原文參考: https://www.linkedin.com/pulse/4g-lte-attach-eps-bearer-setup-procedure-summary-anto-rahen-dhas-m/
LTE的Attach是每一個使用LTE UE一定會做的程序,意指UE對LTE核心網路進行註冊及認證,若沒有進行attach是沒有辦法進行任何的資料傳輸,但是要傳輸資料,除了Attach之外還要進行EPS Bearer Activation。故伴隨而來的就是要建立EPS Bearer
- UE send “Attach Request”to eNB
- initial attach: UE send IMSI
- repeated attach: UE send GUTI (Globally Unique Temporary Identifier)
(當UE連接到LTE網絡之前,GUTI就像MME提供的臨時身份一樣)
- eNB 決定向哪個MME發送請求
- 可以通過輪詢方法來選擇MME
- 可以與DNS服務器聯繫以查找MME。然後,eNB將“Attach Request”轉發給選定的MME。
- MME 請求HSS進行身份驗證 藉由 “Attach Request” message & Serving network ID (SN ID)
SN ID = MCC + MNC- HSS 產生 “Authentication Vectors (RAND, AUTN, XRES, Kasme)”
- UE 產生 “Authentication Vectors (RAND, AUTN, RES, Kasme)”
- MME比較從HSS接收到的XRES和從UE接收到的RES,以對UE進行身份驗證。
- (假設驗證成功) MME向HSS發出update location request(ULR),包括UE的IMSI和MME的主機名
- HSS更新位置寄存器以反映UE位於該MME中。
- 如果存在舊的MME條目,則將觸發HSS發送 cancel location request(CLR)給舊的MME
- HSS 藉由 update location answer(ULA)消息將UE的訂閱信息轉發給MME。
- 例如:此訂戶可以使用此QOS訪問此數據網絡,並使用該QOS訪問該數據網絡。
訂閱信息中將包含類似該信息的內容。
- 例如:此訂戶可以使用此QOS訪問此數據網絡,並使用該QOS訪問該數據網絡。
- 建立 session request from MME to S-GW
- 在DNS查詢的幫助下進行S-GW和P-GW選擇(如DNS服務器過程中的NAPTR記錄)
NAPTR = Naming Authority Pointer - MME將Create session request 轉發到選定的S-GW,包括迄今為止為EPS bearer選擇的APN和QoS設置。
- 在DNS查詢的幫助下進行S-GW和P-GW選擇(如DNS服務器過程中的NAPTR記錄)
- S-GW將從MME接收到的create session request轉發到指示的P-GW
- 該請求將包括此請求的bearer的S-GW IP地址和所選Tunnel End Point ID(TEID),APN和QoS設置。
- P-GW將請求的APN和QoS設置作為輸入(這2個輸入可能來自handset 或HSS)
- P-GW使用PCRF檢查後,為EPS bearer 選擇QoS,並在響應中將其與TEID一起發送給S5 bearer 。
- P-GW也藉由 create session response 為UE分配IP。現在,S5 bearer 被認為已建立。
(已建立EPS bearer 的三個分支之一) - UE的邏輯默認gateway 是P-GW。Create session response 將分配UE的IP地址,QoS和APN for a data session, 可以藉由 wireshark traces 檢查
- P-GW是獨裁者(dictator ),因為它可以直接與PCRF,OCS通信。
- PCRF可以根據written policies來決定QoS,例如:在繁忙時段為用戶分配較小的速度,或者在較少流量時間內為用戶分配較大的速度。
- 然後,S-GW將create session response發到MME
- MME 藉由 eNB 將用戶的IP信息以“Attach Accept”消息的形式發送給UE
- 在同一數據包中,它將“Initial Context setup request”發送到eNB
- MME 紀錄 eNB、S-GW的IP和TEID。
- eNB將“Attach Accept”作為RRC message的一部分轉發到UE,並且還將包括bearer identifier (RB ID)到UE。
- 在創建 radio beare之後,UE確認來自eNB的RRC message
- UE發送Attach Complete消息以確認並接受Attach Accept消息。 (這將轉發到MME。)
- 在發送給MME的Attach Complet中,eNB還發送“Initial context setup response”消息,該消息包括用於與S-GW建立S1-U bearer 的TEID和IP地址
- MME發送Modify Bearer Request消息到S-GW
- 這包括eNB的IP地址和TEID信息。
- S-GW 藉由 S1-U Bearer 以及EPS Bearer 完成確認。
- UE能夠經由P-GW與PDN交換數據
- Modify Bearer Request是基本附加過程中的最後一條消息。因此,成功創建了3條腿。
- UE和eNodeB之間的Uu
- eNodeB和S-GW之間的S1-U
- S-GW和P-GW之間的S5
快速總結
- UE asks to connect to the network (Attach request)
- MME and HSS authenticate the UE (Authentication Vectors (RAND, AUTN, XRES, Kasme))
- MME ask S-GW and P-GW to setup the data session (create session request, Create session response)
- MME forwards the session details to UE (Attach Accept)
- Final Acknowledgments and bearer setup (UE, EnodeB Acknowledges and MME send the Modify Bearer Request)
補充說明
我們剛剛構建了EPS bearer。 S-GW和P-GW之間的S5 bearer,eNB和S-GW之間的S1-U bearer以及UE和eNodeB之間的RB(Radio Bearer)。 S1-U和RB承載組合在一起稱為RAB(Radio Access Bearer),只要用戶處於ECM空閒狀態,就可以斷開連接。 但是S5 Bearer不會隨時斷開連接。 因為您仍然需要IP地址,並且P-GW仍然需要了解您,並且您仍然需要從IMS語音或VOIP PSTN網絡接收呼叫,或者您需要從任何服務器接收推送電子郵件。 每當您聽到“ bearer”一詞時,請考慮user plane path or connection。