LTE網絡中PDN、承載和IP的關係

LTE網絡是一個只有PS域的全IP的移動網絡,沒有CS域,因此UE必須連接到至少一個PDN (Packet Data Network) 才能執行數據通信的工作。在EPS系統中,PND指的是外部的數據網絡(相對於LTE運營商而言),例如互聯網、企業專用網等,使用APN作為PDN的標示。P-GW位於EPC和PDN的邊界,EPS Bearer存在於UE和P-GW之間。通常情況下,EPS承載可以看作是UE和P-GW之間的邏輯電路,EPS承載取代了UMTS網絡中的PDP。

在UE的第一條Initial Attach中就包含了附著請求(attach request)和PDN連接請求(PDN connectivity request), PDN連接請求的目的是會在UE和P-GW之間建立默認承載(default bearer),默認承載會保持連接直到UE分離(detach)LTE網絡。

一般來說,每個PDN連接都對應著一個默認承載(Default Bearer)和一個IP address,只有當UE和PDN都支持IPv4、IPv6雙協議棧時,一個PDN連接才有可能對應2個Default Bearer和IP Address,UE在此PDN連接的有效期內將會一直保持此Default Bearer。如果UE存在與多個PDN的連接,那麼UE就有多個Default Bearer和IP地址。默認承載的QoS參數可以來自於HHS中獲取的簽約數據,也可以通過PCRF交互或者基於本地配置來改變這些值。為了給相同IP地址的UE提供不同QoS保障的業務,需要在UE和PDN之間建立一個或多個專有承載(Dedicated EPS Bearer),每個專有承載有自己的QoS,運營商可以根據PCRF(Policy And Charging Resource Function)定義的策略將不同的數據流映射到相應的專有承載上。專有承載的創建或修改只能由網絡側來發起,並且承載的QoS參數總是由核心網來分配。

PDN連接請求可帶參數是APN(可選)、UE支持的PDN類型(IPv4,IPv6,IPv4v6等)、PCO(DNS地址請求)、靜態IP(可選)。如果APN為空,就採用缺省APN,缺省APN是由HSS提供的,也就說缺省APN由SIM卡決定。是否支持靜態IP也是由採用SIM卡決定的。

EPS承載不完全等同於UMTS網絡中的PDP。相同點是用戶數據的傳輸一定位於某個EPS承載或者PDP上。不同點是:(1)每個PDP都一個IP地址,而EPS承載的IP地址是它所歸屬的PDN連接的IP地址;(2)EPS承載有QoS的保障,而PDP是沒有的。

EPS系統中,QoS控制的基本粒度是ESP承載(Bearer),即相同承載上的所有數據流將獲得相同的QoS保障(如調度策略、緩衝隊列管理、鏈路層配置等),不同的QoS保障需要不同類型的EPS承載來提供。

小結

(1)在LTE網絡中,UE在駐網過程中一定會發起PDN連接請求,除非被網絡拒絕,否則一定會獲得一個IP地址。

(2)默認承載在PDN連接成功後一定會被創建,所有的數據傳輸都一定歸屬於某個承載。

(3)歸屬於同一個PDN連接的同類型承載(IPv4或者IPv6)具有相同的IP地址。

(4)在UE和網絡都支持的情況下,可以建立多個PDN連接。

(5)在實際使用中,由於默認PDN連接駐網過程中就發出了,因此,要修改默認PDN的APN,至少需要重啟協議棧。


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