【5G 核心网】5G 多PDU会话锚点技术介绍

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本人就职于国际知名终端厂商,负责modem芯片研发。

在5G早期负责终端数据业务层、核心网相关的开发工作,目前牵头6G算力网络技术标准研究。

博客内容主要围绕:

5G/6G协议讲解

算力网络讲解(云计算,边缘计算,端计算)

高级C语言讲解

Rust语言讲解

文章目录

  • [一、5G 多PDU会话锚点技术介绍](#一、5G 多PDU会话锚点技术介绍)
  • [二、UL CL 技术介绍](#二、UL CL 技术介绍)
  • [三、IPv6 multi-homing(多归属) 技术介绍](#三、IPv6 multi-homing(多归属) 技术介绍)
    • [3.1 技术特点](#3.1 技术特点)

一、5G 多PDU会话锚点技术介绍

为了支持SSC mode 3以及实现业务数据的选择性路由,SMF可以控制PDU会话的数据路径,使PDU会话可以同时对应多个N6接口

终止于N6接口的UPF被称为支持PDU会话锚点功能的UPF,缩写为PSA(PDU Session Anchor)。

此外,在PDU会话建立时分配的PDU会话锚点与PDU会话的SSC模式相关联,而在同一PDU会话中分配的附加PDU会话锚点与PDU会话的SSC模式无关。在5G 核心网中有两种技术可以实现上述功能:

  • UL CL(UpLink CLassifier);
  • IPv6 multi-homing;

二、UL CL 技术介绍

对于IPv4、IPv6、IPv4v6或以太网类型的PDU会话,SMF可以决定在PDU会话的数据路径中插入一个UL CL(上行分类器)。UL CL是UPF支持的一种功能,旨在将一些匹配SMF提供的流量过滤器的流量分流到本地。UL CL的插入和移除由SMF决定,并由SMF使用通用的N4接口控制UPF功能。SMF可以决定在PDU会话建立期间或之后,在PDU会话的数据通路中插入支持UL CL功能的UPF,也可以决定在PDU会话建立后,从PDU会话的数据通路中删除支持UL CL功能的UPF。SMF可以在PDU会话的数据路径中包括多个支持UL CL功能的UPF。

UE对UL CL流量的分流是无感的,也不参与UL CL的插入和移除。对于IPv4、IPv6或IPv4v6类型的PDU会话,UE将该PDU会话与网络分配的单个IPv4地址或单个IPv6前缀或两者都关联起来。当一个UL CL功能插入到一个PDU会话的数据路径中时,该PDU会话有多个PDU会话锚点。这些PDU会话锚点提供对同一DN的不同访问。对于IPv4、IPv6或IPv4v6类型的PDU会话,只提供一个IPv4地址和/或IPv6前缀给终端。

UL CL将UL流量转发到不同的PDU会话锚点,并将DL流量合并到UE,即将链路上不同PDU会话锚点的流量合并到UE。这是基于SMF提供的流量检测和流量转发规则实现的。

UL CL应用过滤规则(例如检查UE发送的UL IP数据包的目的IP地址/前缀),并确定如何路由数据包。

一个UPF可以同时支持UL CL和PSA功能

三、IPv6 multi-homing(多归属) 技术介绍

一个PDU会话可能与多个IPv6前缀 相关联。这称为多宿主PDU会话(multi-homed PDU Session)。多宿主PDU会话通过多个PDU会话锚点提供对数据网络的访问。通向不同PDU会话锚点的不同用户平面路径在一个"公共"UPF上分叉,这个"公共"UPF称为支持"分支点"(BP,Branching point)功能的UPF。分支点将UL流量转发到不同的PDU会话锚点,并将DL流量合并到UE,即将链路上不同PDU会话锚点的流量合并到UE。

由SMF决定支持BP功能的UPF的插入和移除,并由SMF使用通用的N4接口控制UPF功能。SMF可以决定在PDU会话建立期间或之后,在PDU会话的数据通路中插入一个支持BP功能的UPF,也可以决定在PDU会话建立之后,从PDU会话的数据通路中删除一个支持BP功能的UPF。

PDU会话的多归属只适用于IPv6类型的PDU会话。当终端请求类型为"IPv4v6"或"IPv6"的PDU会话时,终端也向网络提供是否支持多宿主IPv6 PDU会话的指示

3.1 技术特点

  • 支持BP功能的UPF由SMF配置,并根据PDU的IPv6 源前缀(可以由UE根据从网络接收到的路由信息和偏好选择)在多个PDU会话锚点之间分发UL流量;
  • IETF RFC 4191用于在终端中配置路由信息和首选项,影响源前缀的选择;
  • 多归属PDU会话可用于支持"make-before-break"的业务连续性,以支持SSC模式3,如下图所示:
  • 多归属PDU会话也可以用于支持终端需要访问本地服务(例如本地服务器)和中心服务(例如internet)的情况,如下图所示:
  • 终端应使用TS 23.502中4.3.5.3条款规定的方法来确定是否使用多归属PDU会话;

一个UPF可以同时支持"分支点"和PSA功能


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