LTE人的EPC自学指南

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【前言】
    一直以来，我都有一个观点，就是如果要想成为一个完整的LTE技术人、一个完善的LTE技术人，EPC是必不可少的技术拼图。
    LTE人该怎么学习EPC，从而了解和理解EPC呢？
    首先，推荐大家准备三本书：《EPC原理与实践》、《深入浅出4G网络》以及《LTE教程：机制与流程》。前两本书是从EPC的角度，后一本书是从无线网的角度，内容各有所长，是帮助大家了解和理解EPC的最好助手。
    不过，在开始阅读这三本书之前，我先给大家领略一下EPC的风采，这样学起来更畅快。

【EPC与核心网的三大域】
    EPC的关键字是三大域，这三大域就是CS电路交换、PS分组交换以及IMS多媒体，EPC就是围绕三大域展开的。
    如果想简单理解域，可以把域想象成一间房子，而房子里面的家具，就可以看成域中的网元了。
    相较无线网，核心网最显著的特点就是网元的种类多，就像房间里面有桌子、椅子、柜子和床一样，少于4种都不方便。而无线网的网元，种类就很少了，你理解为地砖就行了。
    网元之间需要交流，网元种类一多，接口种类就更多了。因此，学习EPC，首要的就是把握各种网元和接口的功能。
    当然，对LTE人来说，最重要的还是要理解业务的具体流程，也就是信息流涉及哪些网元，会交流哪些内容，先后顺序是怎样的。
    除此之外，要想学好EPC，你还得知道这三大域的来龙去脉，比如CS域历史最悠久，PS域最重要，而IMS域又是怎样咸鱼翻身的，这样你才能理解EPC。


接下来，大家将从网元、接口和流程三个方面来先容EPC。
一、网元篇
【CS域的网元】
     CS域虽然在LTE网络中已经不复存在，但是在2G、3G网络中依然不可或缺，而且CSFB这个技术也与CS域紧密相关，因此大家还是需要简单地了解一下CS域。
     很多人应该学过GSM的核心网，那么MSC、VLR、HLR这些网元的作用就不说明了。至于3G网络中将MSC拆为MSC-S和MGW，一个处理信令，一个处理业务，分工合作，也算是开风气之先。

【PS域的网元】
     PS域是LTE网络的顶梁柱，LTE的PS域就是EPC，自然是要大书特书的。不过在讲LTE的PS域之前，还得先讲PS域的发展史，毕竟EPC也不是从石头缝里面蹦出来的。
     PS域的发展史在《EPC原理与实践》的第一章中讲得很清楚，大家到时仔细看。这里只讲两大网元SGSN以及GGSN，这两大网元都是一把抓：一个负责对内，一个负责对外，在2G和3G网络中赫赫有名。
    到了4G时代，EPC来了个拆分重组，把SGSN拆为MME和SGW，GGSN改造为PGW。MME和SGW的关系，类似于CS域的MSC-S和MGW，一个处理信令，一个处理业务，分工合作，也算是有样学样。更绝的是，很多地方的SGW和PGW合设为一套设备，减少了网元的层次，类似与以前MSC和VLR的合设。
    附带说一下，虽然不会与基站打交道，PCRF、HSS和DNS都是PS域非常重要的网元，而且对终端而言都是举足轻重的。其中DNS这个网元是被很多参考书忽略的，不过你要是读过《深入浅出4G网络》，就会发现DNS也不是跑龙套的，值得写一笔。

【IMS的网元】
     最后讲IMS。要是没有VoLTE，IMS域现在还待在冷宫中。所以，IMS域需要对VoLTE感恩戴德，但是学EPC的人未必会觉得这是件好事：因为IMS域网元很多，又多了很多负担。
     比如，IMS里面有MRFC、CSCF等网元，而CSCF又分为i-CSCF、P-CSCF、S-CSCF。其中最关键的网元是S-CSCF，类似于MME的角色。
    LTE人要理解IMS，只要把握IMS其实是另外一套PDN，对EPC来说，是需要通过PGW去链接的外部网络就行了。
    总之，如果不是重点处理VoLTE的人，IMS域的内容还是一笔带过的好。


  二、接口篇
     前面说过EPC就是LTE网络的PS域，因此接下来就简单先容一下EPC的一些接口。

  【S1接口】
     对核心网来说，S1接口可能是很多种接口之一，但是对LTE人来说，这就是天字号第一接口，因为基站与核心网连接，全靠这个接口。
     LTE的技术制定者也很懒惰，居然不愿意为这样的接口多想几个名称，于是基站与MME叫S1接口，基站与SGW还叫S1接口。大家只好加个后缀，用S1-MME以及S1-U来区分两大接口。
     有个好玩的问题是哪个S1接口更重要？我认为是S1-MME，毕竟管理以及信令是优先的。
     S1接口是基于IP的，协议栈也是蛮简单的。协议栈在空中接口中也有，应该不是个新鲜玩意了，这里就不展开了。
     值得注意的是，S1接口通常都是可用的，不像空中接口等业务来了才会要建立，这是有线环境与无线环境一个本质上的差别。

   【其他接口】
     核心网还有一大堆接口，不过由于基站看不到，通常大家也就没有必要深究了。
     不过，如果你是个好学的人，那么知道MME与HSS之间的S6a接口、MME与SGW之间的S11接口以及SGW与PGW的S5/S8接口应该是必须的，这样下一个单元的内容：业务流程，就容易掌握了。
     当然，如果你还知道诸如S5与S8接口的应用场景、GTP和Diameter协议的作用的话，在核心网人面前，形象会更高大上一些。


三、流程篇
    说起来，网元与接口都是为学流程打基础的，LTE人想了解EPC，最重要的目的还是想掌握端到端的流程。
    既然讲到端到端的流程，《LTE教程：机制与流程》是不能不读的，咱们得先明白无线侧的流程呀，这是前提。 还有一个好处是，《LTE教程：机制与流程》讲流程是由浅入深，学起来方便。
    按《LTE教程：机制与流程》的分类，流程包括位置更新、附着、收发数据、切换和释放五大流程。
  学习的时候，我建议是三本书在手上，先看《LTE教程：机制与流程》，比如是位置更新流程，看完之后，肯定会发现《LTE教程：机制与流程》在核心网流程这块一笔带过。
    于是再打开《深入浅出4G网络》，找到位置更新流程，研究一下核心网是怎么实现这个流程的：有哪些网元参与、顺序是什么、交流些什么。
    最后用《EPC原理与实践》来收尾总结，还能了解一些EPC设备和维护方法，到时与核心网的人讨论时，共同语言会比较多一些。
    总之，只要以终端的业务承载为核心，三本书在手上，从全貌到细节，端到端的流程想不学好也难。
  附带说一下，到2017年下半年，将会出版《LTE教程：业务与信令》，届时LTE无线与核心侧的内容将会更好地融会贯通。

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