【導(dǎo)讀】第三代移動(dòng)通訊網(wǎng)通用無(wú)線分組業(yè)務(wù)核心網(wǎng)技術(shù)規(guī)范：GTP協(xié)議第2頁(yè)共76頁(yè)。協(xié)議GTP”制定的等效標(biāo)準(zhǔn)。編寫(xiě)格式遵循GB/”標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則”的規(guī)定。Gn和Gp接口是指UMTS/GPRS骨干網(wǎng)中GSN節(jié)點(diǎn)之間的接口。接口是同一個(gè)PLMN內(nèi)GSN節(jié)點(diǎn)間的接口，Gp接口是不同的PLMN內(nèi)GSN間的接口。也在SGSN和RNC間的Iu接口上使用。GTP協(xié)議是由GTP控制面和用戶面過(guò)程組成。要執(zhí)行建立、修改和刪除隧道的功能。本標(biāo)準(zhǔn)也規(guī)定了采用無(wú)連接路徑協(xié)議UDP/IP傳送GTP信令消息。對(duì)用戶數(shù)據(jù)分組的分片處理和執(zhí)行GTP、UDP和IP頭封裝功能。本規(guī)范主要參考了3GPP相關(guān)技術(shù)規(guī)定，以及有關(guān)廠家的設(shè)備規(guī)范制定。

　　

【正文】 UTRAN UMTS Terrestrial Radio Access Network UMTS 陸地?zé)o線接入網(wǎng)。 Gn interface Interface between GPRS Support Nodes(GNSs) within a PLMN 一個(gè) PLMN 內(nèi)部的 GPRS支持節(jié)點(diǎn)間的接口。 Gp interface Interface between GPRS Support Nodes(GSNs) in different PLMNs 不同 PLMN 內(nèi)的 GPRS支持節(jié)點(diǎn)間的接口。 4. 概述 這個(gè)規(guī)范定義 GRPS 隧道協(xié)議 (GTP)，如 UMTS/GPRS 骨干網(wǎng)內(nèi) GPRS 支持節(jié)點(diǎn)間的協(xié)議，包括 GTP 控制面協(xié)議 (GTPC)和數(shù)據(jù)傳輸 (GTPU)過(guò)程。本規(guī)范還列出了基于 GTP 協(xié)議的計(jì)費(fèi)協(xié)議 GTP?的消息 (Message)和信息元素 (IE)，細(xì)節(jié)見(jiàn) GSM 規(guī)范。 GTP 在 Gn 接口和 Gp 接口上定義。 僅為 SGSN 和 UTRAN 間的 Iu 接口定義了 GTPU協(xié)議。 在 Iu 接口上使用無(wú)線接入網(wǎng)應(yīng)用部分 (RANAP)控制 GTPU。 GTP?協(xié)議在 PLMN 內(nèi)的計(jì)費(fèi)網(wǎng)關(guān)和生成 CDR 的網(wǎng)絡(luò)功能元素間的 接口上定義。計(jì)費(fèi)網(wǎng)關(guān)和 GTP?協(xié)議是可選的，因?yàn)橛?jì)費(fèi)網(wǎng)關(guān)功能既可以是單獨(dú)的網(wǎng)絡(luò)元素 (CG)，也可以嵌入生成 CDR 的網(wǎng)絡(luò)元素即 GSN 中，當(dāng) GSNCGF 間的接口對(duì)網(wǎng)絡(luò)外元素不是必須可見(jiàn)時(shí)。與GTP 相關(guān)的接口在圖 1 中用灰色示出。 第三代移動(dòng)通訊網(wǎng) (WCDMA)通用無(wú)線分組業(yè)務(wù)核心網(wǎng)技術(shù)規(guī)范： GTP 協(xié)議 (202012) 第 10 頁(yè) 共 76 頁(yè) 中華人民共和國(guó)信息產(chǎn)業(yè)部 YD/T xxxxxxx Gi Gn Gc Gp Si g n alli n g a n d Data T r an s f er I n ter f ac e Si g n alli n g I n ter f ac e TE P DN Iu UT R A N TE MT Gr o r Gc HL R Oth er P L MN SGS N GGSN SGS N G T P M A P p r o t o c o l c o n v e r t i n g G S N Gn Iu TE MT UT R A N SGS N Gn B SS Gb TE MT Gn 圖 1. GPRS 邏輯體系結(jié)構(gòu) GTP 允許在 GSN 間和 SGSN 和 UTRAN 間通過(guò) UMTS/GPRS 隧道多種協(xié)議分組。 在控制面， GTP 定義了隧道控制和管理協(xié)議 (GTPC)，允許 GSN 為 MS 提供分組數(shù)據(jù)網(wǎng)接入。控制面信令用于創(chuàng)建、修改和刪除隧道。 在用戶面， GTP 使用隧道機(jī)制 (GTPU)為搭載用戶數(shù)據(jù)分組提供服務(wù)。 GTPU 協(xié)議在 UMTS/GPRS 骨干網(wǎng)中的 SGSN、 GGSN 和 UTRAN 的 RNC 中實(shí)現(xiàn)。UMTS/GPRS 骨干網(wǎng)中的 SGSN 和 GGSN 實(shí)現(xiàn) GTPC 協(xié)議。別的系統(tǒng)不需要意識(shí)到 GTP 的存在。連接到 SGSN 的 UMTS/GPRS 移動(dòng)臺(tái)也不會(huì)意識(shí)到 GTP 的存在。 假定 SGSN 和 GGSN 間有多對(duì)多的關(guān)系。一個(gè) SGSN 可以向多個(gè) GGSN 提供服務(wù)。一個(gè) GGSN 也可以與多個(gè) SGSN 關(guān)聯(lián)，以為分布在廣大地理區(qū)域的各種移動(dòng)站提供服務(wù)。 實(shí)現(xiàn) GTPv1 版本的 SGSN 和 GGSN 應(yīng)能退回到 GTPv0 版本。所有的 GSN 應(yīng)能支持所有早期的 GTP 版本。 5. 傳輸順序和比特定義 本規(guī)范的消息應(yīng)以網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序傳輸，從第一個(gè)字節(jié)開(kāi)始傳輸。消息內(nèi)有重復(fù)的 IE 時(shí)，傳輸順序應(yīng)由 IE 在消息中的出現(xiàn)順序確定。 GTP 消息中字節(jié)的最有意義的位是第 8 位。如果 GTP 消息的某個(gè)值跨越幾個(gè)字節(jié)且沒(méi)有做任何說(shuō)明時(shí)，最有意義的位是最低編號(hào)字節(jié)的第 8 位。 6. GTP 消息頭 GTPC 和 GTPU 協(xié)議使用的 GTP 頭是 變長(zhǎng)度 的。 GTP 頭的最小長(zhǎng)度是 8 個(gè)字節(jié)。有第三代移動(dòng)通訊網(wǎng) (WCDMA)通用無(wú)線分組業(yè)務(wù)核心網(wǎng)技術(shù)規(guī)范： GTP 協(xié)議 (202012) 第 11 頁(yè) 共 76 頁(yè) 中華人民共和國(guó)信息產(chǎn)業(yè)部 YD/T xxxxxxx 三個(gè)標(biāo)志用來(lái)指示三個(gè)可選字段是否使用： PN標(biāo)志， S 標(biāo)志和 E 標(biāo)志。 PN標(biāo)志用于指示是否使用 NPDU 可選字段； S標(biāo)志用于指示是否使用 GTP 序號(hào)； E標(biāo)志用于指示是否使用擴(kuò)展頭可選字段，使用這個(gè)標(biāo)志可以使將來(lái)對(duì)本規(guī)范進(jìn)行擴(kuò)展時(shí)不需使用另外的版本號(hào)。假如設(shè)置了三個(gè)標(biāo)志中的任一個(gè)， GTP 頭的長(zhǎng)度至少是 12 個(gè)字節(jié)，且接收者應(yīng)處理相應(yīng)的字段。發(fā)送者應(yīng)把所有未使用的位置零，接收者不處理未用字段。 GTPC 和 GTPU 對(duì) GTP 頭某些字段的使用是不同的，這些區(qū)別在 GTPC 和 GTPU的相關(guān)部分描述。 必選字段： ? 版本 號(hào) (Version)： 這個(gè)字段用于確定 GTP 協(xié)議的版本。對(duì)其它版本的 處理見(jiàn) 章節(jié) ”不同的 GTP 版本 ”，版本號(hào)應(yīng)置 ?1?。 ? 協(xié)議類型 (PT)： 這個(gè)位用于區(qū)分 GTP(PT 置為 ?1?)和 GTP?(PT 置為 ?0?)協(xié)議。 GTP協(xié)議在本規(guī)范中描述， GTP?協(xié)議在 GSM 規(guī)范中描述。 ? 擴(kuò)展頭標(biāo)志 (E)： 這個(gè)標(biāo)志置 ?1?表示有下一個(gè)擴(kuò)展頭字段。置 ?0?表示沒(méi)有下一個(gè)擴(kuò)展頭字段，或有但不必解釋。 ? 序號(hào)標(biāo)志 (S)： 這個(gè)標(biāo)志置 ?1?表示有序號(hào)字段。置 ?0?表示要么沒(méi)有序號(hào)字段，要么有但不必做出解釋。在 GTPC 消息中 S 標(biāo)志應(yīng)置 ?1?。 ? NPDU 編號(hào)標(biāo)志 (PN)： 這個(gè)標(biāo)志置 ?1?表示有 NPDU 編號(hào)字段。置 ?0?表示要么沒(méi)有 NPDU 編號(hào)字段，要么有但不必做出解釋。這個(gè)標(biāo)志僅對(duì) GTPU有意義。正因?yàn)槿绱耍?GTPC 不使用這個(gè)標(biāo)志， GTPC 的接收實(shí)體應(yīng)忽略此標(biāo)志。 ? 消息類型： 這個(gè)字段指出 GTP 消息的類型。有效的 GTPC 和 GTPU 消息類型值在 章節(jié)定義。 ? 長(zhǎng)度： 這個(gè)字段指出以字節(jié)為單位的凈荷長(zhǎng)度，即分組中除了 GTP 頭的必選部分外剩余部分的長(zhǎng)度 (即除去前面的 8 個(gè)字節(jié) )。序號(hào)、 NPDU 編號(hào)或任何擴(kuò)展頭應(yīng)作為凈荷部分考慮，即包含在長(zhǎng)度計(jì)數(shù)中。 ? 隧道端點(diǎn)標(biāo)識(shí)符 (TEID)： 這個(gè)字段清楚地標(biāo)識(shí)了對(duì)端的 GTPU 或 GTPC 協(xié)議實(shí)體中的隧道端點(diǎn)。由 GTP 隧道的對(duì)端本地分配 TEID 值，供 GTP 隧道的發(fā)起方使用。通過(guò) GTPC(在 Iu 接口上使用 RANAP 消息 )消息在隧道的兩個(gè)端點(diǎn)間交換 TEID值。 可選字段： ? 序號(hào)： 這個(gè)字段在 GTPU中是可選的。對(duì) GTPC控制面消息，序號(hào)用于事務(wù)標(biāo)識(shí)。通過(guò) GTPU 隧道傳輸時(shí)，如果必須保護(hù)傳輸順序，用次字段對(duì) TPDU 進(jìn)行編號(hào)，且每傳輸一個(gè) TPDU 就增加序號(hào)值。 ? NPDU 標(biāo)號(hào)： 這個(gè)字段在 SGSN 間的路由區(qū)更新過(guò)程中和某些系統(tǒng)間切換過(guò)程 (如2G 和 3G 無(wú)線接入網(wǎng)間切換 )中使用。當(dāng) MS 和 SGSN 間的通訊工作在確認(rèn)模式下時(shí)，使用這個(gè)字段協(xié)調(diào)它們間的數(shù)據(jù)傳輸。這個(gè)字段的確切意義取決于使用場(chǎng)合。如 GSM/GPRS 到 GSM/GRPS，這個(gè)字段就是 SNDCP NPDU 編號(hào)。 ? 下一個(gè)擴(kuò)展頭類型： 這個(gè)字段定義在 GPDU 中緊接著這個(gè)字段的擴(kuò)展頭的類型。 Bits 第三代移動(dòng)通訊網(wǎng) (WCDMA)通用無(wú)線分組業(yè)務(wù)核心網(wǎng)技術(shù)規(guī)范： GTP 協(xié)議 (202012) 第 12 頁(yè) 共 76 頁(yè) 中華人民共和國(guó)信息產(chǎn)業(yè)部 YD/T xxxxxxx Octets 8 7 6 5 4 3 2 1 1 版本號(hào) 協(xié)議類型 (*) E S PN 2 消息類型 3 長(zhǎng)度 (1st Octet) 4 長(zhǎng)度 (2nd Octet) 5 隧道端點(diǎn)標(biāo)識(shí)符 TEID(1st Octet) 6 隧道端點(diǎn)標(biāo)識(shí)符 TEID(2nd Octet) 7 隧道端點(diǎn)標(biāo)識(shí)符 TEID(3rd Octet) 8 隧道端點(diǎn)標(biāo)識(shí)符 TEID(4th Octet) 9 序號(hào) (1st Octet)1) 4) 10 序號(hào) (2nd Octet)1) 4) 11 NPDU編號(hào) 2) 4) 12 下一個(gè)擴(kuò)展頭類型 3) 4) (*) 這個(gè)位是空位應(yīng)置零，接收者不解釋。 1) 僅當(dāng) S 標(biāo)志置 ’1’才解釋這個(gè)字段。 2) 僅當(dāng) PN 標(biāo)志置 ’1’才解釋這個(gè)字段。 3) 僅當(dāng) E 標(biāo)志置 ’1’才解釋這個(gè)字段。 4) S, PN, E 標(biāo)志中任何一個(gè)或多個(gè)被置 ’1’時(shí)就應(yīng)出現(xiàn)這個(gè)字段。 圖 2. GTP 頭略圖 GTP 擴(kuò)展頭的格式在圖 3 中描述。應(yīng)以四字節(jié)為單位定義擴(kuò)展頭長(zhǎng)度。下一個(gè)擴(kuò)展頭類型字段定義緊接著這個(gè)擴(kuò)展頭的下一個(gè)擴(kuò)展頭的類型。如果緊接著的不是擴(kuò)展頭，這個(gè)字段應(yīng)置為 ?0?。 Octets 1 擴(kuò)展頭長(zhǎng)度 2 m 擴(kuò)展頭內(nèi)容 m+1 下一個(gè)擴(kuò)展頭類型 (*) (*) 假如緊接著沒(méi)有擴(kuò)展頭應(yīng)把這個(gè)字 段置為 ’0’。 圖 3. 擴(kuò)展頭格式略圖 擴(kuò)展頭的長(zhǎng)度應(yīng)以 4 字節(jié)長(zhǎng)度單位定義， 如 m+1 = n*4 個(gè)字節(jié)， n 是正整數(shù)。 下一個(gè)擴(kuò)展頭類型字段的第 8 位定義接收方應(yīng)怎樣處理不認(rèn)識(shí)的擴(kuò)展頭類型。除了標(biāo)記為 ”不要求解釋 ”外，接收方應(yīng)解釋 ?下一個(gè)擴(kuò)展頭 ?字段 (用擴(kuò)展頭長(zhǎng)度字段標(biāo)識(shí)擴(kuò)展頭在GPDU 中的位置 )。 接收方在接收到標(biāo)記為 ’要求解釋 ’的不認(rèn)識(shí)的擴(kuò)展頭時(shí)，應(yīng)按如下規(guī)則處理： ? 假如帶不認(rèn)識(shí)的擴(kuò)展頭消息是請(qǐng)求消息，就發(fā)送一個(gè)響應(yīng)消息，原因值置為 ”不認(rèn)識(shí)的必選擴(kuò)展頭 ”。 ? 給 GTP PDU 的發(fā)起者發(fā)送 ’支持的擴(kuò)展頭通告 ’消息。 ? 在錯(cuò)誤日志中登記。 下一個(gè)擴(kuò)展頭類型字段的第 8 位的意義如下： 第三代移動(dòng)通訊網(wǎng) (WCDMA)通用無(wú)線分組業(yè)務(wù)核心網(wǎng)技術(shù)規(guī)范： GTP 協(xié)議 (202012) 第 13 頁(yè) 共 76 頁(yè) 中華人民共和國(guó)信息產(chǎn)業(yè)部 YD/T xxxxxxx Bits 8 7 意義 0 0 ? 不要求解釋這個(gè)擴(kuò)展頭，中間節(jié)點(diǎn)應(yīng)前轉(zhuǎn)給任何最終接收的端點(diǎn)。 0 1 ? 不要求解釋這個(gè)擴(kuò)展頭，中間節(jié)點(diǎn)應(yīng)丟棄這個(gè)擴(kuò)展頭的內(nèi)容，不前轉(zhuǎn)給任何最終接收的端點(diǎn)。其它擴(kuò)展頭應(yīng)獨(dú)立于這個(gè)擴(kuò)展頭對(duì)待。 1 0 ? 要求最終接收的端點(diǎn)解釋這個(gè)擴(kuò)展頭，但不要求中間節(jié)點(diǎn)解釋。中間節(jié)點(diǎn)應(yīng)前轉(zhuǎn)整個(gè)字段給最終接收的端點(diǎn)。 1 1 ? 要求接收者解釋這個(gè)擴(kuò)展頭 (要么是最終接收的端點(diǎn)，要么是中間接收節(jié)點(diǎn) )。 圖 4. 下一個(gè)擴(kuò)展頭類型字段的第 8 位定義 最終接收的端點(diǎn)是指 GTPPDU 的最后接收者，如 GTP 用戶面中的 RNC 或 GGSN。中間端點(diǎn)是指要處理 GTP，但又不是最后處理的端點(diǎn)，如 GGSN 和 RNC 間用戶面業(yè)務(wù)涉及的SGSN。 下一個(gè)擴(kuò)展頭字段的值 下一個(gè)擴(kuò)展頭的類型 1) 0000 0000 緊接著這個(gè)擴(kuò)展頭的內(nèi)容不是擴(kuò)展頭 2) 1100 0000 PDCP PDU 編號(hào) 圖 5. 擴(kuò)展頭類型的定義 . 擴(kuò)展頭 . PDCP PDU 編號(hào) 在 SRNS 重定位時(shí)包含這個(gè)擴(kuò)展頭，以提供仍然沒(méi)有被確認(rèn)的 NPDU 的 PDCP 編號(hào)。這個(gè)字段 4 字節(jié) 長(zhǎng)，因此長(zhǎng)度字段值是 1。 Bits Octets 8 7 6 5 4 3 2 1 1 1 2 PDCP PDU 編號(hào) 3 PDCP PDU 編號(hào) 4 下一個(gè)擴(kuò)展頭類型 (*) (*) 假如下面緊接著的不是擴(kuò)展頭，這個(gè)字段的值置 ’0’。 圖 6. PDCP PDU 編號(hào)擴(kuò)展頭 7. GTP消息和消息格式 . 消息格式 GTP 在兩個(gè)關(guān)聯(lián)的 GSN 間或 SGSN 和 RNC 間定義了消息集合。使用的消息在下表中定義。右邊的三列定義誰(shuí) (GTPC, GTPU 或 GTP?)發(fā)送或接收指定的消息類型。 表 1. GTP 的信令消息 第三代移動(dòng)通訊網(wǎng) (WCDMA)通用無(wú)線分組業(yè)務(wù)核心網(wǎng)技術(shù)規(guī)范： GTP 協(xié)議 (202012) 第 14 頁(yè) 共 76 頁(yè) 中華人民共和國(guó)信息產(chǎn)業(yè)部 YD/T xxxxxxx 消息類型值 (十進(jìn)制 ) 消息 參考 GTPC GTPU GTP’ 0 ? 留待將來(lái)使用，不應(yīng)發(fā)送。假如收到應(yīng)作為不認(rèn)識(shí)的消息處理。 ? 1 ? Echo請(qǐng)求 ? X X x 2 ? Echo響應(yīng) ? X X x 3 ? 版本不支持 ? X x 4 ? 節(jié)點(diǎn)激活請(qǐng)求 ? GSM X 5 ? 節(jié)點(diǎn)激活響應(yīng) ? GSM X 6 ? 重定向請(qǐng)