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UPF

UPF（User Plane Function，用戶面功能），是 3GPP 定義的 5G Core（核心網）基礎設施系統架構的基本組成部分。

UPF 從 4G EPC CUPS 演進而來，4G EPC CUPS 將 PGW 分離為 PGW-C 和 PGW-U。使 PGW-U 在更接近網絡邊緣的地方執行數據包處理以及流量聚合，即提高帶寬效率，同時減少網絡阻塞。而處理信令業務的 PGW-C 則依舊位于 MME 的北行。CUPS 的主要目標是支持 5G 實現新的無線接入（NR）實現，滿足物聯網應用和更高的數據傳輸速率需求。然而要徹底實現 CP 和 UP 的分離是一項復雜的工程，所以 5G Core 利用 UPF 的優勢來實現了網絡切片（Network Slicing）的設計。

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絡切片的 UPF 的實例中得到支持。

• 作為移動基礎設施（Mobile Infrastructure，例如：RAN）和 DN（Data Network）之間的互連點，完成 UP 上 GTP-U（GRPS 隧道協議）協議的封裝和解封裝。

• 用于 RAT（Radio Access Technologies，無線接入技術）內部、或 RAT 之間移動性的 PDU（Protocol Data Unit，協議數據單元）會話錨點（Session Anchor Point），包括向 gNB（NG-RAN 節點）發送一個或多個 End 標記包（End Marker Packets）。

• 分組路由和轉發：當 UPF 在多個 PSA（PDU session anchor）之間時，即 UPF 作為 I-UPF（Intermediate UPF，中間 UPF）時，會充當上行鏈路分類器（Uplink Classifier，UL-CL）和分支點的角色以支持多宿主 PDU 會話。作為前者時，會基于 traffic matching filters 將數據流導向到特定 DN。

• 數據包檢查：使用 SDF（Service Data Flow，服務數據流）的 traffic filter templates 或者接收從 SMF 發出的 3-tuple（協議、以及服務端的 IP 地址和端口）PDF（Packet Flow Description）來對應用流程進行檢測。

• 用戶平面部分策略規則實施，例如門控，重定向，流量轉向。

• 提供 UP 的 Pre-Flow QoS 功能，對包括上行鏈路（UL）和下行鏈路（DL）的傳輸層數據段實施速率限制（Rate Limiting）以及分組標記，以及在 DL 上處理反射 QoS（DSCP）標記，在 UL 上處理流量驗證（SDF 到 QoS 流量映射）。

• 為計費（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告。

與 UPF 相關的由 4 個標準參考點：

• N3：RAN（gNB）和 Initial UPF 之間的接口
• N9：兩個 UPF 之間的接口，例如：I-UPF 和 UPF of PDU Session Anchor（簡稱：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 參考點上采用的協議是帶 5G 擴展協議頭的 GTP 協議、分段路由協議（SRV6 或 NSH）以及 ICN（Information Centric Networking）協議。此外，還有 GTP 協議之上（Over）的 LISP-DP（Locator/ID Separation data plane protocol，位置/身份分離數據平面協議）和 ILA（Identifier Locator Addressing，標識符定位尋址）。由 I-UPF 來完成中繼，并在錨 UPF 之上終止這些協議。

UPF 通過 N4 參考點從 SMF 接收 user plane traffic flow，并最終根據 rules 實現數據分流。N4 采用了 PFCP（Packet Forwarding Control Protocol，分組交換控制協議），該協議類似于 OpenFlow，也可以用于 CUPS SX 參考點。外部可以使用 UPF 建立的 PFCP Session 來識別（PDRs，Packet Detection Rules，數據包發現規則）、轉發（FARs，Forwarding Action Rules）、處理（BARs，Buffering Action Rules）、標記（QERs，QoS Enforcement Rules）、報告（URRs，Usage Reporting Rules）數據包。

參考文檔

https://www.metaswitch.com/knowledge-center/reference/what-is-the-5g-user-plane-function-upf

總結

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)的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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