what is APN？

1.what is APN？

APN是一种网络接入技术，是通过无线上网时必须配置的一个参数。它决定着用户通过何种方式接入哪个网络。在GPRS骨干网中，APN被用来标识要使用的外部PDN。

APN组成=APN网络标识+APN运营者标识

APN网络标识：是用户通过GGSN/PGW可连接到外部网络的标识，该标识由网络运营者分配给ISP或公司，与其固定Internet域名一致，是APN的必选组成部分。
APN运营者标识：用于标识GGSN/PGW所归属的网络，是APN的可选组成部分。其形式为“MNCxxxx.MCCyyyy.gprs”（3G网络中），或者“MNCxxxx.MCCyyyy. 3gppnetwork.org（4G网络中）。

注：
APN：Access point name，接入点名称

PDN：Packet data network，分组数据网，即常说的Internet

GGSN：Gateway GPRS Support Node，网关GPRS支持节点

PGW：PDN Gateway ，分组数据网网关

ISP：Internet Service Provider，因特网业务提供者

2.APN参数的组成

APN Carrier：可为空，只用来显示APN列表中此APN的显示名字。

MCC：由三位数组成。国家码。

MNC：两位或三位，取决于MCC的值。MNC与MCC组成用于识别移动用户归属的PLMN。

APN网络标识：是APN参数中的必选组成部分。此标识由运营商分配。

Proxy：代理服务器的地址

Port：代理服务器的端口号

Mmsc：MMS中继服务器/多媒体消息业务中心，是彩信的交换服务器。

Mmsproxy：彩信代理服务器的地址

Mmsport：彩信代理服务器的端口号

Protocol：支持的协议，不配置默认为IPV4。

User：用户 Password：密码

Authtype：apn的认证协议，PAP为口令认证协议，是二次握手机制。CHAP是质询握手认证协议，是三次握手机制。

3.业务流程

APN数据存储在归属用户服务器—UE发起数据分组业务请求后，提供APN数据给网络侧的SGSN—通过域名服务器进行域名解析—获取到APN数据中所携带的GGSN的IP地址—通过IP地址将用户接入到所标识的PDN网络中—可进行数据业务

4.LTE注网流程

开机驻留：UE开机且SIM卡初始化未完成前，会尝试获取限制服务状态，即拨打紧急电话。

初始化SIM卡状态：AP（application processor）侧可看到read SIM卡的状态；modem侧，完成初始化之后发出CM_SIM_AVAILABLE_CNF消息。

选择PLMN：从SIM卡中读取或者从配置文件中读取已有的PLMN信息。

扫频：system scan和band scan。从低到高。且会优先选择注册过的频率与小区。

搜索小区：搜索合适小区。 UE进行小区搜索目的是：通过检测PSS与SSS，解码出物理小区ID，并且根据PSS与SSS的位置，确定下行子帧时刻，完成下行同步，此过程与系统带宽无关，UE可直接测量和获取。

选择小区：S准则选择之后，驻扎在该小区。解读SIB/MIB消息：判断CELL是否可以驻留。SIB包括小区接入信息、小区选择信息、调度信息；MIB包括带宽等

注册：随机接入–Attach请求–鉴权–加密–激活EPS承载–Attach完成–位置更新–获取服务，注网成功。

5.APN注网过程分析

首先需要明确一个概念。UE使用业务时需要建立端到端的连接，即UE与PDN（Packet Data Network）之间的连接，该连接的学名是“PDN Connection”。PDN Connection中的一段是UE与PGW之间的连接，即EPS Bearer。

Attach APN：模块发起Attach Request时会声明自己的Attach APN配置情况，有两种表现，一种为请求中有ESM information transfer flag信息，标识注网时有手动配置的Attach APN；
另一种情况为无ESM information transfer flag信息（右图），标识注网时无Attach APN，需要运营商网络在ATTACH_ACCEPT信息中自动分配一个Attach APN。如下图对照所示：

Internet APN ：建立第二路连接时，通过发起PDN_CONNECTIVITY_REQUEST携带给网络。

EMM（EPS Mobility Management）/ESM（EPS Session Management）：UE与EPC之间的NAS信令。EMM定义了UE的移动性控制过程；ESM定义了EPS承载上下文的管制过程。
EPS：Evolved Packet System，演进的分组系统。通俗来说，EPS=UE+LTE（4G接入网）+EPC（演进的分组核心网）。

对于LTE网络，开机启动后会需要建立默认承载，不同的网络会有不同要求，有下面几种情况：

1、单独的Attach APN，跟用户常用的Internet APN不一致。（自己配置Attach APN，如5.1）

2、跟用户常用Internet APN保持一致。（自行配置一个跟默认Internet APN相同的attach APN，如5.2）

3、无默认APN，直接发起激活请求，由运营商分配APN。（不配置，如5.3）

5.1如下图所示为移动卡，配置名为test的Attach APN之后的注网log。

ESM_INFORMATION_RESPONSE中含有名为test的APN 回复信息。

ATTACH_ACCEPT(DL)中含有依据上报APN信息分配的IP地址。ATTACH_COMPLETE信息发送之后，标识Attach建立成功。

随后PDN_CONNECTIVITY_REQUEST中含有名为cmnet的APN请求，之后根据该请求内容，分配第二路连接的IP地址，链接建立成功后，可正常上网。

5.2移动卡，配置跟默认Internet APN相同Attach APN的注网log

ESM_INFORMATION_RESPONSE中含有Attach APN的信息，ATTACH_ACCEPT中含有依据上报APN信息分配的IP地址。之后无PDN过程；ATTACH_ACCEPT中包含的注网信息如下：

5.3移动卡，未设置Attach APN的注网log

由于没有提前声明手动配置Attach APN，所以后续无ESM请求与回复信息，需要运营商网络在ATTACH_ACCEPT信息中自动分配一个Attach APN。此时Attach APN与Internet APN采用相同的名称和地址，所以只建立这一路连接，即可正常注网。

电信SIM卡（无配置）注网流程：

与移动SIM卡相同，ATTACH_ACCEPT中含有Internet直接分配的PDN，此时Attach
APN与Internet APN采用相同的名称和地址，所以表现为只建立这一路连接，即可正常注网。ATTACH_ACCEPT中包含的注网信息如下：

联通SIM卡（需要进行手动配置Internet APN）注网流程：

注网拨号log表示内容详解

连接请求：ATTACH_REQUEST(UL)

包含一些SIM卡的基础信息以及支持的相关协议，声明。Attach apn由此消息携带给网络，APN可以为空，APN在此消息中是加密传输的，无法看到。

接入手动设置的APN的请求与回复：ESM_INFORMATION_RESPONSE(UL)

包含APN的相关信息。此消息只有attach时携带了apn的时候才会发起，可用于判断是否设置attach apn，可用于判断attach时使用的apn是什么。

分配PDN type和IP地址：ATTACH_ACCEPT(DL)

附着成功后，根据上报的APN名称，网络实际分配IP地址在此消息中

请求分配Internet APN对应的PDN的IP地址：PDN_CONNECTIVITY_REQUEST(UL)

拨号时，若需要建立第二路连接，则发起此流程。可用于判断拨号时使用的APN。此请求中包含UE所需要的IP地址类型、鉴权类型、APN名称。

回复Internet APN对应的IP地址：ACTIVE_DEFAULT_EPS_BEARER

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