檢視 GPRS磅空協議的原始碼

'''GPRS 磅空協議'''（英語：GPRS Tunnelling Protocol，簡稱：GTP）是一組是因為 IP 的通信協議，用於在 GSM、UMTS 和 LTE 網路中承載 GPRS（通用分組無線業務，英語：General Packet Radio Service）。

GTP 協議目前有三个版本：version 二使用佇 LTE 核心網；version 一使用佇 GSM 和 UMTS 網路，嘛應用佇咧 LTE 網路內底以傳輸用戶面數據；version 零是早期版本，被一九九九年標準化的 version 一替代。

==GTP 協議的用途==

===GSM 和 UMTS 網路===

====GPRS 核心網====

GTP 是 GPRS 核心網路使用的主要協議。伊會使 GSM 抑是 UMTS 網路的終端會當佇網路內底徙位，同時會當繼續的通過仝一个 GGSN 連接著網際網路。為著實現這一功能，GTP 協議總是用戶面數據用戶位置所屬的 SGSN 傳輸甲伊開戶信息所對應的 GGSN。

GPRS 核心網使用三種 GTP 協議。

* GTP-U 用佇為著每一个 PDP 頂下文提供一个足濟磅空，用傳輸用戶數據
* GTP-C 用佇咧控制目的，包括講：
* PDP 上下文的建立佮刪除
* GSN 有可及性驗證
* 位置閣較新。比如講，做簽約用戶對一个 SGSN 徙予振動另外一个 SGSN
* GTP'用佇咧對各個 GSN 傳送計費數據到計費網關功能（CGF，英語：Charging Gateway Function）。

GGSN 和 SGSN（合稱做「GSN」）佇咧 UDP 埠頭兩千一百二十三上監聽 GTP-C 消息，佇埠頭兩千一百五十二上監聽 GTP-U 消息。GTP 協議通信會用通過 GPRS 漫遊交換（英語：GPRS Roaming Exchange）是發生佇無仝運營商之間。

_ 計費網關功能 _（CGF，英文：Charging Gateway Function）佇咧 TCP / UDP 埠三千三百八十六上監聽發送自 GSN 的 GTP'消息。核心網發送計費信息到 CGF，計費的信息至少有包括 PDP 上下文激活次數以及終端用戶傳送的數據量。佮 GTP-C 和 GTP-U 無仝，GTP'協議承載的報文通常只佇單個運營商網路內部使用，並無遐爾標準化。運營商會當做較特殊的配置，使用特別的編碼，甚至使用完全無仝的系統來完成計費。

====UMTS 的核心網佮接入網之間（Iu-PS 承喙）====

GPRS 核心網佮 UMTS 接入去網仔內底的 Iu-PS 接喙咧，用戶面嘛用使用 GTP-U 協議。毋過佇控制面頂並無使用 GTP-C，是用 RANAP 協議。GTP-U 的磅空佇咧 Iu-PS 接口嘛是以 RANAP 協議管理的。

===LTE 網路===

LTE 網路內底的 GTP 協議功能佮 GSM / UMTS 網路中基本相仝。佇控制面上 LTE 網路使用 GTPv 二-C，用戶面上使用 GTP-U，計費相關功能使用 GTP'。

佇咧 S 一喙攑（eNodeB 和 SGW 之間）上，用戶面使用 GTP-U 協議。佇接入網 X 二接口（兩个 eNodeB 之間）上，用戶面嘛用使用 GTP-U 協議，控制面使用 X 二 AP。

==協議特性==

所有的 GTP 變種種攏有一寡共有的特性。消息的結構攏是仝款的，GTP 消息頭咧 UDP / TCP 頭了後。

===消息頭===

====GTP 版本一====

GTPv 一消息頭包含如下的欄位：

'''版本（Version）'''
: 長度為三位，對於 GTPv 來講，這个值始終是「一」。

'''協議類型（PT，全稱：Protocol Type）'''
: 長度為一个，取值為一表示 GTP，零表示 GTP'。

'''保留（Reserved）'''
: 長度為一个，保留欄位（著愛為零）。

'''擴展消息頭標誌位（E，全稱：Extension header flag）'''
: 長度為一个，標記敢有存在一个可選的擴展消息頭欄位。

'''序列標誌位（S，全稱：Sequence number flag）'''
: 長度為一个，標記敢有存在一个可選的序列號欄位。

'''N-PDU 號標誌位（PN，全稱：N-PDU number flag）'''
: 長度為一个，標記敢有存在一个可選的 N-PDU 號欄位。

'''消息類型（Message Type）'''
: 長度為八个，指示 GTP 消息的類型。有關於消息類型的定義，請參考三 GPP TS 二十九石頭六空第七由一節。

'''總長度（Total Length）'''
: 長度為十六个，指示消息體長度，單位為字節，無包括講 GTP 頭前八个元組的必選欄位。

'''磅空端點標識（TEID，全稱：Tunnel endpoint identifier）'''
: 長度為三十二位（四个八个元組）， 用佇咧分別 GTP 磅空當中的無仝款。

'''序列號（Sequence number）'''
: 可選欄位，長度為十六个。當 E、S 抑是 PN 位中的任意一个取值為一時，這个欄位存在的。干焦做 S 位為一時，這个欄位著愛予人解破。

'''N-PDU 號（N-PDU number）'''
: 可選欄位，長度為八个。當 E、S 抑是 PN 位中的任意一个取值為一時，這个欄位存在的。干焦做 PN 位為一時，這个欄位著愛予人解破。

'''後一擴展消息頭類型（Next extension header type）'''
: 可選欄位，長度為八个。當 E、S 抑是 PN 位中的任意一个取值為一時，這个欄位存在的。干焦做 E 位為一時，這个欄位著愛予人解破。

後一擴展消息頭如下：

'''長度（Length）'''
: 長度為八个。這个欄位指出本擴展消息頭的長度，包括長度（這个欄位本身）、 內容佮下一擴展消息頭欄位，以四个八个元組做單位，所以擴展消息頭的長度著愛是四的倍數。

'''內容（Contents）'''
: 擴展消息頭內容。

'''後一擴展消息頭（Next extension header）'''
: 長度為八个。伊指出後一擴展消息頭的類型，取值為零表示無存在後一个擴展消息頭。通過這个欄位會當實現濟濟擴展消息頭的串聯。

====GTP 版本二====

伊嘛予人號做「進化版 GTP」（evolved-GTP）抑是「eGTP」。 GTPv 二-C 消息頭包含如下的欄位：

注意：無存在 GTPv 二-U 協議。佇咧 LTE 中的 GTP-U 猶是用 GTPv 一-U。

'''版本號：長度為三位，對於 GTPv 二來講，這个值始終是「二」。'''
'''寄話帶消息標誌位（Piggybacking flag）'''
: 若予人𫞼做一个，則佇這條消息後壁會有另外一條帶有完整消息頭的 GTP 消息。協議里具體規定了逐種的消息會當紮的消息類型。

'''TEID 標誌位（TEID flag）'''
: 若予人𫞼做一个，著 TEID 欄位存在的。只有 Echo Request 和 Echo Response 消息莫紮 TEID 欄位。

'''總長度（Total length）'''
: 包括消息頭佮消息體的消息總長度（除去必選欄位所在的前四个八位元組）。

===連接機制===

除了共同的消息結構以外，GTP 協議猶閣有一个共同的機制來驗證兩个節點之間的連接。這款機制是靠以下兩種消息實現：

* Echo Request
* Echo Response

每隔六十秒，一个網元會當向逐个有活跳連接的對端發送一个 Echo Request，來確認連接有效。若對端無回復 Echo Response，是伊會當予人看做是延延機，就愛活跳跳共你斂掉。

各種 GTP 協議除了欲寫二个消息以外，無共通的消息類型。也就是講，GTP-C，GTP-U 和 GTP'基本上是三種獨立的協議。

===GTP-C-GTP 控制面===

GTP-C 協議是 GTP 標準的「'''控制'''」部份。做一个簽約用戶請求一个 PDP 上下文，SGSN 將發送一个「_ 創建 PDP 上下文請求 _」（Create PDP Context Request）的消息予 GGSN，予出該簽約用戶的請求的明細。該 GGSN 將發送一个「_ 創建 PDP 上下文響應 _」（Create PDP Context Response）消息，這个消息會欲按怎予人激出的 PDP 上下文內容，欲按怎指出一个失敗，佮該失敗的原因。版本一和版本二的 GTP-C 消息使用 UDP 埠頭兩千一百二十三。

佇咧 LTE 核心網站，'''GTPv 二-C'''咧協議負責佇 S 一、S 五 / S 八等接口上創建、維持佮刣除隧道。伊予人用佇控制面路徑管理（control plane path management）、 磅空管理（tunnel management）佮移動性管理（mobility management）。 伊嘛控制轉發位置閣較消息、SRNS 上下文、並佇咧 LTE 網間切換中創建轉發磅空。

===GTP-U-GTP 用戶數據磅空===

GTP-U 是一个較簡單的因為 IP 的磅空協議，伊允准佇逐个捀點集之間建立濟濟个磅空。UMTS 網路內底，逐个簽約用戶有至少一个磅空。每一个激活的 PDP 上下文有至少一个磅空，做磅空加於一个時陣，加出來的磅空做特定的服務提供特定的捀到捀 QoS。

逐个若隧道由一个 GTP-U 消息內底的 TEID（磅空端點標識符，{ { lang-en | Tunnel Endpoint Identifier }）標識。TEID 應當是一个動態分配的隨機數。若這个隨機數會當達到密碼級水平，則會當抵禦一定程度的攻擊。就算按呢，三 GPP 標準猶原要求所有的 GTP 流量，包括用戶數據，攏應當佇安全私有網路內底予人發送，袂當直接連接著網際網路。GTP-U 使用 UDP 埠頭兩千一百五十二。

佇咧 LTE 核心網站，使用'''GTPv 一-U'''協議佇咧 GTP 磅空頂懸 S 一、S 五 / S 八等接口上交換用戶數據。UE 所收的 IP 包包咧予打包咧 GTPv 一-U 的包中，並佇咧 P-GW 和 eNodeB 之間的各段磅空當中傳輸。LTE 網路的 X 二接口，即 eNodeB 中間的接口上，用戶面來協議使用的嘛是 GTPv 一-U。

===GTP'-計費傳輸===

GTP'協議予人用佇向的 CGF（計費網關功能，英語：Charging Gateway Function）傳輸計費數據。GTP'使用 TCP / UDP 埠三千三百八十六。

===協議棧===

GTP 協議需要被承載佇咧 UDP 協議上。早期版本 GTPv 空嘛允准 TCP 傳輸。

GTPv 無是較早的 GTP 協議，控制面佮用戶面使用仝款的埠頭。

GTPv 一於一九九九年在三 GPP TS 二交九千空六十版本三石三 . 空中被標準化。實際上是兩个協議，一个用於控制面（予人叫做是「GTP-C」）， 另外一个若用戶數據磅空（予人叫做是「GTP-U」）。

GTP-U 佇咧 UMTS 彼个網路內底嘛有予人用著 RNC 往 SGSN（即 Iu-PS 接喙咧）傳送用戶數據。毋過，現此時控制面使用的是 RANAP 協議毋是 GTP-C。

==GTP 的歷史版本==

GTP 的原型版（版本零）與三 G / LTE 核心網中使用中間的版本一和版本二有顯示的無仝：

* 磅空標識符（TEID）是足隨機的；
* 除了 IP 協議，嘛支持傳輸 X . 二十五協議的數據；
* 所有的功能攏使用固定的三千三百八十六埠頭（無成佇咧 GTPv 一中干焦用著計費）；
* 除了 UDP 以外，嘛會使用 TCP 協議作為傳輸層；
* 佮簽約用戶相關的欄位，比如講 QoS，相對較少。

版本的零中的非隨機 TEID有安全性問題：當一个攻擊者對任一漫遊合作同伴網路有訪問權限的時，抑是會當揣著其他一寡方式來遠程 GPRS 骨幹網發送消息包的時陣，就會當干擾網路運行。版本空這馬差不多已完全被版本一所替代。就算按呢，新版本的標準猶原有聲明，GSN 著愛支持較舊的版本。幸運的是，會當用簡單的 IP 訪問列表來禁止 v 空使用的三千三百八十六埠頭，對封鎖版本零。

==GTP 標準化==

GTP 原本是佇咧 ETSI（European Telecommunications Standards Institute）的 GSM 標準九石六空中被標準化的。隨著 UMTS 標準的創建，伊予徙去到三 GPP。到二空空五年，三 GPP 共做三个 GPP 標準二十九石碾空六空來維護。GTP'使用仝款的消息格式，但是伊的使用獨立的標準三十二孵二九五，並且定義矣伊所傳輸的計費數據的標準化格式。

TS 二十九孵空六空的後續版本取消矣著 GTPv 一和 v 空互聯的支持，因此若佇網路內底有 GSN 干焦支持 v 零的話，使用 v 一協議的其他的網元嘛袂降到 v 零落去配合。

GTPv 二（用佇咧 EPC，即 LTE 核心網）佇二空空八年進入草的階段，並佇仝年十二月的時陣發布。使用 GTPv 一的「版本無支持」機制，GTPv 二支持到 GTPv 一个降級運行，毋過無提供著 GTPv 零的降級運行。

==參見==

* 代理徙振動 IPv 六（Proxy Mobile IPv 六）
* 徙振動 IP（Mobile IP）

==參考資料==

==外部連結==

* 三 GPP 官方網站
* GPRS 磅空協議版本二（GTPv 二）抑是進化版 GTP（eGTP）的免費佮開源的實現
* GTP 問答

[[分類: 待校正]]