Node B分配 RRC连接所需的特定无线链路资源 (4) Node B资源准备成功后向SRNC应答Radio Link Setup Response消息,(5) SRNC使用ALCAP协议发起Iub接口用户面传输承载的建立并完成RNC于Node B之间的同步过程 (6) SRNC在下行CCCH向UE发送RRC Connection Setup消息 (7) UE 在上行DCCH向SRNC发送RRC Connection Setup Complete消息至此RRC连接建立过程结束,RRC连接建立在公共信道上,无线资源管理流程,RRC连接建立 NAS信令建立 RAB建立,信令建立流程是在UE与UTRAN之间的RRC连接建立成功后，UE通过RNC建立与CN的信令连接，也叫NAS信令建立流程，用于UE与CN的信令交互，NAS信息如鉴权业务请求连接建立等 UE与CN的交互的信令对于RNC而言都是直传消息，RNC在收到第一条直传消息时即初始直传消息Initial Direct Transfer ，将建立与CN之间的信令连接，该连接建立SCCP之上。,NAS信令建立流程,具体流程如下,(1) RRC连接建立后UE通过RRC连接向RNC发送初始直传消息Initial Direct Transfer ，消息中携带UE发送到CN的NAS信息内容 (2) RNC接收到UE的初始直传消息，通过Iu接口向CN发送SCCP连接请求消息CR ，消息数据为RNC向CN发送的初始UE消息Initial UE Message ，该消息带有UE发送到CN的消息内容 (3) 如果CN准备接受连接请求则向RNC回SCCP连接证实消息CC ，SCCP连接建立成功，RNC接收到该消息确认信令连接建立成功 (4) 如果CN不能接受连接请求，则向RNC回SCCP连接拒绝消息CJ，SCCP连接建立失败，RNC接收到该消息确认信令连接建立失败，则发起RRC释放过程,无线资源管理流程,RRC连接建立 NAS令建立 RAB建立,RAB建立流程,RAB是指用户平面的承载，用于UE和CN之间传送语音、数据及多媒体业务。UE首先要完成RRC连接建立然后才能建立RAB,RAB建立是由CN发起UTRAN执行的，功能基本流程为： 首先由CN向UTRAN发送RAB指配请求消息，请求UTRAN建立RAB UTRAN中的SRNC发起建立Iu接口与Iub接口（Iur接口）的数据传输承载 SRNC向UE发起RB建立请求 UE完成RB建立，向SRNC回应RB建立完成消息 SRNC向CN应答RAB指配响应消息结束RAB建立流程,Page 52,PS 用户面协议栈,Iu 接口协议栈,内容介绍,第1章 Iu接口概述 第2章 Iu接口配置流程和测试维护命令 第3章 RANAP流程,Iu接口控制面（M3UA）配置流程,配置M3UA层数据。 增加EPU板的IP地址。 命令：ADD BRDIP 增加M3UA目的实体。 命令：ADD M3DE 增加M3UA信令链路集。 命令：ADD M3LKS 增加M3UA信令路由。 命令：ADD M3RT 增加M3UA信令链路。 命令：ADD M3LNK 配置到目的实体的IP路由。 命令：ADD IPRT,配置SCCP层数据。 配置SCCP目的信令点。 命令：ADD SCCPDPC 配置SCCP子系统。 命令：ADD SCCPSSN 配置RNC信息。 增加RNC信息。 命令：ADD RNC 配置3G寻呼表。 命令：ADD IUPAGING,用户面采用IP承载时，配置步骤如下：,配置GTPU IP地址. 命令：ADD BINDGTPUIP 配置到RNC用户面的路由。 命令：ADD IPRT,Iu over IP 接口状态检查,控制面状态检查 DSP M3DE：查询M3UA目的实体状态，是否可达 = 是， 是否拥塞 = 否 DSP M3RT:查询M3UA信令路由状态;路由状态 = 可用 DSP M3LNK:查询M3UA信令链路状态; 链路状态 = 激活；是否锁定 = 否； 手工去活 = 否 ；手工释放 = 否； 链路拥塞 = 否 DSP SCCPDPC:查询SCCP目的信令点状态。 信令点状态 = 允许；SCCP状态 = 允许 ；拥塞状态 = 非拥塞 DSP SCCPSSN:查询SCCP子系统状态。子系统状态 = 允许; 用户面状态检查 PING TST GTPURNCGSN:此命令使用GTP Echo消息测试本局与RNC或GSN间的GTP-U通讯是否正常，如果目标IP指定的GTP路径已经创建，则使用路径的版本发送探测消息；如果路径不存在，则先发送GTP v1版本探测消息，如果没有应答降为GTP v0版本继续尝试，如果仍然没有应答则测试失败。 GTP版本 = GTP V1,内容介绍,第1章 Iu接口概述 第2章 Iu接口配置流程和测试维护命令 第3章 RANAP流程,RANAP协议的主要功能,RANAP协议（Radio Access Network Application Protocol） 负责封装及承载高层信令 处理SGSN和UTRAN之间的信令 管理Iu接口上的GTP连接。,RANAP流程- Iu信令连接管理,在UTRAN和CN间，Iu信令连接功能为无线网络信令提供可靠的传输。,Iu信令连接建立 当RNC收到UE的NAS消息，判断这个MS还没有建立Iu信令连接，则将此消息用initial UE message进行封装。在消息中为这个用户分配了一个Iu signalling connection identifier。SGSN收到此消息，根据Iu信令连接ID来标识在Iu接口上特定用户的Iu信令连接。后续的消息都在这个连接上发送。,RANAP流程,Iu信令连接释放,RANAP流程- Direct Transfer,通过Iu接口在UE和CN间透明的NAS消息。,RANAP流程- RAB Assignment,RANAP流程- RAB release request,该过程的目的是让UTRAN能够请求释放一个或多个无线接入承载。,RANAP流程- COMMON ID,该流程的目的是通知RNC用户的永久NAS UE身份。 每次在Iu信令连接建立后要发COMMNAND ID。例如Iu释放后，手机激活，发service request后，发security mode 然后发commond ID。这样才能将Iu信令连接和IMSI绑定。,RANAP流程- Paging,该流程的意图是使CN能够请求UTRAN去联系那个UE。,RANAP流程-Security mode control,该过程的意图是：允许CN把加密和完整性模式信息传送到UTRAN。,RANAP流程- Location Reporting Control,该过程的意图是允许CN请求给定UE的位置信息。,RANAP流程- Location Report,该过程的意图是向CN提供UE的位置信息。,RANAP流程- Data volume report,该过程用于CN请求RAB上未成功传送的下行数据量。,RANAP流程- Reset,该过程的意图是万一CN或UTRAN出现故障时，通过本过程来初始化UTRAN。,RANAP流程- Reset resource,本过程的目的是当CN或者UTRAN出现故障时初始化部分UTRAN。,目 录,Gb接口 Iu接口 Gr接口 Gn接口,Gr 接口,Gr 接口是在GSM或UMTS网络里 SGSN 和 HLR之间的必配接口。 基于No.7信令网络，在整个网络中，Gd/Gs/Ge/Gf/Lg接口和Gr接口一样，也是基于No.7信令网络的。,Gr 接口协议栈,Gr over TDM Gr over TDM 的协议栈由 MTP, SCCP, TCAP 和MAP组成。 Gr over IP Gr over IP 的协议栈由 IP, SCTP, M3UA, SCCP, TCAP 和MAP组成。,Gr 基于 TDM,Gr 基于 IP,SGSN和HLR组网,SGSN,HLR,STP1,STP2,HPLMN,Other PLMN,HLR,HLR,HLR,STP,Area 1,Area 2,Gr接口的寻址模式,根据7号信令网的地址编码计划，Gr接口有两种寻址模式: DPC 或 DPC + SSN DPC + GT HLR需要配置两种不同类型的GT码: HLR号码:编号计划为ISDN，用于在回复HLR 消息时寻址HLR。 IMSI号码:编号计划为MSISDN，用于在路由区更新时初次寻址HLR。,数据配置步骤,数据配置步骤,MTP层测试,检查SS7链路的状态 DSP N7LNK 检查信令路由的状态 DSP N7RT 检查目的信令点的状态 DSP N7DPC,SCCP层测试,检查目的信令点SCCP的状态 DSP SCCPDPC 检查SCCP层子系统的状态 DSP SCCPSSN 检查GT翻译功能 TST SCCPGT,DSP USPUPDP：该命令用于查询USPU上的指定PDP的信息，包括PDP激活状态，IP地址等信息 命令使用实例 查询IMSI号为460006666666615的用户的PDP上下文信息： DSP USPUPDP: IMSI=“460006666666615“; RETCODE = 0 执行成功 ContextId信息 - Context ID 框号 槽号 UE的IP地址 签约APN 是否静态地址 2G PDP个数 3G PDP个数 7 1 10 0.0.0.0 GDNET.GD 否 0 0 6 1 10 0.0.0.0 3GWAP 否 0 0 5 1 10 0.0.0.0 3GNET 否 0 0 4 1 10 0.0.0.0 CMWAP 否 0 0 3 1 10 0.0.0.0 CMNET 否 1 0 2 1 10 0.0.0.0 UNIWAP 否 0 0 1 1 10 0.0.0.0 UNINET 否 0 0 (结果个数 = 7),MAP用户的公共任务,所有MAP用户需要使用以下服务，以便执行基本的应用层功能： 建立和结束MAP用户之间的对话； 提供访问下层协议的功能（如使用TCAP、SCCP提供的功能）； 报告异常情形； 处理不同MAP版本的协商； 测试MAP对话是否处于激活状态。 为了完成以上公共任务，需要定义一组公共服务原语。这些公共原语就是：common MAP services 。,MAP服务,MAP公共服务（ common MAP services ）： MAP-OPEN service：在两个MAP service-users 之间建立一个会话 MAP-CLOSE service： 释放先前建立MAP会话 MAP-DELIMITER service：要求显式地传送MAP协议数据单元到对端实体 MAP-U-ABORT service： MAP service-users通过该原语请求MAP会话异常结束 MAP-P-ABORT service： MAP service-provider通过该原语请求MAP会话异常结束 MAP-NOTICE service： 该原语用来通知MAP service-user在MAP会话中发生的不影响协议状态机的异常情况 MAP专用服务（ MAP service-user specific services ）： 只适用于一个或几个MAP 用户而不是全部MAP用户。比如位置更新服务Update Location service、发送路由信息服务Send Routing Information service、登记补充业务服务Register SS service等等。,MAP服务分类,移动性管理相关的MAP服务,移动性管理相关的MAP服务举例,呼叫处理相关的MAP服务,补充业务相关的MAP服务,SMS相关的MAP服务,小结,目 录,Gb接口 Iu接口 Gr接口 Gn接口,Gn 接口,位于同一个PLMN内部的GSN之间（包括SGSN和GGSN）的接口称为Gn接口。 位于不同PLMN的GSN之间的接口称为Gp接口。 Gn接口是GPRS和UMTS网络中的必备接口。,Gn接口协议栈,GTP概述,GPRS Tunneling Protocol 功能 允许多种协议的数据包在GSN之间的骨干网或者SGSN和UTRAN之间,通过隧道进行传输. 双平面(GTP-C和GTP-U) 控制面用于 创建, 修改 和 删除 隧道. 使用隧道机制来提供用户数据包的传输 版本 GTP v0 和 GTP v1,Tunnel 和 Path,Tunnel Tunnel ID GTP-U Tunnel 和 GTP-C Tunnel,Tunnel 和 Path,Path 多个Tunnel可以复用一条Path Path ID,GTP消息 路径管理,路径管理消息 隧道管理消息 位置管理消息 移动性管理消息,路径管理消息 - Echo,Echo Request / Response 可以在一个路径上给另一个GSN或RNC发Echo请求以确认对等的GSN或RNC是否存活（至少有一个PDP上下文使用这条路径我们就认为这条路径在”使用中” ）,隧道管理消息 Create,Create PDP context Request / Response Create PDP Context Request消息作为PDP上下文激活流程的一部分，由SGSN发送给GGSN,隧道管理消息 Create,Create PDP context Request / Response Create PDP Context Response消息作为PDP上下文激活流程的一部分，由GGSN发送给SGSN,隧道管理消息 Update,Update PDP context Request / Response 用于改变QoS，此外，当需要把隧道的GTP版本从V0改变为V1的时候，也是使用这条消息,隧道管理消息 Update,Update PDP context Request / Response 用于改变QoS，此外，当需要把隧道的GTP版本从V0改变为V1的时候，也是使用这条消息,隧道管理消息 Delete,Delete PDP context Request / Response,隧道管理消息 Error Indication,Error Indication 当GSN/RNC收到G-PDU，但是系统中没有相应的已激活PDP上下文或者 RAB不存在，发送此消息给对端网元,or,Error Indication,or,移动性管理消息 SCR,SGSN Context Request / Response / Acknowledge 新SGSN向原SGSN发送 SGSN Context Request消息，以得到MS的MM上下文和PDP上下文。MS用旧RAI和旧TLLI/旧P-TMSI来进行标识。必须有TLLI，P-TMSI或者IMSI字段其中之一,SGSN Context Request,SGSN Context Response,SGSN Context Acknowledge,移动性管理消息 FR,Forward Relocation Request / Response 旧SGSN发送Forward Relocation Request给新SGSN，其中包含了在新SGSN和目标RNC之间执行SRNS重定位流程所需要的必要信息,Forward Relocation Request,Forward Relocation Response,移动性管理消息 FSC,Forward SRNS Context / Acknowledge Forward SRNS Context消息只用于CN中的硬切换 当旧SGSN收到RANAP消息Forward SRNS Context后，它会向新SGSN发送Forward SRNS Context消息,Forward SRNS Context,Forward SRNS Context ACK,移动性管理消息 FRC,Forward Relocation Complete/ Acknowledge 当SRNS重定位流程完成后，新SGSN向旧SGSN发送Forward Relocation Complete消息,Forward Relocation Complete,Forward Relocation Complete ACK,移动性管理消息 RC,Relocation Cancel Request/ Response 如果旧SGSN收到源RNC的RANAP消息，要求取消重定位流程的情况下，旧SGSN向新SGSN发送Relocation Cancel Request消息,Relocation Cancel Request,Relocation Cancel Response,SGSN与GGSN间的接口 SGSN与SGSN间的接口 SGSN与DNS间的接