UMTS - GPRS隧道协议

GPRS隧道协议（GTP）的生成实际上是不可能的，但也不希望将其提供给新系统，但是，另一方面，完全可以理解，为了能够与传统PS世界顺利交互并支持新系统所需的功能，也需要进行改进。

GPRS隧道协议（GTP）

GTP协议旨在对GPRS中的数据单元和控制消息进行隧道传输和封装。自其在20世纪90年代后期设计以来，它已被大规模部署，并且积累了丰富的经验。

用于演进的3GPP系统的GTP有两种变体，控制平面和用户平面。GTP-C管理控制平面信令，除了用户纯净的数据传输协议GTP-U之外，它是必需的；它被称为用户平面。当前适用于EPS的版本是GTPv1-U和GTPv2-C。

GTP的特点是它支持在其主GTP隧道持有者内分离流量，或者换句话说，能够将它们组合在一起并处理承载。GTP隧道的端点由TEID（隧道端点标识符）识别；它们由对等实体在本地级别为上行链路和下行链路分配，并在它们之间横向报告。TEID在特定示例PDN连接上的S5和S8以及EU上的S3/S4/S10/S11接口上以不同的粒度使用。

GPRS隧道协议的控制平面

GTPv2-C用于EPC信令接口（包括至少Rel. 8的SGSN）。例如 -

• S3（SGSN和MME之间），
• S4（SGSN和服务网关之间），
• S5和S8（服务网关和PDN网关之间），
• S10（两个MME之间），以及
• S11（MME和服务网关之间）。

与此相对应，一个典型的GTPv2-C协议数据单元（如上图所示），GTP的特定部分以IP和UDP报头开头，它由一个GTPv2-C报头和包含GTPv2-C可变信息的部分组成，其数量、长度和格式取决于消息的类型。由于不支持回显和协议版本通知，因此不存在TEID信息。在此版本的协议中，版本显然固定设置为2。

GTP具有复杂的遗留扩展报头机制；它在大多数GTPv2-C中未使用。消息类型在第二个字节中定义（因此可以为将来的扩展定义最多256条消息）。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，在对侧/接收侧是单个值；它允许在非常频繁的情况下在同一端对多个隧道进行复用和解复用，必须区分GTP隧道。

增强型GTPv1-U

GTP-U只应用了少量但有效的改进，因此认为没有必要加强协议版本的数量。因此，我们仍然期望GTPv1-U，但至少在其最新的Rel. 8中。

协议栈基本上与GTPv2-C相同，只是层名称和协议相应地替换了。扩展报头机制保留在原位；如果需要，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 - 与无损特征传输相关；在这种情况下，数据包需要在EPC中编号（两个八位字节）。

改进是能够在用户平面中传输“端市场”。它用于eNodeB之间的切换过程中，并指示在数据包之后立即激活路径，例如，在Rel.8之前不需要此功能，因为GTP-U没有以无线接入节点（即不是在BS或NodeB中）结束，只有少数消息存在GTPv1-U，它们列在上表中。

很明显，实际上可以通过GTPv1-U进行非常有限的信令（回显机制和端标记）。唯一传输真实用户数据的报文类型为255，即所谓的G-PDU报文；它携带的唯一信息（在报头之后）是来自用户或外部PDN设备的原始数据包。

参考架构中并未列出所有GTP-U隧道实例（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 -

• 两个服务网关之间，适用于基于S1的传输，如果服务被移动到GW；

• 两个SGSN之间，对应于先前的情况，但在传统PS网络中；

• 两个RNC之间，适用于3G PS网络中RNC的重新定位（与EPC无关，这里只是为了完整性而提及）。