2 移动通信网络中APN的概念和工作原理

【APN的概念】

APN是“Access Point Name”英文首字母的缩写，意为“接入点名称”，指的是一种网络接入技术，是通过手机或移动终端上网时必须配置的一个参数，它决定了手机通过哪种接入方式来访问网络。需要说明的是，在5G网络中，也有类似的概念，只不过它不再叫做APN，而是改叫DNN（Data Network Name，数据网络名称），在通信网络中所起的作用还是一样的。

【APN的构成和工作原理】

我们在手机设置中看到的APN通常都是3gnet、wonet等“简短”的字符串，其实这只是APN的一部分，具体来说只是APN的网络标识（APN Network Identity）部分，一个“完整的”APN还包括运营商标识（APN Operator Identity）部分，也就是说完整的APN包括2部分：APN NI和APN OI，其中NI部分由运营商“自己定义”，OI部分为固定扩展（根据电信运营商手机卡IMSI当中的MNC和MCC映射扩展），如图所示。

完整的APN也称为APN的FQDN格式（Fully Qualified Domain Name，全限定域名）这种APN格式同时带有主机名和域名，之所以采用FQDN格式，简言之就是为了后续的DNS解析。

接着说APN在EPS网络中的工作机制

如图所示，手机在“附着”请求流程中，上报手机上设置的APN（APN的NI部分），MME收到手机上报的APN后，根据手机IMSI构造成FQDN格式，然后送至DNS查询（注意这个DNS不是互联网上的DNS，而是移动网内专用的DNS，只负责EPS网元之间的主机名或域名解析），DNS当中存储有APN的FQDN格式域名和P-GW网关IP地址之间的对应关系，这样通过查询DNS，MME便可以获得P-GW网关的IP地址，其后便可以决定手机通过哪种接入方式来访问网络（选择不同的P-GW便决定了手机采用哪种接入方式来访问网络）。

明白了手机上的APN是选择不同P-GW网关这个概念后，就不难理解为什么手机上会有NET类（如cmnet、uninet、3gnet、wonet等）和WAP类（cmwap、uniwap、3gwap等）2类APN了，说到底还是为了选择不同的P-GW网关，NET类APN选择P-GW后接入Internet可以访问互联网，WAP类APN选择P-GW后接入WAP网关可以实现彩信的收发（当然使用WAP类APN也可以访问互联网业务，这是因为WAP网关作为“代理”也和Internet相连）。

NET类和WAP类两类APN也称为通用APN，除此之外，常用的还有一类APN，我们称之为专用APN或者物联网APN，它们的格式如下：

其实也是通过“定义”APN的NI部分（将APN的NI部分扩展），在MME解析APN时将业务指向专用的P-GW或在普通P-GW上通过“隧道绑定”的方式关联至特定服务器，从而实现移动分组业务的“定向访问”。

【APN纠错】

现在再来说说我们换了新手机，为什么不用在新手机上重新设置APN呢？这其中有两方面的原因，一方面是现在的智能手机在出厂时大都预装了电信运营商的APN库表，当USIM卡放入手机终端后，手机会根据USIM卡中的IMSI信息自动匹配并调用相关的APN，从而免去手动设置的工作；另一方面的原因就和通信网络上的一个功能有关，也就是MME的APN“纠错功能”。

为了方便手机用户使用上网业务，电信运营商一般都在MME网元侧开启了APN纠错功能：当手机上报的APN不是该电信运营商“定义的”APN时，MME会根据手机卡在HSS当中的签约数据进行纠错处理。

比如手机卡签约了cmnet、uninet、3gnet、wonet、cmwap、uniwap、3gwap等7个通用APN，当手机上报的APN（手机设置的APN）不是以上签约APN当中的任何1个时，MME会“纠正”为签约APN当中的一个，以最大限度地保障用户能在错误设置APN的情况下不影响上网业务。

需要说明的，MME的APN纠错，并不是从HSS用户签约APN当中任意选择一个APN来使用的，而是会选择HSS签约当中“上下文标识”最小的那个APN来使用。比如对于下面这个手机用户的APN签约数据，当手机上报的APN非HSS签约APN时，MME会选择“UNINET”作为纠错后的APN来使用，因为UNINET对应的上下文标识最小。

也正是因为MME的APN纠错功能和HSS当中签约APN的上下文标识大小顺序有关，当手机用户既签约了通用APN也签约了专用APN时，手机用户访问网络时就要根据访问目标网络的不同在手机上进行APN的准确设置了，否则当手机上的APN设置错误时，MME“纠错”后可能会纠为不期望使用的APN，比如用户期望访问专网，因为手机设置专网APN不准确，导致MME按照上下文标识最小的APN来纠错，就纠为了通用APN，从而导致访问目标网络失败。

最后，还有一个用户比较关心的问题，就是使用哪个APN上网快的问题？其实单从APN的名字当中是无法做出判断的。

举个例子来说吧，手机用户使用“wonet”不见得就比使用“3gnet”上网更快，因为它们之间的关系很可能是“别名”关系，也就是说DNS解析回来的P-GW IP地址可能是同1套P-GW的地址，上网速率没有任何区别，真正决定APN上网快慢的因素取决于HSS当中的APN签约数据，比如UE-AMBR、APN-AMBR等参数。