上網(wǎng)電話打游戲，手機何以有“三頭六臂”？
[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挘习逶儐柟ぷ飨嚓P(guān)的內(nèi)容。小李一邊把游戲掛了機，一邊用手機登錄公司郵箱，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±睿拥搅藖碜岳习宓碾娫挘习逶儐柟ぷ飨嚓P(guān)的內(nèi)容。
小李一邊把游戲掛了機，一邊用手機登錄公司郵箱，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?，而是網(wǎng)絡(luò)中的兩個節(jié)點設(shè)備間為了進行數(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)員進行人工操作轉(zhuǎn)接的，用的是人工交換機，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，演進的分組核心網(wǎng)）網(wǎng)絡(luò)中，MME（Mobility Management Entity，移動管理實體）、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)負責(zé)獨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，演進的分組系統(tǒng)）網(wǎng)絡(luò)中，UE與PDN（Packet 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進行控制，如果默認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中不會強制建立默認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，原本正在進行的業(yè)務(wù)也不能中斷。那么，這是怎么實現(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，實際上仍然是通過錨點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）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??！哪怕出門不在家，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）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“流暢到起飛”的快感~
實際工作時，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。?
由此可見，一部小小的手機，能夠同時實現(xiàn)這么多功能，它的“三頭六臂”，和清晰流暢的用戶體驗，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)。
我們是一群平均從業(yè)年限5 的通信專業(yè)工程師。關(guān)注我們，帶你了解通信世界的精彩！
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挘习逶儐柟ぷ飨嚓P(guān)的內(nèi)容。
小李一邊把游戲掛了機，一邊用手機登錄公司郵箱，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?，而是網(wǎng)絡(luò)中的兩個節(jié)點設(shè)備間為了進行數(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)員進行人工操作轉(zhuǎn)接的，用的是人工交換機，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，演進的分組核心網(wǎng)）網(wǎng)絡(luò)中，MME（Mobility Management Entity，移動管理實體）、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)負責(zé)獨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，演進的分組系統(tǒng)）網(wǎng)絡(luò)中，UE與PDN（Packet 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進行控制，如果默認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中不會強制建立默認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，原本正在進行的業(yè)務(wù)也不能中斷。那么，這是怎么實現(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，實際上仍然是通過錨點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）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??！哪怕出門不在家，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）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“流暢到起飛”的快感~
實際工作時，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。?
由此可見，一部小小的手機，能夠同時實現(xiàn)這么多功能，它的“三頭六臂”，和清晰流暢的用戶體驗，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)。
我們是一群平均從業(yè)年限5 的通信專業(yè)工程師。關(guān)注我們，帶你了解通信世界的精彩！
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