PSA(UPF of PDU Session Anchor):Anchor(锚点)的概念来自 4G Anchor PGW,是一个记录了 UE Session 的 PGW,连接着 DN。在 4G EPC 中,SGW 是很多且分散的,但 PGW 只会存在于核心网中心机房。无论 UE 如何移动、SGW 如何切换,但 Anchor PGW 始终记录着 UE Session。就像是船的锚,无论船怎么飘,始终会有锚绳在牵引着。
RAT(Radio Access Technology,无线接入技术):包括 3GPP 的接入技术,即:LTE、NR;以及 Non-3GPP 接入技术,如:Wi-Fi、WiMAX 和 CDMA。
UPF(User Plane Function,用户面功能):从 4G EPC CUPS 演进而来,4G EPC CUPS 将 SGW/PGW 分离为 SGW/PGW-C 和 SGW/PGW-U,前者负责处理信令业务,而后者则在更接近网络边缘的地方执行 UP 的 SDF(业务数据流)以及流量聚合,达到提高带宽效率,同时减少网络阻塞的效果。然而在 4G 中要彻底实现 CP 和 UP 的分离是一项复杂的工程,5G 则引入了 UPF 来实现这一点。
与 UPF 相关的由 4 个标准参考点:
N3:®AN 和 I-UPF(Initial UPF)之间的接口。N4:SMF 和 UPF 之间的接口。N6:DN 和 UPF 之间的接口。N9:两个 UPF 之间的接口,例如:I-UPF 和 PSA 之间。其中,N3 和 N9 参考点上采用了以下协议,由 I-UPF 来完成中继,并在 PSA 上终结:
带 5G 扩展协议头的 GTPv1-U 协议。分段路由协议(SRV6 或 NSH)。ICN(Information Centric Networking)协议。GTPv1-U 协议之上的 LISP-DP(Locator/ID Separation data plane protocol,位置/身份分离数据平面协议)。GTPv1-U 协议之上的 ILA(Identifier Locator Addressing,标识符定位寻址)。在建立 UE 的 PDU Session 流程中,会同步建立 N4 Session,又称 PFCP Session。采用了 PFCP(Packet Forwarding Control Protocol,分组交换控制协议)协议,用于定义 UPF 对 PDU(Protocol Data Unit,协议数据单元)进行 “标识、转发、缓存、标记、报告和多接入” 的方式。具有以下 IE(信元)类型:
识别(PDRs,Packet Detection Rules,数据包检测规则)转发(FARs,Forwarding Action Rules,转发操作规则)缓存(BARs,Buffering Action Rules,缓存操作规则)标记(QERs,QoS Enforcement Rules,QoS 实施规则)报告(URRs,Usage Reporting Rules,使用情况报告规则)多接入(MAR,Multi-Access Rule,多接入规则)每个 PDR 内部必须包括一个 PDI(报文检测信息),PDI 定义了一个或多个对报文进行匹配检测的字段(包含以下字段的任意组合):
Source interface:指定 Packet Incoming(传入报文)的源接口,枚举: CORE: the filter is for downlink data flowACCESS: the filter is for uplink data flow 报文匹配参数类型: Network interfaceLocal F-TEIDUE IP addressSDF Filter(s)Application ID QFI:指定检测的 QoS Flow 对应的 SDF。Ethernet Packet Filter(s)、Ethernet PDU Session InformationsCP 应该在一个 PFCP Session 中规定每个 PDR 仅提供一个 FAR,FAR 为 UPF 提供与 PDR 匹配的 PDU 的转发指令。
通过 FAR 中的 Apply Action IE 中设置相应的 Flags,SMF 可以控制 UPF:
DROP:丢弃数据包。FORW:转发数据包。BUFF:缓冲下行链路数据包。NOCP:通知 SMF 缓冲相关的第一个下行链路数据包到达的通知。DUPL:提供如何转发重复数据包的说明。通过 FAR 中的 Forwarding Parameters 设置转发行为细节:
Destination Interface:指示数据包要转发到哪个目的接口。 DST_INTF_ACCESS:无线网侧接口。DST_INTF_CORE:核心网侧接口。DST_INTF_SGI_LANDST_INTF_CP:控制面接口。DST_INTF_LI Network Instance:指示数据包要转发到哪个网络接口。Redirect Information:指示是否对数据包做重定向处理,以及重定向的目的地址。Outer Header Creation:指示是否对转发数据包添加报文头(例如:GTP-U Header)。 OUTER_HEADER_CREATION_GTP_IP4OUTER_HEADER_CREATION_GTP_IP6OUTER_HEADER_CREATION_UDP_IP4OUTER_HEADER_CREATION_UDP_IP6 Transport Level Marking:指示对转发数据包的 IP Header 添加指定的 DSCP 标记。Forwarding Policy:指示关联到 UPF 本地预先配置的转发策略。Header Enrichment:数据包头增强,在 HTTP Header 添加额外的扩展信息,例如:手机号码。