【2022 · 第1期】增援5G LAN的UPF转发模子

时间:2022-05-21 09:46:58来源:od体育网页版 作者:od体育网页版登录

  5G LAN效用曾经成为5G搜集正在工业互联网行使中最首要的加强才能之一。参考守旧调换机的常用组网拓扑,判辨了5G LAN的组网和转发需求,探求了支撑5G LAN效用的UPF转发模子,策画了UPF软件架构,并基于开源软件已毕了Ethernet类型5G LAN的根本转发效用验证,为5G LAN本事探乞降行使供给参考。

  固然5G [1-3] 熟手业中的行使越来越深刻,面向区别场景的5G专网 [4] 计划和行使案例也屡见不鲜,但正在笔直行业,更加是面向工业缔造的工场园区现场级位子的搜集 [5] 如故以基于有线传输的二层调换为主,各种接入终端筑筑也普通遵照局域网接入办法装备,以至依赖二层的播送、组播条约协同管事。现有重要支撑IP类型会话转发的UPF筑筑无法直接修筑LAN搜集,纵然5G传输的SLA(Service Level Agreement,供职品级条约)目标满意行使条件,也难以直接代替有线传输搜集。

  现有的代替计划是行使AR道由器或者VPN配合5G专网变相地竣工LAN搜集,组网本钱特殊填补、装备庞大,限度了5G的行使和成长。3GPP正在R16启动的5G LAN [6] 探求加强了5G搜集才能,Ethernet类型的5G LAN效用支撑为VN构成员之间修筑拥有统一二层播送域确当地局域搜集 [7] 。

  正在工业现场级场景须要的重假若二层局域网,因而本文重要商量Ethernet类型的5G LAN需求,其用户面流量转发可能参考二层调换机的流量转发才能举行判辨。

  将图1(a)中P0~P3类比为5G搜集合的UE和DN筑筑,则上述普遍调换机的根本转发需求演变为如图1(b)所示,UE之间(UE1与UE2)、UE与DN侧筑筑之间有L2层的单播、组播和播送互通需求。3GPP将这两种场景的转发办法界说为基于Local Switch的转发、基于N6接口的转发。UPF转发或者负责面天生FAR时,单播报文遵循方针MAC地方转发,播送报文正在播送域内全转发,组播报文遵循组播条约动态增添或者静态装备的组播组转发。

  正在本质摆设中,由于调换机的端口数目限度或者接入点的地方位子等,往往会存正在多台调换机筑筑级联的场景,如图2(a)所示。好似地,当某个行业用户的两个厂区间隔较远且跨厂区的筑筑之间也须要正在统一播送域内举行L2层通讯时,可将两个UPF下重摆设到两个厂区,两个UPF之间通过N19接口互通,如图2(b)所示。3GPP将这种场景的转发办法界说为基于N19接口的转发。

  守旧调换机为了竣工硬件筑筑的复用和播送域的隔绝,引入了VLAN的观点,如图3(a)所示,将端口划分到区其它逻辑局域网中,可能负责播送的边界,进步搜集的和平性。正在5G LAN中引入了VN组,划入到统一个VN组的终端用户相当于处正在统一播送域内,如图3(b)所示。正在3GPP R16中,VN组仅支撑与DNN+S-NSSAI(Single Network Slice Selection Assistance Information)的1:1映照相干。

  正在守旧的调换机搜集合,为了进步牢靠性,往往会做链道冗余,如图4(a)所示,三台调换机构成物理链道上的环网。为了避免播送域内环网形成播送风暴,普通用天生树条约滞碍环网中的片面端口,正在逻辑上断环。好似地,当5G搜集为终端筑筑供给了L2层搜集后,也须要避免链道成环形成播送风暴,图4(b)、(c)为可以形成环网的两种拓扑办法。调换机中常用的断环条约正在5G LAN场景沿用存正在少许题目,比方,若正在UPF中启动天生树条约,VN组内的UE的数目可能远远高于调换机的端口数,会导致条约策画负载太高从而影响倒换职能;若UPF中不启动断环条约,5G搜集透传CPE或者DN侧调换机的断环条约报文,当搜集拓扑倒换发作搜集风暴时,5G搜集洪量丢包。