S6a (MME↔HSS) und S6d (SGSN↔HSS) sind die in 3GPP TS 29.272 definierten Diameter-Schnittstellen, die LTE-Mobilität und Subskriptionsdaten übertragen. Wichtige Command-Paare sind ULR/ULA (Update-Location), AIR/AIA (Authentication-Information), CLR/CLA (Cancel-Location), PUR/PUA (Purge-UE) sowie IDR/IDA und DSR/DSA (Insert/Delete-Subscriber-Data).
Was S6a und S6d leisten
Wenn sich ein Gerät bei LTE anmeldet, muss die MME es authentifizieren, seinen Standort beim Heimat-HSS des Teilnehmers registrieren und das Subskriptionsprofil herunterladen, das festlegt, was der Teilnehmer darf. S6a überträgt dies zwischen der MME und dem HSS; S6d tut dasselbe zwischen einem SGSN und dem HSS für GERAN/UTRAN-Paketzugang. Beide nutzen die Diameter Application-Id 16777251 (0x01000023) und die Vendor-Id 10415. Funktional ist S6a/S6d der LTE-Nachfolger der SS7/MAP-Schnittstelle zwischen VLR/SGSN und HLR — dieselben Mobilitäts- und Subskriptionsrollen, neu als Diameter-Commands und AVPs ausgedrückt.
Der S6a/S6d-Befehlssatz
TS 29.272 definiert eine kompakte Menge von Command-Paaren auf der Diameter-Basis. Update-Location registriert die bedienende MME/SGSN und zieht das Subskriptionsprofil in der Answer. Authentication-Information holt EPS-Authentifizierungsvektoren. Cancel-Location meldet den Teilnehmer von einer vorherigen MME ab. Purge-UE lässt einen bedienenden Knoten dem HSS mitteilen, dass er den Kontext eines abgemeldeten Teilnehmers entfernt hat. Insert- und Delete-Subscriber-Data lassen das HSS jederzeit Subskriptionsänderungen einspielen oder zurücknehmen, und Reset und Notify behandeln HSS-Wiederherstellung und Benachrichtigungen an bedienende Knoten.
| Befehl | Code | Zweck | MAP-Äquivalent |
|---|---|---|---|
| ULR / ULA | 316 | Update-Location – bedienenden Knoten registrieren, Profil herunterladen | UpdateLocation / InsertSubscriberData |
| AIR / AIA | 318 | Authentication-Information – EPS-Authentifizierungsvektoren abrufen | SendAuthenticationInfo |
| CLR / CLA | 317 | Cancel-Location – Abmeldung vom vorherigen bedienenden Knoten | CancelLocation |
| PUR / PUA | 321 | Purge-UE – der bedienende Knoten hat den UE-Kontext gelöscht | PurgeMS |
| IDR / IDA | 319 | Insert-Subscriber-Data – HSS überträgt Profiländerungen | InsertSubscriberData |
| DSR / DSA | 320 | Delete-Subscriber-Data – HSS entzieht Teilnehmerdaten | DeleteSubscriberData |
| NOR / NOA | 323 | Notify-Request – der bedienende Knoten benachrichtigt das HSS | (MAP NoteMM-Event etc.) |
| RSR / RSA | 322 | Reset – HSS signalisiert den bedienenden Knoten die Wiederherstellung | MAP Reset |
Attach und Update-Location
Beim Attach führt die MME zuerst Authentication-Information aus, um Vektoren zu erhalten und den Teilnehmer zu authentifizieren, und sendet dann einen Update-Location-Request an das HSS mit dem User-Name (IMSI), dem RAT-Type, den ULR-Flags und ihrem eigenen Origin-Host als neue MME-Identität. Das HSS vermerkt die bedienende MME, sendet ein Cancel-Location an eine etwaige vorherige MME und gibt eine Update-Location-Answer mit dem Grouped-AVP Subscription-Data zurück — APN-Konfiguration, AMBR, erlaubte RATs, subskribierte QoS. Ab diesem Punkt verfügt die MME sowohl über einen authentifizierten Teilnehmer als auch über ein vollständiges Profil, und das HSS weiß, wo es ihn erreichen kann.
MME → HSS AIR { User-Name=IMSI, Visited-PLMN-Id,
Requested-EUTRAN-Auth-Info { Number-Of-Vectors } }
HSS → MME AIA { Authentication-Info { E-UTRAN-Vector
{ RAND, XRES, AUTN, KASME } } } <- EPS-AKA vector
MME → HSS ULR { User-Name=IMSI, RAT-Type=EUTRAN, ULR-Flags }
HSS → MME ULA { Subscription-Data { MSISDN, AMBR, APN-Config } }
HSS → oldMME CLR (if a previous MME was registered)EPS-Authentifizierungsvektoren
Authentication-Information trägt EPS-AKA-Vektoren vom HSS/AuC zur MME. Jeder E-UTRAN-Vektor ist ein Grouped-AVP aus vier Werten: RAND (die Zufallsherausforderung), XRES (die erwartete Antwort, die die UE reproduzieren muss), AUTN (das Netzauthentifizierungstoken, das der UE erlaubt, das Netz zu authentifizieren) und KASME (der lokale Master-Key, aus dem die MME die NAS- und Access-Stratum-Schlüssel ableitet). Dies ist die LTE-Weiterentwicklung des über MAP SendAuthenticationInfo abgeholten GSM/UMTS-Triplets/Quintets, erweitert um die KASME-Schlüsselhierarchie, die die EPS-Sicherheit verankert.
Von MAP zu DIAMETER
S6a/S6d bildet bewusst die SS7/MAP-Operationen nach, die es ablöst, weshalb beide in Zusammenwirken-Netzen koexistieren. Update-Location ersetzt MAP UpdateLocation, Authentication-Information ersetzt SendAuthenticationInfo, Cancel-Location ersetzt CancelLocation, Purge-UE ersetzt PurgeMS, und Insert/Delete-Subscriber-Data ersetzen ihre MAP-Namensvettern. Ein kombiniertes HLR/HSS bedient oft sowohl eine MAP-Schnittstelle zu 2G/3G-Knoten als auch eine S6a-Schnittstelle zur LTE-MME, und Zusammenwirken-Funktionen übersetzen zwischen ihnen, sodass ein zwischen einem LTE- und einem Legacy-Netz roamender Teilnehmer eine konsistente Registrierung behält.
Häufig gestellte Fragen
Was sind S6a und S6d?
S6a ist die Diameter-Schnittstelle zwischen der LTE-MME und dem HSS des Teilnehmers; S6d ist dieselbe zwischen einem SGSN und dem HSS für den Paketzugang. Definiert in 3GPP TS 29.272 (Application-Id 16777251), übertragen sie Authentifizierung, Standortaktualisierung und Subskriptionsverwaltung — der LTE-Nachfolger der SS7/MAP-HLR-Schnittstelle.
Wofür wird der ULR/ULA-Befehl genutzt?
Update-Location-Request/Answer (Command 316) registriert die bedienende MME oder SGSN beim HSS und lädt das Subskriptionsprofil herunter. Die MME sendet ULR beim Attach mit der IMSI und dem RAT-Type; das HSS vermerkt den Standort, storniert eine etwaige vorherige Registrierung und gibt das AVP Subscription-Data in ULA zurück.
Wie erhält die MME Authentifizierungsvektoren?
Mit dem Authentication-Information-Request (AIR, Command 318). Das HSS/AuC gibt EPS-AKA-Vektoren in AIA zurück — jeder ein Grouped-AVP aus RAND, XRES, AUTN und KASME. Die MME nutzt sie, um den Teilnehmer zu authentifizieren und die NAS- und Access-Stratum-Schlüsselhierarchie abzuleiten.
Was ist das MAP-Äquivalent von S6a?
S6a bildet die SS7/MAP-HLR-Operationen auf DIAMETER ab: ULR ersetzt UpdateLocation, AIR ersetzt SendAuthenticationInfo, CLR ersetzt CancelLocation, PUR ersetzt PurgeMS, und IDR/DSR ersetzen Insert/Delete-Subscriber-Data. Ein kombiniertes HLR/HSS stellt oft beide Schnittstellen bereit, wobei Zusammenwirken zwischen ihnen übersetzt.
Was steckt in einem EPS-Authentifizierungsvektor?
Ein in AIA getragener E-UTRAN-Vektor enthält RAND (Herausforderung), XRES (erwartete Antwort), AUTN (Netzauthentifizierungstoken) und KASME (den Master-Key, mit dem die MME NAS- und AS-Schlüssel ableitet). Es ist die LTE-Weiterentwicklung des UMTS-Quintets, erweitert um die KASME-Schlüsselhierarchie.
Welche Application-Id nutzen S6a und S6d?
Beide nutzen die Diameter Application-Id 16777251 (0x01000023) mit der 3GPP-Vendor-Id 10415. Peers kündigen die Unterstützung dafür im CER/CEA-Fähigkeitsaustausch an, sodass eine MME und ein HSS bestätigen, dass sie S6a sprechen können, bevor Update-Location- oder Authentication-Information-Verkehr fließt.
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