5G核心网UPF是什么_3gpp 5g协议(第一次有人把5G讲的这么简单明了)
目錄
UPF
UPF（User Plane Function，用戶面功能），是 3GPP 定義的 5G Core（核心網(wǎng)）基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)架構(gòu)的基本組成部分。
UPF 從 4G EPC CUPS 演進(jìn)而來(lái)，4G EPC CUPS 將 PGW 分離為 PGW-C 和 PGW-U。使 PGW-U 在更接近網(wǎng)絡(luò)邊緣的地方執(zhí)行數(shù)據(jù)包處理以及流量聚合，即提高帶寬效率，同時(shí)減少網(wǎng)絡(luò)阻塞。而處理信令業(yè)務(wù)的 PGW-C 則依舊位于 MME 的北行。CUPS 的主要目標(biāo)是支持 5G 實(shí)現(xiàn)新的無(wú)線接入（NR）實(shí)現(xiàn)，滿足物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用和更高的數(shù)據(jù)傳輸速率需求。然而要徹底實(shí)現(xiàn) CP 和 UP 的分離是一項(xiàng)復(fù)雜的工程，所以 5G Core 利用 UPF 的優(yōu)勢(shì)來(lái)實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)切片（Network Slicing）的設(shè)計(jì)。
3GPP 23.501 是這樣定義 UPF 的：
NOTE： 并非所有上述的 UPF 功能清單都需要在網(wǎng)絡(luò)切片的 UPF 的實(shí)例中得到支持。
-
作為移動(dòng)基礎(chǔ)設(shè)施（Mobile Infrastructure，例如：RAN）和 DN（Data Network）之間的互連點(diǎn)，完成 UP 上 GTP-U（GRPS 隧道協(xié)議）協(xié)議的封裝和解封裝。
-
用于 RAT（Radio Access Technologies，無(wú)線接入技術(shù)）內(nèi)部、或 RAT 之間移動(dòng)性的 PDU（Protocol Data Unit，協(xié)議數(shù)據(jù)單元）會(huì)話錨點(diǎn)（Session Anchor Point），包括向 gNB（NG-RAN 節(jié)點(diǎn)）發(fā)送一個(gè)或多個(gè) End 標(biāo)記包（End Marker Packets）。
-
分組路由和轉(zhuǎn)發(fā)：當(dāng) UPF 在多個(gè) PSA（PDU session anchor）之間時(shí)，即 UPF 作為 I-UPF（Intermediate UPF，中間 UPF）時(shí)，會(huì)充當(dāng)上行鏈路分類器（Uplink Classifier，UL-CL）和分支點(diǎn)的角色以支持多宿主 PDU 會(huì)話。作為前者時(shí)，會(huì)基于 traffic matching filters 將數(shù)據(jù)流導(dǎo)向到特定 DN。
-
數(shù)據(jù)包檢查：使用 SDF（Service Data Flow，服務(wù)數(shù)據(jù)流）的 traffic filter templates 或者接收從 SMF 發(fā)出的 3-tuple（協(xié)議、以及服務(wù)端的 IP 地址和端口）PDF（Packet Flow Description）來(lái)對(duì)應(yīng)用流程進(jìn)行檢測(cè)。
-
用戶平面部分策略規(guī)則實(shí)施，例如門(mén)控，重定向，流量轉(zhuǎn)向。
-
提供 UP 的 Pre-Flow QoS 功能，對(duì)包括上行鏈路（UL）和下行鏈路（DL）的傳輸層數(shù)據(jù)段實(shí)施速率限制（Rate Limiting）以及分組標(biāo)記，以及在 DL 上處理反射 QoS（DSCP）標(biāo)記，在 UL 上處理流量驗(yàn)證（SDF 到 QoS 流量映射）。
-
為計(jì)費(fèi)（Billing）以及合法攔截（LI，Lawful Intercept）提供 UP 流量收集接口以及流量使用報(bào)告。
與 UPF 相關(guān)的由 4 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)參考點(diǎn)：
- N3：RAN（gNB）和 Initial UPF 之間的接口
- N9：兩個(gè) UPF 之間的接口，例如：I-UPF 和 UPF of PDU Session Anchor（簡(jiǎn)稱：錨 UPF）之間
- N6：DN 和 UPF 之間的接口，即連接外部 PDU 和 DN
- N4：SMF 和 UPF 之間的接口
其中，N3 和 N9 參考點(diǎn)上采用的協(xié)議是帶 5G 擴(kuò)展協(xié)議頭的 GTP 協(xié)議、分段路由協(xié)議（SRV6 或 NSH）以及 ICN（Information Centric Networking）協(xié)議。此外，還有 GTP 協(xié)議之上（Over）的 LISP-DP（Locator/ID Separation data plane protocol，位置/身份分離數(shù)據(jù)平面協(xié)議）和 ILA（Identifier Locator Addressing，標(biāo)識(shí)符定位尋址）。由 I-UPF 來(lái)完成中繼，并在錨 UPF 之上終止這些協(xié)議。
UPF 通過(guò) N4 參考點(diǎn)從 SMF 接收 user plane traffic flow，并最終根據(jù) rules 實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分流。N4 采用了 PFCP（Packet Forwarding Control Protocol，分組交換控制協(xié)議），該協(xié)議類似于 OpenFlow，也可以用于 CUPS SX 參考點(diǎn)。外部可以使用 UPF 建立的 PFCP Session 來(lái)識(shí)別（PDRs，Packet Detection Rules，數(shù)據(jù)包發(fā)現(xiàn)規(guī)則）、轉(zhuǎn)發(fā)（FARs，F(xiàn)orwarding Action Rules）、處理（BARs，Buffering Action Rules）、標(biāo)記（QERs，QoS Enforcement Rules）、報(bào)告（URRs，Usage Reporting Rules）數(shù)據(jù)包。
參考文檔
https://www.metaswitch.com/knowledge-center/reference/what-is-the-5g-user-plane-function-upf
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的5G核心网UPF是什么_3gpp 5g协议(第一次有人把5G讲的这么简单明了)的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。
- 上一篇： My Appointment编辑场景下的
- 下一篇： Appointment在SPRO里的da