5GC 会话建立流程

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我是靠谱客的博主迷路太阳，最近开发中收集的这篇文章主要介绍5GC 会话建立流程，觉得挺不错的，现在分享给大家，希望可以做个参考。

概述

PUD Session

5G网络将终端和外部网络之间建立的这一通路，称为一个PDU Session（会话）。
用于实现和外部数据网络（DNN）的数据交互。
PDU连接业务通过UE发起PDU会话的建立来实现。一个PDU会话建立后，也就是建立了一条UE和DN的数据传输通道

至于为什么5G把会话管理流程单独拿出来，而不是像4G似的直接和注册流程一起建立会话？5g用户下很多物联网用户发送数据少，甚至发数据也不需要PDU Session，和用户同步地建立会话会造成很大的资源浪费

PDU会话建立的情况

一个UE启动的PDU会话建立过程。
一个终端在3GPP与非3GPP之间启动的PDU会话切换。
一个UE启动的PDU会话从EPS切换到5GS。
一个网络触发的PDU会话建立过程。

UE发起会话建立的前提

UE要有已经建立的5GMM上下文，并且启动了NAS安全。
UE在发送PDU SESSION ESTABLISHMENT REQUEST之前，UE和网络之间要处于连接态，即：5GMM-CONNECTED，也就是UE和gNB之间要有RRC连接。

UE请求建立会话
UE向AMF发送PDU session Establishment Request
AMF选择合适的SMF
AMF根据S-NSSAI和DNN查询NRF选择合适的SMF
AMF向SMF请求建立PDU会话
AMF向SMF发送Nsmf_PDUSession_CreateSMContext Request消息请求建立PDU会话。消息中包括：SUPI、DNN、S-NSSAI、PDU Session ID、AMF ID、请求的类型、N1 SM container (PDU Session Establishment Request)、用户位置等信息
SMF向UDM发起会话注册并获取签约信息 （选择执行）
SMF向AMF回复会话建立结果
SMF向AMF回复Nsmf_PDUSession_CreateSMContext Response。指示会话建立结果。如果建立成功会将会话上下文的ID信息返回给AMF。如果会话建立失败会返回拒绝原因。
PDU Session建立的二次鉴权 （选择执行）、
SMF执行PCF选择
SMF选择PCF，SMF与PCF执行会话策略建立流程。PCF会下发相关QoS控制策略、计费控制策略、UPF选择策略等信息。
SMF根据DNN、TAC等信息执行UPF选择
SMF向PCF发起会话策略更新流程
携带选择的UPF、给UE分配的IP地址等信息
SMF向选择的UPF发起N4会话建立过程
SMF向选择的UPF发起N4会话建立过程,UPF返回N4建立结果
SMF向AMF发送会话建立结果和给基站的资源建立请求
SMF向AMF发送Namf_Communication_ N1N2MessageTransfer消息，携带N1 Container和N2 Container。N1 Container是SMF发送给UE会话建立结果，N2 Container是SMF发送给gNB的资源建立请求。之后，AMF向SMF发送Namf_Communication_ N1N2MessageTransfer响应消息。
AMF通知基站建立无线承载
AMF向gNB发送N2 PDU Session Request消息（包含UPF侧的媒体面隧道端点信息）并携带PDU Session Establishment Accept消息。
基站gNB和UE之间建立用户面连接
gNB向AMF回复N2 PDU Session Reponse消息，携带下行媒体面隧道端点信息。
此时，UE的上行数据通道建立完成。
**AMF通知SMF基站连接建立完成
AMF向SMF发送Nsmf_PDUSession_UpdateSMContext Request消息，携带基站侧的媒体面隧道端点信息。
SMF通知UPF基站端点信息
SMF向UPF发起N4 Session Modification Request消息，携带下行媒体面隧道信息。
UPF向SMF发送N4 Session Modification Reponse回复。
UPF此时已经知道了基站侧的隧道端点信息，下行数据通道建立完成。
SMF向UDM进行注册
携带SUPI、DNN、S-NSSAI、PDU Session ID等信息，UDM保存相关数据。
SMF向AMF发送Nsmf_PDUSession_UpdateSMContext Response消息。
SMF向AMF发送Nsmf_PDUSession_SMContextNotify消息，指示会话建立完成。
如果会话建立在第4步后失败了，需要向UDM发起去注册和去订阅

SMF选择

AMF选择SMF的时候需要smf-select-data
对于UE的初始注册或者移动性注册且从old AMF没有得到UE Context，AMF重新从UDM下载全部签约数据，PDU会话建立不存在这个问题，因为此时AMF不仅下载AM签约数据（其中包含签约的DNN信息），还会下载SMF选择签约数据（其中包含具体切片下支持的DNN数据）等等。这样，如果UE发起PDU会话建立请求，AMF就可以根据SMF选择签约数据（smf-select-data）为UE选择一个该切片下支持的DNN。

那么，对于移动性注册，并且new AMF从old AMF得了可用的UE Context场景，此时new AMF仍然缺少SMF选择数据（smf-select-data）等签约数据，这时就要从UDM下载签约数据了。
AMF收到UE的业务请求，如果本地没有相关签约数据，或者相关数据不完整，或者数据损坏了，AMF都可以随时从UDM下载，并不一定非要在注册流程中全部下载完成。

SMF获取签约数据，订阅

SMF下载的是用户承载相关的会话管理签约数据
请求消息：Nudm_SDM_Get
GET {apiRoot}/nudm-sdm//{supi}/sm-data

UDM返回sm-data 包含
snssai
多个或一个DNN，DNN包含PDU会话的关键参数

SMF签约数据订阅
签约数据订阅Nudm_SDM_Subscribe Request消息中体中包含的数据类型为：SdmSubscription，其中两个关键信息是callbackReference、monitoredResourceUris。

callbackReference字段包含的信息SMF用于接收订阅通知的URI，也就是如果用户的会话签约数据发生变化了，UDM调用的就是callbackReference包含的地址。
monitoredResourceUris字段包含的信息是SMF想订阅的签约数据的资源URI，比如：SMF订阅会话管理的签约数据，该字段包含的内容就是：{apiRoot}/nudm-sdm//{supi}/sm-data，其内容和SMF下载的签约数据的资源URI是一样的。