5GC5G PDU会话以及会话类型

Posted 2022-12-05 从善若水

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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

5G PDU会话以及会话类型

简介

      在5G系统中，网络的关键任务之一是为终端提供对数据网络（DN）的连接，即5G DNN，类似于4G APN。数据网络（DNN）可以是Internet，也可以是IMS或任何其他行业或工厂专用的DNN。

      5G NAS-SM （Session Management）负责为终端和数据网络之间的用户平面连接建立和管理PDU会话。3GPP规范保持了会话管理设计的灵活性，以支持不同的5G用例。例如，会话管理支持不同的PDU会话协议类型，如何处理会话和业务连续性的不同选项，以及灵活的用户平面架构。

PDU会话参数

一个PDU会话有以下列出的参数。终端可以请求同时建立多个PDU session。当UE同时需要Internet连接和IMS服务时，这很有用，如下所示。

• PDU Session Identifier（PDU会话标识符）：PDU Session ID是UE和5G网络中PDU Session的标识；
• S-NSSAI (Slice identifier)：Slice ID为建立PDU Session的网络切片；
• DNN (Data Network Name)：DNN是PDU会话连接的数据网络的名称：
• PDU Session Type：类型定义了由PDU会话携带的终端用户协议。支持IPv4、IPv6、IPv4/IPv6双栈、以太网和非结构化；
• SSC Mode (Service and Session Continuity mode)：参考《三种SSC(Session and Service Continuity)模式介绍》；
• User Plane Security Information：这表示是否为PDU Session激活用户平面加密和完整性保护。

PDU会话类型

5G系统支持以下三种PDU Session类型，以覆盖不同的潜在使用情况：

• IP PDU Session
  • IPv4 PDU Session
  • IPv6 PDU Session
  • Dual-Stack IPv4v6
• Ethernet PDU Session
• Unstructured PDU Session

4G EPS 中的IP based PDU Session类型与 5GS 中的类似，但是在5GS中为 IPv6 提供了一些额外的功能。5GS中的Unstructured PDU Session类型似于4G EPS中的 non-IP PDN类型，而Ethernet PDU Session类型最初在4G EPS中没有任何对应的会话类型，但后来被添加了。

• IP based PDU Session：在IP方面，5G系统支持与4G EPS相同的一组PDU Session类型，即IPv4、IPv6和IPv4v6。然而，特别是IPv6，有更多的功能，如相比EPS在5GS中支持 IPv6 multi-homing。顾名思义，这些PDU会话类型分别为终端提供IPv4、IPv6或者同时提供IPv4和IPv6服务。IP based PDU Session类型的PDU可以使用任意的SSC模式1、2或3。它还支持所有的QoS功能；

• Ethernet PDU Session：在5GS中 Ethernet PDU Session 是一种新的PDU会话类型，用于传输UE与DN之间的以太帧（Ethernet frames）。使用这种PDU会话类型是为了提供UE到 Layer2 以太网数据网络的连接。这种PDU会话的应用场景，如终端连接远程办公室到企业网络，或终端连接工厂局域网的工业设备。另一个应用程序可以是固定无线访问服务，其中住宅网关为固定无线宽带客户提供桥接 Layer2 服务。Ethernet PDU Session 类型可以使用SSC模式1或SSC模式2，不支持SSC模式3；

• Unstructured PDU Session： 当建立的PDU Session类型是Unstructured PDU Session类型时，5GC不会为用户数据假定任何特定的格式。5GC 基本上将 PDU 视为非结构化比特，因此对不同流量进行差异化处理的可能性非常有限。Unstructured PDU Session 会话可以用于携带任何协议，同样可以是IP和以太网数据，但这种类型的PDU会话的主要应用是支持物联网协议，例如 LoWPAN、MQTT、CoAP等。
  
  由于 5GC 不能解析携带非结构化PDU Session 的 PDU，因此也不分配任何协议地址或其它协议参数给终端。此外，因为这里没有基于数据包过滤的机制来区分PDU Session中不同的业务流，所以UE的业务流承载于单个QoS流上，且该QoS流应该是默认的QoS类。Unstructured PDU Session 支持SSC模式1和SSC模式2，不支持SSC模式3。

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