【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

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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