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移动通信原理与设备
1.6.5.3 5.5.3 GGSN设备

5.5.3 GGSN设备

GGSN是GPRS网络与外部PDN相连的网关。下面对华为GGSN9811设备进行介绍。

1.概述

GGSN9811的硬件基于华为成熟的USR平台,采用华为B68-22机柜,典型的机柜配置如图5-25所示(1U=44.45 mm),典型的机柜外观如图5-26所示。

GGSN9811采用了多种可靠性和冗余备份措施,如电源模块1+1热备份。交换和路由单元(Switching and Routing Unit,SRU)和业务处理单元(Service Processing Unit,SPU)是1∶1热备份。所有单板都支持在线热插拔。

2.单板名称及功能

GGSN9811典型的单板板位配置如图5-27所示。

(1)SRU板

SRU(Switching and routing unit,交换与路由单元)是系统管理的核心电路板。SPU板采用1∶1热备份。整个GGSN9811只需配置主备两块SRU板,固定配置在9号、10号槽位。

SRU实现的主要功能包括:

①SRU板负责搜集路由信息,并根据网络拓扑结构和用户定义的策略生成路由表,分发给LPU板和SPU板。

②SRU板作为GGSN9811操作维护的代理,根据操作维护人员输入的命令管理整个GGSN9811系统,并搜集系统运行参数反馈给操作维护人员。

③SRU板是GGSN9811的数据报文交换中心。SRU板从LPU板接收数据包,并根据数据报文中携带的控制信息进行处理,再转发给SPU板处理。SPU板处理后的数据包也要先经过SRU板,再转发到LPU板。

④SRU板为LPU板提供高稳定度的SDH时钟信号,并且为其他设备(同级或下级的路由器设备)输出两路时钟信号(2 048 k Hz和2 048 kbit/s)。

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图5-25 GGSN9811典型的机柜配置图

图5-26 GGSN9811典型的机柜外观图

(2)SPU板

SPU(Service Processing Unit,业务处理单元)提供GGSN9811所有的业务处理功能,包括GTP-U和GTP-C处理功能。SPU板采用1∶1热备份。GGSN9811最多可配置3对SPU板。SPU的处理能力决定了GGSN的容量。每对SPU板的处理能力是150 000用户,系统最大处理能力是450 000用户。

GTP-U处理功能包括:

①根据已经激活的PDP上下文,将外部数据网来的数据包封装为GTP数据包,增加路由消息和端口消息后,经LPU板发送至对应的SGSN。

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图5-27 GGSN9811典型的单板板位配置

②根据已经激活的PDP上下文,将SGSN来的数据包解GTP封装,增加路由消息或VPN隧道消息后,经LPU板发送至相邻的PDN路由器节点。

GTP-C处理包括:

·处理GTP-U信令,例如路径检测信令;

·处理GTP-C信令;

·计费消息处理。

(3)LPU板

LPU(Line Interface Processing Unit,线路接口处理单元)提供到外部网络(SGSN、PDN、RADIUS、CG等)的物理接口,GGSN9811提供丰富的物理接口:

·快速以太网接口(FE,10/100 Mbit/s);

·Gigabit以太网接口(GE,1 000 Mbit/s);

·SDH承载数据包接口(POS,155/622 Mbit/s);

·异步转移模式接口(A T M,155 Mbit/s)。

LPU板处理数据包的过程如下:

对于从外部数据网络来的数据包,LPU板根据该数据包携带的目的IP地址,查找路由表,决定转发方向:如果数据包携带的IP地址为MS的IP地址,则LPU板查找路由表后,将该数据包送SPU板处理;如果数据包携带的IP地址不是MS的IP地址,则LPU板查路由表后,将该数据包直接转发至其他相邻路由器节点处理。经过SPU板处理的该数据包,成为GTP数据包,LPU板根据该GTP数据包携带的目的IP地址转发至对应的SGSN。

对于从SGSN来的GTP数据包,承载该GTP包的IP包的目的IP地址是对应的SPU板的IP地址。SGSN到GGSN路径中的各个路由器节点可以根据该GTP包携带的SPU板的IP地址,找到GGSN LPU板的物理端口。LPU板处理该GTP包的过程是:查找路由表,根据该GTP携带的IP地址,决定该数据包分配给哪块SPU板处理。经过SPU板处理的数据包,再返回到LPU板,LPU板查找路由表,转发至相邻的其他PDN路由器节点。

LPU板只负责数据包的转发,不负责任何业务处理,所有的业务处理功能集中在SPU板完成。LPU板的路由表信息由SRU板下发。