4GVPDN业务中终端不能上传账号的问题分析.docx
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4GVPDN业务中终端不能上传账号的问题分析
4GVPDN业务中终端不能上传账号的问题分析
中国电信云南公司省NOC交换核心网团队陈江
案例摘要：
VPDN业务开通和测试过程中发现：
有的终端，在绑定内网（即只有VPDN业务，没有开通INTERNET）的时候，附着时没有携带必要参数User-Name信息，导致AAA认证失败，整个附着流程无法继续进行。
经过多次测试和分析确定为终端问题，需要终端进行升级改造解决，并提供参考建议。
关键词：
4GVPDN附着User-NamePGW参数
1问题描述
在VPDN业务开通和测试过程中发现：
有的终端，在绑定内网（即只有VPDN业务，没有开通INTERNET）的时候，附着时没有携带必要参数User-Name信息，导致AAA认证失败，整个附着流程无法继续进行。
2问题分析
2.1VPDN业务介绍
根据集团规范，以及现场实际情况，我省采用了L2tp隧道的VPDN方式。
2.2网络架构
4G网络基于L2tp隧道的VPDN业务网络架构图
2.3涉及的4G核心网网元
4G核心网在VPDN业务中，主要涉及网元及对应角色如下：
网元
VPDN业务角色
功能
MME/HSGW/SGW
网络接入
PGW
LAC
隧道、会话建立起点
HSS/3GPPAAA
VPDN用户模板
4G用户鉴权
2.4VPDN业务流程
无论是LTE接入还是EHRPD接入，都是终端通过无线将附着请求发送到核心网，通过PGW触发VPDN隧道/会话的建立。
当PGW收到VPDN用户的附着请求时，会向AAA服务器发送一次认证请求，认证请求通过，AAA会向PGW返回相关信息。
PGW在收到必要的参数后，将会向LNS发起隧道/会话的建立请求，LNS将相关信息发给LNSAAA认证，通过后，再进行一系列的LCP协商、PAP/CHAP协商、IPCP协商，协商通过，就可以发起计费请求与回应。
至此，整个流程结束，可以进行VPDN业务。
集团公司VPDN规范规定PGW向AAA请求Access-Request时需携带信息：
参数
选项
备注
User-Name
M
PGW从终端附着是PCO消息中获取
User-Password
O
PGW从终端附着是PCO消息中获取
CHAP-Password
O
PGW从终端附着是PCO消息中获取
NAS-IP-Address
Oc
PGWRADIUSClientIP地址
Called-Station-Id
M
填充为APN
Calling-Station-Id
Oc
填充为MSISDN
CHAP-Challenge
Oc
PGW从终端附着是PCO消息中获取
IMSI
O
填充为IMSI
其中M为必选参数
AAA向PGW返回Access-Accept时需携带信息：
参数
选项
备注
User-Name
O
Tunnel-Type
Oc
集团定义为3
Tunnel-Medium-Type
Oc
集团定义为1：
IPV4
Tunnel-Server-Endpoint
Oc
LNSIP地址
Tunnel-Password
Oc
LNS和LAC之间密码
Tunnel-Private-Group-ID
O
Tunnel-Assignment-ID
Oc
Tunnel-Preference
O
Tunnel-Client-Auth-ID
O
Tunnel-Server-Auth-ID
O
3问题排查
3.1正常终端附着时信令情况
3.1.1正常终端在发起VPDN业务的必带参数：
正常附着时，可以看到主要参数：
PGW->AAARadiusAccessRequest消息中UserName字段是有具体参数值。
相关参数是从终端上报的PCO消息中提取的。
3.1.2情况1:
附着前终端就已经选择了VPDN的APN：
附着前终端就已经选择了VPDN的APN时（即在开机/关闭飞行模式前已经选好了APN），在终端上报给MME的信令ESMinformationresponse中携带正确的APN，PCO字段中携带正确的账号、密码。
见下图：
3.1.3情况2：
终端附着前选择了外网的APN时
终端附着前选择了外网的APN时（即在开机/关闭飞行模式前已经选好了APN），在终端上报给MME的信令ESMinformationresponse中携带的是外网的APN，外网附着通过；切换到VPDN时，终端会发起去附着请求，然后再发起一个VPDN的附着请求。
整体流程图，外网附着完成，去附着，VPDN附着完成：
第一次附着的是外网，在ESMinformationresponse信令中只携带外网APN，无其它参数
第二次附着是VPDN，在ESMinformationresponse信令中携带正确的APN，账号、密码等参数
3.1.4正常终端绑定内网的情况
前文提过，按照集团规范定义必带参数是：
账号（在UserNmae字段携带），APN，两个参数。
正常终端附着前已经选择VPDN的APN时，附着流程与章节3.1.2相同，此时终端能够正常使用VPDN。
如果正常终端当附着前选择的是外网APN时，由于终端携带的参数都不正确，此时附着会被拒绝，用户也不能正常使用VPDN。
正常终端绑定内网选择外网APN时，附着也不成功，如下图所示：
可以看到选择外网ANP时，终端携带的是外网APN，PCO字段中不携带任何账号、密码等信息。
3.2异常终端附着时信令
测试中发现，很多终端，操作界面看到选择了VPDN的APN，但是信令中看到其实终端没有使用选定的APN上报信息，而使用了一些如ctlte、ctnet。
3.2.1异常终端发起VPDN业务时的参数情况
异常终端附着情况，主要参数：
PGW->AAARadiusAccessRequest消息中UserName字段没有值，或者带错误的值，如下图所示：
3.2.2异常终端携带信息情况
携带错误的APN和错误的账号、或密码：
3.2.3部分异常终端在不绑定内网时可以使用VPDN情况
1、附着前选择的是外网APN
此类终端，在附着前选择的是外网APN（即在开机/关闭飞行模式前已经选好了APN），其过程与正常终端流程相同，见章节3.1.3。
虽然终端携带上来的错误的/多余的信息，但是，附着外网时，并不需要到AAA认证，也不检测那些信息，所以外网能够正常附着。
当从外网APN切换到VPDN的时候，终端可能不会成功，因为终端携带的APN名称不对；但反复重启，有可能会携带正确APN，从而附着成功。
2、附着前选择的是VPDN的APN
此类终端，在附着前选择了VPDN的APN时（即在开机/关闭飞行模式前已经选好了APN），实际上终端上报给MME的信令ESMinformationresponse中携带的还是外网的APN，外网附着通过。
此时终端还会主动发起一个新的PDN连接请求，在信令PDNconnetctivityrequest中会携带正确的APN，PCO字段中携带正确的账号、密码。
整个流程见下图所示：
可见初始附着携带的也是外网APN，如下图所示：
而新建PDN连接携带了VPDN正确的参数信息，如下图示：
此时终端可能占有两个ip地址的，一个是外网的ip地址，一个是内网的ip地址
3.2.4测试情况汇总
异常终端有可能出现以下几种状况，不论那种情况，最终都是携带的账号信息有误导致附着失败：
1、不管是否绑定内网都不能成功附着。
此种终端就是无论如何设置都不能携带账号信息。
2、不绑定内网可以成功附着。
此种终端是上报信息是混乱的，常见为没有以选定APN来附着，或者选的APN是外网的，但是会带VPDN的参数。
3、LTE网络下能够成功，eHRPD网络不能成功。
4问题处理及建议
4.1采用GRE方式
如果采用GRE隧道方式，不需要账号信息。
就不存在上述问题，但安全性没有L2tp方式高。
按照电信集团规范，我省内VPDN搭建时，企业既有3G、又有4G，就必须选用L2tp的方式，不能使用GRE方式。
4.2终端升级
在开通测试过程中已经证明，部分终端是可以通过升级终端软件，解决账号携带问题的。
4.3多pdn连接技术
有的异常终端为什么在不绑定内网的情况下可以成功附着，是终端有多pdn连接。
即终端会有两个连接，一个外网连接，一个内网连接。
这个过程是终端自行发起的，从信令上可以看出，终端首先用外网APN进行了附着，接着用内网APN再次附着。
此时终端可能占有两个ip地址的，一个是外网的ip地址，一个是内网的ip地址
4.4电信集团4GVPDN规范参考
电信集团公司下发4GVPDN规范《中国电信网发〔2014〕13号集团4G-VPDN技术规范》中描述了对L2tp、GRE的选择：
在本规范中还明确规定了终端对相关字段携带的要求：
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