Как каждый из нас подключается к мобильному интернету? В принципе, необходимо знать только три параметра: APN, логин и пароль. APN — это точка доступа, через которую абонент может подключиться к необходимой ему услуге (WAP, MMS, Internet); у наших операторов она обычно выглядит как internet..ru. Логин и пароль обычно простые: internet — internet или вроде того.
Теперь, когда мы знаем необходимые параметры, мы можем подключаться к мобильному интернету! Как же происходит эта загадочная процедура? Происходит она в два этапа:
- GPRS Attach,
- PDP Context Activation.
Рассмотрим подробнее каждый из них.
GPRS Attach
<br / В процедуре GPRS Attach телефон начинает «общаться» с пакетной сетью оператора. Происходит аутентификация и авторизация пользовательского оборудования по следующим параметрам:
- IMSI (International Mobile Subscriber Identity, индивидуальный номер абонента) — для идентификации абонента;
- ключи, хранящаяся на SIM-карте – для аутентификации абонента;
- проверка доступных абоненту сервисов (Internet, MMS, WAP) по записи в базе абонентов.
Может также проверяться IMEI (International Mobile Equipment Identity — международный идентификатор мобильного оборудования). Этот идентификатор может использоваться для проверки по спискам краденого оборудования, и если конкретный IMEI находится в списке украденных, то в доступе к сети может быть отказано, либо даже сообщено «куда следует» 🙂
- Телефон отправляет запрос активации контекста на SGSN, в котором, в числе прочего, присутствуют логин, пароль и APN.
- SGSN, получив APN, пытается разрешить его на внутреннем DNS-сервере. Сервер разрешает предоставленный APN и возвращает адрес отвечающего за данный APN GGSN.
- По этому адресу SGSN отсылает запрос на создание PDP-контекста.
- GGSN проверяет на RADIUS-сервере предоставленные логин и пароль.
- Затем получает IP-адрес для нашего телефона.
- И всю необходимую для активации PDP-контекста информацию передает обратно на SGSN.
- SGSN завершает процедуру активации, отсылая на телефон данные, необходимые для установления соединения.
По сути процедура PDP Context Activation это создание туннеля между телефоном и шлюзом в операторской сети. И вот мы уже можем заходить на любимые сайты и читать почту.
Роуминг
Немедленно возникает вопрос: как же это все работает в роуминге? Оказывается, что существует специальная сеть: GRX (Global Roaming Exchange) — сеть для обмена пакетными данными роуминговых абонентов мобильных сетей. Через нее и «бегает» весь наш трафик. Примерно вот так:
- Успешно доехав в теплые края, мы решили скачать любимый сериал. Включили телефон, начали подключаться к интернету (отправляем логин, пароль, APN).
- Зарубежный SGSN пытается разрешить предоставленный нами APN на своем DNS-сервере.
- DNS-сервер, не найдя у себя подобных записей, обращается к корневому DNS-серверу, который находится в GRX-сети.
- Корневой DNS-сервер направляет запрос к DNS-серверу в сети нашего родного оператора.
- Тот в свою очередь отвечает ему адресом нашего GGSN.
- Корневой DNS сообщает этот адрес DNS-серверу зарубежного оператора.
- Который в свою очередь сообщает этот адрес зарубежному SGSN.
- SGSN, зная адрес GGSN, направляет ему запрос на активацию PDP-контекста.
- GGSN, если соблюдены все условия (есть деньги на счету, указаны верные логин и пароль и т. д.), присылает подтверждение, SGSN его принимает и пересылает нашему телефону подтверждение на доступ в интернет.
Что же мы видим? Видим мы, что пакеты с нашим любимым сериалом бегут через полмира от нашего оператора к оператору в теплой стране. Бегут они по специальной сети, завернутые в протокол GTP. И все переговоры между спецжелезками операторов ведутся по тому же GTP.
SGSN + GGSN на коленке
Стенд легко поднимал туннели, через которые был «виден» самый настоящий интернет. Мы тут же принялись смотреть, какие же пакеты ходят между нашими могучими SGSN и GGSN. Похожи ли они на настоящие? С замиранием сердца открываем дамп — и таки да! пакеты как настоящие.
Вопросы безопасности
Протокол GTP бывает нескольких типов: GTP-U используется для непосредственной упаковки и передачи пользовательских данных, GTP-C для управления сессиями (именно с его помощью осуществляется процедура PDP Context Activation и прочие служебные процедуры); существует еще GTP’ (GTP Prime) — он используется для передачи биллинговой информации. GTP не поддерживает аутентификацию пиров и шифрование, работает поверх UDP. Что во всем этом интересного? Интересно тут практически все!
Вот, например, атака DNS flood. Злоумышленник отправляет большое количество запросов на разрешение APN нашего оператора. Все эти пакеты будут бомбардировать бедный операторский DNS, который не выдержит накала и вообще откажется передавать адрес GGSN кому-либо, вызывая глобальный DoS для абонентов.
Злобный хакер, подставляя адрес зарубежного SGSN, будет отсылать запросы на разрыв соединения. GGSN, подумав, что абонент докачал свой любимый сериал и хочет завершить интернет-сессию, удаляет у себя этот туннель, разрывая соединение. 
Иногда даже с открытым telnet.