GPRS上網(wǎng)流程分析

GPRS上網(wǎng)業(yè)務(wù)流程

2024/6/3GPRS體系結(jié)構(gòu)GfGiGnGbGcGpGsMSC/VLRMSBSSTEInternetUmGrHLROtherPLMNSGSNGdSM-SCSMS-GMSCSMS-IWMSCGGSNEIRSGSNGnFRSS7ATM/DDN/ISDN/Ethernet,etcBGGPRSbackboneGGSNX.25TEGiCGMSBSSUmGbGPRS上網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸流向IP類接口七號信令類接口internetBTSBSCGGSNSGSNGPRS骨干網(wǎng)WAP網(wǎng)關(guān)cmwapFWcmnetGPRS數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議轉(zhuǎn)換示意圖GPRS上網(wǎng)主要信令流程上圖為終端通過CMNET直接訪問SP的示意圖，假設(shè)用戶使用CMWAP方式接入，那么直接與網(wǎng)關(guān)建立TCP連接并將業(yè)務(wù)請求發(fā)送給網(wǎng)關(guān)，由網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)發(fā)給SP，相比CMNET只是多了一個代理節(jié)點Attach信令流程2024/6/3附著流程主要步驟MS向網(wǎng)絡(luò)側(cè)發(fā)送GPRS附著請求消息。消息中帶有該MS的IMSI或P-TMSI、TLLI和舊的RAI等數(shù)據(jù)。SGSN在收到MS的GPRS附著后，將向HLR請求對應(yīng)MS的IMSI的鑒權(quán)三元素〔RAND、SRES、Kc〕。SGSN與MS進(jìn)行鑒權(quán)流程。鑒權(quán)通過后，SGSN向HLR發(fā)送位置更新消息。HLR將用戶數(shù)據(jù)插入SGSN，然后向SGSN回位置更新確認(rèn)消息。SGSN向MS回附著接受消息。消息中帶有MS上報的新分配的P-TMSI和一些定時器參數(shù)等。MS返回attachcomplete，確認(rèn)已經(jīng)收到新分配的P-TMSI。Attach信令流程-AttachRequest信令主要參數(shù)舉例2024/6/3開機(jī)后，經(jīng)過PLMN選擇后，根據(jù)系統(tǒng)播送消息中的網(wǎng)絡(luò)模式?jīng)Q定附著類型，有保存的P-TMSI那么以P-TMSI發(fā)起attachrequest消息，否那么以IMSI發(fā)起附著請求。MS發(fā)起的附著請求消息中主要包括，附著類型、用戶的IMSI或P-TMSI標(biāo)識、舊的路由區(qū)和終端無線能力參數(shù)等。附著類型，GPRSattach終端網(wǎng)絡(luò)能力參數(shù)用戶的當(dāng)前的P-TMSI中存儲的老的路由區(qū)信息終端無線參數(shù)Attach信令流程-AttachAccept主要參數(shù)舉例2024/6/3T3312，周期性路由區(qū)更新定時器，默認(rèn)為54分鐘，即每隔54分鐘進(jìn)行一次周期性路由區(qū)更新用戶當(dāng)前所在的位置T3314ReadyTimer，默認(rèn)為44sSGSN為用戶新分配的P-TMSI新分配的P-TMSI的簽名SGSN在收到用戶請求后，首先向HLR查詢獲取鑒權(quán)參數(shù)和用戶簽約數(shù)據(jù)，假設(shè)需要鑒權(quán)那么進(jìn)行鑒權(quán)流程。根據(jù)簽約數(shù)據(jù)判斷用戶可以接入后，SGSN發(fā)送attachaccept消息給MS標(biāo)識網(wǎng)絡(luò)側(cè)已經(jīng)認(rèn)可附著成功。并下發(fā)當(dāng)前的RAI，和分配新的P-TMSI以及ReadyTimer等參數(shù)。MS在收到SGSN分配的P-TMSI后更新SIM卡信息，并發(fā)起attachcomplete消息，確認(rèn)新分配的P-TMSI，完成整個附著流程。是否附著完成后強(qiáng)制進(jìn)入standby狀態(tài)表示附著成功，假設(shè)失敗為reject，并帶拒絕原因Attach常見失敗代碼及處理建議失敗代碼分析結(jié)果解決建議GPRSservicesnotallowedGPRS功能受限，如用戶停機(jī)或未開通GPRS功能建議用戶回訪并開通其GPRS業(yè)務(wù)相關(guān)功能和開戶處理GPRSservicesnotallowedinthisPLMN主要原因為用戶關(guān)閉GPRS套餐和HLR返回不允許漫游導(dǎo)致外地用戶GPRS功能受限，用戶原因Protocolerror（協(xié)議錯誤），unspecified（未加規(guī)定狀態(tài)）用戶未及時返回鑒權(quán)加密消息無線側(cè)針對BSC做進(jìn)一步研究解決向HLR獲取鑒權(quán)集失敗和少部分IMSI未知MS沒有簽約“向HLR獲取鑒權(quán)集失敗”失敗的MS的IMSI序列在SGSN中是否未配置MSIDcannotbederivedbythenetwork網(wǎng)絡(luò)根據(jù)用戶的oldRAI無法肇東對應(yīng)的SGSN根據(jù)oldRAI解析核查是否正常，用戶攜帶的oldRAI和P-TMSI是否正常PDP激活信令流程激活主要步驟：MS向SGSN發(fā)出激活PDP上下文請求。SGSN根據(jù)MS提供的APN來解析GGSN地址，如果SGSN不能從APN解析出GGSN地址，或判斷出該激活請求無效，那么拒絕該請求；如果SGSN從APN解析出了GGSN地址，那么為所請求的PDP上下文創(chuàng)立一個TEID，并向GGSN發(fā)出創(chuàng)立PDP上下文請求。GGSN利用SGSN提供的信息確定外部PDN，分配動態(tài)地址，啟動計費(fèi)，限定QoS等，如果能滿足所商定的QoS，那么向SGSN返回創(chuàng)立PDP上下文響應(yīng)；如果不能滿足所商定的QoS，那么向SGSN返回拒絕創(chuàng)立PDP上下文請求。QoS文件由GGSN操作者來配置。SGSN如果收到GGSN的創(chuàng)立PDP上下文響應(yīng)，那么在該P(yáng)DP上下文中插入NSAPI、GGSN地址、動態(tài)PDP地址，根據(jù)商定的QoS選擇無線優(yōu)先權(quán)，然后向MS返回激活PDP上下文接受消息。此時就已建立起MS與GGSN之間的路由，開始計費(fèi)，可以進(jìn)行分組數(shù)據(jù)傳送。在SGSN收到GGSN的響應(yīng)以后，可能需要與BSS之間進(jìn)行BSS分組流上下文的管理。PDP信令流程-ActivatePDPcontextRequest主要參數(shù)案例2024/6/3終端分配的NSAPI，等于5表示終端第一個PDP上下文終端預(yù)置的QOS參數(shù)PDP類型和地址，現(xiàn)網(wǎng)一般請求的是IPv4地址，動態(tài)分配APN名稱，指示需要連接的外部網(wǎng)絡(luò)，如CMWAP或CMNET這是個可選字段，如果分配IP地址的方式不是由GGSN來分配，那這個PCO字段還可以攜帶用于分配用戶地址做鑒權(quán)的用戶名和口令。終端發(fā)起激活請求，其中主要攜帶NSAPI、QOS、APN等信息。SGSN收到請求后，首先要做一個核對(因為在附著過程中，SGSN已經(jīng)從HLR拿到了關(guān)于這個MS的簽約數(shù)據(jù),這個簽約數(shù)據(jù)里面就有用戶允許訪問的APN等信息)，如果SGSN發(fā)現(xiàn)MS請求的APN不在簽約數(shù)據(jù)中，將直接拒絕這個PDP上下文的激活,向終端返回reject消息，如果SGSN核對用戶權(quán)限沒有問題，就根據(jù)用戶需要訪問的APN，通過查詢GPRSDNS效勞器獲得GGSN地址，并向GGSN發(fā)送CreatePDPContextRequest消息。PDP激活信令流程-CreatePDPcontextrequest主要參數(shù)案例CreatePDPcontextRequestCreatePDPcontextResponse用戶的位置信息用戶終端IMEI用戶接入網(wǎng)類型，GERAN為2G與GGSN協(xié)商的QOS參數(shù)用戶號碼用戶IMSINSAPI，與TEID唯一標(biāo)識一個PDP上下文APN名稱激活后的主DNS和備用DNS地址用戶獲得用以訪問網(wǎng)絡(luò)的IP地址GGSN協(xié)商后的QOS參數(shù)SGSN側(cè)分配的GTP用戶面和信令面IP地址SGSN分配的信令面和數(shù)據(jù)面TEID，后續(xù)GTP報文均會添加相應(yīng)的TEIDGGSN側(cè)GTP用戶面和信令面IP地址TEID，為請求中SGSN分配的信令面TEID創(chuàng)立成功的原因值，假設(shè)失敗會在此處注明失敗代碼及代碼解釋GGSN分配的信令面和數(shù)據(jù)面TEID，后續(xù)GTP報文均會添加相應(yīng)的TEIDGTP隧道未創(chuàng)立，所以此時TEID為0PDP激活信令流程-ActivatePDPcontextAccept主要參數(shù)舉例PDP激活成功，假設(shè)失敗此處消息類型為activatePDPcontextreject，并攜帶協(xié)商后的QOS參數(shù)激活后終端分配的IP地址，在Gn口創(chuàng)立PDP上下文時由GGSN分配的分配給用戶使用的DNS地址PDP激活失敗常見的失敗代碼失敗代碼分析結(jié)果解決建議Requestedserviceoptionnotsubscribed)用戶GPRS簽約數(shù)據(jù)異常，如用戶主動要求取消GPRS功能，前端為用戶刪除APN導(dǎo)致增加簽約數(shù)據(jù)MissorunknownAPN用戶上報的APN與簽約的APN不一致，或查詢不到DNS，如部分手機(jī)欠費(fèi)簽約無效APN添加GPRSDNS配置數(shù)據(jù)，或用戶修改為正確的APNActivationrejectedbyGGSN用戶簽約綁定的IP地址與GGSN上設(shè)置的地址池范圍不一致修改用戶簽約綁定的IP地址Serviceoptionnotsupported用戶APN、PDP地址類型和地址異常，如PDP地址類型為IPv6用戶修改APN配置，或網(wǎng)絡(luò)側(cè)修改用戶簽約數(shù)據(jù)Insufficientresources系統(tǒng)資源不足增加系統(tǒng)資源配置或合理均衡資源HTTP上網(wǎng)業(yè)務(wù)流程HTTP業(yè)務(wù)請求過程2：與效勞器建立TCP連接數(shù)據(jù)傳輸：效勞器下發(fā)請求的頁面內(nèi)容給終端，通過TCP分段傳輸，終端收到TCP數(shù)據(jù)報文后返回ACK確認(rèn)消息1：DNS解析獲得效勞器IP地址3：發(fā)起GET請求4：效勞器返回處理結(jié)果5：TCP拆鏈DNS查詢的目的是獲得效勞器的IP地址，因此不是每次都需要查詢，常見查詢的場景：終端第一次訪問目標(biāo)網(wǎng)站，本地?zé)o緩存網(wǎng)站域名與效勞器IP地址的對應(yīng)關(guān)系時在上一次查詢時返回結(jié)果中域名超過有效期。第一步：DNS流程獲取網(wǎng)站IP地址2024/6/3DNSquery信令解碼事務(wù)ID，與DNS效勞器返回的queryresponse中事務(wù)ID對應(yīng)查詢的內(nèi)容：Name：表示需要查詢的域名名稱Type：A表示查詢域名對應(yīng)的IP地址查詢應(yīng)答：共返還6條A記錄，結(jié)果分別列出事務(wù)ID，與query中事務(wù)ID對應(yīng)響應(yīng)結(jié)果，noerror〔錯誤方位〕表示成功在PDP激活時用戶獲得兩個DNS效勞器地址，因此在終端發(fā)出DNS查詢時會分別向兩個DNS效勞器均發(fā)出DNS查詢，先響應(yīng)的應(yīng)答會被終端保存和使用，在TTL值超過之后再次訪問該域名內(nèi)如時需再次發(fā)起解析流程。DNSqueryresponse信令解碼Timetolive：表示記錄在DNS效勞器上緩存的時間第二步：與效勞器建立TCP連接2024/6/3TCP三次握手信令源端口和目的端口MSS：表示一個TCPsegment最大長度，該參數(shù)需要雙方協(xié)商，以最小一方為準(zhǔn)窗口放大因子：主動建立連接的一方在SYN報文中發(fā)送這個選項，被動建立連接的一方只有在收到帶窗口擴(kuò)大選項的SYN報文之后才能發(fā)送這個選項，表示雙方啟用窗口放大選項SACK：選擇性確認(rèn)，啟用后TCP只重新發(fā)送喪失的包，不用發(fā)送后續(xù)所有的包，而且提供相應(yīng)機(jī)制使接收方能告訴發(fā)送方哪些數(shù)據(jù)喪失，哪些數(shù)據(jù)重發(fā)了，哪些數(shù)據(jù)已經(jīng)提前收到等SYN標(biāo)志，指示請求建連TCP連接TCP初始窗口大小MSS：TCP數(shù)據(jù)局部最大長度TCPSYN信令TCPSYN，ACK信令SACK：是否支持選擇性確認(rèn)窗口放大因子：包含放大因子的值源端口和目的端口SYN，ACK標(biāo)志，指示請求建連TCP連接并確認(rèn)MSS：TCP數(shù)據(jù)局部最大長度SACK：是否支持選擇性確認(rèn)窗口放大因子：包含放大因子的值第三步：向效勞器發(fā)起GET請求2024/6/3HTTPGET請求信令解析請求方法：GET請求的URI：/表示請求網(wǎng)站的默認(rèn)頁面，如網(wǎng)站首頁效勞器主機(jī)地址或域名，\r\n表示回車換行HTTP版本，有1.0和1.1兩個版本User-Agent：用戶代理，此字段可以判斷終端系統(tǒng)、使用的客戶端類型等，如瀏覽器類型和版本號終端能夠接收的編碼方式和類型Wireshark工具解碼附加的內(nèi)容，如這個TCP連接中有兩個GET請求，這個是第一個以及下一個請求實在多少號包，請求的完整URI，響應(yīng)在第幾號包，方便用戶分析時參考。HTTP1.0和1.1主要差異為1.0不支持長連接，即每次請求都需要與效勞器建立一個TCP連接，效勞器完成請求處理后立即斷開TCP連接；HTTP1.1支持長連接〔PersistentConnection〕和請求的流水線〔Pipelining〕處理，在一個TCP連接上可以傳送多個HTTP請求和響應(yīng)，減少了建立和關(guān)閉連接的消耗和延遲。第四步：HTTP