[5GC]《5G核心网-赋能数字化时代》| 6.2 PDU会话类型

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0. 概述

5GS支持3种类型的PDU会话:

  • 基于IP的PDU会话类型
  • 以太网类型的PDU会话类型
  • 非结构化的PDU会话类型

IP类型的PDU会话在EPS时代就已经存在,不过在5G时代,IPv6的功能得到了扩展;
至于5GS中的以太网类型的PDU会话,在EPS中后期才存在等价的概念

1. 基于IP的PDU会话类型

概述

与EPS相比,5GS中的IP类型PDU会话多了一些特性。例如,IPv6的多归属特性(IPv6 multihoming)
IPv4,IPv6和双栈类型的PDU会话都支持全类型的SSC模式(模式1,模式2和模式3)
IPv4,IPv6和双栈类型的PDU会话支持所有QoS特性

基于IP的PDU会话类型的IP处理

对于IP类型的PDU会话,5GC负责为UE分配IPv4地址和/或IPv6前缀,这里的和/或中包含双栈和仅IPv6两种概念

UE IP地址和DN的IP地址域不同于IP骨干网(5GC实体之间网络)
DN网络是为用户提供一种接入手段,使UE能够连接到例如Internet的网络服务
本文只关注DN网络为UE分配的IP地址

每个DN都会通过IPv4和/或IPv6提供服务

PDU会话建立连接时需要设置正确的IP版本
对IPv6的引入对迁移和平滑演进来说都是一个巨大的挑战

UE发起IP类型PDU会话时会进行如下的IP版本的设置
在PDU会话建立的过程中,UE会设置PDU会话的类型,依照如下规则进行

支持IPv4和IPv6的UE通过UE本地配置或者运营商提供的策略来决定会话类型
只支持IPv4的UE应当请求IPv4类型的PDU会话
只支持IPv6的UE应当请求IPv6类型的PDU会话
如果UE对IP版本的支持情况不明,则UE发起IPv4v6的PDU会话建立的请求

5GS支持用不同的方式分配IP地址

IP地址的分配

分配IPv4地址和IPv6前缀分别使用了不同的方式
分配IPv4地址的方式存在两种选择:
1.创建PDU会话时为UE分配IP地址

在这种方式下,IPv4地址将通过PDU Session Establishment accept消息中传递给UE。UE需要的其他信息,例如DNS地址,将通过会话建立过程中传递,这些信息存在于PCO(Protocol Configuration Options)字段中

2.使用DHCPv4为UE分配IP地址

这是一种不同于上边方式的IP地址分配方式
此方式的特点在于,IP地址的分配发生在PDU会话建立之后
并且需要依赖DHCP来完成地址的分配

这两种方式的选择取决于UE的请求内容

为UE分配IPv6前缀的流程
首先引入一种称之为SLAAC的方法,全称为Stateless IPv6 Address Auto Configuration(无状态IPv6地址自动配置)

UE利用这种方法将分配给PDU会话的IPv6前缀自动补全,补全的方式是在前缀后添加接口标识,使64位掩码的前缀成为128位的完整IPv6地址

使用这种方法后,UE将不需要通过DAD(Duplicate Address Detection)方法来判断IPv6地址是否为已存在的地址

不需要DAD的原因在于,一个IPv6的前缀只分配给了一个UE,不可能出现和其他设备共享前缀的情况

对于IPv6前缀分配,需要强调的几个关键点:
1.利用SLAAC方法,PDU会话将首先完成建立,然后再分配IPv6前缀

这和IPv4的方式不同,SLAAC方式下,IPv6类型的PDU会话将首先完成建立,然后SMF会通过已经建立的PDU会话的用户平面,向UE传输RA消息(RA即Router Advertisement,这个消息中包含这为该PDU会话分配的IPv6前缀)

2.完成IPv6的SLAAC之后,终端需要的其他参数(例如DNS地址)将通过下面两种方式来获取

1.无状态的DHCPv6
2.通过PCO(Protocol Configuration Options)获取

在Rel-16中,引入了更多IPv6前缀的分配方式,这是为了有线设备能够接入5GC

利用DHCPv6的IPv6 PD(prefix Delegation)
利用有状态DHCPv6(NA DHCPv6)分配一个128位完整IPv6地址的选项

以上是关于[5GC]《5G核心网-赋能数字化时代》| 6.2 PDU会话类型的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

[5GC]《5G核心网-赋能数字化时代》| 6.2 PDU会话类型--基于IP

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