SMF 会话管理功能

SMF（Session Management Function，会话管理功能）：抽取了 4G EPC 中分散在 MME、SGW-C、PGW-C 提供的会话管理相关的功能。

• N16：在 V-SMF 和 H-SMF 之间。

• N16a：在 SMF 和 I-SMF。

• N38：在 I-SMF 和 V-SMF。

SMF 提供以下功能：

• 会话管理，包括：

  • N4 Association 管理。

  • N4 Session 管理。

  • UE IP 地址分配和管理。

  • PDU Session 管理：配置 UPF 的流量定向（下发 PDR、FAR 信元），转发至目的 DN 或进行业务分流（ULCL、BP）。

• 移动性管理：参与 UE 注册管理流程、UE 会话管理流程，Xn/X2 切换管理流程。

• 业务连续性管理：配置 PDU Session 的 SSC Mode。

• 选择 UPF。

• 策略控制管理：负责 PCC 策略的执行。

• 配置 UPF 的 Traffic Control，将流量路由到正确的目的地。

• 控制和协调 UPF 的收费数据收集，和支持计费接口。

• 终结 NAS-SM 和 N2-SM。

• 控制 UPF 代理 ARP 或 IPv6 邻居发现，或将所有 ARP、IPv6 邻居请求流量转发到 SMF。

  • 支持 IETF RFC 1027 中规定的 ARP 代理。

  • 支持 IETF RFC 4861 中规定的 IPv6 Neighbor Solicitation Proxying。

• DHCPv4（服务器和客户端）和 DHCPv6（服务器和客户端）功能。

• 支持 Ethernet PDU：SMF 通过提供与请求中发送的 IP 地址相对应的 MAC 地址来响应 ARP 或 IPv6 邻居请求，用于 Ethernet 类型的 PDU Session。

• 合法拦截：用于 SM 事件和 LI 系统的接口。

• 终止 SM 消息的 SM 部分。

• 下行链路数据到达通知（Downlink Data Notification）。

• 漫游功能。

  • 处理本地实施以应用 QoS SLA（VPLMN）。

  • 计费数据收集和计费接口（VPLMN）。

  • 合法拦截（在 SM 事件的 VPLMN 和 LI 系统的接口）。

• 支持与外部 DN 的交互，以便与外部 DN-AAA 传输 PDU Session 的授权/认证信令。

SMF 过载控制

SMF 应包含避免和处理过载情况的机制。 这可以包括以下措施：

• SMF 过载控制可能导致拒绝 NAS 请求。

• SMF 过载控制可以由 SMF 激活，这是由于 SMF 的拥塞情况，例如：配置 UPF 的重启或恢复条件，或者特定 UPF 的部分故障或恢复 UPF。

• 在特殊情况下，如果 SMF 已达到过载情况，则 SMF 激活根据 NAS 级别拥塞控制规定，如果 AMF 配置为启用过载限制，则 SMF 可以限制 AMF 正在生成的负载。

NF Services

Nsmf_PDUSession Service

Nsmf_PDUSession Service 用于：

• 创建、修改、释放、恢复 PDU Session 的 SM Context。

• 关联 PDU Session 和 PCC Rule。

• 通过 N4 接口与 UPF 交互，指示 UPF 创建、修改、释放 UP Session。

• 处理 UP Event，以及应用相应的策略和计费规则。

Table 6.1.3.1-1: Resources and methods overview

Create SM Context service operation

在 SMF 中，为给定的 PDU Session 创建一个独立的 SM context，每一个 PDU Session 有且只能有一个独立的 SM Context。主要在 UE 请求建立 PDU Session 的流程中被调用。

• Resource

{apiRoot}/nsmf-pdusession/{apiVersion}/sm-contexts

• UML

• Request Body：

  • SM Context ID

  • Request Type IE

  • Old PDU Session ID

  • Local Area Data Network，指示 UE 在 LADN 之内还是之外。

  • 订阅 SM 会话状态通知

  • 标识 AMF 的 servingNfId

  • 跟踪控制和配置参数

Update SM Context service operation

用于更新指定 PDU Session 的 SM Context。

• UML

主要在以下流程中被调用：

• PDU Session 修改流程 （TS 23.502 4.3.3）。

• UE 或者 CN（核心网侧）触发的 PDU Session 释放流程 （TS23.502 4.3.4.2 4.3.4.3）。

• 激活或停用现有 PDU Session 的用户面连接，即：在 AN 和 CN 之间建立或释放 N3 隧道 （TS 23.501 5.6.8，TS 23.502 4.2.2.2、4.2.3、4.2.6）。

• Xn 和 N2 的切换流程 （TS 23.502 4.9.1）。

• 在 3GPP 和 Non-3GPP 接入之间的切换流程 （TS 23.502 4.9.2）。

• 由于 AMF 计划维护或 AMF 故障导致 AMF 之间的更改，或 CM-IDLE 模式下的 AMF 间移动性 （TS 23.501 5.21.2，TS 23.502 4.2.2.2）。

• RAN 发起的 QoS Flow Mobility （TS 23.501 4.14.1，TS 38.413 8.2.5）。

• 所有需要向 SMF 提供 N1 或 N2 SM 信息的流程，例如：UE 请求了 PDU Sesson 建立流程（TS 23.502 4.3.2.2），会话连续性程序（TS 23.502 4.3.5）。

• 使用 N26 接口的 EPS 到 5GS 空闲模式的移动性或切换（TS 23.502 4.11）。

• 使用 N26 接口从 5GS 到 EPS 的切换（TS 23.502 4.11.1.2）。

• 通过 AMF 进行 P-CSCF 恢复过程中的 PDU Session 重新激活（TS 23.380 5.8.4.3）。

• AMF 请求的 PDU Session 释放是由于对网络切片实例不再可用的 UE 的网络切片集合的更改而引起的（TS 23.502 4.3.4.2）。

• AMF 接收带有 PDU Session ID 的 “初始请求”，该 ID 已在UE 的 PDU Session 上下文中存在（TS 24.501 5.4.5.2.5）。

• Secondary RAT Usage Data Reporting (TS 23.502 4.21).

Activation and Deactivation of the User Plane connection of a PDU session

SM Context 的 upCnxState 字段表示 PDU Session 的用户面连接状态。枚举：

• ACTIVATED：在 5G-AN 和 UPF（为上行链路和下行链路流量分配的 F-TEID）之间建立了 N3 隧道；

• DEACTIVATED：在 5G-AN 和 UPF 之间未建立 N3 隧道；

• ACTIVATING：正在建立 N3 隧道（尚未分配用于下行链路流量的 5G-AN 的 F-TEID）。

Release SM Context service operation

用于释放指定 PDU Session 的 SM Context，通常在 UE 发起的注销流程中被调用。