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[導(dǎo)讀]“喂,王總您好......好的稍等,我查一下......”周末天氣晴朗適合郊游,正在大巴車?yán)锎蛴螒虻拇蚬と诵±睿拥搅藖碜岳习宓碾娫?,老板詢問工作相關(guān)的內(nèi)容。小李一邊把游戲掛了機(jī),一邊用手機(jī)登錄公司郵箱,期間還上網(wǎng)查了個資料,最終順利完成了老板的“詢問”,不慌不忙繼續(xù)游戲。?這波...

“喂,王總您好......好的稍等,我查一下......”
周末天氣晴朗適合郊游,正在大巴車?yán)锎蛴螒虻拇蚬と诵±?,接到了來自老板的電話,老板詢問工作相關(guān)的內(nèi)容。

小李一邊把游戲掛了機(jī),一邊用手機(jī)登錄公司郵箱,期間還上網(wǎng)查了個資料,最終順利完成了老板的“詢問”,不慌不忙繼續(xù)游戲。?這波操作驚呆了一旁的小編,電話、游戲、上網(wǎng)、郵箱……手機(jī)的“三頭六臂”是怎么來的?經(jīng)過數(shù)日的研究,終于得到了答案。今天就來跟大家好好聊一聊核心網(wǎng)的另一大功能——會話管理。

“會話”這個詞,并不是我們?nèi)粘L岬降膶υ挘蔷W(wǎng)絡(luò)中的兩個節(jié)點(diǎn)設(shè)備間為了進(jìn)行數(shù)據(jù)交換而建立的邏輯連接。
是不是太深奧沒法理解?我們來舉個簡單的例子:

我們都知道,早期的電話,是由話務(wù)員進(jìn)行人工操作轉(zhuǎn)接的,用的是人工交換機(jī),電話交換過程中的接線、拆線等作業(yè)完全由話務(wù)員用手工操作完成。

如今,雖然人工交換機(jī)早已成為了歷史,但通信的本質(zhì)一直都是類似的。之前唯一的電話功能早已拓展成如今的電話、上網(wǎng)一條龍服務(wù),那原本的人工接線員,自然也會隨著時代進(jìn)步。?那么,在移動通信網(wǎng)絡(luò)中,也有“接線員”這樣的角色。在4G的EPC(Evolved Packet Core,演進(jìn)的分組核心網(wǎng))網(wǎng)絡(luò)中,MME(Mobility Management Entity,移動管理實(shí)體)、SGW(Serving Gateway,服務(wù)網(wǎng)關(guān))、PGW(PDN Gateway,分組數(shù)據(jù)網(wǎng)網(wǎng)關(guān))共同完成的會話管理功能,而在5GC中,SMF(Session Management Function,會話管理功能)負(fù)責(zé)獨(dú)立完成會話管理的功能,也就是在UE與數(shù)據(jù)網(wǎng)之間建立數(shù)據(jù)連接,從而使UE可以使用數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),成為了一名專職“接線員”。

下面,我們就從概念以及業(yè)務(wù)連續(xù)性兩個方面,來認(rèn)識一下從4G到5G網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)換下,會話管理功能有哪些變化。

4/5G下會話管理的概念



EPS(Evolved Packet System,演進(jìn)的分組系統(tǒng))網(wǎng)絡(luò)中,UE與PDNPacket Data Network,分組數(shù)據(jù)網(wǎng)之間建立PDN數(shù)據(jù)連接,將PDN連接作為會話管理的數(shù)據(jù)通道。比如,當(dāng)我們上網(wǎng)時,會建立一個EPS默認(rèn)承載用來訪問網(wǎng)頁。訪問到一半,又來了一個電話,這時候,會有負(fù)責(zé)語音的專有承載來滿足打電話的需求。此外,一個UE還可以同時創(chuàng)建多個PDN連接,分別訪問不同的PDN網(wǎng)絡(luò)。這樣,無論你是想打邊電話邊刷網(wǎng)頁,還是想邊刷網(wǎng)頁邊看視頻,都不在話下。

到了5G時代,以PDU(Packet Data Unit,分組數(shù)據(jù)單元)會話為數(shù)據(jù)通道,在UE與DN(Data Network,數(shù)據(jù)網(wǎng))之間建立數(shù)據(jù)連接。?4G網(wǎng)絡(luò)中的EPS承載,在5G網(wǎng)絡(luò)中換成了QoS Flow(5G中的數(shù)據(jù)通路)。與4G類似,5G網(wǎng)絡(luò)中的一個PDU會話可以由多個QoS Flow進(jìn)行控制,如果默認(rèn)QoS Flow不能滿足業(yè)務(wù)需求,也會建立專有QoS Flow,從而保證業(yè)務(wù)的質(zhì)量。5G網(wǎng)絡(luò)支持同時創(chuàng)建多個PDU會話來訪問不同的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。不同的是,5G中不會強(qiáng)制建立默認(rèn)QoS Flow,而是根據(jù)業(yè)務(wù)的需求來確定是否建立PDU會話。

說了這么多,是不是學(xué)廢了?不慌,我們來總結(jié)一下4G和5G下會話管理的概念對比。

4/5G下的業(yè)務(wù)連續(xù)性



電話、視頻、游戲......如今,我們需要的業(yè)務(wù)種類越來越豐富,業(yè)務(wù)場景也更加多樣化。在《為了讓你順利上網(wǎng),手機(jī)默默背著你做了多少事?》中我們已經(jīng)知道,在網(wǎng)絡(luò)覆蓋的范圍內(nèi),無論用戶移動到哪里,網(wǎng)絡(luò)都能跟蹤和記錄到用戶的位置信息,也就是移動性管理功能。

SMF作為“接線員”,主要職責(zé)之一就是要保證業(yè)務(wù)連續(xù)性,即使用戶發(fā)生了移動,原本正在進(jìn)行的業(yè)務(wù)也不能中斷。那么,這是怎么實(shí)現(xiàn)的呢?這就不得不提會話與業(yè)務(wù)連續(xù)性的關(guān)系了。
為了滿足不同業(yè)務(wù)對連續(xù)性的不同要求,相對于4G中的SSC Mode1(Session and Service Continuity,會話與業(yè)務(wù)連續(xù)性),5G系統(tǒng)提供了三種SSC Mode。不同的SSC Mode有什么含義和差別呢?下面我們繼續(xù)以打工人的日常為例,一起看看不同的SSC Mode是如何運(yùn)作的吧~

SSC Mode1:


始終錨定原UPF,適用于對業(yè)務(wù)連續(xù)性要求較高的應(yīng)用。


打工人的一天里,工作電話是絕對少不了的。不管打著電話走到哪里,可不能有卡頓,不然,電話打了,內(nèi)容沒聽清,還不如直接打字來的清晰......我要這電話有何用?

不用擔(dān)心,在SSC Mode1的支持下,即使你打著電話從雨花臺到了新街口(被你發(fā)現(xiàn)了,小編在南京),業(yè)務(wù)地址也不會改變。由于雨花臺UPF(User Plane Function,用戶平面功能)的覆蓋范圍不包括新街口,因此會接入新街口的UPF,并且新街口UPF會插入到雨花臺UPF前,實(shí)際上仍然是通過錨點(diǎn)UPF(也就是雨花臺UPF)來訪問網(wǎng)絡(luò)?!罢Z音溝通更清晰明了”,根本不是問題~

SSC Mode2:


先斷后連,適用于對于業(yè)務(wù)連續(xù)性要求不高,允許業(yè)務(wù)出現(xiàn)短暫中斷的應(yīng)用。


下班之后的打工人,也需要追劇來放松一下緊繃了一天的小心臟。

從位于雨花臺的公司下班,打開視頻,坐車到新街口后,SMF會發(fā)現(xiàn)當(dāng)前雨花臺的用戶面路徑不是最優(yōu)路徑,就會請求用戶(也就是你用來看視頻的手機(jī))釋放原PDU會話,并建立一個新的PDU會話連接到當(dāng)前新街口的網(wǎng)絡(luò)(先斷后連)。與雨花臺的UPF斷開并重新接入新街口UPF的過程,可能會造成小小的網(wǎng)絡(luò)卡頓。但不要緊,靠著之前的緩存,屏幕前的你甚至都感覺不到。

SSC Mode3:


先連后斷,適用于對于業(yè)務(wù)連續(xù)性要求不高,但對時延要求比較高的業(yè)務(wù)。


忙碌了一周,終于盼來周末的打工人,當(dāng)然要找小伙伴一起開黑?。∧呐鲁鲩T不在家,路上也想來一把。這時候,SSC Mode3就迎來了它的用武之地。

地鐵上的你打著游戲,不知不覺已經(jīng)從雨花臺到了新街口(不要問我為啥總?cè)バ陆挚?,問就是喜歡)。遠(yuǎn)距離的移動導(dǎo)致原來雨花臺的用戶面路徑不是最優(yōu)路徑,怎么辦?這時,SMF會請求用戶(也就是你用來打游戲的手機(jī))重新建立一個連接到當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)的新PDU會話,并選擇新街口UPF。在業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)移到新街口PDU會話上之后,再請用戶釋放雨花臺的PDU會話(先連后斷)。相比于SSC Mode1模式,SSC Mode3模式在保證連續(xù)性的同時,還能減小時延,讓屏幕前打游戲的你,體驗(yàn)“流暢到起飛”的快感~

實(shí)際工作時,具體選擇哪一種SSC Mode,也是接線員SMF的主要工作。在用戶發(fā)起業(yè)務(wù)時,運(yùn)營商可以向用戶提供SSC Mode選擇策略,包括一個或多個SSC Mode選擇規(guī)則,用戶根據(jù)這些策略來確定每個應(yīng)用的SSC Mode類型。無論是保持最初的錨點(diǎn)UPF,還是先斷后連、先連后斷,都是為了給用戶帶來最舒適的業(yè)務(wù)體驗(yàn)。?

由此可見,一部小小的手機(jī),能夠同時實(shí)現(xiàn)這么多功能,它的“三頭六臂”,和清晰流暢的用戶體驗(yàn),都離不開我們的“接線員”SMF的支持。
無論4G還是5G,雖然數(shù)據(jù)通道和承載粒度都有所變化,但會話管理的本質(zhì)并沒有改變,都是由UE發(fā)起,向外部數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)建立連接,實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信。而5G中的改變,無非是通過NF功能解耦、PDU會話與新的SSC Mode,更好地服務(wù)于日益多樣化的業(yè)務(wù)。





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