|
SMF(会话管理功能)是5G基于服务架构(SBA)中的基本单元。SMF主要负责与解耦数据面交互、创建更新和删除协议数据单元(PDU)会话以及用户面功能(UPF)管理会话上下文。
图1.5G服务会话管理功能架构 PDU会话建立 终端(UE)和gNB都使用NGAP协议N1或N2接口上携带NAS(非接入层 )消息，以请求新会话(new session)。访问和移动管理功能(AMF)接收这些请求并处理与连接或移动管理有关的任何事情，同时通过N11接口将会话管理要求转发给SMF。AMF通过查询网络存储库功能(NRF)来确定最适合处理连接请求的 SMF。该接口和AMF与NRF分配的特定SMF之间的N11接口使用基于服务的接口(SBI) 消息总线，所有基于服务的应用程序元素都连接到该消息总线。SBI消息总线采用基于HTTP/2的RESTful API原则——简化和加速服务部署的Web技术。
图2.SMF注册和SBI调用流程图 SMF会话控制 通过N11接口接收到的消息代表在用户平面上添加、修改或删除PDU会话的触发器。SMF使用数据包转发控制协议(PFCP)通过N4参考接口向UPF发送消息。与OpenFlow类似本质上PFCP使用众所周知的UDP端口(8805)，最初在第14版规范中定义以支持控制和用户面分离(CUPS)。 在会话建立或修改期间，SMF还通过N7接口与策略控制功能(PCF)交互，以及存储在统一数据管理(UDM)功能(N10)中的用户配置文件信息，该功能承担以前由HSS执行的角色使用SBI消息总线，PCF提供了策略框架的基础，连同更典型的QoS和计费规则，包括由网络切片选择功能(NSSF)管理的网络切片选择。 解耦会话管理 在5G网络中控制面功能与用户面解耦，同时与AMF一起承担以前由MME承担的一些功能，SMF执行DHCP服务器和IP地址管理(IPAM)系统的角色。SMF与UPF一起通过24位PDU会话ID维护PDU会话状态的记录。SMF在UPF中设置配置参数，这些参数定义流量引导参数并确保数据包的适当路由，同时通过下行链路(DL)数据通知保证传入数据包的传递。在4G EPC架构中这是 SGW到MME消息。SMF负责检查UE请求是否符合用户订阅和连接计费，这是通过与3GPP TS 32.255中定义的计费功能(CHF)交互来实现的。 云网络支持 为了满足5G的架构要求，SMF必须完全作为云原生网络功能进行设计和交付，以完全自动化的方式动态部署和按需扩展。当涉及跨地理多样化基础设施的异步调用流的高可用性控制组件时，这是一个特别复杂的命题，需要对会话遍历元素进行长期和短期状态维护，这些元素可能会在没有通知的情况下静默。因此，这些功能必须采用既定的设计模式来构建和部署可大规模扩展的 Web应用程序，同时适应实时通信网络的限制。REST本质上是无状态的，3GPP定义了结构化和非结构化数据存储功能(UDSF)，任何网络功能都可以使用它来实现无状态可靠性和负载分布。但是，最终需要具备这些设计原则的强大背景才能提供真正的云原生5G会话管理功能。
|
|
|
