UMTS - GPRS 隧道协议

GPRS 隧道协议 (GTP) 的生成实际上是不可能的，但也不希望为新系统提供它，但是，另一方面，为了能够与旧版 PS 世界顺利交互并支持最新系统所需的功能，也需要进行改进，这是可以理解的。

GPRS 隧道协议 (GTP)

GTP 协议专为 GPRS 中数据单元和控制消息的隧道传输和封装而设计。自20世纪90年代末设计以来，经过大规模部署，积累了丰富的经验。

演进 3GPP 系统的 GTP 有两种变体:控制平面和用户平面。 GTP-C管理控制面信令，除了用户纯度上的数据传输协议外，还需要GTP-U；它被称为用户平面。当前适用于 EPS 的版本是 GTPv1 US 和 GTPv2-C。

GTP 的独特之处在于它支持其主要 GTP 隧道持有者内的流量分离，或者换句话说，能够将它们组合在一起并处理载波。 GTP隧道的端点通过TEID（隧道端点标识符）来标识；它们由对等实体分配给上行链路和下行链路的本地级别，并在它们之间横向报告。 TEID 通过 S5 和 S8 上的具体示例 PDN 连接以及 S3 / S4 / S10 / S11 接口上的 EU 以不同的粒度使用。

GPRS隧道协议的控制平面

GTPv2-C 用于 EPC 信令接口（包括至少版本 8 的 SGSN）。例如 −

S3（SGSN 和 MME 之间），
S4（SGSN 和服务 GW 之间），
S5 和 S8（服务 GW 和 PDN GW 之间），
S10（两个 MME 之间），以及
S11（MME 和服务 GW 之间）。

与此对应，一个典型的GTPv2-C协议数据单元如上图所示，具体部分GTP前面是IP和UDP头，它由标头 GTPv2-C 和包含数量、长度和格式可变的信息 GTPv2-C 的部分组成，具体取决于消息的类型。由于不支持协议版本的回显和通知，因此不存在TEID信息。在这个版本的协议中，版本显然被坚定地设置为2。

GTP 有一个复杂的遗留扩展头机制；大多数 GTPv2-C 中未使用它。消息类型在第二个字节中定义（因此最多可以定义 256 个消息以供将来扩展）。下表提供了当前定义的 GTPv2-C 消息的概述。消息的长度以字节 3 和 4 编码（以字节为单位测量，不包含前四个字节本身）。

TEID是隧道端点的ID，对端/接收端的单个值；它允许在必须区分 GTP 隧道上非常频繁的情况下，在一端复用和解复用隧道。

消息类型	消息	附加说明
0	Reserved	永远不得使用（故意从协议中排除，以强制执行显式设置）
1/2	Echo Request/ Response	用于探测发送节点是否支持GTP版本。
3	Version Not Supported Indication	包含发送节点支持的最新GTP版本。
4/5	Direct Transfer Request/ Response	用于 S101 接口上的隧道信令消息，以优化 HRPD 接入与 MME 之间的切换
6/7	Notification Request/ Response	用于HRPD接入节点和MME之间S101上的隧道通知
25/26	SRVCC PS to CS request	用于触发并确认SGSN/MME与MSC服务器之间的SRVCC发起
27/28	SRVCC PS to CS complete Notification	用于指示并确认MSC服务器与SGSN/MME之间SRVCC的完成
32/33	Create Session Request	用于建立两个节点之间的连接
34/35	Modify Bearer Request	用于修改单个或多个承载的属性，包括承载上下文信息
36/37	Delete Session Request	拆除 GTP 控制会话
38/39	Change Notification request	用于报告位置信息
66/67	Delete bearer command/ failure indication	指示节点删除承载并返回确认
68/69	Bearer resource command/ failure indication	用于分配或修改资源
73	Stop paging indication	从SGW发送到MME或SGSN
95/96	Create bearer request/ response	指示节点安装承载并确认
97/98	Update bearer request	用于从用户面通知控制面节点承载变化

增强型 GTPv1-U

GTP-U仅进行了微小但有效的改进，因此认为没有必要加强协议版本数。因此，我们仍然期望 GTPv1-U，但至少是最新的 Rel. 8。

协议栈本质上与 GTPv2-C 相同，只是相应地替换了层名称和协议。扩展头机制保持不变；如有必要，它允许插入两个元素。

触发消息的UDP源端口（两个八位字节）；
PDCP PDU 编号 − 与无损失特征转移相关；在这种情况下，数据包需要在 EPC 中编号（两个八位字节）。

改进在于在用户平面传输"终端市场"的能力。它用在 eNodeB 间切换过程中，并给出在数据包之后立即激活路径的指示，例如，该功能对于 pre-Rel.8 来说不是必需的，因为 GTP-U 并未在无线接入节点中结束（即不是在 BS 或 NodeB 中）仅存在少量消息。 GTPv1-U，它们列于上表中。

很明显，事实上，通过 GTPv1-U（回声机制和末端标记）可以实现非常有限的信号传递。传输真实用户数据的唯一消息是255类型，即所谓的G-PDU消息；标头之后它携带的唯一信息是来自用户或外部 PDN 设备的原始数据包。

并非所有 GTP-U 隧道实例都列在参考架构中（其目的是捕获网络节点之间不再存在的关联）；临时隧道是可能的 −