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LTE網路全IP化,資料均在IP包內傳輸,當UE連線LTE網路,為了和PDN(Packet Data Network)建立連線,一個IP地址分配給UE,同時會在UE和P-GW之間建立預設承載,預設承載會保持連線直到UE分離LTE網路。LTE網路為每一個使用者APN建立預設承載,為每一個APN分配一個唯一的IP地址,這些IP地址可以是IPV4,IPV6或者IPV4/IPV6型別IP地址分配的型別 當UE Initial attach LTE網路,它請求一個PDN連線,為此,PGW會分配一個IP地址給UE,並在預設承載建立的同時將IP地址傳給UE,有個這個IP地址,UE才能使用透過PDN提供的服務 PGW分配兩種型別IP地址:動態和靜態IP地址。動態IP地址下,UE每次接入網路,系統會自動分配一個IP地址給UE,靜態IP地址下,每次會分配一指定的IP地址動態IP分配:

動態IP地址分配

P-GW IP分配

在P-GW,會提供一個包含IP地址的IP pool,以及DNS伺服器IP地址。

1. [UE ->MME] Requesting for PDN(internet)Connectivity

UE傳送 PDN Connectivity Request (PDN type=IPv4,PCO=DNS Server IPv4 Address Request)訊息到MME,請求一個UE的IPv4地址和DNS 伺服器IP地址(透過PCO域)。PDN Connectivity Request是一個ESM訊息,該訊息包含在Attach Request的ESM Message container內。

2~3. [MME->S-GW->P-GW] Requesting for Session Creation

MME從HSS獲取使用者屬性(subscription profile),傳送 Create Session Request(IMSI,PDN Type=IPv4,PDN Adress=0.0.0.0,PCO=DNS Server IPv4 Address Request)訊息到P-GW。因為這是動態IP地址分配,使用者資訊並不包含IP地址。在Create Session Request訊息中,PDN地址域設定為0.0.0.0。

4. [P-GW] 分配PDN地址和DNS伺服器地址

P-GW檢查PDN型別和PDN地址(0.0.0.0),知道需要分配IPv4地址,它從IPv4 pool裡選擇一個IP 地址(比如:UE IP=1.1.1.5)分配給UE。同時相應分配DNS伺服器地址。

5~6. [MME<-S-GW<-P-GW] Responding to Create Session Request

作為對2~3步驟請求的響應,P-GW傳送Create Session Response 訊息給MME。這一訊息包含了在PDN地址域的UE IP地址(由本地P-GW動態分配)和在PCO域的DNS伺服器地址。

7. [UE<-MME] Requesting for Activation of Default Bearer Context

MME傳送UE Activate Default EPS Bearer Context Request (PDN Type=IPv4,PDN Address=UE IP (1.1.1.5),PCO={Primary DNS IP,Secondary DNS IP})訊息以啟用預設承載內容。這一EMS訊息包含DNS伺服器IP地址和UE IP地址,當傳送時嵌入Attach Accept訊息內。

8. [UE] Obtaining Dynamic IP Address for using PDN service

UE獲得動態IP地址(1.1.1.5)和DNS 伺服器IP地址(Primary DNS IP=10.1.1.1,Secondary DNS IP=10.1.1.2)。預設承載在UE和P-GW間建立。UE現在可以連線PDN(internet),可以透過自己的動態IP地址使用internet服務。

當用戶開機,UE開始initial Attach LTE網路。

1. [UE->MME] Requesting for PDN(Internet) Connectivity

UE傳送 PDN Connectivity Request (PDN type=IPv4,PCO=DNS Server IPv4 Address Request)訊息到MME,請求一個UE的IPv4地址和DNS 伺服器IP地址(透過PCO域)。

2. [MME->HSS] Requesting the LTE Network for Registration

MME傳送Update Location Request 訊息通知HSS,MME1下有UE請求註冊LTE網路。

3. [MME<-HSS] Forwarding Subscription Profile

HSS確認UE在MME1註冊後,透過Update Location Answer(IMSI,PDN Type=IPv4,PDN Address = Static UE IP(1.1.1.1))訊息傳送UE 使用者屬性到MME1 。這一使用者屬性中包含了分配給UE的靜態IP地址。

4~5. [MME->S-GW->P-GW] Requesting for Session Creation

當MME從HSS接收到使用者屬性後,MME知道了UE的靜態IP地址(1.1.1.1)。MME準備Create Session Request(IMSI,PDN Type=IPv4,PDN Adress=Static UE IP(1.1.1.1),PCO=DNS Server IPv4 Address Request)訊息,併發送到P-GW。這一訊息包含了在PDN域的靜態IP地址。

6~7. [MME<-S-GW<-P-GW] Responding to Create Session Request

作為對4~5步驟請求的響應,P-GW傳送Create Session Response (IMSI,PDN Type=IPv4,PDN Adress=Static UE IP(1.1.1.1),PCO={Primary DNS IP,Secondary DNS IP})訊息給MME。這一訊息包含在PDN地址域的靜態UE IP地址和在PCO域的DNS伺服器IP地址。

8. [UE<-MME] Requesting for Activation of Default Bearer Context

MME傳送UE Activate Default EPS Bearer Context Request (PDN Type=IPv4,PDN Address=Static UE IP(1.1.1.1),PCO={Primary DNS IP,Secondary DNS IP})訊息以啟用預設承載內容。這一EMS訊息包含DNS伺服器IP地址和UE IP地址(1.1.1.1),當傳送時嵌入Attach Accept訊息內。

9. [UE] Obtaining Dynamic IP Address for using PDN service

UE獲得靜態IP地址(1.1.1.1)和DNS 伺服器IP地址(Primary DNS IP=10.1.1.1,Secondary DNS IP=10.1.1.2)。預設承載在UE和P-GW間建立。UE現在可以連線PDN(internet),可以透過自己的靜態IP地址使用internet服務。

當用戶完成有效網路註冊後,PDN地址(IP地址)和預設承載會一直保留給使用者,即使使用者不在使用Internet服務,這叫為使用者提供“always-on IP connectivity”。

UE獲得動態IP地址(1.1.1.5)和DNS 伺服器IP地址(Primary DNS IP=10.1.1.1,Secondary DNS IP=10.1.1.2)。預設承載在UE和P-GW間建立。UE現在可以連線PDN(internet),可以透過自己的動態IP地址使用internet服務。

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