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[NGN] GTP-U 5GS用户面GTP协议解析 [复制链接]

alfly

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发表于 2019-12-18 10:12:12 |只看该作者 |倒序浏览

本帖最后由 alfly 于 2019-12-18 10:15 编辑

1 概念介绍1.1 基本概念

GTP-U消息：GTP-U（用户平面）消息是用户平面消息或信令消息。用户平面消息用于在GTP-U实体之间承载用户数据分组。在网络节点之间发送的信令消息用于用于路径管理和隧道管理。

GTP-U peer：实现任何基于GTP用户平面的协议的至少一侧的节点。 RNC，SGSN，GGSN，eNodeB，SGW，ePDG，gNB，N3IWF，UPF，PGW或TWAN或MME。

GTP-U隧道：每个节点的GTP-U隧道可以用TEID，IP地址和UDP端口号标识。需要GTP-U隧道才能在GTP-U实体之间转发数据包。

GTP-U隧道端点：GTP-U隧道端点标识所接收的GTP-U分组所针对的用户平面上下文（例如，EPS承载，PDU会话或RAB）。给定的GTP-U隧道端点可以从多个源GTP-U peer接收GTP-U分组。【例如一个UPF 上的GTP-U端点可从多个UPF接收GTP-U分组】

GTP-PDU：GTP协议数据单元，其可以是G-PDU或信令消息。也就是上文提到的GTP-U消息

G-PDU：在GTP网络节点之间发送的用户数据包（T-PDU）加GTP-U报头。

SignallingMessage信令消息：在GTP网络节点之间发送的GTP-U消息，用于路径管理消息或隧道管理消息。

T-PDU：T-PDU是在GTP-U隧道中隧道传输的有效载荷。

信令消息的协议栈

2.2  其它相关UDP/IP是唯一指定在GTPv1版本中用来传输GTP消息的底层协议；
其中IP头中（IPv4/v6）要支持定义DSCP
基于相关5G QoS流的5QI和ARP，如子条款5.7.1.6和3GPP TS 23.501的子条款5.7.1.7 [28]中所述
2.2.1    UDP头和端口号分配回应请求消息echo req msg
GTP-U请求消息的UDP目的端口号是2152.它是GTP-U的注册端口号。
封装的T-PDU，UDP目的端口号2152.
错误指示的UDP目标端口应为用户平面UDP端口（2152）
支持的扩展标头通知的UDP目标端口应为用户平面UDP端口（2152）
2.2.2    IP头和IP地址请求消息中，IP源地址应是消息源GTP-U实体的IP地址；目的地址是目的地GTP-U实体的IP地址；

封装的T-PDU中，IP源地址同上；

T-PDU：T-PDU是在GTP-U隧道中隧道传输的有效载荷。

1.2 GTP-U隧道

隧道端点标识符（TEID）：明确标识接收GTP-U协议实体中给定UDP / IP端点的隧道端点。 GTP隧道的接收端侧在本地分配发送方必须使用的TEID值。使用控制平面消息在隧道端点之间交换TEID值。

1.1.1 用户平面数据的MBMS IP组播分发

MBMS：MBMS（MultimediaBroadcast Multicast Services）支持在蜂窝系统中提供多播/广播网络，从而实现在单一网络中同时提供多播/广播和单播服务。

GTP-U多播隧道用于将封装的T-PDU从作为IP多播源的一个GTP-U隧道端点单向传输到充当IP多播侦听器的多个GTP-U隧道端点。。存在于GTP报头中的公共隧道端点ID（C-TEID）应指示特定T-PDU属于哪个隧道。

GTPv1-U报文的外层IP报头中的目标IP地址填写指定的多播地址。

GTP-U报头中的TEID用于对从远程隧道端点传入的流量进行解复用，以便以允许复用不同用户，不同分组协议和不同QoS级别的方式将其传递到用户平面实体。 GTP-U协议支持一个GTP-U隧道端点从多个远程GTP-U端点接收数据包的可能性。这可以在以下场景中使用：

5GC的双连接场景：对于同一PDU会话的上行链路业务，SMF可以为主和辅NG-RAN【双连接的两个RAN】分配相同的UPF上行链路F-TEID（全量的TEID）

IPv6多归属场景：来自同一PDU会话的多个PDU会话锚的下行链路业务可由SMF分配相同的分支点UPF的N9 F-TEID。

1.3 GTP-U报头的序列号