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S5/S8 接口文档

与 SGW-C 的 GTP-C 通信

OmniPGW 由 Omnitouch 网络服务提供

概述​

S5/S8 接口 使用 GTP-C v2（GPRS 隧道协议 - 控制面）协议将 OmniPGW 连接到 SGW-C（服务网关控制平面）。此接口处理网关之间的会话管理信令。

协议细节​

GTP-C 版本 2​

  • 协议： GTP-C v2 (3GPP TS 29.274)
  • 传输： UDP
  • 端口： 2123（标准）
  • 接口类型： 控制面

TEID（隧道端点标识符）​

每个会话都有一个唯一的 TEID 用于路由消息：

  • 本地 TEID - 由 OmniPGW 分配用于传入消息
  • 远程 TEID - 由 SGW-C 分配用于传出消息
消息流：
  SGW-C → OmniPGW: 目标 TEID = OmniPGW 的本地 TEID
  OmniPGW → SGW-C: 目标 TEID = SGW-C 的远程 TEID

配置​

基本配置​

# config/runtime.exs
config :pgw_c,
  s5s8: %{
    # S5/S8 接口的本地 IPv4 地址
    local_ipv4_address: "10.0.0.20",

    # 可选：本地 IPv6 地址
    local_ipv6_address: nil,

    # 可选：覆盖默认端口
    local_port: 2123
  }

网络要求​

防火墙规则：

# 允许来自 SGW-C 网络的 GTP-C
iptables -A INPUT -p udp --dport 2123 -s <sgw_network>/24 -j ACCEPT

# 允许向 SGW-C 的出站 GTP-C
iptables -A OUTPUT -p udp --dport 2123 -d <sgw_network>/24 -j ACCEPT

路由：

# 确保到 SGW-C 网络的路由
ip route add <sgw_network>/24 via <gateway_ip> dev eth0

消息类型​

S5/S8 接口处理 PDN 会话管理的 GTP-C 信令。有关详细的会话生命周期和状态管理，请参见 会话管理指南。

会话管理​

创建会话请求​

方向： SGW-C → OmniPGW

目的： 建立新的 PDN 连接

关键信息元素（IEs）：

IE 名称类型描述
IMSI身份国际移动用户身份
MSISDN身份手机号码
APN字符串接入点名称（例如，“internet”）
RAT 类型枚举无线接入技术（EUTRAN）
承载上下文分组默认承载信息
UE 时区时间戳UE 的时区
ULI分组用户位置信息（TAI, ECGI）
服务网络PLMN服务网络的 MCC/MNC

示例：

创建会话请求
├── IMSI: 310260123456789
├── MSISDN: 14155551234
├── APN: internet
├── RAT 类型: EUTRAN (6)
├── 承载上下文
│   ├── EBI: 5
│   ├── 承载 QoS (QCI 9, ARP, 比特率)
│   └── S5/S8 F-TEID (SGW-U 隧道端点)
└── ULI
    ├── TAI: MCC 310, MNC 260, TAC 12345
    └── ECGI: MCC 310, MNC 260, ECI 67890

创建会话响应​

方向： OmniPGW → SGW-C

目的： 确认会话创建

关键 IEs：

IE 名称类型描述
原因结果成功或错误代码
承载上下文分组承载信息
PDN 地址分配IP分配的 UE IP 地址（见 UE IP 分配）
APN 限制枚举APN 使用限制
PCO选项协议配置选项（见 PCO 配置）

成功响应：

创建会话响应
├── ���因: 请求接受 (16)
├── PDN 地址分配
│   └── IPv4: 100.64.1.42
├── 承载上下文
│   ├── EBI: 5
│   ├── 原因: 请求接受
│   └── S5/S8 F-TEID (PGW-U 隧道端点来自 PFCP)
├── APN 限制: Public-1 (1)
└── PCO
    ├── DNS 服务器: 8.8.8.8
    ├── DNS 服务器: 8.8.4.4
    └── 链路 MTU: 1400

删除会话请求​

方向： SGW-C → OmniPGW

目的： 终止 PDN 连接

关键 IEs：

IE 名称描述
EBI要删除的 EPS 承载 ID
关联 EBI相关承载（可选）

删除会话响应​

方向： OmniPGW → SGW-C

目的： 确认会话删除

关键 IEs：

IE 名称描述
原因成功或错误代码

承载管理​

创建承载请求​

方向： OmniPGW → SGW-C

目的： 创建专用承载（由 PCRF 策略发起）

触发条件：

  • PCRF 发送新的 PCC 规则要求专用承载
  • OmniPGW 请求 SGW-C 建立承载

删除承载请求​

方向： OmniPGW → SGW-C 或 SGW-C → OmniPGW

目的： 删除专用承载

场景：

  • PGW 发起： PCRF 策略更改移除专用承载
  • SGW 发起： 无线资源释放

消���流​

会话建立​

会话终止​

原因代码​

成功​

代码名称描述
16请求接受操作成功

错误（永久故障）​

代码名称使用时机
65用户未知PCRF 拒绝（IMSI 未找到）
66无可用资源IP 池耗��
93服务不支持无效的 APN
94TFT 中的语义错误无效的流量流模板

错误（瞬时故障）​

代码名称使用时机
72远程对等方未响应PCRF/PGW-U 超时
73与网络发起的请求冲突同时操作

监控​

S5/S8 指标​

# 消息计数器
s5s8_inbound_messages_total{message_type="create_session_request"}
s5s8_inbound_messages_total{message_type="delete_session_request"}

# 错误计数器
s5s8_inbound_errors_total

# 消息处理延迟
s5s8_inbound_handling_duration_bucket

# 活动 TEID
teid_registry_count

有用的查询​

会话创建率：

rate(s5s8_inbound_messages_total{message_type="create_session_request"}[5m])

错误率：

rate(s5s8_inbound_errors_total[5m])

延迟（p95）：

histogram_quantile(0.95,
  rate(s5s8_inbound_handling_duration_bucket{request_message_type="create_session_request"}[5m])
)

故障排除​

问题：没有来自 OmniPGW 的响应​

症状：

  • SGW-C 发送创建会话请求
  • 没有收到响应
  • SGW-C 超时

原因：

  1. 网络连接问题
  2. OmniPGW 没有在配置的 IP 上监听
  3. 防火墙阻止 UDP 2123
  4. 请求中的 TEID 错误

调试：

# 检查 OmniPGW 是否在监听
netstat -ulnp | grep 2123

# 检查传入数据包
tcpdump -i any -n port 2123

# 验证配置
grep "local_ipv4_address" config/runtime.exs

# 检查防火墙
iptables -L -n | grep 2123

问题：会话创建失败​

症状：

  • 创建会话响应带有错误原因
  • 会话未建立

常见原因：

原因 65（用户未知）：
  → PCRF 拒绝用户
  → 检查 HSS/SPR 中的 IMSI

原因 66（无资源）：
  → IP 池耗尽
  → 检查: curl http://pgw:9090/metrics | grep address_registry_count
  → 扩展 IP 池

原因 72（远程对等方未响应）：
  → PCRF 超时或 PGW-U 不可用
  → 检查 Gx 连接
  → 检查 PFCP 关联

问题：TEID 冲突​

症状：

  • 消息路由到错误的会话
  • 意外行为

原因：

  • TEID 在清理之前被重用
  • TEID 分配中的错误

解决方案：

  • 确保 TEID 分配唯一
  • 检查 TEID 注册表是否有泄漏

最佳实践​

网络设计​

  1. 专用网络接口

    • 为 S5/S8 使用单独的 VLAN
    • 与管理流量隔离

  2. MTU 优化

    • 确保 MTU 支持 GTP 头
    • 最小 MTU：1500 字节（1464 有效负载 + 36 GTP）

  3. 冗余

    • 多个 OmniPGW 实例
    • ��� SGW-C 进行基于 DNS 的负载均衡

性能​

  1. UDP 缓冲区大小

    • 为高负载增加套接字缓冲区
    • 典型：每个套接字 4-8 MB

  2. 连接限制

    • 计划预期的会话数量
    • 监控 TEID 注册表计数

安全​

  1. IP 过滤

    • 仅允许来自已知 SGW-C IP 的 GTP-C
    • 使用 iptables 或网络 ACL

  2. 消息验证

    • OmniPGW 验证所有传入消息
    • 拒绝格式错误的 GTP-C 数据包

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核心功能​

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操作​

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