5G网络流量路由、边缘计算及移动性管理解析

# 5G网络流量路由、边缘计算及移动性管理解析 ## 1 选择性流量路由至数据网络 ### 1.1 概述 在简单情况下，一个PDU会话可能只有一个PSA UPF，从而只有一个与数据网络（DN）相连的N6接口。不过，PDU会话也可能存在多个PSA UPF，进而有多个与DN相连的N6接口。这种多接口的方式可用于将用户平面流量选择性地路由到不同的N6接口，例如，将流量路由到具有连接本地边缘站点N6接口的本地PSA UPF，以及具有连接中央数据中心或互联网对等点N6接口的中央PSA UPF。这种功能可用于支持边缘计算用例或访问分布式内容交付站点。目前定义了两种机制来支持将流量选择性路由到DN，下面将详细介绍。 ### 1.2 上行分类器（UL CL） 上行分类器（UL CL）是UPF支持的一种功能，UPF可借此将部分流量转移到不同（本地）的PSA UPF。UL CL能将上行流量转发到不同的PDU会话锚点，并将下行流量合并后发送给UE，即把来自不同PDU会话锚点的流量在通往UE的链路上进行合并。UL CL依据SMF提供的流量检测和转发规则以及流量过滤器来转移流量。它会应用过滤规则（例如检查UE发送的上行IP数据包的目标IP地址/前缀），从而确定数据包的路由方式。支持UL CL的UPF也可由SMF控制，以支持流量测量、计费、比特率强制等功能。UL CL适用于IPv4、IPv6、IPv4v6或以太网类型的PDU会话，以便SMF能提供合适的流量过滤器。 当SMF决定转移流量时，会在数据路径中插入UL CL和一个额外的PSA。这一操作可在PDU会话的生命周期内随时进行，例如由AF请求触发。额外的PSA可以与UL CL位于同一个UPF中，也可以是一个独立的UPF。当SMF确定不再需要UL CL时，可将其从数据路径中移除。需要注意的是，UE并不知道UL CL进行的流量转移，也不参与UL CL的插入和移除操作，因此该解决方案不需要UE具备特定功能。 ### 1.3 IPv6多归属 支持IPv6多归属也能实现将流量选择性地路由到不同的PDU会话锚点。IPv6多归属使UE在单个PDU会话中可被分配多个IPv6前缀，每个IPv6前缀由一个单独的PDU会话锚点UPF提供服务，每个UPF都有自己与DN相连的N6接口。通往不同PDU会话锚点的不同用户平面路径在一个被称为支持“分支点”（BP）功能的“公共”UPF处分支。分支点负责将上行流量转发到不同的PDU会话锚点，并将下行流量合并后发送给UE。 与UL CL类似，SMF可在PDU会话的生命周期内随时决定插入或移除支持分支点功能的UPF。支持BP的UPF也可由SMF控制，以支持流量测量、计费、比特率强制等功能。IPv6多归属仅适用于IPv6，且要求UE支持该功能。当UE请求IPv6的PDU会话时，需向网络表明是否支持IPv6多归属。 使用IPv6多归属（和BP）时，由UE选择使用哪个IPv6前缀作为上行流量的源地址，这将决定数据包的路径，因为BP会根据源IPv6地址转发上行数据包。为了影响UE的源地址选择，确保UE为特定应用流量选择合适的IPv6前缀，SMF可通过IETF RFC 4191中描述的路由器通告消息将路由信息和偏好配置到UE中。与UL CL方法相比，UE的参与是关键区别之一，因为IPv6多归属方法需要UE具备特定功能，且由UE选择流量路径（尽管是基于从SMF收到的规则），而UL CL方法是纯基于网络的功能。此外，IPv6多归属既是将流量选择性路由到不同PSA和N6接口的工具，也是实现SSC模式3的工具。 ### 1.4 应用功能对流量路由的影响 应用功能对流量路由的影响与SSC模式和选择性路由到DN相关，但概念有所不同。SSC模式和UL CL/BP是有助于实现高效用户平面路径的机制，而AF对流量路由的影响则是一种控制平面解决方案，用于说明AF（如第三方AF）如何影响流量路由机制（如SSC模式或UL CL/BF）的使用。它允许