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    5GC中PDU Session Establishment 流程(切合實際分析流程)

     bin仔學習園地 2022-10-28 發布于上海

    先附上23502中會話建立的流程圖:
    PDU Session Establishment
    上面規范中列出的流程圖,優點是
    ???①大而全
    但是還有很多的小遺憾,主要是
    ???①沒有結合具體的場景來分析
    ???②沒有加入協議的主要消息和參數說明
    ???③隱藏了NRF網元選擇的流程
    ???④圖中箭頭上的文字其實不是消息的名稱,例如第三步寫的是Nsmf_PDUSession_CreateSMContext Request,但實際上真正的消息名稱是HTTP2 POST:/nsmf-pdusession/v1/sm-contexts,這容易引起學習的困惑,故而對于新手不是很友好(當初我就是這么過來的,看完了協議發現結合wireshark抓包還是云里霧里)。


    以下流程為結合實際情況,更貼近國內運營商實際網絡(文章最后的鏈接也可以參考,很棒)

    廣州5G用戶到北京出差。早上7點起床后開機,在北京AMF服務區下完成注冊。8點上了出租車,點擊某APP刷新聞觸發PDU會話建立流程。
    該流程將通過拜訪地北京的gNB接入、北京AMF完成會話管理消息透傳、北京SMF完成會話管理控制、北京NRF完成網元選擇、北京數據中心UPF完成將用戶數據報文轉發到北京Internet出口( 北京DN),并由歸屬地廣州UDM下發UE會話管理相關的簽約數據、廣州PCF下發UE會話管理控制策略。

    在這里插入圖片描述
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    上圖與下文并非一一對應,但流程都是相同的

    UE——>AMF NAS消息:PDU Session Establishment Request,參數包括:PDU Session ID,PDU Session type,SSC Mode,DNN,S-NSSAI等

    SMF Selection 在AMF上進行SMF的選擇,主要是通過DNN,S-NSSAI來進行SMF的選擇
    ?????2.1 AMF——>NRF HTTP2 GET /nnrf-disc/v1/nf-instances
    ?????2.2 NRF——>AMF HTTP2 200 OK,參數包括:SMF的IP,FQDN等

    AMF——>SMF CreateSMContext_Request
    通過HTTP2 POST發送請求,包含參數:第①步中的NAS消息,SUPI,DNN,PDUSessionID,S-NSSAI,RequestType等

    SMF與UDM的交互
    ?????4.1 UDM的選擇,與②步驟中SMF的選擇相同,省略
    ?????4.2 通過子服務Nudm_RegistrationSMFRequest,在UDM中進行注冊登記,注冊成功會回復 201created
    ?????4.3 通過子服務Nudm_GetUESessionManagementSubscriptionDataRequset,在UDM中獲取/下載用戶簽約數據,下載成功會回復 response

    可選的二次驗證(void)如果在PDU會話期間,,提供了與DN特定身份相對應的身份驗證信息,并且SM策略確定需要進行驗證,那么就會把驗證信息傳給DN-AAA服務器進行二次驗證,如果驗證不通過則拒絕建立會話

    PCF Selection(有條件的)如果request-type是existing PDU Session,那么就用不需要進行PCF的選擇
    ?????附上NF的發現的原則:一句話概括就是,如果本地配置了服務地址,就按本地配置,否則就需要進行NRF的請求

    SMF——>NRF PCF的選擇,省略

    SMF——>PCF SMPolicy Association Establishment信令,從PCF獲取PDU Session的QoS策略
    ?????8.1 Npcf_SmPolicyControlCreateResquest 通過HTTP2 POST方法發送,包含JSON參數:SUPI,DNN,PDUSessionID,UE的IPV4地址等
    ?????8.2 Npcf_SmPolicyControlCreateResponse 回復201created,包好JSON參數

    SMF與UPF的交互
    ?????9.1 UPF的選擇,向NRF請求,省略
    ?????9.2 PFCP Session Establishment Request和PFCP Session Establishment Response,SMF向UPF發送PFCP會話建立請求,下發QoS參數,主要是UPF的轉發規則,比如PDR(包檢測規則)等,請求成功回復Accept
    (在 UP 功能上建立 PFCP 會話之前,應在 CP 功能和 UP 功能之間建立 PFCP 關聯。即使 CP 和/或 UP 功能暴露了多個 IP 地址,在給定的一對 CP 和 UP 功能之間也只能建立一個 PFCP 關聯。一個 CP 功能和 UP 功能將由唯一的 Node ID 標識,Node ID 將被設置位 FQDN 或者 IP 地址)

    SMF——>AMF Namf_Communication_N1N2MessageTransfer,SMF向AMF傳遞消息,由AMF轉發給UE
    ?????實際上這一步執行之前還有一步,是SMF向NRF請求一個AMF的comm服務,參數servicename:namf_comm,只有支持comm服務的AMF才能進行n1n2消息的轉發

    AMF——>gNB N2PDUSessionRequest(PDUSession ResourceSetupRequest),AMF向RAN發送分配PDU會話資源的請求(N2消息給gNB建立用戶面通道

    gNB——>UE PDUSessionEstablishmentResponse NAS消息,是第一步的回復(N1消息給UE通知PDU會話建立成功及參數

    gNB——>AMF PDUSession ResourceSetupResponse(UE開始發送第一個上行數據)

    AMF——>SMF Nsmf_PDUSessionUpdateSMContextRequest AMF向SMF發起更新會話管理上下文的請求

    SMF——>UPF PFCPSessionModification

    SMF——>AMF Nsmf_PDUSessionUpdateSMContextResponse(UPF開始發送第一個下行數據)

    參考:
    PS:如有侵權,請聯系刪除

    推薦一個大神的博客,我根據我抓的PDU session establishment的pcap包,和他的博客做對照,基本一模一樣,可以說完全對的上(因為寫的太詳細,我一度以為是抄協議的,差點錯過了)

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