PFCP - PFCP - Wikipedia
 | Tento článek má několik problémů. Prosím pomozte vylepši to nebo diskutovat o těchto otázkách na internetu diskusní stránka. (Zjistěte, jak a kdy tyto zprávy ze šablony odebrat) (Zjistěte, jak a kdy odstranit tuto zprávu šablony)
|
Protokol řízení předávání paketů (PFCP) je 3GPP protokol používaný na rozhraní Sx / N4 mezi řídicí rovinou a funkcí uživatelské roviny, specifikovaný v TS 29.244[1]. Je to jeden z hlavních protokolů zavedených v 5G Mobilní hlavní síť nové generace (aka 5GC[2]), ale také se používá v 4G / LTE EPC implementovat Řízení a oddělení uživatelských letadel (CUPS)[3]. PFCP a související rozhraní se snaží formalizovat interakce mezi různými typy funkčních prvků používaných v mobilních jádrových sítích, jak je nasazuje většina operátorů poskytujících služby 4G i 5G mobilním předplatitelům. Tyto 2 typy komponent jsou:
- Funkční prvky Control Plane (CP), které zpracovávají převážně signalizační postupy (např. Procedury připojení k síti, správa cest roviny User-data a dokonce i poskytování některých lehkých služeb jako SMS )
- Funkční prvky User-Data Plane (UP), které zpracovávají převážně předávání paketů, na základě pravidel stanovených prvky CP (např. Předávání paketů pro IPv4, IPv6 - nebo možná dokonce Ethernet s budoucností 5G nasazení - mezi různými podporovanými bezdrátovými sítěmi RAN a PDN zastupující Internet nebo podniková síť).
Rozsah PFCP je podobný rozsahu OpenFlow, nicméně byl navržen tak, aby sloužil konkrétnímu případu použití Základní mobilní sítě.
PFCP se také používá na rozhraní mezi funkcemi řídicí roviny a uživatelské roviny rozčleněných BNG, jak je definováno v BroadBand fórum v TR-459.
Přehled
Ačkoli podobné jako GTP v koncepcích a implementaci je PFCP komplementární. Poskytuje ovládací prostředky pro signalizační komponentu Control-Plane pro správu zpracování paketů a předávání prováděného komponentou User-Plane. Typický EPC nebo 5G Paketové brány jsou protokolem rozděleny na 2 funkční části, což umožňuje přirozenější vývoj a škálovatelnost.
Protokol PFCP se používá v následujících případech 3GPP mobilní jádra rozhraní:
- Sxa - mezi SGW-C a SGW-U
- Sxb - mezi PGW-C a PGW-U
- Sxc - mezi TDF-C a TDF-U (funkce detekce provozu)
- N4 - mezi SMF a UPF
Poznámka: Sxa a Sxb lze kombinovat, pokud je implementován sloučený SGW / PGW.
Funkčnost
Funkční prvek Control-Plane (např.PGW-C, SMF) řídí zpracování paketů a předávání ve funkčních prvcích uživatelské roviny (např.PGW-U, UPF) vytvořením, úpravou nebo odstraněním relací PFCP.
Pakety uživatelské roviny budou předávány mezi funkcemi CP a UP zapouzdřením paketů uživatelské roviny pomocí zapouzdření GTP-U (viz 3GPP TS 29.281 [3]). Pro předávání dat z funkce UP do funkce CP musí funkce CP zajišťovat PDR (s) na kontext relace PFCP, přičemž PDI identifikuje provoz v rovině uživatele pro předání do funkce CP a se sadou FAR nastavenou v cílovém rozhraní " Strana funkce CP "a nastavena na provádění zapouzdření GTP-U a předávání paketů na GTP-u F-TEID jednoznačně přiřazený ve funkci CP na relaci PFCP a PDR. Funkce CP poté v záhlaví zapouzdřeného paketu GTP-U identifikuje připojení PDN a nosiče, ke kterému patří předaná data, pomocí F-TEID. Pro předávání dat z funkce CP do funkce UP musí funkce CP zajišťovat jeden nebo více PDR na kontext relace PFCP, přičemž PDI je nastaveno na „straně funkce CP“ zdrojového rozhraní a identifikuje GTP-u F- TEID jednoznačně přiřazený ve funkci UP na PDR a se sadou FAR pro provádění dekapsulace GTP-U a předávání paketů do zamýšleného cíle. Lze také konfigurovat URR a QER.
Na relaci se odesílá více PDR, FAR, QER, URR a / nebo BAR.
Zde jsou hlavní použité koncepty uspořádané do jejich modelu logického přidružení:
- PDR - Packet Detection Rules - obsahují informace pro přizpůsobení datových paketů určitým pravidlům zpracování. Lze porovnat vnější zapouzdření i vnitřní záhlaví uživatelské roviny. Na pozitivní shodu lze použít následující pravidla:
- FARs - Forwarding Action Rules - zda a jak by pakety odpovídající PDR měly být zrušeny, předány, uloženy do vyrovnávací paměti nebo duplikovány, včetně spouštěče pro oznámení prvního paketu; zahrnuje pravidla zapouzdření paketů nebo obohacení záhlaví. V případě ukládání do vyrovnávací paměti lze použít následující pravidla:
- BAR - Pravidla akce vyrovnávací paměti - kolik dat do vyrovnávací paměti a jak upozornit na kontrolní rovinu.
- QER - QoS Pravidla prosazování - pravidla pro poskytování Gating a QoS Control, značení toku a úrovně služeb.
- URR - Usage Reporting Rules - obsahují pravidla pro počítání a hlášení provozu zpracovaného funkcí User-Plane, generující reporty umožňující funkci nabíjení ve funkcích Control-Plane.
- FARs - Forwarding Action Rules - zda a jak by pakety odpovídající PDR měly být zrušeny, předány, uloženy do vyrovnávací paměti nebo duplikovány, včetně spouštěče pro oznámení prvního paketu; zahrnuje pravidla zapouzdření paketů nebo obohacení záhlaví. V případě ukládání do vyrovnávací paměti lze použít následující pravidla:
Zprávy
| Bit / Byte offset | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Bajty 0..3 | Verze (1) | (náhradní 0 s) | MP | S | Typ zprávy | Délka zprávy (v bajtech, bez prvních 4) | ||||||||||||||||||||||||||
| Bajty 4..11 | pokud (nastaven příznak S), pak SEID; jinak tyto bajty chybí | |||||||||||||||||||||||||||||||
| Bajty 8..11 | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| Bajty 4..7 nebo 12..15 | Pořadové číslo | if (MP flag set) then Message Přednost; else (náhradní 0 s) | (náhradní 0 s) | |||||||||||||||||||||||||||||
| Bajty 8 .. (MsgLen + 4) nebo 16 .. (MsgLen + 4) | Nula nebo více informačních prvků | |||||||||||||||||||||||||||||||
| Bit / Byte offset | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Bajty 0..3 | Typ | Délka IE (v bajtech, bez prvních 4) | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Bajty 4..IELen + 4 | if (Type> = 32768) then Enterprise-ID; jinak je to součást užitečného zatížení | Užitečné zatížení (pokračování) ... | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Užitečné zatížení ... | ||||||||||||||||||||||||||||||||
IE jsou definovány buď jako proprietární kódování, nebo jako seskupené. Seskupené IE jsou jednoduše seznamem jiných IE, kódovaných jeden po druhém, jako v užitečném obsahu zprávy PFCP.
Typy IE 0..32767 jsou specifické pro 3GPP a nemají nastavenou Enterprise-ID. Typy IE 32768..65535 lze použít vlastní implementací a Enterprise-ID musí být nastaveno na IANA Soukromé podnikové kódy správy sítě SMI[4] vydávající strany.
Zprávy
| Typ zprávy | Zpráva | Použitelnost rozhraní | Směr | Účel | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Žádost | Odezva | Sxa | Sxb | Sxc | N4 | Žádost | Odezva | ||
| 0 | (Rezervováno) | ||||||||
| (1..49) | Zprávy související s uzly | ||||||||
| 1 | 2 | Tlukot srdce | X | X | X | X | CP ↔ NAHORU | Lze jej volitelně použít mezi komunikačními partnery, kteří mají zavedenou asociaci, ke kontrole, zda je druhý uzel naživu. Časové razítko obnovení se používá k detekci, zda byl druhý partner restartován. | |
| 3 | 4 | Správa PFD | - | X | X | X | CP → NAHORU | NAHORU → CP | Volitelná funkce k zajištění PFD na identifikátor aplikace mimo běžné relace PFCP. |
| 5 | 6 | Nastavení přidružení | X | X | X | X | CP ↔ NAHORU | Nastavit a aktualizovat přidružení mezi funkčními prvky CP a UP. Zahrnuje seznam volitelných funkcí, které informují ostatní prvky o schopnostech; jsou předány i další konfigurační prvky. Před tímto postupem by neměly být vyměňovány žádné zprávy související s relací. Zatímco uvolnění přidružení je spouštěno pouze CP, UP jej může požadovat jako součást žádosti o přidružení aktualizace. | |
| 7 | 8 | Aktualizace přidružení | X | X | X | X | CP ↔ NAHORU | ||
| 9 | 10 | Uvolnění sdružení | X | X | X | X | CP → NAHORU | NAHORU → CP | |
| - | 11 | Verze není podporována | X | X | X | X | CP ↔ NAHORU | Chybová odpověď na všechny požadavky, které se nevztahují na implementované verze (aktuálně je definována pouze verze 1). | |
| 12 | 13 | Zpráva o uzlu | X | X | X | X | NAHORU → CP | CP → NAHORU | Posílá funkce UP k hlášení informací, které nejsou součástí relace, ale potenciálně obecné (např. Selhání cesty v rovině uživatele). |
| 14 | 15 | Odstranění sady relací | X | X | - | CP → NAHORU | NAHORU → CP | Odesláno funkcí CP k označení částečného selhání s požadavkem na odstranění všech ovlivněných relací. | |
| (50..99) | Zprávy související s relací | ||||||||
| 50 | 51 | Zřízení relace | X | X | X | X | CP → NAHORU | NAHORU → CP | Používá ji CP k nastavení, úpravě a odebrání relací sestávajících ze sad pravidel pro zpracování a předávání provozu UP. Toto jsou hlavní funkční zprávy aplikační domény PFCP. UP může do odpovědi zahrnout informace o hlášení o použití, takže by se zabránilo další zprávě o relaci. |
| 52 | 53 | Úpravy relace | X | X | X | X | |||
| 54 | 55 | Smazání relace | X | X | X | X | |||
| 56 | 57 | Zpráva o relaci | X | X | X | X | NAHORU → CP | CP → NAHORU | Zpráva z UP Usage Report informace založené na postupech zpracování a předávání paketů: data downlinku (upozornění na nové pakety zařazené do fronty), zpráva o využití (informace o objemu, čase atd., Pro účely nabíjení), chyby nebo indikace nečinnosti. |
| (100..255) | Další zprávy | ||||||||
Doprava
Velmi podobné GTP-C, Používá PFCP UDP. Port 8805 je vyhrazen[5].
Pro spolehlivost je podobná strategie opětovného přenosu jako pro GTP-C je zaměstnán, ztracené zprávy jsou odesílány N1krát v intervalech T1. Transakce jsou identifikovány 3bajtovým sekvenčním číslem, IP adresou a portem komunikačního peeru.
Protokol obsahuje vlastní model Heart-beat Request / Response, který umožňuje sledovat dostupnost komunikačních peerů a detekovat restarty (pomocí informačního prvku Recovery-Timestamp Information Element).
Pro výměnu paketů User-Plane mezi funkčními prvky Control a User Plane, GTP-U pro rozhraní Sx-u, nebo alternativně jednodušší UDP nebo Ethernet zapouzdření pro rozhraní N4-u (bude potvrzeno, protože standardy jsou stále neúplné).
Viz také
Poznámky
- ^ 3GPP TS 29,244 LTE; Rozhraní mezi rovinou ovládání a rovinou uživatele uzlů EPC
- ^ „5G Core Network (5GC) - Část 1 - Síťové entity“.
- ^ Flynn, Kevine. „Řízení a oddělení uživatelských rovin uzlů EPC (CUPS)“. www.3gpp.org.
- ^ https://www.iana.org/assignments/enterprise-numbers/enterprise-numbers
- ^ "Název služby a registr čísla portu transportního protokolu". www.iana.org.