5G网络学习——UPF用户平面功能（未完待续）

Posted 2022-11-29 CodeSavior

上节介绍了5G网络部署及架构，感兴趣的同学可以看下

5G网络部署及架构

接下来我们介绍一下5G网络架构中一个重要的部分————UPF（用户平面功能）

UPF是3GPP核心网系统架构的重要组成部分，主要负责5G核心网用户面数据包的路由和转发、数据和业务识别、动作和策略执行。图中的DN指的是数据网络，UE想访问目标网络，属于5GS以外。

从5G网络学习（一）的学习过程中了解到，这里面说的“5G核心网”既可以指的是城域核心网也可以是省干线核心网。

UPF的功能

用户平面功能（UPF）包括以下功能。 在 UPF 的单个实例中可以支持部分或全部 UPF 功能：

• 用于 RAT 内/ RAT 间移动性的锚点（适用时）。
• 外部 PDU 与数据网络互连的会话点。
• 分组路由和转发（例如，支持上行链路分类器（UL-CL，Uplink Classifier）以将业务流路由到数据网络的实例，支持分支点（Branching Point UPF）以支持多宿主 PDU 会话）。
• 数据包检查（例如，基于服务数据流模板的应用流程检测以及从 SMF 接收的可选 PFD）。
• 用户平面部分策略规则实施，例如门控，重定向，流量转向）。
• 合法拦截（UP 收集）。
• 流量使用报告。
• 用户平面的 QoS 处理，例如 UL / DL 速率实施，DL 中的反射 QoS 标记。
• 上行链路流量验证（SDF 到 QoS 流量映射）。
• 上行链路和下行链路中的传输级分组标记。
• 下行数据包缓冲和下行数据通知触发。
• 将一个或多个“结束标记”发送和转发到源 NG-RAN 节点。
• 如 IETF RFC 1027 [53]中规定的 ARP 代理和/或以太网 PDU 的 IETF RFC 4861 [54]功能中规定的 IPv6Neighbor Solicitation Proxying。 UPF 通过提供与请求中发送的 IP 地址相对应的 MAC 地址来响应ARP 和/或 IPv6 邻居请求请求。

对上文的解释：

RAT（Radio Access Technology，无线电接入技术），PDU（Protocol Data Unit，协议数据单元）

UPF的业务接口

和UPF相关的接口主要有以下四个：

• N3：RAN和I-UPF/UPF之间的接口，I-UPF（initial UPF，中继UPF），主要用于传递5G (R)AN与UPF间的上下行用户面数据。
• N4：SMF和UPF之间的接口，用于传输SMF和UPF间的控制面信息。
• N6：DN和UPF之间的接口，用于传递UPF与DN之间的上下行用户数据流，基于IP和路由协议与DN网络通信。
• N9：UPF之间的接口，用于传递UPF之间的上下行用户数据流。用于单会话，多锚点。漫游的时候也通过N9连接。

N3接口

N4接口

N9接口

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通过以上的介绍，我们可能知道了UPF的主要功能就是分组路由及转发。

但是，

UPF转发的是什么，具体它是如何进行转发的呢？

就关系到PDU 会话转发的相关知识了，详情见这里——》PDU会话的相关知识

未来的UPF

通过中国移动提出的5G_OpenUPF 白皮书我们了解到，目前，UPF与控制面板SMF的接口N4尚未完全开放，服务化能力尚未完全实现，一定程度上影响了5G5G响应行业客户需求的能力。

中国移动提出的OpenUPF合作伙伴计划从开放接口、开放设备、开放服务和开放智能四个方面定义可靠、可管、可信、简洁、灵活、开放的UPF。

未来UPF的服务能力分为两个部分，基础功能与增值定制功能。