[5GC]《5G核心网-赋能数字化时代》| 6.1 PDU会话的概念

Posted 2022-01-30 Greyplayground

概述

5G系统的一个关键功能：为UE提供一个到达DN的连接
会话管理功能（SMF）职责：

• 设置UE到DN的连接
• 对该连接的用户面进行管理

5G系统的设计目标是支持大量的5G案例：

• 支持不同的PDU类型
• 多个可选的SSC方案
• 灵活的用户面架构

到数据网络（DN）的连接服务

基础PDU会话连接

为了连接到DN，UE需要发起一个PDU会话建立的请求

• 连接的目的地由UE提供，提供形式是一个DNN，该DNN是目标DN的代号
• DNN可以是连接到互联网的运营商自定义DNN
• DNN也可以是知名DNN，比如去往IMS网络的DNN

下图描绘了一个简化的PDU会话建立流程

对该流程图的简述：
UE通过基站和AMF向SMF发起PDU会话请求
SMF接到请求后从UDM获取该UE的订阅数据
SMF接到请求后从PCF获取针对该类型用户的策略规则
SMF接到请求后与UPF建立会话以建立用户面连接
SMF向基站发起无线资源请求
基站接到请求后设置相应的无线资源并回复SMF的请求
SMF接到回复后更新UPF以建立UPF到基站的隧道
最终生成一条隧道：UE<->AN<->UPF
UE通过该隧道到达UPF以连接到目标DN

在PDU会话建立过程中，相应的用户面连接（UE<–>DN）将被激活
该用户面连接的作用：

• 传输PDU（Protocol Data Units）
• PDU是PDU会话上被运载的终端用户的协议类型
• PDU的类型取决于PDU会话的类型（例如，IP数据包或者以太网帧）

传输网，PDU会话和应用流量之间的关系

总结一下PDU会话的概念：
PDU会话是UE和指定DN之间的一条逻辑连接，为UE提供到DN的用户面连接
下面我们来探讨PDU会话，应用层的会话和更底层传输之间究竟是什么样的关系
仅从应用层数据和底层的物理介质来看，应用和底层存在两种承载关系，

• 一个是承载于无线资源上的应用数据
• 另一个则是承载于光纤，服务器和路由器交换机（即有线资源）之上的应用数据

从图6.2中发现，有线资源承载中只有一部分承载了PDU会话，也就是说UPF到DN之间的连接不再受到PDU会话的影响；同时，PDU会话也不全承载在有线资源上，有一部分存在于无线资源之上。也就是说PDU会话是一种核心网范畴的连接概念，无视其下层的资源形式（有线或者无线）。那么，PDU会话跟整个5GS之间是一种怎样的关系呢？建立PDU会话对5GS意味着什么呢？它跟数通中的传输协议又有怎样的共同点和区别？下面我们来找到这些问题的答案

用户面连接（PDU会话）是独立于5GS中的其他网元之间的连接的
这种通过PDU会话的形式创建出隧道的方式存在的原因：

• 将终端用户的PDU会话层从传输网中解耦开
• 运营商可以使用任意一种传输协议来承载PDU会话层

传输网络可以通过部署例如MPLS，Ethernet，无线点到点连接等方式提供IP传输服务
因此传输设备（交换机和路由器等）无法感知用户层面的流量，而是经过聚合之后的流量，也就是说传输层设备只能针对聚合后的流量进行各种操作（比如差异化服务DiffServ）

多PDU会话

一个UE可能同时创建多个PDU会话：
如下图所示，是一个UE同时发起3个PDU会话的示意，这3个会话分别连接到不同的DN，分别是Internet，IMS和其他网络（比如某企业的局域网）

UE还可以同时发起多个去往相同DN的PDU会话
具体场景需要另外说明

PDU会话的属性

下表列出了PDU会话的几个主要属性，DNN已在上文提到过

PDU会话的属性基本都是在PDU会话创建过程中生成的并且在PDU会话的真个生命周期中都不可变，但是有几个附加属性则可以在PDU会话的生命周期中动态地改变，例如施加在各个PDU会话的PCC规则