核心网络基础节点（手机上网的核心-核心网）

在前面已经介绍过移动通信的大概过程，今天说一下当到了核心网的时候信息又是怎么样进行处理的，那么我们就不得不说一下在核心网中的核心节点，这些节点各自有各自的功能，且必不可少，所以下面我们就先介绍一下这些节点以及它们的一些功能：

MME:

MME（Mobility Management Entity）是3GPP协议LTE接入网络的关键控制节点，它负责空闲模式的UE(User Equipment)的定位，传呼过程，包括中继，简单的说MME是负责信令处理部分。

它涉及到bearer激活/关闭过程，并且当一个UE初始化并且连接到时为这个UE选择一个SGW(Serving GateWay)。通过和HSS交互认证一个用户，为一个用户分配一个临时ID。MME同时支持在法律许可的范围内，进行拦截、监听。MME为2G/3G接入网络提供了控制函数接口，通过S3接口。为漫游UEs，面向HSS同样提供了S6a接口。

主要功能：

1.移动性管理：附着/去附着，跟踪区域更新，切换和寻呼。移动网络必须清楚知晓用户当前的位置信息，对EPC网络自然也不例外。EPC网络中的位置区称为TA（Tracking Area），它与MSCS管理的位置区LA（Location Area）和SGSN管理的路由区RA（Routing Area）类似，用于EPC系统的用户移动性管理。根据场景不同，可分为：同一MME内不同eNodeB之间的位置更新、不同MME之间的位置更新、周期性位置更新等，所有位置更新成功的结果是终端将当前自己所在的位置区TA通知到网络，并在MME、HSS网元中记录下来。

2.接入控制：MME通过鉴权功能实现网络和用户之间的相互鉴权和密钥协商，确保用户请求的业务在当前网络中可用。

3.会话管理：对建立会话必须的承载的管理，默认承载和专用承载。

4.网元的选择：PGW和SGW的选择。当用户有数据业务请求时，MME需要选择一个SGW/PGW，将用户数据包转发出去。

5.信息存储：MME要保存用户的状态，MME上下文和EPS承载上下文信息。包括用户标示，跟踪区域更新信息，鉴权信息，安全算法，网元地址，QOS参数等。

6.业务连续性：MME还能支持EPS与2/3G建立的业务互连互通。

总体来说，MME类似于SGSN网元的控制面功能，将网元控制面与用户面功能的分离更有利于网络扁平化的部署。MME除以上移动性管理等功能之外，还负责合法监听、用户漫游控制以及安全认证等方面的管理。

PGW：

PGW（PDN GateWay，PDN网关）是移动通信网络EPC中的重要网元。EPC网络实际上是原3G核心网PS域的演进版本，而PGW也相当于是一个演进了的GGSN网元，其功能和作用与原GGSN网元相当。

在EPC系统中引入的PGW网元实体，其英文全称为PDN Gateway，它类似于GGSN网元的功能，为EPC网络的边界网关，提供用户的会话管理和承载控制、数据转发、IP地址分配以及非3GPP用户接入等功能。它是3GPP接入和非3GPP接入公用数据网络PDN的锚点。所谓3GPP接入，是指3GPP标准家族出来的无线接入技术，比如我国目前中国移动和中国联通的手机，就是3GPP接入技术；所谓非3GPP接入，就是3GPP标准家族以外的无线接入技术，典型的比如中国电信的CDMA接入技术以及目前流行的WiFi接入技术等。就是说，在EPC网络中，移动终端如果是非3GPP接入，它可以不经过MME网元和SGW网元，但一定会经过PGW网元，才能接入到PDN。

主要功能：

1.IP地址分配：用户UE的IP地址是由PGW来分配的，分为静态分配和动态分配，地址包括IPv4和IPv6。

2.会话管理：支持EPS承载管理功能，建立，修改，释放，能根据APN进行域名解析并寻址到外网。

3.PCRF的选择。

4.路由选择和数据的转发。

5.QOS参数控制。

6.计费。

7.策略和计费执行。

SGW（Serving GateWay，服务网关）是移动通信网络EPC中的重要网元。EPC网络实际上是原3G核心网PS域的演进版本，而SGW的功能和作用与原3G核心网SGSN网元的用户面相当，即在新的EPC网络中，控制面功能和媒体面功能分离更加彻底。在EPC系统中引入的SGW网元实体，其英文全称为Serving Gateway，它是EPC网络的用户面接入服务网关，相当于传统SGSN的用户面功能。

SGW：

主要功能：

1.会话管理：SGW能对承载进行建立，修改，释放，可以存储EPS承载上下文信息。

2.路由选择和数据的转发：eNodeB间切换时，SGW作为本地锚点在路径转发后，向源eNodeB发送结束标识，从新排序功能。

3.QOS参数控制：支持EPS承载的主要QOS参数。

4.计费。

5.存储信息。

SGW网元的功能相对简单，它只需要在MME的控制下进行数据包的路由和转发，即将接收到的用户数据转发给指定的PGW网元，又因为接收和发送均为GTP协议数据包，从而也不需要对数据包进行格式转化，简单来讲SGW就是GTP协议数据包的双向传输通道。

PCRF:

PCRF(Policy and Charging Rules Function)

策略与计费规则功能单元

PCRF是业务数据流和IP承载资源的策略与计费控制策略决策点，它为PCEF（策略与计费执行功能单元）选择及提供可用的策略和计费控制决策。

作用：

引入PCRF后，在网络中就可实施QoS保障技术，这样运营商也就可以在网络中提供用户差分服务和业务的差异化服务。这样，利用PCRF节点的控制功能，可以为运营商带来如下几点好处：

运营商可以通过GGSN与PCRF的互控对可实现对用户的每个业务的带宽进行限制。这样可以防止网络中的资源滥用。其中一个典型情形是特定应用可能会消耗大量的可用网络资源。针对同一用户在网络中使用不同应用，运营商能够基于PCRF对每个IP流或每个应用限制用户话务。

运营商可以通过PS数据域的QoS保障机制对以对用户和业务进行精细的差分化管理和控制。这对开展PS数据业务具有重要的影响。

运营商可以通过对不同的用户等级（如预付费用户）进行用户服务区分，进而为用户提供差异化服务。例如当用户的业务使用流量达到一定的门限时，进行降低QoS 服务质量等控制。

运营商对于少量用户进行QoS 控制，从而为大多数用户保障网络的资源，提高网络的服务品质。更加合理地管理网络资源就可以提高了用户业务感受度，更加优化网络的资源利用。

有利运营商控制实时和增值业务。运营商可以为一些实时的业务提供带宽保障，从而为PS业务和网络的发展提供更大的成长空间。这个节点就是可以控制你上网快慢限制网速的节点，只需要修改一下QOS参数，你的网速大不一样。

HSS：

归属签约用户服务器（Home Subscriber Server，HSS）是3GPP在R5引入IMS时提出的概念，其功能与HLR类似但更加强大，支持更多接口，可以处理更多的用户信息。

Home Subscriber Server，即HSS服务器缩写，是IMS（IP Multimedia Subsystem，IP多媒体子系统）中控制层的重要组成部分。

HSS支持用于处理调用/会话的IMS网络实体的主要用户数据库。它包含用户配置文件，执行用户的身份验证和授权，并可提供有关用户物理位置的信息。它类似于GSM Home Location Register。与HSS通信的实体是应用服务器（AS）和 呼叫会话控制功能服务器 (CSCF），其中应用服务器以IMS环境为宿主并执行其中的服务。用户配置文件包含有关当前用户的信息——通常S-CSCF（业务-呼叫会话控制功能）会在用户进行网络注册时下载和使用这个文件。

HSS所提供的功能包括IP多媒体功能、PS域必需的HLR功能及CS域必需的HLR功能。

HSS可处理的信息包括：用户识别、编号和地址信息；用户安全信息，即针对鉴权和授权的网络接入控制信息；用户定位信息，即HSS支持用户登记、存储位置信息；用户清单信息。这个节点是存储你在营业厅办理业务时的个人信息的以及手机上网所必需的运营商的默认APN，默认的QOS，IMSI等信息，在你手机上网初次附着是用于鉴定用户身份。

好了，今天的内容就先说到这里，接下来我们就将更深入的来观察我们形影的不离的手机是怎么为我们的生活提供服务的，欢迎各位读者关注阅读！

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